DE102007014386A1

DE102007014386A1 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung eines wasserführenden Geräts, insbesondere zur Vermeidung von Wasserschäden

Info

Publication number: DE102007014386A1
Application number: DE102007014386A
Authority: DE
Inventors: Lutz Isenhardt; Andre Lambert
Original assignee: Scotsman Beverage Systems GmbH
Current assignee: Scotsman Beverage Systems GmbH
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung eines wasserführenden Geräts, das Einrichtungen (50) für eine Zufuhr von Wasser und Einrichtungen für eine Abgabe von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser aufweist. Mit Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) werden Messwerte des wasserführenden Geräts erfasst, wobei die Zufuhr von Wasser zu dem wasserführenden Gerät mittels eines Magnetventils (60) geschlossen wird, wenn die aufgenommenen Messwerte angeben, dass ein Fehler, insbesondere eine Leckage, in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist. Die Steuerungseinrichtung kann zusätzlich Stromversorgungseinrichtungen (20) für das wasserführende Gerät aufweisen sowie Einrichtungen zum Ausschalten der Stromversorgungseinrichtungen (20), wenn ein Fehler aufgetreten ist. Des Weiteren können optische Einrichtungen (30; 32, 34; 17) vorgesehen sein, um anzuzeigen, wenn ein Fehler vorliegt. Die aufgenommenen Messwerte hängen von dem Ort und/oder der Art des aufgetretenen Fehlers ab, wodurch die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Ort und/oder der Art des Fehlers arbeitet. Die Steuerungseinrichtung kann zwischen einer Leckage und einer regulären Entnahme von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser aus dem wasserführenden Gerät unterscheiden. Mit der Steuerungseinrichtung und dem Verfahren der Erfindung sollen insbesondere Wasserschäden vermieden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung eines wasserfürenden Geräts, das Einrichtungen für eine Zufuhr von Wasser und Einrichtungen für eine Abgabe von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung eines wasserführenden Geräts derart, dass Wasserschäden an diesem Gerät oder bedingt durch dieses Gerät vermieden werden. Insbesondere sollen dabei Wasserschäden vermieden werden, die durch in dem wasserführenden Gerät auftretende Fehler bedingt sind, wie beispielsweise durch Leckagen.
Bei allen Arten von wasserführenden Geräten besteht grundsätzlich das Problem, dass Schädigungen durch unbeabsichtigt austretendes Wasser entstehen können. Betroffen hiervon sind alle Arten und Typen von Geräten, denen Wasser zugeführt wird und die dieses Wasser für ihren Betrieb benötigen, indem sie es verarbeiten oder aufbereiten. Im Haushaltsbereich und insbesondere im Bereich der Gastronomie handelt es sich hierbei beispielsweise um Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen und insbesondere um Maschinen zur Herstellung und Abgabe von Heiß- und/oder Kaltgetränken, wie Kaffeemaschinen, Zapfanlagen für kohlensäurehaltige Erfrischungsgetränke (die typischerweise sogenannte Carbonatoren enthalten), Eisbereiter, und dergleichen. Solche wasserführenden Geräte sind weit verbreitet in unterschiedlichen Ausführungen und Größen im Einsatz, nämlich von Kleingeräten für den Hausgebrauch bis hin zu kommerziellen Großgeräten für die Gastronomie oder die Industrie.
Alle derartigen Geräte sind über Wasserleitungen oder -schläuche an einem Wasseranschluss angeschlossen, und sie geben das verarbeitete oder aufbereitete Wasser wiederum über Wasserleitungen oder -schläuche (z. B. bei Waschmaschien) oder über geeignete Entnahme einrichtungen ab, wie beispielsweise Zapfhähne für Heiß- oder Kaltgetränke. Bei allen wasserführenden Komponenten derartiger Geräte besteht grundsätzlich das Problem, dass undichte Stellen auftreten können, sogenannte Leckagen, an denen Wasser ungewollt austritt. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen geplatzten oder gelösten Schlauch oder um eine undicht gewordene Verbindungsstelle in der Wasserleitung handeln. Betroffen ist also der gesamte wasserführende Bereich vom häuslichen Wasseranschluss (Wassereingangsseite) über das eigentliche wasserführende und wasserverarbeitende Gerät bis hin zu einer Abgabestelle oder -leitung (Wasserausgangsseite).
Zur Vermeidung von Wasserschäden sind im Stand der Technik sogenannte "Wasserstopps" oder "Aqua Stops" bekannt, die beispielsweise wassereingangsseitig einer Waschmaschine vorgeschaltet sind. Diese Einrichtungen reagieren auf eine Undichtigkeit in der betreffenden Wasserleitung, beispielsweise auf einen geplatzten oder gelösten Wasserschlauch, indem sie in einem solchen Fall den plötzlichen und schnellen Abfall des anstehenden Wasserdrucks erkennen und dann mechanisch die weitere Wasserdurchleitung unterbrechen.
Diese konstruktiv und mechanisch einfach aufgebauten Vorrichtungen haben nur einen sehr begrenzten Einsatzbereich. So sind sie nicht dazu geeignet, unterschiedliche Arten von Fehlern und insbesondere unterschiedliche Größen von Leckagen in dem wasserführenden Gerät zu erkennen und dementsprechend individuell angepasst zu reagieren. Diese bekannten Geräte sind nicht in der Lage, eine reguläre Entnahme von aufbereitetem Wasser aus dem wasserführenden Gerät, z. B. bei dem Zapfen eines Getränks, von einer Leckage zu unterscheiden. Diese bekannten Vorrichtungen sind des weiteren auch nicht dazu geeignet, kleine und mittlere Leckagen bei wasserführenden Geräten zu erkennen, die ein Wasserreservoir enthalten (z. B. einen Carbonatortopf in einer Getränkezapfanlage). Die bekannten "Wasserstopps" sind darüber hinaus aus hygienischen Gründen nicht dafür geeignet, für den Lebensmittelbereich (z. B. Getränkezapfanlage) verwendet zu werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die oben genannten, bei Schutzeinrichtungen des Standes der Technik bestehenden Probleme zu überwinden. Somit soll eine Schutzeinrichtung für ein wasserführendes Gerät geschaffen werden, die alle Arten und Größen von Fehlern in dem zu überwachenden, wasserführenden Gerät einschließlich seiner Wassereingangsseite und seiner Wasserausgangsseite erkennt. Als zu erkennende Fehler kommen dabei insbesondere alle Arten und Größen von Leckagen in Betracht. Die Schutzeinrichtung soll dabei zur Steuerung und Überwachung aller Arten von wasserführenden und/oder wasserverarbeitenden Geräten geeignet sein, wie beispielsweise Maschinen oder Anlagen zum Zapfen von Heiß- oder Kaltgetränken, letztere auch mit Carbonatoren zur Bereitung von kohlensäurehaltigen Getränken und dergleichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung eines wasserführenden, wasserverarbeitenden Geräts, das Einrichtungen für eine Zufuhr von Wasser und Einrichtungen für eine Abgabe von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser aufweist. Erfindungsgemäß werden dabei Messwerte des wasserführenden Geräts mittels Messwertaufnahmeeinrichtungen aufgenommen. Wenn die aufgenommenen Messwerte angeben, dass ein Fehler in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist, wird sodann die Zufuhr von Wasser zu dem wasserführenden Gerät geschlossen.
Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung bzw. das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren verhindern somit Wasserschäden, die durch Fehler in dem wasserführenden Gerät bedingt sind. Solche Fehler können dabei in dem Gerät selbst wie auch im Bereich seiner Wasserzuleitung (Wassereingangsseite) oder im Bereich der Abgabe von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser (Wasserausgangsseite) auftreten. Durch die Steuerungseinrichtung bzw. das Steuerungsverfahren werden dabei zunächst bestimmte physikalische Werte des wasserführenden Geräts gemessen und verarbeitet. Wenn dann auf der Grundlage dieser Messwerte festgestellt wird, dass ein Fehler in dem überwachten Gerät aufgetreten ist, wird schließlich die Zufuhr von Wasser zu dem Gerät geschlossen. Indem kein weiteres Wasser zugeführt wird, können keine größeren Schäden an dem zu überwachenden Gerät bzw. bedingt durch das Gerät in seiner Umgebung verursacht werden.
Ein typischer Fehler in dem zu überwachenden Gerät kann eine Leckage sein, durch die Wasser ungewollt und unkontrolliert an einer unerwünschten Stelle aus dem Gerät austritt. Dieses austretende Wasser kann Schäden an dem Gerät selbst verursachen wie auch Schäden in seiner Umgebung, beispielsweise in Form von Überschwemmungen. Indem erfindungsgemäß ein solcher Fehler erkannt und die weitere Zufuhr von Wasser zu dem Gerät unterbrochen wir, kann kein weiteres Wasser ungewollt aus der undichten Stelle (Leck) austreten, womit weitere Schädigungen des Gerätes selbst bzw. seiner Umgebung unterbunden sind.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird der in dem zu überwachenden Gerät aufgetretene Fehler durch ein Messen des in dem Gerät herrschenden Wasserdrucks ermittelt. Zusätzlich oder alternativ werden Durchflussmengen in dem zu überwachenden Gerät gemessen. Typischerweise werden zusätzlich die Zeit gemessen und das Verhalten oder die Ent wicklung des gemessenen Drucks und/oder der gemessenen Durchflussmenge innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts festgestellt und ausgewertet.
Wenn beispielsweise im Fall eines Geräts zum Zapfen von Getränken eine reguläre Entnahme eines Getränks erfolgt, sinkt der in dem Zapfgerät anstehende Wasserdruck für den Zeitraum des Zapfens des Getränks kurzfristig ab, wobei der Druck sich nach dem Schließen des Zapfhahns wieder auf seinen ursprünglichen Wert aufbaut. Dieser Druck steht dann innerhalb des Zapfgeräts an dem Zapfhahn an, bis es zu einer nächsten Entnahme eines Getränks kommt. Bei korrekter Funktion des Zapfgeräts baut sich der Druck innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer wieder auf, indem frisches Wasser über den externen Wasseranschluss an das Zapfgerät zugeführt wird.
Sofern in dem Zapfgerät nun ein Fehler auftritt, beispielsweise in Form einer Leckage, sinkt der Wasserdruck in dem Zapfgerät durch das fehlerhaft austretende Wasser ebenfalls ab. Solange die Leckage weiterhin vorliegt, kann sich der Wasserdruck in dem Zapfgerät aber nicht wieder auf seinen regulären Wert aufbauen. Insbesondere baut sich der Druck nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer wieder auf. Durch ein Überschreiten dieses Zeitfensters bei einem niedrigen Druckwert erkennt die Steuerungseinrichtung somit, dass der Druckabfall nicht auf einer regulären Wasserentnahme beruht (z. B. durch das Zapfen eines Getränks), so dass die Steuerungseinrichtung dadurch erkennt, dass ein Fehler, insbesondere eine Leckage, in dem wasserführenden Gerät vorliegen muss.
In der Steuerungseinrichtung sind Fehlererkennungsalgorithmen implementiert, die auf der Grundlage der an dem wasserführenden Gerät gemessenen physikalischen Werte einerseits grundsätzlich feststellen, dass ein Fehler aufgetreten ist, die aber andererseits auf der Grundlage des Verhaltens und der zeitlichen Entwicklung der Messwerte insbesondere auch die Art und den Ort des Fehlers in dem zu überwachenden Gerät feststellen können.
Neben einem primären Schutz des zu überwachenden Geräts durch das Schließen der Zufuhr von Wasser ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darüber hinaus vorgesehen, dass die Stromversorgung des zu überwachenden Geräts ausgeschaltet wird, wenn die aufgenommenen Messwerte angeben, dass ein Fehler in dem Gerät aufgetreten ist. Durch diese Schutzmaßnahme wird dafür gesorgt, dass das zu überwachende Gerät bezüglich seiner elektrischen Komponenten ausgeschaltet wird. Dadurch wird eine Beschädigung des Geräts verhindert, indem beispielsweise ein Trockenlaufen der ansonsten wasserführenden Kompo nenten des Geräts vermieden wird, was anderenfalls aufgrund der fehlenden weiteren Versorgung des Geräts mit Frischwasser gegeben wäre.
Diese zuletzt genannte Ausführungsform ist besonders vorteilhaft und vorzugsweise dann vorzusehen, wenn das zu überwachende, wasserführende Gerät mit elektrischem Strom arbeitet, wie es bei den eingangs beispielhaft genannten Geräten überwiegend der Fall ist. Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung ist aber auch bei Geräten einsetzbar, die ohne elektrischen Strom arbeiten, bei denen somit ein Ausschalten einer Stromversorgung aus Gründen eines Schutzes gegen Beschädigungen irrelevant ist. Bei solchen nicht-elektrischen Geräten reicht es daher aus, die Zufuhr von Frischwasser zu unterbinden, damit keine Wasserschäden durch das Auftreten eines Fehlers in dem wasserführenden Gerät, beispielsweise einer Leckage, verursacht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Steuerungseinrichtung Einrichtungen zum Anzeigen, dass ein Fehler in dem zu überwachenden Gerät aufgetreten ist. Die Anzeigeeinrichtungen können optische Anzeigeeinrichtungen sein und insbesondere in Form einer oder mehrerer lichtemittierender Dioden (LEDs) realisiert sein. Die Anzeigeeinrichtungen können dabei so ausgestaltet sein, dass sie zunächst grundsätzlich anzeigen, dass ein Fehler in dem Gerät aufgetreten ist. Insbesondere sind die Anzeigeeinrichtungen aber so ausgestaltet, dass sie die Art des aufgetretenen Fehlers (z. B. kleine, mittlere oder große Leckage) sowie den Ort des Fehlers in dem Gerät anzeigen. Im Fall von LEDs können unterschiedliche Fehlerqualitäten mittels mehrerer LEDs beispielsweise durch bestimmte Kombinationen einzelner leuchtender oder nicht leuchtender LEDs sowie durch das konkrete Leuchtverhalten der einzelnen LEDs (z. B. dauerhaftes Leuchten oder schnelles oder langsames Blinken) angezeigt werden.
Erfindungsgemäß hängen die von den Messwertaufnahmeeinrichtungen aufgenommenen Messwerte von dem Ort und/oder der Art des in dem zu überwachenden Gerät aufgetretenen Fehlers ab. So erkennt beispielsweise eine Druckmesseinrichtung (z. B. ein sogenannter Pressostat) aufgrund seines Schaltverhaltens durch den gemessenen Druck in dem Gerät die Größe einer Leckage. Wenn beispielsweise ein geplatzter Wasserschlauch als Fehler vorliegt, entsteht ein dauerhafter Druckverlust in dem Gerät, was von dem Pressostaten entsprechend erkannt wird. Handelt es sich beispielsweise um eine kleine Undichtigkeit, an der laufend eine kleine Menge Wasser ungewollt aus dem Gerät austritt, so ist es dennoch möglich, dass sich der vorgesehene Druck nach einer regulären Wasserentnahme (z. B. Zapfen eines Getränks) zunächst wieder normal aufbaut, dann jedoch aufgrund der Leckage sofort wieder absinkt. Ein derartiger Fehler wird von dem Pressostaten beispielsweise durch ein taktendes Schaltverhalten erkannt. In Kombination mit einem Messen der Zeiträume, in denen diese Schaltverhalten des Pressostaten auftreten, sind dann Rückschlüsse auf den Ort und/oder die Art des aufgetretenen Fehlers möglich. Die Messwertaufnahmeeinrichtung kann somit zwischen einer regulären Produktentnahme aus dem wasserführenden Gerät und einem Fehler unterscheiden, beispielsweise einer Leckage, wobei hier insbesondere auch die Größe der Leckage erkannt werden kann.
