DE102013114405A1 - Field device for determining and / or monitoring a process variable in automation technology - Google Patents

Field device for determining and / or monitoring a process variable in automation technology Download PDF

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Andrea Seger
Bert Von Stein
Christian Wandrei
Markus Kilian
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    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1462—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Feldgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße in der Automatisierungstechnik mit einem Sensor (2) oder Aktor, einer Elektronikeinheit (3) und einem Anzeige-/Bedienmodul (4), wobei die Elektronikeinheit (3) und das Anzeige-/Bedienmodul (4) in einem Gehäuse (9) mit einem abnehmbaren Deckel (5) angeordnet sind, wobei der Deckel (5) ein Sichtfenster (6) aufweist, so dass die dem Deckel (5) zugewandte Vorderseite des Anzeige-/Bedienmoduls (4) zumindest teilweise von außen sichtbar ist, wobei an der vom Deckel (5) abgewandten Rückseite des Anzeige- und/oder Bedienmoduls (4) zumindest ein Magnet (7) vorgesehen ist, über den das Anzeige- und/oder Bedienmodul (4) im Gehäuse (9) an einer Auflagefläche (8) befestigt ist.The invention relates to a field device for determining and / or monitoring a process variable in automation technology with a sensor (2) or actuator, an electronics unit (3) and a display / operating module (4), wherein the electronic unit (3) and the display unit / Operating module (4) in a housing (9) are arranged with a removable cover (5), wherein the lid (5) has a viewing window (6), so that the lid (5) facing the front of the display / control module ( 4) is at least partially visible from the outside, wherein on the side facing away from the cover (5) back of the display and / or operating module (4) at least one magnet (7) is provided, via which the display and / or operating module (4) in the housing (9) is fixed to a support surface (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Feldgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße in der Automatisierungstechnik mit einem Sensor oder Aktor, einer Elektronikeinheit und einem Anzeige-/Bedienmodul, wobei die Elektronikeinheit und das Anzeige-/Bedienmodul in einem Gehäuse mit einem abnehmbaren Deckel angeordnet sind, und wobei der Deckel ein Sichtfenster aufweist, so dass die dem Deckel zugewandte Vorderseite des Anzeige-/Bedienmoduls zumindest teilweise von außen sichtbar ist.The invention relates to a field device for determining and / or monitoring a process variable in automation technology with a sensor or actuator, an electronics unit and a display / operating module, wherein the electronic unit and the display / operating module are arranged in a housing with a removable lid, and wherein the lid has a viewing window, so that the lid facing the front of the display / control module is at least partially visible from the outside.

In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik, werden Feldgeräte eingesetzt, die zur Bestimmung und Überwachung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Analysemessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, Feuchte- und Leitfähigkeitsmessgeräte, Dichte und Viskositätsmessgeräte. Die Sensoren dieser Feldgeräte erfassen die entsprechenden Prozessvariablen, z.B. den Füllstand, den Durchfluss, den pH-Wert, die Stoffkonzentration, den Druck, die Temperatur, die Feuchte, die Leitfähigkeit, die Dichte oder die Viskosität.In automation technology, in particular in process automation technology, field devices are used which are used to determine and monitor process variables. Examples of such field devices are level gauges, flowmeters, analyzers, pressure and temperature measuring devices, humidity and conductivity meters, density and viscosity meters. The sensors of these field devices detect the corresponding process variables, e.g. level, flow, pH, substance concentration, pressure, temperature, humidity, conductivity, density or viscosity.

Unter den Begriff ’Feldgeräte’ werden in Verbindung mit der Erfindung aber auch Aktoren, z. B. Ventile oder Pumpen, subsumiert, über die beispielsweise der Durchfluss einer Flüssigkeit in einer Rohrleitung oder der Füllstand in einem Behälter veränderbar ist. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firmengruppe Endress + Hauser angeboten und vertrieben.The term 'field devices' in connection with the invention but also actuators, z. As valves or pumps, subsumed, via which, for example, the flow of a liquid in a pipeline or the level in a container is variable. A large number of such field devices are offered and distributed by the Endress + Hauser Group.

