EP4200678A1 - Feldgerät, messanordnung sowie zum betreiben eins solchen feldgeräts - Google Patents

Feldgerät, messanordnung sowie zum betreiben eins solchen feldgeräts

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Publication number
EP4200678A1
EP4200678A1 EP20758175.2A EP20758175A EP4200678A1 EP 4200678 A1 EP4200678 A1 EP 4200678A1 EP 20758175 A EP20758175 A EP 20758175A EP 4200678 A1 EP4200678 A1 EP 4200678A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
field device
service
triggering element
designed
requested
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20758175.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian KRÄMER
Patrick HEIZMANN
Stefan Allgaier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vega Grieshaber KG filed Critical Vega Grieshaber KG
Publication of EP4200678A1 publication Critical patent/EP4200678A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41805—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by assembly
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25428—Field device
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present application relates to a field device with the features of the preamble of patent claim 1, a measuring arrangement with the features of patent claim 11 and a method for operating such a field device with the features of the preamble of patent claim 11.
  • Such field devices can, for example, be measuring devices, in particular designed as filling level or limit level measuring devices, pressure measuring devices or temperature measuring devices.
  • field devices are often used that are used to record and/or influence process variables.
  • Examples of such field devices are filling level measuring devices, limit level measuring devices and pressure measuring devices with sensors that record the corresponding process variables filling level, limit level or pressure.
  • Such field devices are often connected to higher-level units, for example control systems or control units. These higher-level units are used for process control, process visualization and/or process monitoring.
  • Field devices can thus in particular be actuators, sensors and measuring transducers and/or evaluation devices.
  • modular field devices that are assembled from a modular field device concept.
  • a modular field device concept a number of combinable sensors, housings, electronic units or electronic modules and operating and/or display units, which are each coordinated with one another, can be selected and a corresponding field device can be set up.
  • Such a modular field device concept is offered, for example, by the company Vega Grieshaber KG.
  • a sensor, a corresponding electronic module that contains the field device electronics, i.e. in particular measured value processing and an interface to a controller and, if applicable, a fieldbus used, as well as various display and/or operating units can usually be combined.
  • the sensors, electronic modules and display and/or operating units are adapted both to one another and to various available housings.
  • the present application also relates to self-sufficient measuring arrangements, in particular self-sufficient filling level or point level sensors.
  • the self-sufficient fill level or limit level sensors are preferably designed as radar sensors and have - to ensure the self-sufficiency of the sensors - in addition to a measuring transducer for acquiring measurement data, a transmission device for preferably wireless transmission of acquired measurement data or measured values and a separate power supply.
  • the transmission device can preferably be a Radio module for a narrowband radio technology (LoRa, Sigfox, LTE-M, NB-IOT), which transmits the measurement data or measurement values to a cloud, ie to a server on the World Wide Web.
  • the energy supply is preferably designed as a battery or accumulator and can also include an energy harvesting module.
  • Typical application scenarios for such field devices include, in particular, inventory management or measurement tasks on mobile containers.
  • Known field devices of the aforementioned type previously made it possible to transmit measured values, so that a higher-level unit triggered a predetermined action based on the determined measured value. For example, based on the measured value of a fill level measuring device, an inlet can be closed or an outlet can be opened if a limit value is exceeded.
  • a field device with an electronics unit with a communication interface for communication with a service unit, at least one measuring transducer connected to the electronics unit for detecting a measured variable and at least one triggering element connected to the electronics unit is characterized in that the electronics unit is designed and is configured such that a first service request occurs at the service unit upon actuation of the triggering element.
  • the field device makes it possible to trigger a service request through the triggering element, i.e. in particular by actuating the triggering element.
  • the measured variable recorded can be the filling level of a refuse container. If a user of the garbage container, e.g. a resident of the house, knows that an increased volume of garbage is to be expected due to special events and that the garbage container must therefore be emptied at short notice, emptying of the container can be requested manually by actuating the trigger element.
  • emptying can also be requested for other reasons, e.g. because strong-smelling waste was filled in that needs to be disposed of at short notice.
  • a service request is made both when a limit value of the measured variable is exceeded and by the triggering element, i.e. in particular by actuating the triggering element.
  • a service request can be made both by the measuring transducer, i.e. in particular by reaching a limit value of the measured variable, and also by the triggering element, i.e. in particular by actuation of the triggering element. It is therefore possible to request an emptying of the container (as an example service) in addition to an automated service request, e.g. for the above reasons.
  • a predeterminable fill level it is known from experience, for example, that the refuse container will be full within the next two days and must be emptied. In this case, a service request, in the present example, an emptying of the container is automatically requested by the field device. If a resident of the house knows that the filling level will rise sharply in the short term, and the filling level is therefore currently still below the limit value, but will exceed it for a short time, a service request can also be made manually.
  • the field device can also have a display element for displaying a triggering and/or for confirming a service request and/or for signaling a confirmation from the service unit, i.e. a confirmation from the service unit that the requested service is being carried out.
  • a display element can, for example, be an illuminant, in particular in the form of a light-emitting diode or another energy-saving illuminant.
  • the triggering can be indicated by flashing of the display element, and the confirmation of the service unit can be signaled by the lighting of the display element.
  • the display element could also be implemented acoustically, for example by a loudspeaker.
  • the field device can be embodied as a field device for process automation.
  • field devices are often used that are used to record and/or influence process variables.
  • Examples of such field devices are filling level measuring devices, limit level measuring devices and pressure measuring devices with sensors or measuring transducers that record the corresponding process variables or measured variables of filling level, limit level or pressure.
  • Such field devices are often connected to higher-level units, for example control systems, control units or, in the present case, a service unit. These higher-level units are used for process control, process visualization and/or process monitoring.
  • the field device is designed as a fill level measuring device.
  • Level measuring devices can be used to advantage in many industrial, but also everyday applications of warehousing and stockkeeping, but also in disposal. In this way, processes can easily be automated and at the same time manually overridden by the user. For example, warehouse stocks can be monitored in this way and ordering processes can be triggered as a service if the stock falls below a minimum level, ie for example a minimum fill level. Disposal containers can also be monitored and emptying can be requested as a service.
  • the electronics can be designed in such a way that multiple actuation of the triggering element triggers at least one second service request that is different from the first.
  • multiple actuation of the triggering element triggers at least one second service request that is different from the first.
  • prioritized emptying or replacement of the container can be requested as a service if the triggering element is actuated multiple times or for different lengths of time. For example, a brief actuation of the triggering element of less than 1 second and a long actuation of the triggering element of, for example, longer than 2 seconds or longer than 3 seconds can be distinguished.
  • Another service can also be requested for an order. If, for example, a regular reordering of the monitored filling material is triggered, a new container with filling material can be requested when the triggering element is actuated several times.
  • the field device can have a touch display.
  • a touch display is to be understood as an integrated, touch-sensitive display element, via which both inputs by touch and outputs by displaying information are possible. If a touch display is used, there is the possibility that a specific time for a service to be carried out will be reported back as a confirmation of the service. For example, it can be displayed when a disposal container is emptied or when a reordered product is delivered.
  • the triggering element can be arranged separately from the field device. This means that the triggering element can be arranged remotely from the field device with the measuring transducer. This can be necessary, for example, if the field device and the transmitter are not accessible for manual operation. This can be the case, for example, with particularly high containers, or when the field device is arranged inside a container.