Die Steuerungseinrichtung veranlasst dann die Einrichtungen zum Schließen der Zufuhr von Wasser und/oder die Einrichtungen zum Ausschalten der Stromversorgungseinrichtungen (sofern vorhanden) und/oder die Einrichtungen zum Anzeigen, dass ein Fehler aufgetreten ist, dazu, in Abhängigkeit von dem Ort und/oder der Art des aufgetretenen Fehlers zu arbeiten. Hat der Druck-Messwertaufnehmer (Pressostat) also beispielsweise einen durch einen geplatzten Schlauch bedingten dauerhaften Druckverlust ermittelt und erfolgt daher innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer kein erneuter Druckaufbau, so schließt die Steuerungseinrichtung die Zufuhr von Wasser zu dem zu überwachenden Gerät. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dafür ein Magnetventil in der Wasserversorgungleitung vorgesehen, das von der Steuerungseinrichtung gesteuert wird. Im Beispielsfall des geplatzten Wasserschlauchs schließt das Magnetventil somit die weitere Wasserzufuhr dauerhaft und vollständig. Die an der Steuerungseinrichtung vorgesehenen Anzeigeeinrichtungen (z. B. LEDs) zeigen dem Benutzer dann diesen Fehler an. Dabei kann wahlweise eine Anzeige für den Benutzer des Geräts und eine andere Anzeige für Servicepersonal vorgesehen sein, wobei diese Anzeigen unterschiedliche Informationen geben. Die für den Benutzer vorgesehene Anzeige kann dabei grundsätzlich anzeigen, dass ein Fehler aufgetreten ist, während die für das Servicepersonal vorgesehene Anzeige die Art und den Ort des Fehlers anzeigen kann.
Wahlweise kann die Steuerungseinrichtung auch einen Rücksetz-Schalter aufweisen, mit dem der Benutzer das zu überwachende Gerät wieder in den Normalzustand versetzen und/oder wieder in Betrieb nehmen kann, nachdem ein Fehler aufgetreten und das Gerät abgeschaltet worden ist. Wenn der Fehler dann weiterhin ansteht, ein Einschalten des Geräts aber dennoch möglich ist, wird der Fehler erneut erkannt und von der Anzeigeeinrichtung erneut bzw. weiterhin angezeigt, einerseits beispielsweise zur Information des Benutzers, andererseits aber insbesondere zur Information des Servicepersonals.
Grundsätzlich wird die Steuerungseinrichtung durch den Rücksetz-Schalter wieder in den Grund- oder Normalzustand gesetzt bzw. neu gestartet. Dieses Rücksetzen ist insbesondere dann notwendig, wenn ein vorliegender Fehler durch Reparatur behoben wurde und das zu überwachende Gerät anschließend wieder in Betrieb genommen werden soll. Vorzugsweise kann ein Rücksetzen, unabhängig von der Qualität des Fehlers, aber auch möglich sein, wenn der Fehler weiterhin vorliegt. Jeder Fehler und jeder Rücksetzvorgang wird vorzugsweise in einem Speicher (z. B. sogenannter Folgefehlerspeicher) gespeichert und dokumentiert.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein Rücksetzen der Steuerungseinrichtung nur in Abhängigkeit von der Qualität des Fehlers möglich ist, d. h. je nach Qualität des Fehlers kann der Benutzer das zu überwachende Gerät mit dem Rücksetz-Schalter wieder einschalten oder nicht. Beispielsweise könnte es bei einer kleinen Leckage möglich sein, das Gerät wieder einzuschalten und weiterhin Getränke zu zapfen, auch wenn diese Leckage weiterhin vorhanden ist. Demgegenüber könnte es bei einer großen Leckage (z. B. geplatzte Wasserleitung) ausgeschlossen sein, das Gerät wieder einzuschalten, solange der Fehler weiterhin vorliegt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen:
1 ist eine schematische Ansicht einer Steuerungseinrichtung für ein wasserführendes Gerät entsprechend der Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht einer Grundplatine der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung.
3 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Fehlers durch Unterschreitung der minimalen Laufzeit (taktendes Magnetventil).
4 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Fehlers im Zeitfenster.
5 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Fehlers durch Unterschreitung des minimalen Wasserdrucks.
Ausführungsbeispiel einer Steuerungseinrichtung
1 zeigt schematisch eine Steuerungseinrichtung 10 für ein wasserführendes Gerät, welches selbst in dieser Zeichnung nicht dargestellt ist. Im rechten Teil der Zeichnung ist lediglich der Wasserzuleitungsstrang 50 gezeigt, der zu dem von der Steuerungseinrichtung zu überwachenden, wasserführenden Gerät führt (siehe Pfeil am unteren Ende des Wasserzuleitungsstrangs 50). Die Steuerungseinrichtung 10 ist somit außerhalb des angeschlossenen Geräts vorgesehen, wobei sie über ein Netzkabel 12 an das Stromnetz angeschlossen ist. Die Steuerungseinrichtung 10 weist selbst eine Anschlussvorrichtung (typischerweise eine Schuko-Steckdose) 20 für einen elektrischen Anschluss des zu überwachenden, wasserführenden Geräts an die Steuereinrichtung 10 auf. Mittels dieser Anschlusseinrichtung kann das wasserführende Gerät ausgeschaltet werden, wenn ein Fehler in diesem Gerät aufgetreten ist.
Der Wasserzuleitungsstrang 50 ist über einen Wasseranschluss (Wasserhahn) 52 an das Trinkwasserversorgungsnetz angeschlossen. Unmittelbar hinter dem Wasseranschluss 52 folgt eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Zufuhr von Wasser zu dem wasserführenden Gerät, die von der Steuerungseinrichtung 10 gesteuert wird. Diese Einrichtung ist vorzugsweise ein elektronisch ansteuerbares Magnetventil 60. Das Magnetventil 60 sitzt vorzugsweise direkt hinter dem Wasseranschluss 52, wobei gegebenenfalls noch ein Doppelrückschlagventil 54 dazwischengeschaltet sein kann. Da die Steuerungseinrichtung 10 Fehler in dem System stromaufwärts bis zu dem Magnetventil 60 erfassen kann, sollten vorzugsweise keine weiteren Komponenten und Wasserleitungen zwischen dem Wasseranschluss 52 und dem Magnetventil 60 vorgesehen sein. Eine Leckage, die oberhalb bzw. stromaufwärts von dem Magnetventil auftritt, kann von der Steuerungseinrichtung 10 nicht erfasst werden. Das Magnetventil 60 ist typischerweise geschlossen, wenn kein elektrischer Strom an ihm anliegt.
In dem Wasserzuleitungsstrang 50 ist stromabwärts von dem Magnetventil 60 ein Messwertaufnehmer 70 vorgesehen. Dieser Messwertaufnehmer kann beispielsweise eine Druckmesseinrichtung, insbesondere ein sogenannter Pressostat sein und je nach Anwendungsfall kann alternativ oder zusätzlich zu dem Druckmessgerät eine Druchflussmengenmesseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines sogenannten Flussschalters. Dem Messwertaufnehmer 70 folgend kann stromabwärts ein weiterer Messwertaufnehmer 72 vorgesehen sein, beispielsweise ein weiterer Pressostat, der insbesondere für Niederdruckmessungen geeignet sein kann.