Üblicherweise ist das Anzeige-/Bedienmodul über eine Halterung aus Kunststoff und einen geeigneten Einclipsmechanismus in dem Gehäuse eines Feldgeräts befestigt. Um das Anzeige-/Bedienmodul aus dem Gehäuse zu entfernen, z.B. zum Bedienen des Feldgeräts, muss der Deckel des Gehäuses abgeschraubt werden; anschließend wird das Anzeige-/Bedienmodul durch Drehen und kräftiges Ziehen aus dem Einclipsmechanismus gelöst.Usually, the display / control module via a holder made of plastic and a suitable Einclipsmechanismus is mounted in the housing of a field device. To remove the display / adjustment module from the housing, e.g. to operate the field device, the cover of the housing must be unscrewed; then the display / operating module is released by turning and pulling hard from the clip-in mechanism.

Die Befestigung über die Kunststoffhalterung ist nicht optimal, da diese bei häufigerem Gebrauch einem Verschleiß unterliegt. Trägt der Bediener Arbeitshandschuhe, so ist das Lösen nahezu unmöglich.The attachment via the plastic holder is not optimal, since it is subject to wear with frequent use. If the operator wears work gloves, the release is almost impossible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feldgerät vorzuschlagen, bei dem das Lösen des Anzeige-/Bedienmoduls aus dem Gehäuse erleichtert ist.The invention has for its object to propose a field device in which the release of the display / control module is facilitated from the housing.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an der vom Deckel abgewandten Rückseite des Anzeige- und/oder Bedienmoduls zumindest ein Magnet vorgesehen ist, über den das Anzeige- und/oder Bedienmodul im Gehäuse an einer Auflagefläche befestigt ist. Bevorzugt ist der Magnet aus Neodym (NdFeB), Samarium-Kobalt oder Aluminium-Nickel-Kobalt gefertigt. Magnete aus den genannten Materialien zeichnen sich durch eine hohe Haftkraft aus. Weiterhin ist die Oberfläche des Magneten gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung zumindest teilweise vernickelt. Entsprechend bearbeitete Oberflächen sind in hohem Maße korrosionsbeständig.The object is achieved in that at least one magnet is provided on the side facing away from the cover back of the display and / or operating module, via which the display and / or operating module is mounted in the housing on a support surface. Preferably, the magnet is made of neodymium (NdFeB), samarium cobalt or aluminum-nickel-cobalt. Magnets made of the materials mentioned are characterized by a high adhesive force. Furthermore, the surface of the magnet according to an advantageous development is at least partially nickel-plated. Correspondingly machined surfaces are highly resistant to corrosion.

Bezüglich der Befestigung des Magneten an der Auflagefläche sind unterschiedliche Möglichkeiten vorteilhaft: Der zumindest eine Magnet kann an dem Anzeige- und/oder Bedienmodul oder an der Auflagefläche befestigt sein. Darüber hinaus ist vorgesehen, an dem Anzeige- und/oder Bedienmodul und an der Auflagefläche jeweils zumindest einen Magneten anzubringen. Befindet sich an dem Anzeige-/Bedienmodul ein Magnet, so kann das Anzeige- und/oder Bedienmodul nach der Entfernung aus dem Gehäuse an einem beliebigen metallischen Gegenstand, z.B. dem Feldgerät-Gehäuse oder einer Metallwand arretiert werden.With regard to the attachment of the magnet to the support surface, different possibilities are advantageous: the at least one magnet can be fastened to the display and / or adjustment module or to the support surface. In addition, it is provided to attach at least one magnet to the display and / or adjustment module and to the support surface. If a magnet is located on the display / adjustment module, then the display and / or adjustment module, after removal from the housing, can be attached to any metallic object, e.g. the field device housing or a metal wall are locked.

Bevorzugt ist das Anzeige- und/oder Bedienmodul über ein Verbindungskabel mit der Elektronikeinheit verbunden ist, so dass die Kommunikation zwischen der Feldgerät-Elektronik und dem Anzeige- und/oder Bedienmodul über das Verbindungskabel drahtgebunden erfolgt. Alternativ kann die Kommunikation zwischen der Feldgerät-Elektronik und dem Anzeige-/Bedienmodul auch drahtlos entsprechend einem der bekannten Übertragungsstandards erfolgen.Preferably, the display and / or operating module is connected via a connecting cable to the electronic unit, so that the communication between the field device electronics and the display and / or operating module via the connecting cable is wired. Alternatively, the communication between the field device electronics and the display / control module can also be done wirelessly according to one of the known transmission standards.

