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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Transmitters und ein Überwachungssystem zur Überwachung eines Transmitters.
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In der Analysemesstechnik, insbesondere im Bereich der Wasserwirtschaft, der Umweltanalytik, im industriellen Bereich, z.B. in der Lebensmitteltechnik, der Biotechnologie und der Pharmazie, sowie für verschiedenste Laboranwendungen sind Messgrößen wie der pH-Wert, die Leitfähigkeit, oder auch die Konzentration von Analyten, wie beispielsweise Ionen oder gelösten Gasen in einem gasförmigen oder flüssigen Messmedium von großer Bedeutung. Diese Messgrößen können beispielsweise mittels elektrochemischer Sensoren erfasst und/oder überwacht werden, wie zum Beispiel optische, potentiometrische, amperometrische, voltammetrische oder coulometrische Sensoren, oder auch Leitfäh igkeitssensoren.
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Wenn diese Sensoren beim Kunden vor Ort verwendet werden, spricht man auch in Bezug auf diese Sensoren von sogenannten Feldgeräten. Ein Feldgerät umfasst den Sensor sowie einen Transmitter, welche die vom Sensor gemessenen Datensignale in vom Menschen lesbare Messwerte wandelt. Diese Messwerte können direkt am Transmitter für den Benutzer angezeigt werden und/oder im Transmitter abspeichert werden. Ein Transmitter kann auch Messwerte von verschiedenen an den Transmitter angeschlossenen Sensoren verarbeiten. Manche Transmitter weisen ein Bedienfeld für Benutzer auf, den oder die Sensoren zu konfigurieren und die von den verschiedenen Sensoren gemessenen Messwerte anzuzeigen.
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Da die Messwerte des Feldgeräts zur Steuerung und Regelung z.B. einer Prozessanlage verwendet werden, ist eine zuverlässige Funktionsweise des Feldgerätes, insbesondere eine Fehlerüberwachung des Feldgerätes von großer Bedeutung. Eine derartige Überwachung des Feldgerätes wird durch eine Protokollierung von zum Beispiel aller vom Benutzer über das Bedienfeld des Transmitters durchgeführte Aktionen durchgeführt. Die Protokollierung der Vorgänge im Transmitter ist wichtig, um bei einem Fehlerauftritt im Transmitter, die Ursache des Fehlers nachvollziehen zu können. Bisherige Transmitter ermöglichen jedoch keine Protokollierung von Vorgängen im Transmitter direkt nach dem Start des Feldgerätes. So ist es bei herkömmlichen Feldgeräten schwer Ursachen für Fehler, welche direkt nach dem Start des Feldgeräts auftreten zu identifizieren.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung eines Transmitters mittels eines Überwachungssystems, welches eine optimale Überwachung eines Feldgerätes ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung eines Transmitters gemäß Anspruch 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen eines Überwachungssystems mit einem Transmitter und einem Überwachungsmodul, wobei der Transmitter eine erste Schnittstelle aufweist und das Überwachungsmodul eine mit der ersten Schnittstelle verbundene zweite Schnittstelle, einen Kontroller und ein Speichermodul aufweist, wobei die erste Schnittstelle des Transmitters eine Diagnose-Schnittstelle ist,
- - Starten des Überwachungsmoduls,
- - Erstellen einer Überwachungsdatei im Speichermodul des Überwachungsmoduls durch den Kontroller,
- - Starten des Transmitters, wobei der Transmitter Überwachungsdaten an der ersten Schnittstelle bereitstellt,
- - Lesen der Überwachungsdaten des Transmitters durch den Kontroller über die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle,
- - Schreiben der Überwachungsdaten durch den Kontroller in die Überwachungsdatei.
