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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stecker zur Verbindung mit einem einen integriertem Mikrocontroller aufweisendem Sensor, mit einem Steckeranschluss zur Verbindung mit einer Schnittstelle des Sensors und mit einer elektronischen Schaltung.
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In der Automation werden zunehmend Sensoren mit einem integrierten Mikrocontroller, sogenannte ”intelligente” Sensoren, für eine Vielzahl von Anwendungsfällen eingesetzt. So können beispielsweise in der Prozessmesstechnik der Druck, die Temperatur, der Füllstand, die Strömungsgeschwindigkeit oder die Strömungsmenge von Gasen, von flüssigen oder festen Medien, aber auch von Schüttgut überwacht oder gemessen werden. Durch die Verwendung ”intelligenter” Sensoren können einzelne Sensoren für unterschiedliche Applikationen verwendet werden, was die Typenvielfalt reduziert und gleichzeitig die Einsatzmöglichkeiten erhöht.
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Dadurch ist es jedoch häufig erforderlich, dass die Sensoren immer mehr Parameter benötigen, um die sehr universell gehaltenen Funktionen des Sensors auf die jeweilige Applikation optimal anpassen zu können. Bei dem einzustellenden Parameter kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere Schaltpunkte handeln. Zusätzlich zu einem oder mehreren einstellbaren Schaltpunkten kann es häufig erforderlich sein, einen Wert für die Hysterese einzustellen. Neben dem Schaltpunkt oder den Grenzen des Messbereichs kann es sich bei den einzustellenden Parametern beispielsweise auch um die Auswahl eines bestimmten Mediums, eines Temperaturbereiches, einer Zeitverzögerung oder die Art des Ausgangssignals handeln. Sensoren mit zehn und mehr einzustellenden Parametern sind dabei keine Seltenheit.
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Bei einer Vielzahl derartiger Sensoren sind die eigentliche Messeinheit und die Auswerteeinheit oder zumindest ein Teil der Auswerteeinheit gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht, wobei die Auswerteeinheit insbesondere ein Anzeige- und Einstelldisplay aufweist. Mit derartigen Displays, die häufig eine LCD-Anzeige oder einen Bargraf aufweisen, ist zum einen die genaue und reproduzierbare Einstellung eines Parameters über entsprechende Tasten möglich, kann zum anderen neben den eigentlichen Messwerten auch der eingestellte Parameter mit Hilfe des Displays angezeigt werden.
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Aufgrund des in der Regel nur sehr begrenzt zur Verfügung stehenden Platzes für das Anzeige- und Einstelldisplay stehen meist nur zwei oder drei Tasten zur Eingabe der einzelnen Parameter zur Verfügung, so dass die Bedienung des Sensors und insbesondere die Eingabe der einzelnen Parameter nicht ohne weiteres verständlich ist. Dabei müssen häufig unterschiedliche Tastenkombinationen gedrückt werden, um die einzelnen Parameter einstellen zu können. Die Programmierung bzw. Parametrierung derartiger Sensoren ist somit sowohl relativ zeitaufwendig als auch fehleranfällig, so dass eine Programmierung bzw. Parametrierung des Sensors vor Ort nur von geschultem Personal durchgeführt werden kann.
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Die in Rede stehenden ”intelligenten” Sensoren weisen in der Regel eine serielle Schnittstelle auf, welche über den zumeist als M12 Steckverbindung ausgebildeten Anschluss des Sensors ansprechbar ist. Der Anschluss dient darüber hinaus sowohl zur elektrischen Versorgung des Sensors als auch als Schaltausgang. Hierzu wird an den Anschluss ein entsprechendes Versorgungskabel mit einem Gegenstecker angeschlossen. Mit Hilfe eines Rechners oder eines entsprechenden Programmiergeräts kann dabei über die digitale Schnittstelle auch die Programmierung bzw. Parametrierung des Sensors erfolgen.
