DE102018131435A1 - Sensormesssystem und Verfahren zur Zuordnung eines Sensors in einem Sensormesssystem - Google Patents

Sensormesssystem und Verfahren zur Zuordnung eines Sensors in einem Sensormesssystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensormesssystem der Automatisierungstechnik mit mehreren Sensoren (1a; 1b; ...), wobei für zumindest einen der Sensoren (1a; 1b; ...) ein Anzeigesignal (AA) an einer Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b,M...) auf ein den jeweiligen Sensor (1a; 1b: ...) betreffendes Anzeigesignal (Asup) an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) anpassbar und/oder angepasst ist, wodurch der jeweilige Sensor (1a; 1b; ...) zu einer Anzeige an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) zuordenbar ist.Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zuordnung eines Sensors (1a; 1b; ...) in einem Sensormesssystem der Automatisierungstechnik.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sensormesssystem der Automatisierungstechnik, umfassend mehrere Sensoren, die jeweils dazu ausgestaltet sind, zumindest ein von einer Prozessgröße eines Mediums abhängiges Messsignal zu erzeugen, sowie jeweils ein dem Sensor zugeordnetes Sensoranschlusselement, das zur Übertragung von Energie an den jeweiligen Sensor und zum Übertragen und/oder Empfangen von Daten an den/von dem jeweiligen Sensor ausgestaltet ist.
  • Zur Verarbeitung und/oder Weiterleitung der von einem Sensor erzeugten elektronischen und/oder elektrischen Signale, z.B. zu einer Transmittereinheit oder einer übergeordneten Steuerungseinheit (etwa an eine Leitstelle), ist der Sensor oftmals an ein Sensoranschlusselement angeschlossen. Ein derartiges Sensoranschlusselement ist etwa in der DE 10 2009 055 247 A1 beschrieben. Das Sensoranschlusselement umfasst einen Kabelansatz und ein Kabel, welches wiederum mit der übergeordneten Steuerungseinheit verbunden ist.
  • Am Sensor und Sensoranschlusselement befindet sich jeweils eine Schnittstelle, die beispielsweise induktiv oder optisch ausgestaltet ist. Über diese wird der Sensor mit Energie versorgt und/oder über diese wird eine Kommunikation zwischen Sensor und Sensoranschlusselement gewährleistet; dies ist z.B. in der EP 1 625 643 beschrieben. Hierbei soll insbesondere auch auf die Produkte mit dem Namen „Memosens“ der Anmelderin verwiesen werden. Weitere gattungsgemäße Ausführungen sind etwa „Memosens“ der Firma Knick, „ISM“ von Mettler-Toledo, das „ARC“-System von Hamilton und der „SMARTSENS“ von Krohne. Der große Vorteil der bekannten „Memosens“-Steckverbindung ist deren flüssigkeitsdichte Ausgestaltung sowie die sehr einfache Entnahme des Sensors aus einem Prozess.
  • Die „Memosens“-Steckverbindung ist insbesondere im Zusammenhang mit elektrochemischen Sensoren von Vorteil. Elektrochemische Sensoren werden in der Labor- und Prozessmesstechnik in vielen Bereichen der Chemie, Biochemie, Pharmazie, Biotechnologie, Lebensmitteltechnologie, Wasserwirtschaft und Umweltmesstechnik zur Analyse von Messmedien eingesetzt. Elektrochemische Sensoren können beispielsweise potentiometrische (bspw. ionenselektive Elektroden (ISE), etwa die bekannte pH-Glaselektrode) oder amperometrische Sensoren (bspw. amperometrische Desinfektionssensoren) sein. Weitere Beispiele für elektrochemische Sensoren sind solche auf der Basis von Elektrolyt-Isolator-Halbleiter-Schichtstapeln (englisch: electrolyteinsulator-semiconductor, kurz: EIS), induktiv oder kapazitiv arbeitende Leitfähigkeitssensoren oder (spektro)-photometrisch arbeitende Sensoren, wie etwa Trübungssensoren.
  • Für den Fall eines Sensormesssystems mit z.B. einer Vielzahl von Sensoren ist für jeden der Sensoren ein derartiges Sensoranschlusselement vorgesehen, welches jeweils mit einem separaten Kabel an die übergeordnete Steuerungseinheit angeschlossen ist. Oftmals werden z.B. an einer übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit der übergeordneten Steuerungseinheit Messwerte und/oder Handlungsanweisungen, bspw. im Rahmen einer Kalibrierung eines jeweiligen Sensors angezeigt. Bei einer Vielzahl von Sensoren fällt eine Zuordnung einer einen jeweiligen Sensor betreffenden Anzeige an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit zu dem jeweiligen Sensor schwer. Diese Zuordnung ist insb. dann schwierig, wenn mehrere Sensoren der gleichen Gattung, bspw. mehrere pH-Sensoren, eingesetzt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in einem Sensormesssystem der Automatisierungstechnik eine Anzeige an einer übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit möglichst einfach einem jeweiligen Sensor zuordnen zu können.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Sensormesssystem sowie ein Verfahren zur Zuordnung eines Sensors in einem Sensormesssystem.
