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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feldgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es sind Feldgeräte mit einem Transmitter und einem oder mehreren Sensoren hinlänglich bekannt, welche ein Display aufweisen, welches im Inneren des Transmitters angeordnet ist. Entsprechende Feldgeräte werden seit geraumer Zeit von der Anmelderin produziert und verkauft.
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Üblicherweise sind die dabei verwendeten Displays relativ flach gegenüber den Abmessungen des Transmitters ausgestaltet.
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Bei Wartungsarbeiten und bei der Verifikation der Umwandlung der vom Sensor ermittelten Messdaten hat sich das Problem ergeben, dass bei Realisierung einer kompakten Bauweise eines Transmitters das flache Display eine Vielzahl von Baugruppen überdeckt und deren Zugänglichkeit zu Wartungs- und Verifikationszwecken behindert wird.
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Erfindungsgemäß weist ein Feldgerät einen Sensor zur Ermittlung eines Messsignals und einen Transmitter zur Übersetzung des Messsignals in ein erstes Ausgabesignal; wobei im oder am Transmitter eine Ausgabeeinheit angeordnet ist zur Ausgabe des ersten Ausgabesignals und wobei der Transmitter zwei oder mehr Positionierstellen für die Ausgabeeinheit aufweist.
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Durch die Ausgestaltung kann eine Zugänglichkeit einzelner Segmente des Transmitters, beispielsweise für Wartungsarbeiten, ermöglicht werden, ohne dass die Dimensionierung der Ausgabeeinheit hinderlich wäre. Eine entsprechende Ausgabeeinheit ist insbesondere ein Display, kann allerdings auch eine Signalsendeeinheit oder ein anderweitiges Gerät zur Ausgabe eines Ausgabesignals sein. Dies muss jedoch nicht zwingend eine optische Ausgabe sein, sondern kann auch lediglich ein ausgehendes Sendesignal sein, welches auf einem Handy, Computer oder Tablet-PC ablesbar ist. Die besagte Ausgabeeinheit braucht dabei nicht während der Verifikation oder der Wartung in der Hand gehalten zu werden, sondern durch die Positionierstellen am oder im Transmitter geparkt bzw. festgelegt werden.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Es ist von Vorteil, wenn der Transmitter im Bereich einer der Positionierstellen eines oder mehrere Kupplungselemente aufweist, an oder in welchen die Ausgabeeinheit lösbar positionierbar ist. Eine besonders gut handhabbare Positionierung kann mittels der vorgenannten Kupplungsvariante ermöglicht werden. Diese Kupplungsvariante kann in einer besonderen Ausgestaltungsvariante in Form von Steckverbindungselementen erfolgen.
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Es ist von Vorteil, wenn das Feldgerät zumindest zwei Betriebsmodi aufweist; wobei ein erster Betriebsmodus einen Standardbetrieb gewährleistet und ein zweiter Betriebsmodus als ein Verifikationsmodus die Verifikation der Übersetzung des Messsignals in ein zweites Ausgabesignal durch den Transmitter ermöglicht; wobei zur Durchführung des Verifikationsmodus ein Elektronikanschluss vorgesehen ist, dessen Zugänglichkeit im Standardbetrieb erschwert ist und dessen Zugänglichkeit im Verifikationsmodus erleichtert ist; wobei die Ausgabeeinheit zur Durchführung des Standardbetriebsmodus in oder an einer ersten Positionierstelle der Positionierstellen positionierbar ist und wobei die Ausgabeeinheit zur Durchführung des Verifikationsmodus in oder an einer zweiten Positionierstellen positionierbar ist. Während sich der Servicemitarbeiter somit auf die Verifikation und das Auslesen der zweiten Ausgabesignals konzentriert, kann er dieses mit dem ersten Ausgabesignal auf einem Display – als Ausgabeeinheit – überprüfen. Idealerweise ist
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Der Elektronikanschluss kann insbesondere ein 4...20 mA Stromausgang sein. Hier kann das zweite Ausgangssignal abgegriffen werden.
