DE102019206802A1 - Messgerät für die Automatisierungstechnik mit optischer Datenübertragung - Google Patents

Messgerät für die Automatisierungstechnik mit optischer Datenübertragung Download PDF

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Lukas Kopf
Jakob HUMMEL
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    • G08C23/04Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems using light waves, e.g. infrared

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messgerät (100) für die Automatisierungstechnik. Das Messgerät (100) umfasst eine optische Sende- und Empfangseinrichtung (130), die eine Sendeeinrichtung (131) und eine Empfangseinrichtung (132) aufweist, und eine Datenschnittstelle (110), die zum Anschluss an die optische Sende- und Empfangseinrichtung (130) eingerichtet ist. Die Sendeeinrichtung (131) ist zum optischen Übertragen von Messdaten und/oder Parametrierdaten an ein mobiles Kommunikationsgerät (120) eingerichtet. Die Empfangseinrichtung (132) ist zum optischen Empfangen von Parametrier- oder Steuerdaten von dem mobilen Kommunikationsgerät (120) eingerichtet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft die drahtlose, bidirektionale Datenübertragung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Messgerät für die Automatisierungstechnik, ein mobiles Kommunikationsgerät zur Kommunikation mit einem Messgerät, eine optische Sende- und Empfangseinrichtung, die Verwendung eines Messgeräts und eines mobilen Kommunikationsgeräts zur Visualisierung eines Füllstandes in einem Behälter, einen Behälter umfassend ein Messgerät, ein Verfahren zur Automatisierung mittels eines Messgeräts und eines mobilen Kommunikationsgeräts, ein Programmelement, ein computerlesbares Medium und ein mobiles Kommunikationsgerät.
  • Technologischer Hintergrund
  • Drahtlose Datenübertragung wie Bluetooth oder WLAN gewinnt in den Zeiten des Internets der Dinge und der Industrie 4.0 für die moderne Prozessindustrie und Fabrikautomation zunehmend an Bedeutung. Allerdings stellt die hohe Funkzellendichte, besonders in hochtechnisierten Umgebungen, eine erhebliche Herausforderung an den Einsatz der konventionellen funkbasierten Datenübertragungsverfahren. Darüber hinaus kann die funkbasierte Datenübertragung in Anlagen unerwünscht oder gar verboten sein.
  • Zusammenfassung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Kommunikation in der Automatisierungstechnik weiterzubilden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Messgerät für die Automatisierungstechnik. Das Messgerät umfasst eine Messgerätesteuerung, eine optische Sende- und Empfangseinrichtung und eine Datenschnittstelle. Die optische Sende- und Empfangseinrichtung weist eine Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung auf. Die Datenschnittstelle ist zum Anschluss der Messgerätesteuerung an die optische Sende- und Empfangseinrichtung eingerichtet.
  • Unter dem Begriff Automatisierungstechnik wird ein Teilgebiet der Technik verstanden, welches alle Maßnahmen zum Betrieb von Maschinen und Anlagen ohne Mitwirkung des Menschen beinhaltet. Ein Ziel der damit zusammenhängenden Prozessautomatisierung ist es, das Zusammenspiel einzelner Komponenten einer Werksanlage in den Bereichen Chemie, Lebensmittel, Pharma, Erdöl, Papier, Zement, Schifffahrt oder Bergbau zu automatisieren. Hierzu können eine Vielzahl an Sensoren eingesetzt werden, welche insbesondere an die spezifischen Anforderungen der Prozessindustrie, wie bspw. mechanische Stabilität, Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung, extremen Temperaturen und extremen Drücken, angepasst sind. Messwerte dieser Sensoren werden üblicherweise an eine Leitwarte übermittelt, in welcher Prozessparameter wie Füllstand, Grenzstand, Durchfluss, Druck oder Dichte überwacht und Einstellungen für die gesamte Werksanlage manuell oder automatisiert verändert werden können.
