DE4119677A1 - System zur unverwechselbaren zuordnung von tankabteilen eines tankwagens zu einem stationaeren abgabe- oder aufnahmetank - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur unverwechselbaren Zuord­ nung von Tankabteilen eines Tankwagens zu einem stationären Ab­ gabe- oder Aufnahmetank, insbesondere an einer Tankstelle, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Befüllung von Tankwagen mit Mineralölprodukten an einer Ver­ ladestelle, insbesondere einer Raffinerie, bzw. die Abgabe der Mineralölprodukte aus dem Tankwagen an eine Tankstelle erfolgen heute unter Verwendung des Gas-Pendel-Verfahrens. Hierdurch wird die Abgabe von Gasen an die Umwelt vermieden.

Da übliche Tankwagen mehrere Kammern besitzen, die mit verschie­ denen Mineralölprodukten gefahren werden können, müssen geeignete Vorkehrungen getroffen werden, daß weder Vermischungen noch Ver­ wechselungen zwischen den verschiedenen Produktgruppen auftreten können. Durch geeignete Schaltungen der Abgabeventile und Meß­ einrichtungen muß gewährleistet sein, daß die Produktgruppe eines Tankabteils nur in den zugehörigen Aufnahmetank überführt wird, da anderenfalls beträchtliche Schäden verursacht werden können.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Abgabeeinrichtungen eines Tankwagens mit Codierungen zu versehen. Durch derartige Codie­ rungen ist gewährleistet, daß die Zuordnung einer bestimmten Kammer des Tankwagens zu einem Abgabetank nicht irrtümlich ver­ wechselt werden kann.

In der DE-PS 36 38 293 ist vorgeschlagen worden, den Kupplungs­ teilen der Abführschläuche Codiereinrichtungen in Form von pneu­ matischen Mehrwegeventilen zuzuordnen, deren Ventilstellung durch die Codierung bestimmt ist. Dadurch läßt es sich vermei­ den, daß bei der Befüllung eines Flüssigkeitstanks mit mehreren Kammern verschiedene Produkte vermischt oder verwechselt werden.

Es hat sich gezeigt, daß die Handhabung von pneumatischen Mehr­ wegeventilen aufwendig, nicht besonders flexibel und in den Einsatzmöglichkeiten sehr begrenzt ist.

Es ist ferner ein elektrisches Codiersystem bekannt geworden, bei dem am Tankwagen ein elektronischer Speicher angeordnet ist, dem über die Versorgungsschläuche entweder von einem Abgabe- oder von einem Aufnahmetank Codewörter zugeleitet werden, die den jeweiligen Aufnahme- oder Abgabetank identifizieren. Die Versorgungsschläuche sind hierbei elektrisch vom Tankwagen bzw. den Abgabe- oder Aufnahmetanks isoliert. Lediglich die Versor­ gungsspannung des Codiergerätes und die elektrisch übertragenen Codewörter können über geeignete Schalteinrichtungen übertragen werden.

Beim letztgenannten Verfahren wird durch einen Codierer an den Abgabe- oder Aufnahmetanks ein Gleichspannungssignal mit Daten­ worten moduliert. Die auszuwertenden Spannungsschwankungen sind relativ gering, so daß das System störanfällig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Sy­ stem zur unverwechselbaren Zuordnung von Tankabteilen eines Tankwagens zu einem stationären Abgabe- oder Aufnahmetank an­ zugeben, das störunanfällig ist, eine hohe Flexibilität aufweist, und für unterschiedliche Einsatzzwecke einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Erfin­ dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen System ein Strom von einem Steuergerät des Tankwagens über den Versorgungs­ schlauch zu einem Codierer an einem Abgabe- oder Aufnahmetank geführt und über die Gasrückführleitung, einen anderen Versor­ gungsschlauch oder das Erdungskabel an das Steuergerät zurück­ geführt, wobei der Codierer dem Strom eine identifizierende Co­ dierung aufprägt. Die am Ausgang des Steuergeräts anliegende Spannung ist im wesentlichen als Gleichspannung ausgebildet. Sie ist jedoch von Taktimpulsen einer Frequenz von insbesondere 5 kHz überlagert, wobei während des jeweiligen Taktes die Pola­ rität der Spannung kurzzeitig umgeschaltet wird. Die gleichblei­ bende Spannung zwischen den Taktimpulsen wird verwendet, um den Codierer mit Energie zu versorgen. Um dem über den Versorgungs­ schlauch und insbesondere die Gasrückführleitung fließenden Strom ein Codewort aufzuprägen, wird der Codierer während des Auftretens eines Taktimpulses je nach Wertigkeit des jeweiligen Bits des Codewortes entweder durchgeschaltet oder gesperrt. Ein Bitwert "0" bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der Kodierer auf Durchgang geschaltet ist, so daß das in der Polarität um­ gekehrte Taktsignal des Steuergerätes ein entsprechendes Strom­ bit im Stromfluß verursacht. Bei einem Bitwert "1" erfolgt kein Durchschalten, so daß aus dem in dem entsprechenden Takt feh­ lenden Strombit die Information "1" entnehmbar ist.

