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Die Erfindung bezieht sich auf ein Feldgerät der Automatisierungstechnik sowie ein Verfahren zum Bedienen eines solchen Feldgeräts der Automatisierungstechnik.
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In der Prozess- und Fabrikautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen dienen. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperatur-messgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann.
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Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Neben den zuvor genannten Sensoren und Aktoren werden als Feldgeräte allgemein auch solche Einheiten bezeichnet, die direkt an einem Feldbus angeschlossen sind und zur Kommunikation mit den übergeordneten Einheiten dienen, wie z.B. Remote I/Os, Gateways, Linking Devices und Wireless Adapters.
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Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress + Hauser-Gruppe hergestellt und vertrieben.
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Um bspw. Einstellung am Feldgerät durchzuführen und/oder aktuelle Messwerte abzurufen, weisen derartige Feldgeräte ein Bedien- und/oder Anzeigenelement auf. Diese müssen je nach Einbaulage des Feldgerätes ausgerichtet werden. In manchen Situationen ist es notwendig, dass die Ausrichtung mechanisch oder in einem (noch) stromlosen Zustand des Feldgerätes erfolgt. Daher werden heutzutage die Bedien- und/oder Anzeigenelemente auf einer separaten Leiterplatte bzw. Platine ausgebildet, die wiederum mit einer auf zumindest einer weiteren Leiterplatte ausgebildeten Elektronik des Feldgerätes elektrisch verbunden werden. Die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte mit dem Bedien- und/oder Anzeigenelement und der Elektronik des Feldgerätes erfolgt dabei üblicherweise über einen Stecker, ein Kabel, einen Schleifkontakt, oder ähnliches.
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Nachteilig an diesem Aufbau ist, dass zumindest zwei Leiterplatten verwendet werden müssen und ferner auch, dass die Leiterplatten über entsprechende Verbindungstechnik elektrisch miteinander verbunden werden müssen. Beides führt zu relativ hohen Kosten bei der Fertigung des Feldgerätes.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einfache und insbesondere kostengünstige Variante vorzuschlagen, mittels derer eine Ausrichtung des Bedien- und/oder Anzeigenelementes möglich ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Feldgerät der Automatisierungstechnik gemäß Patentanspruch 1 und das Verfahren gemäß Patentanspruch 10.
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Das erfindungsgemäße Feldgerät der Automatisierungstechnik umfasst:
- - ein Feldgerätegehäuse, welches einen Innenraum umfasst;
- - ein Bedien- und/oder Anzeigenelement mit einer, vorzugsweise runden, rechteckigen oder quadratischen Bildfläche;
- - eine mechanisch betätigbare Einrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine angedachte Ausrichtung eines auf der Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements darzustellenden Bildes, vorzugsweise auch in einem stromlosen Zustand des Feldgerätes, mechanisch vorzugeben;
- - eine in dem Innenraum angeordnete elektronische Schaltung, die dazu eingerichtet ist, eine durch die mechanisch betätigbare Einrichtung vorgegebene Ausrichtung des Bildes zu erkennen und ferner das Bedien- und/oder Anzeigenelement derartig anzusteuern, dass das Bild auf der Bildfläche entsprechend der mechanisch vorgegeben Ausrichtung, vorzugsweise in einem nicht stromlosen Zustand des Feldgerätes, angezeigt wird.
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Erfindungsgemäß wird ein Feldgerät der Automatisierungstechnik vorgeschlagen, bei dem mittels einer mechanisch betätigbaren Einrichtung, wie bspw. eine Abdeckkappe, anhand der durch die mechanisch betätigbare Einrichtung vorgegebene Ausrichtung der Bildfläche, welche Betätigung insbesondere auch in einem stromlosen Zustand erfolgen kann, eine digitale Drehung der Bildfläche im eigentlichen Betriebszustand des Feldgerätes möglich ist.