  • Ein Teilgebiet der Automatisierungstechnik betrifft die Logistikautomation. Mit Hilfe von Distanz- und Winkelsensoren werden im Bereich der Logistikautomation Abläufe innerhalb eines Gebäudes oder innerhalb einer einzelnen Logistikanlage automatisiert. Typische Anwendungen finden z.B. Systeme zur Logistikautomation im Bereich der Gepäck- und Frachtabfertigung an Flughäfen, im Bereich der Verkehrsüberwachung (Mautsysteme), im Handel, der Paketdistribution oder aber auch im Bereich der Gebäudesicherung (Zutrittskontrolle). Gemein ist den zuvor aufgezählten Beispielen, dass eine Präsenzerkennung in Kombination mit einer genauen Vermessung der Größe und der Lage eines Objektes von der jeweiligen Anwendungsseite gefordert wird. Hierfür können Sensoren auf Basis optischer Messverfahren mittels Laser, LED, 2D-Kameras oder 3D-Kameras, die nach dem Laufzeitprinzip (time of flight, ToF) Abstände erfassen, verwendet werden.
  • Ein weiteres Teilgebiet der Automatisierungstechnik betrifft die Fabrik-/Fertigungsautomation. Anwendungsfälle hierzu finden sich in den unterschiedlichsten Branchen wie Automobilherstellung, Nahrungsmittelherstellung, Pharmaindustrie oder allgemein im Bereich der Verpackung. Ziel der Fabrikautomation ist, die Herstellung von Gütern durch Maschinen, Fertigungslinien und/oder Roboter zu automatisieren, d. h. ohne Mitwirkung des Menschen ablaufen zu lassen. Die hierbei verwendeten Sensoren und spezifischen Anforderungen im Hinblick auf die Messgenauigkeit bei der Erfassung der Lage und Größe eines Objektes sind mit denen der im vorigen Beispiel der Logistikautomation vergleichbar. Üblicherweise werden daher auch im Bereich der Fabrikautomation im großen Stil Sensoren auf Basis optischer Messverfahren eingesetzt.
  • Sowohl im Bereich der Logistikautomation, als auch im Bereich der Fabrikautomation und der Sicherheitstechnik dominieren bislang optische Sensoren. Diese sind schnell (schnelle Befüllvorgänge mit mehr als 10 Messungen / Sekunde) und preisgünstig und können die Lage und/oder den Abstand zu einem Objekt aufgrund der relativ einfach fokussierbaren optischen Strahlung, welche der Messung zu Grunde liegt, zuverlässig ermitteln.
  • Die Sendeeinrichtung der optischen Sende- und Empfangseinrichtung ist zum optischen oder visuellen Übertragen von Messdaten an ein mobiles Kommunikationsgerät eingerichtet. Die Empfangseinrichtung der optischen Sende- und Empfangseinrichtung ist zum optischen Empfangen von Parametrier- oder Steuerdaten von dem mobilen Kommunikationsgerät eingerichtet.
  • Das Messgerät kann ein Füllstand- Grenzstand-, Druck-, Temperatur- oder Durchflusssensor sein, aber auch ein berührungslos messender Radarsensor, der zur Anlagenautomatisierung im industriellen Umfeld oder zur Objekterkennung in einer Fabrik eingerichtet ist. Beispielsweise kann das Messgerät als Füllstandradar oder Grenzstandsensor zur Installation in, an, auf oder über einem Behälter eingerichtet sein. Das Messgerät kann auch als ein Sensor zur Raumüberwachung eingerichtet sein. Insbesondere kann er zur Überwachung eines Sicherheitsbereiches einer Maschine eingerichtet sein oder als Ersatz einer Lichtschranke. Durch die Verwendung von Halbleitertechnologie kann die Elektronik des Messgeräts effizient und platzsparend ausgeführt werden. Insbesondere kann beispielsweise der Radarsensor als 3D Radar eingerichtet sein, welches durch elektronische Strahlsteuerung die Richtung des Sendesignals steuern kann, um einen Messbereich abzuscannen und somit die Topologie eines Objects im Messbereich zu erfassen. Die Messdaten können entweder in dem Messgerät gespeichert oder bei einer Messung, vorzugsweise in Echtzeit übertragen werden.