  • the field device is designed as an autonomous field device.
  • the present embodiment essentially relates to autonomous field devices, in particular autonomous level sensors or point level sensors.
  • the self-sufficient fill level or limit sensors are preferably designed as radar sensors and, in order to ensure the self-sufficiency of the sensors, have, in addition to a measurement sensor for acquiring measurement data, a transmission device for preferably wireless transmission of acquired measurement data or measurement values, and their own power supply.
  • the transmission device can preferably be a radio module for narrowband radio technology (LoRa, Sigfox, LTE-M, NB-IOT), which transmits the measurement data or measurement values to a cloud, i.e. to a server on the World Wide Web.
  • the energy supply is preferably designed as a battery or accumulator and can also include an energy harvesting module.
  • Typical application scenarios for such field devices include, in particular, inventory management or measurement tasks on mobile containers.
  • for attachment to a container means that the measuring arrangement can be attached to the container in a non-invasive, i.e. non-destructive manner, i.e. in particular without drilling or other measures that could damage the container.
  • the communication interface to the service point can be said radio interface. Both a measured value transmission and the service request can thus take place via the radio interface.
  • the field device can have a feedback device that makes it possible to confirm a successful request for the service and—depending on the configuration—to report back a successful service request and/or a specific point in time for the service execution.
  • a measuring arrangement according to the invention with a field device as described above is characterized in that the measuring arrangement comprises a computer with a display on which a virtual representation of the field device and/or the triggering element can be displayed, with a service request being possible using the virtual representation of the field device .
  • a service request from the computer of the measuring system can be made in a simple manner by means of a corresponding virtual representation of the field device or the triggering element.
  • the computer can be designed, for example, as a desktop computer, tablet computer, server, cloud computing or mobile phone, on which a corresponding program for displaying the virtual representation and for communicating with the field device runs.
  • the communication with the field device can take place, for example, via a radio link that is set up via a radio module of the computer.
  • a method according to the invention for operating a field device according to the above description is characterized in that a service takes place at the service unit when the triggering element is actuated.
  • a service request occurs both when a limit value of the measured variable is reached or exceeded and when the triggering element is actuated.
  • the service can thus be requested both automatically and manually.
  • the triggering element is triggered manually.
  • it can be triggered manually by pressing a button or a virtual button.
  • a service request can thus be made easily and intuitively.
  • the service request via a button can be protected by an integrated fingerprint sensor, for example, or by activation with a certain key sequence in order to protect against unauthorized requests.
  • Provision can also be made for a service request based on the triggering element to be treated with a higher priority than a service request based on the measuring element.
  • a higher priority can mean, for example, that the requested service is executed earlier.
  • different services can be requested by different actuation of the triggering element. It can be provided that a single actuation of the triggering element requests one service, and multiple actuations of the triggering element within a predetermined time request another service. The action of the other service can also match the first service, but it can be executed with an increased priority.
  • a simple actuation of the trigger element can cause a disposal container to be emptied within 2 working days, and repeated actuation of the trigger element can cause the disposal container to be emptied within 24 hours.
  • a replacement of the disposal container can be requested by a different actuation of the triggering element, for example holding it down for at least a predetermined period of time, for example at least 5 seconds.
  • feedback can be sent to the field device if the service request is successful. This means that, for example, successful transmission of the service request and/or successful planning of the service can be confirmed.
  • successful transmission of the service request can be signaled, for example, by the illuminant flashing, and successful planning of the service can be signaled by the illuminant being illuminated.
  • the feedback can contain a specific point in time for the service to be carried out, which is shown on the display will. For example, you can report back when a disposal container is scheduled to be emptied.
  • the procedure can have the following steps:
  • optical feedback can also be used by the sensor itself, for example to visualize the sensor status or the filling level using a color gradient.
  • the type of feedback and the request can be freely configurable.
  • the type of visual display of the feedback can be configured differently, for example using different flashing sequences and/or colors.
  • Different actuations of the request unit can also be provided. For example, a short press of the button or a long press of the button or different sequences can request different services.
  • features and properties of the proposed field device correspond to those of the proposed method and vice versa.
  • FIG. 1 shows a measuring arrangement with a field device according to the present application
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a field device according to the present application
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a field device according to the present application
  • FIG. 4 shows a first possible sequence of a method for operating a measuring arrangement with only one field device according to the present application
  • FIG. 5 shows a second possible course of a method for operating a measuring arrangement with a plurality of field devices according to the present application.
  • FIG. 1 shows a measuring arrangement 1 with a field device 3 according to the present application.
  • the field device 3 is designed as a level measuring device and is attached to a container 70, in the present case an intermediate bulk container (IBC) for level measurement.
  • a filling material 71 is arranged in the container 70 , the filling level of which is to be monitored by means of the filling level measuring device 3 .
  • the filling level measuring device 3 is designed as an autonomous radar filling level measuring device which contains a measuring transducer 9 designed as a radar sensor, of which an antenna cone is visible in the present exemplary embodiment.
  • the fill level measuring device 3 has an integrated power supply and a communication interface 5 designed as a radio interface for communication with higher-level units. Such a superordinate unit is shown as a service unit 7 in the present exemplary embodiment.
  • the service unit 7 can be designed, for example, as a server in a data network, in which the field device 3 can request a service via the communication interface 5 .
  • a service can be, for example—if the container 70 is a disposal container—emptying the container 70 . If the container 70 is a storage container, the service may be filling or replacing the empty container 70 with a full container.
  • an emptying of the container 70 is requested as a service when a filling level of the filling material 71 exceeds a predefined limit value, which in the present exemplary embodiment corresponds to 90% of a permissible filling level of the container 70 .
  • the field device 3 has a trigger element 11 designed as a button, by means of which manually, d. H. by pressing button 11 the service just described, i. H. the emptying of the container 70, can also be requested.
  • the field device 3 requests service from the service unit 7, this is signaled via a feedback device 13 designed as a light-emitting diode.
  • the light-emitting diode 13 begins to flash immediately after the service has been requested by the field device 3 and thus signals that a service request has been sent by the field device.
  • the request for the service is received by the service unit 7 and scheduled according to the available resources Service unit 7 confirmed and this confirmation sent to the field device 3.
  • the confirmation has been received by the field device 3
  • this is signaled by the fact that the light-emitting diode 13 no longer flashes and is now permanently lit.
  • the light-emitting diode 13 goes out again, thus signaling that no service was currently requested by the field device.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a field device 3 according to the present application.
  • the field device 3 according to FIG. 2 is also designed as a level measuring device, and in the present case as an autonomous radar level measuring device.
  • the radar sensor 9 emits brief electromagnetic radiation in the direction of the filling material, as shown in Figure 1, and, based on an evaluation of the radar waves reflected by the filling material, determines a distance between the filling material surface and the radar sensor and thus a filling level in the container 70.
  • the lighting unit is designed in such a way that a plurality of different colors can be output for signaling.
  • a service request is signaled by the feedback device 13 lighting up yellow and a confirmation from the service unit 7 by the feedback device 13 lighting up green.
  • a computer 15 is also shown, which is connected to the field device 3 via a short-distance radio module connection, for example Bluetooth.