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Der stromlose Zustand bezeichnet hierbei den Zustand, bei dem das Feldgerät nicht von einer externen Quelle, wie bspw. Messumformerspeisegerät oder über eine 4-20 mA Zweidrahtleitung mit Strom versorgt wird. Üblicherweise ist dieser Zustand bei der Inbetriebnahme des Feldgerätes gegeben, bei dem das Feldgerät an der gewünschten Messstelle montiert und ggfl. auch elektrisch kontaktiert wird, aber zu diesem Zeitpunkt noch keine externe Stromversorgung erfolgt. Der stromlose Zustand kann bspw. aber auch einen ausgeschalteten Zustand des Feldgerätes umfassen, bei dem das Feldgerät vollständig in Betrieb genommen wurde, aber gerade nicht eingeschaltet ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik kann vorsehen, dass die mechanisch betätigbare Einrichtung derartig ausgeführt ist, dass diese eine Vielzahl von unterschiedlichen, vorzugsweise diskreten, besonders bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt vier, ganz besonders bevorzugt genau vier, mechanisch einzustellenden Einstellpositionen ermöglicht, wobei jede Einstellposition einer bestimmten angedachten Ausrichtung des Bildes auf der Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements entspricht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik kann vorsehen, dass die mechanisch betätigbare Einrichtung eine Abdeckkappe umfasst, die derartig ausgeführt ist, dass diese über zumindest einen Teil der elektronischen Schaltung anbringbar, insb. aufsteckbar ist und ferner eine, vorzugsweise runde, rechteckige oder quadratische Öffnung umfasst, die derartig ausgeführt ist, dass die Öffnung zumindest den Teil des Bedien- und/oder Anzeigenelements mit der Bildfläche aufnehmen kann und wobei die mechanisch betätigbare Einrichtung ferner dazu eingerichtet ist, dass durch Anbringen der Abdeckkappe über dem zumindest einen Teil der elektronischen Schaltung in unterschiedlichen Anbringpositionen die mechanisch vorzugebende, angedachte Ausrichtung des Bildes auf der Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements vornehmbar ist. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass das Feldgerät ferner einen Elektronikbecher mit einer Becheröffnung umfasst, der in dem Innenraum des Feldgerätes angeordnet ist, wobei die elektronische Schaltung und das Bedien- und/oder Anzeigenelement zumindest teilweise in den Elektronikbecher eingebracht sind und das Bedien- und/oder Anzeigenelement derartig in dem Elektronikbecher angeordnet ist, dass die Bildfläche zu der Becheröffnung zeigt, wobei die Abdeckkappe derartig ausgeführt ist, dass diese an einem die Becheröffnung ausbildenden Rand des Elektronikbechers anbringbar, insb. aufsteckbar bzw. angebracht, insb. aufgesteckt ist.
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Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik kann vorsehen, dass die mechanisch betätigbare Einrichtung ein Potentiometer, einen mechanischen Wahlschalter, einen Joystick, oder dergleichen umfasst.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik kann vorsehen, dass die Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelementes zumindest ausschnittsweise berührempfindlich ausgebildet ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik kann vorsehen, dass das Feldgerät ferner ein Sensor- und/oder Aktorelement zum Erfassen und/oder Stellen zumindest einer Prozessgröße umfasst, wobei die elektronische Schaltung ferner dazu eingerichtet ist, das Sensor- und/oder Aktorelement zu betreiben. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass die elektronische Schaltung nicht mehr als zwei, vorzugsweise genau eine Leiterplatte sowohl zum Betreiben des Sensor- und/oder Aktorelements als auch zum Ansteuern des Bedien- und/oder Anzeigenelements umfasst.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik kann vorsehen, dass die elektronische Schaltung dazu eingerichtet ist, die durch die mechanisch betätigbare Einrichtung vorgegebene Ausrichtung des Bildes kapazitiv oder elektromechanisch, insb. durch einen Schalter, einen Taster, eine Kurzschlussbrücke o.ä. zu erkennen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bedienen eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik nach einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen, aufweisend die Folgenden Schritte:
- - Betätigen der mechanisch betätigbaren Einrichtung durch einen Bediener derart, dass der Bediener eine angedachte Ausrichtung des darzustellenden Bildes mechanisch vorgibt;
- - Einschalten des Feldgerätes, so dass die elektronische Schaltung sich in einem nicht stromlosen Zustand befindet;
- - Erkennen der durch die mechanisch betätigbare Einrichtung vorgegebene Ausrichtung des Bildes durch die elektronische Schaltung;
- - Darstellen des Bildes auf der Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements entsprechend der durch die mechanisch betätigbare Einrichtung vorgegebenen Ausrichtung des Bildes.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass das Betätigen der mechanisch betätigbaren Einrichtung in einem stromlosen Zustand des Feldgerätes erfolgt, bei dem das Feldgerät nicht an eine Strom- bzw. Spannungsquelle, insb. ein Messumformerspeisegerät, angeschlossen ist, durchgeführt wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass nach dem Betätigen der mechanisch betätigbaren Einrichtung durch den Bediener das Feldgerät an eine Strom- bzw. Spannungsquelle angeschlossen wird.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1: eine schematische Darstellung eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik, und
- 2: eine erfindungsgemäß ausgebildete im stromlosen Zustand des Feldgerätes mechanisch betätigbare Einrichtung zum Vorgeben einer Ausrichtung einer Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements.