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Anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ermöglicht, dass selbst wenn der Transmitter in einem Startmodus ist, also noch nicht alle Funktionen des Transmitters funktionsbereit sind, alle Vorgänge im Transmitter durch das Überwachungsmodul protokolliert werden. Dies ist möglich, da ein „Mithören“ durch das Überwachungsmodul mittels der Diagnose-Schnittstelle des Transmitters gewährleistet wird. Somit kann zum Beispiel beim Hochfahren oder Aktivieren der verschiedenen im Feldgerät angeordneten elektrischen Einheiten, erkannt werden, ob jede elektrische Einheit wie gewünscht aktiviert wurde. Fehlerursachen können somit rasch erkannt werden, indem das Protokoll des fehlerhaften Feldgerätes untersucht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Überwachungsmodul und der Transmitter von derselben Energieversorgung mit Energie versorgt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung konfiguriert das Überwachungsmodul nach dem Schritt des Startens des Transmitters den Transmitter basierend auf einer im Speichermodul des Überwachungsmodul abgelegten Konfigurationsdatei derart, dass vorbestimmte Überwachungsdaten an der ersten Schnittstelle des Transmitters bereitgestellt werden, oder dass vorbestimmte Überwachungsdaten im Speichermodul abgespeichert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Überwachungsmodul ein Kommunikationsmodul auf, das dazu geeignet ist, die Überwachungsdatei an ein vom Überwachungssystem externes Gerät zu senden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Überwachungsdaten Low-level-Signale des Transmitters.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle durch ein Schnittstellenmodul miteinander verbunden. Das Schnittstellenmodul ist eigensicher.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Überwachungssystem zur Überwachung eines Transmitters gemäß Anspruch 7.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen Transmitter und ein Überwachungsmodul. Der Transmitter weist eine erste Schnittstelle auf und das Überwachungsmodul weist eine mit der ersten Schnittstelle verbundene zweite Schnittstelle, einen Kontroller und ein Speichermodul auf. Die erste Schnittstelle des Transmitters ist eine Diagnose-Schnittstelle.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind das Überwachungsmodul und der Transmitter dazu geeignet, von derselben Energieversorgung mit Energie versorgt zu werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Speichermodul des Überwachungsmoduls eine Speicherschnittstelle und eine erste Speichereinheit auf. Die erste Speichereinheit ist dazu geeignet, durch die Speicherschnittstelle mit dem Speichermodul des Überwachungsmoduls verbunden zu werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Speicherschnittstelle eine USB-Schnittstelle und die erste Speichereinheit ist ein USB-Stick oder ein USB-Datenträger.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Speichermodul des Weiteren eine zweite Speichereinheit auf und das Überwachungsmodul ist dazu geeignet, Überwachungsdaten auf der zweiten Speichereinheit zwischen zu speichern.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- - 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems mit einem Transmitter, einem Überwachungsmodul und eines Schnittstellenmoduls;
- - 2: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Überwachungsmodul aus 1;
- - 3: eine schematische Darstellung eines Speichers eines Überwachungsmodul aus 2.
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1 zeigt ein Überwachungssystem 1 zur Überwachung eines Transmitters 2 eines Feldgeräts. Der Transmitter 2 ist beispielsweise mit einem oder mehreren Sensoren verbunden.
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Das Überwachungssystem 1 umfasst den Transmitter 2 und ein Überwachungsmodul 3. Der Transmitter 2 weist eine erste Schnittstelle 4 auf. Das Überwachungsmodul 3 weist eine zweite Schnittstelle 5 auf. Das Überwachungsmodul 3 ist dazu geeignet, über die zweite Schnittstelle 5 mit der erste Schnittstelle 4 des Transmitter 2 verbunden zu werden. Beispielsweise sind die Schnittstellen 4, 5 mittels einem in 1 dargestellten Schnittstellenmodul 12 verbunden. Das Schnittstellenmodul 12 ist vorzugsweise eigensicher und ermöglicht somit auch einen Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.
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Die erste Schnittstelle 4 des Transmitter 2 ist beispielsweise eine Diagnose-Schnittstelle, beziehungsweise eine CDI-Schnittstelle. Unter Diagnose-Schnittstelle wird eine Schnittstelle verstanden, an welcher vorbestimmte Signale, im folgenden Überwachungsdaten 9 genannt, des Transmitter 2 unaufgefordert ausgegeben werden. Eine Diagnose-Schnittstelle ermöglicht somit ein „Mithören“ durch das an die Diagnose-Schnittstelle angeschlossene Überwachungsmodul 3. Wenn das Überwachungsmodul 3 über eine Diagnose-Schnittstelle an den Transmitter 2 angeschlossen ist, wird der Transmitter 2 also nicht durch das Überwachungsmodul 3 beeinflusst. Die Überwachungsdaten 9 sind vorzugsweise sogenannte Low-Level-Signale. Die Überwachungsdaten 9 umfassen zum Beispiel Messdaten von am Transmitter 2 angeschlossenen Sensoren , vom Transmitter 2 empfangene Befehle, interne Zugriffsdaten, Datum, Uhrzeit, HMI Aktionen (Menü-Aktivitäten, Feldbuszugriffe, etc.) sowie sogenannte Sekundärparameter wie z.B. Temperaturen (Umgebungstemperaturen, CPU-Temperatur), Beschleunigungsdaten, Luftfeuchtigkeit, und andere Daten.
