DE102015113577A1 - System, transmitter and method for wireless temperature measurement for a measuring point of automation technology - Google Patents

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Georg Wolf
Rainer Pöllath
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H04Q2209/47—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture using RFID associated with sensors

Abstract

System, Transmitter und Verfahren zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle (M) der Automatisierungstechnik, welches einen RFID-Transponder (1), der an der Messstelle (M) angebracht ist, einen in den RFID-Transponder (1) integrierten und mit dem RFID-Transponder (1) elektrisch in Kontakt stehenden Temperatursensor (S), wobei der Temperatursensor (S) einen Temperaturmesswert ausgibt und der RFID-Transponder (1) den Temperaturmesswert zwischenspeichert und mit einer messstellenspezifischen Identifikation versieht, einen erfindungsgemäßen Transmitter (T), und ein Feldbusnetzwerk (N), das mit dem erfindungsgemäßen Transmitter (T) verbunden ist.System, transmitter and method for wireless temperature measurement for a measuring point (M) of automation technology, which is an RFID transponder (1), which is attached to the measuring point (M), integrated into the RFID transponder (1) and with the RFID Transponder (1) electrically in contact temperature sensor (S), wherein the temperature sensor (S) outputs a temperature reading and the RFID transponder (1) caches the temperature measurement and provides a measuring point specific identification, a transmitter (T), and a Fieldbus network (N), which is connected to the transmitter (T) according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein System, einen Transmitter und ein Verfahren zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle der Automatisierungstechnik, welches einen RFID-Transponder, der an der Messstelle angebracht ist, einen in den RFID-Transponder integrierten und mit dem RFID-Transponder elektrisch in Kontakt stehenden Temperatursensor, einen Transmitter, und ein Feldbusnetzwerk, das mit dem Transmitter verbunden ist, umfasst.The invention relates to a system, a transmitter and a method for wireless temperature measurement for a measuring point of automation technology, which is an RFID transponder, which is attached to the measuring point, integrated into the RFID transponder and electrically in contact with the RFID transponder Temperature sensor, a transmitter, and a field bus network, which is connected to the transmitter includes.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Automatisierungstechnik, insbesondere der Prozessautomatisierung und der Fertigungsautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, pH-Messung, Durchflussmessung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.Field devices are already known from the prior art, which are used in industrial plants. In automation technology, in particular process automation and factory automation technology, field devices are often used. In principle, field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information. For example, field devices are used to detect and / or influence process variables. Measuring devices or sensors are used to record process variables. These are used, for example, for pressure and temperature measurement, conductivity measurement, pH measurement, flow measurement, level measurement, etc. and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, level, flow etc. Actuators are used to influence process variables. These are, for example, pumps or valves that can influence the flow of a liquid in a pipe or the level in a container. In addition to the measuring devices and actuators mentioned above, field devices are also understood as remote I / Os, radio adapters or general devices which are arranged at the field level.

Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.A large number of such field devices are produced and sold by the Endress + Hauser Group.

Im Falle von Temperaturmessungen werden häufig Anlegefühler verwendet, welche an die Messstelle einer Anlage angebracht werden. Eine Vielzahl solcher Anlegefühler sind im Stand der Technik bekannt.In the case of temperature measurements, contact sensors are often used, which are attached to the measuring point of a system. A variety of such contact sensors are known in the art.

Zur Installation eines Anlegefühlers an einer Messstelle ist eine Verkabelung mit einer Auswerteeinheit, häufig über ein Feldbusnetzwerk notwendig. Liegen an der Messstelle sehr beengte Platzverhältnisse vor und/oder ist die Messstelle örtlich schwer zu erreichen, ist der Einsatz der Anlegefühler nicht möglich oder mit erheblichen Aufwand verbunden.To install a contact sensor at a measuring point, a cabling with an evaluation unit, often via a fieldbus network, is necessary. If there are very limited space available at the measuring point and / or if it is difficult to reach the measuring point locally, it is not possible to use the contact sensors or involves considerable effort.

Aus der DE 10 2007 028 467 A1 wird eine Messvorrichtung mit einem RFID-Transponder und einem Sensor beschrieben, mit deren Hilfe eine drahtlose Übermittlung von Sensorwerten möglich ist. Der Sensor benötigt zur Funktionsausübung jedoch eine externe Energiequelle.From the DE 10 2007 028 467 A1 a measuring device with an RFID transponder and a sensor is described, with the help of a wireless transmission of sensor values is possible. However, the sensor requires an external power source to perform the function.