  • a virtual representation 19 of the field device 3 is shown on a display 17 of the computer 15 and shows the current status of a service request according to the status of the field device 3 also on the display 17.
  • a service request can also be made in this exemplary embodiment by clicking on the button in the virtual representation 19.
  • the computer 15 is in the form of a laptop, but can also be in the form of a tablet computer, smartphone or manufacturer-specific proprietary terminal, for example, depending on the requested scenario.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a field device 3 according to the present application.
  • the field device 3 according to FIG. 3 corresponds in its basic structure to the field device according to FIG.
  • a touch-sensitive display unit can be used both to manually request the service by touching the touch-sensitive display unit and to confirm via the display. In addition to simple signaling by flashing or lighting in different ways, such a display unit can also be used to report back a specific execution time for the requested service and display it in plain text.
  • a combination with a computer 15, as shown in connection with FIG. 2, is not shown in the present exemplary embodiment, but can also be set up if required.
  • FIG. 4 shows a first possible sequence of a method for operating a measuring arrangement according to FIG. 1 with a field device according to one of FIGS. 1-3.
  • a service in the present exemplary embodiment an emptying of the container 70, is requested.
  • the service can be requested in an automated manner by the field device 3 when this determines by means of the measuring transducer 9 that the filling material 71 has a predetermined filling level in the container exceeds or falls below or manually by actuating the trigger element 11.
  • the feedback device 13 signals by flashing or lighting up in a predetermined color that the service has been requested.
  • the display of the touch-sensitive display unit signals that a service has been requested and the time of the service request is also shown on the display.
  • a third step 403 the service is confirmed by the service unit 7 and in a fourth step 404 the confirmation is displayed on the field device 3 .
  • this is done by the feedback device 13 lighting up continuously, possibly in a predetermined color, and in the second variant by showing the confirmation on the display with an announced time for the service to be carried out.
  • a fifth step 405 the requested service is executed and the execution of the service is acknowledged.
  • the execution of the service and the acknowledgment is signaled in a sixth step 406 on the field device 3 by the fact that the feedback device 13 is off, i.e. in particular it does not light up, or does not display anything, or is deactivated.
  • FIG. 5 shows a second possible course of a method for operating a measuring arrangement 1 with a plurality of field devices 3 according to the present application.
  • the multiple field devices can be arranged on one container 70 or on multiple containers 70, with a requested service being performed jointly for all containers 70 in each case.
  • a service is requested by one of the field devices 3, the request for the service--as in the method explained in FIG Limit value or manually by actuating the trigger element 11 one of the field devices 3 can be done.
  • the service request is signaled by the feedback device 13, which can be done depending on the type of feedback device 13 by blinking, glowing in a predetermined color or displaying the service request together with the time of the service request.
  • the service request is signaled by a field device 3 to all field devices 3 by the feedback device 13 .
  • a fourth step 504 the successfully transmitted confirmation is signaled by the feedback device 13 of all field devices 3, with this—again depending on the type of feedback device 13—by lighting up , possibly glowing in a predetermined color or displaying the confirmation with a notified time for the execution of the service.
  • the requested service is performed on all affected containers and acknowledged.
  • the successful execution of the service and acknowledgment is signaled in a sixth step by the feedback device 13, this also being done in this exemplary embodiment by the feedback devices being off, i.e. in particular they are not lit, do not display anything, or are deactivated.
  • one and the same field device can also request different services and the identical service with different priorities. This can be done either automatically, for example when predetermined limit values are exceeded, or manually, for example by pressing the trigger element 11 once or several times or by keeping it pressed.
  • an emptying of the container 70 can be requested with normal priority when a fill level of 80% is reached. Will then before the requested service was performed, ie before the container 70 was emptied, a filling level of 90% was reached, the same service can now be requested by the same field device but with increased priority.
  • an increased priority in the service request can mean, for example, that the container 70 must be emptied within a maximum specified period of time.
  • a manual request for the service can also take into account the different priorities described above. For example, a normal priority service request can be made by simply pressing the trigger. A service request with an increased priority can be requested by simply pressing the trigger element 11, for example.
  • a third service for example an exchange of the container 70, can then be requested.
  • the services described should only be understood as examples and can be adapted to the intended use of the respective field device 3 .

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feldgerät (3) mit einer Elektronikeinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle (5) zur Kommunikation mit einer Diensteinheit (7), wenigstens einem mit der Elektronikeinheit verbundenen Messumformer (9) zur Erfassung einer Messgröße und wenigstens einem mit der Elektronikeinheit verbundenen Auslöseelement, wobei die Elektronikeinheit derart ausgebildet und konfiguriert ist, dass eine erste Dienstanforderung bei der Diensteinheit (7) sowohl bei Überschreiten eines Grenzwertes der Messgröße als auch bei einer Betätigung des Auslöseelementes erfolgt

Description

Feldgerät, Messanordnung sowie zum Betreiben eins solchen Feldgeräts
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Feldgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, eine Messanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Feldgeräts mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 11.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Feldgeräten und Verfahren zum Betreiben von Feldgeräten bekannt. Solche Feldgeräte können bspw. Messgeräte, insbesondere als Füllstand- oder Grenzstandmessgeräte, Druckmessgeräte oder Temperaturmessgeräte ausgebildet sein.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandmessgeräte, Grenzstandmessgeräte und Druckmessgeräte mit Sensoren, die die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Grenzstand oder Druck erfassen. Häufig sind solche Feldgeräte mit übergeordneten Einheiten, zum Beispiel Leitsystemen oder Steuereinheiten, verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung und/oder Prozessüberwachung.
Unter dem Begriff Feldgerät werden dabei verschiedene technische Einrichtungen subsummiert, die mit einem Produktionsprozess in direkter Beziehung stehen. Feldgeräte können damit insbesondere Aktoren, Sensoren und Messumformer und/oder Auswertegeräte sein.
Deutlich von Feldgeräten abzugrenzen sind in der Terminologie, wie sie in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, übergeordnete Einheiten, die dem Bereich der Leitwarten zuzuordnen sind.
Feldgeräte messen als Prozessmessgeräte seit vielen Jahren zuverlässig prozessrelevante Messgrößen von Medien in den unterschiedlichsten Anwendungen. In den Anfangsjahren der Prozessleittechnik wurden die ermittelten Messwerte zumeist in analoger Weise mit Hilfe analoger Schnittstellen, beispielsweise einer 4- 20 mA Schnittstelle, von einem Prozessmessgerät hin zu einer übergeordneten Einheit bspw. einem Auswertegerät oder einer Prozessleitstelle übertragen. Im Zuge der Digitalisierung wurde dieser Standard durch zusätzliches Einprägen digitaler Signale, beispielsweise nach dem HART-Standard, erweitert, wodurch auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen Prozessmessgerät und Prozessleitstelle möglich wurde. Charakteristisch an solchen Prozessleitsystemen war aber, dass die Anlagen im Wesentlichen im Inselbetrieb betrieben wurden. Eine Verbindung zwischen unterschiedlichen Prozessleitsystemen verschiedener Standorte o- der verschiedener Firmen oder eine Anbindung der Systeme ans World Wide Web war nicht vorgesehen.
