DE4332403C2 - Elektrische Schaltungsanordnung zur Niveau-Grenzwerterfassung in Behältern mit elektrisch leitenden Medien - Google Patents
Elektrische Schaltungsanordnung zur Niveau-Grenzwerterfassung in Behältern mit elektrisch leitenden MedienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanord
nung zur Niveau-Grenzwerterfassung in Behältern.
Füllstandsmessungen in Behältern mit elektrisch leitenden
Medien werden mittels auf die elektrische Leitfähigkeit
des Mediums ansprechende Meßelektroden durchgeführt. Da
bei werden Niveau-Grenzwerte, beispielsweise "Behälter
voll" oder "Behälter leer", über eine geeignete elektri
sche Schaltungsanordnung vorgegeben, und über ein in der
Schaltung angeordnetes Potentiometer wird der Schaltpunkt
der Meßelektrode am jeweiligen Niveau-Grenzwert einge
stellt, wobei das Erreichen des Schaltpunktes und ein
sich daraus ableitender Signalzustand (Ein, Aus) über ei
ne Leuchtdiode zur Anzeige gebracht wird. Es liegt auf
der Hand, daß das Auffinden und Einstellen des Schalt
punktes empirisch und an Ort und Stelle erfolgt, und daß
die jeweilige Einstellung von der Art des Mediums und
seiner Konsistenz abhängig ist. Der Schaltbereich der
infrage kommenden Schaltung reicht von gut leitenden
Flüssigkeiten (Lauge, Säure) bis hin zu schlecht leiten
den Medien (Flüssigzucker, Glucose). Es ist darüber hin
aus möglich, durch Steigerung der Empfindlichkeit der
Meß- und Schaltungsanordnung die Schaltpunkteinstellung
so vorzunehmen, daß ein Ansprechen beispielsweise auch
bei Schaum erfolgt.
Nachteilig bei der bekannten Handhabung von elektrischen
Schaltungsanordnungen zur Niveau-Grenzwerterfassung in
Behältern mit elektrische leitenden Medien ist die Tat
sache, daß das Auffinden des Schaltpunktes für den Ni
veau-Grenzwert immer wieder von neuem erfolgen muß, wenn
beispielsweise die Schaltung ausgetauscht wurde, und daß
die gewonnenen Betriebsparameter nicht in einer diskre
ten, digitalen und auf einfache Weise reproduzierbaren
Form vorliegen.
Aus der DE 32 37 396 C2 ist eine Vorrichtung zur Fest
stellung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Be
hälter bekannt, mit der ein mit dem Flüssigkeitsfüllstand
verknüpfter Parameter ermittelt und dieser Parameter in
einem Analog-Digitalumsetzer umgewandelt wird. Ferner
weist die bekannte Vorrichtung Speichermittel zur Spei
cherung von Daten, eine Einrichtung zur Meßwertverarbei
tung (Mikroprozessor) und eine Anzeigeeinrichtung auf.
Allerdings wird zur Füllstandsmessung die Änderung des
Widerstandes infolge einer Temperaturänderung einer
Widerstandsdrahtsonde herangezogen.
Darüber hinaus ist im Zusammenhang mit einem nachrichten
technischen Gerät, vorzugsweise einem Fernsehempfänger,
eine elektrische Schaltungsanordnung zur Überwachung von
Spannungen und/oder Strömen in einem Schaltnetzteil be
kannt geworden, die Eingänge für analoge Meßwerte, eine
Einrichtung zur Meßwertverarbeitung (Mikroprozessor), ei
ne Ein-/Ausgabeeinheit sowie einen A/D-Wandler, ein netz
ausfallsicheres Speichermittel, eine Anzeigeeinrichtung
und eine Einrichtung zur digitalen Meßwert- und Signal
verarbeitung (Zentraleinheit) aufweist, wobei letztere
einen Vergleich der im Speichermittel hinterlegten Daten
mit Meßwerten durchführt (DE 36 12 237 A1).
Ferner ist in der DE 37 09 805 C2 ein Verarbeitungsmodul
zur Erfassung analoger Meßgrößen beschrieben, der zur Er
fassung analoger Eingangsgrößen mit acht Meßkanälen (Meß
eingängen) ausgestattet ist.
Für die digitale Darstellung von Meßinformationen und Da
ten sind heute eine Vielzahl opto-elektronischer Bauele
mente gebräuchlich (siehe z. B. PROFOS, P., PFEIFER, T.:
Handbuch der industriellen Meßtechnik, 5. Aufl., R. Olden
bourg Verlag München Wien 1992, S. 314, 315, ISBN
3-486-21794-1.
Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, die Handhabung
von elektrischen Schaltungsanordnungen zur Niveau-Grenz
werterfassung in Behältern mit elektrisch leitenden Me
dien mit Hilfe an sich bekannter Mittel zu vereinfachen,
sicherer zu machen und komfortabler zu gestalten.
Dieses Ziel wird erreicht durch die Schaltungsanordnung
nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der elek
trischen Schaltungsanordnung sind Gegenstand der Unter
ansprüche.
Durch die vorgeschlagene elektrische Schaltungsanordnung
wird das analoge Meßsignal einer digitalen Auswertung zu
geführt. Im Unterschied zu den infrage kommenden elek
trischen Schaltungen zur Niveau-Grenzwerterfassung nach
dem Stand der Technik, mit denen die Grenzwerte mittels
Potentiometer einzustellen sind, lassen sich diese Grenz
werte nunmehr über diskrete vorzugebende Werte mittels
der beispielsweise dreistelligen digitalen Anzeige ein
stellen. Dadurch ergibt sich eine genaue, definierte und
jederzeit reproduzierbare Schaltpunkteinstellung. Da die
vorgeschlagene Schaltung mit mehr als einem Eingang bzw.
sogenannten Kanälen ausgestattet wird, vorzugsweise wer
den acht Kanäle vorgesehen, sind die infrage kommenden
Grenzwerte für jeden dieser Eingänge bzw. Kanäle digital
einstellbar. Dabei bietet die Variante, bei der die Meß
elektrode mit mehr als einem Eingang verbunden ist, be
sondere Vorteile. So lassen sich mit einer einzigen in
einem Tank angeordneten Meßelektrode beispielsweise ver
schiedene Medien erfassen. Die jeweils notwendigen Be
triebs- und Grenzwertparameter für jedes Medium werden
auf die einzelnen Eingänge bzw. Kanäle gelegt, wobei das
jeweils zur Messung anstehende Medium über den zugeordne
ten Kanal abgerufen und meßtechnisch erfaßt werden kann.
Die vorgenannten Grenzwerte werden in ein netzausfall
sicheres Speichermittel, einen sogenannten EEPROM-Bau
stein, eingelesen und dort gespeichert. Sie sind aus die
sem Baustein über eine Bedieneinrichtung jederzeit aus
lesbar, mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung kontrollierbar
und neu einstellbar. Darüber hinaus kann die vorgeschla
gene elektrische Schaltungsanordnung so ausgeführt wer
den, daß sich jederzeit die aktuellen Meßwerte über die
Bedieneinrichtung auf Tastendruck aufrufen und über die
Anzeigeeinrichtung darstellen lassen, wobei die Grenz
werte ständig angezeigt werden.
Falls es erforderlich ist, die elektrische Schaltungsan
ordnung, die als steckbare Flachgruppe in Europa-Format
ausgebildet sein kann, auszutauschen, so ist kein Neuab
gleich der neuen Schaltungsanordnung mit den im Tank vor
liegenden Meßelektroden erforderlich, sondern die aktu
ellen Grenzwerte werden über die Bedieneinrichtung in die
neue Schaltung eingelesen und im Speichermittel gespei
chert.
Darüber hinaus sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der
elektrischen Schaltungsanordnung ein austauschbares Spei
chermittel vor, bei dessen Verwendung im Austauschfall
der Schaltungsanordnung eine Übertragung der aktuellen
Grenzwertparameter überflüssig wird. Es wird in diesem
Falle lediglich das Speichermittel aus der auszutauschen
den Schaltungsanordnung entfernt und in die neue Schal
lungsanordnung eingesetzt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen
Schaltungsanordnung ist eine digital arbeitende Überwa
chungseinrichtung vorgesehen, mit der die an den Eingän
gen anstehenden Signale beispielsweise auf Drahtbruch
überwacht und das Ergebnis dieser Überwachung zur Anzeige
gebracht werden kann. Darüber hinaus kann das vorgenannte
Ergebnis der Überwachung als digitales Signal an einem
der Ausgänge für weitere Steuerungseingriffe bereitge
stellt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Schaltungsanord
nung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird nachfolgend erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung die elektrische
Schaltungsanordnung im Zusammenwirken mit einem
Behälter, in dem zwei Meßelektroden angeordnet
sind und
Fig. 2 ein Blockschaltbild der vorgeschlagenen elektri
schen Schaltungsanordnung in einer bevorzugten
Ausführungsform.
