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Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Vakuumgerät sowie ein Verfahren zur Erfassung von in einer Kommunikationsleitung zwischen einem Vakuumgerät und einer zentralen Steuereinrichtung kommunizierten Daten.
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Aus dem Stand der Technik (
DE 10 2006 045 024 A1 ) ist eine Anordnung mit einem Vakuumgerät bekannt, wobei das Vakuumgerät ein Kommunikationsmodul aufweist sowie ein Kontrollgerät mit einem Funkmodul.
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Derartige Vakuumgeräte, die mit einer zentralen Steuereinrichtung mittels einer Kommunikationsleitung verbunden sind, weisen den Nachteil auf, dass zum Beispiel bei einer Wartung des Vakuumgerätes keine lokalen Daten abrufbar sind.
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Insbesondere bei der Inbetriebnahme oder zu Wartungszwecken ist es häufig erwünscht, eine lokale Kontrolle wesentlicher Parameter durchführen zu können. Hierzu ist es gemäß dem Stand der Technik erforderlich, die Kommunikation mit der zentralen Steuerung zu unterbrechen, um lokal ein Anzeigegerät anzuschließen.
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Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Anordnung mit einem Vakuumgerät anzugeben, mit der eine lokale Kontrolle des Vakuumgerätes möglich ist. Darüber hinaus soll ein verbessertes Verfahren zur Erfassung von in einer Kommunikationsleitung zwischen einem Vakuumgerät und einer zentralen Steuereinrichtung kommunizierten Daten angegeben werden.
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Dieses technische Problem wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 17 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Anordnung mit einem Vakuumgerät, welche eine zentrale Steuereinrichtung für das Vakuumgerät und eine Kommunikationsleitung zwischen dem Vakuumgerät und der zentralen Steuereinrichtung aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass in und/oder an der Kommunikationsleitung eine zusätzliche Vorrichtung zum Erfassen der in der Kommunikationsleitung kommunizierten Daten angeordnet ist.
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Die zusätzliche Vorrichtung erlaubt die Erfassung der lokalen Daten des entsprechenden Vakuumgerätes, so dass die wesentlichen Parameter, wie zum Beispiel Drehzahl, Druck, Leistung, Softwarestand, Temperatur und dergleichen abgefragt werden können. Diese Erfassung ist insbesondere bei der Inbetriebnahme oder zu Wartungszwecken vorteilhaft, um die lokale Kontrolle des Vakuumgerätes zu erzielen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung zusätzlich als eine Daten auswertende und/oder Daten anzeigende Vorrichtung ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, die lokal erfassten Daten unmittelbar anzuzeigen, beispielsweise für die Inbetriebnahme oder Wartung des Vakuumgerätes. Eine Auswertung der Daten kann ebenfalls sinnvoll sein, damit bei der Wartung oder Inbetriebnahme Fehler leicht ermittelt werden können.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung als eine die Daten während einer unterbrechungsfreien Kommunikation zwischen dem Vakuumgerät und der zentralen Steuereinrichtung erfassende Vorrichtung ausgebildet.
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Die Erfindung wird gemäß dieser Ausführungsform zeitweise oder dauerhaft in und/oder an der Kommunikationsleitung zwischen dem Vakuumgerät und der zentralen Steuerung angeordnet. Die Vorrichtung liest die vorbeikommenden Daten mit. Es kann eine Auswahl getroffen werden, welche der Daten in der Vorrichtung lokal angezeigt werden sollen.