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Das Überwachungsmodul 3 ist beispielsweise ein Industrie-PC, beziehungsweise ein Miniatur-PC und ist zum Beispiel dazu geeignet, auf eine Hutschiene montiert zu werden. Somit kann das Überwachungsmodul 3 zusammen mit dem Transmitter 2 auf engem Raum, beispielsweise in einem Gehäuse untergebracht werden. Das Überwachungsmodul 3 ist dazu geeignet, unabhängig vom Transmitter 2 mit Energie versorgt zu werden. Zum Beispiel weist das Überwachungsmodul 3 eine vom Transmitter 2 verschiedene Energieversorgung auf. Das Überwachungsmodul 3 und der Transmitter 2 sind vorzugsweise ebenso dazu geeignet, von derselben Energieversorgung mit Energie versorgt zu werden.
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Die Energieversorgung des Überwachungsmoduls 3 ist beispielsweise eine HART- oder USB-Schnittstelle, ein Netzteil oder eine Batterie. Die Energieversorgung umfasst vorzugsweise ein sogenanntes Y-Kabel. Mit dem Y-Kabel kann der Transmitter 2 und das Überwachungsmodul 3 gleichzeitig von derselben Energieversorgung mit Energie versorgt werden.
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Des Weiteren weist das Überwachungsmodul 3 einen Kontroller 6, ein Speichermodul 7 und eine Anzeigeeinheit 16 auf (siehe 2). Die zweite Schnittstelle 5 ist dazu geeignet, mit der ersten Schnittstelle 4 des Transmitters 2 verbunden zu werden. Der Kontroller 6 ist dazu geeignet, Daten, zum Beispiel Überwachungsdaten 9, welche an der zweiten Schnittstelle 5 anliegen zu verarbeiten und im Speichermodul 7 in Form einer Überwachungsdatei 8 abzulegen. Das Speichermodul 7 umfasst in der in 2 dargestellten Ausführungsform eine erste Speichereinheit 13, eine zweite Speichereinheit 14 und eine Speicherschnittstelle 15. Die erste Speichereinheit 13 ist dazu geeignet, über die Speicherschnittstelle 15 mit dem Speichermodul 7 des Überwachungsmoduls 3 verbunden beziehungsweise vom Speichermodul 7 entfernt zu werden. Beispielsweise ist die erste Speichereinheit 13 ein USB-Stick oder ein anderer Datenträger, welcher über die Speicherschnittstelle 15 mit dem Speichermodul 7 verbindbar ist. Wenn die erste Speichereinheit 13 ein USB-Stick ist, ist die Speicherschnittstelle 15 eine USB-Schnittstelle. Die Anzeigeeinheit 16 ist beispielsweise eine LED.
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Die zweite Speichereinheit 14 ist vorzugsweise fest im Speichermodul 7 des Überwachungsmoduls 3 integriert, so dass wenn die erste Speichereinheit 13 vom Speichermodul 7 abgenommen wird, weiterhin Überwachungsdaten 9 in der zweiten Speichereinheit 14 abgelegt, zum Beispiel zwischengespeichert werden können, bis die erste Speichereinheit 13 erneut an den Speichermodul 7 angeschlossen wird. Durch die abnehmbare erste Speichereinheit 13 ist es einem Benutzer möglich, auf einfache und komfortable Weise große Mengen an Überwachungsdaten 9, welche vom Überwachungsmodul 3 aufgezeichnet wurden, abzugreifen und mit einem externen Gerät zu analysieren, oder an den Hersteller des Transmitter 2 weiterzureichen.
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2 zeigt eine Ausführungsform des Überwachungsmodul 3, in welcher das Überwachungsmodul 3 des Weiteren ein Kommunikationsmodul 11 aufweist. Durch das Kommunikationsmodul 11 wird ermöglicht, dass im Speichermodul 7 abgelegte Überwachungsdaten 9 durch das Kommunikationsmodul 11 an ein externes Gerät kommuniziert werden können. Das Kommunikationsmodul 11 eignet sich ebenso dazu Daten, zum Beispiel Konfigurationsdaten für den Transmitter 2 oder einen an den Transmitter 2 angeschlossenen Sensor von einem externen Gerät zu empfangen und zu verarbeiten. Das Kommunikationsmodul 11 wird durch den Kontroller 6 gesteuert. Das Kommunikationsmodul 11 ist beispielsweise ein kabelloses Kommunikationsmodul. Alternativ ist das Kommunikationsmodul 11 ein drahtgebundenes Kommunikationsmodul, welche zum Beispiel über eine Kabelschnittstelle verfügt.