Bevorzugt ist an der Auflagefläche oder an der Rückseite des Anzeige-/Bedienmodul eine Magnetbefestigung vorgesehen, die bevorzugt als kreisförmige Scheibe oder als Ring aus Einzelmagneten ausgestaltet ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Anzeige- und/oder Bedienmodul unter einem beliebigen Winkel bezüglich der Auflagefläche bei gleicher Haftkraft angebracht werden kann.Preferably, a magnetic attachment is provided on the support surface or on the back of the display / adjustment module, which is preferably designed as a circular disc or as a ring of individual magnets. This embodiment has the advantage that the display and / or operating module can be mounted at an arbitrary angle with respect to the support surface with the same adhesive force.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräts wird vorgeschlagen, dass die Auflagefläche bzw. die Magnetbefestigung und die der Auflagefläche zugewandte Oberfläche des Magneten gekrümmt sind bzw. korrespondierende Kurvenformen aufweisen. Hierdurch lässt sich eine gewünschte Position, z.B. eine Zentrierung des Magneten und damit des Anzeige- und/oder Bedienmoduls bezüglich der Auflagefläche auf einfache Art und Weise realisieren.According to a preferred embodiment of the field device according to the invention, it is proposed that the support surface or the magnet attachment and the surface of the magnet facing the support surface are curved or have corresponding curve shapes. This allows a desired position, e.g. realize a centering of the magnet and thus the display and / or operating module with respect to the support surface in a simple manner.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Feldgeräts sieht vor, dass die Auflagefläche und/oder die der Auflagefläche zugewandte Oberfläche des Magneten eine aufgeraute Struktur aufweisen. Alternativ sind/ist auf die Auflagefläche und/oder auf die der Auflagefläche zugewandte Oberfläche des Magneten ein Gummisegment aufgebracht. Hierdurch wird neben der magnetischen Kraft auch eine Haftreibung zwischen dem Magneten und der Auflagefläche erreicht.An advantageous development of the field device according to the invention provides that the support surface and / or the surface of the magnet facing the support surface have a roughened structure. Alternatively, / a rubber segment is / is applied to the support surface and / or on the surface of the magnet facing the support surface. As a result, a static friction between the magnet and the support surface is achieved in addition to the magnetic force.

Die erfindungsgemäße Lösung hat folgende Vorteile:

  • – Es wird keine verschleißende Klemmung (Übermaßpassung) benötigt.
  • – Der Einbau und der Ausbau des Anzeige-/Bedienmoduls sind sehr einfach möglich.
  • – Zum Zwecke des Bedienens des Feldgeräts kann es notwendig sein, auf Anschlüsse zuzugreifen, die in dem Feldgerät unter dem Anzeige- und/oder Bedienmodul angeordnet sind. Hierzu muss das Anzeige- und/oder Bedienmodul ausgebaut werden. Das ausgebaute Modul kann dank des Magneten problemlos an einem Metallteil, z.B. einer Tankwand oder der Wandung des Feldgeräts angebracht werden.
  • – Die Befestigung ist bei entsprechender Ausgestaltung selbstzentrierend.
  • – Die Befestigung weist keine Rastpunkte auf und kann insbesondere bei einer kreisförmigen Ausgestaltung stufenlos gedreht werden.
  • – Wird die Auflagefläche gekrümmt, z.B. kugelförmig realisiert, so ist zusätzlich ein Neigen des Anzeige- und/oder Bedienmoduls möglich.
  • – Auftretende Vibrationen sind unkritisch.
  • – Ein Schutz gegen unbeabsichtigtes Verdrehen kann leicht durch eine aufgeraute Kontaktfläche oder durch ein auf die Auflagefläche aufgebrachtes Gummisegment, welches die Reibung erhöht, realisiert werden.
The solution according to the invention has the following advantages:
  • - No wear-resistant clamping (interference fit) is required.
  • - The installation and removal of the display / operating module are very easy.
  • For the purpose of operating the field device, it may be necessary to access connections which are arranged in the field device under the display and / or operating module. For this, the display and / or operating module must be removed. The removed module can be easily attached thanks to the magnet to a metal part, such as a tank wall or the wall of the field device.
  • - The attachment is selbstzentrierend with appropriate design.
  • - The attachment has no locking points and can be rotated continuously, especially in a circular configuration.
  • - If the support surface is curved, for example realized in a spherical shape, tilting of the display and / or operating module is additionally possible.
  • - Occurring vibrations are not critical.
  • - Protection against unintentional twisting can easily be realized by a roughened contact surface or by a rubber segment applied to the bearing surface, which increases the friction.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden 1 näher erläutert. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Feldgerät.The invention will be apparent from the following 1 explained in more detail. 1 shows a schematic representation of a longitudinal section through a field device according to the invention.