  • Bezüglich des Sensormesssystems wird die Aufgabe gelöst durch ein Sensormesssystem der Automatisierungstechnik, umfassend
    • - mehrere, insb. zumindest zwei Sensoren, die jeweils dazu ausgestaltet sind, zumindest ein von einer Prozessgröße eines Mediums abhängiges Messsignal zu erzeugen, sowie jeweils ein dem Sensor zugeordnetes Sensoranschlusselement, das zur Übertragung von Energie an den jeweiligen Sensor und zum Übertragen und/oder Empfangen von Daten an den/von dem jeweiligen Sensor ausgestaltet ist, wobei die Sensoranschlusselemente jeweils eine Anschlusselement-Anzeigeeinheit aufweisen und
    • - eine übergeordnete Steuerungseinheit, die mit jedem der Sensoranschlusselemente über eine zu dem jeweiligen Sensoranschlusselement gehörige Kommunikationsverbindung, welche zur Übermittlung der Daten zwischen dem Sensoranschlusselement und der übergeordnete/n Steuerungseinheit ausgestaltet ist, verbunden ist, wobei die übergeordnete Steuerungseinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Sensoren und/oder zur Auswertung und/oder Weiterverarbeitung der von den Sensoren übermittelten Daten ausgestaltet ist und eine übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit aufweist,
    und wobei für zumindest einen der Sensoren ein Anzeigesignal an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit auf ein den jeweiligen Sensor betreffendes Anzeigesignal an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit anpassbar und/oder angepasst ist, wodurch der jeweilige Sensor zu einer Anzeige an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit zuordenbar ist.
  • Die Vorteile der Erfindung sind die folgenden:
    • - Durch die Anpassung der Anzeigesignale ist vorteilhaft der jeweilige Sensor unmittelbar zu der Anzeige an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit zuordenbar. Dies spart Zeit, bspw. für einen Anwender bei der Durchführung von an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit angezeigten Handlungsanweisungen.
    • - Des Weiteren wird durch die Anpassung der Anzeigesignale die Bediensicherheit erhöht. Dies ist von großer Bedeutung in den vorstehend genannten Industrien, bspw. der Pharma- und Lebensmittelindustrie. Hier sind hohe Sicherheitsstandards maßgebend sind und Bedienungsfehler müssen unbedingt vermieden werden.
    • - Ferner fällt es durch die angepassten Anzeigesignale einem Anwender leichter, an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit angezeigten Kalibrier- und Messaufgaben, bspw. für unterschiedliche Sensoren, gleichzeitig auszuführen. Diese Parallelisierung spart wiederum Zeit bzw. erhöht die Produktivität.
  • Die übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit ist eine zur Anzeige- und/oder Eingabe ausgestaltete Einheit. Bei den mehreren Sensoren handelt es sich insb. um zumindest zwei Sensoren, denkbar ist aber auch eine Vielzahl an Sensoren.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den Anzeigesignalen um optische Anzeigesignale, wobei das Anzeigesignal an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit farblich an das Anzeigesignal an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit angepasst ist.
  • In einer Ausgestaltung des Sensormesssystems umfasst die Anschlusselement-Anzeigeeinheit des Sensoranschlusselements des zumindest einen Sensors eine LED und/oder ein Display.
  • In einer Ausgestaltung ist das Display als LCD, OLED-Display oder elektronisches Papier, englisch e-ink, realisiert.
  • In einer Ausgestaltung des Sensormesssystems ist für zumindest eines der Sensoranschlusselemente die Kommunikationsverbindung mit der übergeordneten Steuerungseinheit drahtgebunden und/oder für zumindest eines der Sensoranschlusselemente ist die Kommunikationsverbindung mit der übergeordneten Steuerungseinheit drahtlos.
  • Für den Fall, dass die Kommunikationsverbindung als eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung ausgestaltet ist, kann es sich zum Beispiel um einen drahtgebundenen Feldbus der Automatisierungstechnik, beispielsweise Foundation Fieldbus, Profibus PA, Profibus DP, HART, CANBus, etc. handeln. Es kann sich aber auch um eine moderne industrielle Kommunikationsverbindung, beispielsweise um einen „Industrial Ethernet“-Feldbus, insbesondere Profinet, HART-IP oder Ethernet/IP oder um eine aus dem Kommunikationsbereich bekanntes Kommunikationsverbindung, beispielsweise Ethernet nach dem TCP/IP-Protokoll, handeln. Insbesondere kann die Kommunikationsverbindung also auch Teil eines Kommunikationsnetzwerks sein.
