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Die Erfindung betrifft Überwachungssysteme der Umgebungsbedingungen technischer Anlagen.
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Durch die Druckschrift
DE 199 11 249 A1 ist eine Schaltschranküberwachungseinrichtung bekannt. Der Schaltschrankzustand wird dabei mittels einer Überwachungseinheit, einer Programmiereinheit und einer Anzeigeeinrichtung bestimmt. Die Überwachungseinheit besitzt mehrere Eingänge zum Anschluss von Sensoren und mehrere Ausgänge zum Anschluss von Aktoren. Die Anzeigeeinrichtung kann unterschiedliche Alarmgeber und andere Anzeigeelemente aufweisen. Es besteht eine feste Zuordnung von einer Überwachungseinheit, einer Programmiereinheit und einer Anzeigeeinrichtung.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 010 482 A1 bezieht sich auf eine Schaltschranküberwachungseinrichtung mit mindestens einer in einer Schaltschrankanordnung angeordneten Basisstation und mindestens einem mit dieser in drahtlose Datenübertragungsverbindung zu bringenden Sensor einer Sensoranordnung zum Überwachen von einer Schaltschrankfunktion betreffenden Größe. Die Sensoranordnung ist der Basisstation direkt zugeordnet.
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Die Druckschrift
DE 199 25 846 A1 zeigt eine Anordnung zur Überwachung von Anlagen, insbesondere Datenverarbeitungsanlagen. Dazu ist mindestens ein bewegungssensitiver Sensor mit einer unabhängigen internen Auswerteeinheit in der Anlage verbunden, wobei die Verbindungsleitungen über die zu schützenden Anlagenkomponenten gespannt sind. Mittels einer Zentrale wird bei Relevanz der Signale eine Alarmmeldung ausgelöst. Die Anordnung ist auf den Einsatz der bewegungssensitiven Sensoren beschränkt. Das Anwendungsgebiet ist dazu der Schutz von Datenverarbeitungsanlagen gegen Diebstahl durch Alarmmeldung.
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Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachung technischer Anlagen einfach und ökonomisch günstig sicherzustellen.
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Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Überwachungssysteme der Umgebungsbedingungen technischer Anlagen zeichnen sich insbesondere durch eine einfache und ökonomisch günstige Realisierung bei gleichzeitiger Gewährleistung eines sicheren Betriebs aus.
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Dazu sind Überwachungseinheiten über ein drahtloses Datennetz mit einer Alarmeinheit verbunden.
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Jede der Überwachungseinheiten besteht aus mindestens einem Sensor, einem damit verbundenen und die Messwerte sowohl verarbeitenden als auch mit wenigstens einem Grenzwert vergleichenden Datenverarbeitungssystem, einem damit zusammengeschalteten Datensender und Datenempfänger und einer Energiequelle für die Bestandteile der Überwachungseinheit. Damit ist jede der Überwachungseinheiten vorteilhafterweise eine autark arbeitende Überwachungseinheit.
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Die Alarmeinheit weist ein Datenverarbeitungssystem auf, das mit einem Datenempfänger und wenigstens einer Ausgabeeinheit verbunden ist.
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Die Datensender und die Datenempfänger sind mit dem drahtlosen Datennetz und damit miteinander so verbunden, dass wenigstens bei Unter- oder Überschreiten des Grenzwertes die Überwachungseinheiten untereinander und mindestens eine der Überwachungseinheiten mit der Alarmeinheit verbunden sind. Weiterhin werden aus den Daten der wenigstens einen Überwachungseinheit im Datenverarbeitungssystem der Alarmeinheit generierte Daten über die Ausgabeeinheit der Alarmeinheit ausgegeben.
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Damit sind Störungen oder Ausfälle technischer Anlagen wie Industrieanlagen und Produktionsstätten sowie insbesondere auch Computer und Server frühzeitig detektier- und damit behebbar. Dazu werden insbesondere Umweltparameter der Umgebung der technischen Anlagen überwacht. Bei Störungen werden daraus generierte Signale an die Alarmeinheit gesendet und damit einem übergeordneten System zur Verfügung gestellt.
