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WO2020212185A1 - Automatische bestimmung der messrate zur erfassung einer prozessvariable - Google Patents

Automatische bestimmung der messrate zur erfassung einer prozessvariable Download PDF

Info

Publication number
WO2020212185A1
WO2020212185A1 PCT/EP2020/059780 EP2020059780W WO2020212185A1 WO 2020212185 A1 WO2020212185 A1 WO 2020212185A1 EP 2020059780 W EP2020059780 W EP 2020059780W WO 2020212185 A1 WO2020212185 A1 WO 2020212185A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
field device
control unit
rate
unit
current
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/059780
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juan Garcia
Ralf Höll
Original Assignee
Vega Grieshaber Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vega Grieshaber Kg filed Critical Vega Grieshaber Kg
Priority to US17/601,728 priority Critical patent/US12019090B2/en
Priority to CN202080036807.4A priority patent/CN113825986A/zh
Publication of WO2020212185A1 publication Critical patent/WO2020212185A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06—Indicating or recording devices
    • G01F15/065—Indicating or recording devices with transmission devices, e.g. mechanical
    • G01F15/066—Indicating or recording devices with transmission devices, e.g. mechanical involving magnetic transmission devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G—PHYSICS
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    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G—PHYSICS
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    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/4183—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by data acquisition, e.g. workpiece identification
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31001—CIM, total factory control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a field device for recording a process variable and / or measuring a measured value of a process variable in the field of process automation, factory automation and / or the process industry.
  • the invention also relates to a method for operating such a field device.
  • Modern field devices in process automation, factory automation and / or the process industry are increasingly networked and can communicate on the one hand with one another and on the other hand with higher-level receivers and / or systems.
  • recorded measurement data, measurement values, parameterization data and / or diagnostic data of the field devices can be transmitted via wireless communication paths, such as Bluetooth, WLAN, LoRa, LPWAN, GSM, GPRS, UMTS, LTE or the like can be transmitted to appropriate receivers, receiving devices, systems and / or gateways.
  • wireless communication such as Bluetooth, WLAN, LoRa, LPWAN, GSM, GPRS, UMTS, LTE or the like can be transmitted to appropriate receivers, receiving devices, systems and / or gateways.
  • communication is divided into two different areas, namely the long-range range and the close-range range.
  • Wireless communication in the long-range range usually takes place when the field device with radio support is in the range of corresponding radio cells.
  • the actual communication in the remote distance area can take place via a cellular network (e.g. GSM, GPRS, UMTS, LTE, 5G or future standards or the like) and / or via an internet connection.
  • a cellular network e.g. GSM, GPRS, UMTS, LTE, 5G or future standards or the like
  • an internet connection e.g. GSM, GPRS, UMTS, LTE, 5G or future standards or the like
  • wireless communication in the short-range range usually takes place using radio-based communication connections, such as a Bluetooth or Bluetooth LE connection (“Low Energy”, LE).
  • a receiver such as a mobile, wireless control device (e.g. a smartphone, tablet, laptop or the like) approaches a field device with a wireless radio interface, data can be exchanged with the control device via the radio interface of the field device.
  • Wireless transmission at close range can be in a range from 25 m to 50 m.
  • an improved field device can be provided in an advantageous manner.
  • the field device can be a measuring device and / or a sensor for detecting a process variable. This is made possible in particular by the subjects of the independent patent claims. Further developments of the invention result from the subclaims and the following description.
  • a first aspect of the present disclosure relates to a field device for determining a process variable, for example in the field of process automation, factory automation and / or the process industry.
  • the field device has a sensor unit which is set up to acquire, determine, measure and / or determine a measured value of the process variable.
  • the field device also has a
  • the communication unit can be set up to transmit, transmit and / or send the measured value wirelessly and / or via a wireless network to the receiver.
  • the field device has a position determination unit which is set up to determine and / or determine a geographical position and / or location of the field device.
  • the field device also has a
  • Control unit which is set up to determine a current measurement rate, with which the sensor unit records measured values of the process variable, and / or to determine a current data transmission rate, with which the communication unit, depending on and / or based on a current geographical position and / or location of the field device Measured values transmitted to the recipient.
  • the control unit can, in particular, automatically and / or automatically determine the measurement rate and / or the data transmission rate based on the current geographical position of the field device.
  • the measurement rate can denote a frequency and / or number of measurements carried out and / or to be carried out per unit of time.
  • the measuring rate can thus specify how often a measured value is acquired and / or measured with the field device per unit of time.
  • the data transmission rate can be a frequency and / or number of transmissions of a measured value to the Designate recipients per unit of time. The data transmission rate can thus specify how often a measured value is sent to the field device per unit of time
  • the field device can be set up to measure the current measurement rate and / or the current data transmission rate in accordance with the current
  • the current geographical position can indicate and / or designate that position and / or location of the field device at which the field device is currently located.
  • Adaptation of the measuring rate and / or data transmission rate can be ensured in an advantageous manner that a measurement is carried out only when required, a measured value is recorded and / or a measured value is transmitted to the receiver.
  • the energy consumption of the field device for carrying out measurements and / or for data transmission can be significantly reduced. This can be of particular advantage in the case of battery-operated field devices, since e.g. an interval for replacing the batteries can be increased.
  • the “setting” of the measuring rate by the control unit can mean here and below that the control unit is set up to determine, determine and / or set the measuring rate based on the current geographical position.
  • the control unit can also be set up to instruct the sensor unit to determine measured values of the process variable in accordance with the current measuring rate.
  • the control unit can, for example, determine and / or set a point in time for the next determination of a measured value and / or a time interval between two consecutive measurements (or determination of measured values) based on the current geographical position.
  • the “setting” of the data transmission rate by the control unit here and below can mean that the control unit is set up to do the Determine, determine and / or set the data transmission rate based on the current geographical position.
  • the control unit can also be set up to instruct the communication unit to transmit, send and / or transmit one or more determined measured values to the receiver in accordance with the current data transmission rate.
  • Control unit for example, a point in time for a next data transmission of a (next) measured value and / or a time interval between two
  • consecutive data transmissions for example two measured values measured one after the other, based on the current geographical position and / or set.
  • the measurement rate can correlate and / or correspond to the data transmission rate.
  • the measured value can therefore correlate and / or correspond to a point in time of the next data transmission and / or the next transmission of the measured value to the receiver.
  • the measuring rate and the data transmission rate can, however, also be determined, adapted, set and / or fixed independently of one another by the control unit.
  • the sensor unit can generally designate a sensor system and / or a sensor circuit which is used to determine one or more, any
  • Process variables is set up, such as to determine a
  • the process variable can also designate an analysis parameter of a medium, for example a color of a medium, a degree of foaming of a medium, a density of a medium, a pH value of a medium and / or any other
  • the field device can be a level measuring device, a radar-based level measuring device, a temperature measuring device, a pressure measuring device, and / or a flow measuring device.
  • the field device can alternatively or in addition to determining an analysis parameter, for example a color of a medium, a degree of foaming of a medium, a density of a medium, a pH value of a medium and / or any other
  • the recipient can in principle be any type of recipient. In the context of the present disclosure, the recipient can
  • Receiving device denote which data from the field device, in particular
  • the receiver can be an operating device, a smartphone, a laptop, a PC, a computer, a tablet, a control center, a controller, a data management system, a database, a server and / or a visualization system in which data from one or more Field devices can be collected.
  • any combination of Field devices can be collected.
  • the communication unit can in particular be set up for wireless communication with the receiver.
  • the communication unit can use a WLAN (Wireless Local Area Network), a GPRS (General Packet Radio Service), a cellular network, an LTE (Long Term Evolution), a 3G, a 4G, a 5G or future standards be an NBIoT, Zigbee, Sigfox, an LPWAN, a LoRa, a Bluetooth, a Bluetooth-LE, a radio and / or an infrared module.
  • the communication unit can also have several such communication modules in order to use different communication standards to transfer data, in particular To transmit measured values to the recipient (or several recipients).
  • the communication unit can also be set up for wired communication with the receiver.
  • the communication unit can have an Ethernet module and / or a LAN module (Local Area Network).
  • the communication unit can also use a field bus, such as a HART bus, a Profibus, a Foundation Fieldbus bus, a Modbus, an SDI-12 bus, an EthernetIP bus, a Profinet bus, an IP-based bus, a Ethernet IP bus, serial bus and / or parallel bus communicate with the receiver.
  • a field bus such as a HART bus, a Profibus, a Foundation Fieldbus bus, a Modbus, an SDI-12 bus, an EthernetIP bus, a Profinet bus, an IP-based bus, a Ethernet IP bus, serial bus and / or parallel bus communicate with the receiver.
  • Communication links e.g. Via IO-Link, a 4 .. 20m A / HART interface and / or a USB connection are conceivable.
  • the field devices are set up for a specific application or application, built into it and / or attached.
  • the application with the installed field device (s) is in motion.
  • Such an application is, for example, the level measurement of a medium on and / or in a mobile, movable and / or non-stationary container and / or tank.
  • Communication interfaces transmit data wirelessly to receivers and / or higher-level systems, such as controllers (PLC, PCS, SCADA system or the like), servers and / or visualization systems, which can optionally also be cloud-based.
