DE19961156A1 - Füllstandmeßgerät und Verfahren zum Betrieb eines solchen Füllstandmeßgerätes - Google Patents

Füllstandmeßgerät und Verfahren zum Betrieb eines solchen Füllstandmeßgerätes

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Abstract

Um bei einem Füllstandmeßgerät, bei dem ein Meßsensor (MS) mit einem Meßwertwandler (MW) verbunden ist, der mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) verbunden ist, Wartungs- und Reparaturarbeiten zu vereinfachen und zu verkürzen, ist im Meßwertwandler (MW) ein erster nichtflüchtiger Speicher (S1) und in der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) ein zweiter nichtflüchtiger Speicher (S2) vorgesehen. In den beiden Speichern (S1, S2) sind dieselben für die Inbetriebnahme und den Betrieb des Füllstandmeßgerätes erforderlichen Parametrierdaten redundant gespeichert. Bei Austausch des Meßwertwandlers (MW) werden die im zweiten Speicher (S2) der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) gespeicherten Daten automatisch in den ersten Speicher (S1) des neu eingesetzten Meßwertwandlers (MW) gelesen. Bei Austausch der elektronischen Meßwerteeinrichtung (AE) werden die im ersten Speicher (S1) des Meßwertwandlers (MW) gespeicherten Daten automatisch in den zweiten Speicher (S2) der neu eingesetzten elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) gelesen. Bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten, die bei laufender Anlage durchführbar sind, ist daher kein Neuabgleich mehr erforderlich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Füllstandmeßgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Füllstandmeßgerätes.
Zur Füllstandmessung von festem Schüttgut oder von Flüssig­ keiten in einem Behälter sind mehrere Meßprinzipien bekannt. Als Beispiele wird auf die Füllstandmessung mittels Radar, mittels Schwingstäben, mittels Druck- und mittels Kapazi­ tätsmessung hingewiesen.
Bei diesem bekannten Verfahren ist der Meßsensor elektrisch an einen Meßwertwandler angeschlossen. Dieser gemeinsame Anschluß am Meßwertwandler und am Meßsensor wird als Prozeßanschluß be­ zeichnet, an dem die elektrischen Versorgungsleitungen und die elektrischen Meßleitungen des Meßwertsensors mit denen des Meßwertwandlers verbunden sind.
Es kann am Meßsensor zu Spannungsüberschlägen kommen, die Teile des Meßsensors oder der elektronischen Auswerteeinrich­ tung zerstören. Bei Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen sind Vorsichtsmaßnahmen, wie z. B. Mindestabstände der elek­ trischen Leitungen vorgeschrieben, um einen sicheren Schutz vor Explosionen zu gewährleisten.
Die vom Meßsensor erzeugten Meßwerte werden an einen Meß­ wertwandler übertragen, der sie z. B. in digitale Daten wan­ delt und zu einer elektronischen Auswerteeinrichtung sendet. Vor Inbetriebnahme des Füllstandmeßgerätes sind kun­ denspezifische Parametrierdaten in das Füllstandmeßgerät ein­ zugeben. Bei Austausch des Meßwertwandlers oder der elektro­ nischen Auswerteeinrichtung sind diese Parametrierdaten erneut in das Füllstandmeßgerät einzugeben, was einen unerwünschten Aufwand darstellt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Füllstandmeßgerätes und ein Füllstandsmeßgerät möglichst kun­ den- und wartungsfreundlich zu gestalten.
Die Erfindung löst diese Aufgabe verfahrensmäßig mit den im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten dadurch, dass im Meßwertwandler ein erster nichtflüchtiger Speicher und in der elektronischen Auswerteeinrichtung ein zweiter nichtflüchtiger Speicher vorgesehen sind und dass in den beiden Speichern dieselben Parametrierdaten redundant gespeichert werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe vorrichtungsmäßig mit den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen dadurch, dass im Meßwertwand­ ler ein erster nichtflüchtiger Speicher und in der elektro­ nischen Auswerteeinrichtung ein zweiter nichtflüchtiger Spei­ cher vorgesehen sind und dass in den beiden Speichern diesel­ ben Parametrierdaten redundant gespeichert sind.
