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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur
elektronischen Datenkommunikation zwischen zwei Fluidbehältern, die über
einen Verbindungsschlauch zur Übertragung von Fluid zwischen
den beiden Behältern untereinander verbunden sind.
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Ein solches elektronisches Datenkommunikationssystem wird
beispielsweise als Datenverbindung zwischen einem Fahrzeug, wie
einem Straßentankfahrzeug, und einem festen Punkt, wie einer
Lade- oder Entladestelle, bei der Verteilung von z.B.
Erdölprodukten oder Chemikalien verwendet.
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Diese Datenkommunikation beruht auf der Verwendung eines
leitenden Schlauches und eines Erdungskabels und kann dazu
verwendet werden, (menschliche) Betriebsfehler bei der Verteilung
von Erdölprodukten und Chemikalien zu verhindern,
beispielsweise durch Identifikation der Einlässe, Auslässe und Schläuche.
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Darüber hinaus können auch eine Übertragung von
Betriebsdaten über dieselbe Datenverbindung und die Erzeugung
von Qualitätskontrollaufzeichnungen während und/oder nach den
Betriebsvorgängen realisiert werden.
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Eine elektronische Datenkommunikation zwischen zwei
Behältern kann beispielsweise notwendig sein, um zu überprüfen, ob
die richtigen Behälter über den Schlauch miteinander verbunden
sind, um zu gewährleisten, daß die richtige Art von Fluid
übertragen wird. Es ist schon oft passiert, daß verschiedene Arten
von Kraftstoff auf Grund einer falschen Verbindung des
Schlauches mit den Behältern unbeabsichtigt vermischt worden sind.
Solche Vorfälle werden als Kraftstoffübertritt bezeichnet.
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Im speziellem wird das Verhindern von Betriebsfehlern in
der Verteilungskette während des Ladens und Entladens von
Produkten in Lagerstätten und Verkaufsstellen zunehmend wichtiger.
Um dies zu veranschaulichen, stelle man sich die Folgen des
Entladens eines verbleiten Produktes in einen
Verkaufsspeichertank für unverbleites Produkt vor. Der Großteil der
Betriebsfehler wird durch menschliche Fehler verursacht. Zur Zeit
können nur kleine Teile des Betriebes und der Ausrüstung
vollständig automatisiert und überprüft werden. Zumal eine vollständige
Automatisierung ohne Benutzereingriff bzw. -bedienung in naher
Zukunft unrealistisch scheint, ist der nächste logische
Schritt, einen (menschlichen) Fehler zu erkennen und zu
verhindern, daß er zu einem Fehlbetrieb führt.
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Die europäische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
258 935 offenbart ein System zur elektronischen
Datenkommunikation in der Verteilungskette während des Ladens und/oder
Entladens von Fluidprodukt mittels eines Tankfahrzeuges in
Lager- und/oder Verkaufsstellen, wobei das System Mittel zur
elektronischen Datenkommunikation zwischen einem Abteil des
Tankfahrzeuges und einem Tank in der Lager- bzw. Verkaufsstelle
aufweist, wobei das Abteil des Tankfahrzeuges und der Lagertank
während des Ladens und/oder Entladens sowohl mechanisch als
auch elektrisch über einen elektrisch leitenden Schlauch
miteinander verbunden sind, der mit Hilfe mechanischer Kupplungen
an seinen Enden sowohl mit dem Einlaß/Auslaß des
Tankfahrzeugabteiles als auch dem Einlaß/Auslaß des Lagertankes zur
Übertragung von Fluid zwischen dem Tankfahrzeugabteil und dem
Lagertank mechanisch verbindbar ist, wobei der Tankfahrzeug- und
der Lagertank ferner über eine Erdverbindung elektrisch
verbunden sind; wodurch der Einlaß/Auslaß des Tankfahrzeugabteiles,
der elektrisch leitende Schlauch, der Einlaß/Auslaß des
Lagertankes und die Erdverbindung einen elektronischen
Datenkommunikationspfad bilden; wobei das System ferner Mittel zum
Austauschen einer Fluidproduktkennung vom Tankfahrzeug zur
Lager- und/oder Verkaufsstelle und umgekehrt vor dem Laden und/oder
Entladen aufweist, welche Mittel eine am Tankfahrzeug
angeordnete elektronische Abfrageeinrichtung und eine in der
Lager- und/oder Verkaufsstelle angeordnete Datenquelle aufweisen;
wobei sowohl die Abfrageeinrichtung als auch die Datenquelle mit
dem elektronischen Datenkommunikationspfad zur elektronischen
Übertragung von Daten verbunden sind, wobei der elektronische
Datenkommunikationspfad durch Isoliermittel elektrisch so
unterbrochen ist, so daß während des Ladens und/oder Entladens
von Fluidprodukt der Schlauch elektrisch von Erde isoliert ist,
und wobei der Dateneingang und -ausgang der Abfrageeinrichtung
und der Datenquelle an den elektronischen
Datenkommunikationspfad über die Isoliermittel bewirkt wird, während gleichzeitig
gewährleistet ist, daß elektrostatische Entladungen über die
Isoliermittel abgeleitet werden.