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Die Überwachungseinheiten sind dazu autark arbeitende Einheiten, die leicht an den unterschiedlichsten Stellen der technischen Anlage selbst und/oder der Umgebung der technischen Anlage platzierbar sind. Die Verbindungen sind drahtlos, so dass hinsichtlich der Platzierungen keine Einschränkungen vorhanden sind.
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Die Überwachungseinheiten arbeiten autark, so dass vorteilhafterweise eine ständige Verbindung zu der Alarmeinheit nicht notwendig ist. Nur im Bedarfsfall, das heißt bei Unter- oder Überschreiten wenigstens eines Grenzwertes wird eine Verbindung aufgebaut und dieser Sachverhalt durch Übertragen der entsprechenden Signale der Alarmeinheit übermittelt.
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Ein übergeordnetes Kontrollsystem für die Alarmeinheit kann somit flexibel an die gegebene Infrastruktur angepasst werden.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Platzierung von mehreren Überwachungseinheiten ein Ausfall einer Überwachungseinheit die Überwachung der technischen Anlage weiter gegeben ist. Dazu besitzen die Überwachungseinheiten vorteilhafterweise den gleichen Aufbau.
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Die Anzahl der Überwachungseinheiten ist je Überwachungssystem nicht begrenzt, so dass leicht ein Überwachungssystem entsprechend der Ausgestaltung der technischen Anlage realisierbar ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 angegeben.
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Das Datenverarbeitungssystem der Alarmeinheit ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 weiterhin mit einem Datensender für eine Verbindung mit Überwachungseinheiten verbunden. Weiterhin sind die Alarmeinheit und Überwachungseinheiten miteinander über das Datennetz so verbunden, dass die Überwachungseinheiten nach Empfang von Kontrolldaten der Alarmeinheit Überwachungsdaten oder daraus generierte Kontrolldaten entweder direkt an die Alarmeinheit oder über wenigstens eine Überwachungseinheit an die Alarmeinheit senden und damit das Vorhandensein und die Verbindungen der Überwachungseinheiten über die Alarmeinheit kontrollierbar sind.
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Damit ist ein selbstkonfigurierendes Überwachungssystem vorhanden.
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Mittels der Alarmeinheit können Kontrolldaten an die Überwachungseinheiten gesendet werden. In diesen werden aus den Kontrolldaten Überwachungsdaten generiert und an die Alarmeinheit zurückgesandt. Die Kontrolldaten und die daraus generierten Daten sind jeweils spezifische Daten. Damit ist die Funktionsweise des gesamten Überwachungssystems kontrollierbar.
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Vorteilhafterweise senden die Überwachungseinheiten im Bedarfsfall auch die empfangenen Daten anderer Überwachungseinheiten an die Alarmeinheit und umgekehrt. Die Überwachungseinheiten besitzen demnach eine Repeaterfunktion. Eine direkte Verbindung zwischen jeder der Überwachungseinheiten des Überwachungssystems und der Alarmeinheit ist aufgrund dessen nicht notwendig. Das Überwachungssystem ist dadurch räumlich nicht begrenzt.
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Eine neu integrierte oder ausgetauschte Überwachungseinheit ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 mit der Alarmeinheit so verbunden, dass diese Überwachungseinheit nach Empfang von Kontrolldaten der Alarmeinheit Überwachungsdaten oder daraus generierte Kontrolldaten entweder direkt an die Alarmeinheit oder über wenigstens eine Überwachungseinheit an die Alarmeinheit sendet und damit das Vorhandensein und die Verbindungen der Überwachungseinheit über die Alarmeinheit kontrollierbar ist.
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Damit können neu in das Überwachungssystem integrierte Überwachungseinheiten ohne Konfigurationsaufwand in das Überwachungssystem eingebunden werden. Das Überwachungssystem ist damit in seiner Infrastruktur offen. Die Anzahl der Überwachungseinheiten und deren Platzierung ist leicht entsprechend der technischen Anlage und deren Umgebung anpassbar.
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Die Alarmeinheit und die Überwachungseinheiten sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 über das Datennetz so miteinander verbunden, dass mindestens ein Grenzwert des wenigstens eines Sensors einstellbar ist. Bei mehreren Sensoren sind die Grenzwerte unabhängig voneinander einstellbar. Dadurch können auch betriebsbedingte Änderungen an der zu überwachenden technischen Anlage leicht berücksichtigt werden.