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Neben den zuvor beschriebenen Problemen bei der Parametrierung der Sensoren besteht bei derartigen ”intelligenten” Sensoren darüber hinaus in der Regel noch das Erfordernis, die eingestellten Parameter zu dokumentieren. Dies kann – wie zuvor im Zusammenhang mit der Parametrierung beschrieben – durch eine Verbindung der Schnittstelle des Sensors mit einem Rechner oder Laptop erfolgen. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass dann die eingestellten Parameter eines einzelnen Sensors nicht mehr unmittelbar vor Ort, d. h. am jeweiligen Sensor, zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund werden in der Praxis häufig die eingestellten Parameter auf eine Metallplakette eingepresst, die dann als Parameterplakette direkt an einer durch den Sensor zu überwachenden Maschine in der Nähe des Sensors angebracht wird. Diese Art der Dokumentation der eingestellten Parameter ist jedoch relativ aufwendig und damit teuer, zumal davon ausgegangen werden muss, dass im Betrieb einzelne Parameter nachträglich verändert werden, was dann in aller Regel nicht mehr nachdokumentiert wird.
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Kommt es zu einem Defekt eines Sensors, so dass der Sensor ausgetauscht werden muss, so kommt es häufig vor, dass die zuletzt eingestellten Parameter des defekten Sensors nicht vollständig dokumentiert sind oder nicht unmittelbar vor Ort vorliegen. Sind dann die Parameter des defekten Sensors nicht mehr ohne weiteres auslesbar oder ist zum Zeitpunkt des Fehlerfalles kein entsprechend geschultes Personal zur Stelle, so ist die Parametrierung des neuen Sensors – wenn überhaupt – nur mit relativ großem Zeitaufwand möglich, so dass es unter Umständen zu einem relativ langen Stillstand der überwachten Maschine oder einer ganzen Anlage kommt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Daten eines Sensors, insbesondere die Parameterdaten, außerhalb des Sensors auf einfache und kostengünstige Art zu spiegeln, so dass diese jederzeit und möglichst vor Ort zur Verfügung stehen.
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Diese Aufgabe wird durch einen eingangs beschriebenen elektrischen Stecker zur Verbindung mit einem ”intelligenten” Sensor gelöst, der einen Steckeranschluss zur Verbindung mit einer Schnittstelle des Sensors und eine elektronische Schaltung aufweist, wobei die elektronische Schaltung einen Speicher zur Speicherung von Daten, insbesondere von Parameterdaten und Kenndaten des Sensors, und einen Mikrocontroller aufweist, der die Schnittstelle des Sensors anspricht und in Abhängigkeit von den Kenndaten des Sensors entweder Daten, insbesondere Parameterdaten, über die Schnittstelle aus dem Sensor ausliest und im Speicher abspeichert, oder im Speicher gespeicherte Daten, insbesondere Parameterdaten, aus dem Speicher ausliest und über die Schnittstelle in den Sensor überträgt.
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Durch die Verwendung eines elektrischen Steckers ist die Möglichkeit geschaffen worden, die Daten unmittelbar am Sensor zur Verfügung zu stellen, ohne dass dazu weitere Hilfsmittel wie ein Rechner oder ein spezielles Programmiergerät notwendig sind. Aufgrund eines im Mikrocontroller vorgenommenen Vergleichs der Kenndaten des aktuellen Sensors mit den im Speicher des Steckers abgelegten Kenndaten wird die Richtung des Datentransfers vom Stecker selbständig bestimmt; entweder werden Daten aus dem Sensor in den Stecker eingelesen oder umgekehrt Daten aus dem Stecker in den Sensor geschrieben. Aufgrund des Vergleichs der Kenndaten des Sensors kann von dem Mikrocontroller des Steckers somit automatisch festgestellt werden, ob der mit dem elektrischen Stecker verbundene Sensor ausgetauscht worden ist oder nicht. Dadurch, dass der elektrische Stecker nicht nur einen Speicher sondern auch einen Mikrocontroller aufweist, es sich bei dem Stecker somit um einen ”intelligenten” Stecker handelt, ist die Bedienung und Handhabung des elektrischen Steckers äußerst einfach und somit nicht nur von entsprechend geschultem Personal durchführbar. Die einzelnen möglichen Situationen und die dann von dem elektrischen Stecker durchgeführten Aktionen werden nachfolgend noch genauer erläutert.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der elektrische Stecker ein separates Gehäuse zur Aufnahme der elektronischen Schaltung und einen zweiten Steckeranschluss zum Anschließen eines, einen korrespondierenden Stecker aufweisenden Kabels auf. Ein derartiger elektrischer Stecker kann dann im einfachsten Fall mit dem ersten Steckeranschluss unmittelbar mit dem Anschluss des elektrischen Sensors verbunden werden. Der elektrische Stecker wird somit einfach zwischen den Sensor und das ansonsten unmittelbar mit dem Anschluss des Sensors verbundene Versorgungskabel geschaltet.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung, bei der der elektrische Stecker ebenfalls ein Gehäuse zur Aufnahme der elektrischen Schaltung aufweist, ist anstelle eines zweiten Steckeranschluss ein elektrisches Kabel vorgesehen, welches direkt mit dem Gehäuse bzw. der elektronischen Schaltung verbunden ist. Der elektrische Stecker ist dann direkt mit dem Anschlusskabel für den elektrischen Sensor verbunden.