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Bei dem bekannten System sind elektronische
Kommunikationseinrichtungen mit dem Schlauch über induktive Koppler
gekuppelt. Dieses bekannte System ist jedoch auf die Verwendung von
induktiven Kopplern und die elektronische Identifizierung von
Tanks oder Tankabteilen beschränkt. Wenn das bekannte System in
einer Umgebung von entflammbaren Dämpfen verwendet wird, kann
eine gefährliche Situation auftreten. Wenn nämlich die
elektrische Energie in dem System einen Pegel erreicht, bei dem Funken
entstehen, beispielsweise auf Grund eines Kurzschlusses oder
hochfrequenter elektrostatischer Entladungen, können die Funken
die Dämpfe entzünden.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, ein System zur
elektronischen Datenkommunikation zwischen zwei Behältern zu schaffen,
welches System in sich sicher ist und in einer Umgebung von
entflammbaren Dämpfen sicher verwendet werden kann, indem der
Pegel an elektrischer Energie automatisch unterhalb der zum
Entzünden entflammbarer Dämpfe erforderlichen Energie gehalten
wird.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein System zur
elektronischen Datenkommunikation zwischen zwei Behältern zu
schaffen, bei welchem die gesamte relevante
Identifikationsinformation, beispielsweise Produktcode, Tank- oder
Faßlagernummer, Kunden- oder Lagernummer, Fahrernummer, Codes bezüglich
der Lade/Entladestelle u.dgl. übertragen werden können, welche
Extrainformation dazu verwendet werden könnte,
Qualitätssicherungsaufzeichnungen zu erzeugen.
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Zu diesem Zweck ist das System zur elektronischen
Datenkommunikation in der Verteilungskette während des Ladens
und/oder Entladens von Fluidprodukt gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterbrechungsstelle
der elektronische Kommunikationspfad eine erste elektronische
Sicherheitsbarriere zum Begrenzen der elektrischen Energie
aufweist, die von der am Tankfahrzeug angeordneten elektronischen
Abfrageeinrichtung erzeugt wird, und - optional - an einer
zweiten Unterbrechungsstelle der elektronische
Kommunikationspfad eine zweite elektronische Sicherheitsbarriere zum
Begrenzen der elektrischen Energie aufweist, die von der in der
Lager- bzw. Verkaufsstelle angeordneten Datenquelle erzeugt wird,
und daß die erste Sicherheitsbarriere in elektrisch leitender
Verbindung mit der Abfrageeinrichtung, dem elektrisch leitenden
Schlauch und der Erdverbindung steht, und die optionale zweite
Sicherheitsbarriere in elektrisch leitender Verbindung mit der
Datenquelle, dem elektrisch leitenden Schlauch und der
Erdverbindung steht, so daß allfällige elektrostatische Entladungen
stets über die Sicherheitsbarrieren abgeleitet werden.