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Ein Speicher des Datenverarbeitungssystems der Überwachungseinheit weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 vorteilhafterweise Daten einer Kennung auf, so dass mittels der Daten der Kennung das Vorhandensein der Überwachungseinheit kontrollierbar ist.
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Günstigerweise ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 der Sensor ein
- – Temperatursensor,
- – Feuchtesensor,
- – Rauchsensor,
- – Beschleunigungssensor,
- – akustischer Pegelmesser,
- – Frequenzmesser
jeweils einzeln oder in wenigstens einer Kombination. Damit stellt die Überwachungseinheit selbst einen derartigen Sensor dar.
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Die Alarmeinheit ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 über die Ausgabeeinheit und ein Netz mit wenigstens einem externen Datenverarbeitungssystem verbunden. Das Letztere ist beispielsweise eine Kontrolleinheit, die günstigerweise ein Bestandteil einer Zentrale zum Betrieb der technischen Anlage oder technischer Anlagen ist.
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Die Überwachungseinheit befindet sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 in einem Gehäuse. Damit ist eine kompakte und autark arbeitende Überwachungseinheit realisierbar, die leicht an den unterschiedlichsten Stellen der technischen Anlage selbst und/oder der Umgebung der technischen Anlage platzierbar ist. Die Verbindungen sind drahtlos, so dass hinsichtlich der Platzierungen keine Einschränkungen vorhanden sind.
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Die Überwachungseinheiten sind dabei vorteilhafterweise miniaturisierbar. Das erleichtert die Platzierung und die Ortswahl. Dazu können die Überwachungseinheiten die vielfältigsten und bekannten Befestigungselemente aufweisen. Das sind beispielsweise Ösen zum Aufhängen oder Klebemittel zum direkten Befestigen an den verschiedensten Oberflächen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 ein Überwachungssystem der Umgebungsbedingungen technischer Anlagen und
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2 eine Überwachungseinheit in Verbindung mit einer Alarmeinheit.
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Ein Überwachungssystem der Umgebungsbedingungen technischer Anlagen besteht im Wesentlichen aus Überwachungseinheiten 1 und einer Alarmeinheit 2.
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Die 1 zeigt ein Überwachungssystem der Umgebungsbedingungen technischer Anlagen in einer prinzipiellen Darstellung.
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Eine Überwachungseinheit 1 besteht aus wenigstens einem Sensor 5, einem Datenverarbeitungssystem 4, einem Datensender, einem Datenempfänger und einer Energiequelle.
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Die 2 zeigt eine Überwachungseinheit 1 in Verbindung mit einer Alarmeinheit 2 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Der Sensor 5 ist ein
- – Temperatursensor,
- – Feuchtesensor,
- – Rauchsensor,
- – Beschleunigungssensor,
- – akustischer Pegelmesser,
- – Frequenzmesser.
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Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Kombination aus diesen Sensoren 5 ein Bestandteil der Überwachungseinheit 1. Damit ist die Überwachungseinheit 1 selbst ein Sensor.
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Temperatursensoren wandeln die Temperatur in eine elektrische Größe um. Dazu werden insbesondere Heißleiter oder Kaltleiter verwendet, die ihren elektrischen Widerstand bei einer Temperaturänderung ändern.
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Feuchtesensoren sind bekannte Hygrometer zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit und/oder Sensoren zur Feststellung von Flüssigkeiten. Als Hygrometer werden insbesondere Impedanzhygrometer oder kapazitive Hygrometer eingesetzt.
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Der Rauchsensor ist ein bekannter Brandgas-, Rauchgas- oder Rauchmelder. Brandgas- oder Rauchgasmelder sind bekannte Gassensoren zur Bestimmung der Konzentration von Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid und/oder anderen Verbrennungsgasen. Als Rauchmelder werden einen physikalischen Effekt nutzende Sensoren zur Erkennung von Brandrauch eingesetzt.
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Bei einem Beschleunigungsmesser wird bekannterweise die auf eine Masse wirkende Trägheitskraft bestimmt. Insbesondere wird dabei ein mikro-elektro-mechanisches System (MEMS) eingesetzt.