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Neben der Ausbildung des elektrischen Steckers als Einzelstecker, mit zweitem Steckeranschluss oder mit Anschlusskabel, kann der elektrische Stecker auch in einer sogenannten Sensor-Aktor-Box bzw. Splitterbox integriert sein, über die mehrere Sensoren oder Aktoren an eine gemeinsame Busleitung angeschlossen werden können. Dabei können dann auch mehrere elektrische Stecker gemeinsam in einer Sensor-Aktor-Box bzw. Splitterbox angeordnet sein, wobei dann die einzelnen elektrischen Stecker die Box als gemeinsames Gehäuse aufweisen.
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Zuvor ist ausgeführt worden, dass der erfindungsgemäße elektrische Stecker selbständig die Entscheidung trifft, ob Daten geschrieben oder gelesen werden sollen, d. h. die Richtung des Datentransfers selber festgelegt. Zur Auswahl der Richtung des Datentransfers ist somit kein Beginnelement erforderlich. Vorzugsweise erfolgt auch der Start des Datenaustauschs ohne die Betätigung eines Bedienelements automatisch immer dann, wenn der Sensor in Betrieb genommen wird. Nach Beendigung des Datenaustauschs schaltet sich der elektrische Stecker dann ”passiv”, so dass es nicht zu einer Beeinträchtigung der Standard I/O-Funktion des Sensors kommt. Die Zwischenschaltung des elektrischen Steckers zwischen den Anschluss des Sensors und das Anschlusskabel macht sich dann weder am Sensor noch an einer über das Verbindungskabel mit dem Sensor verbundenen Steuerung oder Auswerteeinheit bemerkbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des elektrischen Stecker sind zwei Anzeigeelemente, insbesondere zwei LEDs zur Visualisierung des Funktionszugstandes des Steckers, insbesondere zur Anzeige eines Datentransfers und zur Anzeige der Datenrichtung, im Gehäuse vorgesehen. Die Anzeigeelemente sind dabei vorzugsweise als zwei in entgegengesetzte Richtung weisende Pfeile ausgebildet, so dass durch Leuchten einer der beiden Pfeile die Datenrichtung unmittelbar ablesbar ist. Die Anzeigeelemente dienen dabei lediglich zur Signalisierung des aktuellen Funktionszustandes des Steckers. Hierbei sind vorzugsweise folgende Zustände der Anzeigeelemente vorgesehen:
- • Kein Anzeigeelement leuchtet:
Es ist kein Sensor mit einer Schnittstelle angeschlossen.
- • Ein Anzeigeelemente blinkt mit steigender Frequenz:
Ein anstehender Datentransfer in die dem Anzeigeelement zugeordnete Richtung wird angekündigt.
- • Unregelmäßiges Flackern eines Anzeigeelements:
Es erfolgt ein Datentransfer in die dem Anzeigeelement zugeordnete Richtung.
- • Dauerleuchten eines Anzeigeelements:
Der Datenaustausch in die dem Anzeigeelement zugeordnete Richtung ist erfolgreich abgeschlossen worden.
- • Schnelles Blinken eines Anzeigeelements mit konstanter Frequenz:
Beim Datentransfer in die dem Anzeigeelement zugeordnete Richtung ist ein Fehler aufgetreten.
