DE102020111591B3 - DEVICE AND METHOD FOR DETECTING MANIPULATIONS - Google Patents
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Abstract
Mineralölgesellschaften und Spediteure sehen sich häufig mit dem Problem konfrontiert, dass Produkte wie Kraftstoffe, Heizöle und ähnliche, die in einem Tankfahrzeug geladen werden, nicht immer in Menge oder Qualität an ihrem Bestimmungsort ankommen. Um insoweit Manipulationen vorzubeugen oder zumindest diese nachvollziehen zu können, schlägt die Erfindung den Einsatz einer gekapselten Steuerbox vor. Diese Steuerbox umfasst eine Steuereinheit, mit deren Hilfe Stellsignale an Magnetventile zum Schalten der Ablassventile eines Tanks übermittelt werden. Den Ablassventilen oder den Ablassleitungen sind wiederum Sensormittel zugeordnet, welche den tatsächlichen Zustand erfassen. Die Steuereinheit vergleicht die Signale der Sensormittel mit den Stellsignalen und stellt fest, wenn Abweichungen auftreten. Sobald dies der Fall ist, wird eine Ereignissignalisierung ausgegeben.Oil companies and freight forwarders are often confronted with the problem that products such as fuels, heating oils and the like that are loaded in a tanker do not always arrive at their destination in quantity or quality. In order to prevent manipulations in this respect or at least to be able to understand them, the invention proposes the use of an encapsulated control box. This control box includes a control unit with the aid of which control signals are transmitted to solenoid valves for switching the drain valves of a tank. Sensor means, which detect the actual state, are in turn assigned to the discharge valves or the discharge lines. The control unit compares the signals from the sensor means with the actuating signals and determines if deviations occur. As soon as this is the case, event signaling is output.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung von Manipulationen an wenigstens einem pneumatisch betätigten Ablassventil in wenigstens einer Ablassleitung eines Tanks, sowie ein entsprechendes Verfahren.The present invention relates to a device for detecting tampering with at least one pneumatically operated drain valve in at least one drain line of a tank, as well as a corresponding method.
Eine solche Vorrichtung zur Erkennung von Manipulationen ist bereits aus dem Dokument
Des Weiteren beschäftigt sich das Dokument
Das Dokument
Mineralölgesellschaften und Spediteure sehen sich häufig mit dem Problem konfrontiert, dass Produkte wie Kraftstoffe, Heizöle, die etwa in den Tank eines Tankfahrzeugs geladen wurden, nicht immer in Menge oder Qualität an der Tankstelle oder einer anderen Entladestelle ankommen. Damit Kunden Gewissheit bekommen, dass auf dem Weg zum Kunden nicht manipuliert wird, gibt es bereits jetzt Diebstahlschutzsysteme. Diese sehen beispielsweise Sensoren vor, mit denen ein Signal erzeugt wird, wenn eine Leitung mit Medium aus dem Tank durchströmt wird.Mineral oil companies and freight forwarders are often confronted with the problem that products such as fuels and heating oils that have been loaded into the tank of a tanker vehicle do not always arrive at the petrol station or other unloading point in quantity or quality. Theft protection systems are already in place so that customers can be certain that there is no manipulation on the way to the customer. These provide sensors, for example, with which a signal is generated when a pipe with medium from the tank flows through it.
Um aus Tankfahrzeugen ein Produkt unerlaubt zu entnehmen oder dieses, etwa nach einer Entnahme, unerlaubt mit einem anderen Medium zu befüllen, werden häufig die für das Schalten der pneumatisch betätigten Bodenventile der einzelnen Kammern eines Tanks oder der Kollektorventile zuständigen Magnetventile, in der Regel als Pilotventile ausgeführt, manipuliert. Diese Manipulation der Pilotventile kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, etwa mittels Fremdeinspeisung von Stellsignalen oder über die Verwendung von Permanentmagneten, welche die Magnetventile direkt selbst auslösen.In order to unauthorizedly remove a product from tank vehicles or to fill it with another medium, for example after removal, the solenoid valves responsible for switching the pneumatically operated bottom valves of the individual chambers of a tank or the collector valves are often used, usually as pilot valves executed, manipulated. This manipulation of the pilot valves can take place in different ways, for example by means of external input of control signals or by using permanent magnets which trigger the solenoid valves directly themselves.
Eine weitere Manipulationsmöglichkeit besteht bei den Druckluftleitungen zu den Boden- und Kollektorventilen oder bei deren Druckluftanschlüssen.Another possibility of manipulation is the compressed air lines to the base and collector valves or their compressed air connections.
