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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von
Reinigungsgut sowie ein Verfahren zur Reinigung von Reinigungsgut.
Derartige Reinigungsvorrichtungen und Verfahren werden insbesondere
im Bereich der gewerblichen Geschirrspültechnik eingesetzt,
beispielsweise in Einkammer- oder Mehrkammer-Geschirrspülmaschinen. Derartige
gewerbliche Geschirrspülmaschinen werden insbesondere in
Großküchen eingesetzt, beispielsweise in Betriebskantinen,
Schulen, Krankenhäusern, Pflegeeinrichtungen, Behörden
oder ähnlichen Einrichtungen, in welchen innerhalb einer
kurzen Zeit große Mengen an Geschirr gereinigt werden müssen.
Auch andere Einsatzgebiete sind jedoch grundsätzlich möglich,
also beispielsweise Einsatzgebiete in der Haushalts-Geschirrspültechnik
oder Einsatzgebiete zur Reinigung anderer Arten von Reinigungsgut,
beispielsweise Pflegegeschirr, Maschinenteilen, Behältern
oder ähnlichen Gegenständen.
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Stand der Technik
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Aus
verschiedenen Gebieten der Naturwissenschaften, der Technik, der
Medizintechnik oder des täglichen Lebens sind Reinigungsvorrichtungen bekannt.
Im Folgenden wird insbesondere Bezug genommen auf die gewerbliche
Geschirrspültechnik, ohne hierdurch mögliche andere
Einsatzgebiete der beschriebenen Erfindung zu beschränken.
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In
der gewerblichen Geschirrspültechnik wird Geschirr in der
Regel in Einkammer- oder Mehrkammer-Geschirrspülmaschinen
gereinigt. Gewerbliche Geschirrspülmaschinen zeichnen sich
in der Regel dadurch aus, dass mindestens zwei verschiedene Tanks
für Reinigungsflüssigkeiten vorgesehen sind, in
welchen die Reinigungsflüssigkeiten gleichzeitig konditioniert
werden können, beispielsweise gleichzeitig temperiert und/oder
auf andere Weise behandelt werden können. Im Gegensatz
zu Haushalts-Geschirrspülmaschinen, welche in der Regel
nur über einen Tank verfügen, führt ein
derartiges Mehrtank-System zu einer erheblichen Zeitersparnis.
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Eine
erhebliche Problematik bei gewerblichen Geschirrspülmaschinen
besteht jedoch in vielen Fällen in dem nicht unerheblichen
Energieverbrauch derartiger Systeme. Diese Problematik ist beispielsweise
in
DE 10 2004
046 758 A1 beschrieben. So ist eine Vielzahl von Verbrauchern
innerhalb der Geschirrspülmaschinen mit Energie zu versorgen,
wie beispielsweise Tankheizungen, Pumpen, Gebläse, Durchlauferhitzer,
Transportmotoren oder andere Verbraucher.
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Bei
der Verwendung von elektrischer Energie für derartige Reinigungsvorrichtungen
sind jedoch verschiedene Gesichtspunkte zu beachten. Einerseits
ist der Energieverbrauch als Ressource zu sehen, welche möglichst
sparsam eingesetzt werden muss. Andererseits ist ein gewisser Energieverbrauch
in der Regel erforderlich, beispielsweise um eine gewünschte
Desinfektionswirkung aufgrund einer Wärmebeaufschlagung
des Reinigungsguts zur erzielen. Weiterhin ist zu beachten, dass
die Reinigungsvorrichtungen in der Regel einen Anschlusswert aufweisen,
welcher insgesamt nicht überschritten werden darf. Um die
benötigte Energie transportieren zu können, müssen
beispielsweise Anschlüsse und Leitungen auf den maximal
benötigten Bedarf ausgelegt sein. Dies betrifft sowohl
Maschinen-interne Leitungen als auch bauseitig bereitgestellte Anschlüsse.
Die einzelnen Funktionseinheiten der Reinigungsvorrichtung, wie
beispielsweise Tanks, Klarspülung oder Trocknung bzw. deren
Verbraucher, werden in der Regel einerseits mit motorischer Leistung
und andererseits mit Heizleistungen bestückt. Auch andere
Arten von Leistungen können erforderlich sein. Über
die Gleichzeitigkeit der Verbraucher und deren Nominalwert wird
der Gesamtanschlusswert der Reinigungsvorrichtung berechnet. Dieser Nominalwert
und weitere Rahmenbedingungen, wie beispielsweise Häufung,
Umgebungstemperatur und Entfernung werden in der Regel zur Dimensionierung der
Anschlussleitung herangezogen. Je höher der Anschlussstrom
ist, desto höher sind die Bereitstellungskosten des Betreibers,
sowohl für die Bereitstellung der Energie wie auch der
Anschlussleitung.
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In
DE 10 2004 046 758
A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen,
bei denen einer Gruppe von elektrischen Verbraucherelementen einer
Spülmaschine eine maximale elektrische Gesamtleistung zugewiesen
wird. Dabei werden jedem elektrischen Verbraucherelement dieser Gruppe
mindestens zwei Leistungslevels zugewiesen. In einem Bedarfsermittlungsschritt
wird, abhängig von einem Betriebeszustand der Geschirrspülmaschine,
eine optimale Kombination von Leistungslevels gewählt,
wobei für jedes Verbraucherelement das gewählte
Leistungslevel dem Leistungsbedarf des Verbraucherelements im Betriebszustand
der Spülmaschine angepasst ist. Die Gesamtleistung aller
Verbraucherelemente überschreitet dabei die elektrische
Gesamtleistung nicht.
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Aus
DE 10 2007 032 053
A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regulierung
des Stromverbrauchs eines elektrischen Geräts bekannt. Die
Vorrichtung umfasst eine Lerneinrichtung und eine Steuereinrichtung.
Die Lerneinrichtung erfasst über einen bestimmten Zeitraum
Daten bezüglich der Benutzung des elektrischen Geräts
und wertet diese Daten aus. Die Steuereinrichtung beeinflusst auf
der Basis der Datenauswertung den Betrieb des elektrischen Geräts.
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Diese
bekannten Verfahren und Vorrichtungen bewirken bereits eine erhebliche
Verbesserung des Energiemanagements komplexer Maschinen. Dennoch
besteht ein erhebliches Verbesserungspotential, da die bekannten
Verfahren und Vorrichtungen in der Praxis vergleichsweise unflexibel
sind. So erfordert beispielsweise das in
DE 10 2004 046 758 A1 beschriebene
System eine vollständige Umgestaltung des Energiemanagements,
sobald der Grundaufbau der Reinigungsvorrichtung geändert wird.
Diese Änderung kann bereits die Hinzunahme eines einzelnen
Verbrauchers beinhalten. Zudem sind die beschriebenen Verfahren
und Vorrichtungen in der Regel nicht in der Lage, auf von außen
vorgegebene Einflüsse flexibel zu reagieren, beispielsweise
eine externe Steuerung durch ein Energiemanagement-System oder eine
Einbindung in ein derartiges Energiemanagement-System, beispielsweise eine
Energiemanagement-System in einem Krankenhaus. Da in derartigen
komplexen Energiemanagement-Systemen, welche in der Regel eine Vielzahl von
einzelnen Maschinen berücksichtigen, eine unübersichtlich
hohe Anzahl möglicher Anforderungen an das Energiemanagement
der einzelnen Maschinen auftreten kann, ist zudem eine Maschinensteuerung,
mit einer fest vorgegebenen Anzahl von Leistungslevels in der Regel
nicht geeignet, auf die Vielzahl möglicher Anforderungen
angemessen zu reagieren.
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Aufgabe der Erfindung
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung
und ein Verfahren zur Reinigung von Reinigungsgut bereitzustellen,
welche die Nachteile bekannter Verfahren und Vorrichtungen vermeiden.
Insbesondere soll ein flexibles Energiemanagement bereitgestellt
werden, welches auch in komplexe Energiemanagement-Systeme, beispielsweise
in Krankenhäusern oder anderen größeren
Einrichtungen, eingebunden werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Reinigungsvorrichtung und
ein Verfahren zur Reinigung von Reinigungsgut mit den Merkmalen
der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in beliebiger
Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Ansprüchen
dargestellt. Dabei kann die Reinigungsvorrichtung eingerichtet sein,
um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen,
und das erfindungsgemäße Verfahren kann unter
Verwendung einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung
durchgeführt werden. Dementsprechend kann für
die möglichen Ausgestaltungen der Reinigungsvorrichtung
auf die Beschreibung des Verfahrens verwiesen werden und umgekehrt.
Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.
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Es
wird eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von Reinigungsgut
vorgeschlagen. Grundsätzlich kann es sich dabei, wie oben
ausgeführt, bei dem Reinigungsgut um beliebige Gegenstände
handeln, welche zu reinigen sind. Ohne Beschränkung weiterer
möglicher Ausgestaltungen wird die Erfindung im Folgenden
unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Anwendung beschrieben, nämlich
die Anwendung im Bereich der Geschirrspültechnik. Dementsprechend
kann das Reinigungsgut Geschirr umfassen, also Gegenstände,
welche für die Zubereitung oder Darreichung von Speisen
und/oder Getränken verwendet werden und/oder mit Speisen und/oder
Getränken mittelbar oder unmittelbar in Kontakt kommen
können. Insbesondere kann es sich somit bei der Reinigungsvorrichtung
um eine Geschirrspülmaschine handeln, insbesondere eine
gewerbliche Geschirrspülmaschine, insbesondere eine Einkammer-
oder Mehrkammer-Geschirrspülmaschine. Die Reinigungsvorrichtung
kann zur Reinigung und/oder Desinfektion des Reinigungsguts ausgestaltet
sein und kann dementsprechend ausgestaltet sein, um das Reinigungsgut
mit mindestens einem Reinigungsfluid zur beaufschlagen, beispielsweise einer
Flüssigkeit und/oder einem Dampf. Auch andere Arten von
Reinigungsvorrichtungen sind jedoch grundsätzlich möglich,
beispielsweise Reinigungsvorrichtungen, in welchen lediglich eine
Desinfektion stattfindet, beispielsweise unter Einwirkung von Hitze.
Verschiedene Ausgestaltungen sind möglich.
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Die
Reinigungsvorrichtung umfasst mindestens zwei Verbraucher. Unter
einem Verbraucher ist dabei ein beliebiges Element zu verstehen,
welches für den Betrieb der Reinigungsvorrichtung benötigt wird
und welches mit einer Energie, insbesondere einer elektrischen Energie
und/oder einer Wärmeenergie beaufschlagt werden muss. Verschiedene
Ausführungsbeispiele von Verbrauchern werden unten näher
erläutert.
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Die
Reinigungsvorrichtung umfasst mindestens eine modulare Steuerung.
Unter einer Steuerung ist dabei eine elektrische, elektronische
oder elektromechanische Einrichtung zu verstehen, welche eingerichtet
ist, um mindestens einen Reinigungsvorgang in der Reinigungsvorrichtung
zu beeinflussen. Insbesondere können ein oder mehrere Reinigungsprogramme
durch die Steuerung durchführbar sein, wobei ein Reinigungsprogramm
eine bestimmte Art der Reinigung des Reinigungsguts beinhaltet.
Die Steuerung kann insbesondere mindestens eine Datenverarbeitungsvorrichtung
umfassen.