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Der Kontroller 6 ist dazu geeignet mithilfe einer Konfigurationsdatei 10 den Transmitter 2 derart zu konfigurieren, dass der Transmitter 2 an der ersten Schnittstelle 4 vorbestimmte Überwachungsdaten 9 ausgibt. Alternativ hierzu ist der Kontroller 6 dazu geeignet, mittels der durch die Konfigurationsdatei 10 definierte Überwachungsdaten 9 von der ersten Schnittstelle 4 zu empfangen und im Speichermodul 7 abzuspeichern. Somit wird eine Art Selektion der Überwachungsdaten 9 erste beim Speichern vorgenommen.
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Der Kontroller 6 ist dazu geeignet, die an der zweiten Schnittstelle 5 empfangenen Überwachungsdaten 9 in die Überwachungsdatei 8 des Speichermoduls 7 zu schreiben (siehe 3). Die Überwachungsdatei 8 wird auch Logfile genannt. Die Überwachungsdatei 8 weist zum Beispiel einen Dateinamen auf durch welchen eine eindeutige Zuordnung des Transmitter 2 möglich ist. Beispielsweise enthält der Dateiname ein Präfix mit der MAC-Adresse des Transmitters 2, oder ein anderer vorbestimmter Begriff, wie eine Messstellenbezeichung. Der Dateiname der Überwachungsdatei 8 umfasst zum Beispiel das Datum und die Uhrzeit, zu welcher die Überwachungsdaten 9 empfangen und gespeichert wurden.
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3 zeigt ein Beispiel einer Überwachungsdatei 8 mit einem beispielhaften Dateinamen und eine Konfigurationsdatei 10 mit einem entsprechenden Konfigurationsdateinamen.
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Im Folgenden wird das Überwachungsverfahren beschrieben.
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In einem ersten impliziten Schritt wird das oben beschriebene Überwachungssystem 1 bereitgestellt. Das Überwachungssystem 1 ist funktionsbereit, das bedeutet, dass die erste Schnittstelle 4 des Transmitter 2 mit der zweiten Schnittstelle 5 des Überwachungsmoduls 3 verbunden ist. Beispielsweise sind die Schnittstellen 4, 5 mittels des Schnittstellenmoduls 12 miteinander verbunden. Somit können selbst in einem explosionsgefährdeten Bereich Überwachungsdaten 9 vom Transmitter 2 an das Überwachungsmodul 3 übertragen werden.
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In einem weiteren Schritt wird das Überwachungsmodul 3 gestartet. Falls die Energieversorgung des Überwachungsmoduls 3 unabhängig von der Energieversorgung des Transmitters 2 ist, kann zum Beispiel zuerst das Überwachungsmodul 3 mit Energie versorgt werden. Falls die Energieversorgung des Überwachungsmoduls 3 dieselbe Energieversorgung des Transmitters 2 ist, sollte dafür gesorgt werden, dass das Überwachungsmodul 3 zuerst startet. Dadurch, dass Das Überwachungsmodul 3 vor dem Transmitter 2 startet, wird ein Protokollieren der an der ersten Schnittstelle 4 des Transmitters 2 ausgegebenen Überwachungsdaten selbst während des Startvorgangs des Transmitters ermöglicht.
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Anschließend wird vom Kontroller 6 eine Überwachungsdatei 8 im Speichermodul 7 des Überwachungsmoduls 3 erstellt. Hierbei wird der Überwachungsdatei 8 vorzugsweise ein Dateiname gegeben, welcher eine eindeutige Identifizierung des Transmitters 2 zulässt. Beispielsweise enthält der Dateiname eine MAC-Adresse des Transmitters 2. Die Überwachungsdatei 8 wird vorzugsweise in der ersten Speichereinheit 13 abgespeichert.
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Dann wird der Transmitter 2 gestartet. Zumindest zeitgleich werden Überwachungsdaten 9, welche an der ersten Schnittstelle 4 des Transmitters 2 ausgegeben werden an die zweite Schnittstelle 5 weitergeleitet und vom Kontroller 6 verarbeitet. Der Kontroller 6 liest die Überwachungsdaten 9 und schreibt sie in die Überwachungsdatei 8. Die Überwachungsdaten 9 werden vorzugsweise in Textform in die Überwachungsdatei 8 geschrieben. Die Textform weist vorzugsweise eine ASCII-Codierung auf, damit sie einfach vom Benutzer lesbar ist.
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Vorzugsweise wird die Überwachungsdatei 8 nicht unbegrenzt beschrieben, sondern es wird jeden Tag eine neue Überwachungsdatei erstellt, in welcher die Überwachungsdaten 9 jedes Tages protokolliert werden. In diesem Fall weisen die Überwachungsdateien vorzugsweise das Datum des Tages im Dateinamen auf.