Grundsätzlich wird von der Annahme ausgegangen, dass sich eine Manipulation nicht gänzlich ausschließen lassen kann, jedoch soll die vorliegende Erfindung eine solche Manipulation möglichst erschweren und insbesondere im Rahmen von Prüfungen nachvollziehbar machen.Basically, it is assumed that manipulation cannot be completely ruled out, but the present invention is intended to make such manipulation as difficult as possible and, in particular, to make it comprehensible in the context of tests.
Dies gelingt durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Manipulationen an wenigstens einem pneumatisch betätigten Ablassventil in wenigstens einer Ablassleitung eines Tanks gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 12. Weitere sinnvolle Ausgestaltungen insbesondere der Vorrichtung können den sich an Anspruch 1 anschließenden und von diesem abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 entnommen werden.This is achieved by a device and a method for detecting manipulation of at least one pneumatically actuated drain valve in at least one drain line of a tank according to the features of
Erfindungsgemäß wird im Wesentlichen mit den beiden Grundgedanken der Vermeidung von Manipulationen und deren Nachvollziehbarkeit gearbeitet. Grundsätzlich weist ein Tank, sei es in einem Tankfahrzeug oder in einer festen Installation, wenigstens ein Ablassventil in einer Ablassleitung auf. Ein solcher Tank kann mehrere Kammern aufweisen, wobei jede dieser Kammern über eigene Ablassventile, häufig als Pilotventile ausgestaltet, verfügt. Dabei handelt es sich zudem um Bodenventile, da sie im Bereich eines geodätisch tiefsten Punkts angeordnet sind, so dass das in dem Tank enthaltene Medium aufgrund der Schwerkraft aus dem Tank ablaufen kann. Bei mehreren Kammern können die Ablassleitungen in einen Kollektor münden, in den die einzelnen Ablassleitungen zusammenlaufen und der wiederum über ein gleichartiges Kollektorventil abgeschlossen ist. Boden- und Kollektorventile, im Weiteren allgemein als Ablassventile bezeichnet, werden erfindungsgemäß pneumatisch angesteuert.According to the invention, work is essentially carried out with the two basic ideas of avoiding manipulations and their traceability. Basically, a tank, be it in a tank vehicle or in a fixed installation, has at least one drain valve in a drain line. Such a tank can have several chambers, each of these chambers having its own discharge valves, often designed as pilot valves. These are also bottom valves, since they are arranged in the area of a geodetically lowest point, so that the medium contained in the tank can drain out of the tank due to the force of gravity. If there are several chambers, the drain lines can open into a collector, into which the individual drain lines converge and which in turn is closed by a similar collector valve. Bottom and collector valves, hereinafter generally referred to as drain valves, are pneumatically controlled according to the invention.
Diese pneumatische Ansteuerung erfolgt mithilfe von Magnetventilen in einer Druckluftleitung. Von einer zentralen Druckluftversorgung verläuft diese Druckluftleitung bis zu den Ablassventilen, wobei das Magnetventil bei Bedarf die Druckluftleitung sperren oder freigeben kann. Üblicherweise wird es sich anbieten, wenn die Ablassventile drucklos geschlossen sind, so dass eine Druckbeaufschlagung erforderlich ist, um sie zu öffnen. Für eine manipulative Betätigung eines Ablassventils muss also entweder dessen Zuleitung mit externem Druck beaufschlagt oder das Magnetventil ausgelöst werden. Letzteres kann entweder durch manuelle Betätigung des Magnetventils mit einem Permanentmagneten, oder durch Beaufschlagung mit einem geeigneten elektrischen Signal erfolgen.This pneumatic control takes place with the help of solenoid valves in a compressed air line. This compressed air line runs from a central compressed air supply to the drain valves, whereby the solenoid valve can block or release the compressed air line if necessary. It will usually be advisable if the discharge valves are closed without pressure, so that pressurization is necessary in order to open them. For manipulative actuation of a drain valve, either its supply line must be subjected to external pressure or the solenoid valve must be triggered. The latter can be done either by manually actuating the solenoid valve with a permanent magnet, or by applying a suitable electrical signal.