  • Für den Fall, dass die Kommunikationsverbindung als eine drahtlose Kommunikationsverbindung ausgestaltet ist, kann es sich zum Beispiel um eine Bluetooth, ZigBee-, WLAN-, GSM-, LTE-, UMTS-Kommunikationsverbindung oder aber auch eine drahtlose Version eines Feldbusses, insbesondere 802.15.4 basierte Standards wie WirelessHART handeln. Auch hier kann insbesondere die Kommunikationsverbindung Teil eines Kommunikationsnetzwerks sein.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Sensormesssystems umfasst jeweils das Sensoranschlusselement:
    • - eine erste induktive Schnittstelle, die zum Übertragen von Energie an den Sensor und zum Übertragen/Empfangen von Daten an den/vom Sensor ausgestaltet ist, und
    • - eine erste Datenverarbeitungseinheit.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Sensormesssystems umfasst jeweils der Sensor:
    • - eine zweite induktive Schnittstelle, die komplementär zur ersten induktiven Schnittstelle des jeweiligen Sensoranschlusselements ausgestaltet ist,
    • - zumindest ein Sensorelement, das zur Erfassung der Prozessgröße ausgestaltet ist, und
    • - eine zweite Datenverarbeitungseinheit, welche von der Prozessgröße abhängige und das Messsignal repräsentierende Daten über die zweite induktive Schnittstelle des Sensors an die erste induktive Schnittstelle des Sensoranschlusselements überträgt und Daten darüber empfängt.
  • In diesem Zusammenhang sei wieder auf die eingangs erwähnte „Memosens“-Steckverbindung verwiesen.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des Sensormesssystems ist für zumindest einen der Sensoren das dazugehörige Sensoranschlusselement als energieautark ausgestaltet, und das energieautarke Sensoranschlusselement umfasst:
    • - einen Energiespeicher,
    • - zumindest ein von der ersten Datenverarbeitungseinheit ansteuerbares Drahtlosmodul zur Erzeugung der drahtlosen Kommunikationsverbindung.
  • Bei dem Energiespeicher handelt es sich bspw. um eine aufladbare Batterie. Insb. kann diese drahtlos aufladbar sein, bspw. mittels der Ladetechnik „Qi“. Im Zusammenhang mit dieser Weiterbildung ist die Erfindung besonders vorteilhaft, da in diesem Fall eines energieautarken Sensoranschlusselements kein der Energieversorgung dienendes Kabel mehr an das Sensoranschlusselement geführt werden muss.
  • Für den Fall einer drahtlosen Kommunikationsverbindung ist die übergeordnete Steuerungseinheit dann nur noch drahtlos mit dem Sensoranschlusselement verbunden bzw. verbindbar, bspw. mittels des vorstehend genannten drahtlosen Kommunikationsnetzwerks bzw. der drahtlosen Kommunikationsverbindung. Im Falle einer derartigen drahtlosen Kommunikationsverbindung ist eine farblich angepasste Anzeige zur Zuordnung des Sensors zu der Anzeige an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit besonders hilfreich.
  • In einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung des Sensormesssystems ist ein erstes Drahtlosmodul des Sensoranschlusselements als Bluetooth-, WLAN-, und/oder Infrarotmodul ausgestaltet und/oder ein zweites Drahtlosmodul des Sensoranschlusselements ist als ein Mobilfunkmodul ausgestaltet, wobei mittels des ersten Drahtlosmoduls und/oder des zweiten Drahtlosmoduls die drahtlose Kommunikationsverbindung herstellbar ist.
  • Das Mobilfunkmodul ist bspw. nach einem der Mobilfunkstandards GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, LTE oder 5G ausgebildet.
  • In einer weiteren Weiterbildung des Sensormesssystems ist die übergeordnete Steuerungseinheit zumindest teilweise in ein mobiles Endgerät integrierbar oder integriert, insb. deren übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit.
  • Bei dem mobilen Endgerät kann es sich um ein Smartphone, ein Laptop und/oder Tablet, eine Datenbrille, oder ein für die Prozessautomatisierung spezifisches mobiles Endgerät wie der von Endress+Hauser vertriebene FieldXpert handeln.
  • In einer Ausgestaltung des Sensormesssystems ist zumindest einer der Sensoren als ein elektrochemischer Sensor, insbesondere als ein pH-, Redox-, Leifähigkeits- oder gelöster Sauerstoff-Sensor ausgestaltet. Selbstverständlich kann einer der Sensoren auch als ein anderer der vorstehend genannten elektrochemische Sensoren, ausgestaltet sein.