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Unter
einer modularen Steuerung ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung
eine Steuerung zu verstehen, welche mehrere Elemente umfasst, die
zwar zusammenwirken können, welche jedoch im Wesentlichen
ihre Funktionen unabhängig voneinander erfüllen
können. Beispielsweise können diese Elemente dezentral
angeordnet sein und/oder Funktionseinheiten und/oder Verbrauchern
der Reinigungsvorrichtung zugeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich
zu einer bevorzugten dezentralen Anordnung können diese
Elemente jedoch auch ganz oder teilweise in einer einzigen räumlichen
Baueinheit oder in mehreren Baueinheiten zusammengefasst sein. Weiterhin
können, ebenfalls alternativ oder zusätzlich,
einzelne oder mehrere der genannten Elemente der modularen Steuerung
ganz oder teilweise als Software-Bausteine realisiert sein. So können beispielsweise
in einer denkbaren Variante einzelne oder mehrere Steuerelemente
der modularen Steuerung als Programm-Teile eines übergeordneten
Steuerungsprogramms realisiert sein. Diese Variation könnte
sich beispielsweise ergeben, wenn die Funktionalität der
modularen Steuerung vollständig oder teilweise in einer
SPS oder einer vergleichbaren Installation hinterlegt wäre
und zum Schalten vorzugsweise nur einfache elektronische Schalter
zum Einsatz kämen. Nach wie vor soll jedoch eine funktionelle
Unabhängigkeit der Elemente der modularen Steuerung im
Sinne der obigen Definition bestehen.
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Die
modulare Steuerung umfasst eine Maschinensteuerung und mindestens
ein kontaktloses Steuerelement. Unter einer Maschinensteuerung ist dabei
die oberste Ebene der modularen Steuerung zu verstehen, welche beispielsweise
den oder die Programmabläufe der Reinigungsvorrichtung
steuert. Die Maschinensteuerung, welche für sich genommen
zentral oder auch dezentral aufgebaut sein kann, kann beispielsweise
eine Datenverarbeitungsvorrichtung, beispielsweise einen Computer
umfassen. Weiterhin kann die Maschinensteuerung beispielsweise mindestens
eine Schnittstelle für eine Interaktion mit einem Benutzer
und/oder mit externen Vorrichtungen umfassen, beispielsweise mindestens einen
Bildschirm, mindestens ein Bedienelement und/oder mindestens eine
andere Arte von Schnittstelle.
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Unter
einem kontaktlosen Steuerelement ist im Rahmen der vorliegenden
Erfindung eine Vorrichtung zu verstehen, welche an eine Energieversorgung
angeschlossen werden kann, beispielsweise eine oder mehrere Energieversorgungsleitungen, und
welche mindestens einen Ausgang aufweist, über welchen
eine variable Energie bereitstellbar ist. Beispielsweise kann eine
variable Leistung an dem mindestens einen Ausgang bereitstellbar
sein.
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Die
Variabilität kann dabei insbesondere stufenlos sein, so
dass beispielsweise zwischen einem Minimalwert, welcher auch Null
sein kann, und einem Maximalwert, welcher beispielsweise dem Wert
der Energieversorgung entspricht, stufenlos eine Ausgangsleistung
bereitgestellt werden kann, was auch die Bereitstellung einer Spannung,
eines Stroms oder einer anderen Art von Energie beinhalten kann. Unter
stufenlos ist dabei eine variable Einstellmöglichkeit zu
verstehen, bei welcher vorzugsweise keine diskreten Levels vorgegeben
sind. Dementsprechend kann die Bereitstellung beispielsweise auf analoge
Weise erfolgen. Alternativ kann jedoch auch eine digitale Bereitstellung
erfolgen, wobei vorzugsweise die Auflösung derart hoch
gewählt wird, dass über die Bandbreite der gesamten
Einstellmöglichkeit vorzugsweise mindestens 5, insbesondere
mindestens 10 und besonders bevorzugt mindestens 100 oder mehr Levels
vorgesehen sind.
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Das
kontaktlose Steuerelement ist weiterhin derart ausgestaltet, dass
dies über eine eigene Steuerung verfügt. Diese
Steuerung soll von außen beeinflussbar sein, und entsprechend
dieser Steuerung soll die bereitgestellte Ausgangsleistung des kontaktlosen
Steuerelements einstellbar sein. Insbesondere kann diese Steuerung
des kontaktlosen Steuerelements über eine eigene Intelligenz
verfügen, beispielsweise über eine Datenverarbeitungsvorrichtung,
wie beispielsweise einen Controller, insbesondere einen Mikrocontroller.
Weiterhin kann die Steuerung des kontaktlosen Steuerelements mindestens ein
Speicherelement umfassen, insbesondere ein flüchtiges und/oder
nichtflüchtiges Speicherelement. Weiterhin kann das kontaktlose
Steuerelement mindestens einen Anschluss nach außen aufweisen,
insbesondere eine Schnittstelle, über welche eine Beeinflussung
der Steuerung des kontaktlosen Steuerelements möglich ist.
Diese Beeinflussung soll jedoch derart erfolgen, dass das kontaktlose
Steuerelement auch eigenständig arbeiten kann, im Sinne des
oben beschriebenen Modularitätsgedankens. Dementsprechend
ist nicht ständig eine Beeinflussung des kontaktlosen Steuerelements
von außen nötig, sondern das kontaktlose Steuerelement
ist eingerichtet, um eigenständig eine Einstellung der
bereitgestellten Leistung vorzunehmen, ohne dass hierzu zusätzliche
Elemente erforderlich sind.
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Wie
oben dargestellt ist die Maschinensteuerung zur Durchführung
mindestens eines Reinigungsprogramms eingerichtet. Das kontaktlose Steuerelement
ist, wie dargestellt, eingerichtet, um mindestens einen der Verbraucher
variabel mit Energie zu versorgen. Insbesondere kann das kontaktlose
Steuerelement mit einer Energieversorgung verbunden sein und mindestens
einen Ausgang aufweisen, an welchem die variable Energie an den
mindestens einen Verbraucher bereitgestellt wird. Wie oben dargestellt,
kann unter variabel insbesondere eine stufenlose Einstellbarkeit
zu verstehen sein, wobei beispielsweise eine analoge oder auch fein
gestufte digitale Einstellbarkeit gegeben sein kann.
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Die
Reinigungsvorrichtung umfasst, wie oben dargestellt, mindestens
zwei Verbraucher. Dabei kann jedem der Verbraucher ein kontaktloses Steuerelement
zugeordnet sein, oder lediglich einigen der Verbraucher oder einem
der Verbraucher. Das kontaktlose Steuerelement kann dezentral angeordnet
sein, beispielsweise am Ort des Verbrauchers. Das kontaktlose Steuerelement
bildet jedoch vorzugsweise keinen Teil des Verbrauchers selbst, sondern
eine eigenständige Einheit, unabhängig von der
Funktionalität des Verbrauchers, welche beispielsweise
einem Energieversorgungseingang des Verbrauchers vorgeschaltet sein
kann. Auf diese Weise sind ein leichter Austausch der Verbraucher und/oder
eine leichte Erweiterung der Reinigungseinrichtung um einen oder
mehrere zusätzliche Verbraucher möglich.
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Die
Maschinensteuerung ist eingerichtet, um mindestens zwei verschiedene
Ansteuerstrategien für die Reinigungsvorrichtung bereitzustellen.
Jede Ansteuerstrategie enthält dabei Informationen über benötigte
Energien der Verbraucher, das heißt aller Verbraucher der
Reinigungsvorrichtung oder zumindest einiger Verbraucher der Reinigungsvorrichtung beziehungsweise
mindestens eines Verbrauchers der Reinigungsvorrichtung. Unter einer
Ansteuerstrategie ist also allgemein ein Plan zu verstehen, wie Energien
an alle Verbraucher der Reinigungsvorrichtung oder zumindest eine
Gruppe von mindestens zwei Verbrauchern der Reinigungsvorrichtung
zu verteilen sind. Die mindestens zwei Ansteuerstrategien können
dabei beispielsweise automatisch von der Maschinensteuerung gewählt
werden, beispielsweise entsprechend eines vorgegebenen Programms der
Maschinensteuerung, welche diese Ansteuerstrategien generiert, oder
können auch ausgewählt werden, beispielsweise
aus einer Mehrzahl von in einem Datenspeicher abgelegten Ansteuerstrategien. Die
Ansteuerstrategien können auch von außen manuell
oder automatisch eingestellt bzw. ausgewählt werden, beispielsweise
durch einen Bediener.
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Jede
Ansteuerstrategie kann beispielsweise einem bestimmten Betriebszustand
der Reinigungsvorrichtung entsprechen, also irgendeinem Zustand der
Maschine, welcher durch einen Satz von Einstellparametern charakterisiert
ist. Entsprechend können mindestens zwei verschiedene Betriebszustände vorgesehen
sein, also mindestens zwei mögliche Einstellungen und/oder
Verfahrensweisen der Reinigungsvorrichtung, welche beispielsweise über
einen Parametersatz an Betriebsparametern definiert sind und welchen
jeweils eine Ansteuerstrategie zugewiesen ist. Jede Ansteuerstrategie
enthält Informationen der benötigten Energien
der Verbraucher, also beispielsweise der Leistungen und/oder Spannungen und/oder
Ströme, welche an die jeweiligen Verbraucher bereitzustellen
sind. Diese Informationen stellen dabei noch nicht die eigentliche
Leistungsbereitstellung dar, sondern sollen es dem kontaktlosen
Steuerelement beziehungsweise den kontaktlosen Steuerelementen lediglich
ermöglichen, die eigentliche Leistungsbereitstellung vorzunehmen.
Dementsprechend können die benötigten Energien
in Absolutwerten oder in relativen Einheiten angegeben werden, also
in beliebigen Einheiten, welche einen Rückschluss auf die
bereitzustellende Energie an die einzelnen Verbraucher erlauben.
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Die
Maschinensteuerung ist eingerichtet, um den kontaktlosen Steuerelementen über
mindestens ein Bus-System die Informationen über die benötigten
Energien, also beispielsweise über die benötigten Spannungen
und/oder Leistungen und/oder Ströme der zugehörigen
Verbraucher entsprechend einer aktuell ausgewählten Ansteuerstrategie
zu übermitteln. Dies bedeutet, dass aus der Mehrzahl der
bereitstellbaren Ansteuerstrategien eine aktuelle Ansteuerstrategie
ausgewählt wird und die benötigten Energie entsprechend
dieser ausgewählten Ansteuerstrategie über das
mindestens eine Bus-System an das mindestens eine kontaktlose Steuerelement übermittelt
wird. Unter einem Bus-System ist dabei ein grundsätzlich
beliebiges System zur Datenübertragung zwischen mehreren
Teilnehmern über einen gemeinsamen Übertragungsweg
zu verstehen, wobei vorzugsweise der jeweilige Teilnehmer nicht
an der Datenübertragung zwischen anderen Teilnehmern beteiligt
ist. Insbesondere kann das Bus-System mindestens einen CAN-Bus umfassen.
Ein CAN-Bus ist ein asynchrones, serielles Bus-System, welches insbesondere
für die Automobiltechnologie entwickelt wurde. Grundsätzlich
können jedoch auch andere Arten von Bus-Systemen, insbesondere
Feldbus-Systeme, eingesetzt werden. Das Bus-System kann vorzugsweise
vollständig hardwareimplementiert sein, indem eine oder
mehrere feste oder variable Verbindungsleitungen oder sonstige physikalische
Verbindungen verwendet werden, beispielsweise drahtlose Verbindungen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Bus-System jedoch auch
ganz oder teilweise softwareimplementiert sein und ganz oder teilweise durch
ein oder mehrere Softwareprogramme ersetzt werden.