Während im Regelbetrieb eine Prozesssteuerung, welche in die Fahrzeugsteuerung integriert sein kann, eine Steuereinheit zur Freischaltung anweist und diese ein Stellsignal an das Magnetventil übermittelt, würde für eine Manipulation demnach ein Zugriff auf die Ansteuerleitung des Ablassventils oder auf die Magnetventile benötigt. Im Sinne einer Verhinderung einer Manipulation sieht die Erfindung daher vor, die Magnetventile in einer gekapselten, also von außen unzugänglichen, allseits geschlossenen Steuerbox anzuordnen. Ein Zugriff auf das Magnetventil mit einem Permanentmagneten ist damit verhindert. Ebenfalls ist die Steuereinheit in dieser Steuerbox angeordnet, so dass der Signalweg zwischen der Steuereinheit und dem Magnetventil nicht angegriffen werden kann, da er vollständig in der gekapselten Steuerbox verläuft.During normal operation, a process control which is integrated into the vehicle control can be integrated, instructs a control unit for activation and this transmits a control signal to the solenoid valve, access to the control line of the drain valve or to the solenoid valves would therefore be required for manipulation. In order to prevent manipulation, the invention therefore provides for the solenoid valves to be arranged in an encapsulated control box that is inaccessible from the outside and is closed on all sides. Access to the solenoid valve with a permanent magnet is thus prevented. The control unit is also arranged in this control box so that the signal path between the control unit and the solenoid valve cannot be attacked, since it runs completely in the encapsulated control box.
Im Sinne einer Nachvollziehbarkeit möglicherweise dennoch eintretender Manipulationen sieht die Erfindung vor, dass jeder Ablassleitung und/oder jedem Ablassventil wenigstens ein Sensormittel zugeordnet ist, mit dessen Hilfe ein Schaltzustand des Ablassventils festgestellt werden kann. Dies können unterschiedliche Sensoren sein, welche sowohl den Zustand des wenigstens einen Ablassventils als auch physikalische Parameter und Zustände der wenigstens einen Ablassleitung oder deren Innerem erfassen und durch Übermittlung von Statussignalen an die Steuereinheit und/oder die Prozesssteuerung auch kommunizieren können. Ebenfalls werden die Stellsignale der Steuereinheit dort erfasst, so dass festgestellt werden kann, wann ein Stellbefehl an das Ablassventil ergeht und wann sich ein Zustand in der Ablassleitung ändert. Diese Signale werden in der Steuereinheit und/oder der Prozesssteuerung verglichen und im Rahmen eines solchen Abgleichs festgestellt, wenn sich der Zustand der Ablassleitung unveranlasst und damit möglicherweise manipulativ verändert.In the sense of traceability of any manipulations that may nevertheless occur, the invention provides that at least one sensor means is assigned to each drain line and / or each drain valve, with the aid of which a switching state of the drain valve can be determined. These can be different sensors which detect both the state of the at least one discharge valve and physical parameters and states of the at least one discharge line or its interior and can also communicate by transmitting status signals to the control unit and / or the process controller. The actuating signals of the control unit are also recorded there, so that it can be determined when an actuating command is issued to the drain valve and when a state changes in the drain line. These signals are compared in the control unit and / or the process control and determined in the context of such a comparison if the state of the drain line has not been prompted and thus possibly changes in a manipulative manner.
Mit den vorstehend beschriebenen Maßnahmen kann zunächst verhindert werden, dass eine Manipulation überhaupt vorgenommen wird, wenn dies aber trotz der getroffenen Maßnahmen, etwa durch Aufbrechen der Steuerbox oder gewaltsames Auftrennen der Ansteuerleitung und Belüften mit externer Druckluft, geschieht, die Manipulation zumindest festzustellen und gegebenenfalls durch eine optionale Zeitstempelung und Speicherung der Signale auch zu dokumentieren.With the measures described above, it can initially be prevented that a manipulation is carried out at all, but if this happens despite the measures taken, for example by breaking the control box or forcibly disconnecting the control line and venting with external compressed air, the manipulation can at least be determined and, if necessary, carried out to document an optional time stamp and storage of the signals.
In konkreter Weiterbildung der oben beschriebenen Erfindung kann es sich bei den Sensormitteln um Druckschalter handeln, welche den Druck in der Ablassleitung oder in den Ablassventilen erfassen. Aufgrund der seitens der Druckschalter festgestellten Druckwerte kann auf den Schaltzustand der Ablassventile zurückgeschlossen und damit deren Zustand unabhängig von einem seitens der Steuereinheit vorgegebenen Stellsignal ermittelt werden.In a specific development of the invention described above, the sensor means can be pressure switches which detect the pressure in the discharge line or in the discharge valves. On the basis of the pressure values determined by the pressure switch, conclusions can be drawn about the switching state of the discharge valves and thus their state can be determined independently of an actuating signal specified by the control unit.