  • Bezüglich des Verfahrens zur Zuordnung eines Sensors in einem Sensormesssystem der Automatisierungstechnik wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Zuordnung eines Sensors in einem Sensormesssystem der Automatisierungstechnik,
    wobei das Sensormesssystem umfasst:
    • - mehrere, insb. zumindest zwei Sensoren, die jeweils dazu ausgestaltet sind, zumindest ein von einer Prozessgröße eines Mediums abhängiges Messsignal zu erzeugen, sowie jeweils ein dem Sensor zugeordnetes Sensoranschlusselement, das zur Übertragung von Energie an den jeweiligen Sensor und zum Übertragen und/oder Empfangen von Daten an den/von dem jeweiligen Sensor ausgestaltet ist, wobei die Sensoranschlusselemente jeweils eine Anschlusselement-Anzeigeeinheit aufweisen und
    • - eine übergeordnete Steuerungseinheit, die mit jedem der Sensoranschlusselemente über eine zu dem jeweiligen Sensoranschlusselement gehörige Kommunikationsverbindung, welche zur Übermittlung der Daten zwischen dem Sensoranschlusselement und der übergeordnete/n Steuerungseinheit ausgestaltet ist, verbunden ist, wobei die übergeordnete Steuerungseinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Sensoren und/oder zur Auswertung und/oder Weiterverarbeitung der von den Sensoren übermittelten Daten ausgestaltet ist und eine übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit aufweist,
    und wobei das Verfahren für zumindest einen der Sensoren den folgenden Schritt umfasst:
    • - Anpassen eines Anzeigesignals an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit auf ein den jeweiligen Sensor betreffendes Anzeigesignal an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit, wodurch der jeweilige Sensor zu einer Anzeige an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit zugeordnet wird.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens handelt es sich um optische Anzeigesignale, wobei das Anzeigesignal an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit farblich an das Anzeigesignal an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit angepasst wird.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens umfasst dieses die Schritte:
    • - Ausführung eines in der übergeordneten Steuerungseinheit ausführbaren Computerprogrammprodukts, wobei bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts ein geführtes Menü an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit angezeigt wird;
    • - Zuordnung eines Sensors zu einer den Sensor betreffenden Anzeige in dem geführten Menü mittels der Anpassung des Anzeigesignals an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit an das in dem geführten Menü angezeigte Anzeigesignal.
  • Ein derartiges Computerprogrammprodukt ist bspw. Teil des von der Anmelderin unter den Namen „Memobase Plus“ vertriebenen Systems.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens befindet sich der betreffende Sensor in einem Messmodus, in dem von der übergeordneten Steuerungseinheit aus dem Messsignal eines jeweiligen Sensors eine Prozessgröße ermittelt wird, und das Verfahren umfasst die Schritte:
    • - Anzeige der Prozessgröße an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit
    • - Anzeige der Prozessgröße an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens befindet sich der betreffende Sensor in einem Kalibriermodus, in dem von der übergeordneten Steuerungseinheit eine Handlungsanweisung im Rahmen einer Kalibrierung eines jeweiligen Sensors ermittelt und/oder ausgegeben wird, und das Verfahren umfasst die Schritte:
    • - Anzeige der Handlungsanweisung an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit
    • - Anzeige der Handlungsanweisung an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, nicht maßstabsgetreuen Figuren näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale bezeichnen. Wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Es zeigen
    • 1a, 1b: Eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messsystems;
    • 2: Eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messsystems;
    • 3a, 3b: Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messsystems gezeigt, welches zwei elektrochemische Sensoren 1a, 1b, hier zwei pH-Sonden umfasst. Die beiden Sensoren 1a, 1b weisen jeweils ein Sensorelement SE auf, welches der Erfassung eines Messsignals dient (hier und im Folgenden nur an dem ersten Sensor 1a erläutert). Das Messignal ist von dem pH-Wert eines Prozessmediums, mit dem das Sensorelement SE in einem Messbetrieb in Kontakt steht, abhängig. Ferner umfassen die Sensoren 1a, 1b eine zweite induktive Schnittstelle Sm, über die die zur Erfassung des Messsignals benötige elektrische Energie an das Sensorelement SE übertragbar ist. Es können (siehe vorstehend erwähnte Memosens-Schnittstelle) Daten in beide Richtungen zwischen dem Sensorelement SE und einer zweiten Datenverarbeitungseinheit µCS, bspw. einen Mikrocontroller des Sensors 1a; 1b übertragen werden. Das von dem Sensor 1a; 1b erzeugte Signal (bspw. in einem Memosens-Protokoll) wird anschließend an ein jeweiliges Sensoranschlusselement 2a;2b weitergeleitet.
  • Das Sensoranschlusselement 2a;2b weist eine erste Datenverarbeitungseinheit µCA und eine erste induktive Schnittstelle Am auf. Die Daten, welche die Datenverarbeitungseinheit µCA verarbeitet, sind etwa Messwerte sowie Berechnungen daraus, etwa Mittelungen, Glättung etc., oder Wandlungen in ein anderes Datenformat oder Anpassen auf ein bestimmtes Kommunikationssystem, etwa einen bestimmten Feldbus.
  • Ferner weist das Sensoranschlusselement 2a;2b eine Anschlusselement-Anzeigeeinheit 3a; 3b auf. Bei der Anschlusselement-Anzeigeeinheit 3a; 3b handelt es sich hier um eine oder mehrere LEDs, vorzugsweise mehrfarbig.
  • Das Sensoranschlusselement 2a;2b ist jeweils mit einem Kabel jeweils an eine übergeordnete Steuerungseinheit 5 angeschlossen, wodurch eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung 4a, 4b mit der übergeordneten Steuerungseinheit 5 besteht. In diesem Fall handelt es sich bei der übergeordneten Steuerungseinheit 5 um einen Rechner und bei der Kommunikationsverbindung 4a,4b jeweils um ein USB-Kabel.