Herrschen an einer Messstelle schwierige Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise hohe Temperaturen, so können diese Umgebungsbedingungen zum Ausfallen oder Beschädigen externer Energiequellen, wie beispielsweise Batterien, führen.If there are severe environmental conditions at a measuring point, such as high temperatures, these environmental conditions can lead to failure or damage to external energy sources, such as batteries.

Aus der DE 10 2011 087 262 B1 ist ein passiver Temperatursensor bekannt geworden, der mit einem Koppelelement ausgestattet ist, welches einem magnetischen oder elektromagnetischen Sendefeld elektrische Energie entnehmen kann und damit den Temperatursensor betreiben kann.From the DE 10 2011 087 262 B1 is a passive temperature sensor has become known, which is equipped with a coupling element which can remove electrical energy from a magnetic or electromagnetic transmission field and thus can operate the temperature sensor.

Aus der EP 1 647 869 A2 ist ein Automatisierungssystem bekannt geworden, dass es erlaubt, Daten aus Automatisierungskomponenten mittels integrierter RFID-Tags mit Hilfe eines Handbedienelementes auszulesen. Jedoch ist es mit großem Aufwand verbunden, die ausgelesenen Daten von dem Handbedienelement zur Auswertung und/oder weiteren Verarbeitung in ein Leitsystem der Anlage einzugeben.From the EP 1 647 869 A2 An automation system has become known that allows data from automation components to be read out by means of integrated RFID tags with the aid of a manual control element. However, it is associated with great effort to enter the read data from the manual control element for evaluation and / or further processing in a control system of the system.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die Temperaturmessungen auch an schwer zugänglichen Messstellen einer Anlage und dabei eine einfache Integration der Temperaturmessungen in das Anlagensystem ermöglichen.The invention is therefore based on the object of specifying a device and a method which enable temperature measurements even at hard-to-reach measuring points of a system and thereby a simple integration of the temperature measurements in the system.

Die Aufgabe wird durch einen Transmitter zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle der Automatisierungstechnik gelöst, welcher zumindest umfasst:

  • – eine Funkeinheit zum Auslesen von zumindest einer Information aus zumindest einem RFID-Transponder;
  • – eine Elektronikeinheit zum Umwandeln der aus dem RFID-Transponder ausgelesenen Information in eine zu einem Feldbusprotokoll kompatible Information; und
  • – einen Anschluss für ein Feldbusnetzwerk.
The object is achieved by a transmitter for wireless temperature measurement for a measuring point of automation technology, which at least comprises:
  • A radio unit for reading out at least one piece of information from at least one RFID transponder;
  • An electronic unit for converting the information read from the RFID transponder into information compatible with a fieldbus protocol; and
  • - a connection for a fieldbus network.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Transmitters besteht darin, dass die aus dem RFID-Chip ausgelesenen Informationen direkt in zu einem Feldbusprotokoll kompatiblen Informationen umgewandelt werden. Der Transmitter, der ein Feldgerät darstellt, liefert die umgewandelten Daten somit direkt an das Feldbusnetzwerk, wo diese beispielsweise von einem Leitsystem verarbeitet werden können. Das Auslesen über Funk erlaubt es, Daten von schwer zugänglich angeordneten Sendern zu empfangen.The advantage of the transmitter according to the invention is that the information read out from the RFID chip is converted directly into information compatible with a fieldbus protocol. The transmitter, which is a field device, thus supplies the converted data directly to the fieldbus network, where it can be processed, for example, by a control system. The reading by radio makes it possible to receive data from hard-to-reach arranged transmitters.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Transmitters sieht vor, dass es sich bei der aus dem RFID-Transponder ausgelesenen Information um einen mit einer messtellenspezifischen Identifikation versehenen Sensorwert, insbesondere um einen Temperaturmesswert, handelt. Somit wird zusätzlich zum Temperaturwert eine eindeutige Identifikation der Messstelle durch den RFID-Transponder erstellt, die dem Nutzer, insbesondere bei einer großen Anlage, jederzeit eine Zuordnung der gemessenen Werte erlaubt.An embodiment of the transmitter according to the invention provides that it is in the information read from the RFID transponder is a sensor value provided with a measurement-specific identification, in particular a temperature measurement value. Thus, in addition to the temperature value, an unambiguous identification of the measuring point by the RFID transponder is created, which allows the user to assign the measured values at any time, in particular in the case of a large system.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Transmitters sieht vor, dass der Transmitter als Zwei-Leiter-Feldgerät ausgestaltet ist und die Energieversorgung des Transmitters über das Feldbusnetzwerk bereitgestellt ist. Dadurch ist eine einfache Integration des Transmitters in bestehende Anlagen gewährleistet.An advantageous development of the transmitter according to the invention provides that the transmitter is designed as a two-wire field device and the power supply of the transmitter is provided via the fieldbus network. This ensures easy integration of the transmitter into existing systems.

Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein System zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle der Automatisierungstechnik gelöst, welches zumindest umfasst:

  • – einen RFID-Transponder, der an der Messstelle angebracht ist;
  • – einen in den RFID-Transponder integrierten und mit dem RFID-Transponder elektrisch in Kontakt stehenden Temperatursensor, wobei der Temperatursensor einen Temperaturmesswert ausgibt und der RFID-Transponder den Temperaturmesswert zwischenspeichert und mit einer messstellenspezifischen Identifikation versieht;
  • – einen erfindungsgemäßen Transmitter; und
  • – ein Feldbusnetzwerk, das mit dem Transmitter verbunden ist.
Furthermore, the object is achieved by a system for wireless temperature measurement for a measuring point of automation technology, which at least comprises:
  • - an RFID transponder attached to the measuring point;
  • A temperature sensor integrated in the RFID transponder and in electrical contact with the RFID transponder, the temperature sensor outputting a temperature measurement value and the RFID transponder buffering the temperature measurement value and providing it with a measurement-site-specific identification;
  • A transmitter according to the invention; and
  • A fieldbus network connected to the transmitter.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, dass der RFID-Transponder mit dem integrierten Temperatursensor auch an Messstellen mit sehr beengten Platzverhältnissen angebracht werden kann, bei denen der Einsatz von herkömmlichen Anlegefühlern nicht möglich ist.The advantage of the system according to the invention is that the RFID transponder with the integrated temperature sensor can also be attached to measuring points with very limited space, in which the use of conventional contact sensors is not possible.

In einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Systems handelt es sich bei dem RFID-Transponder um einen passiven RFID-Transponder, dessen zum Betrieb notwendige Energie induktiv aus einem Kommunikationspuls der Funkeinheit des Transmitters gewonnen wird. Dadurch wird ein einfaches Anbringen des RFID-Transponders an der Messstelle, beispielsweise an Rohren, ermöglicht. Da keine zusätzliche externe Stromversorgung benötigt wird kann der RFID-Transponder auch an Messstellen angebracht werden, an denen schwierige Umgebungsbedingungen herrschen. Schwierige Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise hohe Temperaturen, können zum Ausfallen oder Beschädigen externer Energiequellen zur Stromversorgung, wie beispielsweise Batterien, führen.In a particularly advantageous variant of the system according to the invention, the RFID transponder is a passive RFID transponder whose energy required for operation is obtained inductively from a communication pulse of the radio unit of the transmitter. As a result, a simple attachment of the RFID transponder at the measuring point, for example on pipes, allows. Since no additional external power supply is required, the RFID transponder can also be attached to measuring points where difficult environmental conditions prevail. Difficult environmental conditions, such as high temperatures, can lead to failure or damage to external power sources such as batteries.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass es sich bei dem RFID-Transponder um einen aktiven RFID-Transponder handelt, dessen Stromversorgung über eine Batterie und/oder ein Energy Harvesting-System erfolgt.A development of the system according to the invention provides that the RFID transponder is an active RFID transponder whose power is supplied via a battery and / or an energy harvesting system.

Passive RFID-Transponder gewährleisten eine zuverlässige Datenübertragung bis zu einer ungefähren Distanz von zwei Metern. Handelt es sich bei der Anlage allerdings um eine große Anlage, beziehungsweise ist die Messstelle der Anlage an einer äußerst unzugänglichen Position, so kann die Reichweite der Datenübertragung bis auf zehn Meter erhöht werden, indem aktive RFID-Transponder verwendet werden. Idealerweise kann durch die Implementierung eines Energy-Harvesting-Systems die zum Betrieb des aktiven RFID-Transmitters benötigte Energie aus der Umgebung der Messstelle gewonnen werden, beispielsweise durch Wärme oder Vibrationen. Lassen es die Umgebungsbedingungen der Messstelle zu, kann jedoch auch eine Batterie verwendet werden.Passive RFID transponders ensure reliable data transmission up to an approximate distance of two meters. However, if the system is a large system or the measuring point of the system is in an extremely inaccessible position, the range of the data transmission can be increased up to ten meters by using active RFID transponders. Ideally, by implementing an energy harvesting system, the energy needed to operate the active RFID transmitter can be obtained from the environment of the measurement site, such as heat or vibration. If the ambient conditions permit the measuring point, however, a battery can also be used.

Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass der RFID-Transponder mittels einer mechanischen Schutzvorrichtung, insbesondere einer Rohrschelle, an der Messstelle befestigt ist. Somit erfährt der RFID-Transponder zusätzlichen Schutz gegenüber den Umgebungsbedingungen der Messstelle.A preferred variant of the system according to the invention provides that the RFID transponder is attached to the measuring point by means of a mechanical protective device, in particular a pipe clamp. Thus, the RFID transponder receives additional protection against the environmental conditions of the measuring point.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems handelt es sich bei dem Temperatursensor um einen Widerstandsthermometer. Insbesonders handelt es sich um einen PT100- oder PT1000-Widerstandssensor.In a preferred development of the system according to the invention, the temperature sensor is a resistance thermometer. In particular, it is a PT100 or PT1000 resistance sensor.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass es sich bei dem Feldbusprotokoll um ein HART®-, ein Foundation Fieldbus®-, ein Profibus®-, ein Modbus®-, oder ein Ethernetprotokoll handelt. Ebenso kann es sich um ein drahtloses Netzwerkprotokoll, beispielsweise WirelessHART® handeln. Im Falle eines Drahtlosnetzwerkes benötigt der Transmitter eine zusätzliche Stromversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie oder eines Akkus.A preferred development of the inventive system provides that If the fieldbus protocol is a HART ® - is, or an Ethernet protocol - a Foundation Fieldbus ® - a Profibus ® - a Modbus ®. It may also be a wireless network protocol such as WirelessHART ®. In the case of a wireless network, the transmitter requires an additional power supply, for example in the form of a battery or a rechargeable battery.

Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle der Automatisierungstechnik mittels des erfindungsgemäßen Systems, umfassend folgende Schritte:

  • – Senden eines ersten Kommunikationspulses von dem Transmitter an den RFID-Transponder;
  • – Erheben eines Temperaturmesswertes durch den Temperatursensor und Ausgeben des Temperaturmesswertes an den RFID-Transporter;
  • – Zwischenspeichern und Versehen des Temperaurmesswertes mit einer messstellenspezifischen Identifikation;
  • – Senden des mit der messstellenspezifischen Identifikation versehenen Temperaturmesswertes an den Transmitter;
  • – Umwandeln des mit einer messstellenspezifischen Identifikation versehenen Temperaturmesswertes in eine Feldbusprotokoll kompatible Information; und
  • – Aussenden der Feldbusprotokoll kompatiblen Information über das Feldbusnetzwerk.
Furthermore, the invention comprises a method for wireless temperature measurement for a measuring point of the automation technology by means of the system according to the invention, comprising the following steps:
  • Sending a first communication pulse from the transmitter to the RFID transponder;
  • - Collecting a temperature reading by the temperature sensor and outputting the temperature reading to the RFID transporter;
  • - Caching and providing the Temperaurmesswertes with a measuring point specific identification;
  • Sending the temperature measurement value provided with the measuring point-specific identification to the transmitter;
  • Converting the temperature measured value provided with a measuring point-specific identification into information compatible with fieldbus protocol; and
  • - Send field bus protocol compatible information over the fieldbus network.

Dadurch, dass der RFID-Transponder zusätzlich zu dem Temperaturmesswert eine messstellenspezifische Identifikation liefert, ist für den Nutzer jederzeit eine Zuordnung der gemessen Temperaturwerte zu der Messstelle, an der diese erhoben wurden, ermöglicht.Because the RFID transponder supplies a measuring point-specific identification in addition to the temperature measured value, an assignment of the measured temperature values to the measuring point at which they were collected is always possible for the user.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Stromversorgung des Temperatursensors über den RFID-Transponder erfolgt. Da eine zusätzliche Energiequelle nicht benötigt wird, sind die Dimensionen des RFID-Transponders und des in diesen integrierten Temperatursensors sehr klein, wodurch eine hohe Anwendungsbreite in verschiedensten Messstellen einer Anlage ermöglicht wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the power supply of the temperature sensor via the RFID transponder. Since an additional energy source is not required, the dimensions of the RFID transponder and of the integrated temperature sensor in this very small, allowing a wide range of applications in a variety of measuring points of a system is possible.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung liest der Transmitter die mit messstellenspezifischen Identifikationen versehenen Temperaturmesswerte einer Vielzahl von RFID-Transpondern aus und wandelt diese in Feldbusprotokoll kompatible Informationen um. Der Vorteil für den Kunden besteht darin, dass dieser mittels einem erfindungsgemäßen Transmitter auf einfach Art und Weise Multichannel-Messungen durchführen kann, indem er mehrerer RFID-Transponder verwendet und diese innerhalb der möglichen Reichweite der Datenübertragung an derselben und/oder verschiedenen Messstellen anbringt.In a particularly preferred embodiment, the transmitter reads the temperature measured values of a plurality of RFID transponders provided with measuring point-specific identifications and converts these into fieldbus protocol compatible information. The advantage for the customer is that the latter can easily carry out multichannel measurements by means of a transmitter according to the invention by using a plurality of RFID transponders and attaching them to the same and / or different measuring points within the possible range of the data transmission.