  • receivers and / or systems can, for example, collect data centrally from field devices, which are line-based (e.g. via Ethernet, Profibus, Foundation Fieldbus, Modbus, EthernetIP, Profinet, HART or the like) and / or wirelessly (e.g. via Bluetooth, WLAN, LoRa, GSM, GPRS, UMTS, LTE, 5G or future standards or the like) can be transmitted.
  • line-based communication local and / or via the The data can be accessed via a network.
  • radio systems can be used which can transmit data wirelessly, in particular over long distances, to said receivers and / or systems.
  • provision can be made to determine, set and / or set the measurement rate of the field device as a function of the position and / or location of the field device, in particular in the case of mobile and / or moving applications.
  • a manufacturing, production and / or industrial plant e.g. in the chemical, food, pharmaceutical, oil, paper, cement, shipping or mining area
  • a different dynamic and / or activity of such a zone can be accompanied by a different rate of change of the process variable, ie a different change in the process variable per
  • Time unit For example, a manufacturing, production and / or
  • Industrial plant a storage zone in which e.g. a medium is stored in containers and / or tanks, and have a production zone in which the medium is processed.
  • An activity and / or dynamic can be significantly higher in the production zone than in the storage zone. Accordingly, a rate of change of the process variable in the production zone can be higher than in the storage zone. It can therefore be advantageous to increase the measurement rate and / or the data transmission rate when the field device is in the production zone and to reduce the measurement rate and / or data transmission rate accordingly when the field device is in the storage zone. In this way it can be ensured that the measuring rate and / or the data transmission rate can be adapted as required. On the one hand, this can increase the efficiency of a manufacturing process, since more
  • Can change time intervals or in which more measured values per time unit are advantageous, can be determined and / or transmitted via the communication unit.
  • the radio load and radio coexistence in the radio room can also be improved.
  • this can be advantageous, since the field devices are often fed by an autonomous power supply, such as a battery, accumulator and / or solar supply and / or through energy harvesting.
  • a wired power supply for a field device can also be dispensed with, which can be particularly advantageous in mobile applications, since a wired power supply can sometimes only be implemented with great effort.
  • Such mobile applications can be located inside a factory hall (e.g. a hall area and / or
  • Adaptation according to the invention of the measuring rate and / or data transmission rate of the field device can thus be measured values and information from the field device
  • the measured values can therefore be determined and / or transmitted in a reasonable amount and / or at position-dependent time intervals. This can lead to energy savings, as energy can always be used in adequate amounts at the right time. An amount of data to be transmitted can also be reduced in an advantageous manner.
  • the data transmission rate through the control unit of the field device as a function of the current position and / or location can take place automatically according to the present disclosure.
  • Data transfer rate can be set automatically. Manual setting on the field device can therefore be unnecessary.
  • the measured values can be sent in the correct amount at the right time and the battery and / or rechargeable battery runtimes of the field device can be extended, for example because energy can be saved in times with low measurement rates and / or data transmission. Unnecessary data transmission can also be avoided. For example, multiple determination and / or transmission of the same measured value can be avoided, for example if the process variable has not changed over a certain period of time.
  • the coexistence of radio systems can also be improved, for example because the possibly restricted radio space is not constantly used and loaded with full load.
  • Container management or tank management can also be improved, particularly in applications with mobile containers, for example since information such as position, full report, empty report, storage or the like can be present in an optimized manner. For example, a filling amount and number of filling operations for a container can also be determined, an exchange of the containers can be planned better, media in the containers can be recognized more appropriately, and the position of the
  • Field devices can be used locally but also worldwide. Automated reordering can also be optimized in this way for highly automated systems.
  • the field device e.g. in the initial installation, in one
  • “Secure area” can be installed, for example mounted on a container, and the field device can then be moved with the container, whereby the measuring rate and / or data transmission rate can be automatically adjusted depending on the position.
  • Production area recognition or the like can be simplified.
  • an optimized positioning and / or sorting of containers for example according to full containers, partially filled containers and / or empty containers), for example on a Factory premises, improved and / or optimized.
  • a production can be better monitored, controlled, checked and / or guaranteed by current data from the field device or the field devices.
  • automation processes can also be used for mobile applications through the
  • position-dependent adaptation of the measuring rate and / or data transmission rate can be optimized.
  • Communication interface to the recipient for example, the logistics can be optimized throughout the plant. This can lead to a reduction in costs by avoiding system downtimes (e.g. due to a lack of material / medium), to a
  • Optimizing delivery processes from ordering to arrival with handover) and preventive, predictive maintenance of the field devices, for example by receiving data and / or diagnostic information at the right time, and thus leading to improved planning of service calls.
  • the field device is a mobile field device which is set up to be attached to a mobile container in order to determine the process variable.
  • the field device and / or the container can be installed in a movable, transportable and / or non-stationary manner.
  • the field device mounted and / or fastened to the container can, for example, go through a production of a product together with the container, wherein a medium for producing the product can be stored in the container.
  • the field device can be set up to determine measured values of the medium in the container, for example a fill level of the medium.
  • the field device can, in particular, be set up for autonomous, wireless and / or non-wired operation.
  • the position determination unit has a
  • Position sensor to determine the current geographical position of the
  • the position sensor can be satellite-based, for example the position sensor can be designed as a GPS sensor. This can be especially true in External applications of the field device can be advantageous and / or enable reliable position determination.
  • control unit is set up to determine the current geographical position of the field device based on the
  • the position determination unit is at least partially in the
  • the position determination unit can be part of the control unit.
  • the position data can be obtained, for example, via the communication network itself, for example via a dial-in node, a radio cell and / or by providing geographic information via the
  • the position data can also be provided by any recipient and / or communication partner, such as
  • a gateway for example a gateway, one or more radio toes, one or more beacons, one or more radio transmitters, a server, a
  • Control unit another field device or the like.
  • the communication unit can have a Bluetooth (-LE) module.
  • a Bluetooth (-LE) module Especially in the interior of e.g. Factory halls, production halls or the like can for example be assembled using Bluetooth and on-site
  • Beacons and / or radio cells determine the position of the field device.
  • the control unit can determine the position of the field device, for example by means of trilateration based on signals from three or more beacons and / or radio cells.
  • on-site installed Bluetooth gateways e.g. IoT gateways to determine position via the communication unit.
  • any other type of communication connection can also be used to determine the position.
  • control unit is set up to calculate the current measurement rate and / or the current data transmission rate based on a To determine and / or determine remote interrogation, for example by transmitting the current geographical position of the field device to a recipient.
  • the field device can transmit its current geographical position to the receiver, the receiver in turn being able to transmit the current measurement rate and / or data transmission rate to the field device.
  • the field device can therefore be set up to measure the current measuring rate and / or
  • the remote query can be a short distance communication and / or a
  • the field device also has a data memory which is set up to store position data for one or more zones, each of the zones being representative of a change over time and / or rate of change of the process variable expected in the respective zone.
  • Each zone is assigned a measuring rate and / or a data transmission rate, the control unit being set up to determine and / or the current measuring rate and / or the current data transmission rate based on a comparison of the current geographical position and the position data stored in the data memory to be determined.
  • the zones can be, for example, areas of a production and / or manufacturing plant. At least a part of the zones and / or areas can differ in terms of dynamics, activity and / or (e.g.
  • Differences in the dynamics, activity and / or rate of change of the process variable can be determined by the measuring rate and / or the
  • the measuring rate and / or data transmission rate assigned to a zone can thus be representative and / or indicative of the dynamics and / or activity of the respective zone.
  • the measuring rate and / or data transmission rate assigned to a zone can be representative and / or indicative of the (for example expected) rate of change of the process variable in this zone.
  • the position data of the zones and the measuring rates assigned to them and / or Data transmission rates can be stored in the data memory, for example, in the form of a look-up table.
  • the position data of the zones and the measurement rates and / or data transmission rates assigned to them can be established and / or defined, for example, by a user. This data can also be accessed via the
  • Communication unit of the field device are retrieved, for example from a server, another field device, an operating device or any other communication partner.
  • the field device can also be set up to transmit the position data of the zones and the measurement rates and / or data transmission rates assigned to them to further field devices.
  • the position data of the individual zones can also, for example, through
  • Position data are determined while pacing. This can significantly simplify programming and / or storing the position data of the zones in the field device.
  • control unit is set up to provide a
  • Diagnostic value and / or the status information denote a frequency and / or number of transmissions of a diagnostic value and / or status information to the receiver per unit of time.
  • the transmission rate can thus specify how often a diagnostic value and / or a diagnostic value per unit of time Status information is transmitted and / or sent with the field device to the recipient.
  • control unit is set up to provide a
  • control unit is set up in response to recognition of the
  • a movement and / or change in position of the field device can thus trigger an adaptation of the measuring rate and / or the data transmission rate.
  • a system start can activate an energy supply for the sensor unit, the
  • Position determination unit and / or further components comprise.
  • a system stop can also include a deactivation of an energy supply to the sensor unit, the position determination unit and / or further components.
  • the measuring rate and / or the data transmission rate can be varied as required.
  • the measuring rate and / or the data transmission rate can be varied as required.
  • the measuring rate and / or the data transmission rate can be set to zero, for example.
  • the measuring rate and / or the data transmission rate can be set to a value other than zero, for example a value assigned to the current position of the field device.