Mit einigem Vorteil liegt an einem Signalausgang des Druckschalters ein zustandsabhängiger elektrischer Widerstand an, welcher durch Messung seitens eines Messeingangs der Steuereinheit oder der Prozesssteuerung ermittelt werden kann. Dabei kann bevorzugt ein so genanntes NAMUR-Signal Verwendung finden, bei dem vorzugsweise die folgenden Wertebereiche unterschieden werden können: Bei einem Widerstandswert von mehr als 18 kΩ wird davon ausgegangen, dass die Leitung unterbrochen ist. Mit einem Wert von 16 kΩ wird angezeigt, dass das Ablassventil offen ist. Bei 1 kΩ ist es geschlossen und bei einem Wert von weniger als 800 Ω wird von einem Leitungskurzschluss ausgegangen.With some advantage, a state-dependent electrical resistance is applied to a signal output of the pressure switch, which resistance can be determined by measurement from a measurement input of the control unit or the process control. A so-called NAMUR signal can preferably be used, in which the following value ranges can preferably be distinguished: With a resistance value of more than 18 kΩ, it is assumed that the line is interrupted. A value of 16 kΩ indicates that the drain valve is open. At 1 kΩ it is closed and at a value of less than 800 Ω a line short circuit is assumed.
Ferner können die in der Steuerbox angeordneten Druckschalter und die Magnetventile baueinheitlich konstruiert sein. Dies erlaubt eine platzsparende Konstruktion und entzieht auch die Druckschalter zusätzlich dem unbefugten Zugriff von außen.Furthermore, the pressure switches arranged in the control box and the solenoid valves can be constructed as a unit. This allows a space-saving design and also removes the pressure switch from unauthorized access from outside.
Weiter kann die gekapselte Steuerbox eine zentrale Druckluftzufuhr aufweisen, welche es ermöglicht, eine zentrale Zuführleitung vorzusehen. Diese kann dann als Ganzes bis zur Steuerbox geführt werden und erst in der Steuerbox aufgespalten werden, so dass eine Manipulation hinsichtlich einzelner Leitungen nicht gezielt erfolgen kann.Furthermore, the encapsulated control box can have a central compressed air supply, which makes it possible to provide a central supply line. This can then be routed as a whole to the control box and only split up in the control box, so that manipulation with regard to individual lines cannot take place in a targeted manner.
Die Magnetventile können ferner mit einer Ventilsicherung versehen sein, welche den Zustand des Magnetventils in der zuletzt angesteuerten Lage sichert. Hierdurch kann durch einen Wegfall des Stellsignals des Magnetventils dieses nicht in einen undefinierten Zustand zurückfallen oder den Zustand wechseln. Vielmehr wird es in dem vorgegebenen Zustand gehalten, bis ein neues Schaltsignal anliegt.The solenoid valves can also be provided with a valve safety device which secures the state of the solenoid valve in the last activated position. As a result, if the actuating signal of the solenoid valve is no longer available, it cannot fall back into an undefined state or change its state. Rather, it is kept in the specified state until a new switching signal is applied.
Um eine robuste und damit manipulationssichere Bauform zu gewährleisten, kann die Steuerbox mit einigem Vorteil eine metallische Grundplatte sowie einen diese überwölbenden metallischen Gehäusedeckel aufweisen. Eine solche Steuerbox kann nicht ohne erheblichen Einsatz von Werkzeug beschädigt oder gar geöffnet werden, so dass ein größtmöglicher Schutz für die innenliegende Technik gewährleistet wird. Mit besonderem Vorteil ist der Gehäusedeckel aus genietetem Aluminiumblech hergestellt. Weiter können Grundplatte und Gehäusedeckel jeweils wenigstens eine Verplombungslasche derart aufweisen, dass diese bei lagerichtiger Positionierung deckungsgleich gelagert sind. Eine zentrale Bohrung ist dann so angeordnet, dass diese von einer Verplombung durchgriffen werden kann, so dass eine unbefugte Öffnung der Steuerbox anhand des erbrochenen Siegels erkannt werden kann.In order to ensure a robust and thus tamper-proof design, the control box can with some advantage have a metallic base plate and a metallic housing cover arching over it. Such a control box cannot be damaged or even opened without considerable use of tools, so that the greatest possible protection for the internal technology is guaranteed. The housing cover is made of riveted aluminum sheet with particular advantage. Furthermore, the base plate and the housing cover can each have at least one sealing tab in such a way that they are supported congruently when they are correctly positioned. A central bore is then arranged in such a way that it can be penetrated by a lead seal, so that unauthorized opening of the control box can be recognized on the basis of the broken seal.