Jeder der Vielzahl der RFID-Transponder versieht die von den in jeden der Vielzahl der RFID-Transpondern integrierten Temperatursensoren gemessenen Temperaturwerte mit einer spezifischen Identifikation der jeweiligen Messstelle, von der die Temperaturmesswerte erhoben wurden. Durch die jeweils verknüpften messstellenspezifischen Identifikationen ist gewährleistet, dass jeder Temperaturmesswert eindeutig einer Messstelle zugeordnet wird.Each of the plurality of RFID transponders provides the temperature values measured by the temperature sensors integrated in each of the plurality of RFID transponders with a specific identification of the respective measuring point from which the temperature measured values were ascertained. The associated measuring point-specific identifications ensure that each temperature measurement value is uniquely assigned to a measuring point.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the following figure. It shows

1: eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle der Automatisierungstechnik. 1 : An embodiment of the inventive system for wireless temperature measurement for a measuring point of automation technology.

1 zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle der Automatisierungstechnik. Eine Messstelle M einer Anlage der Automatisierungstechnik besteht aus mehreren Rohrleitungen. Zur Temperaturbestimmung der jeweiligen Rohrleitung, beziehungsweise des die jeweilige Rohrleitung durchfließenden Mediums, werden RFID-Transponder 1, 2, 3, 4, die jeweils einen integrierten Temperatursensor S besitzen, an jede der Rohrleitungen angebracht. Die Temperatursensoren S sind Widerstandthermometer und sind beispielsweise vom Typ PT100 oder PT1000. 1 shows an embodiment of the inventive system for wireless temperature measurement for a measuring point of automation technology. A measuring point M of a plant of automation technology consists of several pipes. To determine the temperature of the respective pipeline, or the medium flowing through the respective pipeline, RFID transponders 1 . 2 . 3 . 4 each having an integrated temperature sensor S attached to each of the pipelines. The temperature sensors S are resistance thermometers and are of the type PT100 or PT1000, for example.

Die Befestigung der RFID-Transponder 1, 2, 3, 4 erfolgt dabei mittels Rohrschellen. Alternativ können die RFID-Transponder 1, 2, 3, 4 auch mittels Bändern an der jeweiligen Rohrleitung befestigt werden.The attachment of the RFID transponder 1 . 2 . 3 . 4 takes place by means of pipe clamps. Alternatively, the RFID transponder 1 . 2 . 3 . 4 be attached by means of ribbons to the respective pipeline.

Zur Auslesung der aktuellen Temperaturwerte der Rohrleitungen sendet die Funkeinheit F des Transmitters T einen ersten Kommunikationspuls an den RFID-Transponder 1. Die in dem ersten Kommunikationspuls enthaltene Energie wird von dem RFID-Transponder 1 induktiv aufgenommen und dient zum Betrieb des RFID-Transponders 1 und des darin enthaltenen Temperatursensors S. In diesem Fall ist der RFID-Transponder 1 ein passiver RFID-Transponder 1.To read the current temperature values of the pipelines, the radio unit F of the transmitter T sends a first communication pulse to the RFID transponder 1 , The energy contained in the first communication pulse is from the RFID transponder 1 inductively picked up and used to operate the RFID transponder 1 and the temperature sensor S contained therein. In this case, the RFID transponder 1 a passive RFID transponder 1 ,

Falls die Reichweite des passiven RFID-Transponders 1 zu gering ist, kann an seiner statt ein aktiver RFID-Transponder 1 verwendet werden. Dieser weist eine zusätzliche Energieeinheit auf. Idealerweise handelt es sich dabei um ein Energy-Harvesting-System. Dieses verwendet die Umgebungsbedingungen der Messstelle, beispielsweise hohe Temperaturen, Vibrationen oder Lichteinstrahlung, zur Energiegewinnung. Im optimalen Fall genügt diese gewonnene Energie, um den RFID-Transponder 1 betreiben zu können und die Notwendigkeit einer nachteiligen Batterie zu eliminieren.If the range of the passive RFID transponder 1 too low, it can be replaced by an active RFID transponder 1 be used. This has an additional energy unit. Ideally, this is an energy harvesting system. This uses the environmental conditions of the measuring point, such as high temperatures, vibrations or light irradiation, for energy. In the optimal case, this energy obtained suffices for the RFID transponder 1 to operate and to eliminate the need for a disadvantageous battery.