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Durch die zuvor angegebenen Zustände der Anzeigeelemente kann dem Bediener somit nicht nur die Datenrichtung angezeigt werden, sondern darüber hinaus auch ein Datentransfer angekündigt oder ein Fehler bei der Datenübertragung angezeigt werden. Die vorherige Ankündigung eines Datentransfers dient dabei als Warnhinweis für den Benutzer, so dass der Benutzer die Möglichkeit hat, eine nicht gewollte Datenübertragung bzw. eine Datenübertragung in die nicht gewollte Richtung noch zu verhindern. Durch ein dauerhaftes Leuchten eines Anzeigeelements kann dem Benutzer neben der Anzeige der Richtung der zuletzt erfolgten Datenübertragung auch eine ordnungsgemäße Spannungsversorgung des elektrischen Steckers bzw. des mit dem Stecker verbundenen Sensors angezeigt werden. Das Anzeigeelement fungiert dann als auch Betriebszustandsanzeige für den Sensor.
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Eingangs ist ausgeführt worden, dass die elektronische Schaltung des elektrischen Steckers einen Speicher zur Speicherung von Daten des Sensors aufweist. Bei diesem Speicher kann es sich beispielsweise um einen fest auf der elektronischen Schaltung angeordneten EEPROM handeln. Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, anstelle eines festen Speichers ein austauschbares Speichermedium, d. h. einen Wechselspeicher, zu verwenden. Hierbei kann es sich insbesondere um eine SD-Memory Card handeln. Bei einer SD-Memory Card handelt es sich um ein digitales Speichermedium welches seit einigen Jahren in verschiedenen elektronischen Geräten, insbesondere bei Digitalkameras und bei MP3-Playern verwendet wird. Eine derartige SD-Memory Card, die genormte Abmessungen aufweist, hat den Vorteil, dass sie direkt in eine entsprechende Aufnahme an einem Rechner eingesteckt werden kann, so dass Daten von der SD-Memory Card ausgelesen oder auf die SD-Memory Card geschrieben werden können.
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Aufgrund ihrer großen Speicherkapazität von derzeit bis zu 4 GB kann insbesondere eine SD-Memory Card auch dazu benutzt werden, neben den Parameterdaten und Kenndaten des Sensors weitere Daten, insbesondere verschiedene Messdaten des Sensors, zu speichern. Dadurch ergibt sich dann die Möglichkeit, beispielsweise bei einem defekten Sensor die Historie des Sensors zu analysieren, um so eine mögliche Fehlerursache einfacher herausfinden zu können. Selbstverständlich ist das Speichern von zusätzlichen Daten, insbesondere Messdaten, nicht auf die Verwendung eines austauschbaren Speichermediums beschränkt, sondern kann grundsätzlich auch bei einem fest mit der Elektronik verbundenen Speicher realisiert werden. Bei Verwendung eines austauschbaren Speichermediums erleichtert sich jedoch das Handling bei der zuvor beschriebenen Analyse der Historie eines Sensors.
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Der erfindungsgemäße elektrische Stecker vereinfacht – wie zuvor im Einzelnen beschrieben – das automatische Speichern der jeweils aktuellen Parameterdaten eines Sensors unmittelbar am Sensor selber. Darüber hinaus kann der Stecker jedoch auch zur dauerhaften Archivierung der Sensorparameter verwendet werden. Dabei ist dann vorteilhafter Weise ein elektronischer oder elektro-mechanischer Schreibschutz zur Sicherung der im Speicher gespeicherten Daten vorgesehen. Ein elektronischer Schreibschutz kann beispielsweise mit Hilfe eines mit dem Stecker verbundenen Computers oder Programmiergerät aktiviert werden. Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass direkt am elektrischen Stecker ein elektro-mechanisches Element zur Einstellung des Schreibschutzes vorgesehen ist. Hierbei kann dann ohne besondere Hilfsmittel der Schreibschutz aktiviert werden.
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Ist ein Schreibschutz zur Sicherung der im Speicher gespeicherten Daten vorgesehen, so können die Anzeigeelemente vorzugsweise einen weiteren Zustand aufweisen bzw. anzeigen. Ein kurzes Aufblitzen eines oder beider Anzeigeelemente kann dabei als Signalisierung dafür verwendet werden, dass der elektrische Stecker oder der Sensor schreibgeschützt ist, so dass ein Datentransfer nicht möglich ist. Zu Dokumentationszwecken kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass am Gehäuse des elektrischen Steckers ein Beschriftungsfeld oder eine Halterung für ein Beschriftungsschild ausgebildet ist.