  • the field device has a movement sensor, the control unit being configured to detect a change in position and / or a movement of the field device based on a movement signal of the
  • the motion sensor can be, for example, a Doppler sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, a vibration sensor and / or a geomagnetic field sensor. This can be a enable reliable and rapid determination of the change in position and / or the movement.
  • the control unit is set up to determine a first geographic position of the field device at a first point in time and a second geographic position at a second point in time, which differs from the first point in time, the control unit being set up to detect a change in position and / or to detect a movement of the field device based on a comparison of the first position and the second position.
  • the change in position and / or the movement can also be determined based on positions of the field device determined at different times.
  • the field device furthermore has a housing which completely and / or permanently encloses the sensor unit, the control unit, the position determination unit and the communication unit.
  • the housing of the sensor can in particular be designed in such a way that it cannot be opened.
  • the housing can be completely closed, dust-tight, waterproof and / or airtight. This allows the field device to be used on site as a compact device in the field or in the plant.
  • the field device is designed to be completely wireless to the outside.
  • the housing does not have a cable bushing.
  • the field device can, at least temporarily, be operated completely self-sufficient and not connected to a cable.
  • This also enables efficient and flexible attachment of the field device to any desired, for example transportable, container and / or tank.
  • the installation effort for installing the field device can also be considerably reduced as a result.
  • the field device can be screwed, glued and / or welded to the container and / or tank, for example.
  • the field device also has a
  • Energy supply unit which is arranged in a housing of the field device and which is set up to include the sensor unit, the control unit, the
  • the power supply unit can have at least one battery and / or at least one accumulator. Can also
  • Energy supply unit have a charging unit for charging the accumulator, for example via induction, energy harvesting and / or a solar panel.
  • the field device is set up to measure the current measurement rate and / or the current data transmission rate via the
  • Communication unit to transmit and / or send to another field device.
  • the field device can measure the rate and / or the
  • Transfer and / or send data transmission rate to one or more further field devices in the vicinity of the field device In this way, an entire production plant can be optimized in a simple and reliable manner.
  • Another aspect of the present disclosure relates to a method for operating a field device, as described above and below.
  • the procedure consists of the following steps:
  • FIG. 1A shows schematically a sensor arrangement with a field device according to an embodiment.
  • FIG. 1B shows a detailed view of the field device of FIG. 1A.
  • FIG. 2 schematically shows a manufacturing process with a plurality of sensor arrangements according to an exemplary embodiment.
  • 3 shows a flow diagram to illustrate a method for operating a field device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1A schematically shows a sensor arrangement 200 with a field device 100 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1B shows a detailed view of the field device 100 from FIG. 1A.
  • the field device 100 in FIGS. 1A and 1B is designed as a radar-based fill level measuring device 100.
  • the field device 100 can also be used as an ultrasound-based fill level measuring device Temperature measuring device, be designed as a pressure measuring device, as a flow measuring device and / or as a measuring device for detecting any other process variable.
  • the sensor arrangement 200 has the field device 100 and a container 202 and / or tank 202.
  • the container 202 is at least partially filled with a medium 206 and has a container wall 204.
  • the field device 100 is attached to the container wall 204 of the container 202 on the outside.
  • the field device 100 can be glued, welded and / or fastened to the container 202 by means of a mechanical connection, for example by means of a screw connection.
  • the container 202 and / or the field device 100 are mobile, movable and / or transportable.
  • the container 202 can be an intermediate bulk container (IBC), which can consist at least partially of plastic.
  • IBC intermediate bulk container
  • the field device 100 has a sensor unit 102 with an antenna 104
  • a transmission signal can be emitted via the antenna 104 and a portion of the transmission signal reflected on the medium 206 can be received as a received signal.
  • the sensor unit 102 can, for example based on a
  • Runtime measurement between emission and reception of the measurement signal determine a measurement value for the level of the medium 206.
  • the field device 100 also has a control unit 106.
  • the sensor unit 102 can be activated via the control unit 106 in order to carry out a level measurement and / or to determine a (level) measured value.
  • the field device 100 has a position determination unit 108 which is set up to determine a current geographical position and / or location of the field device 100.
  • the position determination unit 108 have a position sensor which, for example, can be satellite-based.
  • the position sensor can be designed as a GPS sensor.
  • the position determination unit 108 can be at least partially integrated in the control unit 106 and the current position of the field device 100 can be determined via position data, which via a
  • Communication unit 110 of the field device 100 can be received, as described above and below.
  • the communication unit 110 of the field device 100 is set up by way of example in FIGS. 1 A and 1B for wireless data transmission and / or communication with a receiver.
  • the communication unit can use a WLAN (Wireless Local Area Network), a GPRS (General Packet Radio Service), a cellular network, an LTE (Long Term Evolution), a 3G, a 4G, a 5G and / or other future wireless communication standards, an NBIoT, a
  • the communication unit 100 can also be set up for wired data transmission and / or communication.
  • Diagnostic information and / or status information are transmitted to the recipient. Via the communication unit 110, data from the
  • Receivers are obtained, for example parameterization data, diagnostic data, status data, position data and / or any other data.
  • the field device 100 has an energy supply unit 112, which the sensor unit 102, the antenna 104, the control unit 106, the
  • Position determination unit 108 the communication unit 110 and / or other components can supply electrical energy.
  • the Energy supply unit 112 at least one battery and / or one
  • the energy supply unit 112 can also be a
  • Charging unit for charging the battery, for example via a power supply unit
  • the field device 100 has a housing 114 which encloses the sensor unit 102, the antenna 104, the control unit 106, the position determination unit 108, the communication unit 110 and the power supply unit 112, in particular completely encloses and / or hermetically seals, so that the use of the Field device under field conditions and / or in the plant is guaranteed.
  • the housing 114 can be made at least partially, in particular completely, from plastic. Furthermore, the housing 114 can be completely closed.
  • the field device 100 can thus be designed to be completely wireless to the outside, so that the housing 114 cannot have a cable bushing.
  • the position determination unit 108 is set up to determine the current
  • the current position can be based on a
  • Sensor signal of a position sensor of the position determination unit 108 can be determined.
  • the control unit 106 can use the current
  • the communication unit 110 can for example have a Bluetooth (-LE) module and be coupled to one or more radio cells and / or beacons that are within range of the communication unit 110.
  • the control unit 106 can determine the current geographical position of the field device 100 based on position data, data and / or signals from a plurality of radio cells and / or beacons.
  • Position data that represent the current position of the field device 100 can also, for example, via a
  • Dial-in nodes to which the communication unit 110 can be coupled can be received.
  • the position data from any one of the communication unit 110 can be coupled can be received.
  • Receiver and / or communication partner are provided, such as
  • gateways for example one or more gateways, one or more radio transmitters, a server, an operating device, another field device or the like.
  • the control unit 106 is also set up to determine, based on the current geographical position, a measurement rate at which the sensor unit 102
  • the control unit 106 is set up, based on the current geographical position, to determine, adapt, adjust, change, vary and / or define a data transmission rate at which measured values are sent to a receiver via the communication unit 110.
  • a transmission rate for the transmission of a diagnostic value and / or status information of the field device 100 based on the current geographical position can also be determined, adapted, set, changed, varied and / or established by the control unit 106.
  • a measurement rate that is suitable or assigned to the respective current geographical position of the field device 100 for carrying out measurements, a data transmission rate for the transmission of measured values, a transmission rate for the transmission of status information and / or a transmission rate for the transmission of diagnostic values can, for example, be performed remotely determined by the field device 100 and / or retrieved from a communication partner will.
  • the field device 100 can send its current geographical position to a receiver, for example a server, with the receiver receiving one or more signals for transmitting the measuring rate for carrying out measurements, for transmitting the data transmission rate for transmitting measured values, for transmitting the transmission rate for the transmission of status information and / or for transmitting the transmission rate for the transmission can send and / or transmit diagnostic values to the field device 100.
  • the field device 100 can have a data memory 105 in which position data for one or more positions, zones and / or areas, for example a production and / or manufacturing plant, can be stored.
  • a measurement rate, a data transmission rate, a transmission rate for status information and / or a transmission rate for diagnostic values can in turn be assigned to the position data for the positions, zones and / or areas and stored in the data memory 105.
  • the control unit 106 can, based on the current geographical position of the field device 100, determine those position data which are closest to the current position of the field device 100 in order to determine the measurement rate, the data transmission rate, the transmission rate for status information and / or the transmission rate for diagnostic values , set and / or set.
  • the data transmission rate, a transmission rate for status information and / or a transmission rate for diagnostic values can be carried out, triggered and / or triggered by the control unit 106 when the control unit 106 detects that a change in position and / or a movement of the field device 100 has taken place.
  • the change in position and / or movement can be determined, for example, on the basis of a plurality of positions of the field device 100 determined in succession in time.
  • the change in position and / or movement of the field device 100 can be based on a Movement signal of a movement sensor 107 of the field device 100 can be determined.
  • the motion sensor 107 can, for example, be a Doppler sensor
  • Accelerometer a gyro sensor, a vibration sensor and / or a
  • FIG. 2 schematically shows a logistics and / or manufacturing process with a plurality of sensor arrangements 200a-200n according to an exemplary embodiment. Unless otherwise described, each of the sensor arrangements 200a-200n in FIG. 2 has the same elements and features as the sensor arrangement 200 in FIGS. 1A and 1B.