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Die
Maschinensteuerung wählt also eine Ansteuerstrategie aus
und übermittelt über das mindestens eine Bus-System
die Informationen über die jeweiligen benötigten
Energien der zugehörigen Verbraucher an das mindestens
eine kontaktlose Steuerelement. Beispielsweise kann, wie oben dargestellt, jedem
Verbraucher oder einer Gruppe von Verbrauchern jeweils ein kontaktloses
Steuerelement zugeordnet sein. Vorzugsweise ist eine Eins-zu-Eins-Zuordnung
gegeben, also eine Zuordnung, bei welcher der mindestens eine Verbraucher
genau ein kontaktloses Steuerelement aufweist. Dabei können
die Informationen über die benötigten Energien
dieses Verbrauchers allen kontaktlosen Steuerelementen zur Verfügung
gestellt werden, oder jeweils nur dem kontaktlosen Steuerelement
des jeweiligen Verbrauchers.
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Das
kontaktlose Steuerelement ist eingerichtet, um entsprechend dieser
Information mindestens einen zugehörigen Verbraucher mit
der jeweiligen benötigten Energie zu beaufschlagen, also
beispielsweise mit einer benötigten Spannung und/oder einer benötigten
Leistung. Unter einem zugehörigen Verbraucher ist dabei
mindestens ein Verbraucher zu verstehen, welcher dem kontaktlosen
Steuerelement zugeordnet ist, beispielsweise durch eine entsprechende
Verdrahtung mit mindestens einem Energieversorgungsdraht. Auch eine
andere Verbindung zur Bereitstellung der benötigten Energie
ist denkbar.
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Zusammenfassend
kann die Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung also derart sein,
dass eine Gruppe von Verbrauchern vorgesehen ist. Mindestens einem
dieser Verbraucher, vorzugsweise mehreren Verbrauchern, ist dabei
jeweils mindestens ein kontaktloses Steuerelement zugeordnet. Die
Maschinensteuerung, welche eingerichtet ist, um mindestens zwei
verschiedene Ansteuerstrategien für die Reinigungsvorrichtung
bereitzustellen, wählt eine Ansteuerstrategie aus und übermittelt über
das Bus-System die Informationen über die benötigten Energien
der zugehörigen Verbraucher an das mindestens eine kontaktlose
Steuerelement. Entsprechend sorgt das kontaktlose Steuerelement
dafür, dass die benötigte Energie an die jeweiligen
zugehörigen Verbraucher bereitgestellt wird.
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Die
Ansteuerstrategien können dabei derart ausgestaltet sein,
dass eine vorgegebene maximale Gesamtleistung der Reinigungsvorrichtung
oder einer Gruppe von Verbrauchern der Reinigungsvorrichtung nicht überschritten
wird. Diese maximale Gesamtleistung kann fest vorgegeben sein, kann
jedoch auch variabel sein. Die maximale Gesamtleistung kann beispielsweise
fest in der Reinigungsvorrichtung, beispielsweise der modularen
Steuerung, insbesondere der Maschinensteuerung, gespeichert sein,
kann jedoch auch von außen vorgegeben werden, beispielsweise über
eine Schnittstelle an die Maschinensteuerung. Diese Möglichkeit,
die maximale Gesamtleistung von außen vorzugeben, ermöglicht
oder begünstigt auch die Einbindung der Reinigungsvorrichtung
in ein komplexeres System mit mehreren Vorrichtungen, beispielsweise
in ein Energiemanagement-System, beispielsweise in einem Krankenhaus,
einer Pflegeeinrichtung, einer Kantine in einem Betrieb, einer Behörde
oder ähnlichem.
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Wie
oben dargestellt, können die kontaktlosen Steuerelemente
mit mindestens einer Energieversorgung verbunden sein, um entsprechend
der von der Maschinensteuerung bereitgestellten ausgewählten
Ansteuerstrategie, beziehungsweise den in dieser Ansteuerstrategie
enthaltenen Informationen über die benötigten
Energien des zugehörigen Verbrauchers, eine Energie einzustellen,
mit welcher der jeweilige zugehörige Verbraucher beaufschlagt
wird. Das mindestens eine kontaktlose Steuerelement kann dabei grundsätzlich
eine beliebige Vorrichtung umfassen, welche in der Lage ist, die
Anforderungen der genannten Art zu erfüllen. Insbesondere
kann das kontaktlose Steuerelement eine oder mehrere der folgenden
Vorrichtungen umfassen: einen Thyristor; einen Triac; ein stufenloses
elektronisches Relais.
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Die
Verbraucher der Reinigungsvorrichtung können, wie oben
dargestellt, verschiedenartig ausgestaltet sein. Insbesondere können
die Verbraucher eines oder mehrere der folgenden Elemente der Reinigungsvorrichtung
umfassen: ein Heizelement; einen Antrieb einer Transportvorrichtung
zum Transportieren von Reinigungsgut durch die Reinigungsvorrichtung;
einen Motor, insbesondere einen Pumpenmotor und/oder Gebläsemotor;
eine Wärmepumpe; einen Dampferzeuger; ein Ventil, insbesondere ein
Proportionalventil. Das mindestens eine Heizelement kann beispielsweise
mindestens eine Tankheizung umfassen und/oder mindestens einen Durchlauferhitzer
und/oder mindestens einen Boiler. Das mindestens eine Ventil, insbesondere
das Proportionalventil, kann beispielsweise einen Zufluss mindestens
eines Mediums, beispielsweise eines Dampfs und/oder einer Flüssigkeit,
steuern.
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Das
mindestens eine kontaktlose Steuerelement, vorzugsweise die mehreren
kontaktlosen Steuerelemente, können insbesondere, wie oben
dargestellt, über eine eigene Intelligenz verfügen.
Dementsprechend kann jedes kontaktlose Steuerelement jeweils mindestens
einen Ansteuer-Controller umfassen. Unter einem Ansteuer-Controller
ist dabei grundsätzlich eine Datenverarbeitungsvorrichtung
zu verstehen, welche in der Lage ist, beispielsweise durch eine
entsprechende programmtechnische Einrichtung, entsprechend den Informationen über
die benötigten Energien verschiedene Ansteuerschemata zur
Bereitstellung der benötigten Energien zu bestimmen.
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Unter
einem Ansteuerschema kann dabei ein Befehlssatz und/oder ein Parametersatz
verstanden werden, welcher von dem kontaktlosen Steuerelement genutzt
wird, um die benötigte Energie, welche diesem Befehlssatz
und/oder Parametersatz entspricht, bereitzustellen. Beispielsweise
kann diese mindestens eine Spannung sein, mit welcher ein Thyristor
und/oder Triac und/oder ein elektronisches Relais angesteuert wird,
um die benötigte Energie bereitzustellen. Während
eine Ansteuerstrategie, also grundsätzlich lediglich Informationen über
die benötigten Energien der einzelnen Verbraucher beziehungsweise
des mindestens einen Verbrauchers beinhaltet, stellt also das Ansteuerschema
die konkrete technische Umsetzung dar, mittels derer über
das mindestens eine kontaktlose Steuerelement die jeweils benötigte
Energie bereitgestellt wird.
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Die
konkrete Ausgestaltung der Ansteuerschemata hängt von der
technischen Realisierung des kontaktlosen Steuerelements ab. Beispielsweise kann
ein Ansteuerschema, wie oben dargestellt, einen Befehlssatz und/oder
einen Parametersatz, beispielsweise Spannungen oder ähnliches,
beinhalten. Insbesondere können die Ansteuerschemata eingerichtet
sein, um die benötigten Energien mittels eines stufenlos
einstellbaren Verfahrens, beispielsweise mittels einer Impuls-Pause-Variation
und/oder mittels einer Phasenanschnittvariation und/oder mit einer Puls-Weiten-Modulation,
einzustellen.
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Unter
einer Impuls-Pause-Variation, welche häufig auch als Puls-Pausen-Modulation
bezeichnet wird, ist ein Kodierungsverfahren für analoge
Werte zu verstehen. Dabei wird eine analoge Größe
in Form einer Pausendauer zwischen zwei Impulsen kodiert. Die Pulse
können insbesondere von gleicher Höhe und gleicher
Dauer sein. Eine zeitliche fixe Abtastrate ist hierbei nicht erforderlich.
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Unter
einer Phasenanschnittsteuerung ist ein Verfahren zur Leistungssteuerung
eines elektrischen Verbrauchers zu verstehen, wobei die elektrische
Leistung in Form einer Wechselspannung bereitgestellt wird. Insbesondere
kann eine Phasenansschnittsteuerung durch einen Triac, also ein
Element mit einer Antiparallelschaltung mindestens zweier Thyristoren,
gesteuert werden. Bei der Phasenanschnittsteuerung wird der Strom
nach einem Nulldurchgang der Wechselspannung verzögert
eingeschaltet und liegt dann in der Regel bis zum nächsten Nulldurchgang
an. Alternativ kann auch eine Phasenabschnittsteuerung verwendet
werden, wobei ein Strom nach dem Nulldurchgang sofort eingeschaltet wird
und noch vor dem nächsten Nulldurchgang ausgeschaltet wird.
Dies soll ebenfalls vom Begriff der Phasenanschnittsteuerung umfasst
sein.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung kann dabei unter einer Puls-Weiten-Modulation
ein Verfahren zur Leistungssteuerung eines oder mehrerer elektrischer
Verbraucher verstanden werden, bei welchem eine technische Größe,
beispielsweise ein elektrischer Strom, zwischen zwei Werten wechselt. Dabei
wird ein Tastverhältnis bei konstanter Frequenz variiert.
Die resultierende technische Größe kann dann insbesondere
dem arithmetischen Mittelwert und damit der mittleren Höhe
der Fläche unter der modulierten Größe
entsprechen.
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Ein
Vorteil der genannten Steuerungs- und/oder Modulationsarten liegt
darin, dass stufenlos Energien bereitgestellt werden können,
beispielsweise stufenlos Leistungen, so dass eine flexible Steuerung
und eine flexible Reaktion auf vorgegebene Ansteuerstrategien möglich
ist, auch auf Ansteuerstrategien, zu welchen bislang noch keine
Ansteuerschemata bekannt sind.
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Die
kontaktlosen Steuerelemente können eingerichtet sein, um
die Ansteuerschemata selbständig zu bestimmen, beispielsweise
mittels eines entsprechenden Programms, welches auf dem Ansteuer-Controller
abläuft. Alternativ oder zusätzlich können
die kontaktlosen Steuerelemente jedoch auch mindestens einen Speicher
mit einer Mehrzahl hinterlegter Ansteuerschemata aufweisen, wobei
jedes Ansteuerschema einer benötigten Energiemenge entspricht.
