DE102020108024A1

DE102020108024A1 - Anzeigevorrichtung für ein Durchflussmessgerät der Prozessautomatisierungstechnik

Info

Publication number: DE102020108024A1
Application number: DE102020108024.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Buck
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2021-09-30

Abstract

Anzeigevorrichtung 1 für ein Durchflussmessgerät 2 der Prozessautomatisierungstechnik,an die wenigstens der aktuelle Durchfluss-Messwert MW in einem Rohrleitungsabschnitt 20, der von einem Durchflussmessgeräts 2 gemessen wird, übertragen wird,wobei die Anzeigevorrichtung 1 ein LED-Band 10 und eineAnsteuereinheit AE aufweist, die das LED-Band 10 entsprechend dem aktuellen Durchfluss-Messwert MW ansteuert,wobei das LED-Band 10 am Rohrleitungsabschnitt 20 in dem das Durchflussmessgerät 2 angeordnet ist, fixiert ist und dem Anwender, die Strömungsgeschwindigkeit und die Strömungsrichtung als Balkenanzeige optisch signalisiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Durchflussmessgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden häufig Durchflussmessgeräte zur Messung des Durchflusses eines Mediums durch ein Rohr verwendet. In verschiedenen Industriezweigen, z.B. in der Lebensmittelindustrie, der pharmazeutischen Industrie, der chemischen Industrie sowie in der Automatisierungstechnik oder der Gebäudetechnik, werden Messwerte zur Prozesssteuerung verwendet. Messwerte können direkt durch eine Anzeige am Gerät angezeigt werden, oder werden indirekt über eine Steuerung oder mittels eines Anwendungsprogramms auf eine Anzeigevorrichtung übertragen. Über ein mit dem Durchflussmessgerät verbundenes und, z.B. auf einem Rechner, Computer, Smartphone, Tablet, etc. ausgeführtes Anwendungsprogramm, können Messwerte z.B. über einen verbundenen Monitor oder über ein Display in nahezu Echtzeit visualisiert und Zustände über Zustandsanzeigen, z.B. LEDs angezeigt werden. Es gibt eine Vielzahl von Durchflussmessgeräten auf dem Markt, die nach unterschiedlichen Messprinzipien arbeiten, z.B. Ultraschall-Durchflussmesser, Coriolis-Durchflussmesser, Wirbel-Durchflussmesser (Vortex) oder magnetischinduktive Durchflussmesser (MID).
Für die Anzeige von Messwerten eines Durchflussmessgeräts sind verschiedene optische bzw. visuelle Anzeigemöglichkeiten bekannt. Eine erste Variante besteht darin, an dem Gerät selbst eine Anzeigevorrichtung vorzusehen, z.B. durch ein Display oder mittels leuchtender, sich farblich ändernder, codierter oder blinkender Zustandsanzeigen. Ebenso sind indirekte Varianten bekannt, an der die Anzeige der Messwerte dezentral, d.h. nicht am Gerät, nicht an der Messstelle und nicht am Prozess bzw. nicht am Rohrleitungsabschnitt selbst erfolgt, sondern die Messwerte an eine übergeordnete Leitebene, an eine Zentraleinheit, an eine Steuerung bzw. an ein Anwendungsprogramm über gängige Schnittstellen übermittelt werden und entweder dort über ein verbundenes Display angezeigt werden, oder von dort an eine weitere externe Anzeigevorrichtung übertragen werden, um hierüber ein entsprechendes optisches Signal auszugeben.
Problematisch, insbesondere in der Bedienung, Wartung und Fehlerbehebung komplexer Anlagen ist, dass über ein Monitoring-System zwar Zustände und Messwerte in Echtzeit überwacht, angezeigt und gesteuert werden können, z.B. über ein virtuelles Abbild der realen Anlage, dem Anwender vor Ort an der Anlage jedoch diese visuelle Information an dem betreffenden Rohr-Abschnitt oder in dem betreffenden Bereich innerhalb der Anlage fehlt. Anzeigen und Displays am Durchflussmessgerät selbst sind aufgrund der platzsparenden und teilweise integrierten Bauweise (Durchflussmessgeräte werden meist in den Querschnitt einer Rohrleitung integriert) oftmals zu klein ausgeführt, um von einem Anwender schnell und intuitiv, insbesondere bei außerroutinemäßigen Vorgängen, wie dies beispielsweise bei einer Fehlerbehebung der Fall ist, wahrgenommen zu werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu überwinden und dem Anwender vor Ort Messwerte und Zustände eines durch ein Durchflussmessgerät überwachten Mediums innerhalb einer Anlage / eines Rohrleitungs- oder eines Schlauchsystems dort zu signalisieren, wo sie auftreten. Über eine intuitive Anzeigevorrichtung am Rohrleitungsabschnitt soll dem Anwender, dem Bediener und dem Servicetechniker vor Ort visuell diejenige Information über die Fluidströmungsparameter (z.B. Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsrichtung, Temperatur) bzw. Wartungs- und/oder Fehler-Fall bezogene Signale bereitgestellt werden, um ihn in seinem Tun zu unterstützen und fallbezogen ein schnelles und routiniertes Auffinden der Fehler- oder Leckage-Stelle zu ermöglichen. Die Erfindung gibt eine einfache und intuitiv erfassbare Anzeige der Fluidparameter an, die dem Anwender eine schnelle und unkomplizierte Erfassung ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen schematisch:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
2 eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in bildlicher Darstellung