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1 zeigt einen üblichen Aufbau eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik 1. Das Feldgerät weist ein Gehäuse 2 auf, welches einen Innenraum 3 umschließt. Üblicherweise umfasst das Gehäuse einen Gehäusedeckel 1.2, der auf bzw. an einem Gehäuseboden 1.4 befestigt ist, z.B. durch Aufschrauben. Das Feldgerät 1 umfasst ferner ein an dem Gehäuse 1.1 angeordnetes Sensor- und/oder Aktorelement 5 zum Stellen und/oder Erfassen einer Prozessgröße sowie eine in dem Innenraum 1.3 eingebrachte elektronische Schaltung 4, die dazu ausgebildet ist, das Sensor- und/oder Aktorelement 5 zu betreiben.
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Um eine Bedienung/Parametrierung des Feldgerätes zu ermöglichen und/oder Information, z.B. betreffend der zu erfassenden oder zu stellenden Prozessgröße, anzuzeigen, weist das Feldgerät 1 eine Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 auf. Das Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 kann, wie in 1 skizziert, in einer Gehäusewandung des Feldgerätes, vorzugsweise in den Gehäusedeckel 1.2 des Feldgerätes eingelassen sein. Alternativ kann das Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 auch auf einer Außenseite der Gehäusewand befestigt sein. Das Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 weist eine quadratische Bildfläche zur Darstellung der Informationen in Form eines Bildes auf. Alternativ kann die Bildfläche auch rund ausgebildet sein. Die Bildfläche 2.1 des Bedien- und/oder Anzeigenelementes 2 kann zumindest ausschnittsweise berührempfindlich ausgebildet sein. Die elektronische Schaltung 4 ist ferner dazu eingerichtet, eine Bildfläche 2.1 des Bedien- und/oder Anzeigenelements 2 anzusteuern, so dass auf der Bildfläche die gewünschten Informationen angezeigt werden. Dies bedeutet, dass die elektronische Schaltung dafür eingerichtet sein kann, sowohl das Sensor- und/oder Aktorelement zu betreiben als auch das Bedien- und/oder Anzeigenelement anzusteuern. Vorzugsweise ist die elektronische Schaltung derartig ausgebildet, dass diese aus genau einer mit entsprechenden Bauteilen bestückten Leiterplatte besteht, die auch das Bedien- und/oder Anzeigenelement mitumfasst, so dass hierfür nicht, wie im Stand der Technik üblich, zwei Leiterplatten verwendet werden müssen.
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2 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildet im stromlosen Zustand des Feldgerätes mechanisch betätigbare Einrichtung zum Vorgeben einer Ausrichtung einer Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements. Um eine angedachte Ausrichtung des auf der Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements darzustellenden Bildes mechanisch vornehmen zu können, ist die mechanisch betätigbare Einrichtung derartig ausgeführt, dass diese eine Vielzahl von unterschiedlichen diskreten mechanisch einzustellenden Einstellpositionen ermöglicht. Dies kann auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden.
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In dem in 2 konkret dargestellten Ausführungsbeispiel weist die mechanisch betätigbare Einrichtung eine mechanisch kodierte runde Abdeckkappe bzw. Display-Blende und einen Elektronikbecher auf. Der Elektronikbecher dient zur Aufnahme der elektronischen Schaltung und/oder des Bedien- und/oder Anzeigenelements und ist in den Innenraum des Feldgerätegehäuses eingebracht. Das Bedien- und/oder Anzeigenelement ist dabei derartig in dem Elektronikbecher orientiert, dass die Bildfläche 2.1 des Bedien- und/oder Anzeigenelements zu der Becheröffnung 6.1 zeigt. Die Abdeckkappe ist derartig ausgestaltet, dass diese auf eine Becheröffnung des Elektronikbechers aufsteckbar ist. Alternativ kann die mechanisch betätigbare Einrichtung auch in Form eines mechanisch bedienbaren Potentiometers, eines mechanisch bedienbaren Wahlschalters, eines mechanisch bedienbaren Joysticks, oder dergleichen ausgebildet sein.