Aus dem Stand der Technik sind ferner modular aufgebaute Feldgeräte, die aus einem modularen Feldgerätekonzept zusammengestellt sind, bekannt. Bei einem modularen Feldgerätekonzept können aus einer Mehrzahl von kombinierbaren Sensoren, Gehäusen, Elektronikeinheiten bzw. Elektronikmodulen und Bedien- und/ oder Anzeigeeinheiten, die jeweils aufeinander abgestimmt sind, ausgewählt und ein entsprechendes Feldgerät aufgebaut werden. Ein solches modulares Feldgerätekonzept wird bspw. von der Firma Vega Grieshaber KG angeboten. Kombinierbar sind in der Regel ein Sensor, ein entsprechendes Elektronikmodul, das die Feldgeräteelektronik, d.h. insbesondere eine Messwertverarbeitung und eine Schnittstelle zu einer Steuerung und ggf. einem verwendeten Feldbus enthält, sowie verschiedene Anzeige- und/oder Bedieneinheiten. Die Sensoren, Elektronikmodule und Anzeige und/oder Bedieneinheiten sind sowohl aneinander als auch an verschiedene verfügbare Gehäuse angepasst.
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich ferner auf autarke Messanordnungen, insbesondere autarke Füllstand- oder Grenzstandsensoren. Die autarken Füllstandoder Grenzstandsensoren sind vorzugsweise als Radarsensoren ausgebildet und weisen - um die Autarkie der Sensoren sicher zu stellen - neben einem Messaufnehmer zur Erfassung von Messdaten eine Übermittlungseinrichtung zur, vorzugsweise drahtlosen, Übermittlung erfasster Messdaten oder Messwerte und eine eigene Energieversorgung auf. Die Übermittlungseinrichtung kann bevorzugt ein Funkmodul für eine Schmalbandfunktechnologie (LoRa, Sigfox, LTE-M, NB-IOT) sein, das die Messdaten oder Messwerte in eine Cloud, d.h. auf einen Server im World Wide Web überträgt. Die Energieversorgung ist vorzugsweise als Batterie oder Akkumulator ausgebildet und kann zusätzlich ein Energy-Harvesting-Modul umfassen.
Typische Anwendungsszenarien für solche Feldgeräte umfassen insbesondere Lagerbestandsverwaltung oder Messaufgaben an mobilen Behältnissen.
Bekannte Feldgeräte der vorgenannten Art ermöglichen es bisher, Messwerte zu übermitteln, sodass eine übergeordnete Einheit basierend auf dem ermittelten Messwert eine vorbestimmte Aktion auslöst. Bspw. kann basierend auf dem Messwert eines Füllstandmessgerätes bei Überschreiten eines Grenzwertes ein Zulauf geschlossen, oder ein Ablauf geöffnet werden.
An den aus dem Stand der Technik bekannten Feldgeräten wird es als nachteilig empfunden, dass die vorbestimmten Aktionen nur auf Basis des Messwertes ausgelöst werden können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Feldgerät, eine Messanordnung und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Feldgeräts bereitzustellen, das einen deutlich flexibleren Betrieb ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Feldgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Messanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Messgeräts mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Feldgerät mit einer Elektronikeinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einer Diensteinheit, wenigstens einem mit der Elektronikeinheit verbundenen Messumformer zur Erfassung einer Messgröße und wenigstens einem mit der Elektronikeinheit verbundenen Auslöseelement, zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektronikeinheit derart ausgebildet und konfiguriert ist, dass eine erste Dienstanforderung bei der Diensteinheit bei einer Betätigung des Auslöseelementes erfolgt.
Durch das erfindungsgemäße Feldgerät wird es ermöglicht, eine Dienstanforderung durch das Auslöseelement, d.h. insbesondere durch eine Betätigung des Auslöseelements auszulösen. So ist es bspw. möglich, eine manuelle Dienstanforderung zu realisieren. In einer Ausführungsform kann es sich bei der erfassten Messgröße um den Füllstand eines Müllbehälters handeln. Weiß ein Nutzer des Müllbehälters, bspw. ein Hausbewohner, dass aufgrund besonderer Ereignisse mit einem erhöhten Müllaufkommen zu rechnen ist, und dass der Müllbehälter daher kurzfristig geleert werden muss, so kann durch Betätigung des Auslöseelements manuell eine Leerung des Behälters angefordert werden.
Eine Leerung kann selbstverständlich auch aus anderen Gründen angefordert werden, bspw. weil stark riechender Müll eingefüllt wurde, der kurzfristig entsorgt werden soll.
In einer Variante des Feldgeräts erfolgt eine Dienstanforderung sowohl bei überschreiten eines Grenzwertes der Messgröße als auch durch das Auslöseelement, d.h. insbesondere durch eine Betätigung des Auslöseelements.
Auf diese Weise kann sowohl durch den Messumformer, d.h. insbesondere durch Erreichen eines Grenzwertes der Messgröße, also auch durch das Auslöseelement, d.h. insbesondere durch eine Betätigung des Auslöseelements eine Dienstanforderung erfolgen. Es ist damit möglich, neben einer automatisierten Dienstanforderung auch manuell, bspw. aus den o.g. Gründen eine Leerung des Behälters (als beispielhaften Dienst) anzufordern.
Wird ein vorbestimmbarer Füllstand überschritten, so ist bspw. aus Erfahrungswerten bekannt, dass der Müllbehälter innerhalb der nächsten zwei Tage voll ist, und geleert werden muss. In diesem Fall wird durch das Feldgerät automatisiert eine Dienstanforderung, im vorliegenden Beispiel, eine Leerung des Behälters angefordert. Ist einem Hausbewohner bekannt, dass der Füllstand kurzfristig stark ansteigen wird, der Füllstand daher zwar derzeit noch unterhalb des Grenzwertes ist, aber diesen kurzfristig überschreiten wird, so kann auch manuell eine Dienstanforderung erfolgen.
Das Feldgerät kann ferner ein Anzeigeelement zur Anzeige einer Auslösung und/oder zur Bestätigung einer Dienstanforderung und/oder zur Signalisierung einer Bestätigung der Diensteinheit, d.h. einer Bestätigung der Diensteinheit, dass der angeforderte Dienst ausgeführt wird, aufweisen. Ein solches Anzeigeelement kann bspw. ein Leuchtmittel, insbesondere in Form einer Leuchtdiode oder eines anderen energiesparenden Leuchtmittels sein. Beispielsweise kann durch Blinken des Anzeigeelements die Auslösung angezeigt, und durch Leuchten des Anzeigeelements, die Bestätigung der Diensteinheit signalisiert werden. Das Anzeigeelement könnte auch akustisch durch beispielsweise einen Lautsprecher umgesetzt sein.