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Oben
wurde bereits dargestellt, dass eine Ansteuerstrategie beispielsweise
einem Betriebszustand entsprechen kann. Dabei bezeichnet die Ansteuerstrategie
jedoch die an die einzelnen Verbraucher beziehungsweise eine Gruppe
von Verbrauchern der Reinigungsvorrichtung bereitzustellenden Energien,
wohingegen der Betriebszustand den tatsächlich hierdurch
herbeigeführten Zustand (gegebenenfalls nach Verstreichen
einer Einstellzeit) der Reinigungsvorrichtung beziehungsweise einzelner
Elemente der Reinigungsvorrichtung bezeichnet. Der Betriebszustand
kann insbesondere definiert sein durch eine oder mehrere der folgenden
Parameter: eine Betriebsart der Reinigungsvorrichtung (beispielsweise
einen Vorspülbetrieb, einen Hauptspülbetrieb,
einen Klarspülbetrieb oder einen Trocknungsbetrieb), ein
Reinigungsprogramm (beispielsweise eine Intensivreinigung, eine
normale Reinigung oder ein Spar-Reinigungsprogramm), eine Beladung
mit Reinigungsgut (beispielsweise entsprechend einer leichten Beladung,
einer mittleren Beladung oder einer schweren Beladung oder einer
Art von Reinigungsgut), eine von außen zur Verfügung stehende
Leistung, insbesondere eine zur Verfügung stehende Gesamtleistung;
eine spezielle Hardware-Ausstattung der Reinigungsvorrichtung oder Kombinationen
der genannten und/oder anderer Parameter.
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Wie
oben dargestellt, können die Ansteuerstrategien die Informationen über
die benötigten Energien der Verbraucher auf unterschiedliche
Weisen beinhalten, beispielsweise in absoluten oder in relativen
Einheiten. Diese Informationen können dabei jeweils auch
eine Bedeutung in erkennbarer oder kodierter Form umfassen, beispielsweise
einen oder mehrere der folgenden Parameter: eine Solltemperatur,
insbesondere eine Solltemperatur eines Reinigungsfluids und/oder
eine Tanktemperatur; eine Menge an Reinigungsfluid, insbesondere
eine Wassermenge und/oder eine Menge eines Dampfs; eine Transportgeschwindigkeit
eines Transports von Reinigungsgut durch die Reinigungsvorrichtung;
eine Beladung der Reinigungsvorrichtung mit Reinigungsgut; eine
Abluftmenge.
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Die
Reinigungsvorrichtung kann weiterhin derart ausgestaltet sein, dass
die modulare Steuerung mindestens eine Leistungserfassungseinheit umfasst.
Diese Leistungserfassungseinheit kann beispielsweise über
das Bus-System mit der Maschinensteuerung verbunden sein. Die Leistungserfassungseinheit
kann dabei eingerichtet sein, um eine von der Reinigungsvorrichtung
aufgenommene Leistung, insbesondere eine Gesamtleistung, zu erfassen.
Die Leistungserfassungseinheit kann insbesondere konfigurierbar
sein, das heißt von außen beeinflussbar sein,
beispielsweise über mindestens eine Schnittstelle, insbesondere über
eine Benutzerschnittstelle und/oder eine Schnittstelle zur Maschinensteuerung,
beispielsweise über das Bus-System.
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Die
Leistungserfassungseinheit kann insbesondere mindestens eine Sicherheitsfunktion
aufweisen. Dementsprechend kann die Leistungserfassungseinheit insbesondere
eingerichtet sein, um die Reinigungsvorrichtung in einen sicheren
Zustand zu überführen, wenn die erfasste aufgenommene
Leistung einen vorgegebenen oder vorgebbaren Maximalwert überschreitet.
Die Vorgabe dieses Maximalwerts kann beispielsweise ein Teil der
möglichen Konfiguration der Leistungserfassungseinheit
sein. Beispielsweise kann dieser Maximalwert ein Maximalwert für
die von der Reinigungsvorrichtung aufgenommene Leistung sein. Dabei
kann es sich um die gesamte von der Reinigungsvorrichtung aufgenommene
Leistung handeln oder lediglich einen Teil der aufgenommenen Leistung,
welcher separat erfassbar ist, beispielsweise einen Teil für
eine bestimmte Gruppe von Verbrauchern der Reinigungsvorrichtung.
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Der
sichere Zustand kann beispielsweise eine Funktion mit einem vorgegebenen
Minimalleistungsniveau für alle oder einige Verbraucher
umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der sichere Zustand
jedoch auch beispielsweise ein Not-Aus umfassen, beispielsweise
eine Rückführung der aufgenommenen Leistung auf
Null oder ein vorgegebenes Minimalleistungsniveau. Dementsprechend
können beispielsweise im Rahmen der Sicherheitsfunktion einzelne
oder alle Verbraucher abgeschaltet werden. Zu diesem Zweck kann
die Leistungserfassungseinheit beispielsweise mit einem Not-Aus-Kreis
der Reinigungsvorrichtung verbunden sein, so dass beispielsweise
ein Ausgang der Leistungserfassungseinheit die gesamte Reinigungsvorrichtung
abschalten kann, ohne einen Eingriff in die Funktion der Reinigungsvorrichtung
zu erfordern. Dementsprechend kann die Leistungserfassungseinheit
beispielsweise den sicheren Zustand unter Umgehung der Maschinensteuerung
herbeiführen, beispielsweise über den Not-Aus-Kreis.
Die Leistungserfassungseinheit und/oder deren Not-Aus-Funktion können
auch redundant ausgeführt sein, beispielsweise durch eine doppelte
Hardware der Leistungserfassungseinheit selbst oder durch Kombination
mit zusätzlichen Leitungsschutzelementen, beispielsweise
Leitungsschutzschaltern wie beispielsweise Sicherungen. Dementsprechend
kann beispielsweise eine zweikanalige Ausgestaltung vorliegen.
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Die
Maschinensteuerung kann auch eingerichtet sein, um mindestens einen
Lernmodus durchzuführen. In diesem Lernmodus wird mindestens
ein Element der Reinigungsvorrichtung, insbesondere mindestens ein
Verbraucher und/oder ein Aktor, angesteuert. Die Maschinensteuerung
ist dabei eingerichtet, um die dabei von der Leistungserfassungseinheit
erfasste Leistung zu speichern. Diese gespeicherte Leistung kann
beispielsweise bei der Erstellung mindestens einer Ansteuerstrategie
eine Rolle spielen. So kann beispielsweise die Maschinensteuerung
aus den gespeicherten Leistungen eine Ansteuerstrategie zusammenstellen,
wobei beispielsweise für eine vorgegebene Maximalleistung und/oder
einen Betriebeszustand ein Leistungsschema erstellt wird, wobei
die gewünschten Funktionen der Reinigungsvorrichtung erfüllt
werden, wobei jedoch gleichzeitig beispielsweise ein vorgegebener Maximalwert
der aufgenommenen Leistung nicht überschritten wird. Derartige
Lernprogramme sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise
aus der oben zitierten
DE
10 2007 032 053 A1 , wobei derartige Programme nun im Rahmen
der modularen Steuerung der Reinigungsvorrichtung eingesetzt werden können,
um eigenständig Ansteuerschemata zu erstellen. Alternativ
oder zusätzlich können jedoch diese Ansteuerschemata,
wie oben dargestellt, auch ganz oder teilweise manuell erstellt
und beispielsweise gespeichert werden. Die Verwendung der gespeicherten
Leistungen aus dem Lernmodus stellt eine besonders effiziente Möglichkeit
dar, um auf die tatsächlichen Gegebenheiten der Reinigungsvorrichtung
zu reagieren und entsprechend angepasste und realistische Ansteuerstrategien
zu erstellen.
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Die
mindestens eine Leistungserfassungseinheit kann darüber
hinaus, alternativ oder zusätzlich, für weitere
Zwecke eingesetzt werden. So kann die Maschinensteuerung beispielsweise
eingerichtet sein, um aus der von der Leistungserfassungseinheit erfassten
Leistung und/oder einer Änderung der erfassten Leistung,
beispielsweise einer zeitlichen Änderung über
einen vorgegebenen Zeitraum hinweg, auf mindestens einen Zustand
mindestens eines Elements der Reinigungsvorrichtung, insbesondere
mindestens eines Verbrauchers und/oder eines Aktors, zu schließen.
Auf diese Weise kann beispielsweise auf einen Verschleiß eines
bestimmten Elements der Reinigungsvorrichtung und/oder eine Verkalkung
eines Elements geschlossen werden und/oder auf eine andere Art der
Degradation dieses Elements.
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Wie
oben bereits angedeutet, können die Ansteuerstrategien
auf unterschiedliche Weisen ausgestaltet sein. Insbesondere können
diese Ansteuerstrategien Informationen über eine Energieverteilung auf
die Verbraucher oder eine oder mehrere Gruppen von Verbrauchern
der Reinigungsvorrichtung beinhalten. Dabei kann auch mindestens
eine der Ansteuerstrategien eingerichtet sein, um mindestens eine
Funktionsgruppe der Reinigungsvorrichtung einzuschalten oder abzuschalten.
Eine Funktionsgruppe ist dabei ein Teil der Reinigungsvorrichtung,
welcher eine Mehrzahl von Elementen der Reinigungsvorrichtung umfasst,
insbesondere eine Mehrzahl von Verbrauchern und/oder Aktoren. Beispiele
von Funktionsgruppen sind bestimmte Reinigungsstationen und/oder
bestimmte Trocknungen und/oder bestimmte Bereitstellungseinrichtungen
von Reinigungsfluiden, beispielsweise Dampf und/oder Spülflüssigkeit. So
kann beispielsweise ein Boiler oder ein Durchlauferhitzer vollständig
abgeschaltet werden.
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Ein
besonderer Vorteil des modularen Aufbaus der Steuerung der Reinigungsvorrichtung
besteht darin, dass die modulare Steuerung in ein externes Energiemanagement-System
eingebunden werden kann und/oder mit einem derartigen Energiemanagement-System
in Wechselwirkung treten kann, beispielsweise unidirektional oder
bidirektional. Dementsprechend kann die modulare Steuerung, insbesondere
die Maschinensteuerung, eingerichtet sein, um mit einem externen
Energiemanagement-System in Wechselwirkung zu treten, insbesondere
in eine bidirektionale Wechselwirkung. Dementsprechend kann die
Maschinensteuerung eingerichtet sein, um entsprechend dieser Wechselwirkung
eine Ansteuerstrategie bereitzustellen, beispielsweise aus einer Mehrzahl
aus Ansteuerstrategien auszuwählen und/oder eigenständig
zu erzeugen. Eine eigenständige Erzeugung kann beispielsweise
darin bestehen, dass eine von dem Energiemanagement-System vorgegebene
Maximalleistung der Reinigungsvorrichtung in eine Leistungsaufnahme
einzelner Elemente, beispielsweise einzelner Verbraucher, der Reinigungsvorrichtung
umgelegt wird, beispielsweise nach einem vorgegebenen Schlüssel.
Auch komplexere oder andere Algorithmen zum Erzeugen der Ansteuerstrategie
sind denkbar. Die modulare Steuerung kann somit beispielsweise unidirektional
von dem Energiemanagement-System mit Vorgaben beaufschlagt werden
und/oder die modulare Steuerung, beispielsweise die Maschinensteuerung,
kann bei dem Energiemanagement-System anfragen, um bestimmte Vorgaben
zu erhalten, beispielsweise eine Maximalleistung. Die modulare Steuerung
kann beispielsweise mindestens ein Kommunikationsmodul umfassen,
um mit dem Energiemanagement-System in Wechselwirkung zu treten.
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Neben
der Reinigungsvorrichtung in einer oder mehreren der oben beschriebenen
Ausgestaltungen wird weiterhin ein Verfahren zur Steuerung einer
Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von Reinigungsgut beschrieben.