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Es ist insbesondere von Vorteil, wenn die Ausgabeeinheit als ein Display zur Anzeige zumindest einer Reihe von Schriftzeichen oder Nummern ausgebildet ist und eine Längsachse, die mittig durch die Reihe an besagten Schriftzeichen oder Nummern verläuft, wobei diese Längsachse der Anzeigevorrichtung an einer ersten Positionierstelle parallel zu der Längsachse der Anzeigevorrichtung an einer zweiten Positionierstelle verläuft. Die Längsachse der Anzeigenvorrichtung kann an einer ersten Positionierstelle parallel zu der Längsachse der Anzeigevorrichtung an allen weiteren Positionierstellen verlaufen. Dadurch weist die Ableseorientierung des Displays stets dieselbe Richtung auf und ist lediglich höhen- oder seitenversetzt.
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Ein Feldgerät kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante zudem zumindest zwei Betriebsmodi aufweisen, wobei ein Betriebsmodus einen Standardbetrieb gewährleistet und ein Betriebsmodus ein Einspeisen oder Auslesen von Daten in eine Speichereinheit des Feldgerätes ermöglicht, wobei zur Durchführung des Einspeisens oder Auslesens der Daten ein Datentransferanschluss vorgesehen ist, dessen Zugänglichkeit im Standardbetrieb erschwert ist und dessen Zugänglichkeit im Verifikationsmodus erleichtert ist, wobei die Ausgabeeinheit zur Durchführung des Standardbetriebsmodus in oder an einer ersten Positionierstelle der Positionierstellen positionierbar ist und wobei die Ausgabeeinheit zur Durchführung des Einspeisens oder Auslesens der Daten in oder an einer zweiten Positionier der Positionierstellen positionierbar ist.
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Erfindungsgemäß ist die Ausgabeeinheit derart ausgebildet, dass sie während des Einspeisen oder Auslesen von Daten und/oder während des Verifikationsmodus ein Ausgabesignal anzeigt.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand von einem ausgesuchten Ausführungsbeispiel und mithilfe der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Transmitters;
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2 Vorderansicht des Transmitters mit einem Display in Parkposition A;
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3 Vorderansicht des Transmitters mit dem Display in Parkposition B;
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4 Vorderansicht des Transmitters mit dem Display in Parkposition C;
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5 Detailansicht des Transmitters in Parkposition C;
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6 Rückansicht des Displays des Transmitters; und
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7 Detailansicht des Displays und eines Transmittergehäuses des Transmitters.
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In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, die beispielsweise in Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw. integriert sind, welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein elektronische Komponenten verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben. Ein Feldgerät ist dabei insbesondere ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Durchflussmessgeräten, Füllstandsmessgeräte, Druckmessgeräte, Temperaturmessgerät, Grenzstandsmessgeräte und/oder Analysemessgeräte. Durchflussmessgeräte sind insbesondere Coriolis-, Ultraschall-, Vortex-, thermischen und/oder magnetisch induktiven Durchflussmessgeräte. Füllstandsmessgeräte sind insbesondere Mikrowellen-Füllstandsmessgeräte, Ultraschall-Füllstandsmessgeräte, zeitbereichsreflektometrische Füllstandsmessgeräte (TDR), radiometrische Füllstandsmessgeräte, kapazitive Füllstandsmessgeräte, induktive Füllstandsmessgeräte und/oder temperatursensitive Füllstandsmessgeräte. Druckmessgeräte sind insbesondere Absolut-, Relativ- oder Differenzdruckgeräte. Temperaturmessgeräte sind insbesondere Messgeräte mit Thermoelementen und temperaturabhängigen Widerständen. Grenzstandsmessgeräte sind insbesondere Ultraschall-Grenzstandsmessgeräte und/oder kapazitive Grenzstandsmessgeräte.
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Analysemessgeräte sind insbesondere pH-Sensoren, Leitfähigkeitssensoren, Sauerstoff- und Aktivsauerstoffsensoren, (spektro)-photometrische Sensoren, und/oder ionenselektive Elektroden.
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Die vorgenannten Feldgeräte verfügen dabei oftmals über einen Sensor, den sogenannten Messaufnehmer und einen Transmitter, den sogenannten Messumformer.
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1 zeigt einen Transmitter 1 mit einem Transmittergehäuse 2, in welchem die Auswerteelektronik eines Feldgerätes angeordnet ist. Das Transmittergehäuse ist in 1 lediglich als Gehäuseunterschale abgebildet. Es versteht sich jedoch, dass das Gehäuse ebenso einen Gehäusedeckel mit einer Ausnehmung für ein Display 3 aufweist, welcher in 1 im Bereich der Ecksegmente 21 des Transmittergehäuses 2 mit der Gehäuseunterschale verschraubt oder anderweitig verbunden werden kann.