  • Each of the sensor arrangements 200a-200n has a mobile container 202a-202n (for example an IBC container) to which a mobile field device 100a-100n is attached. For the sake of clarity, only those are isolated in FIG.
  • Sensor arrangements 200a-200n are provided with reference symbols.
  • Each of the field devices 100a-100n can be designed as a radar-based fill level measuring device 100a-100n.
  • the field devices 100a-100h can also be designed to measure another process variable.
  • some or all of the field devices 100a-100n can be designed as ultrasonic-based fill level measuring devices, as temperature measuring devices, as pressure measuring devices, as flow measuring devices and / or as measuring devices for detecting any other process variable.
  • mobile applications with field devices 100a-100n are shown in FIG. 2, which are each equipped with a wireless communication unit 110 and which are exemplarily designed as level measuring devices 100a-100n and attached to mobile containers 202a-202n (for example an IBC container here) are.
  • the sensor arrangements 200a-200n run through a production process on a manufacturing plant or are located
  • Zones A and E can each be, for example, a storage zone (and / or a station for containers and / or tanks).
  • Zones B and D can each denote transport zones within the production plant.
  • Zone C can designate a production zone. Individual of these zones A-E can differ in terms of a dynamic and / or activity of the manufacturing process taking place there. As a result, the
  • Rates of change of the process variable i.e. In the example of FIG. 2, differentiate the level of media in the containers in at least some of the zones and / or areas A-E. In other words, the level in the individual
  • Manufacturing system for storing and / or transporting various substances and / or media are used, such containers 202a-20n in the
  • Manufacturing plant can be emptied or filled at different points.
  • the individual zones A-E can thus correspond to production areas A-E of the manufacturing plant.
  • sensor arrangements 200a-200e with the mobile containers 202a-202e and the field devices 100a-100e attached to them can be delivered in zone A.
  • zone A and / or the field devices 100a-100e located in it a small to no measuring rate may be required, since the filling level of the individual containers 202a-202e in zone A changes little or not at all, for example because the sensor arrangements 200a 200e of zone A not in the actual
  • the field devices 100a-100e are set up to each determine their current geographical position. Based on this, the Field devices 100a-100e determine, for example, that they are in zone A and thus determine the (low to no) measuring rate assigned to zone A, so that energy is not unnecessarily used for level measurements.
  • the field devices 100a-100e can also set the data transmission rate for transmitting the measured values, the transmission rate for transmitting status information and / or the
  • zone B When containers are moved from zone A in the direction of the production process, they come through the transport zone, called zone B in FIG.
  • the sensor arrangements 200f, 200g with containers 202f, 202g and field devices 100f, 100g are located in zone B.
  • the change in position and / or the movement can, for example, triggered by the detected new position , a system start can take place and / or the measuring rate can be increased, e.g. compared to Zone A.
  • Field devices 100f, 100g in zone B can be a multiple of the measuring rate of the field devices 100a 100e in zone A. The same can apply to the data transmission rate and / or the transmission rate for status information and / or diagnostic values. If the containers are transported further in the direction of the production process, they arrive in the production zone, which is designated as zone C in the example in FIG. In FIG. 2, the sensor arrangements 200h, 200i with containers 202h, 202i and field devices 100h, 100i are in zone C. The field devices 100h, 100i also determine their current geographical position and automatically set the measuring rate and / or the data transmission rate to that of the zone Values assigned to C. The same applies to the transmission rate for status information and / or diagnostic values.
  • the manufacturing or production zone ie zone C
  • has the highest activity and / or dynamics of the manufacturing process for example due to the filling and / or emptying of the containers 202h, 202i, a higher or the highest measuring rate and / or a higher or the highest Data transmission rate set automatically by the field devices 100h, 100i.
  • zone D a transport zone
  • the sensor arrangements 200j, 200k with the mobile containers 202j, 202k and the field devices 100j, 100k are currently located here.
  • the position change and / or the movement can be a system stop or a system reduction and / or a system stop in zone D.
  • the transfer rate for status information or diagnostic values can be reduced as required.
  • a lower measuring rate can therefore be set in zone D than in zone C, for example because in zone D the probability of emptying or filling is low.
  • Zone E which can be a storage zone (train station)
  • the measuring rate can be further reduced or set to zero.
  • Zone E low to no measurement rates (data transfer rates
  • the sensor arrangements 2001-200n located there with containers 2021-202n and field devices 100-100n are not involved in the production process or there is no filling or emptying.
  • the sensor arrangements 2001-200n of Zone E can - analogously to Zone A - be in a "standby" operating mode.
  • FIG. 3 shows a flow chart to illustrate steps of a method for operating a field device 100 according to an exemplary embodiment.
  • Field device 100 in FIG. 3 can be one of the field devices described with reference to the preceding figures.
  • a current geographical position of the field device 100 is determined with the position determination unit 108.
  • a current measurement rate and / or a current data transmission rate is determined, determined and / or set in the field device as a function of the determined current geographical position of the field device with the control unit 106.
  • “comprising” and “having” do not exclude any other elements or steps and the indefinite articles “a” or “a” do not exclude a multiplicity.

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Abstract

Es wird ein Feldgerät (100) zur Ermittlung einer Prozessvariable vorgeschlagen. Das Feldgerät weist eine Sensoreinheit (102), die dazu eingerichtet ist, einen Messwert der Prozessvariable zu erfassen, eine Kommunikationseinheit (110), welche dazu eingerichtet ist, den Messwert an einen Empfänger zu übermitteln, und eine Positionsbestimmungseinheit (108) auf, die dazu eingerichtet ist, eine geographische Position des Feldgeräts zu ermitteln. Ferner verfügt das Feldgerät über eine Steuereinheit (106), welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen geographischen Position des Feldgeräts eine aktuelle Messrate festzulegen, mit welcher die Sensoreinheit (102) Messwerte der Prozessvariable erfasst, und/oder eine aktuelle Datenübertragungsrate festzulegen, mit welcher die Kommunikationseinheit (110) Messwerte an den Empfänger übermittelt.

Description

Automatische Bestimmung der Messrate zur Erfassung einer Prozessvariable
Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen
Patentanmeldung Nr. 10 2019 205 516.8, eingereicht am 16. April 2019, die in vollem Umfang durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Feldgerät zur Erfassung einer Prozessvariable und/oder Messung eines Messwerts einer Prozessvariable im Bereich der Prozessautomation, der Fabrikautomation und/oder der Prozessindustrie. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Feldgeräts.
Hintergrund der Erfindung Moderne Feldgeräte in der Prozessautomation, der Fabrikautomation und/oder der Prozessindustrie sind zunehmend vernetzt und können zum einen untereinander und zum anderen mit übergeordneten Empfängern und/oder Systemen kommunizieren. Beispielsweise können erfasste Messdaten, Messwerte, Parametrierdaten und/oder Diagnosedaten der Feldgeräte über drahtlose Kommunikationswege, wie z.B. Bluetooth, WLAN, LoRa, LPWAN, GSM, GPRS, UMTS, LTE oder dergleichen, an entsprechende Empfänger, Empfangsgeräte, Systeme und/oder Gateways übermittelt werden. Die Kommunikation wird hierbei prinzipiell in zwei unterschiedliche Bereiche unterteilt, nämlich dem Ferndistanzbereich und dem Nahdistanzbereich.
Eine drahtlose Kommunikation im Ferndistanzbereich erfolgt in der Regel, wenn sich das Feldgerät mit Funkunterstützung im Bereich von entsprechenden Funkzellen befindet. Die eigentliche Kommunikation im Femdi stanzbereich kann hierbei beispielsweise über ein Mobilfunknetz (z.B. GSM, GPRS, UMTS, LTE, 5G oder zukünftiger Standards oder dergleichen) und/oder über eine Internetverbindung erfolgen. Über derartige Kommunikationswege und/oder Kommunikationsnetze können Daten über nahezu beliebige Distanzen hinweg übertragen werden.
Dagegen erfolgt eine drahtlose Kommunikation im Nahdistanzbereich in der Regel unter Verwendung funkbasierter Kommunikationsverbindungen, wie beispielsweise einer Bluetooth- oder Bluetooth LE-Verbindung („Low Energy“, LE). Nähert sich beispielsweise ein Empfänger, etwa ein mobiles, drahtlose Bediengerät (z.B. ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop oder dergleichen), einem Feldgerät mit drahtloser Funkschnittstelle, so können Daten über die Funkschnittstelle des Feldgeräts mit dem Bediengerät ausgetauscht werden. Typische Distanzen, über welche Daten im
Nahdistanzbereich drahtlos übertragen werden, können etwa in einem Bereich von 25 m bis 50 m liegen.