Insbesondere kann das Verfahren unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung
gemäß einer oder mehreren der oben beschriebenen
Ausgestaltungen durchgeführt werden. Dementsprechend kann
für optionale Ausgestaltungen auf die obige Beschreibung
verwiesen werden. Die Reinigungsvorrichtung umfasst mindestens zwei
Verbraucher. Die Reinigungsvorrichtung umfasst weiterhin eine modulare
Steuerung mit einer Maschinensteuerung und mindestens einem kontaktlosen
Steuerelement. Die Maschinensteuerung kann mindestens ein Reinigungsprogramm
durchführen, und das kontaktlose Steuerelement kann mindestens
einen der Verbraucher variabel mit Energie versorgen. Die Maschinensteuerung
ist eingerichtet, um mindestens zwei verschiedene Ansteuerstrategien
für die Reinigungsvorrichtung bereitzustellen. Jede Ansteuerstrategie
umfasst dabei Informationen über benötigte Energien
der Verbraucher. Die Maschinensteuerung übermittelt den
kontaktlosen Steuerelementen über ein Bus-System Informationen über
die benötigten Energien der zugehörigen Verbraucher
entsprechend einer ausgewählten Ansteuerstrategie, wobei das
kontaktlose Steuerelement mindestens einen zugehörigen
Verbraucher mit der jeweiligen benötigten Energie beaufschlagt.
Für weitere mögliche Ausgestaltungen und Definitionen
kann auf die obige Beschreibung verwiesen werden.
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Die
oben beschriebene Reinigungsvorrichtung und das Verfahren weisen
gegenüber bekannten Vorrichtungen und Verfahren dieser
Art eine Vielzahl von Vorteilen auf. So folgt der dargelegte Ansatz dem
Prinzip, dass durch eine Skalierung/Variation an den Reinigungsvorrichtungen
bestimmte Maschinenelemente, wie beispielsweise ein oder mehrere Waschtanks,
eine Klarspülung, eine oder mehrere Trocknungen oder ähnliche
Elemente oder Ausbaustufen von Maschinenelementen speziell unter
Betrachtung von Heiz- und Motorleistung der Maschinensteuerung zugeordnet
werden können. Diese sind dabei nicht alle gemäß der
installierten Leistung oder durch das vorgegebene Verfahren bestimmt oder
zu einem Zeitpunkt in vollem Umfang benötigt. So können
beispielsweise Heizelemente über kontaktlose Steuerelemente
angesteuert werden. Die Maschinensteuerung kann diese kontaktlosen
Steuerelemente über das Bus-System, beispielsweise den CAN-Bus,
mit Informationen über den benötigten Energiefluss
versorgen. Dabei können die kontaktlosen Steuerelemente
derart ausgestaltet werden, dass dort hinterlegte Ansteuerschemata,
beispielsweise Impuls-Pause-Variationen oder Phasenanschnittkombinationen
oder Puls-Weiten-Modulationen verwendet werden, mit denen der Bedarf
an Energie, je nach geforderter Leistung, beispielsweise Heizleistung,
und Anwendungsfall optimal zugeführt werden kann. Dabei
können auch mehrere Prinzipien auf dem kontaktlosen Steuerelement
abgelegt werden und speziell nach Bedarf ausgewählt werden,
beispielsweise über das Bus-System. Anwendungsfälle können
die Heizleistung für die Erwärmung des Tankwassers,
das Klarspülwasser und/oder die Trocknung sein. Die in
der Maschinensteuerung bereitgestellten Ansteuerstrategien, aus
denen eine Ansteuerstrategie ausgewählt wird, beispielsweise
entsprechend einem gewünschten Betriebszustand und/oder
einem Waschprogramm und/oder einem Verfahren und/oder einer Maschinenskalierung und/oder äußeren
Vorgaben, kommunizieren über das Bus-System, beispielsweise
den CAN-Bus, mit den kontaktlosen Steuerelementen. Dies kann derart erfolgen,
dass sowohl ein Zustand von Reglern wie auch ein Verfahren und/oder
eine Skalierung der Reinigungsvorrichtung selbst die Höhe
der notwendigen Leistung bestimmt. Herkömmliche Steuerelemente, wie
beispielsweise Schütze oder einfache kontaktlose Schaltelemente,
können dieser intelligenten Kommunikation von Maschinensteuerung
und variabler Energieübertragung, mittels mindestens eines
intelligenten kontaktlosen Steuerelements, nicht folgen. Die Ansteuerstrategien
können komplette Leistungsschemata umfassen, welche in
der Maschinensteuerung abgelegt oder in der Maschinensteuerung generiert
werden können. Die Reinigungsvorrichtung ist damit, was
beispielsweise deren Aktoren und deren Energiebedarf betrifft, elektronisch
skalierbar. Es wäre dementsprechend auch möglich,
eine Reinigungsvorrichtung, entsprechend der Ansteuerstrategien,
vor Ort zu skalieren, beispielsweise entsprechend den Bedürfnissen
und mit hinterlegten Ansteuerstrategien.
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Die
Ansteuerstrategien können damit optimal abgestimmt werden,
beispielsweise auf eine Betriebsart, ein Waschprogramm, eine Beladung,
auf eine zur Verfügung stehende Leistung oder eine Hardware.
Die Ansteuerstrategien können Parameter beinhalten, wie
beispielsweise Solltemperaturen, Wassermengen, Geschwindigkeiten
oder Beladung der Reinigungsvorrichtung. Die Beladung kann unter bestimmten
Umständen wesentliche Einflüsse auf den Energiebedarf
der Reinigungsvorrichtung haben. Die Leistungsschemata, die vom
Hersteller vorgegeben werden können, bilden durch ihre
definierten Rahmenbedingungen in der Regel die Sicherheit für einen
hygienisch oder sicherheitstechnisch einwandfreien Prozess. So kann
beispielsweise durch eine entsprechende Auswahl einer Ansteuerstrategie
eine vorgegebene Wirkung erzielt werden, beispielsweise eine Reinigungs-
und/oder Desinfektionswirkung. Dies kann beispielsweise nach dem
Sinnerschen Kreis erfolgen, also einem Wirkmechanismus, mit dem
Reinigungsabläufe organisiert und durchgeführt werden
können. Dabei können Reinigungsfaktoren der Reinigungsvorrichtung,
wie die Chemie, die Mechanik, die Temperatur und die Zeit, insbesondere die
Einwirkzeit, aufeinander abgestimmt werden, so dass eine vorgegebene
Reinigungswirkung erzielt wird. Dabei können beispielsweise
entsprechend einer Ansteuerstrategie ein oder mehrere der genannten
Faktoren zugunsten anderer Faktoren zurückgefahren werden
oder umgekehrt. Beispielsweise können schwächere
Chemikalien oder geringer konzentrierte Chemikalien verwendet werden,
wobei gleichzeitig eine Einwirkzeit erhöht wird. Andererseits
kann beispielsweise eine Heizleistung reduziert werden, bei gleichzeitig
höherer Chemikaliendosierung, beispielsweise höherer
Dosierung an Reinigungskonzentrat. Auf diese Weise können
vom Hersteller Ansteuerstrategien vorgegeben werden, die durch ihre definierten
Rahmenbedingungen die Sicherheit für einen hygienisch oder
sicherheitstechnisch einwandfreien Prozess gewährleisten.
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Unter
Beachtung dieser Parameter in den Leistungsschemata, einerseits
statisch und andererseits dynamisch, lassen sich die einzelnen kontaktlosen
Steuerelemente bei nicht benötigter oder nur teilweise
benötigter Verbraucherleistung, beispielsweise Heizleistung,
in den vorhandenen Ansteuerstrategien zu- oder abschalten. Die sich
dadurch ergebende Leistungsreserve kann mittels der Maschinensteuerung
und der ausgewählten Ansteuerstrategie abgeglichen und
entsprechend dem Bedarf, beispielsweise anderen Verbrauchern beziehungsweise
kontaktlosen Steuerungen, zugeordnet werden und/oder vollständig
eingespart werden. Weiterhin ist es beispielsweise möglich,
durch geeignete Auswahl eines Ansteuerschemas, beispielsweise durch
eine geeignete Impuls-Pause-Variation und/oder Phasenanschnittkombination, über
das Ansteuerschema, beispielsweise ein hinterlegtes Ansteuerschema,
Energie zeitversetzt an die entsprechenden Funktionseinheiten, insbesondere
die Verbraucher, zu bringen. Dadurch kann gewährleistet
werden, dass die Gesamtleistung, die unter anderem von außen
vorgegeben werden kann, nicht überschritten wird.
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Die
Gesamtleistung kann durch die Leistungserfassungseinheit gemessen
werden, beispielsweise an zentraler Stelle. Die Leistungserfassungseinheit
kann beispielsweise mit der Maschinensteuerung, insbesondere einer
zentralen Recheneinheit der Maschinensteuerung, über das
Bus-System, beispielsweise den CAN-Bus, verbunden sein. Die Leistungserfassungseinheit
kann somit Informationen liefern, beispielsweise über eine
aktuelle aus dem Netz aufgenommene Leistung. Die über die
kontaktlosen Steuerelemente vorgegebene Leistung oder auch andere,
beispielsweise motorische Leistungen, spiegeln sich in diesem Messwert
wieder und können zu einer Überwachung der maximal
zur Verfügung stehenden Leistung wie aber auch einer Steuerung
der möglichen Leistung eingesetzt werden. Die Leistungserfassungseinheit
kann dabei in verschiedenen Modi betrieben werden. Einerseits lässt
sich in einem Betriebsmodus die insgesamt aufgenommene Leistung
erfassen. Andererseits können in einer Art Lernmodus einzelne
Aktoren von der Maschinensteuerung angesteuert und der aus der Leistungserfassungseinheit über
das Bus-System erfasste Messwert in der Steuerung zur späteren
Verwendung abgespeichert werden. Die so ermittelte Datenbasis für
die Verbraucher, wie beispielsweise Motoren, Heizleistungen, Aktoren
aber auch für komplette Einheiten, kann für verschiedene
Zwecke verwendet werden. Die Messwerte ermöglichen beispielsweise eine
vorausschauende Erstellung von Energieanforderungen für
die verschiedenen Betriebsarten, Programme oder Skalierungen, welche
sich in den Ansteuerstrategien wiederfinden können und/oder
welche zur Erstellung der Ansteuerstrategien genutzt werden können.
Alternativ oder zusätzlich kann eine geeignete Datenbasis
für ökonomische Berechnungen und/oder Auswertungsstrategien
kostengünstig zur Verfügung gestellt werden.
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Weiterhin
ist es, alternativ oder zusätzlich, auch möglich über
eine eventuell geänderte Leistungsaufnahme Rückschlüsse
auf eine Verschlechterung bestimmter Elemente zu ziehen, beispielsweise einen
Verschleiß und/oder eine Verkalkung. Bekanntermaßen
benötigen beispielsweise verkalkte Heizelemente zur Erhitzung
der Wassermenge mehr Zeit als nicht verkalkte Elemente. So deuten Änderungen bei
der Leistungsaufnahme beispielsweise bei Pumpenmotoren auf eine
Veränderung an hydraulischen Elementen hin. Beispielsweise
können auf diese Weise blockierte Düsen und/oder
fehlende Waschsysteme detektiert werden und/oder Veränderungen an
Pumpenlaufrädern erkannte werden. Bekannte Ansätze
messen einerseits die verbrauchte Energie direkt an den Aktoren
oder gehen von einem mit externen Messgeräten oder theoretisch
ermittelten Wert aus. Im ersten Fall lässt sich eine Detektion
von Verschlechterungen aufgrund jeweils eines benötigten
Erfassungssystems pro Aktor nur vergleichsweise aufwändig
realisieren. Im zweiten und im dritten genannten Fall ist eine Veränderung
beziehungsweise Verschlechterung der Elemente während der Laufzeit,
hervorgerufen wie oben beschrieben, nicht oder nur schwerlich feststellbar.