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Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass die Kommunikation zwischen dem Vakuumgerät und der zentralen Steuereinrichtung nicht unterbrochen wird, sondern dass diese unbeeinflusst weiter durchgeführt wird und dass die Vorrichtung gemäß der Erfindung sämtliche oder nur ausgewählte, in der Kommunikationsleitung kommunizierten Daten erfasst und nach den Wünschen des Benutzers weiter verarbeitet, das heißt auswertet und/oder anzeigt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass bei ausbleibender Kommunikation zwischen der zentralen Steuereinrichtung und dem Vakuumgerät die Vorrichtung zusätzlich als eine Daten abfragende und/oder das Vakuumgerät steuernde Vorrichtung ausgebildet ist. Die Kommunikation bleibt beispielsweise aus, wenn die zentrale Steuerungseinrichtung noch nicht angeschlossen oder projektiert ist. Auch bei einem Ausfall der zentralen Steuereinrichtung bleibt die Kommunikation aus. In diesem Fall der ausbleibenden Kommunikation kann die erfindungsgemäße Vorrichtung selbst zeitweise automatisch oder manuell Daten bei dem Vakuumgerät abfragen und/oder Einstellungen an dem Vakuumgerät vornehmen. In diesem Fall verhält sich die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie ein normales Bediengerät. Sobald die Kommunikation mit der zentralen Steuerung einsetzt, was abhängig von der Topologie – in oder an der Kommunikationsleitung – durch direkten Empfang oder Beurteilung der Signalqualität erfolgen kann, erfolgt keine aktive Teilnahme mehr an der Kommunikation, das heißt, es werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Telegramme mehr gesendet, sondern nur wie gemäß der Hauptausführungsform der Erfindung vorgesehen, die vorbeikommenden Daten beobachtet und/oder ausgewertet. Das bedeutet, dass die Vorrichtung ausschließlich bei ausbleibender Kommunikation zwischen dem Vakuumgerät und der zentralen Steuereinrichtung selbst aktiv Daten bei dem Vakuumgerät abfragt und/oder Einstellungen an dem Vakuumgerät vornimmt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Anschluss in oder an der Kommunikationsleitung galvanisch erfolgen. Hierbei erfolgt ein direkter Anschluss an die Kommunikationsleitung, wodurch einfache Komponenten verwendbar sind oder eine Filterung und Bearbeitung des Datenverkehrs möglich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist entweder ein zusätzlicher Teilnehmer (ein Anschluss) oder eine eingeschleifte Vorrichtung (zwei unabhängige Ports) vorgesehen.
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Ist der Anschluss als eingeschleifte Vorrichtung ausgebildet, wird die durchgehende Kommunikationsleitung unterbrochen und durch einen Umweg wieder geschlossen, das heißt, die Umwegleitung wird in die durchgehende Leitung eingeschleift.
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Es besteht auch die Möglichkeit, andere galvanische Anschlüsse vorzusehen.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung auch einen nicht-galvanischen Anschluss aufweisen. Bei der galvanischen Trennung liegt eine elektrische Trennung zwischen zwei leitfähigen Gegenständen, beispielsweise Stromkreisen, vor. Über entsprechende Kopplungsglieder werden zwischen den leitfähigen Gegenständen elektrische Leistungen oder Signale übertragen. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass die Vorrichtung als eine die Daten der Kommunikationsleitung induktiv oder kapazitiv erfassende Vorrichtung ausgebildet ist. Hierbei ist kein direkter Anschluss an die Kommunikationsleitung erforderlich.
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Die Kommunikationsleitung kann gemäß der Erfindung als RS485 oder als Profibus ausgebildet sein. Aufgrund der symmetrischen Signalübertragung ist RS485 durch eine hohe Toleranz gegenüber elektromagnetischen Störungen gekennzeichnet. Andere Arten von Kommunikationsleitungen sind ebenfalls möglich.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung als eine die kommunizierten Daten ändernde Vorrichtung ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann also bei geeigneter Anschaltung auch die laufende Kommunikation beeinflussen, zum Beispiel Telegramme filtern, Dateninhalte um Informationen ergänzen oder ändern.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Vorrichtung auch den Datenverkehr und/oder die Daten aufzeichnen. Hierdurch ist die Protokollierung möglicher Fehler durchführbar.