Eine elektrische Schaltungsanordnung 1, die vorzugsweise
als Flachgruppe im Europa-Format ausgebildet ist, wird
über eine Meßleitungen 22 mit einer in einem Behälter 19
angeordneten Meßelektrode 18.1 (Meldung "leer") und über
eine Meßleitung 23 mit einer Meßelektrode 18.2 (Meldung
"voll") verbunden. Eine an einem Tankauslauf des Behäl
ters 19 angeschlossene Leitung 21 ist über ein Ventil 20
schaltbar.
Die elektrische Schaltanordnung 1 (Fig. 2) verfügt in ei
ner bevorzugten Ausführungsform über acht Eingänge 2.1
bis 2.8 bzw. Kanäle A bis H für die analogen Meßwerte.
Die Meßsignale werden über Frequenzgeneratoren 3.1 bis
3.8 einer ersten Signalverarbeitungseinrichtung 4 zuge
führt, die einerseits als Eingangsmultiplexer für die
einkommenden Meßsignale und auch als Analog-Digital-Wan
dler fungiert. Ein netzausfallsicheres Speichermittel ist
mit 5 und eine Spannungsversorgung ist mit 6 gekennzeich
net. Das eigentliche Kernstück der elektrischen Schal
tungsanordnung ist eine Einrichtung zur digitalen
Meßwert- und Signalverarbeitung 7 und eine Überwachung
seinrichtung 8, wobei erstere zuständig ist für den Ver
gleich zwischen den gegebenen Istwerten (Meßwerte) und
den vorgegebenen Niveau-Grenzwerten. Letztere dient der
Überwachung von an den Eingängen 2.1 bis 2.8 anstehenden
Signalen, z. B. der Drahtbruchüberwachung. Das Ergebnis
des Vergleichs zwischen den Istwerten und den
Niveau-Grenzwerten wird einer zweiten Signalverarbei
tungseinrichtung 10 (Ausgangsmultiplexer) übermittelt,
die daraus geeignete Steuer- und Anzeigesignale gene
riert. Die Steuersignale werden über Verstärker 14.1 bis
14.8 an den jeweiligen Ausgängen 17.1 bis 17.8 bereit
gestellt, während der Status und die Invertierung dieser
Signale an Leuchtdioden 16.3 bzw. 16.2 angezeigt wird.
Das aus einem Drahtbruch resultierende Signal wird über
einen Verstärker 15 an einem Ausgang 17.9 bereitgestellt,
während die Drahtbruchsanzeige über eine Leuchtdiode 16.1
zur Meldung kommt.
Eine Bedieneinrichtung 9 ist mit einer Reihe von Bedien
elementen 9.1 bis 9.6 versehen, über die beispielsweise
eine Anwahl der Eingänge 2.1 bis 2.8 bzw. Kanäle A bis
H, die Eingabe von Grenzwerten, die Invertierung von Sig
nalen, die Übernahme von Daten und die Istwert-Anzeige
zur Eingabe gelangen können. Die Bedieneinrichtung 9 ist
mit einem 7-Segment-Treiber 12 zum Betrieb einer Anzeige
einrichtung 13, einem LED-Treiber 11 für die Leuchtdioden
16, mit dem Speichermittel 5 und mit der Einrichtung zur
digitalen Meßwert- und Signalverarbeitung 7 verbunden.
Die Anzeigeeinrichtung 13 besteht aus einer einziffrigen
Anzeige 13.2 für die Darstellung der Eingänge bzw. Kanäle
A bis H und aus einer dreistelligen Anzeige 13.1a, 13.1b
und 13.1c zur Darstellung der Grenzwerte oder der Ist
wert-Anzeige der anstehenden Meßwerte.
Eine Grenzwerteinstellung wird folgendermaßen durchge
führt: Zunächst wird über das Bedienelement 9.1, (eine
Taste) der infrage kommende Eingang 2.1 bis 2.8 bzw. Ka
nal A bis H ausgewählt. Letzterer wird in der Anzeige
13.2 als Ziffer zwischen 1 und 8 angezeigt. Um die Ein
stellung des Niveau-Grenzwertes zu erleichtern, ist es
von Vorteil, zunächst den Istwert der an den ausgewählten
Eingang angeschlossenen Meßelektrode 18.1 oder 18.2 zu
aktivieren und über die Anzeige 13.1a, 13.1b und 13.1c in
dreistelliger Form darzustellen. Dieser Istwert läßt sich
nunmehr zur Grenzwerteinstellung heranziehen. Liegt bei
spielsweise die Istwert-Anzeige innerhalb des darstell
baren Bereiches von 1 bis 999 bei 200, und bedeutet der
angezeigte Wert 200 beispielsweise die Meldung Behälter 1
"voll", so könnte beispielsweise ein Niveau-Grenzwert von
190 zur Einstellung infrage kommen. Dieser Grenzwert wird
dann über den Taster 9.2 (steigende Ziffernfolge) oder
9.3 (fallende Ziffernfolge) eingestellt, seine Einstel
lung wird über die Anzeigeeinrichtung 13.1a, 13.1b und
13.1c verfolgt, in das Speichermittel 5 eingelesen und
dort abgespeichert.