Durch den Messwertaufnehmer 70 wird festgestellt, wenn ein Fehler in dem zu überwachenden Gerät auftritt. Ist der Messwertaufnehmer ein Druckmessgerät (Pressostat), wird der Wasserdruck in dem zu überwachenden Gerät gemessen. Stellt der Pressostat 70 einen Druckverlust fest, wird im regulären, fehlerfreien Betrieb das Magnetventil 60 geöffnet und frisches Wasser zu dem wasserführenden Gerät zugeführt. Ein solcher Druckverlust kann beispielsweise dann entstehen, wenn ein Getränk aus dem Gerät gezapft wird. Mit dem Öffnen des Magnetventils 60 wird eine Zeitmessung gestartet. Im regulären, fehlerfreien Betrieb muss der Wasserdruck in dem Gerät innerhalb einer zugelassenen, vorgegebenen Zeitdauer wieder vollständig aufgebaut werden, sofern es keine weitere Wasseranforderung (z. B. durch ein erneut gezapftes Getränk) von dem zu überwachenden Gerät gibt. Wird der Wasserdruck innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters wieder aufgebaut, wird das Magnetventil geschlossen und kein weiteres Frischwasser zugeführt. Typischerweise wird das Magnetventil mit einer Zeitverzögerung von ca. 0,5 bis 1 Sekunde geschlossen.
Sofern innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne der Wasserdruck in dem wasserführenden Gerät nicht wieder vollständig aufgebaut wird, deutet dieses auf einen Fehler in dem Gerät hin. Beispielsweise kann hier eine Leckage vorliegen, die den Druckaufbau auf den vorgegebenen Wert vollständig verhindert oder die zwar zunächst den Druckaufbau für eine kurze Zeitdauer ermöglicht, wobei aber unmittelbar ein erneuter Druckabfall folgt. In diesem Fall wird das Magnetventil kurzzeitig geschlossen, wenn und solange der erforderliche Druckwert erreicht ist, wobei das Magnetventil aber bei dem folgenden Druckabfall sogleich wieder geöffnet wird. Dieser Vorgang kann sich zyklisch wiederholen, wobei das Magnetventil laufend ein- und ausschaltet. Man spricht hierbei von einem "Takten" des Magnetventils.
Sofern der Druckmesswertaufnehmer 70 feststellt, dass ein Druckaufbau innerhalb der vorgegebenen Zeit nicht erfolgt oder sofern das Magnetventil 60 schnell ein- und ausschaltet (taktet), womit ein Fehler, beispielsweise in Form einer Leckage in dem wasserführenden Gerät festgestellt wird, wobei diese Messwerte bzw. dieses Schaltverhalten von der Steuerungseinrichtung 10 aufgenommen und verarbeitet werden, schließt die Steuerungseinrichtung 10 die Zufuhr von Frischwasser über den Wasserzuleitungsstrang 50 zu dem wasserführenden Gerät, indem das Magnetventil 60 geschlossen wird. Zusätzlich wird auch die Stromversorgung des wasserführenden Geräts über die Steckdose 20 ausgeschaltet, d. h. das wasserführende Gerät wird insgesamt ausgeschaltet.
Die Steuerungseinrichtung 10 weist optische Anzeigeeinrichtungen 30 auf, die grundsätzlich anzeigen, dass ein Fehler in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist und dass dieses abgeschaltet worden ist. Die in 1 dargestellte Steuerungseinrichtung 10 weist Anzeigeeinrichtungen 30 in Form zweiter lichtemittierender Dioden (LEDs) 32, 34 auf. Das Leuchtverhalten (z. B. Blinken oder ständiges Leuchten) jeder der LEDs sowie die Kombination der individuellen Leuchtverhalten der LEDs geben Auskunft über den Ort und/oder die Art des aufgetretenen Fehlers sowie darüber, dass das wasserführende Gerät von der Steuerungseinrichtung 10 abgeschaltet worden ist. Eine geeignete Legende beispielsweise im Betriebshand buch der Steuerungseinrichtung 10 erlaubt eine Interpretation der von den Anzeigeeinrichtungen 30 abgegebenen Lichtsignale. In einem Ausführungsbeispiel kann die erste LED 32 das Vorliegen undichter Stellen in dem wasserführenden Gerät anzeigen, während die zweite LED 34 einen zu geringen Wasserdruck anzeigt.
Die Steuerungseinrichtung 10 weist des weiteren einen Schalter 40 auf, der dafür vorgesehen sein kann, die Steuerungseinrichtung 10 ein- bzw. auszuschalten. Im ausgeschalteten Zustand der Steuerungseinrichtung 10 ist das Magnetventil 60 dabei typischerweise geschlossen. Der Schalter 40 kann außerdem als Schalter zum Zurücksetzen (Reset) der Steuerungseinrichtung 10 ausgebildet sein. Hierbei kann das wasserführende Gerät nach einer Abschaltung durch die Steuerungseinrichtung 10 aufgrund eines erkannten Fehlers wieder eingeschaltet und in Betrieb genommen werden. Wenn der Fehler dann weiterhin ansteht, wird er erneut erkannt und von der Anzeigeeinrichtung erneut bzw. weiterhin angezeigt.
Grundsätzlich wird die Steuerungseinrichtung 10 durch den Rücksetz-Schalter 40 wieder in den Grund- oder Normalzustand gesetzt bzw. neu gestartet. Dieses Rücksetzen ist insbesondere dann notwendig, wenn ein vorliegender Fehler durch Reparatur behoben wurde und das zu überwachende Gerät anschließend wieder in Betrieb genommen werden soll. Unabhängig von der Qualität oder Art oder Größe des Fehlers ist ein Rücksetzen vorzugsweise aber auch möglich, wenn der Fehler weiterhin vorliegt.
Alternativ kann je nach Fehlerart vorgesehen sein, dass ein Rücksetzen bzw. ein erneutes Einschalten der Steuerungseinrichtung nur möglich ist, wenn der Fehler zuvor behoben wurde. So könnte beispielsweise im Fall einer geplatzten oder gelösten Wasserleitung (große Leckage) ein Einschalten des Geräts unterbunden sein, solange dieser Fehler nicht behoben ist. Demgegenüber könnte im Fall einer kleineren Leckage ein Einschalten des Geräts vorübergehend zugelassen werden, wenn das Gerät trotz Vorliegen dieses Fehlers grundsätzlich ordnungsgemäß weiterarbeiten kann und der Fehler keine Schäden an dem Gerät oder der Umgebung bewirken kann.
Der zweite Messwertaufnehmer 72 (optionales Pressostat) kann dazu dienen, eine Unterschreitung des minimal zulässigen Wasserdrucks in dem wasserführenden Gerät zu erkennen. Wird dieser Minimalwert unterschritten, so wird dieses als Fehler erkannt, so dass die Steuerungseinrichtung 10 das Magnetventil 60 schließt. Für den Messwertaufnehmer 70 kann anstelle eines Druckmessgeräts (Pressostat) auch ein Durchflussmengenmessgerät (Flussschalter) verwendet werden. Typische Flussschalter reagieren ab einer Druchflussmenge von 0,5 Liter pro Minute, obwohl auch genauere Flussschalter kommerziell erhältlich sind. Kleine Leckagen auf der Wassereingangsseite können mit dem Flussschalter aufgrund dieser Ungenauigkeit allerdings nicht erkannt werden.
2 zeigt schematisch eine elektronische Grundplatine 16 für die Steuerungseinrichtung 10 mit den daran angeschlossenen, oben diskutierten Komponenten. Diese Platine befindet sich im Inneren des Gehäuses der Steuerungseinrichtung und sie ist für den Benutzer des wasserführenden Geräts in der Regel nicht zugänglich. Die Platine 16 weist eine weitere, interne lichtemittierende Diode 17 auf. In Kombination mit den von den externen lichtemittierenden Dioden 32, 34 abgegebenen Lichtsignalen geben die von der internen lichtemittierenden Diode 17 abgegebenen Lichtsignale dem Servicepersonal detaillierte Informationen über einen aufgetretenen Fehler.