Zusammenfassung der Erfindung
Mit Ausführungsformen der Erfindung kann in vorteilhafter Weise ein verbessertes Feldgerät bereitgestellt werden. Das Feldgerät kann im Kontext der vorliegenden Offenbarung ein Messgerät und/oder ein Sensor zur Erfassung einer Prozessvariable sein. Dies wird insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche ermöglicht. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Feldgerät zur Ermittlung einer Prozessvariable, etwa im Bereich der Prozessautomation, der Fabrikautomation und/oder der Prozessindustrie. Das Feldgerät weist eine Sensoreinheit auf, die dazu eingerichtet ist, einen Messwert der Prozessvariable zu erfassen, zu bestimmen, zu messen und/oder zu ermitteln. Ferner weist das Feldgerät eine
Kommunikationseinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, den Messwert an einen
Empfänger zu übermitteln, zu übertragen und/oder zu senden. Insbesondere kann die Kommunikationseinheit dazu eingerichtet sein, den Messwert drahtlos und/oder über ein Drahtlosnetzwerk an den Empfänger zu übermitteln, zu übertragen und/oder zu senden. Des Weiteren verfügt das Feldgerät über eine Positionsbestimmungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine geographische Position und/oder Lage des Feldgeräts zu ermitteln und/oder zu bestimmen. Ferner verfügt das Feldgerät über eine
Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit und/oder basierend auf einer aktuellen geographischen Position und/oder Lage des Feldgeräts eine aktuelle Messrate festzulegen, mit welcher die Sensoreinheit Messwerte der Prozessvariable erfasst, und/oder eine aktuelle Datenübertragungsrate festzulegen, mit welcher die Kommunikationseinheit Messwerte an den Empfänger übermittelt. Die Steuereinheit kann hierbei insbesondere automatisiert und/oder automatisch die Messrate und/oder die Datenübertragungsrate basierend auf der aktuellen geographischen Position des Feldgeräts festlegen.
Die Messrate kann hier und im Folgenden eine Häufigkeit und/oder Anzahl von pro Zeiteinheit durchgeführten und/oder durchzuführenden Messungen bezeichnen. Die Messrate kann somit spezifizieren, wie oft pro Zeiteinheit ein Messwert mit dem Feldgerät erfasst und/oder gemessen wird. Analog kann die Datenübertragungsrate eine Häufigkeit und/oder Anzahl von Übertragungen eines Messwertes an den Empfänger pro Zeiteinheit bezeichnen. Die Datenübertragungsrate kann somit spezifizieren, wie oft pro Zeiteinheit ein Messwert mit dem Feldgerät an den
Empfänger übermittelt und/oder gesendet wird. Das erfindungsgemäße Feldgerät kann dazu eingerichtet sein, die aktuelle Messrate und/oder die aktuelle Datenübertragungsrate entsprechend der aktuellen
geographischen Position des Feldgeräts anzupassen, zu variieren, einzustellen und/oder zu verändern, insbesondere bedarfsgerecht. Die aktuelle geographische Position kann hierbei diejenige Position und/oder Lage des Feldgeräts angeben und/oder bezeichnen, an welcher sich das Feldgerät aktuell befindet. Durch
Anpassung der Messrate und/oder Datenübertragungsrate kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass nur bei Bedarf eine Messung durchgeführt wird, ein Messwert erfasst wird und/oder ein Messwert an den Empfänger übermittelt wird. Hierdurch kann insbesondere ein Energieverbrauch des Feldgeräts zur Durchführung von Messungen und/oder zur Datenübertragung signifikant reduziert werden. Dies kann insbesondere bei batteriebetriebenen Feldgeräten von Vorteil sein, da z.B. ein Interwall zum Austausch der Batterien vergrößert werden kann.
Das„Festlegen“ der Messrate durch die Steuereinheit kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Messrate basierend auf der aktuellen geographischen Position zu bestimmen, zu ermitteln und/oder einzustellen. Auch kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Sensoreinheit anzuweisen, entsprechend der aktuellen Messrate Messwerte der Prozessvariable zu ermitteln. Hierzu kann die Steuereinheit beispielsweise einen Zeitpunkt für eine nächste Ermittlung eines Messwertes und/oder einen zeitlichen Abstand zweier zeitlich aufeinanderfolgender Messungen (bzw. Ermittlungen von Messwerten) basierend auf der aktuellen geographischen Position festlegen und/oder einstellen.
Analog kann das„Festlegen“ der der Datenübertragungsrate durch die Steuereinheit hier und im Folgenden bedeuten, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Datenübertragungsrate basierend auf der aktuellen geographischen Position zu bestimmen, zu ermitteln und/oder einzustellen. Auch kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Kommunikationseinheit anzuweisen, entsprechend der aktuellen Datenübertragungsrate einen oder mehrere ermittelte Messwerte an den Empfänger zu übermitteln, zu senden und/oder zu übertragen. Hierzu kann die
Steuereinheit beispielsweise einen Zeitpunkt für eine nächste Datenübertragung eines (nächsten) Messwertes und/oder einen zeitlichen Abstand zweier zeitlich
aufeinanderfolgender Datenübertragungen, etwa zweier zeitlich nacheinander gemessener Messwerte, basierend auf der aktuellen geographischen Position festlegen und/oder einstellen.
Beispielsweise kann die Messrate mit der Datenübertragungsrate korrelieren und/oder korrespondieren. Ein Zeitpunkt für eine nächste Ermittlung eines
Messwerts kann daher mit einem Zeitpunkt einer nächsten Datenübertragung und/oder einer nächsten Übermittlung des Messwerts an den Empfänger korrelieren und/oder korrespondieren. Die Messrate und die Datenübertragungsrate können jedoch auch unabhängig voneinander durch die Steuereinheit bestimmt, angepasst, eingestellt und/oder festgelegt werden. Die Sensoreinheit kann allgemein eine Sensorik und/oder eine Sensorschaltung bezeichnen, welche zur Bestimmung einer oder mehrerer, beliebiger
Prozessvariablen eingerichtet ist, wie beispielsweise zur Bestimmung eines
Füllstands eines Mediums in einem Behälter und/oder Tank, eines Füllstand eines Füllguts auf einer Halde, einer Temperatur eines Mediums (etwa in einem Behälter und/oder Tank), eines Druckes eines Mediums (etwa in einem Behälter und/oder Tank) und/oder eines Durchfluss eines Mediums. Auch kann die Prozessvariable einen Analyseparameter eines Mediums bezeichnen, wie beispielsweise eine Farbe eines Mediums, einen Schaumbildungsgrad eines Mediums, eine Dichte eines Mediums, einen pH-Wert eines Mediums und/oder einen beliebigen anderen
Analyseparameter. Das Feldgerät kann gemäß einer Ausführungsform ein Füllstandmessgerät, ein radarbasiertes Füllstandmessgerät, ein Temperaturmessgerät, ein Druckmessgerät, und/oder ein Durchflussmessgerät sein. Das Feldgerät kann alternativ oder in Ergänzung zur Ermittlung eines Analyseparameters, beispielsweise einer Farbe eines Mediums, eines Schaumbildungsgrads eines Mediums, einer Dichte eines Mediums, eines pH-Werts eines Mediums und/oder eines beliebigen anderen
Analyseparameters, ausgestaltet sein. Bei dem Empfänger kann es sich grundsätzlich um jede beliebige Art von Empfänger handeln. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann der Empfänger
beispielsweise ein dem Feldgerät übergeordnetes System und/oder ein
Empfangsgerät bezeichnen, welches Daten von dem Feldgerät, insbesondere
Messwerte, empfangen und/oder sammeln kann. Beispielsweise kann der Empfänger ein Bediengerät, ein Smartphone, ein Laptop, ein PC, ein Computer, ein Tablet, eine Leitstelle, ein Controller, ein Datenmanagementsystem, eine Datenbank, ein Server und/oder ein Visualisierungssystem sein, in welchem Daten von einem oder mehreren Feldgeräten gesammelt werden können. Zur Kommunikation des Feldgeräts mit dem Empfänger können beliebige
Kommunikationsstandards für Nahdistanzkommunikation und/oder
Femdi stanzkommunikation eingesetzt werden. Die Kommunikationseinheit kann insbesondere zur drahtlosen Kommunikation mit dem Empfänger eingerichtet sein. Beispielsweise kann die Kommunikationseinheit über ein WLAN- (Wireless Local Area Network), ein GPRS- (General Packet Radio Service), ein Mobilfunk-, ein LTE- (Long Term Evolution), ein 3G-, ein 4G- ein 5G oder zukünftige Standards sein, ein NBIoT-, Zigbee, Sigfox ein LPWAN-, ein LoRa-, ein Bluetooth-, ein Bluetooth-LE-, ein Funk- und/oder ein Infrarot-Modul verfügen. Auch kann die Kommunikationseinheit über mehrere derartige Kommunikationsmodule verfügen, um über unterschiedliche Kommunikationsstandards Daten, insbesondere Messwerte, an den Empfänger (oder mehrere Empfänger) zu übermitteln. Alternativ oder in Ergänzung kann die Kommunikationseinheit auch zur drahtgebundenen Kommunikation mit dem Empfänger eingerichtet sein. Beispielsweise kann die Kommunikationseinheit über ein Ethernet-Modul und/oder ein LAN-Modul (Local Area Network) verfügen. Auch kann die Kommunikationseinheit über einen Feldbus, wie beispielsweise einen HART Bus, einen Profibus, einen Foundation-Fieldbus- Bus, einen Modbus, einem SDI-12-Bus, einen EthernetlP-Bus, einem Profinet-Bus, einen IP basierten Bus, einen Ethernet-IP-Bus, einen seriellen Bus und/oder einen parallelen Bus mit dem Empfänger kommunizieren. Auch andere
Kommunikationsverbindungen, z.B. über IO-Link, eine 4.. 20m A/HART - Schnittstelle und/oder eine USB-Verbindung, sind denkbar.