In einer Ausgestaltungsform kann das Feldgerät als Feldgerät der Prozessautomatisierung ausgebildet sein.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte, eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandmessgeräte, Grenzstandmessgeräte und Druckmessgeräte mit Sensoren bzw. Messumformern, die die entsprechenden Prozessvariablen bzw. Messgrößen Füllstand, Grenzstand oder Druck erfassen. Häufig sind solche Feldgeräte mit übergeordneten Einheiten, zum Beispiel Leitsystemen, Steuereinheiten oder vorliegend einer Diensteinheit, verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung und/oder Prozessüberwachung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Feldgerät als Füllstandmessgerät ausgebildet. Füllstandmessgeräte können in vielen industriellen, aber auch alltäglichen Anwendungen der Lager- und Vorratshaltung aber auch der Entsorgung vorteilhaft eingesetzt werden. Auf diese Weise können einfach Prozesse automatisiert ausgestaltet werden und gleichzeitig vom Anwender manuell übersteuert werden. Bspw. können auf diese Weise Lagerbestände überwacht und bei Unterschreiten eines Mindestbestands, d.h. bspw. eines minimalen Füllstands, Bestell prozesse als Dienst ausgelöst werden. Ebenso können Entsorgungsbehälter überwacht und eine Leerung als Dienst angefordert werden.
In einer Variante kann die Elektronik derart ausgebildet sein, dass eine mehrfache Betätigung des Auslöseelements wenigstens eine von der ersten unterschiedliche, zweite Dienstanforderung auslöst. Auf diese Weise kann bspw. im Falle eines Entsorgungsbehälters bei einer mehrfachen oder unterschiedlichen langen Betätigung des Auslöseelements eine priorisierte Leerung oder ein Austausch des Behälters als Dienst angefordert werden. Beispielsweise können eine kurze Betätigung des Auslöseelements von weniger als 1 Sekunde und eine lange Betätigung des Auslöseelements von beispielsweise länger als 2 Sekunden oder länger als 3 Sekunden unterschieden werden.
Auch für eine Bestellung kann so ein weiterer Dienst angefordert werden. Wird bspw. regulär eine Nachbestellung des überwachten Füllgutes ausgelöst, so kann bei einer mehrfachen Betätigung des Auslöseelements ein neuer Behälter mit Füllgut angefordert werden.
Um eine optimale Bedienung zu ermöglichen, kann das Feldgerät ein Touchdisplay aufweisen. Unter einem Touchdisplay soll vorliegend ein integriertes, berührungssensitives Anzeigeelement verstanden werden, über das sowohl Eingaben durch Berührung als auch Ausgaben durch Anzeigen von Informationen möglich sind. Wenn ein Touchdisplay eingesetzt wird, besteht die Möglichkeit, dass ein konkreter Zeitpunkt für eine Dienstausführung als Bestätigung des Dienstes zurückgemeldet wird. Es kann also bspw. angezeigt werden, wann eine Leerung eines Entsorgungsbehältnisses stattfindet, oder wann eine nachbestellte Ware geliefert wird.
Das Auslöseelement kann von dem Feldgerät abgesetzt angeordnet sein. Das bedeutet, dass das Auslöseelement von dem Feldgerät mit dem Messumformer entfernt angeordnet sein kann. Dies kann bspw. dann notwendig sein, wenn das Feldgerät und der Messumformer für eine manuelle Betätigung nicht zugänglich sind. Dies kann bspw. bei besonders hohen Behältern der Fall sein, oder wenn das Feldgerät im Inneren eines Behälters angeordnet ist.
In einer voreilhaften Weiterbildung ist das Feldgerät als autarkes Feldgerät ausgebildet.
Die vorliegende Ausgestaltung bezieht sich im Wesentlichen auf autarke Feldgeräte, insbesondere autarke Füllstand- oder Grenzstandsensoren. Die autarken Füllstand- oder Grenzstandsensoren sind vorzugsweise als Radarsensoren ausgebildet und weisen - um die Autarkie der Sensoren sicher zu stellen - neben einem Messaufnehmer zur Erfassung von Messdaten eine Übermittlungseinrichtung zur, vorzugsweise drahtlosen, Übermittlung erfasster Messdaten oder Messwerte und eine eigene Energieversorgung auf. Die Übermittlungseinrichtung kann bevorzugt ein Funkmodul für eine Schmalbandfunktechnologie (LoRa, Sigfox, LTE-M, NB-IOT) sein, das die Messdaten oder Messwerte in eine Cloud, d.h. auf einen Server im World Wide Web überträgt. Die Energieversorgung ist vorzugsweise als Batterie oder Akkumulator ausgebildet und kann zusätzlich ein Energy-Harvesting-Modul umfassen.
Typische Anwendungsszenarien für solche Feldgeräte umfassen insbesondere Lagerbestandsverwaltung oder Messaufgaben an mobilen Behältnissen. Zur Anbringung an einem Behältnis bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Messanordnung insbesondere nicht invasiv, d.h. nichtzerstörend, also insbesondere ohne Bohrungen oder andere das Behältnis beschädigende Maßnahmen an dem Behältnis befestigbar ist.
In diesem Zusammenhang kann die Kommunikationsschnittstelle zu der Dienststelle die besagte Funkschnittstelle sein. Sowohl eine Messwertübermittlung als auch die Dienstanforderung kann damit über die Funkschnittstelle erfolgen.
Wie bereits dargestellt, kann das Feldgerät eine Rückmeldeeinrichtung aufweisen, die es ermöglicht, eine erfolgreiche Anforderung des Dienstes zu bestätigen und - je nach Ausgestaltung - eine erfolgreiche Dienstanforderung und/oder einen konkreten Zeitpunkt für die Dienstausführung zurückzumelden. Eine erfindungsgemäße Messanordnung mit einem Feldgerät wie oben beschrieben zeichnet sich dadurch aus, dass die Messanordnung einen Computer mit einer Anzeige umfasst, auf der eine virtuelle Repräsentation des Feldgeräts und/oder des Auslöseelements darstellbar ist, wobei mittels der virtuellen Repräsentation des Feldgeräts eine Dienstanforderung möglich ist.
Durch eine entsprechende virtuelle Repräsentation des Feldgeräts bzw. des Auslöseelements kann auf einfache Art und Weise eine Dienstanforderung von dem Computer des Messsystems erfolgen. Der Computer kann bspw. als Desktop-Computer, als Tabletcomputer, Server, Cloud-Computing oder als Mobiltelefon ausgestaltet sein, auf dem ein entsprechendes Programm zur Darstellung der virtuellen Repräsentation sowie zur Kommunikation mit dem Feldgerät läuft. Die Kommunikation mit dem Feldgerät kann bspw. über eine Funkverbindung, die über ein Funkmodul des Computers aufgebaut wird, erfolgen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Feldgeräts gemäß der obigen Beschreibung, zeichnet sich dadurch aus, dass ein Dienst bei der Diensteinheit bei einer Betätigung des Auslöseelementes erfolgt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann damit erreicht werden, dass der Dienst individuell angefordert werden kann.
In einer Weiterbildung des Verfahrens erfolge eine Dienstanforderung sowohl bei Erreichen oder Überschreiten eines Grenzwertes der Messgröße als auch bei einer Betätigung des Auslöseelements.
Der Dienst kann damit sowohl automatisiert, als auch manuell angefordert werden. In einer Variante des Verfahrens wird das Auslöseelement manuell ausgelöst. Bspw. kann eine manuelle Auslösung durch Betätigen eines Tasters oder eines virtuellen Tasters erfolgen. So kann einfach und intuitiv eine Dienstanforderung erfolgen. Die Dienstanforderung über einen Taster kann durch beispielsweise eines integrierten Fingerprintsensor oder durch Freischaltung mit einer gewissen Tastenfolge geschützt sein um vor unautorisierter Anforderung zu schützen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Dienstanforderung auf Basis des Auslöseelementes mit einer höheren Priorität als eine Dienstanforderung auf Basis des Messelements behandelt wird. Eine höhere Priorität kann dabei bspw. bedeuten, dass der angeforderte Dienst früher ausgeführt wird.