Das erfindungsgemäße Feldgerät 1 zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße in der Automatisierungstechnik weist einen Sensor 2 auf, eine Elektronikeinheit 3 und ein Anzeige-/Bedienmodul 4. Die Elektronikeinheit 3 und das Anzeige-/Bedienmodul 4 sind in einem Gehäuse 9 mit einem abnehmbaren Deckel 5 angeordnet. Bevorzugt ist der Deckel 5 über ein Schraubgewinde an dem Gehäuse 9 festgeschraubt. Der Deckel 5 hat ein Sichtfenster 6, wodurch die dem Deckel 5 zugewandte Vorderseite des Anzeige-/Bedienmoduls 4 zumindest teilweise von außen sichtbar ist. An der vom Deckel 5 abgewandten Rückseite des Anzeige- und/oder Bedienmoduls 4 ist zumindest ein Magnet 7 vorgesehen ist, über den das Anzeige- und/oder Bedienmodul 4 im Gehäuse 9 an einer Auflagefläche 8 befestigt ist. Die Auflagefläche 8 ist entweder ein Metallteil oder ein weiterer Magnet. Im gezeigten Fall sind die Auflagefläche 8 und der Magnet 7 eben und kreisscheibenförmig ausgestaltet. Zwecks einer einfachen Zentrierung kann die Auflagenfläche 8 auch eine Krümmung aufweisen, der Magnet 7 hat dann eine korrespondierende Krümmung. Bevorzugt ist der Magnet aus Neodym (NdFeB), Samarium-Kobalt oder Aluminium-Nickel-Kobalt gefertigt. Magnete aus den genannten Materialien zeichnen sich durch eine hohe Haftkraft aus. Weiterhin ist die Oberfläche des Magneten gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung zumindest teilweise vernickelt. Entsprechend bearbeitete Oberflächen sind in hohem Maße korrosionsbeständig.The field device according to the invention 1 for determining and / or monitoring a process variable in automation technology has a sensor 2 on, an electronics unit 3 and a display / control module 4 , The electronics unit 3 and the display / adjustment module 4 are in a housing 9 with a removable lid 5 arranged. The lid is preferred 5 via a screw thread on the housing 9 screwed. The lid 5 has a viewing window 6 which causes the lid 5 facing front of the display / control module 4 at least partially visible from the outside. At the lid 5 facing away back of the display and / or operating module 4 is at least a magnet 7 is provided, via which the display and / or operating module 4 in the case 9 on a support surface 8th is attached. The bearing surface 8th is either a metal part or another magnet. In the case shown are the bearing surface 8th and the magnet 7 flat and circular disk-shaped. For a simple centering, the support surface 8th also have a curvature, the magnet 7 then has a corresponding curvature. Preferably, the magnet is made of neodymium (NdFeB), samarium cobalt or aluminum-nickel-cobalt. Magnets made of the materials mentioned are characterized by a high adhesive force. Furthermore, the surface of the magnet according to an advantageous development is at least partially nickel-plated. Correspondingly machined surfaces are highly resistant to corrosion.