Die Erfindung kann insbesondere auf den nachfolgend beschriebenen Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Feldgeräte der Prozess- und/oder Fabrikautomation mit (z.B. drahtloser) Kommunikationseinheit und/oder Funkschnittstelle werden in vielen
Bereichen der Industrie zunehmend eingesetzt. In der Regel sind die Feldgeräte dabei für eine bestimmte Anwendung oder Applikation eingerichtet, an dieser verbaut und/oder befestigt. In manchen Fällen befindet sich die Applikation mit den verbauten Feldgerät(en) in Bewegung. Eine solche Applikation ist beispielsweise die Füllstandmessung eines Mediums an und/oder in einem mobilen, beweglichen und/oder nicht ortsfesten Behälter und/oder Tank. Feldgeräte mit drahtloser
Kommunikationsschnittstelle übertragen Daten drahtlos an Empfänger und/oder übergeordnete Systeme, wie zum Beispiel Controller (SPS, PLS, SCADA-System oder dergleichen), Server und/oder Visualisierungssysteme, welche optional auch Cloud-basiert sein können. Derartige Empfänger und/oder Systeme können beispielsweise zentral Daten von Feldgeräten sammeln, welche leitungsbasiert (z.B. über Ethernet, Profibus, Foundation Fieldbus, Modbus, EthernetIP, Profinet, HART oder dergleichen) und/oder auch drahtlos (z.B. über Bluetooth, WLAN, LoRa, GSM, GPRS, UMTS, LTE, 5G oder zukünftiger Standards oder dergleichen) übertragen werden können. Bei leitungsbasierter Kommunikation kann lokal und/oder über das Internet vernetzt auf die Daten zugegriffen werden. Bei drahtloser Kommunikation können Funksysteme verwendet werden, die Daten drahtlos, insbesondere über weite Strecken, an genannte Empfänger und/oder Systeme übermitteln können. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann vorgesehen sein, die Messrate des Feldgerätes in Abhängigkeit der Position und/oder Lage des Feldgerätes, insbesondere bei mobilen und/oder beweglichen Applikationen, zu bestimmen, festzulegen und/oder einzustellen. Beispielsweise kann es für Feldgeräte bei mobilen Applikationen Bereiche und/oder Zonen einer Fertigungs-, Produktions- und/oder Industrieanlage geben (z.B. im Bereich Chemie, Lebensmittel, Pharma, Erdöl, Papier, Zement, Schifffahrt oder Bergbau), welche sich hinsichtlich einer Dynamik und/oder einer Aktivität unterscheiden. Eine unterschiedliche Dynamik und/oder Aktivität einer solchen Zone kann mit einer unterschiedlichen Änderungsrate der Prozessvariable einhergehen, d.h. einer unterschiedlichen Änderung der Prozessvariable pro
Zeiteinheit. Beispielsweise kann eine Fertigungs-, Produktions- und/oder
Industrieanlage eine Lagerzone, in welcher z.B. ein Medium in Behältern und/oder Tanks gelagert wird, und eine Fertigungszone aufweisen, in welcher das Medium verarbeitet wird. Eine Aktivität und/oder Dynamik kann dabei in der Fertigungszone wesentlich höher sein als in der Lagerzone. Entsprechend kann eine Änderungsrate der Prozessvariable in der Fertigungszone höher als in der Lagerzone sein. Es kann daher von Vorteil sein, die Messrate und/oder die Datenübertragungsrate zu erhöhen, wenn sich das Feldgerät in der Fertigungszone befindet, und die Messrate und/oder Datenübertragungsrate entsprechend zu verringern, wenn sich das Feldgerät in der Lagerzone befindet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Messrate und/oder die Datenübertragungsrate bedarfsgerecht angepasst werden kann. Zum einen kann dies eine Effizienz eines Fertigungsprozesses steigern, da mehr
Messwerte in einer Zone, in welcher sich die Prozessvariable in kurzen
Zeitabständen ändern kann oder in welcher mehr Messwerte pro Zeiteinheit vorteilhaft sind, ermittelt werden und/oder über die Kommunikationseinheit übertragen werden. Zum anderen kann vermieden werden, dass in einer Zone, in welcher sich die Prozessvariable kaum oder gar nicht ändert, zu häufig Messwerte ermittelt und/oder übertragen werden. Dies kann wiederum eine Energieeinsparung mit sich bringen und/oder ein zu übertragendes Datenvolumen reduzieren. Die Funkbelastung und Funkkoexistenz im Funkraum kann ferner verbessert werden. Insbesondere für mobile Applikationen oder Anwendungen, wie beispielsweise mobilen Feldgeräten an mobilen Behältern und/oder Tanks, kann dies von Vorteil sein, da hier die Feldgeräte häufig durch autarke Stromversorgung gespeist werden, wie beispielsweise einer Batterie-, Akku- und/oder Solar- Versorgung und/oder durch Energy Harvesting. Durch die bedarfsgerechte Anpassung der Messrate und/oder der Datenübertragungsrate kann ferner auf eine kabelgebundene Stromversorgung für ein Feldgerät verzichtet werden, was im Speziellen bei mobilen Anwendungen vorteilhaft sein kann, da dort eine kabelgebundene Stromversorgung mitunter nur aufwändig realisierbar sein kann. Derartige mobile Applikationen können sich dabei etwa im Innerem einer Werkshalle (z.B. einem Hallenbereich und/oder
Fertigungsbereich) und/oder in Außenanlagen befinden. Durch die
erfindungsgemäße Anpassung der Messrate und/oder Datenübertragungsrate des Feldgeräts können somit Messwerte und Informationen des Feldgeräts
positionsabhängig in adäquater Menge und zum richtigen Zeitpunkt an den
Empfänger übermittelt werden. Die Messwerte können daher in sinnvoller Menge und/oder in positionsabhängigen Zeitabständen ermittelt und/oder übertragen werden. Dies kann zu Energieeinsparungen führen, da Energie immer zum richtigen Zeitpunkt in adäquater Menge verwendet werden kann. Auch eine zu übertragende Datenmenge kann in vorteilhafter Weise reduziert werden. Die Bestimmung, das Anpassen und/oder Festlegen der Messrate und/oder der
Datenübertragungsrate durch die Steuereinheit des Feldgeräts in Abhängigkeit der aktuellen Position und/oder Lage kann gemäß der vorliegenden Offenbarung automatisiert erfolgen. Mit anderen Worten kann die Messrate und/oder die
Datenübertragungsrate automatisiert eingestellt werden. Eine manuelle Einstellung am Feldgerät kann sich somit erübrigen. Zudem können sich die im Folgenden zusammengefassten Vorteile ergeben. Die Messwerte können positionsabhängig zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Menge versendet werden und Batterie- und/oder Akkulaufzeiten des Feldgeräts können verlängert werden, etwa da Energie in messratenarmen und/oder datenübertragungsarmen Zeiten eingespart werden kann. Auch kann eine unnötige Datenübertragung vermieden werden. Beispielsweise kann eine mehrfache Ermittlung und/oder Übertragung desselben Messwerts vermieden werden, etwa wenn sich die Prozessvariable über einen gewissen Zeitraum nicht geändert hat. Auch kann eine Koexistenz von Funksystemen verbessert werden, etwa da nicht ständig mit voller Last der gegebenenfalls eingeschränkte Funkraum genutzt und belastet wird. Auch kann ein Behältermanagement bzw. Tankmanagement insbesondere bei Applikationen mit mobilen Behältern verbessert werden, etwa da Informationen wie Position, Vollmeldung, Leermeldung, Lagerhaltung oder dergleichen in optimierter Weise vorhanden sein können. Auch kann beispielsweise eine Befüllmenge und Anzahl der Befüllaktionen für einen Behälter ermittelt werden, ein Austausch der Behälter kann besser eingeplant werden, Medien in den Behältern können bedarfsgerechter erkannt werden, und die Positionsbestimmung der
Feldgeräte kann lokal aber auch weltweit nutzbar gemacht werden. Auch kann so eine automatisierte Nachbestellung bei hochautomatisierten Systemen optimiert werden. Zudem kann das Feldgerät, z.B. in der Erstinstallation, in einem
„gesicherten Bereich“ installiert, etwa an einem Behälter montiert werden und das Feldgerät kann dann mit dem Behälter bewegt werden, wobei die Messrate und/oder Datenübertragungsrate automatisiert positionsabhängig angepasst werden kann.