Das erfindungsgemäße Füllstandmeßgerät ist aus einem Meßsen­ sor, einem Meßwertwandler und einer elektronischen Auswerte­ einrichtung aufgebaut. Der Meßsensor ist am Meßort angeordnet und mißt den Füllstand beispielsweise in einem Behälter oder Tank. Über eine Leitung ist der Meßsensor mit einem Meßwert­ wandler verbunden, der meist in der Nähe des Meßsensors an­ geordnet ist. Über eine weitere Leitung ist der Meßwertwandler mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung verbunden. Der Meßsensor sendet die von ihm gemessenen Meßwerte an den Meß­ wertwandler, der sie in digitale Daten wandelt und zur elek­ tronischen Auswerteeinrichtung sendet.
Erfindungsgemäß ist im Meßwertwandler ein erster nichtflüchti­ ger Speicher und in der elektronischen Auswerteeinrichtung ein zweiter nichtflüchtiger Speicher vorgesehen. In diesen beiden Speichern werden dieselben Parametrierdaten, die für den Be­ trieb des Füllstandmeßgerätes unbedingt erforderlich sind, re­ dundant gespeichert.
Wenn z. B. wegen eines Defektes oder zur Wartung der Meß­ wertwandler ausgetauscht wird, werden beim Einsetzen eines neuen Meßwertwandlers die im Speicher der elektronischen Aus­ werteeinrichtung redundant gespeicherten Parametrierdaten automatisch in den Speicher des Meßwertwandlers gelesen. Eben­ so werden bei Austausch der elektronischen Auswerteeinrich­ tung, z. B. wegen eines Defektes oder bei Wartungsmaßnahmen, nach Einsetzen der neuen elektronischen Auswerteeinrichtung die im Speicher des Meßwertwandlers gespeicherten redundanten Parametrierdaten automatisch in den Speicher der Auswerteein­ richtung gelesen. Sowohl nach Austausch des Meßwertwandlers als auch der elektronischen Auswerteeinrichtung stehen nach Einsetzen des neuen Gerätes die bereits zuvor gespeicherten redundanten Parametrierdaten wieder in beiden Speichern.
Weil die für die Inbetriebnahme und den Betrieb des erfin­ dungsgemäßen Füllstandmeßgerätes erforderlichen Parametrier­ daten redundant sowohl im Meßwertwandler als auch in der elek­ tronischen Auswerteeinrichtung gespeichert sind, brauchen Sie bei Austausch eines dieser beiden Geräte nicht mehr erneut vom Wartungspersonal eingegeben zu werden. Die Wartung und die Reparatur des erfindungsgemäßen Füllstandsmeßgerätes wird dadurch erheblich verkürzt und somit auch verbilligt.
Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Füllstandmeßgerätes wird die Erfindung nun näher erläutert.
Bei dem in der Figur gezeigten Füllstandmeßgerät ist der Meß­ sensor MS über eine Meßleitung ML mit dem Meßwertwandler MW verbunden, in welchem ein Mikroprozessor MP1 und ein nicht­ flüchtiger Speicher S1 vorgesehen sind. Der Meßwertwandler MW ist über eine Leitung LL mit der elektronischen Auswerteein­ richtung EA verbunden, in der ebenso wie im Meßwertwandler MW ein Mikroprozessor MP2 und ein nichtflüchtiger Speicher S2 vorgesehen sind. Der Mikroprozessor MP1 ist mit dem nicht­ flüchtigen Speicher L1 verbunden, während der Mikroprozessor MP2 mit dem nichtflüchtigen Speicher S2 verbunden ist. Über die Leitung LL sind die beiden Mikroprozessoren MP1 und MP2 miteinander verbunden.
Bei der Installation und der Erstinbetriebnahme des erfin­ dungsgemäßen Füllstandmeßgerätes werden die kundenspezifischen Parametrierdaten zumindest in einen der beiden nichtflüchtigen Speicher eingegeben. Sie werden dann anschließend automatisch in den anderen nichtflüchtigen Speicher gelesen, können aber auch gleichzeitig in beide nichtflüchtige Speicher gelesen werden.