Mittels des vorgeschlagenen Systems mit der entsprechenden Leistungserfassungseinheit
und der Maschinensteuerung lässt sich hingegen eine derartige
Diagnose leicht realisieren.
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Die
modulare Steuerung, insbesondere die Maschinensteuerung und/oder
deren Datenverarbeitungsvorrichtung, kann somit eingerichtet sein,
um die zur Verfügung stehende Leistung optimal auf den im
Prozess benötigten Bedarf und die physikalisch vorhandenen
Rahmenbedingungen anzupassen. Dabei kann die Anpassung derart erfolgen,
dass die definierte maximale Leistung, welche beispielsweise durch
eine Installationstechnik und/oder eine Energieoptimierungsanlage
vorgegeben sein kann, nicht überschritten wird. Diese Funktion
kann insbesondere durch die in der modularen Steuerung integrierte Leistungsmessung
mittels der Leistungserfassungseinheit realisiert werden.
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Mittels
der vorgeschlagenen Ansteuerstrategien können ganze Funktionsgruppen
zu- oder abgeschaltet werden. Es ist jedoch auch möglich,
dem Prozess reduzierte Verbraucherleistungen, beispielsweise Heizleistungen,
insbesondere durch Impuls-Pause-Variationen und/oder Phasenanschnittkombinationen,
aufzuprägen. Dies kann beispielsweise dergestalt realisiert
werden, dass spezielle Waschprogramme und/oder Skalierungen die
Funktionseinheiten und/oder eine oder mehrere der vorhandenen Funktionseinheiten
der Reinigungsvorrichtung nicht oder nur teilweise mit Energie versorgen. Bei
einer geeigneten Ausrüstung der Maschinenelemente und/oder
der Vorgabe der Ansteuerstrategien können dadurch Maschinenelemente
modular vorgefertigt werden und/oder vor Ort, zumindest in gewissem
Umfang, elektronisch an den Leistungsbedarf angepasst und/oder skaliert
werden.
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Ein
weiterer Ansatz, welcher im Rahmen der oben beschriebenen Reinigungsvorrichtung
realisiert werden kann, ist es, zumindest in gewissem Umfang, gemäß dem
Sinnerschen Kreis, eine Gewichtung der einzelnen Verbraucher umzuverteilen,
ohne hierdurch eine Reinigungswirkung wesentlich zu beeinflussen.
So kann beispielsweise bei nicht vorhandener Heizleistung oder lediglich
geringfügig vorhandener Heizleistung beziehungsweise geringfügig
vorhandener Energie über eine Transportgeschwindigkeit
Einfluss auf eine Einwirkzeit genommen werden. Somit können
beispielsweise, zumindest innerhalb eines gewissen Umfangs, bei
reduzierten Solltemperaturen und damit reduzierter erforderlicher
Heizleistung dieselben Reinigungseffekte und/oder Desinfektionswirkungen
erreicht werden, beispielsweise dieselbe Anzahl an Wärme-Äquivalenten.
Der Sinnersche Kreis stellt dabei, wie oben dargestellt, ein Erklärungsmodell
dar, bei welchem, beispielsweise bei der Reinigung von Geschirr
vier Faktoren eine wesentliche Rolle spielen, nämlich Chemie,
Mechanik, Temperatur und Einwirkzeit. Diese Faktoren werden beim
Sinnerschen Kreis in Form eines Kreisdiagramms dargestellt. Gemäß diesem
Ansatz können Temperaturen und somit Heizleistung beziehungsweise
Transportgeschwindigkeit und somit Einwirkzeit innerhalb eines gewissen
Rahmens umverteilt werden, ohne hierdurch das Reinigungsergebnis
zu verändern. Diese Umverteilung kann im Rahmen der flexiblen
Ansteuerstrategie mit Hilfe der unterschiedlichen Ansteuerschemata
auf einfache Weise realisiert werden.
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Die
Steuerung bietet weiterhin, wie oben dargestellt, die Möglichkeit,
mit externen Energie-Management-Systemen in Wechselwirkung zu treten, beispielsweise
mit externen Energieoptimierungsanlagen. So bietet die Reinigungsvorrichtung
beispielsweise die Möglichkeit, von übergeordneten
Energieoptimierungsanlagen maximale Leistungsanforderungen entgegenzunehmen.
Mittels der oben dargelegten Erfindung ist es möglich,
optimal die vorhandenen Ressourcen zuzuordnen. Dies kann beispielsweise
durch ein intelligentes Zu- und/oder Abschalten der Leistung einzelner
Verbraucher erfolgen. Frühere Ansätze schalten
hingegen die Leistung in der Regel bedingungslos ab, ohne auf beispielsweise
hygienerelevante Anforderungen der Reinigungsvorrichtung Rücksicht
zu nehmen. Die intelligente Abstimmung mit einem externen Energiemanagement-System,
beispielsweise einer Energieoptimierungsanlage, ermöglicht
hingegen beispielsweise eine Integration der Reinigungsvorrichtung,
beispielsweise einer Geschirrspülmaschine, in ein Gesamtsystem
eines externen Energiemanagement-Systems, beispielsweise in ein
Gesamtsystem einer Energiebereitstellung eines Hauses. Diese Integration
kann gleichzeitig betriebswirtschaftlich und unter Einhaltung sämtlicher
hygienerelevanter Vorschriften erfolgen. So kann beispielsweise
die Steuerung auf Rückfrage mit einem Betreiber und/oder
Küchenchef bei reduzierter Energieverfügbarkeit
entweder eine andere Ansteuerstrategie auswählen oder die
Anforderung der Leistungsreduzierung gegenüber der übergeordneten
Energieoptimierungsanlage beispielsweise auch ablehnen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, insbesondere
in Kombination mit den Unteransprüchen. Hierbei können
die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren
in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist
nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch
dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen
dabei gleiche oder funktionsgleiche beziehungsweise hinsichtlich
ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente.
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Im
Einzelnen zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel einer modularen Steuerung;
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2 ein
Ausführungsbeispiel eines kontaktlosen Steuerelements;
und
-
3 ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Reinigungsvorrichtung.
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Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel einer modularen Steuerung 110 für
den Einsatz in einer Reinigungsvorrichtung dargestellt. Die modulare Steuerung 110 umfasst
eine Maschinensteuerung 112, welche beispielsweise eine
Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder mindestens einen elektronischen
Speicher umfassen kann. Weiterhin umfasst die modulare Steuerung 110 in
dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von
kontaktlosen Steuerelementen 114, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
jeweils einem oder mehreren angedeuteten Verbrauchern 116 zugeordnet
sind. Die Verbraucher 116 sind dabei in der Regel nicht selbst
Teil der modularen Steuerung 110.
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Weiterhin
umfasst die modulare Steuerung 110 in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel eine Leistungserfassungseinheit 118.
Die Leistungserfassungseinheit 118, die Maschinensteuerung 112 und die
kontaktlosen Steuerelemente 114 sind über ein Bus-System 120,
welches in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere als
CAN-Bus ausgestaltet sein kann, verbunden.
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Wie
oben bereits ausgeführt, kann das Bus-System 120 ganz
oder teilweise hardwareimplementiert sein, beispielsweise als CAN-Bus.
Alternativ oder zusätzlich kann dieses jedoch grundsätzlich auch
auf ein Minimum reduziert sein oder sogar auch ganz oder teilweise
virtuell, d. h. softwareimplementiert ausgestaltet werden. So kann
dieses Bus-System 120 beispielsweise in einer einfachen
Verbindung bestehen.
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Dementsprechend
können die Elemente der modularen Steuerung 110 ganz
oder teilweise dezentral, also an verschiedenen Orten angeordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich können, wie oben ausgeführt,
auch mehrere oder sogar alle Elemente der modularen Steuerung, beispielsweise
die Maschinensteuerung 112 und die kontaktlosen Steuerelemente 114 und
optional die Leistungserfassungseinheit 118, in einer Umgebung
zusammengefasst werden, beispielsweise auf einer Platine, wobei
jedoch nach wie vor eine funktionelle Unabhängigkeit dieser
Elemente im Sinne des oben beschriebenen Modularitätsgedankens
erhalten bleiben soll. Weiterhin können die Elemente der
modularen Steuerung 110, beispielsweise die Maschinensteuerung 112 und
die kontaktlosen Steuerelemente 114 und optional die Leistungserfassungseinheit 118,
ganz oder teilweise, einzeln oder zu mehreren oder sogar insgesamt,
alternativ zu einer bevorzugten reinen Hardwareimplementierung,
auch softwareimplementiert ausgestaltet werden, beispielsweise als
Module eines übergeordneten Programms.
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Weiterhin
ist in 1 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Energieversorgung 122 angedeutet. Diese Energieversorgung 122 kann
beispielsweise eine zentrale Energieversorgung einer Reinigungsvorrichtung
sein und ist nicht notwendigerweise Bestandteil der modularen Steuerung 110. Die
Energieversorgung 122 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einer Mehrzahl von Energieversorgungsleitungen 124 ausgestattet,
beispielsweise drei Energieversorgungsleitungen 124, welche in 1 mit
L1, L2 und L3 bezeichnet sind.
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Über
die Leistungserfassungseinheit 118 kann beispielsweise
eine von der Reinigungsvorrichtung aufgenommene Leistung, insbesondere
eine Gesamtleistung, die über die Energieversorgung 122 bereitgestellt
wird, erfasst werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Leistungserfassungseinheit 118 auch
lediglich einen Teil der Energieversorgung 122 überwachen
kann, beispielsweise lediglich einen Teil der Energieversorgungsleitungen 124.
Die Überwachung kann beispielsweise mittels dem Fachmann bekannter
Strom- und/oder Spannungsmesser erfolgen.
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Die
kontaktlosen Steuerelemente 114 können jeweils
einen oder mehrere Eingänge 126 aufweisen, welche
mit der Energieversorgung 122, beispielsweise mit einer,
mehreren oder allen der Energieversorgungsleitungen 124,
verbunden sind. Auf diese Weise kann an die kontaktlosen Steuerelemente 114 eine
Energie bereitgestellt werden, beispielsweise eine maximal verfügbare
Energie. Der Begriff der Energie umfasst dabei im Rahmen der vorliegenden
Erfindung auch den Begriff einer Leistung. Die kontaktlosen Steuerelemente 114 sind
eingerichtet, um an die Verbraucher 116 variabel über
einen oder mehrere Ausgänge 128 eine benötigte
Energie bereitzustellen.
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Über
das Bus-System 120 erhält jedes kontaktlose Steuerelement 114 von
der Maschinensteuerung mindestens eine Information über
die benötigte Energie der zugehörigen Verbraucher 116.