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Vorteilhaft weist die Vorrichtung Bedienelemente und/oder eine optische Anzeigevorrichtung und/oder eine akustische Anzeigevorrichtung auf. Im einfachsten Fall können Indikatoren, zum Beispiel LED's zur Anzeige von Daten oder Betriebszuständen vorgesehen sein. Zusätzlich können Bedienelemente wie Taster oder Schalter vorgesehen sein, um beispielsweise einen Betriebsmodus oder die anzuzeigenden Daten zu wählen. Darüber hinaus können auch Displays zur Anzeige von Zeichen oder Grafiken Verwendung finden bis hin zum reinen Betriebsmodus in üblichen Bedien- und Anzeigegeräten. Es ist auch möglich, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, akustische Signale vorzusehen, zum Beispiel zur Warnung bei Überschreitung voreingestellter Werte.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Vakuumgerät als Vakuumpumpe oder als Vakuummessmittel, beispielsweise als Messröhre, ausgebildet. Insbesondere bei diesen Geräten ist der Einsatz einer eine Kommunikation zwischen zentraler Steuereinrichtung und Vakuumgerät nicht unterbrechenden Vorrichtung von Vorteil.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung von in einer Kommunikationsleitung zwischen einem Vakuumgerät und einer zentralen Steuereinrichtung kommunizierten Daten zeichnet sich dadurch aus, dass die Daten ohne Unterbrechung der Kommunikation zwischen dem Datengerät und der zentralen Steuereinrichtung von einer Vorrichtung erfasst werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass die Kommunikation zwischen der zentralen Steuereinrichtung und dem Vakuumgerät ungehindert weiter fortgeführt werden kann und trotzdem die Daten ohne Unterbrechung der Kommunikation lokal erfasst werden. Diese Daten können zum Beispiel zusätzlich ausgewertet oder angezeigt werden. Dieses Verfahren ist insbesondere bei der Inbetriebnahme oder Wartung eines Vakuumgerätes vorteilhaft einsetzbar, da in diesem Fall lediglich die erforderlichen, das heißt gewünschten Daten, die ohnehin zwischen der zentralen Steuerungseinrichtung und dem Vakuumgerät mittels der Kommunikationsleitung kommuniziert werden, von der Vorrichtung erfasst und bei Bedarf angezeigt oder ausgewertet werden.
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Damit ist es möglich, ein Vakuumgerät lokal in Betrieb zu nehmen oder zu warten.
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Sollte die Kommunikation zwischen Vakuumgerät und der zentralen Steuereinrichtung ausbleiben, ist es möglich, dass die Vorrichtung ausschließlich bei ausbleibender Kommunikation automatisch oder manuell Daten des Vakuumgerätes abfragt und/oder das Vakuumgerät steuert. Die Kommunikation kann ausbleiben, wenn eine zentrale Steuereinrichtung noch nicht angeschlossen oder projektiert ist, oder wenn die zentrale Steuereinrichtung einen Fehler aufweist. In diesem Fall ist es möglich, dass die Vorrichtung Aufgaben der zentralen Steuereinrichtung übernimmt, um das Vakuumgerät zu steuern.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Daten über einen galvanischen Anschluss an der Kommunikationsleitung erfasst. Der galvanische Anschluss kann beispielsweise als zusätzlicher Teilnehmer ausgebildet sein, das heißt, es ist ein Anschluss in der Kommunikationsleitung vorgesehen. Bei dieser Ausführung sind einfache Komponenten verwendbar. Es kann auch ein Anschluss vorgesehen sein, der als eine eingeschleifte Vorrichtung mit zwei unabhängigen Ports ausgebildet ist. Durch diese Art des Anschlusses ist die Filterung und Bearbeitung des Datenverkehrs möglich.
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Es ist auch möglich, die Daten über einen nicht-galvanischen Anschluss zu erfassen. Das bedeutet, dass eine galvanische Trennung zwischen der Erfassungsvorrichtung und der Kommunikationsleitung vorliegt. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass keine zusätzlichen Steckverbinder notwendig sind. Die Ankopplung ist an jeder geeigneten Stelle ohne Eingriff in die Kommunikationsleitung möglich und es ist darüber hinaus die größte Rückwirkungsfreiheit erzielbar. In diesem Fall werden die Daten der Kommunikationsleitung beispielsweise induktiv oder kapazitiv erfasst.
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Diese Erfassungsarten haben sich als vorteilhaft wegen der zuverlässigen Arbeitsweise herausgestellt.