Jeweils 32 hintereinander folgende Bits eines Codewortes bil­ den die Codierung eines Abgabe- oder Aufnahmetanks. Zusätzlich werden 8 Bit vor Beginn des eigentlichen Codewortes übertragen. Während dieser Zeit wird der Codierer initialisiert und mit Ener­ gie versorgt. Während eines derartigen Zyklusses ist das Steu­ ergerät auf einen festen Kanal eingestellt. Nach Ablauf dieser Zykluszeit kann in einem folgenden Zyklus ein anderer Kanal ab­ gefragt werden, so daß sämtliche Kanäle im Zeitmultiplex nach­ einander abgefragt werden. Bei einer Taktfrequenz von 5 kHz können auf diese Weise bei einer Codewortlänge von 32+8 Bit pro Sekunde 125 Kanäle abgefragt werden.

Das erfindungsgemäße System erlaubt die schnelle zyklische Ab­ frage aller Kanäle eines Tankwagens auf richtige Anschaltung eines Abgabe- oder Aufnahmetanks. Diese Information kann er­ gänzt werden durch weitere Informationen des Abgabe- oder Auf­ nahmetanks, beispielsweise den derzeitigen Füllstand des Tanks, den Zeitpunkt der letzten Befüllung oder ähnliche Angaben. Wei­ terhin ist es möglich, Informationen vom Tankwagen an die Ab­ gabe- oder Aufnahmestation zu übermitteln.

Da abgesehen vom Versorgungsstrom des Codierers der gesamte über den Versorgungsschlauch und die Gasrückführleitung fließende Strom durch den Codierer in seiner vollen Amplitude geschaltet wird, ergibt sich eine hohe Störsicherheit gegenüber Umgebungs­ einflüssen, beispielsweise Ableitung des Stroms aufgrund beschä­ digter Versorgungsschläuche, fehlende Isolierung usw.

Das System erlaubt es ferner, bei einem hohen Störpegel die Taktfrequenz des Steuergerätes herabzusetzen, so daß zwar die Menge zu übertragender Information pro Zeiteinheit reduziert ist, jedoch deren Störsicherheit erhöht ist.

Aufgrund der zyklischen Abfrage innerhalb von Zeitfenstern kann das System ohne weiteres die "richtigen" Codewörter er­ kennen, auch wenn beispielsweise durch Verkreuzung mehrerer Abgabeschläuche bei schlechter Isolierung Signalübertragungen zwischen den Schläuchen erfolgen.

Die Erfindung weist die Vorteile auf, daß keine hohen Anfor­ derungen an die verwendeten Versorgungsschläuche zu stellen sind, sie sollen nur leitend sein. Es ist ferner von Vorteil, daß mehrere Schläuche gleichzeitig verwendet werden können, die Leitfähigkeit jedes Schlauches überwacht wird, "Stromkreu­ zungen" mit anderen Schläuchen keine Fehler verursachen und das System Gasrückführleitungen einschließt. Das System kann eine große Zahl weiterer Daten, auch vom Tankwagen zum Abgabe- bzw. Aufnahmetank, übertragen und ist in bezug auf den Typ des Abfüllsicherungssignals sehr flexibel. Das System erfor­ dert keine Erdleitung, da die Gasrückführleitung bzw. ein an­ derer Versorgungsschlauch als Rückleiter dienen.

Das System erlaubt die Übertragung von Informationen auch in rauhen Umgebungsbedingungen, da es insbesondere sehr energie­ sparsam aufgebaut ist. Im Vergleich zu asynchronen Modulations­ verfahren wird die Zuverlässigkeit des Systems um einen hohen Faktor erhöht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems, und

Fig. 2 verschiedene Impulsdiagramme.