Der Temperatursensor S erhebt nun den aktuell an der Rohleitung vorliegenden Temperaturmesswert und gibt diesen an den RFID-Transponder 1 aus. Der RFID-Transponder 1 speichert den von dem Temperatursensor S ausgegebenen Temperaturmesswert zwischen und versieht diesen mit einer messstellenspezifischen Identifikation. Durch diese Verknüpfung des Temperaturmesswertes mit der messstellenspezifischen Identifikation kann ein Benutzer der Anlage den gemessen Temperaturwert jederzeit der jeweiligen Messstelle zuordnen.The temperature sensor S now raises the currently present on the pipeline temperature reading and gives this to the RFID transponder 1 out. The RFID transponder 1 stores the temperature measured value output by the temperature sensor S and provides it with a measuring point-specific identification. By linking the temperature measured value with the measuring point-specific identification, a user of the system can assign the measured temperature value to the respective measuring point at any time.

Der RFID-Transponder 1 sendet nun ebenfalls einen Kommunikationspuls aus, welcher den Temperaturmesswert und die mit diesem verknüpfte messstellenspezifische Identifikation enthält. Dieser Kommunikationspuls wird von der Funkeinheit F des Transmitters T erfasst. The RFID transponder 1 Now also sends a communication pulse, which contains the temperature measured value and associated with this measuring point specific identification. This communication pulse is detected by the radio unit F of the transmitter T.

Im Anschluss daran wandelt die Elektronikeinheit E des Transmitters T den Temperaturmesswert und die mit diesem verknüpfte messstellenspezifische Identifikation in eine Feldbusprotokoll kompatible Information um. Bei dem Feldbusprotokoll kann es sich um ein HART®-, ein Foundation Fieldbus®-, ein Profibus®-, ein Modbus®-, ein Ethernetprotokoll oder um jedes weitere übliche Feldbusprotokoll handeln. Ebenso kann es sich um ein drahtloses Netzwerkprotokoll, beispielsweise WirelessHART® handeln.Following this, the electronic unit E of the transmitter T converts the temperature measured value and the associated measuring point-specific identification into information compatible with fieldbus protocol. In the field bus protocol may be a HART ® - act, an Ethernet protocol or any other conventional fieldbus protocol - a Foundation Fieldbus ® - a Profibus ® - a Modbus ®. It may also be a wireless network protocol such as WirelessHART ®.

Der Transmitter T ist mit einem Feldbusnetzwerk N verbunden. Ist das Feldbusnetzwerk N drahtgebunden, so ist der Transmitter T mit diesem Feldbusnetzwerk N physisch über einen Anschluss verbunden. In diesem Falle ist der Transmitter T als Zwei-Leiter-Feldgerät ausgestattet und erhält seine Energie direkt über das Feldbusnetzwerk N.The transmitter T is connected to a fieldbus network N. If the fieldbus network N is wired, the transmitter T is physically connected to this fieldbus network N via a connection. In this case, the transmitter T is equipped as a two-wire field device and receives its energy directly via the fieldbus network N.

Unterstützt das Feldbusnetzwerk N keine Energieversorgung des Transmitters T, oder handelt es sich bei dem Feldbusnetzwerk N um eine kabellose Variante, so benötigt der Transmitter T eine zusätzliche Stromversorgung. Diese kann beispielsweise in Form einer Batterie bereitgestellt sein. Im Falle einer kabellosen Variante steht der Transmitter T mit dem Feldbusnetzwerk N mittels einer zweiten Funkeinheit in Verbindung.If the fieldbus network N does not support the power supply of the transmitter T, or if the fieldbus network N is a wireless variant, then the transmitter T requires an additional power supply. This can be provided for example in the form of a battery. In the case of a wireless variant, the transmitter T is connected to the fieldbus network N by means of a second radio unit.

Die umgewandelte, Feldbusprotokoll kompatible Information, wird anschließend dem Feldbusnetzwerk N zu Verfügung gestellt und kann dort beispielsweise an eine Leitstelle L gesendet werden, die die Information auswertet und anzeigt.The converted, fieldbus protocol compatible information is then provided to the fieldbus network N and can be sent there, for example, to a control center L, which evaluates and displays the information.