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Es wird auf die französische Patentanmeldung
Veröffentlichungsnummer 2 600 318 Bezug genommen. Diese Veröffentlichung
offenbart ein System zur elektronischen Datenkommunikation
zwischen einem Kraftfahrzeug und einer Tankstelle, bei welchem
eine Funkübertragung verwendet wird, um Information von einer
Datenquelle auf dem Kraftfahrzeug zu einer Abfrageeinrichtung
an der Tankstelle zu senden. Die Datenquelle enthält einen
Empfänger und einen Sender, die mit einer Antenne ausgestattet
sind, welche nahe der Einfüllöffnung des Kraftfahrzeugtankes
liegt, und die Abfrageeinrichtung weist einen Sender oder einen
Empfänger auf, die mit einer Antenne ausgestattet sind, welche
auf der Zapfpistole angeordnet ist. Obwohl die
Abfrageeinrichtung auf der Tankstelle eine Sicherheitsbarriere
enthält, die zwischen dem Sender und Empfänger und der Antenne
angeordnet ist, ist diese Veröffentlichung für die vorliegende
Erfindung weniger relevant als die europäische Patentanmeldung
Veröffentlichungsnummer 258 935, und zwar unter anderem
deshalb, weil der elektronische Datenkommunikationspfad keinen
elektrisch leitenden Schlauch enthält.
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Die Sicherheitsbarriere beschränkt die elektrische
Energie, welche von der einen Kommunikationseinrichtung erzeugt
wird, auf einen Pegel, bei dem keine Funken auftreten. Darüber
hinaus ermöglicht die Sicherheitsbarriere die Kommunikation der
Kommunikationseinrichtungen untereinander über den Schlauch,
während elektrostatische Entladungen im Schlauch nicht über die
eine Kommunikationseinrichtung abgeleitet werden, sondern
direkt zu den Behältern, mit denen der Schlauch verbunden ist.
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Vorteilhafterweise verbindet eine erste
Sicherheitsbarriere die erste Kommunikationseinrichtung und den Schlauch, und
eine zweite Sicherheitsbarriere die zweite
Kommunikationseinrichtung und den Schlauch. Auf diese Weise wird die elektrische
Energie, welche von der ersten Kommunikationseinrichtung und
von der zweiten Kommunikationseinrichtung erzeugt wird, auf
einen Pegel begrenzt, bei welchem keine Funken auftreten.
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Die Erfindung wird nun an Hand eines Beispieles
ausführlicher unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
erläutert, in denen:
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Fig. 1 schematisch eine erste vorteilhafte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems zeigt;
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Fig. 2 schematisch eine zweite vorteilhafte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zeigt; und
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Fig. 3 schematisch ein Detail der Fig. 1 und 2 zeigt.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind in dieser ein erster
Behälter in Form eines Abteiles 1 eines Straßentankfahrzeuges 3
und ein zweiter Behälter in Form eines Kraftstofflagertankes 5
gezeigt. Das Abteil 1 des Tankfahrzeuges 3 ist mit einem
Einlaß/Auslaß 7 ausgestattet, und der Lagertank 5 ist mit einem
Auslaß 9 versehen.
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Ein elektrisch leitender Schlauch 11 zur Übertragung von
Kraftstoff vom Lagertank 5 zum Abteil 1 des Tankfahrzeuges 3
ist an seinen entgegengesetzten Enden mit dem Auslaß 9 des
Lagertankes 5 bzw. dem Einlaß/Auslaß 7 des Abteiles 1 über
Kupplungen 13, 15 verbunden. Jede Kupplung 13, 15 ist mit einem
Isolator 17, 19 ausgestattet, um zu verhindern, daß elektrische
Ströme direkt vom Schlauch 11 zum Lagertank 5 oder zum
Tankfahrzeug 3 fließen.
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Eine erste Kommunikationseinrichtung in Form einer
elektronischen Abfrageeinrichtung 21 und eine erste elektronische
Sicherheitsbarriere 23 sind in jeder beliebigen, für diesen
Zweck geeigneten Weise am Tankfahrzeug 3 angeordnet. Die erste
Sicherheitsbarriere 23 ist mit der Abfrageeinrichtung 21 über
geeignete Verbindungen 25, 27, mit dem Schlauch 11 über eine
geeignete Verbindung 29 und mit dem Einlaß/Auslaß 7 des
Abteiles 1 über eine geeignete Verbindung 31 verbunden.