In Fig. 1 ist ein Tankwagen 18 mit vier Tankabteilen 1-4 dar­ gestellt. Die Tankabteile 1-4 weisen Absperrventile 12-15 auf, wobei an die Anschlußstutzen der Absperrventile 13 und 14 über Kupplungen 16 und 17 Versorgungsschläuche 5 und 6 ange­ schlossen sind, deren anderes Ende über Kupplungen 19 und 20 an Tanks 8 und 9, z. B. einer Tankstelle, angeschlossen sind. Vor den Kupplungsteilen der Kupplungen 16, 17, 19 und 20 sind je­ weils Isolierstücke 30-33 eingesetzt, die eine Isolierung der an sich leitenden Versorgungsschläuche gegenüber dem Tankwagen 18 bzw. den stationären Tanks ermöglichen. Allerdings sind die Kupplungsteile insbesondere mittels Zenerdioden überbrückt, so daß eine vollständige Isolierung nur unterhalb der Zenerdurch­ bruchspannung vorhanden ist. Oberhalb der Zenerdurchbruchspan­ nung wirken die Zenerdioden als Explosionsschutz. Die Gasrück­ führleitung 7 ist in entsprechender Weise zwischen stationärem Tank und Tankwagen 18 angeordnet. Die Gasentlüftungsöffnungen aller stationären Tanks 8-11 sind mit der Gasrückführleitung 7 verbunden. Die Gasrückführung kann den Tanks jedoch auch ein­ zeln zugeordnet sein.

Am Tankwagen 18 ist ein Steuergerät (PIC) angeordnet, das eine im wesentliche konstante Gleichspannung an ihrem Ausgang zur Verfügung stellt, die jedoch durch eine Taktfrequenz von insbe­ sondere 5 kHz jeweils kurzzeitig umgepolt wird. Eine Ausgangs­ klemme des Steuergerätes wird jeweils mit dem vom Tankwagen iso­ lierten Kupplungsende eines Versorgungsschlauches verbunden, während der andere Ausgangsanschluß des Steuergerätes mit der isolierten Kupplung der Gasrückführleitung verbunden ist. Der Stromkreis schließt sich über die Abgabe bzw. Aufnahmestation und deren an den jeweiligen Stutzen angeordneten Codierern 21-24.

Die Codierer 21-24 (PIT) sind als elektronische Schaltungen ausgebildet, die ihre Versorgungsspannung aus der Ausgangs­ spannung des Steuergeräts des Tankwagens beziehen. Aufgrund des geringen Energieverbrauchs fließt nur ein sehr geringer Dauerstrom. Innerhalb der Schaltungen der Codierer sind nicht flüchtige magnetische Speicher vorgesehen, die jeweils ein Codewort enthalten, das ggf. umprogrammiert werden kann. So­ bald vom Steuergerät Taktimpulse auf den Codierer laufen, wird nach der Initialisierung der den Codierer durchfließende Strom durch die einzelnen Bits der Folge eines Codewortes so gesteu­ ert, daß bei einem Bitwert "0" der Codierer kurzgeschlossen wird und bei einem Bitwert "1" gesperrt wird. Das Schließen bzw. Sperren des Codierers erfolgt jeweils während des Auf­ tretens eines Taktsignals vom Steuergerät. Die Auswertung der Taktsignale erfolgt im Steuergerät ebenfalls während der Zeit­ dauer der Taktsignale. Mögliche Störungen, die zwischen den einzelnen Taktsignalen im Stromkreis entstehen, haben daher keinen Einfluß auf die Auswertung. Da die Kupplungen der Schläuche mittels Zenerdioden überbrückt sind, können die Codierer immer kurzgeschlossen bleiben, außer wenn ein Bit mit der Wertigkeit "1" zu übertragen ist, da ein Strom nur in einer Richtung über die Zenerdioden übertragen werden kann.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel von Impulsfolgen. In Fig. 2a ist die Ausgangsspannung des Steuergerätes dargestellt, der Impulse 25-28 überlagert sind. Während der Zeitdauer der Impulse ist die Polarität der Spannung umgekehrt geschaltet.

Fig. 2b zeigt den Stromverlauf im Stromkreis des Steuergerätes in Abhängigkeit von den durch die Codierer aufgeprägten Impul­ sen. Bei einem Bitwert "0" ist der Codierer durchgeschaltet, so daß der Stromkreis kurzgeschlossen ist und sich damit ein hoher Strom ergibt. An den steigenden Flanken der Ausgangs­ spannung des Steuergerätes entsteht jeweils ein ergänzender positiver Stromimpuls, der der sicheren Unterscheidung über­ tragener Signale förderlich ist. Bei einem Bitwert "1" des Codierers sperrt der Codierer den Stromkreis, so daß kein Stromsignal im Steuerkreis vorhanden ist. Die Auswertung, ob ein Bitwert mit der Wertigkeit "0" oder "1" vorliegt, erfolgt jeweils während der Zeitdauer eines Taktimpulses durch das Steuergerät.

