DE3734494A1 - Explosionssichere prozesssteueranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein explosionssichere Steueranordnungen und befaßt sich insbesondere mit einer Steueranordnung, die mit explosionssicheren Schal­ tern ausgestattet ist, über die in eine Steuereinheit Daten eingegeben werden können. Explosionssichere Gehäu­ se sind typischerweise in rauhen Umgebungen anzutreffen. In dem Gehäuse können insbesondere eine Prozeßsteueran­ ordnung und andere Hardware untergebracht sein. Bei einigen Arten von Steuerungen müssen digitale Codes, Voreinstellungen, Maßstabsfaktoren und dergleichen in der Steuereinheit geändert oder umprogrammiert wer­ den. Wenn die Schaltungsanordnung und die Hardware in einem abgedichteten explosionssicheren Gehäuse unter­ gebracht sind, kann die Änderung von Codes oder die Eingabe von Informationen schwierig sein.

In der Vergan­ genheit war es notwendig, Schalter als Teil des Gehäuses vorzusehen. Die Montage solcher Schalter macht es not­ wendig, das explosionssichere Gehäuse zu modifizieren, um die explosionssicheren Schalter aufzunehmen. Insbe­ sondere mußte ein Zugang zu dem explosionssicheren Gehäuse geschaffen werden, um die explosionssicheren Schalter montieren und bedienen zu können. Die in diesem Zusammenhang notwendigen Komponenten waren kostspielig, und der zur Modifizierung des Gehäuses notwendige zu­ sätzliche Arbeitsaufwand trug zu den Gesamtkosten der Steuerung in erheblichem Umfang bei.

Mit der Erfindung soll eine verbesserte explosionssi­ chere Prozeßsteueranordnung geschaffen werden, die es erlaubt, Daten in eine in einem explosionssicheren Gehäuse eingeschlossene Steuereinheit einzugeben, ohne daß ein Eindringen in das Gehäuse erforderlich wird, um die Dateneingabevorrichtung zu montieren oder zu handhaben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorzugsweise ist eine Gruppe von magnetisch steuerbaren Schaltern innerhalb des explosionssicheren Gehäuses montiert. Empfangszonen der Sensoren befinden sich eng benachbart der Innenseite einer Gehäuse-Abdeckplat­ te, deren Außenseite für einen Operator zugänglich ist. Die Abdeckplatte besteht aus einem nichtmagneti­ schen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, und hat ausreichende Festigkeit, um die Komponenten der Steuer­ anordnung gegen die äußere Umgebung zu schützen. Daten, wie Funktionscodes, Voreinstellungen und Maßstabsfakto­ ren, werden von der Außenseite des Gehäuses aus einge­ geben, indem ausgewählte Sensoren unter Verwendung eines Magnetfeldes, das beispielsweise mittels eines kleinen Dauermagneten erzeugt wird, aktiviert werden. Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfin­ dung spricht, wenn ein Magnetfeld dicht an die Außensei­ te des Gehäuses herangebracht und mit einer axialen Meßrichtung eines bestimmten magnetisch steuerbaren Widerstandssensors ausgerichtet wird, der betreffende Sensor an, wobei die betreffende Funktion oder eine entsprechende Zahl eingegeben wird. Das Ausgangssignal des Sensors läßt sich verwenden, um Daten einzugeben und logische Eingangssignale elektronischen Steuerungen zuzuführen, die innerhalb des Gehäuses untergebracht sind. Auf diese Weise wird bei der Prozeßsteueranordnung nach der Erfindung eine magnetisch betätigte Tastatur erhalten. Es ist nicht notwendig, kostspielige explo­ sionssichere Schalter an der Außenseite des Gehäuses zu montieren. Mit der Prozeßsteueranordnung nach der Erfindung werden nicht nur die Fertigungskosten vermin­ dert, sondern es kann auch die Gesamtgröße des Gehäuses im Vergleich zu Gehäusen herabgesetzt werden, bei denen externe explosionssichere Schalter vorgesehen sind.