  • Für den Fall, dass es sich um ein nicht-energieautarkes Sensoranschlusselement 2a;2b handelt, wird dem Sensoranschlusselement 2a; 2b mittels dieses oder eines weiteren Kabels Energie zugeführt, so dass die Energieversorgung des Sensoranschlusselements 2a; 2b bzw. des Sensors 1a; 1b stets gewähreistet ist. Das Sensoranschlusselement 2a;2b ist hierzu mit einer kabelgebundenen Energiequelle, bspw. einem USB-Ladegerät, verbindbar sodass sich eine kontinuierliche Stromversorgung des Sensoranschlusselements 2a;2b über das Stromnetz ergibt.
  • An einer übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit 6, hier ein mit dem Rechner verbundener Bildschirm mit einer Tastatur, wird ein geführtes Menü 10 eines Computerprogrammprodukts angezeigt, in welches Messwerte und/oder Schritte einer Kalibrierung bzw. Handlungsanweisung im Rahmen eines Messmodus bzw. Kalibiermodus angezeigt werden. Diese Lösung wird von der Anmelderin unter dem Namen „Memobase Plus“ vertrieben.
  • Erfindungsgemäß ist ein mittels der LEDs der Anschlusselement-Anzeigeeinheit 3a; 3b ein daran angezeigtes Anzeigesignal AA an ein an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit 6 angezeigtes Anzeigesignal Asup angepasst. Bei mehrfarbigen LEDs kann eine erste LED als Kanalzuordnung interpretiert werden, so dass unmittelbar an dem Anschlusselement 2a,2b erkennbar ist, auf welchen Sensor 1a, 1b sich das an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit 6 angezeigte Anzeigesignal Asup bezieht.
  • Eine zweite LED kann bspw. für eine Messansicht reserviert werden, bei der ein für mehrere Proben und/oder mehrere Prozessgrößen verwendeter Sensor 1a; 1b zu einer jeweiligen Probemessung zugeordnet werden kann. Es werden z.B. für eine bestimmte Probe mit zwei Sensoren 1a, 1b der pH- und der Leitfähigkeitswert gleichzeitig ermittelt.
  • Neben dieser damit ermöglichten Kanalzuordnung kann mittels der LEDs auch ein Handlungsbedarf, z.B. im Rahmen einer Kalibrierung („Den ersten Sensor 1a jetzt in Puffer 7.00 pH tauchen“) entsprechend einer Vorgabe am Bildschirm angezeigt werden. Dies ist z.B. dadurch gelöst, dass eine bestimmte LED blinkt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann, siehe 1b, die Anschlusselement-Anzeigeeinheit 3c, bspw. eines weiteren Sensors 1c als eine Segmentanzeige, eine Display oder ein Drehrad mit einer Ziffern- oder Farbfolge ausgestaltet sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung des Messsystems mit drei Sensoren 1a, 1b, 1c ist in 2 gezeigt. Das Sensoranschlusselement 2c (hier und im Folgenden der Einfachheit halber nur am Beispiel des dritten Sensors 1c erläutert) umfasst hier einen Energiespeicher 7 sowie zwei Drahtlosmodule 81,82. Bei der Anschlusselement-Anzeigeeinheit 3c handelt es sich hier um ein Display, wobei selbstverständlich alle der schon in Zusammenhang mit 1a, 1b gezeigten Varianten der Anschlusselement-Anzeigeeinheit 3c (LEDs, Segmentanzeige, Drehrad mit einer Ziffern- oder Farbfolge) selbstverständlich auch möglich sind und hier nicht nochmal explizit gezeigt sind.
  • In diesem Fall ist das Sensoranschlusselement 2c jeweils sensornah angeordnet und mit dem Sensor 1c mittels zweier zueinander kompatibler Schnittstellen Am, Sm verbunden. Mittels des Energiespeichers 7 wird Energie an den Sensor 1c übertragen. Das Sensoranschlusselement 2c kann somit als energieautark betrachtet werden. Der
    Energiespeicher 15 ist als eine, vorzugsweise aufladbare, Batterie, bspw. ein Lithium-Ionen-Akkumulator ausgestaltet. Der Energiespeicher 15 wird bevorzugt drahtlos geladen, bspw. mittels der Ladetechnik „Qi“ Alternativ oder zusätzlich kann Energiespeicher 15 mittels einer Solarzelle geladen werden.