Die variable Bereitstellung der Energie an den Ausgängen 128 erfolgt
entsprechend dieser mindestens einen Information.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die modulare Steuerung in 1 lediglich
stark schematisiert dargestellt ist. Es können ein, zwei
oder mehrere kontaktlose Steuerelemente 114 vorgesehen
sein. Weitere optionale Steuerelement und/oder Eingabe-/Ausgabe-Einheiten
sind in 1 nicht dargestellt. Weiterhin
sind die Verbraucher 116 in 1 symbolisch
als Heizelemente ausgestaltet. Auch eine andere Ausgestaltung der
Verbraucher 116 ist jedoch grundsätzlich alternativ
oder zusätzlich möglich.
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In 2 ist
schematisiert ein Ausführungsbeispiel eines kontaktlosen
Steuerelements 114 dargestellt, wie es beispielsweise in
dem Ausführungsbeispiel der modularen Steuerung 110 gemäß 1 eingesetzt
werden könnte. Auch in anderen Ausführungsbeispielen
ist das kontaktlose Steuerelement 114 jedoch einsetzbar
oder es könnten andere Arten von kontaktlosen Steuerelemente 114 in
dem Ausführungsbeispiel der modularen Steuerung 110 gemäß 1 eingesetzt
werden.
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Das
kontaktlose Steuerelement 114 in 2 umfasst
vorzugsweise eine eigene Intelligenz. Diese ist in diesem Ausführungsbeispiel
durch einen Ansteuer-Controller 130 realisiert, beispielsweise
einen Ansteuer-Controller 130 mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung
wie beispielsweise einem Mikro-Computer. Das kontaktlose Steuerelement 114 kann
weiterhin einen oder mehrere Datenspeicher 132 umfassen,
welche beispielsweise, wie in 2 angedeutet,
Teil des Ansteuer-Controllers 130 sein können.
In diesem Datenspeicher 132 können beispielsweise
ein oder mehrere Ansteuerschemata hinterlegt sein, wie unten noch
näher ausgeführt wird.
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Mit
dem Ansteuer-Controller 130 kann ein Kommunikationsbaustein 134 verbunden
sein, welcher wiederum mit einem Anschluss 136 zur Verbindung
mit dem Bus-System 120 (in 2 nicht
dargestellt) verbunden sein kann.
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Weiterhin
weist das kontaktlose Steuerelement 114 mindestens einen
Eingang 126 und mindestens einen Ausgang 128 auf.
Der Eingang 126, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
exemplarisch drei Eingänge, beispielsweise zur Verbindung
mit den Energieversorgungsleitungen 124, vorgesehen sind,
kann allgemein mit der Energieversorgung 122 verbunden
sein. Der Ausgang 128 kann mit einem oder mehreren dem
kontaktlosen Steuerelement 114 zugeordneten und in 2 nicht
dargestellten Verbrauchern 116 verbunden sein.
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Weiterhin
umfasst das kontaktlose Steuerelement 114 vorzugsweise
in diesem oder auch in anderen Ausführungsbeispielen ein
oder mehrere variable Einstellelemente, mittels derer eine an dem
Eingang 126 bereitgestellte Eingangsenergie auf (was auch
eine Eingangsleistung umfassen kann) in eine an dem Ausgang 128 bereitzustellende
Ausgangsenergie (was auch eine Ausgangsleistung beinhalten kann)
umgewandelt werden können. Beispielsweise kann es sich
bei diesen variablen Einstellelementen 138 um elektronische
Schalter handeln, welche vorzugsweise stufenlos einstellbar sind.
Beispielsweise handelt es sich bei diesen elektronischen Schaltern um
so genannte Triacs, also Halbleiterbauelemente, welche eine Antiparallelschaltung
von zwei Thyristoren umfassen. Alternativ oder zusätzlich
sind jedoch auch andere Arten variabler Einstellelemente beziehungsweise
elektronische Schalter einsetzbar. Auch eine Kombination verschiedener
Arten variabler Einstellelemente 138 ist möglich.
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Die
variablen Einstellelemente 138 können unmittelbar
durch den Ansteuer-Controller 130 angesteuert werden oder,
wie in 2 angedeutet, durch eine zusätzliche
und optionale interne Ansteuerelektronik 140. Diese interne
Ansteuerelektronik 140 kann beispielsweise Steuersignale
für die variablen Einstellelemente 138 bereitstellen,
beispielsweise entsprechende Spannungen zum Steuern der Triacs.
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In 3 ist
schließlich ein Ausführungsbeispiel einer Reinigungsvorrichtung 142 zur
Reinigung von Reinigungsgut 144 dargestellt. Die Reinigungsvorrichtung 142 ist
dabei lediglich stark schematisiert gezeigt. Beispielsweise kann
es sich bei dem Reinigungsgut 144 um Geschirr handeln,
wie in 3 angedeutet. Das Reinigungsgut 144 kann
beispielsweise in mindestens einer Reinigungskammer 146 mit einem
Reinigungsfluid 148 beaufschlagt werden. Dabei können
eine oder mehrere Reinigungskammern 146 vorgesehen sein.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist exemplarisch eine
Durchlauf-Geschirrspülmaschine gezeigt, bei welcher das
Reinigungsgut 144 mittels einer Transportvorrichtung 150 durch die
eine oder mehreren Reinigungskammern 146 transportiert
wird. Dabei können, wie in 3 angedeutet,
ein oder mehrere Reinigungssysteme 152 vorgesehen sein,
beispielsweise Sprühdüsensysteme. Alternativ oder
zusätzlich sind jedoch auch andere Arten von Reinigungssystemen 152 denkbar,
beispielsweise Dampfreinigungssysteme oder Reinigungssysteme, in
welchen allgemein eine Reinigung und/oder Desinfektion stattfindet,
wobei auch eine rein thermische Desinfektion unter den Begriff der Reinigung
fallen soll.
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Weiterhin
umfasst die Reinigungsvorrichtung 142 wieder eine modulare
Steuerung 110 mit einer Maschinensteuerung 112 und
kontaktlosen Steuerelementen 114 sowie einem Bus-System 120 und
einer optionalen Leistungserfassungseinheit 118. Für mögliche
Ausgestaltungen der modularen Steuerung 110 kann beispielsweise
auf die Beschreibung der obigen Ausführungsbeispiele in
den 1 und 2 verwiesen werden, wobei jedoch
auch eine andere Ausgestaltung der modularen Steuerung 110 grundsätzlich
möglich ist.
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Die
Reinigungsvorrichtung 142 umfasst eine Mehrzahl von Verbrauchern 116.
Dabei können alle oder lediglich einige dieser Verbraucher 116 auf
die im Folgenden beschriebene Weise angesteuert werden, das heißt
in die modulare Steuerung 110 eingebunden sein. Daneben
können optional ein oder mehrere Verbraucher 116 vorgesehen
sein, welche auf konventionelle Weise angesteuert werden, ohne Verwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die
Verbraucher 116 sollen wiederum über eine Energieversorgung 122 mit
einer benötigten Energie versorgt werden. Zu diesem Zweck
sind wiederum die kontaktlosen Steuerelemente 114 vorgesehen,
welche an ihren Ausgängen 128 variabel Energien
an diese Verbraucher 116 bereitstellen können.
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Exemplarisch
sind in 3 zwei Verbraucher 116 gezeigt,
nämlich ein Antrieb 154 der Transportvorrichtung 150,
beispielsweise ein Motor, und ein Heizelement 156. Alternativ
oder zusätzlich können jedoch andere Arten von
Verbrauchern 116 vorgesehen sein, wobei exemplarisch auf
die obige Beschreibung verwiesen werden kann.
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Die
Maschinensteuerung ist eingerichtet, um mindestens zwei, vorzugsweise
mehr als zwei, verschiedene Ansteuerstrategien bereitzustellen.
Diese Ansteuerstrategien sind in 3 symbolisch
mit A1 und A2 bezeichnet.
Die Bereitstellung kann beispielsweise durch eine unmittelbare Generierung
dieser Ansteuerstrategien erfolgen und/oder dadurch, dass, wie in 3 angedeutet,
mehrere Ansteuerstrategien in einem Datenspeicher 158 hinterlegt
sind. Der Datenspeicher 158 kann Bestandteil der Maschinensteuerung 112 sein
oder kann auch an anderer Stelle in der Reinigungsvorrichtung 142,
insbesondere der modularen Steuerung 110, angeordnet sein.
Die Maschinensteuerung 112 ist eingerichtet, um aus der Mehrzahl
der Ansteuerstrategien eine Ansteuerstrategie auszuwählen,
welche aktuell verwendet werden soll. Beispielsweise kann diese
Auswahl manuell durch einen Benutzer erfolgen, beispielsweise über eine
in 3 nicht dargestellte optionale Benutzerschnittstelle.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auswahl jedoch auch
optional über eine Wechselwirkung mit den externen Energiemanagement-System 160 erfolgen,
beispielsweise über eine Schnittstelle 162. Wie
oben dargestellt, kann auf diese Weise beispielsweise die Reinigungsvorrichtung 142 in
eine übergeordnete Energieoptimierungsanlage eingebunden werden.
Das externe Energiemanagement-System kann beispielsweise der Reinigungsvorrichtung 142 eine
maximal zur Verfügung stehende Gesamtleistung, beispielsweise
eine Gesamtleistung für die Energieversorgung 122, übermitteln.
Entsprechend dieser übermittelten zur Verfügung
stehenden Gesamtleistung kann beispielsweise die Maschinensteuerung 112 eine
Ansteuerstrategie auswählen.
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In
diesem und auch in anderen Ausführungsbeispielen kann die
Maschinensteuerung 112 beispielsweise derart eingerichtet
sein, dass eine insgesamt von der Reinigungsvorrichtung 142 aufgenommene
Gesamtleistung verändert wird, eine Reinigungswirkung der
Reinigung des Reinigungsguts 144 jedoch gleich bleibt.
Dies kann, wie in 3 angedeutet, insbesondere unter
Verwendung des so genannten Sinnerschen Kreises erfolgen, welcher den
Zusammenhang zwischen verschiedenen Reinigungsfaktoren angibt. Diese
Reinigungsfaktoren sind in 3 symbolisch
gezeigt. Sie umfassen die in 3 symbolisch
mit dem Buchstaben C bezeichnete Chemie, also beispielsweise eine
Art und/oder Konzentration eines Reinigungsmittels und/oder eines
anderen chemischen Hilfsstoffs in dem Reinigungsfluid 148 (wobei
auch mehrere Reinigungsfluide 148 vorgesehen sein können),
die in 3 symbolisch mit dem Buchstaben m bezeichnete
mechanische Einwirkung auf das Reinigungsgut, welche beispielsweise
durch eine Ausgestaltung eines Reinigungsstrahls, welcher auf dem
Reinigungsgut 144 auftrifft, beeinflusst werden kann, die
Temperatur T des Reinigungsfluids 148 sowie die Einwirkzeit
t der Reinigung auf das Reinigungsgut 144.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass diese Darstellung stark vereinfacht
ist und lediglich der Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung dient. Bei komplexeren Reinigungsvorrichtungen 142 können
auch mehrere Faktoren in jedem Segment des Sinnerschen Kreises vorgesehen
sein. Beispielsweise können mehrere Reinigungsfluide 148 vorgesehen
sein, welche jeweils eine unterschiedliche Art und/oder Konzentration
an Chemie enthalten können. Weiterhin können die
mehreren Reinigungsfluide und/oder auch andere Arten von Reinigungsmedien
auch unterschiedliche Temperaturen T aufweisen. Entsprechend kann
auch die Einwirkung mechanischer Art mehrfach unterschiedlich ausgestaltet
sein, beispielsweise indem in mehreren Kammern und/oder Reinigungssystemen 152 der Reinigungsvorrichtung 142 unterschiedliche
mechanische Einwirkungen erfolgen. Entsprechend dieser unterschiedlichen
Arten mehrerer Einwirkungen können auch mehrere Zeitdauern
t dieser Einwirkungen vorgesehen sein. Dem Fachmann ist es jedoch
ohne Weiteres möglich, insbesondere durch Messungen, zu
ermitteln, inwiefern diese Segmente der Sinnerschen Kreise zusammenwirken
und inwiefern beispielsweise ein Einflussfaktor beziehungsweise
ein Segment des Sinnerschen Kreises erhöht werden muss,
wenn ein oder mehrere andere Segmente erniedrigt werden. Dies kann
beispielsweise durch Messungen einer Reinigungswirkung erfolgen,
beispielsweise einer optischen Reinigungswirkung und/oder einer
hygienischen Reinigungswirkung. Letztere kann beispielsweise durch
Abklatschuntersuchungen und/oder andere mikrobiologische Verfahren
ermittelt werden. Auch andere Verfahren zur Messung der Reinigungswirkung
können alternativ oder zusätzlich eingesetzt werden.