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Die Ansteuereinheit AE umfasst eine Prozessoreinheit CPU, einen LED-Treiber D (LED-Driver) und eine LED-Treiberschaltung. Der von einem Sensor bzw. von einem Durchflussmessgerät erfasste Messwert MW steht im Austausch mit der Prozessoreinheit. Die Ansteuereinheit AE mit einer Prozessoreinheit CPU ist über eine Kommunikationsschnittstelle (IO-Link Driver, IO-Link phy) verknüpft. Über einen Steckeranschluss, z.B. über einen Standard M12-Steckeranschluss, ist das Durchflussmessgerät mit Leistung (Internal Power Supply, Stromversorgung) versorgt.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 in einer bildlichen Darstellung. Die Steuerlogik L weist einen Standard-Steckeranschluss, beispielsweise einen M12-Steckeranschluss, für drei Eingangsleitungen E1, E2, E3 mit einer Kommunikationsschnittstelle (IO-Link, IO-Link Driver, IO-Link phy) auf und ist mit der Ansteuereinheit AE verbunden. Die Ansteuereinheit AE umfasst im Wesentlichen eine Prozessoreinheit CPU und ein LED-Treiber D und weist drei Ausgangsleitung A1, A2, A3 auf. In 2 ist ein Rohrleitungsabschnitt 20 bzw. ein Schlauchabschnitt 21 dargestellt, an dem ein LED-Band 10 als Anzeigevorrichtung 1 angeordnet und fixiert ist. Wird die Rohrleitung 20 von einem Medium durchflossen (Pfeilrichtung) werden die Fluidströmungsparameter, beispielsweise die Mediumstemperatur, die Flüssigkeitsbewegung, die Strömungsrichtung oder die Strömungsgeschwindigkeit über die Anzeige 1 als Balken- oder Segmentanzeige optisch ausgegeben. Die Anzeige 1 kann farblich oder zeitlich codiert sein, so das Werte, Warnungen und Zustandsmeldungen in blinkender Form, durch Farbumschlag oder als Laufleiste angezeigt werden können. Mit der Anzeige 1 kann der Anwender intuitiv den Zustand in der Rohrleitung 10 erfassen. Erfolgt die Anzeige 1 mehrreihig, z.B. in Form einer LED-Matrix können Warnungen, Zustandsmeldungen und Werte auch in Textform erfolgen.
Nachfolgend wird die Funktion der Erfindung sowie weitere Ausführungsformen näher erläutert.
Die Anzeigevorrichtung 1 dient zur einfachen intuitiven Darstellung von wenigstens einem von einem Durchflussmessgerät 2 in einem Rohrleitungsabschnitt 20 gemessenen und an die Anzeigevorrichtung 1 übertragenen Messwert MW. Die Anzeigevorrichtung 1 weist ein LED-Band 10 und eine Ansteuereinheit AE auf, die das LED-Band 10 entsprechend dem aktuellen Messwert MW ansteuert. Das LED-Band 10, ist an der Außenseite des Rohrleitungsabschnitts 20 angeordnet und/oder befestigt und signalisiert die Strömungsgeschwindigkeit, die Strömungsrichtung und die Medientemperatur als Balken- oder Segmentanzeige. Werte, Fehler- oder kritische Zustandsmeldungen werden durch Farbumschlag und/oder Farbwechsel oder Farbänderung optisch signalisiert und angezeigt.
In einer weiteren Ausführungsform kann das LED-Band 10 ein LED-Band 10 aus RGB-LEDs mit IO-Link sein, das mit einem Strömungssensor verbunden ist und auf ein Rohr 20 oder auf einen flexiblen Schlauch 21 aufgebracht ist. Die RGB-LEDs ermöglichen eine mehrfarbige Anzeige. Auch können über die LED-Band-Länge Farbverläufe dargestellt werden. Unter Verwendung z.B. eines CCT-LED-Bands (Correlated Color Temperatur), kann je nach Messwert MW die Lichtfarbe bzw. die Farbtemperatur im üblichen Bereich von warmweißem Licht (2500K) bis kaltweiß (6.500K) eingestellt werden. Mittels der Farbe, Farbtemperatur oder mittels Farbverläufen kann die Temperatur des Mediums direkt über das LED-Band 10 am Rohrleitungsabschnitt 20 bzw. an einem Schlauch 21 visualisiert und angezeigt werden. Mit fortlaufenden LEDs oder LED-Segmenten kann beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit in Form eines zeitliche Messwerts MW durch eine zeitliche Abfolge symbolisiert und angezeigt werden. Je schneller die Segmentabfolge oder die einzelne LED zeitlich nacheinander angesteuert wird, umso schneller die Strömungsgeschwindigkeit. Je langsamer, umso langsamer die Strömungsgeschwindigkeit. Entsprechend kann die Menge an LEDs die leuchten, die Menge des Durchflusses proportional zum Innendurchmesser anzeigen und/oder signalisieren.
In einer weiteren Ausführungsform können an Kreuzungen oder an Weichen die resultierenden Temperaturen und/oder Strömungen berechnet und dargestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das LED-Band 10 direkt in einen flexiblen Schlauch 21 eingebracht, beispielsweise durch Extrusion. Der Strömungssensor kann dann auch direkt auf das LED-Band 10 aufgebracht bzw. dort angebracht sein, und im kalorimetrischen (thermischen) Verfahren Messwerte liefern und über das LED-Band 10 anzeigen.
Weitere Vorteile sind, dass insbesondere auf große Entfernungen und von außen direkt ersichtlich ist, was in der Anlage bzw. innerhalb des überwachten Prozess passiert. Mit dem LED-Band 10 ist es möglich Rückschlüsse, z.B. ob gerade etwas produziert wird, ob ein CIP-Reinigungs-Prozess läuft oder ob der Prozess stabil läuft, optisch und visuell vor Ort am Rohrabschnitt oder am Schlauch 21 auszugeben.
Bezugszeichenliste