  • Das Sensoranschlusselement 2c umfasst Drahtlosmodule 81,82 zum Übertragen
    und Empfangen per Funkverbindung von Daten an die übergeordnete Steuerungseinheit 5. Dies geschieht hier mit einem an ein Kommunikationsnetzwerk, bspw. WLAN, anschließbaren mobilen Endgerät 9, mittels dessen eine Kommunikationsverbindung 4c zwischen dem Sensoranschlusselement 2c und der übergeordneten Steuerungseinheit 5 herstellbar ist. Das mobile Endgerät 9 ist etwa ein Smartphone oder Tablet, kann aber auch als Computer ausgestaltet sein, und umfasst die übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit 6. Bei den „Daten“ kann es sich um Messdaten des Sensors 1c handeln. Bei den „Daten“ kann es sich aber auch um Konfigurationswerte (Parameter) des Sensors 1c handeln. Dabei wird der Sensor 1c über das mobile Endgerät 9 parametriert und die Parametrierung mittels der Schnittstellen Am,Sm an das Sensoranschlusselement 2c und dann den Sensor 1c übertragen.
  • Das mobile Endgerät 9 verfügt über eine entsprechende Schnittstelle bzw. Sende-/Empfangsmodul. Daten, welche von dem ersten oder zweiten Drahtlosmodul 81,82 gesendet und empfangen werden, sind etwa die bereits angesprochenen Messwerte, Berechnungen daraus oder Wandlungen davon. Darüber hinaus werden über das Drahtlosmodul 81,82 auch Firmwareupdates, Änderungen von Einstellungen des Sensors 1a, 1b oder des Sensoranschlusselements 2c oder Metainformationen wie beispielsweise Standortinformationen oder den Messstellennamen etc. übertragen.
  • Selbstverständlich ist auch eine Kombination der in 1a und 2 gezeigten Lösungen möglich, bspw. indem eines der Sensoranschlusselement 2a; 2b; 2c wie in 1a gezeigt und eines der Sensoranschlusselemente 2a; 2b; 2c wie in 2 gezeigt ausgeführt ist.
  • Wie bereits schon in 1b gezeigt handelt es sich bei der Anschlusselement-Anzeigeeinheit 3a,3b,3b um ein mehrfarbiges Display (OLED, ...), an der die Probemessung- und/oder Messkanalzuordnungen mittels Farbe und/oder Text darstellbar sind.
  • Für einen Anwender 11 ist somit unmittelbar erkennbar, zu welchem Sensor 1a, 1b, 1c eine auf der Anzeige-/Eingabeeinheit 6 des mobilen Endgeräts 9 angezeigte Messung gehört, selbst wenn die Sensoren 1a,1b, 1c alle zur selben Gattung zählen. Zusätzlich ist unmittelbar am Sensor 1a, 1b,1c erkennbar, ob Handlungsbedarf besteht, z.B. in welche Probe oder Kalibrierpuffer zum einem von einem Computerprogrammprodukt vorgegebenen Zeitpunkt die Sensoren 1a, 1b, 1c getaucht werden sollen oder ob ein Reinigungsschritt erforderlich ist („Aktion erforderlich“).
  • Dies ist in 3a, 3b gezeigt. Es ist jeweils eine Farbe mit jedem der Sensoranschlusselemente 2a, 2b, 2c,2d assoziiert, wobei 3a einen Kalibriermodus und 3b einen Messmodus zeigt. Die Farbe auf dem Display 3a,3b,3c,3d der Sensoranschlusselemente 2a, 2b, 2c,2d ist auf die Farbe eines Anzeigesignals Asup, abgestimmt, welches auf der übergeordneten Anzeigeeinheit 6 angezeigt wird und einen jeweilige Sensor 1a; 1b; 1c; 1d betrifft.
  • Der Anwender 11 weiß dadurch unmittelbar, auf welchen der Sensoren 1a; 1b; 1c; 1d er sich bspw. im Rahmen einer Kalibrierung, 3a, konzentrieren muss. Da mehrere Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d gleichzeitig kalibriert werden können, ist dadurch klar, auf welchen der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d sich eine Handlungsanweisung, z.B. „Sensor 2b in einen Behälter 12a mit Buffer pH 4 eintauchen“ bezieht.
  • 3b zeigt, wie zusätzlich in einem Messmodus für eine bestimmte Probe, bspw. in einem Fermenter 12b eine bestimmte Farbe verwendet wird. Diese wird in dem Messmodus gleichzeitig als die Farbe auf dem Display 3a,3b, der Sensoranschlusselemente 2a, 2b und als die Farbe eines Anzeigesignals Asup an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit 6 gewählt. Es wird bspw. jedem Fermenter eine bestimmte Farbe zugeordnet.