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Eine zweite Kommunikationseinrichtung in Form eines
elektronischen "Schildes" 41 und eine zweite elektronische
Sicherheitsbarriere 43 sind auf beliebige, für diesen Zweck geeignete
Art in der Nähe des Lagertankes 5 angeordnet. Die zweite
Sicherheitsbarriere 43 ist entsprechend mit dem Schild 41 über
geeignete Verbindungen 45, 47, mit dem Schlauch 11 über eine
geeignete Verbindung 49 und mit dem Auslaß 9 des Lagertankes 5
über eine geeignete Verbindung 51 verbunden.
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Das elektronische Schild 41 kann jede beliebige relevante
Information enthalten, z.B. den erforderlichen Produktcode,
Codes bezüglich des Lagertankes 5, die Tanknummer u.dgl.
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Ein Ventil 61 ist am Einlaß/Auslaß 7 des Abteiles 1
vorgesehen, und eine Pumpe 63 ist am Auslaß 9 des Lagertankes 5
vorgesehen, welches Ventil 61 und welche Pumpe 63 beide von der
Abfrageeinrichtung 21 elektronisch steuerbar sind. Ein
Überfülldetektor 65 ist am Abteil 1 angeordnet, welcher Detektor 65
mit der Abfrageeinrichtung 21 zusammenwirkt, um die Pumpe 63
anzuhalten und das Ventil 61 zu schließen, wenn ein Überfüllen
des Abteiles 1 erkannt wird. Eine dritte elektronische
Sicherheitsbarriere 71 verbindet die Abfrageeinrichtung 21 mit dem
Ventil 61, der Pumpe 63 und dem Überfülldetektor 65 über
Verbindungen 73, 75, 77.
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Der Lagertank 5 ist permanent mit Erde verbunden, während
das Tankfahrzeug 3 mit Hilfe eines Erdungskabels 79 lösbar mit
Erde verbunden ist.
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Fig. 2 zeigt im wesentlichen dieselbe Ausführungsform wie
zuvor unter Bezugnahme unter Fig. 1 beschrieben, jedoch mit
einem zweiten Behälter in Form eines
Kraftstoff-Einzelverkaufstankes 85 und ohne Verbindungen der dritten Sicherheitsbarriere
71 mit einer Pumpe und einem Überfülldetektor. Der Verkaufstank
besitzt einen Einlaß 87, an welchen der Schlauch 11 auf jede
beliebige, für diesen Zweck geeignete Weise angeschlossen wird.
Die zweite Sicherheitsbarriere ist über eine Verbindung 51 auf
jede beliebige, für diesen Zweck geeignete Weise mit dem Einlaß
87 des Verkaufstankes verbunden.
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Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer vorteilhaften
Sicherheitsbarriere 90, die bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
des Systems verwendet werden kann. Die Sicherheitsbarriere 90
weist vier Verbindungen 91, 92, 93, 94, zwei Zener-Dioden 95,
96, zwei Widerstände 97, 98 und eine Sicherung 99 auf. Andere
geeignete Beispiele von Sicherheitsbarrieren, die bei dem
System der Erfindung verwendet werden könnten, sind im
Meßtechnikkatalog 1989 angeführt.
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Die Zener-Dioden 95, 96 der Sicherheitsbarriere 90
begrenzen die über die Barriere 90 übertragenen Spannungen auf die
maximale Spannung, bei welcher die Zener-Dioden 95, 96 leitend
werden, während die Sicherung 99 die über die Barriere 90
übertragenen Ströme auf den maximalen Strom der Sicherung 99
begrenzt. Somit wird die elektrische Energie, welche über die
Sicherheitsbarriere 90 übertragen wird, auf einen Pegel
begrenzt, bei welchem keine Entzündung von explosiven Dämpfen
auftritt.