  • Die bidirektionale Datenübertragung erfolgt durch die optische drahtlose Datenübertragung, beispielsweise in Form einer Li-Fi (light fidelity)-Technologie.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Daten auf unterschiedlichen Farbspektren übertragen werden. Das kann Fremdeinwirkungen reduzieren, wenn zum Beispiel Daten in einer sehr hell beleuchteten Halle oder draußen im Tageslicht übertragen werden sollen. Dann kann das Farbspektrum so angepasst werden, dass es auch in hellen Räumlichkeiten erfasst werden kann. Zum Beispiel in einem in kalkweiß ausgeleuchteten Raum, können die Geräte die Daten im roten Farbspektrum übertragen. Auch kann vorgesehen sein, dass die Geräte mittels eines Sensors auch automatisch erkennen, welches Umgebungs-Farbspektrum gerade vorliegt und automatisch ein passendes Farbspektrum für die Datenübertragung auswählen, welches gut sichtbar/erkennbar ist.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass mehrere Farbspektren parallel verwendet werden, um die Bandbreite der Datenübertragung zu erhöhen. Dann ist es möglich, dass zum Beispiel das blaue Farbspektrum den Füllstand in Prozent und gleichzeitig das rote Farbspektrum den absoluten Füllstand übermittelt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Messgerät eine Umschalteinrichtung, die eingerichtet ist, basierend auf einem Trigger-Signal des mobilen Kommunikationsgeräts die Sendeeinrichtung der optischen Sende- und Empfangseinrichtung des Messgeräts zu aktivieren oder zu deaktivieren.
  • Das Messgerät kann eingerichtet sein, in einem kontinuierlichen Modus die Sende- und Empfangseinrichtung kontinuierlich zu betreiben. Alternativ kann das Messgerät eingerichtet sein, wahlweise zwischen einem Standby-Modus und einem Aktiv-Modus umzuschalten. In dem Standby-Modus können keine Parametrier- oder Steuerdaten vom mobilen Kommunikationsgerät an das Messgerät übertragen werden. Daher kann die Sendeeinrichtung des Messgeräts ausgeschaltet und nur die Empfangseinrichtung im Betrieb sein. Durch ein Trigger-Signal von dem mobilen Kommunikationsgerät, das an die Empfangseinrichtung des Messgeräts gesendet wird, wird das Messgerät in den Aktiv-Modus umgeschaltet und die Sendeeinrichtung aktiviert, um die Messdaten von dem Messgerät an das mobile Kommunikationsgerät zu senden oder zu übertragen. Sind die Messdaten durch das mobile Kommunikationseinheit empfangen, kann das Messgerät wieder in den Standby-Modus umgeschaltet und die Sendeeinrichtung deaktiviert werden.
  • Dadurch kann Energie gespart werden. Dies ist insbesondere für ein Messgerät, das über eine begrenzte Energiequelle, z. B. mit einem Akku, verfügt von Vorteil. Zudem kann verhindert werden, dass durch Fremdlicht eine unbeabsichtigte Datenübertragung ausgelöst wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Messgerät in einem Behälter derart angeordnet sein, dass der Zugriff auf die Messdaten durch ein außerhalb des Behälters angeordnetes mobiles Kommunikationsgerät nur innerhalb einer voreingestellten Reichweite oder innerhalb eines voreingestellten Winkelbereiches möglich ist.