Claims (8)

Feldgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße in der Automatisierungstechnik mit einem Sensor (2) oder Aktor, einer Elektronikeinheit (3) und einem Anzeige-/Bedienmodul (4), wobei die Elektronikeinheit (3) und das Anzeige-/Bedienmodul (4) in einem Gehäuse (9) mit einem abnehmbaren Deckel (5) angeordnet sind, wobei der Deckel (5) ein Sichtfenster (6) aufweist, so dass die dem Deckel (5) zugewandte Vorderseite des Anzeige-/Bedienmoduls (4) zumindest teilweise von außen sichtbar ist, wobei an der vom Deckel (5) abgewandten Rückseite des Anzeige- und/oder Bedienmoduls (4) zumindest ein Magnet (7) vorgesehen ist, über den das Anzeige- und/oder Bedienmodul (4) im Gehäuse (9) an einer Auflagefläche (8) befestigt ist.Field device for determining and / or monitoring a process variable in automation technology with a sensor ( 2 ) or actuator, an electronic unit ( 3 ) and a display / adjustment module ( 4 ), wherein the electronic unit ( 3 ) and the display / adjustment module ( 4 ) in a housing ( 9 ) with a removable lid ( 5 ) are arranged, wherein the lid ( 5 ) a viewing window ( 6 ), so that the lid ( 5 ) facing the front of the display / operating module ( 4 ) is at least partially visible from the outside, wherein at the lid ( 5 ) facing away from the back of the display and / or operating module ( 4 ) at least one magnet ( 7 ) is provided, via which the display and / or operating module ( 4 ) in the housing ( 9 ) on a support surface ( 8th ) is attached. Feldgerät nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Magnet (7) im Gehäuse (9) an der Auflagefläche (8) befestigt ist.Field device according to claim 1, wherein the at least one magnet ( 7 ) in the housing ( 9 ) on the support surface ( 8th ) is attached. Feldgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anzeige-/Bedienmodul (4) über ein Verbindungskabel (10) mit der Elektronikeinheit (3) verbunden ist oder wobei die Kommunikation zwischen Elektronikeinheit (3) und Anzeige-/Bedienmodul (4) drahtlos erfolgt.Field device according to claim 1 or 2, wherein the display / operating module ( 4 ) via a connection cable ( 10 ) with the electronics unit ( 3 ) or where the communication between the electronic unit ( 3 ) and display / adjustment module ( 4 ) takes place wirelessly. Feldgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Magnetbefestigung (7) als kreisförmige Scheibe oder als Ring aus Einzelmagneten ausgestaltet ist.Field device according to claim 1, 2 or 3, wherein the magnetic attachment ( 7 ) is designed as a circular disc or as a ring of individual magnets. Feldgerät nach zumindest einem der Ansprüche 1–4, wobei die Auflagefläche (8) und die der Auflagefläche (8) zugewandte Oberfläche des Magneten (7) gekrümmt sind und korrespondierende Kurvenformen aufweisen. Field device according to at least one of claims 1-4, wherein the bearing surface ( 8th ) and the bearing surface ( 8th ) facing surface of the magnet ( 7 ) are curved and have corresponding curve shapes. Feldgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auflagefläche (8) und/oder die der Auflagefläche (8) zugewandte Oberfläche des Magneten (7) eine aufgeraute Struktur aufweisen oder wobei auf die Auflagefläche (8) und/oder auf die der Auflagefläche (8) zugewandte Oberfläche des Magneten (7) ein Gummisegment aufgebracht ist.Field device according to one or more of the preceding claims, wherein the bearing surface ( 8th ) and / or the support surface ( 8th ) facing surface the magnet ( 7 ) have a roughened structure or wherein on the support surface ( 8th ) and / or on the support surface ( 8th ) facing surface of the magnet ( 7 ) a rubber segment is applied. Feldgerät nach zumindest einem der Ansprüche 1–6, wobei der Magnet (7) bzw. die Magnetbefestigung aus Neodym, Samarium-Kobalt oder Aluminium-Nickel-Kobalt gefertigt ist.Field device according to at least one of claims 1-6, wherein the magnet ( 7 ) or the magnetic attachment of neodymium, samarium-cobalt or aluminum-nickel-cobalt is made. Feldgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–7, wobei die Oberfläche des Magneten (7) zumindest teilweise vernickelt ist.Field device according to one or more of claims 1-7, wherein the surface of the magnet ( 7 ) is at least partially nickel-plated.
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