Zweckmäßig werden Markierungen, beispielsweise in Form eines Aufklebezettels oder Etiketts, an der Außenseite der Abdeckplatte des Gehäuses angebracht, um die Stellen anzuzeigen, an denen die Sensoren innerhalb des Gehäuses sitzen. Wenn ein Operator Informationen in die Einheit eingeben möchte, wird ein magnetisches Betätigungsglied in die unmittelbare Nachbarschaft des gewünschten Sen­ sors gebracht, dessen Position auf dem Etikett als eine "Taste" dargestellt ist. Die Informationen werden dann der Reihe nach eingegeben, indem das Betätigungs­ glied nacheinander mit den entsprechenden Tasten ausge­ richtet wird. Bei der Prozeßsteueranordnung nach der Erfindung wird ein Eindringen in das Gehäuse zur Eingabe von Daten in die Steuereinheit völlig vermieden.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei den als Sensoren benutzten magnetisch steu­ erbaren Widerständen um Permalloy-Sensoren handeln, wie sie von der Microswitch Division der Honeywell Corporation unter der Katalognummer SS22PE auf den Markt gebracht werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Frontaufrißansicht eines explosionssicheren Gehäuses mit Steuereinheit entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Gehäuse und die Steuer­ einheit der Fig. 1,

Fig. 3 eine Frontaufrißansicht der Anordnung nach Fig. 1, wobei eine vordere Abdeckplatte entfernt ist, um Einzelheiten im Inneren des Gehäuses erkennen zu lassen, und

Fig. 4 eine Ansicht eines magnetischen Betätigungs­ gliedes, mittels dessen eine magnetische Tasta­ tur der Anordnung nach den Fig. 1 bis 3 betätigt werden kann.

Entsprechend den Fig. 1 bis 3 weist die explosions­ sichere Steueranordnung ein explosionssicheres Gehäuse 10 auf, in dem eine elektronische Steuereinheit oder Hardware 12 untergebracht ist. Das Gehäuse 10 weist ein rechteckiges Gehäuseteil 14 mit einem Umfangsflansch 14 a sowie eine vordere Abdeckplatte 16 mit einem auf den Flansch 14 a passenden Flansch 16 a auf. Die Abdeck­ platte 16 ist mit dem Gehäuseteil 14 über mehrere Schrau­ ben 18 verbunden, die durch Öffnungen 19 in der Abdeck­ platte 16 hindurchreichen und die in Gewindebohrungen 20 in dem Flansch 14 a eingeschraubt sind.

Die Abdeckplatte 16 besteht aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, und weist einen Durchlaß 20 auf, der mit einem Fenster 24 versehen ist, durch das hindurch eine elektronische Anzeige 26 (Fig. 1) beobachtet werden kann. Bei der veranschau­ lichten Ausführungsform weist die elektronische Hardware 12 ein Modul 12 a auf, das an der Innenseite der Abdeck­ platte 16 beispielsweise über Schrauben 28 starr be­ festigt ist. Die Anzeige 26 und ein großer Teil der Hardware der Steuerung können in konventioneller Weise aufgebaut sein.

Die vordere Abdeckplatte 16 bildet eine magnetisch betätigte Tastatur 30. Bei der veranschaulichten Ausfüh­ rungsform sind ein Aufklebezettel oder Etikett 32 oder andere Markierungen an der vorderen Abdeckplatte 16 unterhalb der Anzeige 26 angebracht. Entsprechend Fig. 1 kann das Etikett eine Mehrzahl von "Tasten" 32 a bil­ den, bei denen es sich um numerische Tasten ebenso wie um Steuerfunktionstasten handeln kann.

Jede der auf dem Etikett 32 dargestellten Tasten 32 a markiert die Stelle, an der ein auf ein Magnetfeld ansprechender Schalter 40 sitzt, der Teil der Steuer­ hardware 12 bildet. Bei der vorliegend dargestellten Steuerung befindet sich eine Gruppe von 15 Schaltern 40 in betreffenden Öffnungen 42, die in einer Frontplat­ te 44 der Steuerung 12 ausgebildet sind. Wenn die Steu­ ereinheit 12 an der Innenseite der Abdeckplatte 16 montiert ist, befinden sich die Sensoren 40 unmittelbar benachbart der Innenseite der Abdeckplatte 16, und jeder der Sensoren 40 ist mit einer zugeordneten "Taste" 32 a auf dem Etikett 32 ausgerichtet. Mit Hilfe der erläuterten magnetisch betätigten Tastatur können Ände­ rungen von Funktionscodes, Voreinstellungen, Maßstabs­ faktoren und dergleichen von der Außenseite des Gehäuses aus durchgeführt werden.