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Als Kommunikationsleitung wird vorzugsweise ein RS485-Standard oder ein Profibus verwendet. Andere Arten der Kommunikationsleitung sind gemäß der Erfindung auch möglich.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung die kommunizierten Daten während der Kommunikation zwischen dem Vakuumgerät und der zentralen Steuereinrichtung verändern. Bei geeigneter Anschaltung der Vorrichtung kann die Vorrichtung die laufende Kommunikation beeinflussen, zum Beispiel Telegramme filtern, Dateninhalte um Informationen ergänzen oder ändern. Eine Aufzeichnung des Datenverkehrs und/oder der Daten ist ebenfalls denkbar und vorteilhaft, um die Abläufe über einen kürzeren oder längeren Zeitraum zu protokollieren.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass als Vakuumgerät eine Vakuumpumpe oder ein Vakuummessmittel, beispielsweise eine Messröhre verwendet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei diesen Geräten besonders vorteilhaft einsetzbar.
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Die erfindungsgemäße Anordnung wie auch das erfindungsgemäße Verfahren ist auf Vakuumanwendungen beschränkt. Das Verfahren und die Anordnung weisen den Vorteil gegenüber dem Stand der Technik auf, dass sie kompakte und günstige Bauformen zum vorteilhaften Einsatz bei Inbetriebnahme und bei dem Betrieb von Vakuumanlagen und Vakuumanwendungen möglich machen.
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Die Anordnung mit einem Vakuumgerät und der Vorrichtung zum Erfassen der in der Kommunikationsleitung kommunizierten Daten kann, wie schon ausgeführt, eine Anzeige aufweisen. Diese Anzeige kann beispielsweise in Form von Indikatoren, zeichenbasierten, grafischen oder gemischten Displays, als akustische Geber, als digitale oder analoge Ausgänge und/oder als Relais ausgebildet sein.
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Die Einflussnahme der erfindungsgemäßen Anordnung auf die Anzeige oder die Bedienung kann beispielsweise durch automatisches Durchrollen aller relevanten Werte durch eine manuelle Auswahl durch Tasten und/oder durch Änderung der Betriebsart ausgebildet sein.
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Die erfindungsgemäße Anordnung wie auch das erfindungsgemäße Verfahren erlauben eine lokale und rückwirkungsfreie Erfassung von Daten in Vakuumanlagen, das heißt in Anordnungen mit einem Vakuumgerät. Diese lokal und rückwirkungsfrei erfassten Daten können ebenfalls lokal und rückwirkungsfrei ausgewertet und angezeigt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anordnung nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung;
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2 eine schematische Darstellung einer nicht-galvanischen Ankopplung an die Kommunikationsleitung;
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3 eine schematische Darstellung einer galvanischen Ankopplung an einer Kommunikationsleitung;
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4 eine schematische Darstellung einer 2-Port-Ankopplung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung. An einem Rezipienten 8 ist ein Vakuumgerät 1 angeschlossen. Im gezeigten Beispiel handelt es sich um eine Vakuumpumpe 1a mit angeflanschter Steuerelektronik 1b. Die Steuerelektronik 1b kann wahlweise angeflanscht oder räumlich getrennt und über ein Kabel mit der Vakuumpumpe 1a verbunden sein. Es kann sich bei dem Vakuumgerät 1 auch um ein steuerbares Ventil, eine Messröhre oder dergleichen handeln. Das Vakuumgerät 1 weist ein Kommunikationsmodul 2 auf, welches im gezeigten Beispiel direkt an der Steuerelektronik 1b angeordnet ist. Es kann jedoch auch getrennt von diesem sein, beispielsweise in einem benachbarten Schaltschrank, und dann über ein Kabel mit dem Vakuumgerät 1 in Verbindung stehen.
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Die Steuerelektronik 2 ist über eine Kommunikationsleitung 7 mit einer zentralen Steuereinrichtung 5 verbunden. An der zentralen Steuereinrichtung 5 können weitere Vakuumgeräte (nicht dargestellt) über weitere Kommunikationsleitungen (ebenfalls nicht darstellt) verbunden sein.
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Über einen Anschluss 3 ist eine Vorrichtung 4 an der Kommunikationsleitung 7 angekoppelt. Die Vorrichtung 4 erfasst Daten, die in der Kommunikationsleitung 7 zwischen dem Vakuumgerät 1 und der zentralen Steuereinrichtung 5 ausgetauscht werden. Die Erfassung erfolgt, ohne dass die Kommunikation zwischen dem Vakuumgerät 1 und der zentralen Steuereinrichtung 5 unterbrochen wird.