Im Anschluss daran wird der Vorgang für jeden weiteren der RFID-Transponder 2, 3, 4 wiederholt, die an die weiteren Rohrleitungen angebracht sind. Jeder RFID-Transponder 2, 3, 4 versieht die von den jeweils integrierten Temperatursensoren S gemessenen Temperaturwerte mit einer spezifischen Identifikation der jeweiligen Messstelle M, von der die Temperaturmesswerte erhoben wurden. Durch die jeweils verknüpften messstellenspezifischen Identifikationen ist gewährleistet, dass jeder Temperaturmesswert eindeutig einer Messstelle M zugeordnet wird. Im Prinzip kann eine unbeschränkte Anzahl an RFID-Transpondern 1, 2, 3, 4 zum Einsatz gebracht werden, es muss lediglich die Limitierung der maximalen Datenübertragungsweite beachtet werden.Following this, the process becomes the RFID transponder for each additional one 2 . 3 . 4 repeated, which are attached to the other pipes. Every RFID transponder 2 . 3 . 4 provides the temperature values measured by the respectively integrated temperature sensors S with a specific identification of the respective measuring point M from which the temperature measured values were ascertained. The associated measuring point-specific identifications ensure that each temperature measurement value is uniquely assigned to a measuring point M. In principle, an unlimited number of RFID transponders 1 . 2 . 3 . 4 only the limitation of the maximum data transmission width has to be considered.

Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die Anwendung an Rohrleitungen beschränkt ist, da aufgrund der kompakten Maße der RFID-Transponder 1, 2, 3, 4 diese an nahezu jeder beliebigen Stelle der Anlage eingesetzt werden können.It goes without saying that the invention is not limited to the application to pipelines, as due to the compact dimensions of the RFID transponder 1 . 2 . 3 . 4 These can be used at almost any point in the system.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 2, 3, 41, 2, 3, 4
RFID-Transponder RFID transponder
Ee
Elektronikeinheit electronics unit
FF
Funkeinheit radio unit
LL
Leitsystem Control System
MM
Messstelle measuring point
NN
Feldbusnetzwerk Fieldbus network
SS
Temperatursensor temperature sensor
TT
Transmitter transmitter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 1647869 A2 [0009] EP 1647869 A2 [0009]

Claims (12)