Darüber hinaus weist die Platine 16 einen Servicetaster 18 auf, mit dem ein Techniker des Servicepersonals bei einer Instandsetzung des wasserführenden Geräts den aufgetretenen Fehler quittieren kann. Durch Betätigung des Servicetasters 18 werden aktive, d. h. blinkende oder leuchtende LEDs ausgeschaltet. Darüber hinaus kann ein weiterer, externer Schalter 42 an die Platine angeschlossen sein, mit der ein Techniker die Steuerungseinrichtung 10 zurücksetzen kann. Die Schalter 40 und 42 sind typischerweise als Schlüsselschalter ausgeführt. Die in 2 gezeigten Komponenten sind über handelsübliche Steckverbinder mit der Platine 16 verbunden.
Die Platine weist darüber hinaus Speicherelemente auf, z. B. EEproms (nicht dargestellt), in denen die oder alle aufgetretenen Fehler und deren Qualitäten und deren zeitliche Abfolge sowie Betriebszeiten und Korrekturmaßnahmen des Servicepersonals (Betätigung des Servicetasters 18; Rücksetzen mittels Rücksetz-(Schlüssel)-Schalter 40, 42) und dergleichen gespeichert werden können (z. B. sogenannter Folgefehlerspeicher zur Dokumentation der Fehler und der dazu ergriffenen Maßnahmen zu Nachweiszwecken). Als Hauptkomponente trägt die Platine 16 außerdem einen Mikroprozessor oder dergleichen (nicht dargestellt), in dem die Fehlererkennungsalgorithmen hinterlegt sind und die von den Messwertaufnehmern 70, 72 aufgenommenen Messwerte, die den aufgetretenen Fehler angeben, verarbeitet werden. Der Mikroprozessor steuert dann in Abhängigkeit von dem aufgetretenen Fehler und seiner Qualität das Magnetventil 60, die Stromvorsorgungseinrichtung (Steckdose) 20 sowie die optischen Anzeigeeinrichtungen (LEDs) 30, 32, 34.
Erkennung von Fehlerarten und Fehlerorten
Das Verfahren und die Einrichtung zur Steuerung eines zu überwachenden, wasserführenden Geräts kann verschiedene Arten von Fehlern sowie die Orte erkennen, an denen diese Fehler auftreten. Nachfolgend werden als Fehler ausschließlich Undichtigkeiten (Leckagen) in dem wasserführenden Gerät betrachtet. Leckagen können im Bereich der Zuführung von Wasser zu dem wasserführenden Gerät, also im Bereich des Wasserzuleitungsstrangs 50 stromabwärts von dem Magnetventil 60 auftreten (Wassereingangsseite). Des weiteren können Leckagen dann unmittelbar in dem wasserführenden Gerät auftreten, z. B. im Bereich eines Carbonatortopfes des Geräts. Schließlich können Leckagen auch im Bereich der Einrichtungen für die Abgabe von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser auftreten, also beispielsweise im Bereich der Zapfeinrichtungen für das von dem Gerät erzeugte Getränk (Wasserausgangsseite). Sowohl wassereingangsseitig wie wasserausgangsseitig können dabei kleine, mittlere und große Leckagen auftreten und von der Steuerungseinrichtung erkannt werden. Große Leckagen treten tpyischerweise im Fall einer gelösten oder geplatzten Wasserleitung (z. B. geplatzter Wasserschlauch) auf. In diesem Fall tritt die Gesamtheit oder ein Großteil des in dem Gerät geführten Wassers im Bereich der Leckage aus der Wasserleitung aus, so dass die stromabwärts von der Leckage angeordneten Gerätekomponenten nicht mehr mit Wasser versorgt werden.
Bevor nachfolgend die möglichen Fehlerarten und -orte weiter diskutiert werden, wird zunächst die Art der zu überwachenden Geräte erläutert. Grundsätzlich ist zwischen zwei Gerätekategorien zu unterscheiden, nämlich einerseits Geräten ohne Carbonatortopf (d. h. nicht zur Herstellung kohlensäurehaltiger Getränke) sowie andererseits Geräten mit Carbonatortopf (zur Herstellung kohlensäurehaltiger Getränke). Der wesentliche Unterschied liegt hierbei in den Möglichkeiten, einen Fehler auf der Wasserausgangsseite zu erkennen, wie unten weiter diskutiert wird.
Bei Geräten mit Carbonatortopf fungiert der Carbonatortopf als Wasserreservoir und als Druckreservoir, weshalb ein Druckabfall auf der Wasserausgangsseite je nach Größe einer Leckage bei diesen Geräten nicht ohne weiteres zugeordnet werden kann. Eine große Leckage (z. B. geplatzter Wasserschlauch), sowohl auf der Wassereingangsseite wie der Wasserausgangsseite, kann relativ leicht erkannt werden, da in diesem Fall mehr Wasser aus dem System entnommen wird als bei einer regulären Entnahme, wobei hier die vorgegebene Zeitdauer überschritten wird, d. h. die "Entnahme" aus dem System ist so groß, dass das Magnetventil ohne Eingriff der Steuerungseinrichtung ständig geöffnet wäre, um die Menge des entnommenen Wassers wieder aufzufüllen.
Da aufgrund der großen Leckage aber der Druck in dem wasserführenden Gerät nicht wieder aufgebaut werden kann, wird die für die Wasserzufuhr vorgegebene Zeitdauer überschritten, so dass das Überwachungssystem der Steuereinrichtung das Magnetventil dann schließt. Da der Carbonatortopf aufgrund der großen Wasserentnahme bezüglich seiner Befüllung nicht mehr abgeschaltet wird und deshalb auch nicht in einen taktenden Zyklus eintritt, macht es für die Fehlererkennung (große Leckage) keinen Unterschied, ob die Leckage auf der Wassereingangsseite oder der Wasserausgangsseite vorliegt.
Bei Geräten mit Carbonatortopf ist die Ermittlung kleiner Leckagen (z. B. tropfender Wasserhahn oder kleine Undichtigkeiten an Leitungsverschraubungen) jedoch schwieriger. Hierbei sind Leckagen auf der Wassereingangsseite (d. h. zwischen dem Magnetventil im Wasserzuleitungsstrang und dem Eingang zu einem Rückschlagventil des eigentlichen wasserführenden Geräts) und auf der Wasserausgangsseite (d. h. zwischen dem Ausgang eines Rückschlagventils des eigentlichen wasserführenden Geräts und einer Abgabeeinrichtung, z. B. Zapfhahn) zu unterscheiden. Je nach Ort des Auftretens einer kleinen Leckage macht sich dieser Fehler bei Geräten mit Carbonatortopf unterschiedlich bemerkbar.
Da der Carbonatortopf als Wasser- und Druckreservoir fungiert, ist ein Druckabfall bei einer kleinen Leckage auf der Wasserausgangsseite nicht ohne weiteres erkennbar oder zuzuordnen. Ein schnelles Ein- und Ausschalten des Magnetventils wird auch dadurch verhindert, dass bei einer Leckage auf der Wasserausgangsseite der Wasserstand im Carbonatortopf sinkt. Der Druckmesswertaufnehmer (Pressostat) kann also nicht ohne weiteres zwischen einer Leckage und einer regulären Entnahme unterscheiden, so dass sich in beiden Fällen das gleiche Schaltverhalten des Magnetventils ergibt. Kleine und mittlere Leckagen auf der Wasserausgangsseite können bei Geräten mit Carbonatortopf daher durch den Fehlererkennungsalgorithmus "Fehler im Zeitfenster" erkannt werden, der unten im einzelnen weiter diskutiert wird.