Im dargestellten Beispiel der Fig. 2b wird ein Kodewort "0011" übertragen. Dieses kann kennzeichnend sein für einen bestimmten Abgabetank 8-11. Vorzugsweise werden insgesamt 32 Bit über­ tragen, wobei 4 Bit als CRC-Prüfwort gebildet sind. Ein Code­ wort wird durch eine Zahl aufeinanderfolgender Bits mit Code­ kopf, Information und CRC-Prüfwort gebildet.

Fig. 2c-e zeigen schematisch die Verschachtelung mehrerer Kanäle hintereinander, wobei die Codeworte der Kanäle zeitlich gestaffelt übertragen werden.

Anstelle der Stromrückführung über die Gasrückführleitung ist auch eine Stromrückführung über einen anderen Versorgungsschlauch oder eine Erdleitung 35 möglich. Aufgrund der zyklischen Abfrage einzelner Abgabekanäle und der hierdurch gegebenen zeitlichen Zuordnung eines empfangenen Codewortes bleibt eine genaue Iden­ tifizierung des Einfüll- bzw. Abgabetanks gewährleistet.

Für den Fall, daß eine elektrische Verbindung nicht zustande kommt, wenn beispielsweise ein Schlauch nicht angeschlossen ist oder eine Gasrückführleitung nicht befestigt ist, ist der Strom­ kreis unterbrochen und es kann eine schnelle Fehleridentifika­ tion erfolgen. Kurzschlüsse und Isolierfehler im Leitungssystem oder Stromableitungen sind ebenfalls ohne weiteres feststellbar.

Die Auswertung der Codeworte erlaubt die gezielte und insbe­ sondere selbsttätige Schaltung von Abgabeventilen und Meßein­ richtungen.

Bezugszeichenliste

1-4 Tankabteile
5 Versorgungsschlauch
6 Versorgungsschlauch
7 Gasrückführleitung
8-11 Abgabe- oder Aufnahmetank
12-15 Absperrventil
16, 17 Kupplungen
18 Tankwagen
19, 20 Kupplungen
21-24 Codierer
25-28 Impulse
29-34 Isolierstücke
35 Erdleitung

Claims (9)

1. System zur unverwechselbaren Zuordnung eines Tankabteils (1-4) eines Tankwagens (18) zu einem stationären Abgabe- oder Aufnahmetank (8-11), insbesondere an einer Tankstelle, mit einem elektrisch leitenden Versorgungsschlauch und einer Gasrückführleitung, wobei der Versorgungsschlauch elektrisch vom Tankwagen und von dem Abgabe- oder Aufnahmetank isoliert ist, und mit einer Steuereinheit im Tankwagen, von der ein Informationssignal über den Versorgungsschlauch übertragen wird und jedem Abgabe- oder Aufnahmetank (8-11) ein digita­ ler Codierer (21-24) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Codierer (21-24) einem von der Steuereinheit über den Versorgungsschlauch (5, 6) in einer Richtung und über einen anderen Versorgungsschlauch, die Gasrückführleitung (7) oder ein Erdungskabel (35) in der anderen Richtung fließenden Strom ein dem jeweiligen Abgabe- oder Aufnahmetank (8-11) zugeord­ netes Codewort aufprägt, wobei das Codewort als Bitfolge den Strom während der Impulsdauer von vom Steuergerät abgeleiteten Taktimpulsen schaltet, und daß die Steuereinheit die Versor­ gungsschlauchanschlüsse, die Gasrückführleitung des Tankwa­ gens und/oder das Erdungskabel zur Festellung vorhandener Codierungen zyklisch abfragt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kode­ wort als 32-Bitwort einschließlich CRC-Testbits ausgebildet ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulse der am Ausgang des Steuergerätes anliegenden Gleichspannung überlagert sind.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fre­ quenz der Taktimpulse zwischen 0 und 5 kHz beträgt.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fre­ quenz der Taktimpulse von der Güte der durch das Steuergerät festgestellten Codeworte in der Weise abhängt, daß bei Stö­ rung der empfangenen Codeworte die Frequenz der Taktimpulse verringert wird.

6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulse durch kurzzeitige Polaritätsumkehr der Ausgangs­ spannung des Steuergeräts gebildet sind.

7. System nach den Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bits der Bitfolge des Codewortes jeweils während der Impulsdauer der Taktimpulse eine Durchschaltung oder Sperrung des Stroms bewirken, und daß das Codewort vom Steuergerät durch Auswertung des Stroms während der Takt­ impulse festgestellt wird.

8. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsstellen durch Ze­ nerdioden überbrückt sind.

9. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Aufprägen eines Codesignals auf den über den Versorgungsschlauch übertragenen Strom eine Information vom Tankwagen zu den stationären Abgabe- oder Auf­ nahmetanks übermittelt wird.