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Die genannte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Systems kann beispielsweise als
Kraftstoffübertritt-Verhinderungssystem verwendet werden, um zu überprüfen, ob das richtige
Abteil 1 des Tankfahrzeuges 3 über den Schlauch 11 mit dem
Lagertank 5 verbunden ist, damit gewährleistet ist, daß die
richtige Kraftstoffart vom Lagertank 5 zum Abteil 1 übertragen
wird. Dies wird in der folgenden Weise erreicht. Auf dem Schild
41 ist Information bezüglich der im Lagertank 5 vorhandenen
Kraftstoffart gespeichert. Die Abfrageeinrichtung 21 wird dann
dazu gebracht, ein Abfragesignal über die erste
Sicherheitsbarriere 23, den Schlauch 11 und die zweite Sicherheitsbarriere
43 zum Schild 41 zu senden. Das Schild 41 sendet ein
Antwortsignal in der umgekehrten Richtung zu der Abfrageeinrichtung
21, welches Antwortsignal vom Abfragesignal und der im Schild
41 gespeicherten Information abhängt. Das Antwortsignal gibt
an, ob das richtige Abteil 1 mit dem Lagertank 5 verbunden ist
oder ein falsches Abteil.
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Wenn das richtige Abteil 1 mit dem Lagertank 5 verbunden
ist, veranlaßt die Abfrageeinrichtung 21 das Öffnen des
Ventiles 61 und den Betrieb der Pumpe 63, so daß Kraftstoff vom
Lagertank 5 zum Abteil 1 übertragen wird. Wenn der
Überfülldetektor 65 während der Kraftstoffübertragung ein Überfüllen des
Abteiles 1 erkennt, veranlaßt der Überfülldetektor 65, daß die
Abfrageeinrichtung 21 den Betrieb der Pumpe 63 anhält und das
Ventil 61 schließt.
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Wenn ein falsches Abteil mit dem Lagertank 5 verbunden
ist, veranlaßt die Abfrageeinrichtung 21 kein Öffnen des
Ventiles 61 und keinen Betrieb der Pumpe 63, so daß die
Kraftstoffübertragung verhindert wird.
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Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems
kann beispielsweise dazu verwendet werden, zu überprüfen, ob
das richtige Abteil 1 des Tankfahrzeuges 3 über den Schlauch 11
mit dem Verkaufstank verbunden ist, um zu gewährleisten, daß
die richtige Kraftstoffart vom Abteil 1 zum Verkaufstank 85
übertragen wird. Dies wird in der folgenden Weise erreicht. Im
Schild 41 ist Information bezüglich des Types des im
Verkaufstank 85 zu lagernden Kraftstoffes gespeichert. Die
Abfrageeinrichtung 21 wird dann dazu gebracht, ein Abfragesignal über die
erste Sicherheitsbarriere 23, den Schlauch 11 und die zweite
Sicherheitsbarriere 43 zum Schild 41 zu senden. Das Schild 41
sendet ein Antwortsignal in der umgekehrten Richtung zur
Abfrageeinrichtung 21, welches Antwortsignal vom Abfragesignal und
der im Schild 41 gespeicherten Information abhängt. Das
Antwortsignal gibt an, ob das richtige Abteil 1 mit dem
Verkaufstank 85 verbunden ist, oder ein falsches Abteil.
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In dem Fall, daß das richtige Abteil 1 mit dem
Verkaufstank 85 verbunden ist, veranlaßt die Abfrageeinrichtung 21 ein
Öffnen des Ventiles 61, so daß Kraftstoff vom Abteil 1 über den
Schlauch 11 zum Verkaufstank 85 fließen kann.
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In dem Fall, daß ein falsches Abteil mit dem Verkaufstank
85 verbunden ist, veranlaßt die Abfrageeinrichtung 21 kein
Öffnen des Ventiles 61, so daß die Kraftstoffübertragung
verhindert wird.
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Für Fachleute ist jedoch ersichtlich, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf Übertritt-Verhinderungssysteme beschränkt
ist, sondern vielmehr auch als in sich sichere Datenverbindung
mit integrierten Sicherheitsbarrieren für die elektronische
Übertragung von relevanten Betriebsdaten, die elektronische
Identifikation der Produkte u.dgl. auf dem Gebiet der
Kraftstoff- und Chemikalienverteilung angewendet werden kann.
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Zahlreiche Modifikationen der vorliegenden Erfindung
werden Fachleuten aus der vorangehenden Beschreibung und den
begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden. Es ist beabsichtigt,
daß diese Modifikationen in den Rahmen der angeschlossenen
Ansprüche fallen.