Bei Geräten ohne Carbonatortopf ist eine Ermittlung bzw. Unterscheidung des Fehlerortes nicht erforderlich, da im gesamten System der gleiche Druck herrscht. Somit kann eine Leckage sowohl auf der Wassereingangsseite als auch auf der Wasserausgangsseite ohne weiteres erkannt werden. Für Geräte mit Carbonatortopf wird nachfolgend die Erkennung des Fehlerortes oder der Fehlerart noch detaillierter diskutiert, wobei als Fehlerort zwischen der Wassereingangsseite und der Wasserausgangsseite unterschieden wird.
Wassereingangsseitig kann die Fehlerart "kleine Leckage" (z. B. tropfender oder sprühender Wasserverlust) wie folgt erkannt werden: Der Motor des Carbonators benötigt zur Befüllung des Carbonatortopfes eine bestimmte Zeit, wobei sich die minimale einzufüllende Menge aus dem Abstand zwischen einer Minimum-Elektrode und einer Maximum-Elektrode ergibt. Diese Zeitdauer ist wesentlich größer als die Zeitdauer, die benötigt wird, um einen Druckverlust durch eine Leckage auf der Wassereingangsseite wieder auszugleichen. Es wird daher die Zeitdauer gemessen, für die das Magnetventil bei einem Druckverlust geöffnet bleibt. Ist diese Zeit beispielsweise 20 mal hintereinander wesentlich kleiner als die Zeit, die zur Befüllung des Carbonatortopfes benötigt wird, so stellt die Steuerungseinrichtung fest, dass es sich nur um eine Leckage handeln kann.
Im Fall einer großen Leckage (z. B. geplatzter Schlauch) würde das Magnetventil ohne Überwachung und Eingriff der Steuerungseinrichtung ständig geöffnet sein, um das durch die Leckage verloren gegangene Wasser wieder aufzufüllen. Durch den Einsatz der Steuerungseinrichtung und die dadurch bedingte Zeitmessung und einen Vergleich mit einer vorgegebenen Zeitspanne wird das Magnetventil nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne jedoch geschlossen.
Wasserausgangsseitig wird die Fehlerart "kleine Leckage" wie folgt ermittelt: In diesem Fall entleert sich der Carbonatortopf langsam; ein kontinuierlicher Druckverlust ist nicht messbar. Wenn der Füllstand in dem Carbonatortopf die Minimum-Elektrode unterschreitet, wird der Carbonatortopf wieder gefüllt, d. h. das Magnetventil wird geöffnet. Somit befindet sich das Magnetventil in einem ein- und ausschaltenden Zyklus, was dem Schaltverhalten bei einer regulären Entnahme entspricht. Dieser Fehler kann jedoch durch den unten beschriebenen Fehlererkennungsalgorithmus "Fehler im Zeitfenster" erkannt werden.
Im Fall einer wasserausgangsseitig gegebenen großen Leckage wäre das Magnetventil wiederum ständig geöffnet, um das verloren gegangene Wasser wieder aufzufüllen. Wie oben schon erläutert wurde, würde die Zeiterfassung der Steuerungseinrichtung das Magnetventil dann nach Ablauf der voreingestellten Zeitspanne schließen.
Unterscheidung verschiedener Fehler
Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung kann zwischen folgenden Fehlern unterscheiden:

1. Fehler durch Überschreitung der maximalen ununterbrochenen Laufzeit;
2. Fehler durch Unterschreitung der minimalen Laufzeit (Takten);
3. Fehler im Zeitfenster;
4. Fehler durch Unterschreitung des minimalen Drucks (optional).

Diese Fehler treten bei folgenden Fehlerarten (Leckagen) auf:

Kleine oder mittlere Leckage auf der Wassereingangsseite: Fehler durch Unterschreitung der minimalen Laufzeit (Takten).
Große Leckage auf der Wassereingangsseite: Fehler durch Überschreitung der maximalen ununterbrochenen Laufzeit.
Kleine oder mittlere Leckage auf der Wasserausgangsseite: Fehler im Zeitfenster.
Große Leckage auf der Wasserausgangsseite: Fehler durch Überschreitung der maximalen ununterbrochenen Laufzeit.

Die vier oben genannten, verschiedenen Fehler werden insbesondere anhand der überwachten Laufzeiten und des jeweiligen Schaltverhaltens des Magnetventils nachfolgend im einzelnen erläutert:
1. Fehler durch Überschreitung der maximalen ununterbrochenen Laufzeit
Bei großen Leckagen auf der Wassereingangsseite und der Wasserausgangsseite kann das Magnetventil dauerhaft geöffnet sein. Bei einer wasserausgangsseitigen Leckage schaltet die Carbonatorpumpe zur Befüllung des Carbonatortopfs nicht mehr ab. Der Pressostat stellt fest, dass ein erneuter Druckaufbau in dem System nicht erfolgt. Wird dabei die eingestellte, vorgegebene Zeitspanne überschritten, so schaltet die Steuerungseinrichtung das Magnetventil ab (Schließen des Magnetventils) sowie gegebenenfalls auch die Steckdose zur Stromversorgung des zu überwachenden Geräts, womit dieses Gerät insgesamt abgeschaltet wird. Die maximale ununterbrochene Laufzeit ist somit die Zeit, für die der Pressostat die Druckunterschreitung in dem System messen darf, bevor das Magnetventil geschlossen wird. Diese maximale Laufzeit kann mittels eines Schalters eingestellt werden, wobei typische Einstellzeiten in einem Bereich von 1 bis 127 Minuten liegen können. Die Zeitmessung startet also, sobald sich das Pressostat aufgrund des Druckabfalls bzw. der Druckunterschreitung öffnet. Wenn dann die maximal zulässige Zeit (maximale Laufzeit) überschritten wird, wird von einem Fehler ausgegangen. Wird die maximale Laufzeit überschritten, so geht die Steuerungseinrichtung davon aus, dass als Fehlerart eine große Leckage vorliegt. Dieser Fehler wird über die optischen Anzeigeeinrichtungen angezeigt, beispielsweise derart, dass die interne LED dauerhaft leuchtet und eine der externen LEDs leuchtet oder blinkt.
2. Fehler durch Unterschreitung der minimalen Laufzeit (Mindestlaufzeit)
Dieser Fehler tritt bei kleinen oder mittleren Leckagen auf der Wassereingangsseite auf. Unter Bezugnahme auf 3 wird die Arbeitsweise der Steuerungseinrichtung bei dieser Fehlerart nachfolgend erläutert. Der Carbonator benötigt zur Befüllung des Carbonatortopfes eine bestimmte Zeit, die sich aus der minimalen Füllmenge (Abstand zwischen Minimum- und Maximum-Elektrode in dem Carbonatortopf) und dem dynamischen Wasserdruck ergibt. Dabei ist die reguläre Füllzeit wesentlich höher als die Zeit, die benötigt wird, um einen Druckverlust aufgrund einer Leckage auf der Wassereingangsseite auszugleichen. Die Mindestlaufzeit ist die Zeitspanne, für die der Pressostat bei einer Druckunterschreitung mindestens schalten muss, bzw. die Zeit, für die das Magnetventil mindestens geöffnet sein muss, damit kein Fehler erkannt wird (Unterscheidung zwischen einer Leckage auf der Wassereingangsseite und einer regulären Entnahme). Die minimale Laufzeit kann mittels eines Schalters eingestellt werden, wobei typische Einstellzeiten zwischen 1 und 15 Sekunden liegen. Die Mindestlaufzeit soll somit so eingestellt werden, dass sie wesentlich geringer ist, als die Zeit, die der Carbonator zum Befüllen des Carbonatortopfs benötigt.