  • Für die optische Datenübertragung gilt eine ungestörte Sichtverbindung zwischen einem Lichtemitter und einem Lichtempfänger als eine wesentliche Voraussetzung. Um den Zugriff von Unbefugten zu verhindern oder zumindest zu erschweren kann das Messgerät beispielsweise beim Einbau in einem Behälter nach Innen versetzt sein, damit die Sichtverbindung zwischen der optischen Sende- und Empfangseinrichtung des Messgeräts und einer Sende- und Empfangseinheit des mobilen Kommunikationsgeräts nur innerhalb eines vordefinierten Bereichs möglich ist.
  • Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, können die Daten auch verschlüsselt übertragen werden. Zum Beispiel kann eine symmetrische Verschlüsselung zum Einsatz kommen, welche zum Beispiel den Bluetooth-PIN als geheimen Schlüssel verwendet.
  • Die Sender/Empfänger akzeptieren dann nur noch Daten, welche mit dem korrekten Schlüssel verschlüsselt wurden. Alle anderen Daten werden verworfen/ignoriert.
  • Dadurch kann ein Dritter die Daten nicht einsehen bzw. den Inhalt nicht entschlüsseln oder manipulieren und erneut versenden.
  • Um auch „Replay Attacken“ zu vermeiden, können die Daten um einen „Zähler“ erweitert werden, welcher bei jeder Nachricht erhöht wird. Sobald nun eine Nachricht erfolgreich entschlüsselt wurde aber der Inhalt einen bereits empfangen Zähler enthält, würde die Nachricht verworfen oder ignoriert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die optische Sende- und Empfangseinrichtung im Messgerät integriert.
  • Alternativ kann die optische Sende- und Empfangseinrichtung von dem Messgerät trennbar sein. Die optische Sende- und Empfangseinrichtung kann über die Datenschnittstelle an das Messgerät angeschlossen werden. Beispielsweise kann die Messgerätesteuerung eingerichtet sein, die Sende- und Empfangseinrichtung unmittelbar nach deren Anschluss an das Messgerät zu erkennen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein mobiles Kommunikationsgerät zur optischen Kommunikation mit dem oben und im Folgenden beschriebenen Messgerät, wobei das mobile Kommunikationsgerät eine Visualisierungseinrichtung aufweist. Die Visualisierungseinrichtung des mobilen Kommunikationsgeräts ist eingerichtet, Messdaten aus dem Messgerät zu visualisieren.
  • Das mobile Kommunikationsgerät kann beispielsweise ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop/PC, ein Wearable Smart Watch oder eine VR (Virtual Reality)-Datenbrille sein.
  • Beispielsweise kann die Visualisierungseinrichtung ein Display sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das mobile Kommunikationsgerät eine optische Empfangseinheit auf.
  • Die optische Empfangseinheit des mobilen Kommunikationsgeräts kann eine Kamera oder ein Helligkeitssensor sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das mobile Kommunikationsgerät eingerichtet sein, Parametrier- oder Steuerdaten mittels einer Lichtquelle oder durch das Blinken der Visualisierungseinrichtung an das Messgerät zu übertragen.
  • Die Lichtquelle oder die Visualisierungseinrichtung kann auch eingerichtet sein, ein optischesTrigger-Signal an die Empfangseinrichtung des Messgeräts zu senden, um die Sendeeinrichtung des Messgeräts zu aktivieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das mobile Kommunikationsgerät weiterhin ein Augmented-Reality-System auf. Das Augumented-Reality-System ist eingerichtet, virtuelle Umgebungsinformation zu speichern, die Messdaten aus dem Messgerät in Augmentierungsinformation umzuwandeln und die virtuelle Umgebungsinformation und die Augmentierungsinformation zu fusionieren und zu visualisieren.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine optische Sende- und Empfangseinrichtung zum Anschluss an eine Schnittstelle eines Messgeräts.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Messgeräts und eines mobilen Kommunikationsgeräts zur Visualisierung eines Füllstandes in einem Behälter.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Behälter, der ein Messgerät zur Automatisierung umfasst.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Automatisierung mittels eines Messgeräts und eines mobilen Kommunikationsgeräts. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: optisches Übertragen von Parametrier- oder Steuerdaten von dem mobilen Kommunikationsgerät an eine Empfangseinrichtung des Messgeräts; optisches Übertragen von Messdaten und/oder Parametrierdaten von einer Sendeeinrichtung des Messgeräts an eine optische Empfangseinheit des mobilen Kommunikationsgeräts.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor eines mobilen Kommunikationsgeräts ausgeführt wird, das mobile Kommunikationsgerät anweist, die folgenden Schritte durchzuführen: optisches Übertragen von Parametrier- oder Steuerdaten von dem mobilen Kommunikationsgerät an eine Empfangseinrichtung des Messgeräts; optisches Empfangen von Messdaten und/oder Parametrierdaten von einer Sendeeinrichtung des Messgeräts an eine optische Empfangseinheit des mobilen Kommunikationsgeräts.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das oben beschriebene Programmelement gespeichert ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein mobiles Kommunikationsgerät, auf dem das oben beschriebene Programmelement gespeichert ist.
  • Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
  • Figurenliste
  • Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Sind in der nachfolgenden Beschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleichen oder ähnlichen Elemente.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Messgeräts und eines mobilen Kommunikationsgeräts gemäß einer Ausführungsform.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Messgeräts gemäß einer weiteren Ausführungsform.
    • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Behälters mit einem Messgerät und eines mobilen Kommunikationsgeräts gemäß einer Ausführungsform.
    • 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Prozessautomation mittels eines Messgeräts und eines mobilen Kommunikationsgeräts gemäß einer Ausführungsform.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Messgeräts 100 und eines mobilen Kommunikationsgeräts 120.
  • Das Messgerät 100 ist zur Prozessautomation ausgeführt und ist mittels der Datenschnittstelle 110 an eine optische Sende- und Empfangseinrichtung 130 angeschlossen.
  • Die optische Sende- und Empfangseinrichtung 130 weist eine Sendeeinrichtung 131 und eine Empfangseinrichtung 132 auf. Die optische Sende- und Empfangseinrichtung 130 ist an der Datenschnittstelle 110 des Messgeräts 100 angeschlossen und kann von dem Messgerät 100 trennbar sein. Beispielsweise kann das Messgerät 100 ein Druck-, Temperatur- oder Durchflusssensor, ein Grenzstandsensor, ein Füllstandradar oder ein berührungslos messender Radarsensor zur Anlagenautomatisierung oder zur Objekterkennung sein. Die Einrichtung 130 kann derart ausgebildet sein, dass sie an die verschiedenen Typen von Sensoren angeschlossen werden kann.
  • Das Kommunikationsgerät 120 ist zur Kommunikation mit der optischen Sende- und Empfangseinrichtung 130 des Messgeräts 100 ausgeführt und umfasst ein Display (vgl. 3), das zur Datenvisualisierung eingerichtet ist. Das Kommunikationsgerät weist eine optische Empfangseinheit 122 auf, die beispielsweise eine Kamera oder ein Helligkeitssensor sein kann. Dazu kann eine Lichtquelle 121 versehen sein.
  • Ein bidirektionaler Datenaustausch kann drahtlos zwischen dem Messgerät 100 und dem mobilen Kommunikationsgerät 120 erfolgen, indem Daten optisch (visuell) zwischen der optischen Sende- und Empfangseinrichtung 130 des Messgeräts 100 und dem mobilen Kommunikationsgerät 120 übertragen werden. Das mobile Kommunikationsgerät kann eingerichtet sein, Parametrier- oder Steuerdaten an die Empfangseinrichtung 132 des Messgeräts optisch zu übertragen, um Messdaten und/oder Parametrierdaten des Messgeräts 100 abzufragen. Das Messgerät 100 ist eingerichtet, die Parametrier- oder Steuerdaten des mobilen Kommunikationsgeräts 120 durch die Empfangseinrichtung 132 zu empfangen und die entsprechenden Messdaten und/oder Parametrierdaten durch die Sendeeinrichtung 132 an die Empfangseinheit 122 des mobilen Kommunikationsgeräts 120 optisch zu übertragen.