In einer Variante des Verfahrens können durch unterschiedliche Betätigung des Auslöseelements unterschiedliche Dienste angefordert werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine einfache Betätigung des Auslöseelements den einen Dienst, und eine mehrfache Betätigung des Auslöseelements innerhalb einer vorgegebenen Zeit einen anderen Dienst anfordert. Der andere Dienst kann dabei von der Aktion her auch mit dem ersten Dienst übereinstimmen, jedoch mit einer erhöhten Priorität ausgeführt werden.
Beispielsweise kann eine einfache Betätigung des Auslöseelements eine Leerung eines Entsorgungsbehälters innerhalb von 2 Arbeitstagen und eine mehrfache Betätigung des Auslöseelements eine Leerung des Entsorgungsbehälters innerhalb von 24 Stunden auslösen.
Alternativ kann durch eine abweichende Betätigung des Auslöseelements, bspw. ein Gedrückthalten für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer, bspw. mindestens 5 Sekunden, anstelle einer Leerung des Entsorgungsbehälters ein Austausch des Entsorgungsbehälters angefordert werden.
Zur Steigerung der Zuverlässigkeit und des Bedienkomforts kann bei einer erfolgreichen Dienstanforderung an das Feldgerät eine Rückmeldung gesendet werden. Das bedeutet, dass bspw. eine erfolgreiche Übermittlung der Dienstanforderung und/oder eine erfolgreiche Planung des Dienstes bestätigt werden kann. Bei einem Leuchtmittel als Rückmeldeeinrichtung kann bspw. durch ein Blinken des Leuchtmittels eine erfolgreiche Übermittlung der Dienstanforderung und durch Leuchten des Leuchtmittels eine erfolgreiche Planung des Dienstes signalisiert werden.
Bei einem Display als Rückmeldeeinrichtung kann die Rückmeldung einen konkreten Zeitpunkt für die Dienstausführung enthalten, der auf dem Display angezeigt wird. So kann z.B. zurückgemeldet werden, wann eine Leerung eines Entsorgungsbehälters eingeplant ist.
Das Verfahren kann dazu folgende Schritte aufweisen:
- Anfordern eines Dienstes durch Senden einer Nachricht an die Diensteinheit;
- optisches Signalisieren, dass der Dienst angefordert wurde;
- Empfangen einer Bestätigungsnachricht;
- optisches Signalisieren, dass der Dienst bestätigt wurde;
- Rücksetzen der optischen Signalisierung sobald der Dienst ausgeführt wurde;
Auf diese Weise kann durch einfache optische Rückmeldungen ein hoher Bedienkomfort erreicht werden. Die optische Rückmeldung kann auch vom Sensor selbst benutzt werden um beispielsweise den Sensorstatus oder den Füllstand über einen Farbverlauf zu visualisieren.
Die Art und Weise der Rückmeldung und der Anforderung kann frei konfigurierbar ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Art, einer optischen Anzeige der Rückmeldung unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise durch verschiedene Blinksequenzen und /oder Farben. Auch unterschiedliche Betätigungen der Anforderungseinheit können vorgesehen sein. Beispielsweise können ein kurzes Drücken des Tasters oder ein langes Drücken des Tasters oder verschiedene Sequenzen verschiedene Dienste anfordern.
Bevorzugte Ausführungsformen, Merkmale und Eigenschaften des vorschlagsgemäßen Feldgeräts entsprechen denjenigen des vorschlagsgemäßen Verfahrens und umgekehrt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die in den Unteransprüchen einzeln aufgeführten Merkmale können in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander als auch mit den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterten Merkmale kombiniert werden und andere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Messanordnung mit einem Feldgerät gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Feldgeräts gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Feldgeräts gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Figur 4 einen ersten möglichen Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben einer Messanordnung mit nur einem Feldgerät gemäß der vorliegenden Anmeldung und
Figur 5 einen zweiten möglichen Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben einer Messanordnung mit einer Mehrzahl an Feldgeräten gemäß der vorliegenden Anmeldung.
In den Figuren bezeichnen - soweit nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit gleicher Funktion.
Figur 1 zeigt eine Messanordnung 1 mit einem Feldgerät 3 gemäß der vorliegenden Anmeldung.
Das Feldgerät 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Füllstandmessgerät ausgebildet und an einem Behälter 70, vorliegend einem intermediate Bulk Container (IBC) zur Füllstandmessung befestigt. In dem Behälter 70 ist ein Füllgut 71 angeordnet, dessen Füllstand mittels des Füllstandmessgeräts 3 überwacht werden soll. Zur Stabilisierung des aus Kunststoff gefertigten Behälters 70 ist dieser in einem Gitterkäfig angeordnet, der die Behälter 70 stapelbar und mittels Flurförderanlagen transportierbar macht. Das Füllstandmessgerät 3 ist als autarkes Radarfüllstandmessgerät ausgebildet, das einen als Radarsensor ausgebildeten Messumformer 9, von dem im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Antennenkegel sichtbar ist, enthält. Das Füllstandmessgerät 3 weist zu diesem Zweck eine integrierte Energieversorgung sowie eine als Funkschnittstelle ausgebildete Kommunikationsschnittstelle 5 zur Kommunikation mit übergeordneten Einheiten auf. Eine solche übergeordnete Einheit ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Diensteinheit 7 dargestellt.
Die Diensteinheit 7 kann beispielsweise als Server in einem Datennetz ausgebildet sein, bei dem das Feldgerät 3 über die Kommunikationsschnittstelle 5 einen Dienst anfordern kann. Ein solcher Dienst kann beispielsweise - wenn es sich bei dem Behälter 70 um einen Entsorgungsbehälters handelt - eine Leerung des Behälters 70 sein. Wenn es sich bei dem Behälter 70 um einen Lagerbehälter handelt, so kann es sich bei dem Dienst um eine Befüllung oder Ersetzung des leeren Behälters 70 durch einen vollen Behälter handeln.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Dienst eine Leerung des Behälters 70 angefordert, wenn ein Füllstand des Füllguts 71 einen vorgegebenen Grenzwert, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel 90 % einer zulässigen Füllhöhe des Behälters 70 entspricht, überschreitet.
Zusätzlich zu dem Messumformer 9 weist das Feldgerät 3 ein als Taster ausgebildetes Auslöseelement 11 auf, mittels dem manuell, d. h. durch Drücken des Tasters 11 der eben beschriebene Dienst, d. h. die Leerung des Behälters 70, ebenfalls angefordert werden kann.