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Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die mechanisch betätigbare Einrichtung 3 derartig ausgeführt, dass diese vier diskrete mechanisch einzustellende Einstellpositionen ermöglicht. Hierfür ist die Abdeckkappe derartig ausgeführt, dass diese in 90° Schritten gedreht werden kann und bei den entsprechenden Einstellpositionen (0°, 90°, 180°; 270°) auf der Öffnung des Elektronikbechers anbringbar, insb. aufsteckbar ist. Die Abdeckkappe wird somit um eine Rotationsachse der Bildfläche gedreht. Jede der mechanisch einstellbaren Einstellpositionen kennzeichnet dabei eine spezielle angedachte Ausrichtung des Bildes auf der Bildfläche. Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt vier diskret mechanisch einstellbare Einstellpositionen. Die Erfindung ist jedoch grundsätzlich auch für eine beliebig andere Anzahl von unterschiedlich diskret mechanisch einzustellenden Einstellpositionen übertragbar.
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Zur Erfassung der jeweiligen Einstellposition kann die Abdeckkappe kodiert sein. Beispielsweise kann sie an einer zu der Öffnung orientierten Seite (Unterseite) ein Kodierungselement, bspw. in Form einer Nase o.ä. aufweisen, welches an der jeweiligen Einstellposition elektromechanisch, bspw. durch einen elektrischen Schalter, Taster oder auch eine durch die Nase verursachte Kurzschlussbrücke, erfasst werden kann. Alternativ kann die Erfassung der Nase auch durch eine kapazitive Auswerteeinheit erfolgen, bei der das Vorhandensein der Nase kapazitiv erfolgt. Die Drehung bzw. Rotation der Abdeckkappe erfolgt vorzugsweise in dem stromlosen Zustand des Feldgerätes. Also beispielsweise bei der Montage/Inbetriebnahme des Feldgerätes an der gewünschten Messstelle, z.B. an/auf einem Tank.
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Ferner umfasst die Abdeckkappe eine zu der geometrischen Ausgestaltung der Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements 2 korrespondierende quadratische Öffnung auf, die zur Aufnahme der Bildfläche im eingesteckten Zustand dient. Dies bedeutet, die Öffnung ist derartig bemessen, dass diese zumindest den Teil des Bedien- und/oder Anzeigenelements 2 mit der Bildfläche 2.1 nicht überdeckt, wenn die die Abdeckkappe auf der Öffnung des Elektronikbechers angeordnet ist. In dem Fall, dass das Bedien- und/oder Anzeigenelement eine runde Bildfläche aufweist, weist selbstverständlich auch die Abdeckkappe eine runde Öffnung auf.
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Zur Anbringung der Abdeckkappe auf der Öffnung des Elektronikbechers kann die Abdeckkappe 3.1 derartig ausgeführt sein, dass diese an einem die Becheröffnung 6.1 ausbildenden Rand des Elektronikbechers 6.2 anbringbar ist. Dies kann beispielsweise durch einen entsprechend ausgebildeten Rastmechanismus erfolgen, bei dem die Abdeckkappe mit einer äußerlich, nach innen gerichtete Wulst in eine umlaufende, nach außen zeigende Nut des Elektronikbechers eingreift.
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Durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Feldgerät mit einer mechanisch betätigbaren Einrichtung zum Vorgeben einer Ausrichtung einer Bildfläche des Bedien- und/oder Anzeigenelements ist es möglich, die Ausrichtung des Bildes auf der Bildfläche im stromlosen Zustand des Feldgerätes vor dem eigentlichen Gerätestart (stromloser Zustand) festzulegen. Beim Gerätestart, also in dem Fall, dass das Feldgerät mit Strom versorgt wird, wird die mechanisch vorgegeben Ausrichtung des Bildes erkannt und das auf der Bildfläche darzustellende Bild entsprechend ausgerichtet bzw. gedreht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feldgerät
- 1.1
- Feldgerätegehäuse
- 1.2
- Deckel des Feldgerätegehäuse
- 1.3
- Innnenraum des Feldgerätes
- 2
- Bedien- und/oder Anzeigenelement
- 2.1
- Bildfläche
- 3
- Mechanisch betätigbare Einrichtung
- 3.1
- Abdeckkappe
- 3.2
- Öffnung der Abdeckkappe
- 3.3
- Einstellposition
- 4
- Elektronische Schaltung
- 4.1
- Leiterplatte der elektronischen Schaltung
- 4.2
- Schalter, Taster, Kurzschlussbrücke, etc.
- 5
- Sensor- und/oder Aktorelement
- 6
- Elektronikbecher
- 6.1
- Becheröffnung
- 6.2
- Rand des Elektronikbechers