  • Zusätzlich können das Messgerät 100 und das mobile Kommunikationsgerät 120 jeweils eingerichtet sein, die Parametrier- oder Steuerdaten oder die Messdaten zu verschlüsseln oder/und entschlüsseln, damit die Daten geschützt übertragen werden können.
  • Das Messgerät 100 kann eingerichtet sein, die Sendeeinrichtung 131 und die Empfangseinrichtung 132 in einem kontinuierlichen Modus zu betreiben. Alternativ kann das Messgerät eine Umschalteinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, das Messgerät wahlweise zwischen einem Standby-Modus und einem Aktiv-Modus umzuschalten. Sind keine Parametrier- oder Steuerdaten vom mobilen Kommunikationsgerät 120 an das Messgerät 100 zu übertragen, ist die Sendeeinrichtung 131 der optischen Sende- und Empfangseinrichtung 130 ausgeschaltet und nur die Empfangseinrichtung 132 im Betrieb. Basierend auf einem Trigger-Signal von dem mobilen Kommunikationsgeräts 120, das auf das Durchführen der optischen Übertragung der Parametrier- oder Steuerdaten hinweist, wird die Sendeeinrichtung 131 des Messgeräts 100 aktiviert, um die entsprechenden Messdaten und/oder Parametrierdaten von dem Messgerät 100 an die Empfangseinheit 122 des mobilen Kommunikationsgeräts 120 zu übertragen. Sind keine weiteren Messdaten durch das mobile Kommunikationseinheit 120 zu empfangen, wird die Sendeeinrichtung 131 der optischen Sende- und Empfangseinrichtung 130 deaktiviert oder in den Standby-Modus umgeschaltet. Das Trigger-Signal zum Aktivieren der Sendeeinrichtung 131 der optischen Sende- und Empfangseinrichtung 130 kann beispielsweise durch das Blitzen der Lichtquelle 121 oder durch blinken des Displays 129 des mobilen Kommunikationsgeräts erzeugt werden.
  • Darüber hinaus weist das Kommunikationsgerät 120 ein Programmelement 124 auf, das auf einem Prozessor 125 des mobilen Kommunikationsgeräts ausgeführt wird, um das mobile Kommunikationsgerät 120 anzuweisen, die bidirektionalen optischen Datenübertragungen durchzuführen.
  • 2 zeigt schematisch ein Messgerät 100, in dem die optische Sende- und Empfangseinrichtung 130 mit der Sendeeinrichtung 131 und der Empfangseinrichtung 132 integriert ist. Das kompakte Messgerät 100 kann beispielsweise in einem räumlich eingeschränkten Behälter eingesetzt werden.
  • In 3 ist ein Messgerät 100, in dem eine modulare, trennbare optische Sende- und Empfangseinrichtung 130 an der Datenschnittstelle des Messgeräts 100 angeschlossen ist, das in einen Behälter 210 eingebaut ist. Die optische Sende- und Empfangseinrichtung 130 befindet sich außerhalb des Behälters 210. Durch die bidirektionalen optischen Datenübertragungen hat das mobile Kommunikationsgerät 120 Zugriff auf die Messdaten und/oder Parametrierdaten des Messgeräts 100.
  • Das mobile Kommunikationsgerät 120 kann weiterhin ein Augmented-Reality-System 127 aufweisen. Das Augmented-Reality-System 127 ist eingerichtet, virtuelle Umgebungsinformation, beispielsweise über den Behälter 210, zu speichern, die empfangenden Messdaten von dem Messgerät 100 in Augmentierungsinformation umzuwandeln und schließlich mit den virtuellen Umgebungsinformation zu fusionieren und durch die Visualisierungseinrichtung 129 zu visualisieren.