Wird seitens des Feldgeräts 3 der Dienst bei der Diensteinheit 7 angefordert, so wird dies über eine als Leuchtdiode ausgebildete Rückmeldeeinrichtung 13 signalisiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beginnt die Leuchtdiode 13 unmittelbar nach der Anforderung des Dienstes durch das Feldgerät 3 zu blinken und signalisiert so, dass von dem Feldgerät eine Dienstanforderung abgesendet wurde. Die Anforderung des Dienstes wird von der Diensteinheit 7 empfangen und entsprechend der verfügbaren Ressourcen eingeplant, stellt die Diensteinheit 7 fest, dass der angeforderte Dienst ausgeführt werden kann, so wird dies seitens der Diensteinheit 7 bestätigt und diese Bestätigung an das Feldgerät 3 übermittelt. Sobald seitens des Feldgeräts 3 die Bestätigung empfangen wurde, wird dies dadurch signalisiert, dass die Leuchtdiode 13 nicht mehr blinkt, nunmehr dauerhaft leuchtet. Sobald der angeforderte Dienst tatsächlich ausgeführt wurde erlischt die Leuchtdiode 13 wieder und signalisiert somit, dass derzeit kein Dienst durch das Feldgerät angefordert wurde.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Feldgeräts 3 gemäß der vorliegenden Anmeldung.
Das Feldgerät 3 gemäß Figur 2 ist ebenfalls als Füllstandmessgerät, und vorliegend als autarkes Radarfüllstandmessgerät ausgebildet. Wie bei dem in Bezug auf Figur 1 beschriebenen Feldgerät 3 weist das Feldgerät 3 gemäß Figur 2 einen Radarsensor als Messumformer 9 auf. Der Radarsensor 9 sendet kurzweilige elektromagnetische Strahlung in Richtung des Füllguts, wie dies in Figur 1 gezeigt ist, aus und bestimmt auf Basis einer Auswertung der von dem Füllgut reflektierten Radarwellen einen Abstand der Füllgutoberfläche von dem Radarsensor und damit ein Füllstand in dem Behälter 70.
Im Unterschied zu dem Feldgerät 3 gemäß Figur 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Auslöseelement 11 mit der Rückmeldeeinrichtung 13 so kombiniert, dass das als Taster ausgebildete Auslöseelement 11 eine ringförmig ausgebildete Leuchteinheit als Rückmeldeeinrichtung 13 umgibt. Die Leuchteinheit ist in dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass eine Mehrzahl von unterschiedlichen Farben zur Signalisierung ausgegeben werden können. So wird eine Dienstanforderung durch gelbes Leuchten der Rückmeldeeinrichtung 13 und eine Rückbestätigung seitens der Diensteinheit 7 durch grünes Leuchten der Rückmeldeeinrichtung 13 signalisiert.
In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner ein Computer 15 dargestellt, der mit dem Feldgerät 3 über eine Nahdistanzfunkmodul-Bindung, beispielsweise Bluetooth, in Verbindung steht. Auf eine Anzeige 17 des Computers 15 ist eine virtuelle Repräsentation 19 des Feldgeräts 3 dargestellt und zeigt entsprechend dem Status des Feldgeräts 3 den aktuellen Status einer Dienstanforderung auch auf der Anzeige 17 an. Zusätzlich zu einer manuellen Auslösung der Dienstanforderung durch Drücken des Tasters 11 kann eine Dienstanforderung in diesem Ausführungsbeispiel auch durch Anklicken des Tasters in der virtuellen Repräsentation 19 erfolgen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Computer 15 als Laptop ausgebildet, kann jedoch je nach angefordertem Szenario beispielsweise auch als Tablet-Computer, Smartphone oder herstellerspezifisches proprietäres Endgerät ausgebildet sein.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Feldgeräts 3 gemäß der vorliegenden Anmeldung.
Das Feldgerät 3 gemäß Figur 3 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau dem Feldgerät gemäß Figur 2, wobei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel das Auslöseelement 11 und die Rückmeldeeinrichtung 13 kombiniert und in einer berührungssensitiven Anzeigeeinheit vereint ausgebildet sind. Durch eine berührungssensitive Anzeigeeinheit kann sowohl eine manuelle Anforderung des Dienstes durch Berühren der berührungssensitiven Anzeigeeinheit als auch eine Bestätigung über die Anzeige erfolgen. Zusätzlich zu einer einfachen Signalisierung durch unterschiedliches Blinken oder Leuchten kann mittels einer solchen Anzeigeeinheit auch ein konkreter Ausführungszeitpunkt für den angeforderten Dienst zurückgemeldet und in Klartext angezeigt werden. Eine Kombination mit einem Computer 15, wie dies im Zusammenhang mit Figur 2 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, kann aber bei Bedarf ebenfalls eingerichtet werden.
In Figur 4 ist ein erster möglicher Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben einer Messanordnung gemäß Figur 1 mit einem Feldgerät gemäß einer der Figuren 1-3 dargestellt.
In einem ersten Schritt 401 wird ein Dienst, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Leerung des Behälters 70, angefordert. Die Anforderung des Dienstes kann dabei sowohl automatisiert durch das Feldgerät 3 erfolgen, wenn dieses mittels des Messumformer 9 feststellt, dass das Füllgut 71 einen vorgegebenen Füllstand in dem Behälter über- oder unterschreitet oder manuell durch Betätigen des Auslöseelements 11.
In einer ersten Variante - mit einem Feldgerät, wie es in den Figuren 1 oder 2 dargestellt ist - signalisiert die Rückmeldeeinrichtung 13 durch Blinken oder Leuchten in einer vorgegebenen Farbe, dass der Dienst angefordert wurde. In einer zweiten Variante - mit einem Feldgerät, wie es in Figur 3 dargestellt ist - wird auf der Anzeige der berührungssensitiven Anzeigeeinheit signalisiert, dass ein Dienst angefordert wurde und der Zeitpunkt der Dienstanforderung ebenfalls im Display dargestellt.
In einem dritten Schritt 403 wird der Dienst seitens der Diensteinheit 7 bestätigt und in einem vierten Schritt 404 die Bestätigung am Feldgerät 3 angezeigt. In der ersten Variante erfolgt dies durch dauerhaftes Leuchten der Rückmeldeeinrichtung 13 gegebenenfalls in einer vorgegebenen Farbe, in der zweiten Variante durch Anzeige der Bestätigung im Display mit einem avisierten Zeitpunkt für die Dienstausführung.
In einem fünften Schritt 405 wird schließlich der angeforderte Dienst ausgeführt und die Ausführung des Dienstes quittiert. Die Ausführung des Dienstes und die Quittierung wird in einem sechsten Schritt 406 am Feldgerät 3 dadurch signalisiert, dass die Rückmeldeeinrichtung 13 aus ist, d.h. insbesondere nicht leuchtet, oder nichts anzeigt, oder deaktiviert ist.
Figur 5 zeigt einen zweiten möglichen Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben einer Messanordnung 1 mit einer Mehrzahl an Feldgeräten 3 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Die mehreren Feldgeräte können dabei an einem Behälter 70 oder an mehreren Behältern 70 angeordnet sein, wobei ein angeforderter Dienst jeweils für sämtliche Behälter 70 gemeinsam ausgeführt wird.
In einem ersten Schritt 501 wird durch eines der Feldgeräte 3 ein Dienst angefordert, wobei die Anforderung des Dienstes - wie auch bei dem in Figur 4 erläuterten Verfahren aufgrund eines Messwertes, beispielsweise des Erreichens eines Grenzwertes oder manuell durch Betätigung des Auslöseelements 11 eines der Feldgeräte 3 erfolgen kann.