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In 3 sind
diese Vorgänge symbolisch durch die beiden Ansteuerstrategien
A1 und A2 dargestellt.
Dabei sei angenommen, dass diese Ansteuerstrategien A1 und
A2 eine gleiche oder zumindest im Rahmen
einer tolerierbaren Abweichung ähnliche Reinigungswirkung
erzielen. Es können jedoch auch Ansteuerstrategien mit
unterschiedlichen Reinigungswirkungen alternativ oder zusätzlich
vorgesehen sein. Die Ansteuerstrategien A1 und
A2 unterscheiden sich beispielsweise dadurch,
dass bei der Ansteuerstrategie A1 eine geringere
Temperatur gewählt wird, beispielsweise eine geringere
Temperatur des Reinigungsfluids 148, wohingegen die Einwirkzeit
t erhöht ist. In der Ansteuerstrategie A2 ist
hingegen die Einwirkzeit t geringer, wohingegen die Temperatur erhöht
ist. Die Reinigungswirkung beider Ansteuerstrategien A1 und
A2 kann dabei gleich sein, wobei die Reinigungswirkung
beispielsweise durch ein Reinigung- und/oder Desinfektionsergebnis
des gereinigten Reinigungsguts 144 überprüft
werden kann. Beispielsweise kann dies durch Abklatschuntersuchungen
des Reinigungsguts 144 erfolgen. Derartige Untersuchungen
sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
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Die
Maschinensteuerung 112 kann beispielsweise ausgestaltet
sein, um entsprechend einer zur Verfügung stehenden Gesamtleistung
zunächst die Reinigungsvorrichtung 142 der mit
A2 bezeichneten Ansteuerstrategie zu betreiben.
Diese Ansteuerstrategie A2 beinhaltet eine
kurze Einwirkzeit t2, was beispielsweise
durch eine hohe Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtung 150 realisiert
werden kann, welche beispielsweise als Korbtransportvorrichtung
(wie in 3 dargestellt) oder als Bandtransportvorrichtung
ausgestaltet sein kann. Entsprechend ist ein hoher Durchsatz an
Reinigungsgut 144 gegeben.
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Erhält
die Maschinensteuerung 112 dann beispielsweise die Vorgabe,
dass die Gesamtleistung reduziert werden muss, wobei die Reinigungswirkung
vorzugsweise gleich bleiben soll, so kann die Maschinensteuerung 112 dann
beispielsweise die Ansteuerstrategie A1auswählen.
Diese Ansteuerstrategie A1 fährt
die Temperatureinwirkung zurück, wobei, um ein gleichbleibendes
Reinigungsergebnis zu erzielen, die Einwirkzeit t erhöht
werden kann. Dies kann beispielsweise durch eine langsamere Transportgeschwindigkeit
der Transportvorrichtung 150 realisiert werden.
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Die
optionale Wechselwirkung der Maschinensteuerung 112 mit
dem externen Energiemanagement-System 160 kann unidirektional
oder auch bidirektional erfolgen. Unidirektional kann beispielsweise
lediglich eine Vorgabe an die Maschinensteuerung 112 übermittelt
werden. Bidirektional kann beispielsweise eine Anfrage durch die
Maschinensteuerung 112 bei dem externen Energiemanagement-System
erfolgen, um beispielsweise Rahmenbedingungen, insbesondere zur
Verfügung stehende Gesamtleistungen, zu erfragen. Auch
andere Ausgestaltungen sind möglich.
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Weiterhin
sei darauf hingewiesen, dass die beiden dargestellten Ausführungsbeispiele
der Ansteuerstrategien A1 und A2 lediglich
eines von vielen Beispielen der Wahl dieser Ansteuerstrategien zeigen.
So können auch weitere Ansteuerstrategien vorgesehen sein,
beispielsweise Ansteuerstrategien A3, A4, usw. Weiterhin erfolgt in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel exemplarisch lediglich eine Wechselwirkung
zwischen den Sinnerschen Faktoren t und T. Alternativ oder zusätzlich
kann jedoch optional auch eine Wechselwirkung mit den übrigen
Faktoren und/oder zwischen den übrigen Faktoren erfolgen, wobei
eine nahezu beliebige Auswahl mindestens zweier dieser Faktoren,
welche miteinander Wechselwirken können, möglich
ist. So kann beispielsweise eine niedrigere Temperatur und damit
ein niedrigerer Energiebedarf der Maschine durch eine höhere Konzentration
eines Reinigers (also eine Beeinflussung des Faktors C) ausgeglichen
werden. Diese Beeinflussung kann beispielsweise durch mindestens eine
Ventilsteuerung mindestens eines Dosierventils erfolgen. Verschiedene
Ausgestaltungen sind möglich. Entsprechend der ausgewählten
Ansteuerstrategie übermittelt die Maschinensteuerung 112 über
das Bus-System 120 an eines oder mehrere der kontaktlosen
Steuerelemente 114 Informationen über die benötigten
Energien der zugehörigen Verbraucher 116. Dabei
können alle oder lediglich ausgewählte Informationen
gezielt an die zugehörigen kontaktlosen Steuerelemente 114 übermittelt
werden, oder alle kontaktlosen Steuerelemente 114 können
sämtliche Informationen gemeinsam erhalten. Verschiedene Ausgestaltungen
sind möglich.
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Die
kontaktlosen Steuerelemente sind eingerichtet, um entsprechend der übermittelten
Informationen die zugehörigen Verbraucher 116 mit
der jeweils für die ausgewählte Ansteuerstrategie
benötigten Energie zu beaufschlagen. Diese Beaufschlagung
kann dauerhaft oder auch lediglich zeitweise erfolgen. Zu diesem
Zweck können die kontaktlosen Steuerelemente beispielsweise
eingerichtet sein, um Ansteuerschemata zur Bereitstellung der benötigten Energien
zu bestimmen. Diese Ansteuerschemata können beispielsweise
durch die Ansteuer-Controller 130 generiert werden. Beispielsweise
können die Ansteuerschemata aus einem Datenspeicher 132 ausgewählt
werden und/oder auch unmittelbar generiert werden. Die Ansteuerschemata
sind exemplarisch in 3 mit B1 und
B2 beziehungsweise C1 und
C2 bezeichnet. Zusätzlich können
jeweils optional weitere Ansteuerschemata vorgesehen sein, beispielsweise B3, B4, usw. bzw.
C3, C4, usw. Beispielsweise
kann jeweils ein Ansteuerschema einer Ansteuerstrategie zugeordnet
sein. Beispielsweise kann, wie oben erläutert, bei der
Ansteuerstrategie A2 das kontaktlose Steuerelement 114,
welches dem Heizelement 156 zugeordnet ist, ein Ansteuerschema
C2 auswählen, bei welchem das Heizelement 156,
beispielsweise durch eine entsprechende Einstellung eines Triacs, mit
einer hohen Heizleistung beaufschlagt wird. Gleichzeitig kann das
im Antrieb 154 zugeordnete kontaktlose Steuerelement 114 ein
Ansteuerschema B2 auswählen, welches
den Antrieb 154 ebenfalls mit einer hohen Leistung bzw.
einer daraus resultierende höheren Geschwindigkeit beaufschlagt.
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Wird
dann, wie oben beschrieben, die Ansteuerstrategie A1 ausgewählt,
so können die kontaktlosen Steuerelemente 114 entsprechend
die Ansteuerschemata B1 beziehungsweise
C1 auswählen, in welchen der Antrieb 154 mit
einer niedrigeren Leistung bzw. einer daraus resultierenden niedrigeren Geschwindigkeit
beaufschlagt wird (entsprechend einer höheren Durchlaufzeit
t), ebenso wie das Heizelement 156 mit einer geringeren
Heizleistung beaufschlagt wird (entsprechend einer niedrigeren Einwirktemperatur
T). Wie oben dargestellt, stellt dies jedoch nur ein mögliches
Ausführungsbeispiel der Veränderung von Ansteuerschemata
dar. Aufgrund der Beschreibung lassen sich weitere Ausführungsbeispiele für
den Fachmann leicht erschließen.
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Weiterhin
ist in 3 wiederum die Leistungserfassungseinheit 118 dargestellt,
welche eingerichtet ist, um eine von der Reinigungsvorrichtung 142 aufgenommene
Leistung, beispielsweise einen Teil der Gesamtleistung oder die
Gesamtleistung, zu erfassen. Übersteigt die aufgenommene
Leistung einen vorgegebenen Maximalwert, so kann die Leistungserfassungseinheit 118 beispielsweise
eingerichtet sein, um mindestens eine Sicherheitsfunktion auszuüben,
beispielsweise um einen Not-Aus zu betätigen. Dies ist
in 3 durch den gestrichelten Pfeil mit der Bezugsziffer 164 angedeutet.
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Weiterhin
kann die Leistungserfassungseinheit 118 auch genutzt werden,
um einen Lernmodus durchzuführen. So kann die modulare
Steuerung 110 beispielsweise in dem Lernmodus bestimmte
Verbraucher 116 ansteuern und den Einfluss auf die Leistungsaufnahme
experimentell testen. Dies kann in die Generierung der Ansteuerschemata
und/oder Ansteuerstrategien einfließen.
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Bezugszeichenliste
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- 110
- modulare
Steuerung
- 112
- Maschinensteuerung
- 114
- kontaktlose
Steuerelemente
- 116
- Verbraucher
- 118
- Leistungserfassungseinheit
- 120
- Bus-System
- 122
- Energieversorgung
- 124
- Energieversorgungsleitungen
- 126
- Eingang
- 128
- Ausgang
- 130
- Ansteuer-Controller
- 132
- Datenspeicher
- 134
- Kommunikationsbaustein
- 136
- Anschluss
für Bus-System
- 138
- variable
Einstellelemente
- 140
- interne
Ansteuerelektronik
- 142
- Reinigungsvorrichtung
- 144
- Reinigungsgut
- 146
- Reinigungskammer
- 148
- Reinigungsfluid
- 150
- Transportvorrichtung
- 152
- Reinigungssysteme
- 154
- Antrieb
- 156
- Heizelement
- 158
- Datenspeicher
- 160
- externes
Energiemanagement-System
- 162
- Schnittstelle
- 164
- Not-Aus
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004046758
A1 [0004, 0006, 0008]
- - DE 102007032053 A1 [0007, 0043]