Die vorstehende Schilderung der Vorgehensweise bei der
Hinterlegung von Niveau-Grenzwerten verdeutlicht, wie mit
Hilfe der elektrischen Schaltungsanord
nung gemäß der Erfindung die Handhabung derartiger Anord
nungen zur Niveau-Grenzwerterfassung vereinfacht, siche
rer gemacht und komfortabler gestaltet wird.
Claims (5)
1. Elektrische Schaltungsanordnung zur Niveau-Grenzwert
erfassung in Behältern mit elektrisch leitenden Medien
mittels einer auf die elektrische Leitfähigkeit
ansprechenden Meßelektrode (18.1), mit mehreren Ein
gängen für diskrete Niveaus des im Behälter bevorrate
ten Mediums darstellende analoge Meßwerte, mit einer
ersten Signalverarbeitungseinrichtung (4), die auch
als Analog/Digital-Wandler fungiert und die einge
henden Meßwerte digitalisiert, einer Bedieneinrichtung
(9) zur Dateneingabe und wenigstens einem Ausgang für
Steuer- und Anzeigesignale,
mit den weiteren Merkmalen,
daß die Meßelektrode mit einem der Eingänge oder mit mehr als einem Eingang (2.1, 2.2, ... ..., 2.n) verbunden ist,
daß über die Bedieneinrichtung (9) Daten für vor gegebene Niveau-Grenzwerte in digitaler Form in ein netzausfallsicheres Speichermittel (5) einge lesen, dort gespeichert und aus diesem ausgelesen werden,
daß die ein- und ausgelesenen Daten und die Meß werte jeweils mittels einer Anzeigeeinrichtung (13; 13.1, 13.2) angezeigt werden, und
daß eine Einrichtung zur digitalen Meßwert- und Signalverarbeitung (7) zum Vergleich der im Spei chermittel (5) hinterlegten Daten mit den Meß werten vorgesehen und mit einer Steuer- und Anzeigesignale generierenden zweiten Signal verarbeitungseinrichtung (10) verbunden ist.
daß die Meßelektrode mit einem der Eingänge oder mit mehr als einem Eingang (2.1, 2.2, ... ..., 2.n) verbunden ist,
daß über die Bedieneinrichtung (9) Daten für vor gegebene Niveau-Grenzwerte in digitaler Form in ein netzausfallsicheres Speichermittel (5) einge lesen, dort gespeichert und aus diesem ausgelesen werden,
daß die ein- und ausgelesenen Daten und die Meß werte jeweils mittels einer Anzeigeeinrichtung (13; 13.1, 13.2) angezeigt werden, und
daß eine Einrichtung zur digitalen Meßwert- und Signalverarbeitung (7) zum Vergleich der im Spei chermittel (5) hinterlegten Daten mit den Meß werten vorgesehen und mit einer Steuer- und Anzeigesignale generierenden zweiten Signal verarbeitungseinrichtung (10) verbunden ist.
2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß acht voneinander unabhängige
Kanäle (A, B, ..., H) vorgesehen sind, denen jeweils ein
Ein- (2.1, 2.2, ..., 2.8) und ein Ausgang (17.1, 17.2, ..
..., 17.8) zugeordnet ist und daß jeder Kanal zwei Meß
bereiche aufweist.
3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeein
richtung (13.1) dreistellig ist.
4. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spei
chermittel (5) austauschbar angeordnet ist.
5. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der An
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine di
gital arbeitende Überwachungseinrichtung (8) vorge
sehen ist, die die an den Eingängen (2.1, 2.2, ..., 2.n)
anstehenden Signale auf Drahtbruch überwacht und das
Ergebnis zur Anzeige bringt und/oder als digitales
Signal an einem der Ausgänge (17.1, 17.2, ..., 17.n)
bereitstellt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934332403 DE4332403C2 (de) | 1993-09-23 | 1993-09-23 | Elektrische Schaltungsanordnung zur Niveau-Grenzwerterfassung in Behältern mit elektrisch leitenden Medien |
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Publications (2)
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DE4332403A1 DE4332403A1 (de) | 1995-03-30 |
DE4332403C2 true DE4332403C2 (de) | 1998-07-23 |
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