In einem zweiten Schritt 502 wird die Dienstanforderung durch die Rückmeldeein- richtung 13 signalisiert, wobei dies abhängig von der Art der Rückmeldeeinrichtung 13 durch Blinken, Leuchten in einer vorgegebenen Farbe oder Anzeigen der Dienstanforderung zusammen mit dem Zeitpunkt der Dienstanforderung erfolgen kann.
Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Feldgeräte 3 auch untereinander kommunizieren, wird die Dienstanforderung durch ein Feldgerät 3 durch die Rückmeldeeinrichtung 13 an sämtlichen Feldgeräten 3 signalisiert.
Wenn der angeforderte Dienst in einem dritten Schritt 503 seitens der Diensteinheit 7 bestätigt wird, so wird in einem vierten Schritt 504 die erfolgreich vermittelte Bestätigung durch die Rückmeldeeinrichtung 13 sämtlicher Feldgeräte 3 signalisiert, wobei dies - wiederum abhängig von der Art der Rückmeldeeinrichtung 13 - durch Leuchten, gegebenenfalls Leuchten in einer vorbestimmten Farbe oder Anzeigen der Bestätigung mit einem avisierten Zeitpunkt für die Dienstausführung erfolgen kann. In einem fünften Schritt 505 wird der angeforderte Dienst an sämtlichen betroffenen Behältern ausgeführt und quittiert. Die erfolgreiche Ausführung des Dienstes und Quittierung wird in einem sechsten Schritt durch die Rückmeldeeinrichtung 13 signalisiert, wobei dies auch in diesem Ausführungsbeispiel dadurch erfolgt, dass die Rückmeldeeinrichtungen aus sind, d.h. insbesondere nicht leuchten, nichts anzeigen, oder deaktiviert sind.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass durch ein und dasselbe Feldgerät auch unterschiedliche Dienste sowie der identische Dienst mit unterschiedlicher Priorität angefordert werden kann. Dies kann jeweils sowohl automatisiert, beispielsweise bei Überschreiten vorgegebener Grenzwerte, oder manuell, beispielsweise durch einfaches oder mehrfaches Drücken oder gedrückt halten des Auslöseelements 11 erfolgen.
Beispielsweise kann eine Leerung des Behälters 70 bei Erreichen eines Füllstands von 80 % mit normaler Priorität angefordert werden. Wird dann bevor der angeforderte Dienst ausgeführt wurde, d. h. bevor der Behälter 70 geleert wurde, ein Füllstand von 90 % erreicht, so kann durch dasselbe Feldgerät derselbe Dienst nun aber mit erhöhter Priorität angefordert werden. In diesem Zusammenhang kann eine erhöhte Priorität bei der Dienstanforderung beispielsweise bedeuten, dass eine Leerung des Behälters 70 innerhalb einer maximal vorgegebenen Zeitdauer erfolgen muss. Einer manuellen Anforderung des Dienstes können die zuvor beschriebenen unterschiedlichen Prioritäten ebenfalls berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine Dienstanforderung mit normaler Priorität durch einfaches Drücken der Auslöseeinrichtung erfolgen. Eine Dienstanforderung mit erhöhter Pri- orität kann beispielsweise durch einfaches Drücken des Auslöseelements 11 angefordert werden. Durch ein gedrückt halten der Auslöseeinrichtung 11 eine Zeitdauer von beispielsweise 5 Sekunden kann dann ein dritter Dienst, beispielsweise ein Austausch des Behälters 70, angefordert werden. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Dienste lediglich beispielhaft verstanden werden sollen und an den Einsatzzweck des jeweiligen Feldgeräts 3 angepasst werden können.
Bezugszeichen
Messanordnung
Feldgerät / Füllstandmessgerät
Kommunikationsschnittstelle
Diensteinheit
Messumformer / Radarsensor
Auslöseelement / Taster
Rückmeldeeinheit
Computer
Anzeige virtuelle Repräsentation
Behälter
Füllgut

Claims

Patentansprüche Feldgerät (3) mit einer Elektronikeinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle (5) zur Kommunikation mit einer Diensteinheit (7), wenigstens einem mit der Elektronikeinheit verbundenen Messumformer (9) zur Erfassung einer Messgröße und wenigstens einem mit der Elektronikeinheit verbundenen Auslöseelement (11), wobei die Elektronikeinheit derart ausgebildet und konfiguriert ist, dass eine erste Dienstanforderung bei der Diensteinheit (7) bei einer Betätigung des Auslöseelements (11) erfolgt. Feldgerät (3) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dienstanforderung sowohl bei der Betätigung des Auslöseelements (11) als auch bei Überschreiten eines Grenzwertes der Messgröße erfolgt. Feldgerät (3) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (3) als Feldgerät der Prozessautomatisierung ausgebildet ist. Feldgerät (3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (3) als Füllstandmessgerät ausgebildet ist. Feldgerät (3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit derart ausgebildet ist, dass eine mehrfache oder längere Betätigung des Auslöseelements (11) wenigstens eine von der ersten unterschiedliche, zweite Dienstanforderung auslöst. Feldgerät (3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (3) eine Rückmeldeeinrichtung (13) aufweist. Feldgerät (3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (11) und/ oder die Rückmeldeeinrichtung (13) von dem Feldgerät (3) abgesetzt, angeordnet ist. Feldgerät (3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (3) als autarkes Feldgerät ausgebildet ist. Feldgerät (3) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldeeinrichtung (13) visuell insbesondere als Leuchtdiode oder Anzeige und/ oder akustisch insbesondere als Lautsprecher ausgebildet ist. Feldgerät (3) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (11) und die Rückmeldeeinrichtung (13) integriert ausgebildet sind, vorzugsweise als Touchdisplay. Messanordnung (1) mit einem Feldgerät (3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messanordnung (1) einen Computer (15) mit einer Anzeige (17)umfasst, auf der eine virtuelle Repräsentation (19) des Feldgeräts (3) darstellbar ist, wobei mittels der virtuellen Repräsentation (19) des Feldgeräts (3) eine Dienstanforderung möglich ist. erfahren zum Betreiben eines Sensors gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Dienst bei der Diensteinheit (7) bei einer Betätigung des Auslöseelementes (11) angefordert wird. erfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dienst sowohl bei Erreichen oder Überschreiten eines Grenzwertes der Messgröße als auch bei als auch bei einer Betätigung des Auslöseelementes (11) angefordert wird. erfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (11) manuell ausgelöst wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass eine Dienstanforderung auf Basis des Auslöseelements (11) mit einer höheren Priorität als eine Dienstanforderung auf Basis des Messumformers (9) behandelt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch unterschiedliche Betätigung des Auslöseelements (11) unterschiedliche Dienste angefordert werden können. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass eine erfolgreiche Dienstanforderung an das Feldgerät (3) eine Rückmeldung gesendet wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldung einen konkreten Zeitpunkt für die Dienstausführung enthält. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, mit folgenden Schritten:
- Anfordern eines Dienstes durch Senden einer Nachricht an die 22
Diensteinheit;
- optisches Signalisieren, dass der Dienst angefordert wurde;
- Empfangen einer Bestätigungsnachricht;
- optisches Signalisieren, dass der Dienst bestätigt wurde;
- Rücksetzen der optischen Signalisierung sobald der Dienst ausgeführt wurde;
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