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Innerhalb des Transmittergehäuses 2 ist eine Haltevorrichtung 4 angeordnet, welche eine Verankerung und Positionierung einzelner Elektronikbauteile innerhalb des Transmittergehäuses 2 ermöglicht. Die Haltevorrichtung 4 weist Seitenanschläge 7, 8 und Anschlagswinkel 5, 6 und 9 auf, welche in Richtung des nicht-dargestellten Gehäusedeckels aus der Haltevorrichtung 4 um wenige Millimeter hervorstehen.
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Der Transmitter 1 weist mehrere Kabel 10 zur Signalübertragung eines durch das Feldgerät ermittelten Messsignals und zur Energieversorgung des Feldgerätes auf, welche vom Transmittergehäuse 2 wegführen.
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Diese Seitenschläge 7 und 8 und die Anschlagswinkel 5, 6 und 9 dienen zur Platzierung des Displays 3 auf der Haltevorrichtung 4. Das Display 3 wird somit auf die Haltevorrichtung 4 aufgesteckt. Und in einer Standardbetriebsposition A gehalten. Die überwiegende Zeit des Betriebs verbleibt das Display 3 in dieser Position an der Haltevorrichtung 4.
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Die Haltevorrichtung weist außerdem Steckvorsprünge 14–17 auf, welche ebenfalls in Richtung des Gehäusedeckels um wenige Millimeter aus der Haltevorrichtung 4 hervorstehen. Die Funktion der Steckvorsprünge wird unter Bezugnahme auf 3–7 näher erläutert.
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Das Feldgerät verfügt in einer Ausgestaltung als sogenanntes Zweileiter-Feldgerät in an sich bekannter weise über einen sogenannten 4...20mA Stromausgang. Um eine Rückführbare Verifikation der Transmitterelektronik zu ermöglichen verfügt der Transmitter 1 über einen Elektronikanschluss 18 an welchen ein externes Messgerät zum Auslesen von Stromwerten angeschlossen werden kann. Dieser Elektronikanschluss 18 ist durch das Display verdeckt, sofern sich dieses in der Standartbetriebsposition A befindet.
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Das Display 3 verfügt über eine Anzeigeeinheit 12 und mehrere Eingabe- und Bedienelemente 13, mit welchen u.a. die Anzeigeeinheit 12 bedienbar ist. Zum Austausch von Informationen mit anderen Elektronikbauteilen des Transmitters oder ggf. direkt mit einem nicht näher dargestellten Sensor des Feldgerätes, weist die Haltevorrichtung 4 einen Anschluss 19 für ein Displaykabel auf. Dieses ist in den 1–7 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. Es verbindet das Display 3 mit weiteren Elektronikbauteilen innerhalb des Transmittergehäuses 2.
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Weiterhin innerhalb des Transmittergehäuses 2 ist ein Datentransferanschluss 20 angeordnet. Das Feldgerät kann beispielsweise an der Schnittstelle zwischen dem Sensor und dem Transmitter 1 einen Datenspeicher aufweisen, welcher Daten bezüglich des Transmitters, der Prozessinformationen, des Zustandes des Gerätes und/oder eine Gerätehistorie verwaltet. Diese Daten können ausgelesen werden. Es können auch Daten von extern auf dem Datenspeicher hinterlegt werden. Wie aus 1–7 erkennbar ist auch dieser Datentransferanschluss 20 zumindest teilweise durch das Display 3 bedeckt.
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Um eine Zugänglichkeit des Elektronikanschlusses und des Datentransferanschlusses zum Anschluss externer Messgeräte, Recheneinheiten oder Datenspeicher zu ermöglichen, kann ein Positionswechsel des Displays 3 am Transmittergehäuse 2 erfolgen.
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Hierfür sind Kopplungselemente in 1–7 in Form von Steckverbindungselementen 11, 14–17, vorgesehen, welche eine Positionierung des Displays an unterschiedlicher Stelle an der Haltevorrichtung 4 ermöglichen. Das Steckverbindungselement 11 ist dabei eine Steckelementenaufnahme und die Steckverbindungselemente 14–17 sind Steckvorsprünge. Es versteht sich allerdings von selbst dass eine komplementäre Ausgestaltung ebenfalls möglich ist. Alternativ oder zusätzlich können auch entsprechende Kopplungselemente am Transmittergehäuse 2 angebracht sein. In jeder Position soll dabei das Display am Transmitter mechanisch festgelegt sein.