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In einer Ausführungsform wird die Konfigurationsdatei 10 von einem externen Gerät an das Überwachungsmodul 3 übermittelt. Beispielsweise wird die Konfigurationsdatei 10 direkt in der ersten Speichereinheit 13 abgelegt. Anschließend wird die Konfigurationsdatei 10 von dem Kontroller 6 der Überwachungsmodul 3 ausgewertet. Durch das Auswerten der Konfigurationsdatei 10 wird das Überwachungsmodul 3 derart konfiguriert, dass nur die in der Konfigurationsdatei 10 genannten Überwachungsdaten 9 im Speichermodul 7 abgespeichert werden. Dies bedeutet, dass nicht unbedingt alle and der ersten Schnittstelle 4 von dem Transmitter 2 ausgegebenen Überwachungsdaten 9 von dem Überwachungsmodul 3 verwendet werden. Ein Vorteil dieser passiven Selektion an Überwachungsdaten 9 ist, dass der Transmitter 2 nicht vom Überwachungsmodul 3 beeinflusst bzw. gestört wird.
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In einer alternativen Ausführungsform wird durch das Auswerten der Konfigurationsdatei 10, der Transmitter 2 vom Überwachungsmodul 3 derart konfiguriert, dass vom Transmitter 2 nur in der Konfigurationsdatei 10 definierte Überwachungsdaten 9 an der ersten Schnittstelle 4 des Transmitters ausgegeben werden.
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In einer Ausführungsform überprüft der Kontroller 6 den in der ersten Speichereinheit 13 verbleibenden Speicherplatz in regelmäßigen Abständen. Im Fall, dass ein vorbestimmter verbleibender Speicherplatz unterschritten wird, signalisiert der Kontroller 6 die Notwendigkeit eines Speicherwechsels über die Anzeigeeinheit 16 an den Benutzer. Ist beispielsweise weniger als 80% des verfügbaren Speicherplatzes auf der ersten Speichereinheit 13 belegt, leuchtet eine grüne LED der Anzeigeeinheit 16. Ist zwischen 80% und 90% des verfügbaren Speicherplatzes auf der ersten Speichereinheit 13 belegt, blinkt beispielsweise eine rote LED der Anzeigeeinheit 16. Ist 100% des verfügbaren Speicherplatzes auf der ersten Speichereinheit 13 belegt, leuchtet beispielsweise die rote LED der Anzeigeeinheit 16 dauerhaft.
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Wird die erste Speichereinheit 13 vom Speichermodul 7 durch den Benutzer abgenommen, oder ist die erste Speichereinheit 13 voll, so speichert der Kontroller 6 die Überwachungsdaten 9 in der zweiten Speichereinheit 14 so lange, bis die erste Speichereinheit 13 durch eine erste Speichereinheit mit genügend Speicherplatz ausgewechselt wird. Die zweite Speichereinheit 14 fungiert somit als Zwischenspeicher. Auf diese Art und Weise kann ein Datenverlust bei einem Speicherwechsel der ersten Speichereinheit 13 vermieden werden.
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In einer Ausführungsform wird die Überwachungsdatei 8 in regelmäßigen Abständen über das Kommunikationsmodul 11 an ein externes Gerät gesendet. Somit kann eine erfolgreich gesendete Überwachungsdatei 8 vom Speichermodul 7 gelöscht werden und das Überwachungsmodul 3 ohne einen Wechsel der erste Speichereinheit 13 betrieben werden. Das externe Gerät ist zum Beispiel ein Server oder ein Smartphone.
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Durch das Starten des Überwachungsmodul 3 vor dem Transmitter 2 ist es dem Überwachungsmodul 3 möglich, Überwachungsdaten 9 des Transmitter 2 über die zweite Schnittstelle 5 vom Transmitter 2 während dessen Startvorgangs zu empfangen und in der Überwachungsdatei 8 zu protokollieren. Somit können, wenn beim Starten des Transmitters 2 Fehler auftreten, bestimmte Vorgänge im Transmitter 2 protokolliert und die Fehlerursache leichter identifiziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überwachungssystem
- 2
- Transmitter
- 3
- Überwachungsmodul
- 4
- erste Schnittstelle
- 5
- zweite Schnittstelle
- 6
- Kontroller
- 7
- Speichermodul
- 8
- Überwachungsdatei
- 9
- Überwachungsdaten
- 10
- Konfigurationsdatei
- 11
- Kommunikationsmodul
- 12
- Schnittstellenmodul
- 13
- erste Speichereinheit
- 14
- zweite Speichereinheit
- 15
- Speicherschnittstelle
- 16
- Anzeigeeinheit