Wird die Mindestlaufzeit nicht überschritten, so geht die Steuerungseinrichtung davon aus, dass es sich nicht um eine Befüllung des Carbonatortopfs handeln kann. Wird die minimale Laufzeit jedoch beispielsweise 20 mal hintereinander unterschritten (d. h. das Pressostat taktet 20 mal hintereinander), wird das Vorliegen eines Fehlers erkannt. In diesem Fall wird dann das Magnetventil geschlossen und gegebenenfalls auch die Stromversorgungssteckdose abgeschaltet. Der Fehler wird außerdem über die optischen Anzeigeeinrichtungen angezeigt, beispielsweise indem die interne LED langsam blinkt und eine der externen LEDs dauerhaft leuchtet oder blinkt.
Die Steuerungseinrichtung kann des weiteren so programmiert sein, dass der Fehler ignoriert wird, wenn eine Zeit von maximal vier Minuten oder das Zweifache der letzten Pausenzeit zwischen den Takten liegt (vergleiche 3).
3. Fehler im Zeitfenster
Durch den "Fehler im Zeitfenster" erkennt die Steuerungseinrichtung, ob eine reguläre Entnahme vorliegt oder ob es sich um eine (kleine oder mittlere) Leckage auf der Wasserausgangsseite handelt. Dieser Fehler wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 erläutert.
Der "Fehler im Zeitfenster" überwacht die Wasserausgangsseite des wasserführenden Geräts und erkennt Leckagen in diesem Bereich. Dabei wird ein Fehler (Leckage) erkannt, wenn die Schaltvorgänge des Pressostaten in ein definiertes Zeitfenster fallen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Fehler beispielsweise dann erkannt, wenn das Pressostat bei Überschreitung der Mindestlaufzeit 20 mal hintereinander innerhalb eines definierten Zeitfensters taktet. Dieser Fehlererkennungsmodus wird nachfolgend anhand von 4 erläutert. Zum Zeitpunkt t0 startet ein erster Einschaltvorgang des Magnetventils. Zum Zeitpunkt t1 startet ein zweiter Einschaltvorgang des Magnetventils. Die jeweilige Pulsbreite muss dabei größer sein als die minimale Laufzeit, da ansonsten der Zähler (siehe unten) zurückgesetzt wird. Die Größe tr bezeichnet die Differenz zwischen diesen beiden Startzeitpunkten: tr = t1 – t0.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollte 3/4 tr nicht größer sein als 600 Sekunden. Das Zeitfenster für die Fehlererkennung liegt zwischen einem Beginn-Zeitpunkt tm_min und einem Ende-Zeitpunkt tm_max, wobei für diese Zeitpunkte gilt: tmmin = tr – 1/4 tr tmmax = tr + 1 Sekunde.
Mittels der Steuerungseinrichtung wird die Zeit zwischen t0 und t1 gemessen. Sobald der Zeitpunkt t1 erreicht ist, wird ein zweiter Zähler gestartet. Fällt der zweite Einschaltvorgang des Magnetventils in das Zeitfenster zwischen tm_min und tm_max, wird der Zähler inkrementiert. Wenn sich dieser Vorgang 20 mal wiederholt, interpretiert die Steuerungseinrichtung dieses dahingehend, dass ein Fehler vorliegt, d. h. ein Fehler wird erkannt. Wenn der nachfolgende Schaltvorgang außerhalb des Zeitfensters liegt, wird der Fehlerzähler gelöscht.
Wenn beispielsweise für einen ersten Schaltvorgang gilt tr = 40 Sekunden und für einen zweiten Schaltvorgang gilt tr = 35 Sekunden, dann fällt der zweite Schaltvorgang in das Zeitfenster tm = tm_max – tm_min. Der Fehlerzähler wird somit erhöht. Wenn für einen anschließenden, dritten Schaltvorgang gilt tr = 50 Sekunden, so liegt der dritte Schaltvorgang dann außerhalb des Zeitfensters und der Fehlerzähler wird auf "0" gesetzt, d. h. gelöscht.
Bei der Fehlererkennung "Fehler im Zeitfenster" durchläuft die Steuerungseinrichtung folgenden internen Ablauf:
Der Benutzer kann den ermittelten Fehler wiederum anhand der optischen Anzeigeeinrichtungen ablesen, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung das Vorliegen eines "Fehlers im Zeitfenster" beispielsweise angezeigt wird, indem die interne LED schnell blinkt, während eine der externen LEDs leuchtet oder normal blinkt.
4. Fehler durch Unterschreitung des minimalen Wasserdrucks
Wahlweise kann ein weiterer Messwertaufnehmer (Pressostat 72) an die Steuerungseinrichtung angeschlossen sein, mit dem eine Unterschreitung des minimalen dynamischen Wasserdrucks ermittelt wird. Die überwachten Laufzeiten und das Schaltverhalten des Magnetventils für diesen Fall sind in 5 dargestellt. Zur Ermittlung dieses Fehlers wird der Wasserdruck, der mindestens in dem wasserführenden Gerät vorhanden sein muss (minimaler Wasserdruck) durch das zusätzliche optionale Pressostat ermittelt. Dieser minimale Wasserdruck (Mindestdruck) hat den Zweck, das zu überwachende Gerät und insbesondere seine internen Komponenten (z. B. Pumpen) zu schützen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Unterschreitung des minimalen Wasserdrucks von der Steuerungseinrichtung erkannt, wenn der Mindestdruck innerhalb von fünf Minuten für eine Zeitdauer von zwei Minuten nicht anliegt. Die Steuerungseinrichtung zeigt dann eine Störung an, wobei die Messwerterfassung hier aber weiterläuft. Wenn der Wasserdruck innerhalb von fünf Minuten für einen Zeitraum von weniger als 1,5 Minuten nicht ansteht, schaltet die Steuerungseinrichtung das zu überwachende Gerät automatisch wieder ein. Der Benutzer kann dann wiederum anhand der optischen Anzeigeeinrichtungen erkennen, dass ein Fehler durch Unterschreitung des minimalen Wasserdrucks ermittelt wurde, beispielsweise indem die zweite der beiden externen LEDs leuchtet oder blinkt.
Unter Bezugnahme auf 5 wird die Ermittlung dieses Fehlers noch weiter erläutert. Hierin bezeichnet T1 die Laufzeit, beispielsweise von fünf Minuten; Tu1 bezeichnet die Zeit des Unterdrucks im Zyklus 1; Tp1 bezeichnet die Pausenzeit zwischen den Einschaltflanken. Die Messung der Laufzeit T1 startet zum Zeitpunkt t0 und wird kontinuierlich fortgeführt, bis die Maximalzeit von fünf Minuten erreicht ist. Innerhalb der Zeit T1 werden die Zeiten Tu1 bis TuX addiert. Ein Fehlerfall wird dann ermittelt, wenn hierbei festgestellt wird, dass innerhalb dieser Zeitspanne von fünf Minuten die Summe aller Tu-Werte größer als zwei Minuten ist, d. h. innerhalb von fünf Minuten wurde für eine Zeit von mehr als zwei Minuten eine Unterschreitung des Minimaldrucks ermittelt. In diesem Fall wird die Stromversorgungssteckdose und damit das zu überwachende Gerät vorübergehend abgeschaltet. Während dieser Abschaltphase leuchtet die zweite der externen lichtemittierenden Dioden.
Nach einer Zeitspanne von vier Minuten wird gemessen, ob der Wasserdruck wieder ansteht. Wenn das der Fall ist, wird das zu überwachende Gerät wieder eingeschaltet. Die genannte Leuchtdiode blinkt weiterhin zur Information des Servicepersonals und sie kann nur von diesem mittels des Tasters 18 auf der Platine 16 der Steuerungseinrichtung 10 abgeschaltet werden. Die Messungen der Zeiten laufen auch nach der Abschaltung des zu überwachenden Gerätes weiter. Der aufgetretene Fehler wird in einer Speichereinrichtung (z. B. EEprom) gespeichert.