1: Anzeigevorrichtung
2: Durchflussmessgerät
10: LED-Band
20: Rohrleitung
21: Schlauch
MW: Messwert eines Durchflussmessgeräts
AE: Ansteuereinheit
L: Steuerlogik
CPU: Prozessoreinheit
D: LED-Driver, LED-Treiber, Vorschaltgerät
E1: Eingangsleitung 1
E2: Eingangsleitung 2
E3: Eingangsleitung 3
A1: Ausgangsleitung 1
A2: Ausgangsleitung 2
A3: Ausgangsleitung 3

Claims

Anzeigevorrichtung (1) für ein Durchflussmessgerät (2) der Prozessautomatisierungstechnik, an die wenigstens der aktuelle Durchfluss-Messwert (MW) in einem Rohrleitungsabschnitt (20), der von einem Durchflussmessgeräts (2) gemessen wird, übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) ein LED-Band (10) und eine Ansteuereinheit (AE) aufweist, die das LED-Band (10) entsprechend dem aktuellen Durchfluss-Messwert (MW) ansteuert, wobei das LED-Band (10) am Rohrleitungsabschnitt (20) in dem das Durchflussmessgerät (2) angeordnet ist, fixiert ist und dem Anwender, die Strömungsgeschwindigkeit und die Strömungsrichtung als Balkenanzeige optisch signalisiert.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das LED-Band (10) zwei nebengeordnete Balkenanzeigen aufweist, die Balkenanzeige mehrere Farb-LEDs umfasst, die so ansteuerbar sind, dass beim Erreichen eines Schaltpunkts ein Farbumschlag des Balkens erfolgt.