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Sensoren der hier in Rede stehenden Art weisen in der Regel als Kenndaten einen den Sensortyp kennzeichnenden Artikelcode und eine den jeweiligen Sensor kennzeichnende Seriennummer auf. Der Artikelcode ist somit für alle Sensoren eines Sensortyps gleich, während jeder einzelne Sensor eine eigene Seriennummer aufweist. Hierdurch ergeben sich beim Vergleich der Kenndaten des Sensors mit den im Speicher gespeicherten Kenndaten folgende Möglichkeiten:
- 1. Der aus dem Sensor ausgelesene Artikelcode und der im Speicher gespeicherte Artikelcode sowie die aus dem Sensor ausgelesene Seriennummer und die im Speicher gespeicherte Seriennummer stimmen überein.
- 2. Der aus dem Sensor ausgelesene Artikelcode und der im Speicher gespeicherte Artikelcode stimmen überein, während die aus dem Sensor ausgelesene Seriennummer und die im Speicher gespeicherte Seriennummer nicht übereinstimmen.
- 3. Weder der aus dem Sensor ausgelesene Artikelcode und der im Speicher gespeicherte Artikelcode noch die aus dem Sensor ausgelesene Seriennummer und die im Speicher gespeicherte Seriennummer stimmen überein.
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Im ersten Fall bedeutet dies, dass kein Sensoraustausch stattgefunden hat, d. h. der elektrische Stecker ist weiterhin mit dem gleichen Sensor verbunden. In diesem Fall werden Daten, insbesondere Parameterdaten, über die Schnittstelle aus dem Sensor ausgelesen und im Speicher abgespeichert. Gemäß einer ersten Ausführung des Verfahrens werden dabei grundsätzlich alle Daten aus dem Sensor ausgelesen und im Speicher abgespeichert. Die im Speicher des elektrischen Steckers bereits abgespeicherten Daten werden somit vollständig überschrieben. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden im ersten Fall jedoch nur die Daten aus dem Sensor ausgelesen und im Speicher des Steckers abgespeichert, die sich von den bereits gespeicherten Daten unterscheiden. Somit erfolgt also nur dann eine Aktualisierung der Sensordaten, wenn sich diese auch tatsächlich geändert haben, wobei auch nur die geänderten Daten gespeichert werden. Hierdurch wird eine deutliche Reduzierung der für den Datenaustausch benötigten Zeit erreicht.
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Im zweiten Fall ist entweder der ursprüngliche Sensor, beispielsweise wegen eines Defekts, durch einen neuen Sensor desselben Typs ersetzt worden, oder der elektrische Stecker ist mit einem anderen Sensor desselben Sensortyps verbunden worden. Beides wird vom Mikrocontroller des Steckers als Sensortausch erkannt. Der Mikrocontroller veranlasst dann einen Datentransfer vom Stecker in den Sensor, so dass die im Speicher des Steckers gespeicherten Daten, insbesondere die Parameterdaten, aus dem Speicher ausgelesen und über die Schnittstelle in den Sensor übertragen werden. Es erfolgt eine automatische Parametrierung eines neuen Sensors mit genau den gleichen Parametern, die beim ”alten” Sensor eingestellt waren. Hierdurch wird der Austausch eines defekten Sensors stark vereinfacht, da nur der neue Sensor (selber Sensortyp) anstelle des defekten Sensors angeschlossen werden muss. Eine Parametrierung des neuen Sensors durch den Benutzer ist nicht mehr erforderlich, da die Parametrierung automatisch von dem elektrischen Stecker vorgenommen wird.
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Im dritten Fall, in dem weder der Artikelcode noch die Seriennummer übereinstimmen, ist entweder ein neuer Sensor eines anderen Sensortyps an den elektrischen Stecker angeschlossen worden, oder es wird ein neuer elektrischer Stecker verwendet. Letzteres stellt somit eine erste Inbetriebnahme des elektrischen Steckers dar. In beiden Fällen werden die Daten aus dem Sensor ausgelesen und im Speicher des Steckers abgespeichert. Ist anstelle eines alten Sensors eines ersten Sensortyps ein neuer Sensor eines anderen Sensortyps an dem elektrischen Stecker angeschlossen, so bedeutet dies, dass die im Speicher des Steckers gespeicherten Daten überschrieben werden.