Um Informationen einzugeben, kann ein magnetisches Betätigungsglied 50 der in Fig. 4 veranschaulichten Art benutzt werden, das einen kleinen Dauermagneten 50 a aufweisen kann. Die Magnetschalter oder Sensoren 40 sind derart ausgebildet, daß sie aktiviert werden, wenn ein magnetisches Feld an die Außenseite der vorde­ ren Abdeckplatte 16 herangebracht und mit einer axialen Meßrichtung des betreffenden Sensors 40 ausgerichtet wird. Das Ausgangssignal des Sensors kann benutzt wer­ den, um logische Eingangssignale für die elektronischen Steuerungen zu erzeugen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den magnetischen Schaltern oder Sensoren um Sensoren in Form von magnetisch steuerbaren Widerständen, wie sie von der Microswitch Division der Honeywell Corpora­ tion unter der Katalognummer S22PE auf den Markt gebracht werden. Bei dieser Art von Sensor kann die Abdeckplatte 16 eine Dicke von etwa 19 mm oder weniger haben. Die Sensoren in Form von magnetisch steuerbaren Widerstän­ den, beispielsweise Feldplatten oder Magnetdioden, haben ausreichende Empfindlichkeit, um unter Verwendung eines konventionellen Dauermagneten durch eine 19 mm dicke Aluminiumplatte hindurch betätigt zu werden. Außerdem sind die Sensoren ausreichend richtungsempfind­ lich, so daß ein falsches Triggern von benachbarten Sensoren minimiert wird.

Bei der vorliegend erläuterten Anordnung kann ein voll­ ständig abgedichtetes explosionssicheres Gehäuse zur Unterbringung und zum Schutz der Steuereinheit 12 ver­ wendet werden. Anders als bei bekannten Anordnungen ist ein Eindringen in das Gehäuse unter Verwendung von explosionssicheren Schaltern nicht notwendig, um Daten in die Einheit von der Außenseite des Gehäuses aus einzugeben. Der erläuterte Aufbau führt zu einer wesentlich weniger kostspieligen Einheit und vermindert die Gehäuseabmessungen gegenüber bekannten Anordnungen, bei denen explosionssichere Schalter, beispielsweise in einem gegenseitigen Abstand von 51 mm montiert waren. Die genannten Sensoren in Form von magnetisch steuerba­ ren Widerständen lassen sich bei einer Aluminiumwand­ stärke von 9 mm und einem Mittenabstand der Sensoren von 20 mm einsetzen.

Claims (5)

1. Explosionssichere Prozeßsteueranordnung mit einem ex­ plosionssicheren Gehäuse zur Aufnahme einer Prozeß­ steuereinheit, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - das Gehäuse (10) eine Abdeckplatte (16) aufweist, die eine Außenseite und eine Innenseite bildet;
• - die Außenseite Dateneingabe-Tastenstellen (32 a) bildet; und
• - eine Gruppe von mit den Tastenstellen (32 a) ausgerichteten, magnetisch betätigten Sensoren (40) vorgesehen ist, die innerhalb des Gehäuses (10) und unmittelbar benachbart der Innenseite der Abdeckplatte (16) derart angeordnet sind, daß ein an die Außenseite der Abdeckplatte herangebrachtes und mit einer axialen Meßrich­ tung eines bestimmten magnetischen Sensors ausgerichtetes Magnetfeld den Sensor veranlaßt, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einzugebende Daten darstellt.

2. Prozeßsteueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetische Sensoren (40) magnetisch steuerbare Widerstände vorgesehen sind.

3. Prozeßsteueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die vordere Abdeckplatte (16) aus einem Nichteisenwerkstoff gefertigt und etwa 19 mm dick ist.

4. Prozeßsteueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeck­ platte (16) aus Aluminium besteht.

5. Prozeßsteueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (40 ) einen gegenseitigen Abstand von mindestens 20 mm haben.