Ein Fehlerfall liegt nicht vor, wenn nach Ablauf der Messzeit festgestellt wird, dass die Grenze von 2 Minuten nicht erreicht wurde, wobei in diesem Fall das Messfenster (gestrichelte Linie in 5) kontinuierlich verschoben wird. Bereits gemessene Tu-Zeiten, die aus dem Messfenster fallen, werden von dem addierten Gesamtwert subtrahiert. Auf diese Weise wird eine Fehlerhistorie der letzten fünf Minuten vor dem aktuellen Zeitpunkt generiert, indem eine ständige Überprüfung auf zulässige Werte stattfindet.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung bei einer Feststellung der oben genannten Fehler 1. bis 3., d. h. bei einem Fehler durch Überschreitung der maximalen ununterbrochenen Laufzeit, bei einem Fehler durch Unterschreitung der minimalen Laufzeit oder bei einem Fehler im Zeitfenster, in jedem Fall die Zufuhr von Wasser zu dem wasserführenden Gerät schließt, indem das Magnetventil abgeschaltet bzw. geschlossen wird. Vorzugsweise wird zusätzlich auch die Stromversorgung des wasserführenden Geräts unterbrochen, indem die Steckdose der Steuerungseinrichtung, an der das wasserführende Gerät angeschlossen ist, abgeschaltet wird. Wenn die Steuerungseinrichtung den oben unter 4. erläuterten Fehler feststellt (Fehler durch Unterschreitung des minimalen Wasserdrucks), wird erfindungsgemäß wiederum die Zufuhr von Wasser zu dem wasserführenden Gerät geschlossen, wobei das Magnetventil aber nur vorübergehend geschlossen, d. h. abgeschaltet wird, dann aber wieder eingeschaltet wird. In entsprechender Weise wird in diesem Fall vorzugsweise auch die Stromversorgung des wasserführenden Geräts mittels der Steckdose an der Steuerungseinrichtung abgeschaltet. In allen Fehlerfällen wird der aufgetretene Fehler vorzugsweise von optischen Anzeigeeinrichtungen an der Steuerungseinrichtung angezeigt, vorzugsweise durch geeignete Kombinationen lichtemittierender Dioden, deren individuelles Leuchtverhalten Rückschlüsse auf die jeweils erkannten Fehler zulässt.

10: Steuerungseinrichtung
12: Netzkabel
16: Platine
17: interne lichtemittierende Diode
18: Service-Taster
20: elektrische Anschlußeinrichtung/Steckdose
30: Anzeigeeinrichtungen, lichtemittierende Dioden
32: lichtemittierende Diode
34: lichtemittierende Diode
40: (Rücksetz-)Schalter
42: (Rücksetz-)Schalter
50: Wasserzuleitungsstrang
52: Wasseranschluß
54: Doppelrückschlagventil
60: Magnetventil
70: Meßwertaufnehmer (Pressostat/Flussschalter)
72: zweiter Meßwertaufnehmer (Pressostat)

Claims

Verfahren zur Steuerung eines wasserführenden Geräts, das Einrichtungen für eine Zufuhr von Wasser und Einrichtungen für eine Abgabe von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Aufnehmen von Messwerten von dem wasserführenden Gerät, und – Schließen der Zufuhr von Wasser zu dem wasserführenden Gerät, wenn die aufgenommenen Messwerte angeben, dass ein Fehler in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmen von Messwerten von dem wasserführenden Gerät ein Messen des Wasserdrucks in dem wasserführenden Gerät umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmen von Messwerten von dem wasserführenden Gerät ein Messen der Zeit umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmen von Messwerten von dem wasserführenden Gerät ein Messen einer Durchflussmenge umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch den Schritt des Verarbeiten der aufgenommenen Messwerte.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Versorgen des wasserführenden Geräts mit Strom, – Ausschalten der Stromversorgung, wenn die aufgenommenen Messwerte angeben, dass ein Fehler in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin gekennzeichnet durch den Schritt: – Anzeigen, dass ein Fehler in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgenommenen Messwerte von dem Ort und/oder der Art des in dem wasserführenden Gerät aufgetretenen Fehlers abhängen, und dass die Schritte des Schließens der Zufuhr von Wasser und/oder des Ausschalten der Stromversorgung und/oder des Anzeigens, dass ein Fehler aufgetreten ist, in Abhängigkeit von dem Ort und/oder der Art des aufgetretenen Fehlers ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 in Abhängigkeit von Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort und/oder die Art des in dem wasserführenden Gerät aufgetretenen Fehlers optisch angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort und/oder die Art des aufgetretenen Fehlers durch das Leuchtverhalten mindestens einer lichtemittierenden Diode angezeigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem wasserführenden Gerät aufgetretene Fehler eine Leckage ist, und dass die aufgenommenen Messwerte von dem Ort und/oder der Größe der Leckage abhängen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgenommenen Messwerte eine Unterscheidung zwischen einer Leckage und einer regulären Entnahme von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser aus dem wasserführenden Gerät ermöglichen.
Steuerungseinrichtung für ein wasserführendes Gerät, das Einrichtungen (50) für eine Zufuhr von Wasser und Einrichtungen für eine Abgabe von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser aufweist, gekennzeichnet durch – Einrichtungen (70, 72) zum Aufnehmen von Messwerten des wasserführenden Geräts, und – Einrichtungen (60) zum Schließen der Zufuhr von Wasser zu dem wasserführenden Gerät, wenn die von den Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) aufgenommenen Messwerte angeben, dass ein Fehler in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) Druckmesseinrichtungen aufweisen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) Zeitmesseinrichtungen aufweisen.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) Durchflussmengenmesseinrichtungen aufweisen.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zum Verarbeiten der von den Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) aufgenommenen Messwerte umfasst.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Schließen der Zufuhr von Wasser zu dem wasserführenden Gerät ein Magnetventil (60) umfassen.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, weiterhin gekennzeichnet durch – Einrichtungen (20) zur Stromversorgung des wasserführenden Geräts, und – Einrichtungen zum Ausschalten der Stromversorgungseinrichtungen (20), wenn die von den Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) aufgenommenen Messwerte angeben, dass ein Fehler in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, weiterhin gekennzeichnet durch – Einrichtungen (30; 32, 34; 17) zum Anzeigen, dass ein Fehler in dem wasserführenden Gerät aufgetreten ist.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) aufgenommenen Messwerte von dem Ort und/oder der Art des in dem wasserführenden Gerät aufgetretenen Fehlers abhängen, und dass die Einrichtungen (60) zum Schließen der Zufuhr von Wasser und/oder die Einrichtungen zum Ausschalten der Stromversorgungseinrichtungen (20) und/oder die Einrichtungen (30; 32, 34; 17) zum Anzeigen, dass ein Fehler aufgetreten ist, in Abhängigkeit von dem Ort und/oder der Art des aufgetretenen Fehlers arbeiten.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 21 in Abhängigkeit von Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtungen (30; 17) optische Anzeigeeinrichtungen (32, 34; 17) sind, die den Ort und/oder die Art des in dem wasserführenden Gerät aufgetretenen Fehlers anzeigen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtungen (30; 17) mindestens eine lichtemittierende Diode (32, 34; 17) aufweisen, wobei das Leuchtverhalten der mindestens einen lichtemittierenden Diode (32, 34; 17) den Ort und/oder die Art des aufgetretenen Fehlers anzeigt.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem wasserführenden Gerät aufgetretene Fehler eine Leckage ist, und dass die von den Messwertaufnahmeeinrichtungen (70, 72) aufgenommenen Messwerte von dem Ort und/oder der Größe der Leckage abhängen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen einer Leckage und einer regulären Entnahme von aufbereitetem oder verarbeitetem Wasser aus dem wasserführenden Gerät unterscheiden kann.