Wie bereits erwähnt, werden bei Austausch des Meßwertwandlers MW nach Einsetzen des neuen Meßwertwandlers die im nichtflüch­ tigen Speicher S2 der elektronischen Auswerteeinrichtung EA stehenden Daten automatisch über die Leitung LL in den nicht­ flüchtigen Speicher S1 des neu eingesetzten Meßwertwandlers MW gelesen. Analog dazu werden bei Austausch der elektronischen Auswerteeinrichtung EA nach Einsetzen der neuen elektronischen Auswerteeinrichtung die im nichtflüchtigen Speicher S1 des Meßwertwandlers MW stehenden Daten automatisch über die Lei­ tung LL in den nichtflüchtigen Speicher S2 der elektronischen Auswerteeinrichtung EA gelesen.
Die Datenübertragung zwischen dem Meßwertwandler MW und der elektronischen Auswerteeinrichtung EA kann z. B. asynchron seriell erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es, den Meßwertwandler MW und die elektronische Auswerteeinrichtung EA galvanisch zu trennen. Als Übertragungsmedium zwischen dem Meßwertwandler MW und der elektronischen Auswerteeinrichtung EA eignet sich z. B. beson­ ders gut eine Lichtleiterfaser LL oder ein elektrischer Lei­ ter, an deren beiden Enden jeweils ein Optokoppler OK vor­ gesehen ist. Neben der Datenübertragung ist auch die Über­ tragung der Versorgungsspannung galvanisch entkoppelt.
Durch die galvanische Trennung wird eine Reihe von Vorteilen erzielt, die im Folgenden kurz erläutert werden.
Die Versorgungsleitungen sind vor Überspannungen gegenüber Masse oder Erde besser geschützt, denn vom Prozeßanschluß zum Meßsensor kann kein Spannungsüberschlag mehr auftreten, weil die Elektronik des Meßsensors unmittelbar mit Masse oder mit Erde verbunden ist.
Bevorzugt werden kapazitive Meßsensensoren aus Keramik zur Füllstandmessung eingesetzt, weil sie sich durch eine Reihe unbestreitbarer Vorteile auszeichnen. Jedoch weisen kapazitive Meßsensoren aus Keramik parasitäre Streukapazitäten von der Meßkapazität einerseits und von der Referenzkapazität ande­ rerseits auf das Gehäuse auf, die durch kaum vermeidbare Ein­ kopplung von Störungen auf den Leitungen insbesondere im nie­ derfrequenten Bereich einen relativen Meßfehler von bis zu 50% verursachen können. Durch die galvanische Trennung wird dieser Meßfehler in vorteilhafter Weise vollständig eliminiert.
In explosionsgefährdeten Bereichen sind Mindestabstände der Versorgungsleitungen, auf denen Versorgungsströme zwischen 4 und 20 mA fließen, zum Prozeßanschluß vorgeschrieben. Durch die galvanische Trennung kann der Meßsensor jedoch auf ein­ fache Weise in einen Prozeßanschluß aus Metall eingebaut sein. Besonders einfach gestaltet sich der Einbau eines Meßsensors mit einer Membranelektrode, denn wegen der galvanischen Ent­ kopplung kann die Membranelektrode mit dem metallischen Pro­ zeßanschluß elektrisch verbunden werden. Es sind keinerlei zu­ sätzliche Maßnahmen zum Explosionsschutz, wie z. B. Sicher­ heitsabstände zwischen dem Prozeßanschluß und dem Meßwertwand­ ler, mehr vorzusehen.
Schließlich wird wegen der galvanischen Trennung das Meßergeb­ nis nicht mehr durch gegenseitige Einkopplung zwischen dem Meßwertwandler und der elektronischen Auswerteeinrichtung verfälscht. Das Signal-Rausch-Verhältnis wird durch die galvanische Trennung daher erheblich verbessert.
Die galvanische Trennung kann z. B. wie bereits erwähnt, mit­ tels einer Lichtleiterfaser und zweier Optokoppler oder z. B. mittels eines Übertragers realisiert sein.
Ein erster wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass ein Austausch des Meßwertwandlers und der elek­ tronischen Auswerteeinrichtung bei laufender Anlage erfolgen kann. Ein zweiter wesentlicher Vorteil liegt darin, dass nach Austausch des Teiles kein Neuabgleich erforderlich ist, weil die erforderlichen Daten redundant gespeichert sind und auto­ matisch in den leeren Speicher des neu eingesetzten Teiles gelesen werden. Der Zeitaufwand und somit auch die Kosten für Wartungs- und Reparaturmaßnahmen werden daher bei der Erfin­ dung in erheblichem Maße verringert.