  • Zusätzlich oder alternativ zu der Abstimmung der Farbe kann auch Text auf dem Display 3a,3b,3c,3d angezeigt werden, der an den Text in dem geführten Menü 10 des Computerprogrammprodukts abgestimmt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1a,1b,1c,1d,
    Sensoren
    2a,2b,2c,
    Sensoranschlusselemente
    3a,3b,3c,
    Anschlusselement-Anzeigeeinheiten
    4a,4b,4c,
    Kommunikationsverbindungen
    5
    übergeordnete Steuerungseinheit
    6
    übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit
    7
    Energiespeicher
    81,82
    Drahtlosmodule
    9
    mobiles Endgerät
    10
    geführtes Menü
    11
    Anwender
    12a,12b
    Behälter
    AA
    Anzeigesignal an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit
    Asup
    Anzeigesignal an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit
    Am
    erste induktive Schnittstelle
    Sm
    zweite induktive Schnittstelle
    µCA
    erste Datenverarbeitungseinheit
    µCS
    zweite Datenverarbeitungseinheit
    SE
    Sensorelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009055247 A1 [0002]
    • EP 1625643 [0003]

Claims (15)

  1. Sensormesssystem der Automatisierungstechnik, umfassend - mehrere, insb. zumindest zwei Sensoren (1a, 1b, ...), die jeweils dazu ausgestaltet sind, zumindest ein von einer Prozessgröße eines Mediums abhängiges Messsignal zu erzeugen, sowie jeweils ein dem Sensor (1a; 1b; ...) zugeordnetes Sensoranschlusselement (2a;2b; ...), das zur Übertragung von Energie an den jeweiligen Sensor (1a; 1b; ...) und zum Übertragen und/oder Empfangen von Daten an den/von dem jeweiligen Sensor (1a,; 1b, ...) ausgestaltet ist, wobei die Sensoranschlusselemente (2a,2b, ...) jeweils eine Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b; ...) aufweisen und - eine übergeordnete Steuerungseinheit (5), die mit jedem der Sensoranschlusselemente (2a,2b, ...) über eine zu dem jeweiligen Sensoranschlusselement (2a;2b; ...) gehörige Kommunikationsverbindung (4a,4b, ...), welche zur Übermittlung der Daten zwischen dem Sensoranschlusselement (2a;2b; ...) und der übergeordneten Steuerungseinheit (5) ausgestaltet ist, verbunden ist, wobei die übergeordnete Steuerungseinheit (5) zur Steuerung und/oder Regelung der Sensoren (1a, 1b, ...) und/oder zur Auswertung und/oder Weiterverarbeitung der von den Sensoren (1a, 1b, ...) übermittelten Daten ausgestaltet ist und eine übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit (6) aufweist, und wobei für zumindest einen der Sensoren (1a; 1b; ...) ein Anzeigesignal (AA) an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b,M...) auf ein den jeweiligen Sensor (1a;1b: ...) betreffendes Anzeigesignal (Asup) an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) anpassbar und/oder angepasst ist, wodurch der jeweilige Sensor (1a; 1b; ...) zu einer Anzeige an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) zuordenbar ist.
  2. Sensormesssystem nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Anzeigesignalen (AA, Asup) um optische Anzeigesignale handelt, und wobei das Anzeigesignal (AA) an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b,...) farblich an das Anzeigesignal (Asup) an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) angepasst ist.
  3. Sensormesssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b; ...) des Sensoranschlusselements (2a;2b; ...) des zumindest einen Sensors (1a; 1b; ...) eine LED und/oder ein Display umfasst.
  4. Sensormesssystem nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche wobei für zumindest eines der Sensoranschlusselemente (2a;2b; ...) die Kommunikationsverbindung (4a;4b; ...) mit der übergeordneten Steuerungseinheit (5) drahtgebunden ist und/oder wobei für zumindest eines der Sensoranschlusselemente (2a;2b; ...) die Kommunikationsverbindung (4a;4b; ...) mit der übergeordneten Steuerungseinheit (5) drahtlos ist.
  5. Sensormesssystem nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeweils das Sensoranschlusselement (2a;2b..) umfasst: - eine erste induktive Schnittstelle (Amem), die zum Übertragen von Energie an den Sensor (1a; 1b; ...) und zum Übertragen/Empfangen von Daten an den/vom Sensor (1a; 1b; ...) ausgestaltet ist, und - eine erste Datenverarbeitungseinheit (µCA).
  6. Sensormesssystem nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeweils der Sensor (1a; 1b; ...) umfasst: - eine zweite induktive Schnittstelle (Smem), die komplementär zur ersten induktiven Schnittstelle (Amem) des jeweiligen Sensoranschlusselements (2a;2b..) ausgestaltet ist, - zumindest ein Sensorelement (SE), das zur Erfassung der Prozessgröße ausgestaltet ist, und - eine zweite Datenverarbeitungseinheit (µCS), welche von der Prozessgröße abhängige und das Messsignal repräsentierende Daten über die zweite induktive Schnittstelle (Smem) des Sensors (1a; 1b,...) an die erste induktive Schnittstelle (Amem) des Sensoranschlusselements (2a;2b,...) überträgt und Daten darüber empfängt.
  7. Sensormesssystem nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche wobei für zumindest einen der Sensoren (1a; 1b; ...) das dazugehörige Sensoranschlusselement (2a;2b; ...) als energieautark ausgestaltet ist und das energieautarke Sensoranschlusselement (2a;2b; ...) umfasst: - einen Energiespeicher (7), - zumindest ein von der ersten Datenverarbeitungseinheit (µCA) ansteuerbares Drahtlosmodul (81,82) zur Erzeugung der drahtlosen Kommunikationsverbindung (4a;4b;...).