Zur weiteren mechanischen Erhöhung der Sicherheit können die aus der Steuerbox herausführenden pneumatischen Ansteuerleitungen für die Ablassventile als Metallleitungen ausgeführt sein. Bevorzugtermaßen können sogar Metallrohre eingesetzt werden, welche von der Steuerbox bis zu den Ablassventilen fest verlegt und vorzugsweise mit feststehenden Teilen, im Fall eines Tankwagens vorzugsweise mit Karosserie- oder Chassisteilen, verbunden sein.For a further mechanical increase in safety, the pneumatic control lines leading out of the control box for the Drain valves can be designed as metal lines. Preferably, metal pipes can even be used, which are permanently laid from the control box to the drain valves and are preferably connected to fixed parts, in the case of a tank truck, preferably to body or chassis parts.
Soweit die Statussignale in der Steuereinheit verarbeitet werden, jedoch gegebenenfalls nicht sofort an die Prozessteuerung weitergegeben werden können, etwa weil diese außer Betrieb oder mit einem dem Tank anverbundenen Fahrzeug abgeschaltet ist, kann der Steuereinheit ein nichtflüchtiger Speicher zugeordnet sein, in welchem die Stellsignale und/oder die Statussignale bei deren Auftreten, bedarfsweise mit Zeitstempel, abgelegt und bei einer späteren Gelegenheit an die Prozesssteuerung weitergeleitet werden. Des gleichen gilt im Fall, dass ein Vergleich und eine Auswertung des Vergleichs zwischen den Statussignalen und den Stellsignalen in der Steuereinheit erfolgt, für eventuelle Ereignissignalisierungen.Insofar as the status signals are processed in the control unit, but cannot be passed on to the process control immediately, for example because it is out of operation or is switched off with a vehicle connected to the tank, the control unit can be assigned a non-volatile memory in which the control signals and / or the status signals are stored when they occur, if necessary with a time stamp, and passed on to the process control at a later opportunity. The same applies in the event that a comparison and an evaluation of the comparison between the status signals and the actuating signals takes place in the control unit, for any event signaling.
In diesem Zusammenhang kann der Steuereinheit zudem auch eine eigene, in der Steuerbox eingeschlossene Spannungsquelle zugeordnet sein. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Batterie oder einen Akkumulator handeln, welche mit besonderem Vorteil bei laufendem Fahrzeug, soweit vorhanden, wieder aufgeladen werden.In this context, the control unit can also be assigned its own voltage source enclosed in the control box. This can in particular be a battery or an accumulator, which is particularly advantageously recharged when the vehicle is running, if present.
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention described above is explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Es zeigen
-
1 einen Tankanhänger mit einem Tank und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen seitlichen Draufsicht, sowie -
2 eine Steuerbox als Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Draufsicht von vorne.
-
1 a tank trailer with a tank and a device according to the invention in a schematic side plan view, and -
2 a control box as part of the device according to the invention in a schematic top view from the front.
Kommt das Statussignal betreffend die Öffnung des Ablassventils jedoch ohne dass das Magnetventil
Zusätzlich zu dieser elektrischen Überwachung der über pneumatische Ansteuerleitungen
Die Steuerbox
Vorstehend beschrieben ist somit eine Vorrichtung zur Erkennung von Manipulationen an wenigstens einem pneumatisch betätigten Ablassventil in wenigstens einer Ablassleitung eines Tanks, welche eine Manipulation zum einen möglichst weitgehend erschweren, insbesondere aber im Rahmen von Prüfungen auch zu einem späteren Zeitpunkt noch nachvollziehbar machen soll.A device for detecting manipulation of at least one pneumatically operated drain valve in at least one drain line of a tank is described above, which is intended to make manipulation as difficult as possible, but also to make it traceable at a later point in time in the context of tests.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Tanktank
- 22
- AblassventilDrain valve
- 33
- SteuerboxControl box
- 44th
- ProzesssteuerungProcess control
- 55
- zentrale Druckluftzufuhrcentral compressed air supply
- 66th
- SteuereinheitControl unit
- 77th
- Magnetventilmagnetic valve
- 88th
- AnsteuerleitungControl line
- 99
- MetallleitungMetal pipe
- 1010
- SignalleitungSignal line
- 1111
- SignalleitungSignal line
- 1212th
- SignalleitungSignal line
- 1313th
- GrundplatteBase plate
- 1414th
- VerplombungslascheSealing tab
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Legal Events
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R020 | Patent grant now final |