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Die Sensoren 5 sind mit dem Datenverarbeitungssystem 4 in Form eines bekannten Mikrocontrollers zusammengeschaltet. Die elektrischen Signale der Sensoren 5 werden in äquivalente Daten im Datenverarbeitungssystem 4 gewandelt. Die so gewonnenen und die Messwerte repräsentierenden Daten der Sensoren 5 werden mit wenigstens einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Damit werden die Messwerte in der autark betriebenen Überwachungseinheit 1 verarbeitet. Das Datenverarbeitungssystem 4 ist weiterhin mit dem Datensender und dem Datenempfänger verbunden. Letztere sind auch als eine Sende-/Empfangseinheit 3 realisierbar. Erst bei Überschreiten der Grenzwerte werden Daten über die Sendeeinheit als elektromagnetische Wellen abgegeben.
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Weiterhin ist eine Energiequelle ein Bestandteil der Überwachungseinheit 1, die mit den Teilen der Überwachungseinheit 1 zu deren Stromversorgung verbunden ist. Die Energiequelle ist eine bekannte Batterie oder ein bekannter Akkumulator und in der 2 nicht gezeigt. Damit ist eine autark arbeitende Überwachungseinheit 1 realisiert.
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Die Alarmeinheit 2 besteht aus einem Datenverarbeitungssystem 7, einem Datenempfänger, einem Datensender und wenigstens einer Ausgabeeinheit 8. Letztere sind mit dem Datenverarbeitungssystem 7 verbunden. Das Datenverarbeitungssystem 7 ist ein bekannter Mikrocontroller. Der Datensender und der Datenempfänger sind auch als Sende-/Empfangseinheit 6 realisierbar. Aus den Daten der Überwachungseinheiten 1 werden im Datenverarbeitungssystem 7 der Alarmeinheit 2 Daten generiert, die über die Ausgabeeinheit 8 der Alarmeinheit 2 ausgegeben werden. Dazu ist die Ausgabeeinheit 8 vorteilhafterweise über ein Netz mit wenigstens einem externen Datenverarbeitungssystem verbunden.
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Die Alarmeinheit 2 und die Überwachungseinheiten 1 sind jeweils über die Datensender und Datenempfänger über ein drahtloses Datennetz miteinander und untereinander verbunden, wobei wenigstens bei Unter- oder Überschreiten des Grenzwertes oder der Grenzwerte die Überwachungseinheiten 1 untereinander und mindestens eine der Überwachungseinheiten 1 mit der Alarmeinheit 2 verbunden sind.
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Die Alarmeinheit 2 und die Überwachungseinheiten 1 sind mit- und untereinander über das Datennetz so verbunden, dass Überwachungseinheiten 1 nach Empfang von Kontrolldaten der Alarmeinheit 2 Überwachungsdaten oder daraus generierte Kontrolldaten entweder direkt an die Alarmeinheit 2 oder über wenigstens eine Überwachungseinheit 1 an die Alarmeinheit 2 senden und damit das Vorhandensein und die Verbindungen der Überwachungseinheiten 1 über die Alarmeinheit 2 kontrollierbar sind.
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In das Überwachungssystem neu zu integrierende oder ausgetauschte Überwachungseinheiten 1 sind mit der Alarmeinheit 2 über das Datennetz so verbunden, dass diese Überwachungseinheit 1 nach Empfang von Kontrolldaten der Alarmeinheit 2 Überwachungsdaten oder daraus generierte Kontrolldaten entweder direkt an die Alarmeinheit 2 oder über wenigstens eine Überwachungseinheit 1 an die Alarmeinheit 2 sendet und damit das Vorhandensein und die Verbindungen der Überwachungseinheit 1 über die Alarmeinheit 2 kontrollierbar ist.
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In einer Ausführungsform des Ausführungsbeispiels besitzt das Datenverarbeitungssystem 4 der Überwachungseinheit 1 eine Kennung, so dass mittels der Kennungen das Vorhandensein der Überwachungseinheiten kontrollierbar ist. Die Kennung sind in einem Speicher des Datenverarbeitungssystems 4 gespeicherte Daten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19911249 A1 [0002]
- DE 102007010482 A1 [0003]
- DE 19925846 A1 [0004]