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Ein ungewolltes Überschreiben der Daten im Stecker kann dabei dadurch verhindert werden, dass – wie zuvor im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausbildung des elektrischen Steckers mit zwei Anzeigeelementen beschrieben – vor der Durchführung der Datenübertragung die Richtung der Datenübertragung durch ein Blinken des Anzeigeelements angekündigt wird. Hat der Bediener beim Austausch eines defekten Sensors versehentlich einen Sensor eines anderen Sensortyps angeschlossen, so wird von den Anzeigeelementen ein Datentransfer vom Sensor in den Stecker anstelle eines – eigentlich erwarteten Datentransfers aus dem Stecker in den Sensor angekündigt. Hierdurch wird der Benutzer somit auf sein Versehen hingewiesen. Durch rechtzeitiges Austauschen des Sensors kann der unerwünschte Datentransfer gestoppt werden.
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Das zuvor beschriebene Verfahren des Datentransfers kann dabei nicht nur – wie zuvor im zweiten Fall beschrieben – zur Parametrierung eines neuen Sensors im Austauschfall verwendet werden, sondern auch zur Parametrierung mehrerer Sensoren desselben Sensortyps mit den gleichen Parameterdaten. In größeren Anlagen mit mehreren Maschinen kann es vorkommen, dass mehrere Sensoren desselben Sensortyps eingesetzt sind, die alle mit den gleichen Parameterdaten programmiert werden müssen. In diesem Fall ist es bei dem erfindungsgemäßen elektrischen ausreichend, wenn der elektrische Stecker mit einem Sensor verbunden wird, der entweder bereits parametriert ist oder anschließend parametriert wird. Dies führt dann – wie im Zusammenhang mit dem zweiten Fall beschrieben – dazu, dass die aktuellen Parameterdaten aus dem Sensor ausgelesen und im Speicher des Steckers abgespeichert werden. Anstelle einer zeitaufwendigen Programmierung sämtlicher Sensoren desselben Sensortyps ist es dann ausreichend, wenn der Stecker nacheinander mit den einzelnen Sensoren verbunden wird. Dadurch werden dann automatisch alle Sensoren desselben Sensortyps identisch programmiert; eine Fehlprogrammierung wird ausgeschlossen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Steckers erfolgt ein Datenaustausch zwischen dem Sensor und dem Stecker automatisch bei jeder Inbetriebnahme des Sensors. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, dass ein Datenaustausch zwischen dem Sensor und dem Stecker durch Betätigung einer Taste am Sensor oder am Stecker gestartet wird. Der Vorteil eines automatischen Datenaustauschs bei jeder Inbetriebnahme des Sensors besteht ersichtlich darin, dass eine aktive Bedienung nicht erforderlich ist. Dadurch werden zum einen Fehler vermieden, wird zum anderen gewährleistet, dass auch eine nachträgliche Änderung der Parameter beim nächsten Neustart des Sensors automatisch übernommen wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die im Speicher des Steckers gespeicherten Daten zur Sicherung und/oder Analyse in einen Rechner ausgelesen werden. Hierbei wird gegebenenfalls ein geeignetes Interface zwischen den Stecker und den Rechner angeschlossen. Darüber hinaus kann das Verfahren noch dadurch weiter ausgebildet sein, dass auch umgekehrt von einem Rechner Daten, insbesondere Parameterdaten, gegebenenfalls wieder über ein geeignetes Interface, in den Speicher des Steckers geschrieben werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Programmierung des Sensors erfolgen kann, ohne dass der Benutzer sich bezüglich der Bedienung und Programmierung des Sensors am Sensor selber auskennen muss. Hierzu muss ihm nur ein entsprechend zuvor parametrierter Stecker zur Verfügung gestellt werden, den der Benutzer dann nur noch mit dem Sensor verbinden muss.
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Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen elektrischen Stecker auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen sowohl auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche, als auch auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines direkt an einem Sensor angeschlossenen elektrischen Steckers,
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2 den Stecker gemäß 1, in vergrößerter Darstellung,
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines an einen Sensor direkt angeschlossenen elektrischen Steckers,
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4 den Stecker gemäß 4, in vergrößerter Darstellung,
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckers, dargestellt von der Seite und von hinten,
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6 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckers,
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7 eine Splitterbox mit einem daran angeschlossenen elektrischen Stecker, und
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8 zwei Ausführungsvarianten eines Steckers gemäß 2.