Auch kann beispielsweise eine Unterscheidung von leeren und vollen Behältern, etwa im Hinblick auf logistische Abläufe (z.B. Abholung leerer Tanks oder
Auslösung einer Bestellung neuer Tanks oder Inhalte), verbessert und/oder optimiert werden, was quasi gleichbedeutend mit einer Kostenoptimierung ist. Auch eine Lagerbestandsermittlung, eine Rüstphasenerkennung, eine
Produktionsbereichserkennung oder dergleichen können vereinfacht werden. Zudem kann eine optimierte Positionierung und/oder Sortierung von Behältern (z.B. nach vollen Behältern, teilgefüllten Behältern und/oder leeren Behältern), etwa auf einem Werksgelände, verbessert und/oder optimiert werden. Ferner kann eine Produktion durch aktuelle Daten des Feldgeräts oder der Feldgeräte besser überwacht, kontrolliert, überprüft und/oder gewährleistet werden. Mit anderen Worten können Automatisierungsabläufe auch bei mobilen Applikationen durch die
positionsabhängige Anpassung der Messrate und/oder Datenübertragungsrate optimiert werden. Durch die Übergabe der läge- bzw. positionsabhängigen, dosierten Daten, Messwerte und/oder anderen Informationen vom Feldgerät mit
Kommunikationsschnittstelle zum Empfänger kann beispielsweise Anlagenweit die Logistik optimiert werden. Dies kann zu einer Kostensenkung durch Vermeidung von Anlagenstillständen (z.B. durch fehlendes Material/Medium), zu einer
Optimierung von Lieferprozessen (von der Bestellung bis zur Anfahrt mit Übergabe) und zur vorbeugenden, vorausschauenden Wartung der Feldgeräte, etwa durch Erhalt von Daten und/oder Diagnoseinformationen zur richtigen Zeit, und damit zu einer verbesserten Planung von Serviceeinsätzen führen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Feldgerät ein mobiles Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, zur Ermittlung der Prozessvariable an einem mobilen Behälter befestigt zu werden. Das Feldgerät und/oder der Behälter können beweglich, transportabel und/oder nicht ortsfest installiert sein. Das an dem Behälter montierte und/oder befestigte Feldgerät kann beispielsweise zusammen mit dem Behälter eine Produktion eines Produkts durchlaufen, wobei in dem Behälter ein Medium zur Herstellung des Produkts bevorratet sein kann. Das Feldgerät kann dazu eingerichtet sein, Messwerte des Mediums in dem Behälter, etwa einen Füllstand des Mediums, zu ermitteln. Das Feldgerät kann insbesondere für einen autarken, kabellosen und/oder nicht kabelgebundenen Betrieb eingerichtet sein.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Positionsbestimmungseinheit einen
Positionssensor zur Bestimmung der aktuellen geographischen Position des
Feldgeräts auf. Der Positionssensor kann hierbei satellitenbasiert sein, beispielsweise kann der Positionssensor als GPS-Sensor ausgebildet sein. Dies kann insbesondere in Außenanwendungen des Feldgeräts von Vorteil sein und/oder eine zuverlässige Positionsbestimmung ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die aktuelle geographische Position des Feldgeräts basierend auf über die
Kommunikationseinheit empfangenen Positionsdaten zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich ist die Positionsbestimmungseinheit zumindest teilweise in der
Steuereinheit integriert. Mit anderen Worten kann die Positionsbestimmungseinheit Teil der Steuereinheit sein. Die Positionsdaten können beispielsweise über das Kommunikationsnetz selbst bezogen werden, etwa über einen Einwahlknoten, eine Funkzelle und/oder durch Bereitstellung von Geoinformationen über das
Kommunikationsnetz. Auch können die Positionsdaten von einem beliebigen Empfänger und/oder Kommunikationspartner bereitgestellt werden, wie
beispielsweise einem Gateway, einer oder mehreren Funkzehen, einem oder mehreren Beacons, einem oder mehreren Funksendem, einem Server, einem
Bediengerät, einem weiteren Feldgerät oder dergleichen.
Beispielsweise kann die Kommunikationseinheit ein Bluetooth(-LE)-Modul aufweisen. Insbesondere im Innenbereich von z.B. Fabrikhallen, Produktionshallen oder dergleichen kann beispielsweise mittels Bluetooth und Vor-Ort montierten
Beacons und/oder Funkzellen die Positionsbestimmung des Feldgerätes erfolgen. Die Steuereinheit kann beispielsweise mittels Trilateration basierend auf Signalen von drei oder mehr Beacons und/oder Funkzellen die Position des Feldgeräts bestimmen. Alternativ oder in Ergänzung können Vor-Ort montierte Bluetooth Gateways, wie z.B. IoT-Gateways, zur Positionsbestimmung über die Kommunikationseinheit erfolgen. Es kann jedoch auch jede andere Art von Kommunikationsverbindung zur Positionsbestimmung genutzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die aktuelle Messrate und/oder die aktuelle Datenübertragungsrate basierend auf einer Femabfrage, beispielsweise unter Übermittlung der aktuellen geographischen Position des Feldgeräts an einen Empfänger, zu bestimmen und/oder festzulegen. Beispielsweise kann das Feldgerät seine aktuelle geographische Position an den Empfänger übermitteln, wobei der Empfänger wiederum die aktuelle Messrate und/oder Datenübertragungsrate an das Feldgerät übermitteln kann. Das Feldgerät kann daher dazu eingerichtet sein, die aktuelle Messrate und/oder
Datenübertragungsrate von dem Empfänger entgegenzunehmen und/oder abzufragen. Die Femabfrage kann hierbei eine Nahdistanzkommunikation und/oder eine
Femdi stanzkommunikation zwischen Feldgerät und Empfänger umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Feldgerät ferner einen Datenspeicher auf, der dazu eingerichtet ist, Positionsdaten für eine oder mehrere Zonen zu speichern, wobei jede der Zonen repräsentativ für eine in der jeweiligen Zone erwartete zeitliche Änderung und/oder Änderungsrate der Prozessvariable ist. Jeder Zone ist dabei eine Messrate und/oder eine Datenübertragungsrate zugeordnet, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Vergleich der aktuellen geographischen Position und den in dem Datenspeicher hinterlegten Positionsdaten, die aktuelle Messrate und/oder die aktuelle Datenübertragungsrate zu bestimmen und/oder festzulegen. Die Zonen können beispielsweise Bereiche einer Produktions- und/oder Fertigungsanlage sein. Zumindest ein Teil der Zonen und/oder Bereiche kann sich hinsichtlich einer Dynamik, einer Aktivität und/oder einer (z.B.
erwarteten) Änderungsrate der Prozessvariable unterscheiden. Derartige
Unterschiede in der Dynamik, Aktivität und/oder Änderungsrate der Prozessvariable können durch die den jeweiligen Zonen zugeordnete Messrate und/oder die
Datenübertragungsrate berücksichtigt sein. Die einer Zone zugeordnete Messrate und/oder Datenübertragungsrate kann somit repräsentativ und/oder indikativ für die Dynamik und/oder Aktivität der jeweiligen Zone sein. Gleichsam kann die einer Zone zugeordnete Messrate und/oder Datenübertragungsrate repräsentativ und/oder indikativ für die (z.B. erwartete) Änderungsrate der Prozessvariable in dieser Zone sein. Die Positionsdaten der Zonen und die diesen zugeordnete Messraten und/oder Datenübertagungsraten können beispielsweise in Form einer Look-Up Tabelle in dem Datenspeicher hinterlegt sein.
Die Positionsdaten der Zonen sowie die diesen zugeordnete Messraten und/oder Datenübertragungsraten können beispielsweise von einem Benutzer festgelegt und/oder definiert werden. Auch können diese Daten über die
Kommunikationseinheit des Feldgeräts abgerufen werden, etwa von einem Server, einem anderen Feldgerät, einem Bediengerät oder einem beliebigen anderen Kommunikationspartner. Auch kann das Feldgerät dazu eingerichtet sein, die Positionsdaten der Zonen sowie die diesen zugeordneten Messraten und/oder Datenübertragungsraten an weitere Feldgeräte zu übermitteln.
Die Positionsdaten der einzelnen Zonen können auch beispielsweise durch
Abschreiten der Grenzen der Zonen mit dem Feldgerät und Speichern der
Positionsdaten während des Abschreitens bestimmt werden. Dies kann eine Programmierung und/oder Hinterlegung der Positionsdaten der Zonen in dem Feldgerät deutlich vereinfachen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine
Übertragungsrate zur Übertragung eines Diagnosewertes und/oder zur Übertragung einer Statusinformation des Feldgeräts an einen Empfänger in Abhängigkeit der aktuellen geographischen Position festzulegen. Mit anderen Worten kann auch eine Übertragung und/oder Übertragungsgrate von Diagnosewerten und/oder
Statusinformationen positionsabhängig angepasst werden und/oder erfolgen. Analog der Datenübertragungsrate für Messwerte kann die Übertragungsrate des
Diagnosewerts und/oder der Statusinformation eine Häufigkeit und/oder Anzahl von Übertragungen eines Diagnosewerts und/oder einer Statusinformation an den Empfänger pro Zeiteinheit bezeichnen. Die Übertragungsrate kann somit spezifizieren, wie oft pro Zeiteinheit ein Diagnosewert und/oder eine Statusinformation mit dem Feldgerät an den Empfänger übermittelt und/oder gesendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine
Positionsänderung und/oder eine Bewegung des Feldgeräts zu erkennen. Ferner ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, in Antwort auf ein Erkennen der
Positionsänderung und/oder der Bewegung des Feldgeräts einen Systemstart des Feldgeräts zu initiieren, die aktuelle Messrate zu bestimmen (einzustellen und/oder festzulegen), die aktuelle Datenübertragungsrate zu bestimmen (einzustellen und/oder festzulegen) und/oder einen Systemstop des Feldgeräts zu initiieren. Eine Bewegung und/oder Positionsänderung des Feldgeräts kann somit eine Anpassung der Messrate und/oder der Datenübertragungsrate auslösen. Ein Systemstart kann hierbei ein Aktivieren einer Energieversorgung der Sensoreinheit, der
Positionsbestimmungseinheit und/oder weiteren Komponenten umfassen. Gleichsam kann ein Systemstop ein Deaktivieren einer Energieversorgung der Sensoreinheit, der Positionsbestimmungseinheit und/oder weiteren Komponenten umfassen.