Transmitter (T) zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle (M) der Automatisierungstechnik, zumindest umfassend – eine Funkeinheit (F) zum Auslesen von zumindest einer Information aus zumindest einem RFID-Transponder (1); – eine Elektronikeinheit (E) zum Umwandeln der aus dem RFID-Transponder (1) ausgelesenen Information in eine zu einem Feldbusprotokoll kompatible Information; und – einen Anschluss für ein Feldbusnetzwerk (N).Transmitter (T) for wireless temperature measurement for a measuring point (M) of automation technology, at least comprising - a radio unit (F) for reading at least one information from at least one RFID transponder ( 1 ); An electronic unit (E) for converting the RFID transponder ( 1 ) read out information into a compatible fieldbus protocol information; and a connection for a fieldbus network (N). Transmitter (T) nach Anspruch 1, wobei es sich bei der aus dem RFID-Transponder (1) ausgelesenen Information um einen mit einer messtellenspezifischen Identifikation versehenen Sensorwert, insbesondere um einen Temperaturmesswert, handelt.Transmitter (T) according to claim 1, wherein it is from the RFID transponder ( 1 ) is a sensor value provided with a measurement-specific identification, in particular a temperature measurement value. Transmitter (T) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Transmitter (T) als 2-Leiter-Feldgerät ausgestaltet ist und die Energieversorgung des Transmitters (T) über das Feldbusnetzwerk (N) bereitgestellt ist.Transmitter (T) according to one of claims 1 or 2, wherein the transmitter (T) is designed as a 2-wire field device and the power supply of the transmitter (T) via the fieldbus network (N) is provided. System zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle (M) der Automatisierungstechnik, zumindest umfassend – einen RFID-Transponder (1), der an der Messstelle (M) angebracht ist; – einen in den RFID-Transponder (1) integrierten und mit dem RFID-Transponder (1) elektrisch in Kontakt stehenden Temperatursensor (S), wobei der Temperatursensor (S) einen Temperaturmesswert ausgibt und der RFID-Transponder (1) den Temperaturmesswert zwischenspeichert und mit einer messstellenspezifischen Identifikation versieht; – einen Transmitter (T) nach einem der Ansprüche 1 bis 3; und – ein Feldbusnetzwerk (N), das mit dem Transmitter (T) verbunden ist. System for wireless temperature measurement for a measuring point (M) of automation technology, at least comprising - an RFID transponder ( 1 ), which is attached to the measuring point (M); - one in the RFID transponder ( 1 ) and with the RFID transponder ( 1 ) electrically in contact temperature sensor (S), wherein the temperature sensor (S) outputs a temperature reading and the RFID transponder ( 1 ) temporarily stores the temperature measured value and provides it with a measuring point-specific identification; - A transmitter (T) according to any one of claims 1 to 3; and a fieldbus network (N) connected to the transmitter (T). System nach Anspruch 4, wobei es sich bei dem RFID-Transponder (1) um einen passiven RFID-Transponder handelt, dessen zum Betrieb notwendige Energie induktiv aus einem Kommunikationspuls der Funkeinheit (F) des Transmitters (T) gewonnen wird.System according to claim 4, wherein the RFID transponder ( 1 ) is a passive RFID transponder whose energy required for operation is obtained inductively from a communication pulse of the radio unit (F) of the transmitter (T). System nach Anspruch 4, wobei es sich bei dem RFID-Transponder (1) um einen aktiven RFID-Transponder handelt, dessen Stromversorgung über eine Batterie und/oder ein Energy Harvesting-System erfolgt.System according to claim 4, wherein the RFID transponder ( 1 ) is an active RFID transponder, which is powered by a battery and / or an energy harvesting system. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der RFID-Transponder (1) mittels einer mechanischen Schutzvorrichtung, insbesondere einer Rohrschelle, an der Messstelle (M) befestigt ist.System according to one of claims 3 to 5, wherein the RFID transponder ( 1 ) is attached to the measuring point (M) by means of a mechanical protection device, in particular a pipe clamp. System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei es sich bei dem Temperatursensor (S) um einen Widerstandsthermometer handelt.A system according to any one of claims 4 to 7, wherein the temperature sensor (S) is a resistance thermometer. System nach einem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei es sich bei dem Feldbusprotokoll um ein HART®-, ein Foundation Fieldbus®-, ein Profibus®-, ein Modbus®-, oder ein Ethernetprotokoll handelt.The system of any of any of claims 4 to 8, wherein the field bus protocol is a HART ® - is, or an Ethernet protocol -, a Foundation Fieldbus ® -, a Profibus ® -, a Modbus ®. Verfahren zur drahtlosen Temperaturmessung für eine Messstelle (M) der Automatisierungstechnik mittels eines Systems nach einem der Ansprüche 4 bis 9, umfassend folgende Schritte: – Senden eines ersten Kommunikationspulses von dem Transmitter (T) an den RFID-Transponder (1); – Erheben eines Temperaturmesswertes durch den Temperatursensor (S) und Ausgeben des Temperaturmesswertes an den RFID-Transporter (1); – Zwischenspeichern und Versehen des Temperaturmesswertes mit einer messstellenspezifischen Identifikation; – Senden des mit der messstellenspezifischen Identifikation versehenen Temperaturmesswertes an den Transmitter (T); – Umwandeln des mit einer messstellenspezifischen Identifikation versehenen Temperaturmesswertes in eine Feldbusprotokoll kompatible Information; und – Aussenden der Feldbusprotokoll kompatiblen Information über das Feldbusnetzwerk (N).Method for wireless temperature measurement for a measuring point (M) of automation technology by means of a system according to one of Claims 4 to 9, comprising the following steps: - Sending a first communication pulse from the transmitter (T) to the RFID transponder ( 1 ); - Collecting a temperature reading by the temperature sensor (S) and outputting the temperature reading to the RFID transporter ( 1 ); - Caching and providing the temperature measured value with a measuring point-specific identification; Sending the temperature measured value provided with the measuring point-specific identification to the transmitter (T); Converting the temperature measured value provided with a measuring point-specific identification into information compatible with fieldbus protocol; and - sending field bus protocol compatible information over the fieldbus network (N). Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Stromversorgung des Temperatursensors (S) über den RFID-Transponder (1) erfolgt.The method of claim 10, wherein the power supply of the temperature sensor (S) via the RFID transponder ( 1 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei der Transmitter (T) die mit messstellenspezifischen Identifikationen versehenen Temperaturmesswerte einer Vielzahl von RFID-Transpondern (1, 2, 3, 4) ausliest und in Feldbusprotokoll kompatible Informationen umwandelt.Method according to one of claims 10 or 11, wherein the transmitter (T) the temperature measured values of a plurality of RFID transponders provided with measuring point-specific identifications 1 . 2 . 3 . 4 ) and convert into fieldbus protocol compatible information.
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