Bezugszeichenliste
EA elektronische Auswerteeinrichtung
ML Meßleitung
MP1 Mikroprozessor
MP2 Mikroprozessor
MS Meßsensor
MW Meßwertwandler
LL Lichtleiterfaser
OK Optokoppler
S1 nichtflüchtiger Speicher
S2 nichtflüchtiger Speicher

Claims (13)

1. Verfahren zum Betrieb eines Füllstandmeßgerätes, bei dem ein Meßsensor (MS) mit einem Meßwertwandler (MW) verbunden ist, der mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) verbunden ist, wobei der Meßwertwandler (MW) die vom Meßsensor (MS) empfangenen Meßwerte in digitale Daten wandelt und zur elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) sendet, dadurch gekennzeichnet, dass im Meßwert­ wandler (MW) ein erster nichtflüchtiger Speicher (S1) und in der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) ein zweiter nichtflüchtiger Speicher (S2) vorgesehen sind und dass in den beiden Speichern (S1, S2) dieselben Parametrierdaten redundant gespeichert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aus­ tausch des Meßwertwandlers (MW) die im zweiten nichtflüchtigen Speicher (S2) der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) gespeicherten Daten automatisch in den ersten nichtflüchtigen Speicher (S1) des neu eingesetzten Meßwertwandlers (MW) gele­ sen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aus­ tausch der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) die im ersten nichtflüchtigen Speicher (S1) des Meßwertwandlers (MW) gespeicherten Daten automatisch in den zweiten nichtflüchtigen Speicher (S2) der neu eingesetzten elektronischen Aus­ werteeinrichtung (EA) gelesen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten­ übertragung zwischen dem Meßwertwandler (MW) und der elek­ tronischen Auswerteeinrichtung (EA) asynchron seriell erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Meß­ wertwandler (MW) und die elektronische Auswerteeinrichtung (EA) galvanisch getrennt sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, dass die Daten­ übertragung und/oder die Übertragung der Versorgungsspannung zwischen dem Meßwertwandler (MW) und der elektronischen Aus­ werteeinrichtung (EA) über eine Lichtleiterfaser (LL) erfolgt, an deren Enden jeweils ein Optokoppler (OK) vorgesehen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten­ übertragung und/oder die Übertragung der Versorgungsspannung zwischen dem Meßwertwandler (MW) und der elektronischen Aus­ werteeinrichtung (EA) mittels eines Übertragers erfolgt.
8. Füllstandsmeßgerät, bei dem ein Meßsensor (MS) mit einem Meßwertwandler (MW) verbunden ist, der mit einer elektroni­ schen Auswerteeinrichtung (EA) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Meßwert­ wandler (MW) ein erster nichtflüchtiger Speicher (S1) und in der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) ein zweiter nichtflüchtiger Speicher (S2) vorgesehen sind und dass in den beiden Speichern (S1, S2) dieselben Kalibrierdaten redundant gespeichert sind.
9. Füllstandmeßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aus­ tausch des Meßwertwandlers (MW) die im zweiten nichtflüchtigen Speicher (S2) der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) gespeicherten Daten in den ersten nichtflüchtigen Speicher (S1) des neu eingesetzten Meßwertwandlers (MW) übertragbar sind.
10. Füllstandmeßgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aus­ tausch der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) die im ersten nichtflüchtigen Speicher (S1) des Meßwertwandlers (MW) gespeicherten Daten in den zweiten nichtflüchtigen Speicher (S2) der neu eingesetzten elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) übertragbar sind.
11. Füllstandmeßgerät nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Meß­ wertwandler (MW) und die elektronische Auswerteeinrichtung (EA) galvanisch getrennt sind.
12. Füllstandmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Meß­ wertwandler (MW) über eine Lichtleiterfaser (LL), an deren Enden jeweils ein Optokoppler (OK) vorgesehen ist, mit der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) verbunden ist.
13. Füllstandmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Meß­ wertwandler (MW) über einen Übertrager mit der elektronischen Auswerteeinrichtung (EA) verbunden ist.
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