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Die Vorrichtung 4 erfasst die in der Kommunikationsleitung 7 kommunizierten Daten entweder zeitweise oder dauerhaft. Die Vorrichtung 4 erfasst hierzu die wesentlichen Parameter wie Drehzahl, Druck, Leistung, Temperatur, Softwarestand und dergleichen. Die Vorrichtung 4 kann auch Steuerdaten wie beispielsweise Stellbefehle, die an das Vakuumgerät gesendet werden, beispielsweise ”An/Aus”, ”Beschleunigen” und dergleichen versenden, nämlich wenn die Kommunikation von der zentralen Steuerung 5 ausbleibt. Dies kann der Fall sein, wenn die zentrale Steuerung ausfällt oder noch nicht angeschlossen oder projektiert ist.
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In diesem Fall kann die Vorrichtung 4 auch automatisch oder manuell Daten bei dem Kommunikationsmodul 2 abfragen und wie schon ausgeführt, gegebenenfalls Einstellungen vornehmen. In diesem Falle verhält sich die Vorrichtung 4 wie ein normales Bediengerät. Sobald die Kommunikation mit der zentralen Steuereinrichtung 5 einsetzt, erfolgt keine aktive Teilnahme mehr an der Kommunikation, das heißt, es werden durch die Vorrichtung 4 keine Telegramme gefiltert, Dateninhalte um Informationen ergänzt oder geändert, sondern nur die in der Kommunikationsleitung 7 kommunizierten Daten werden erfasst, beobachtet und/oder ausgewertet.
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Durch diese erfindungsgemäße Anordnung ist eine lokale Überwachung der Vakuumpumpe 1 zeitweise oder dauerhaft ohne Rückwirkung auf die Kommunikation zwischen dem Vakuumgerät 1 und der zentralen Steuereinrichtung 5 möglich. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Inbetriebnahme und der Wartung von Vakuumanlagen.
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2 zeigt die Kommunikationsleitung 7, an der die Vorrichtung 4 mittels einer Ankopplung 3, die als nicht-galvanische Ankopplung 6 ausgebildet ist, angeschlossen ist. Bei der nicht-galvanischen Ankopplung 6 sind keine zusätzlichen Steckverbinder notwendig. Die Anschaltung ist an jeder geeigneten Stelle der Kommunikationsleitung 7 möglich. Hierdurch wird die größte Rückwirkungsfreiheit erzielt.
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Bei der nicht-galvanischen Ankopplung werden die Daten aus der Kommunikationsleitung 7 kontaktlos, wie zum Beispiel induktiv oder kapazitiv erfasst, ohne dass das Buskabel 7 aufgetrennt werden muss. Es ist auch eine Anbindung per Funk denkbar.
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Gemäß 3 ist die Vorrichtung 4 über die Ankopplung 3, die als galvanische Ankopplung 9 ausgebildet ist, an der Kommunikationsleitung 7 angeschlossen. Die galvanische Ankopplung 9 bedeutet, dass analog ein weiterer Teilnehmer an der Kommunikationsleitung 7 angeschlossen ist. Diese Variante weist den Vorteil auf, dass die Ankopplung mittels einfacher Komponenten erfolgt.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorrichtung 4 mittels einer 2-Port-Ankopplung 10 in der Kommunikationsleitung 7 eingeschleift ist. Mit diesem Ausführungsbeispiel ist eine Filterung und Bearbeitung des Datenverkehrs möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vakuumgerät
- 1a
- Vakuumpumpe
- 1b
- Steuerelektronik
- 2
- Kommunikationsmodul
- 3
- Ankopplung
- 4
- Vorrichtung
- 5
- zentrale Steuereinrichtung
- 6
- nicht-galvanische Ankopplung
- 7
- Kommunikationsleitung
- 8
- Rezipient
- 9
- galvanische Ankopplung
- 10
- 2-Port-Ankopplung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006045024 A1 [0002]