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In 2 ist das Display 3 in der Standardbetriebsposition A. In dieser Position kann der Transmitter 1, genauer gesagt das Transmittergehäuse 2, mittels des nicht abgebildeten Transmittergehäusedeckels verschlossen werden, ohne dass das Display über die Ausmaße des Transmittergehäuse hinausragt.
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In der in 2 dargstellten Standbetriebsposition A ist das Display 3 zentral im Transmittergehäuse 2 angeordnet. Diese Standartbetriebsposition ist besonders bei sehr gering dimensionierten Transmittern von Vorteil, da hier der Platzbedarf optimal genutzt wird. Allein der Platzbedarf zur Umpositionierung des Displays würde in diesem Fall kein großdimensioniertes Transmittergehäuse 2 rechtfertigen.
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In 3 ist das Display 3 in einer Parkposition B im Transmittergehäuse 2 angeordnet. Dabei steht das Display 3 seitlich über einen ersten begrenzenden Wandabschnitt 22 des Transmittergehäuses 2 hervor. Zur besseren Bezugnahme wird eine Ebene definiert, welche durch die vier Ecksegmente des Transmittergehäuses 21 definiert wird. Alle vier Ecksegmente liegen somit auf der besagten Ebene. Zur Umpositionierung des Displays 3 wird dieses in einer Richtung senkrecht zur vorgenannten Ebene aus dem Transmittergehäuse gehoben. Im Anschluss wird das Display in einer Richtung, die parallel zur vorgenannten Ebene verläuft, auf die Steckverbindungselemente 16 und 17 geschoben. Somit greift einer oder mehrere 2 dargestellten Steckvorsprünge in eine nutförmiges Kopplungselement 11 ein, welches rückseitig in das Display 3 eingebracht ist.
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In der Parkposition B ist das Transmittergehäuse der 3 aufgrund des Überstandes des Displays 3 nicht mittels eines Transmitterdeckels verschließbar. In dieser Position werden allerdings auch Anschlüsse freigegeben, welche zur Überwachung – und Kontrolle des Gerätes dienen. So ist beispielsweise über den Elektronikanschluss 18 der Stromausgang des Transmitters im Bereich 4....20mA z.B. mittels eines zusätzlichen Strommessgerätes ausmessbar. Durch die Parkposition ist es möglich, die Messwerte des zusätzlichen Messgerätes abzulesen und den Vergleichswert am Display 3 zu vergleichen. Aus díesem Grund ist das Display mit dem Anzeigeelement 12 derart angeordnet, dass zwar ein translatorisches Versetzen des Display 3 erfolgt, jedoch keine Umpositionierung um einen Rotationswinkel des Displays 3 erfolgt.
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In 4 ist eine Parkposition C des Displays 3 am Transmittergehäuse 2 dargestellt. Hierbei ragt das Display 3 über einen zweiten begrenzenden Wandabschnitt 23 des Transmittergehäuses 2 hinaus. Dieser zweite begrenzende Wandabschnitt 23 ist senkrecht zum ersten begrenzenden Wandabschnitt 22 angeordnet. In dieser Position ist die Zugänglichkeit des Datentransferanschlusses 20 besonders gut gegeben. Das Display 3 ist über ein nicht dargestelltes Displaykabel und über einen Displaykabelanschluss 19 mit dem Transmitter 1 verbunden.
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In 5 ist der Datentransferanschluss 20, das Anschluss 19 für das Displaykabel und der Elektronikanschluss 18 im Detail dargestellt. Man erkennt, dass durch die Positionierung des Displays 3 in Parkposition C eine besonders gute Zugänglichkeit der Anschlüsse gewährleistet werden kann.
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Darüber hinaus weist der Transmitter eine zentrale Recheneinheit 24 auf, welche die Rechenaufgaben zur Verarbeitung der Messdaten und weitere Funktionen der Transmitterbauteile koordiniert. Diese zentrale Recheneinheit 24 ist mit einem in 5 verdeckten Kabel mit dem Anschluss 25 verbunden. An diesen Anschluss 25 ist ein Messverstärker, eine Input/Output-Einheit und/oder ein Modem anschließbar.