  8. Sensormesssystem nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein erstes Drahtlosmodul (81) des Sensoranschlusselements (2a;2b; ...) als Bluetooth-, WLAN-, und/oder Infrarotmodul ausgestaltet ist und/oder wobei ein zweites Drahtlosmodul (82) des Sensoranschlusselements (2a;2b; ...) als ein Mobilfunkmodul ausgestaltet ist, und wobei mittels des ersten Drahtlosmoduls (81) und/oder des zweiten Drahtlosmoduls (82) die drahtlose Kommunikationsverbindung (4a;4b;...) herstellbar ist.
  9. Sensormesssystem nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die übergeordnete Steuerungseinheit (5) zumindest teilweise in ein mobiles Endgerät (9) integrierbar ist oder integriert ist, insb. die übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit (6).
  10. Sensormesssystem nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest einer der Sensoren (1a; 1b; ...) als ein elektrochemischer Sensor, insbesondere als ein pH-, Redox-, Leifähigkeits- oder gelöster Sauerstoff-Sensor ausgestaltet ist.
  11. Verfahren zur Zuordnung eines Sensors (1a; 1b; ...) in einem Sensormesssystem der Automatisierungstechnik, wobei das Sensormesssystem umfasst: - mehrere, insb. zumindest zwei Sensoren (1a, 1b, ...), die jeweils dazu ausgestaltet sind, zumindest ein von einer Prozessgröße eines Mediums abhängiges Messsignal zu erzeugen, sowie jeweils ein dem Sensor (1a; 1b, ...)zugeordnetes Sensoranschlusselement (2a;2b; ...), das zur Übertragung von Energie an den jeweiligen Sensor (1a; 1b, ...) und zum Übertragen und/oder Empfangen von Daten an den/von dem jeweiligen Sensor (1a;1b,M...) ausgestaltet ist, wobei die Sensoranschlusselemente (2a;2b; ...) jeweils eine Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b; ...) aufweisen und - eine übergeordnete Steuerungseinheit (5), die mit jedem der Sensoranschlusselemente (2a,2b, ...) über eine zu dem jeweiligen Sensoranschlusselement (2a;2b; ...) gehörige Kommunikationsverbindung (4a;4b; ...), welche zur Übermittlung der Daten zwischen dem Sensoranschlusselement (2a;2b; ...) und der übergeordnete/n Steuerungseinheit (5) ausgestaltet ist, verbunden ist, wobei die übergeordnete Steuerungseinheit (5) zur Steuerung und/oder Regelung der Sensoren (1a; 1b; ...) und/oder zur Auswertung und/oder Weiterverarbeitung der von den Sensoren (1a; 1b; ...) übermittelten Daten ausgestaltet ist und eine übergeordnete Anzeige-/Eingabeeinheit (6) aufweist, und wobei das Verfahren für zumindest einen der Sensoren (1a;1b; ...) den folgenden Schritt umfasst: - Anpassen eines Anzeigesignals (AA) an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b,...) auf ein den jeweiligen Sensor (1a; 1b, ...) betreffendes Anzeigesignal (Asup) an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6), wodurch der jeweilige Sensor (1a; 1 b,...) zu einer Anzeige an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) zugeordnet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei es sich bei den Anzeigesignalen (Asup, AA) um optische Anzeigesignale handelt, und wobei das Anzeigesignal (AA) an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b,...) farblich an das Anzeigesignal (Asup) an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) angepasst wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, umfassend die Schritte: - Ausführung eines in der übergeordneten Steuerungseinheit (5) ausführbaren Computerprogrammprodukts, wobei bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts ein geführtes Menü (10) an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) angezeigt wird; - Zuordnung eines Sensors zu einer den Sensor betreffenden Anzeige in dem geführten Menü (10) mittels der Anpassung des Anzeigesignals (AA) an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit (3a;3b,...) an das in dem geführten Menü angezeigte Anzeigesignal (Asup).
  14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei sich der betreffende Sensor (1a; 1b,..) in einem Messmodus befindet, in dem von der übergeordneten Steuerungseinheit (5) aus dem Messsignal eines jeweiligen Sensors (1a; 1b,..) eine Prozessgröße ermittelt wird, umfassend die Schritte: - Anzeige der Prozessgröße an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) - Anzeige der Prozessgröße an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit (AA).
  15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei sich der betreffende Sensor (1a; 1b,..) in einem Kalibriermodus befindet, in dem von der übergeordneten Steuerungseinheit (5) eine Handlungsanweisung im Rahmen einer Kalibrierung eines jeweiligen Sensors (1a; 1b,..) ermittelt und/oder ausgegeben wird, umfassend die Schritte: - Anzeige der Handlungsanweisung an der übergeordneten Anzeige-/Eingabeeinheit (6) - Anzeige der Handlungsanweisung an der Anschlusselement-Anzeigeeinheit (AA).
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