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Die Figuren zeigen einen elektrischen Stecker 1 zur Verbindung mit einem einen integrierten Mikrocontroller aufweisenden Sensor 2. Dabei weist der elektrische Stecker 1 einen Steckeranschluss 3 zur Verbindung mit einer Schnittstelle 4 des Sensors 2 und eine elektronische Schaltung auf, wobei die elektronische Schaltung einen Speicher zur Speicherung von Daten des Sensors 2 und einen Mikrocontroller aufweist.
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Der Sensor 2, bei dem es sich in den dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 3 beispielsweise um einen Drucksensor handelt, weist eine M12 Steckverbindung 5 auf, welche die Schnittstelle 4 umfasst. Über den durch die M12 Steckverbindung 5 gebildeten Anschluss wird der Sensor 2 zum einen mit elektrischer Energie versorgt, wird zum anderen das Ausgangssignal des Sensors 2 ausgegeben. Hierbei kann es sich um einen Schalt- und/oder Analogausgang handeln, wobei bei derartigen Sensoren 2 der Analogausgang zumeist wahlweise ein Stromsignal von 4–20 mA oder ein Spannungssignal von 0–10 V ausgibt.
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Der in den 1 und 3 dargestellte Sensor 2 weist darüber hinaus noch ein Anzeige- und Einstelldisplay 6 auf, an dem über zwei Tasten 7 mehrere Parameter des Sensors 2 eingegeben werden können. So kann beispielsweise neben dem Messbereich und den Schaltschwellen auch eine länderspezifische Druckeinheit (bar/mbar, kPa/MPa, psi) ausgewählt werden. Zur Verbindung mit einem das zu überwachende Medium führenden Behälter oder Rohr und zur Verbindung mit dem Medium weist der Sensor 2 schließlich noch einen Prozessanschluss 8 auf.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen weist der elektrische Stecker 1 ein eigenes, die darin angeordnete elektronische Schaltung aufnehmendes Gehäuse 9 auf. Außerdem ist bei den Varianten gemäß den 1, 2, 5, 6 und 8 ein zweiter Steckeranschluss 10 zum Anschließen eines einen korrespondierenden Stecker 11 aufweisenden Kabels 12 vorgesehen. Im Unterschied dazu ist bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsvariante des elektrischen Steckers 1, dieser direkt mit einem Kabel 12 versehen, wobei ein Ende des Kabels 12 von dem Gehäuse 9 umschlossen ist und innerhalb des Gehäuses 9 die einzelnen Adern des Kabels 12 mit der elektronischen Schaltung verbunden sind.
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Insbesondere aus den 1 und 3 ist ersichtlich, dass der elektrische Stecker 1 auf der einen Seite direkt über seinen Steckeranschluss 3 mit der Steckverbindung 5 des Sensors 2 und auf der anderen Seite entweder über den zweiten Steckeranschluss 10 oder direkt mit dem Versorgungskabel 12 des Sensors 2 verbunden ist. Der Stecker 1 ist somit einfach zwischen den Sensor 2 und das Versorgungskabel 12 geschaltet, wobei der Stecker 1 weder die Versorgung des Sensors 2 noch die Standard I/O-Funktion des Sensors 2 im Normalbetrieb beeinträchtigt.
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Wie insbesondere in den 2 und 5 dargestellt ist, weist der erfindungsgemäße elektrische Stecker 1 zwei LEDs 13, 14 als Anzeigeelemente auf, die zur Visualisierung des Funktionszustandes des Steckers 1 dienen. Die beiden LEDs 13, 14 sind dabei als zwei in entgegengesetzte Richtung weisende Pfeile ausgebildet, so dass je nachdem welche LED 13, 14 leuchtet oder blinkt für den Bediener sofort ersichtlich ist, in welche Richtung ein Datentransfer stattgefunden hat oder stattfindet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Steckers 1 gemäß den 3 und 4 ist der Speicher als austauschbares Speichermedium 15 ausgebildet, welches einfach aus dem Gehäuse 9 des Steckers 1 herausgezogen werden kann. Als austauschbares Speichermedium 15 kann dabei insbesondere eine SD-Memory Card verwendet werden, wie sie seit einigen Jahren insbesondere bei Digitalkameras eingesetzt wird. Durch die Verwendung eines austauschbaren Speichermediums 15 ist ein Auslesen, Analysieren und Speichern der von dem Stecker 1 gespeicherten Daten mittels eines Rechners besonders einfach möglich, da hierzu das austauschbare Speichermedium 15 nur in eine entsprechende Aufnahme des Rechners eingeführt werden muss.