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In 6 ist die Rückseite eines Displays dargestellt. Die Rückseite des Displays 3 ist insgesamt flach ausgebildet. Sie weist die besagten nutenförmigen Steckverbindungselemente 11 auf. Diese verlaufen jeweils paarweise zu zumindest einer Seitenwandung des Displays 3 hin, in 6 jedoch zu drei Seitenwandungen des Displays 3.
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7 zeigt im Detail, wie die Kopplung des Displays in der Parkposition C erfolgt. Die nutenförmigen Steckvorsprünge Steckvorsprünge sind L-Förmig ausgebildet, so dass sich die Nut, von der Rückseite des Displays ausgehend, zum Display hin öffnet.
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Entsprechend sind die die Steckvorsprünge 14–17 an der Haltevorrichtung L-förmig ausgebildet, so dass es zu einem Verhaken der beiden Steckverbindungselemente 14–17 und 11 beim Ineinanderschieben der nutförmigen Steckelementenaufnahmen 11 und der Steckvorsprünge 14–17. Die
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Innerhalb des erfindungsgemäßen Feldgerätes wird durch den Sensor üblicherweise ein analoges Messsignal erzeugt. Beim magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät ist dies beispielsweise ein Spannungswert. Dieser wird anschließend in einen digitalen Wert, einem ersten Ausgabesignal umgewandelt. Dieses wird über eine Ausgabeeinheit, beispielsweise das Display, ausgegeben. Der digitale Wert kann zudem an einen analogen Wert rückgewandelt werden und mittels Pulsweitenmodulation bearbeitet werden. Schließlich wird der analoge Wert, als zweites Ausgabesignal, durch den Stromausgang von vorzugweise 4...20 mA ausgegeben.
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Bei der Rückwandlung des digitalen Wertes in einen analogen Wert kann der Wert verfälscht werden. Daher ist eine Verifikation der analogen Werte am Feldgerät wünschenswert um die Rückwandlung zu überprüfen.
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Mittels einer bevorzugten Ausführungsvariante des Feldgerätes ist ein Verfahren zur Verifikation des Stromausgangssignals realisierbar.
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Dieses Verfahren umfasst vorzugsweise folgende Schritte:
- A Bereitstellung eines Feldgerätes, insbesondere eines Feldgerätes nach einem der Ansprüche 1–9;
- B Entnahme einer Ausgabevorrichtung, insbesondere eines Displays, aus einer im Feldgerät vorgegebenen Aufnahme in welcher die Ausgabevorrichtung in einem Standardbetriebsmodus in einer ersten Position angeordnet ist; und
- C Mechanische Kopplung der Ausgabevorrichtung am oder im Transmitter mittels Steckvorsprüngen, insbesondere Steckverbindungselementen an einer zweiten Position unter Freigabe eines Elektronikanschlusses zur Verifikation eines Stromausgangssignals: und
- D Anschluss eines Messgerätes zum Auslesen des Stromausgangssignals an dem Elektronikanschluss.
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Gegebenenfalls kann ein visueller Vergleich zwischen dem an der Ausgabevorrichtung angezeigten ersten Ausgabesignal und dem zweiten Ausgangssignal, dem Stromausgangssignal
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Ein Vorteil dabei ist, dass die Ausgabevorrichtung während des Auslesens des Stromausgangssignals in der zweiten Position weiterhin einen Ausgabewert als Vergleichswert anzeigen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transmitter
- 2
- Transmittergehäuse
- 3
- Display
- 4
- Halteplatte
- 5
- Anschlagswinkel
- 6
- Anschlagswinkel
- 7
- Seitenanschlag
- 8
- Seitenanschlag
- 9
- Anschlagswinkel
- 10
- Stromausgang
- 11
- Steckelementenaufnahme
- 12
- Anzeigeelement
- 13
- Eingabe- und Bedienelement
- 14
- Steckvorsprung
- 15
- Steckvorsprung
- 16
- Steckvorsprung
- 17
- Steckvorsprung
- 18
- Elektronikanschluss
- 19
- Displaykabel
- 20
- Datentransfertanschluss
- 21
- Ecksegmente
- 22
- Wandabschnitt
- 23
- Wandabschnitt
- A
- Längsachse des Displays