  • Darüber hinaus weist das Augmented-Reality-System 127 eine Benutzerschnittstelle 128, auf der die Parametrierdaten und die Messdaten mit dem Behälter 210 virtuell dargestellt sind.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Automatisierung von Prozessen mittels eines Messgeräts und eines mobilen Kommunikationsgeräts.
  • Im ersten Schritt 401 wird ein Programmelement, das auf dem mobilen Kommunikationsgerät 120 gespeichert ist, gestartet. Im Schritt 402 werden die Parametrier- oder Steuerdaten von dem mobilen Kommunikationsgerät an die Empfangseinrichtung 122 des Messgeräts 100 optisch übertragen.
  • Im Schritt 403 erfolgt eine optische Übertragung vom Messgerät zum Kommunikationsgerät, um darauf hinzuweisen, dass die empfangenen Parametrier- und Steuerdaten von dem Messgerät korrekt empfangen und übernommen wurden.
  • Dadurch kann es zusätzlich sichergestellt werden, dass das mobile Kommunikationsgerät 120 auch autorisiert ist, Parametrier- oder Steuerdaten an das Messgerät zu senden, beispielsweise durch die Verschlüsselung der Daten mittels eines Kennwortes, welches nur diesen beiden Geräten bekannt ist.
    Insbesondere ein Auslesen der Parametrierdaten vom Messgerät zum Kommunikationsgerät vorgesehen sein (zur anschließenden Archivierung der Parameterdatei oder zur korrekten Bedienung). Da die Parameter oft abhängig voneinander sind, müssen vor der Bedienung des Gerätes oft erst einmal alle Parameter ausgelesen werden, bevor das Gerät bedient werden kann.
  • Der optische Übertrag von dem Messgerät 100 zu dem Kommunikationsgerät 120 kann alternativ auch nicht-maschinell, durch ein optisches Rückmeldungssignal von dem Messgerät, beispielsweise in Form einer definierten LED-Blinkfolge, erfolgen, die von dem Benutzer unmittelbar visuell ausgewertet werden kann. Somit kann die bidirektionale Kommunikation bei der praktischen Umsetzung, beispielsweise für den Austausch weniger Informationen, deutlich vereinfacht bzw. effizient sein.
  • In Schritt 404 werden die Parametrier- oder Steuerdaten vom Messgerät verwendet und eine Messung durchgeführt. Im Schritt 405 werden die Messdaten durch die Sendeeinrichtung 131 des Messgeräts an die optische Empfangseinheit 122 des mobilen Kommunikationsgeräts 120 optisch übertragen. Im Schritt 406 werden die empfangenen Messdaten des Messgeräts 100 mittels des Augmented-Reality-Systems des mobilen Kommunikationsgeräts 120 durch die Visualisierungseinrichtung 129 visualisiert.
  • Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ oder „aufweisen“ keine anderen Elemente ausschließt und „eine“ oder „ein“ kleine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsformen beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsformen verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (14)

  1. Messgerät (100) für die Automatisierungstechnik, aufweisend: eine Messgerätesteuerung (140), eine optische Sende- und Empfangseinrichtung (130), die eine Sendeeinrichtung (131) und eine Empfangseinrichtung (132) aufweist, eine Datenschnittstelle (110), eingerichtet zum Anschluss der Messgerätesteuerung (140) an die optische Sende- und Empfangseinrichtung (130), wobei die Sendeeinrichtung (131) der optischen Sende- und Empfangseinrichtung (130) zum optischen Übertragen von Messdaten und/oder Parametrierdaten an ein mobiles Kommunikationsgerät (120) eingerichtet ist; wobei die Empfangseinrichtung (132) der optischen Sende- und Empfangseinrichtung (130) zum optischen Empfangen von Parametrier- oder Steuerdaten von dem mobilen Kommunikationsgerät (120) eingerichtet ist.