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Die in den 2, 5 und 6 dargestellten elektrischen Stecker 1, die jeweils neben einem ersten Steckeranschluss 3 zusätzlich einen zweiten Steckeranschluss 10 aufweisen, wobei beide Steckeranschlüsse 3, 10 als M12 Steckverbinder ausgebildet sind, unterscheiden sich im wesentlichen nur durch die konkrete geometrische Ausgestaltung des Steckers 1 bzw. des Gehäuses 9. Die 5 zeigt dabei eine Version des elektrischen Steckers 1 als Winkelstecker, welcher dann vorteilhaft ist, wenn der zur Verfügung stehende Platz vor der Steckverbindung 5 des Sensors 2 sehr begrenzt ist. Darüber hinaus ist bei dem Stecker 1 gemäß der 5 im Gehäuse 9 eine Halterung 16 für ein Beschriftungsschild ausgebildet. Alternativ dazu kann an dem Gehäuse 9 auch ein Beschriftungsfeld vorgesehen sein, so dass zu Dokumentationszwecken oder bei der Archivierung des elektrischen Steckers 1 eine eindeutige Zuordnung des jeweiligen Steckers 1 zu einem bestimmten Sensor 2 einfach möglich ist.
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In 7 ist eine Splitterbox 17 dargestellt, welche häufig auch als Sensor-Aktor-Box bezeichnet wird. Über eine derartige Splitterbox 17 können mehrere Sensoren 2 mit einer gemeinsamen Busleitung verbunden werden. Hierzu weist die Splitterbox 17 eine entsprechende Anzahl an Steckverbindungen 18 auf, über die die einzelnen Sensoren 2 mittels eines Kabels 12 an die Splitterbox 17 angeschlossen werden können. Anstelle der in den 1 und 3 dargestellten unmittelbaren Anordnung des elektrischen Steckers 1 direkt am Sensor 2 kann der elektrische Stecker 1 bei Bedarf auch auf einer vom Sensor 2 entfernten Splitterbox 17 aufgesteckt werden. Die Verbindung des elektrischen Steckers 1 mit dem Sensor 2 kann somit auch über ein Kabel 12 erfolgen. Dies ist dann vorteilhaft, wenn der Sensor 2 aufgrund seiner Position harten und rauhen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist.
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Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, mehrere elektrische Stecker 1 unmittelbar, d. h. ohne eigenes Gehäuse 9, innerhalb der Splitterbox 17 anzuordnen. In einem solchen Fall ist dann die – gestrichelt angedeutete – elektronische Schaltung 19 des elektrischen Steckers 1 zusammen mit dem Steckeranschluss 3, welcher dann gleichzeitig eine Steckverbindung 18 der Splitterbox 17 bildet, innerhalb der Splitterbox 17 angeordnet. In einem solchen Fall muss der anzuschließende Sensor 2 nur – wie bisher auch üblich – mit einem Kabel 12 an die Splitterbox 17 angeschlossen werden.
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Schließlich zeigt 8 zwei Varianten eines elektrischen Steckers 1 gemäß der 2, wobei der elektrische Stecker 1 in beiden Fällen einen elektro-mechanischen Schreibschutz zur Sicherung der im Speicher gespeicherten Daten aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8a ist hierzu ein Stift 20 im Gehäuse 9 angeordnet, wobei die Aktivierung des Schreibschutzes einfach durch Eindrücken des Stiftes 20 in das Gehäuse 9 erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8b ist dagegen innerhalb des zweiten Steckeranschlusses 10 eine Öffnung 21 ausgebildet, in die zur Aktivierung des Schreibschutzes ein Betätigungselement 22, beispielsweise die Spitze eines Schraubendrehers, eingesteckt werden muss. Als Aktivierungselement für den Schreibschutz innerhalb des Gehäuses 9 kann beispielsweise ein Hallsensor oder ein optischer Sensor vorgesehen sein.