  2. Messgerät (100) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Umschalteinrichtung, die eingerichtet ist, basierend auf einem Trigger-Signal des mobilen Kommunikationsgeräts (120) die Sendeeinrichtung (131) der optischen Sende- und Empfangseinrichtung (130) des Messgeräts (100) zu aktivieren oder zu deaktivieren.
  3. Messgerät (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sende- und Empfangseinrichtung außen an einem Behälter (210) derart angeordnet ist, dass der Zugriff auf die Messdaten durch ein außerhalb des Behälters angeordnetes mobiles Kommunikationsgerät (120) nur innerhalb einer voreingestellten Reichweite oder innerhalb eines voreingestellten Winkelbereichs möglich ist.
  4. Messgerät (100) einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die optische Sende- und Empfangseinrichtung (130) im Messgerät (100) integriert ist.
  5. Mobiles Kommunikationsgerät (120) zur Kommunikation mit einem Messgerät (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend: eine Visualisierungseinrichtung (129), wobei die Visualisierungseinrichtung (129) des mobilen Kommunikationsgeräts (120) eingerichtet ist, Messdaten und/oder Parametrierdaten aus dem Messgerät (100) zu visualisieren.
  6. Mobiles Kommunikationsgerät (120) nach Anspruch 4, weiter aufweisend: eine optische Empfangseinheit (122); wobei die optische Empfangseinheit (122) des mobilen Kommunikationsgeräts (120) eine Kamera oder ein Helligkeitssensor ist.
  7. Mobiles Kommunikationsgerät (120) nach Anspruch 5 oder 6, weiter aufweisend: eine Lichtquelle (121); wobei das mobile Kommunikationsgerät (120) eingerichtet ist, Parametrier- oder Steuerdaten mittels der Lichtquelle (121) an das Messgerät (100) zu übertragen.
  8. Optische Sende- und Empfangseinrichtung (130) zum Anschluss an eine Datenschnittstelle (110) eines Messgeräts (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
  9. Verwendung eines Messgeräts (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und eines mobilen Kommunikationsgeräts (120) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 zur Visualisierung eines Füllstandes in einem Behälter (210).
  10. Ein Behälter (210), umfassend ein Messgerät (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
  11. Verfahren zur Automatisierung mittels eines Messgeräts (100) und eines mobilen Kommunikationsgeräts (120), aufweisend die Schritte: optisches Übertragen von Parametrier- oder Steuerdaten von dem mobilen Kommunikationsgerät (120) an eine Empfangseinrichtung (132) einer optischen Sende- und Empfangseinrichtung (130) des Messgeräts (100); optisches Übertragen von Messdaten und/oder Parametrierdaten von einer Sendeeinrichtung (131) der optischen Sende- und Empfangseinrichtung (130) des Messgeräts (100) an eine optische Empfangseinheit (122) des mobilen Kommunikationsgeräts (120).
  12. Programmelement (124), das, wenn es auf einem Prozessor (125) eines mobilen Kommunikationsgeräts (120) ausgeführt wird, das mobiles Kommunikationsgerät (120) anweist, die folgenden Schritte durchzuführen: optisches Übertragen von Parametrier- oder Steuerdaten von dem mobilen Kommunikationsgerät (120) an eine Empfangseinrichtung (132) einer optischen Sende- und Empfangseinrichtung (130) des Messgeräts (100); optisches Empfangen von Messdaten und/oder Parametrierdaten von einer Sendeeinrichtung (131) der optischen Sende- und Empfangseinrichtung (130) des Messgeräts (100) an eine optische Empfangseinheit (122) des mobilen Kommunikationsgeräts (120).
  13. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement (124) nach Anspruch 12 gespeichert ist.
  14. Mobiles Kommunikationsgerät (120), auf dem ein Programmelement (124) nach Anspruch 12 gespeichert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016108837A1 (de) * 2016-02-09 2017-08-10 Heinz Lackmann GmbH & Co. KG Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Verbrauchszählers und zur Datenauslesung über eine optische Schnittstelle

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