Alternativ oder in Ergänzung kann die Messrate und/oder die Datenübertragungsrate beliebig variiert werden. Zum Verhindern einer Messung und/oder einer
Datenübertragung kann die Messrate und/oder die Datenübertragungsrate beispielsweise auf Null gesetzt werden. Zum Durchführen von Messungen und/oder Datenübertragungen in regelmäßigen Zeitabständen kann die Messrate und/oder die Datenübertragungsrate auf einen von Null verschiedenen Wert eingestellt werden, etwa einen der aktuellen Position des Feldgeräts zugeordneten Wert. Gemäß einer Ausführungsform weist das Feldgerät einen Bewegungssensor auf, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eine Positionsänderung und/oder eine Bewegung des Feldgeräts basierend auf einem Bewegungssignal des
Bewegungssensors des Feldgeräts zu erkennen. Der Bewegungssensor kann beispielsweise ein Dopplersensor, ein Beschleunigungssensor, ein Gyrosensor, ein Vibrationssensor und/oder ein Erdmagnetfeldsensor sein. Dies kann eine zuverlässige und schnelle Ermittlung der Positionsänderung und/oder der Bewegung ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine erste geographische Position des Feldgeräts zu einem ersten Zeitpunkt und eine zweite geographische Position zu einem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln, welcher sich von dem ersten Zeitpunkt unterscheidet, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eine Positionsänderung und/oder eine Bewegung des Feldgeräts basierend auf einem Vergleich der ersten Position und der zweiten Position zu erkennen. Mit anderen Worten kann die Positionsänderung und/oder die Bewegung auch basierend auf zu unterschiedlichen Zeiten ermittelten Positionen des Feldgeräts ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Feldgerät ferner ein Gehäuse auf, welches die Sensoreinheit, die Steuereinheit, die Positionsbestimmungseinheit und die Kommunikationseinheit vollständig und/oder permanent umschließt. Das Gehäuse des Sensors kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass es nicht geöffnet werden kann. Beispielsweise kann das Gehäuse vollständig geschlossen, staubdicht, wasserdicht und/oder luftdicht sein. Dies erlaubt den Einsatz vom Feldgerät vor Ort als Kompaktgerät im Feld bzw. in der Anlage.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Feldgerät nach außen vollständig kabellos ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich weist das Gehäuse keine Kabeldurchführung auf. Damit kann das Feldgerät zumindest temporär völlig autark und nicht kabelgebunden betrieben werden. Dies ermöglicht zudem eine effiziente und flexible Anbringung des Feldgeräts an einem beliebigen, etwa transportablen, Behälter und/oder Tank. Auch kann hierdurch ein Installationsaufwand zur Installation des Feldgeräts erheblich verringert werden. Das Feldgerät kann beispielsweise an den Behälter und/oder Tank geschraubt, geklebt und/oder geschweißt werden. Gemäß einer Ausführungsform weist das Feldgerät ferner eine
Energieversorgungseinheit auf, welche in einem Gehäuse des Feldgeräts angeordnet ist und welche dazu eingerichtet ist, die Sensoreinheit, die Steuereinheit, die
Positionsbestimmungseinheit und die Kommunikationseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Energieversorgungseinheit kann dazu wenigstens eine Batterie und/oder wenigstens einen Akkumulator aufweisen. Auch kann die
Energieversorgungseinheit eine Ladeeinheit zum Aufladen des Akkumulators, etwa über Induktion, ein Energy Harvesting und/oder ein Solarpanel aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform ist das Feldgerät dazu eingerichtet, die aktuelle Messrate und/oder die aktuelle Datenübertragungsrate über die
Kommunikationseinheit an ein weiteres Feldgerät zu übermitteln und/oder zu senden. Beispielsweise kann das Feldgerät die Messrate und/oder die
Datenübertragungsrate auf eines oder mehrere, weitere Feldgeräte in der Nähe des Feldgeräts übermitteln und/oder senden. So kann auf einfache Weise und zuverlässig eine gesamte Produktionsanlage optimiert werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Feldgeräts, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Ermitteln und/oder Bestimmen, mit der Positionsbestimmungseinheit, einer aktuellen geographischen Position des Feldgeräts; und
- Bestimmen, Anpassen, Variieren, Festlegen, Einstellen und/oder
Verändern, mit der Steuereinheit, einer aktuellen Messrate und/oder einer aktuellen Datenübertragungsrate in Abhängigkeit der ermittelten aktuellen geographischen Position des Feldgeräts.
Merkmale, Elemente und/oder Funktionen des Feldgeräts, so wie voranstehend und nachfolgend beschreiben, können Merkmale, Elemente und/oder Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, sein und umgekehrt. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 A zeigt schematisch eine Sensoranordnung mit einem Feldgerät gemäß einem Au sführungsb ei spi el . Fig. 1B zeigt eine Detailansicht des Feldgeräts der Fig. 1 A.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Fertigungsprozess mit mehreren Sensoranordnungen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration eines Verfahrens zum Betreiben eines Feldgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Ähnliche, ähnlich wirkende, gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind lediglich schematische und nicht maßstabsgetreu.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Figur 1 A zeigt schematisch eine Sensoranordnung 200 mit einem Feldgerät 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Figur 1B zeigt eine Detailansicht des Feldgeräts 100 der Figur 1A.
Exemplarisch ist das Feldgerät 100 der Figuren 1 A und 1B als radarbasiertes Füllstandmessgerät 100 ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich kann das Feldgerät 100 jedoch auch als ultraschallbasiertes Füllstandmessgerät, als Temperaturmessgerät, als Druckmessgerät, als Durchflussmessgerät und/oder als Messgerät zur Erfassung einer beliebigen anderen Prozessvariable ausgeführt sein.
Die Sensoranordnung 200 weist das Feldgerät 100 und einen Behälter 202 und/oder Tank 202 auf. Der Behälter 202 ist zumindest teilweise mit einem Medium 206 gelullt und verfügt über eine Behälterwand 204. Das Feldgerät 100 ist dabei außenseitig an der Behälterwand 204 des Behälters 202 befestigt. Beispielsweise kann das Feldgerät 100 an den Behälter 202 geklebt, geschweißt und/oder mittels mechanischer Verbindung befestigt werden, etwa mittels einer Schraubverbindung.
Der Behälter 202 und/oder das Feldgerät 100 sind mobil, beweglich und/oder transportabel. Beispielsweise kann der Behälter 202 ein Intermediate-Bulk-Container (IBC) sein, welcher zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen kann. Das Feldgerät 100 weist eine Sensoreinheit 102 mit einer Antenne 104 zum
Abstrahlen und/oder Empfangen eines Messsignals und/oder Radarsignals auf. Im Speziellen kann über die Antenne 104 ein Sendesignal abgestrahlt und ein am Medium 206 reflektierter Teil des Sendesignals kann als Empfangssignal empfangen werden. Die Sensoreinheit 102 kann, beispielsweise basierend auf einer
Laufzeitmessung zwischen Abstrahlen und Empfangen des Messsignals, einen Messwert für den Füllstand des Mediums 206 ermitteln.
Weiter weist das Feldgerät 100 eine Steuereinheit 106 auf. Über die Steuereinheit 106 kann etwa die Sensoreinheit 102 angesteuert werden, um eine Füllstandmessung durchzuführen und/oder einen (Füllstands-)Messwert zu ermitteln.
Des Weiteren weist das Feldgerät 100 eine Positionsbestimmungseinheit 108 auf, welche dazu eingerichtet ist, eine aktuelle geographische Position und/oder Lage des Feldgeräts 100 zu bestimmen. Hierzu kann die Positionsbestimmungseinheit 108 über einen Positionssensor verfügen, welcher z.B. satellitenbasiert sein kann.
Beispielsweise kann der Positionssensor als GPS-Sensor ausgebildet sein.
Alternativ oder in Ergänzung kann die Positionsbestimmungseinheit 108 zumindest teilweise in der Steuereinheit 106 integriert sein und die aktuelle Position des Feldgeräts 100 kann über Positionsdaten bestimmt werden, welche über eine
Kommunikationseinheit 110 des Feldgeräts 100 empfangen werden können, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben. Die Kommunikationseinheit 110 des Feldgeräts 100 ist exemplarisch in Figuren 1 A und 1B zur drahtlosen Datenübertragung und/oder Kommunikation mit einem Empfänger eingerichtet. Beispielsweise kann die Kommunikationseinheit über ein WLAN- (Wireless Local Area Network), ein GPRS- (General Packet Radio Service), ein Mobilfunk-, ein LTE- (Long Term Evolution), ein 3G-, ein 4G- ein 5G und/oder anderer zukünftiger Standards der drahtlosen Kommunikation, ein NBIoT-, ein
Zigbee-, ein Sigfox-, ein LPWAN-, ein LoRa-, ein Bluetooth-, ein Bluetooth-LE-, ein Funk- und/oder ein Infrarot-Modul verfügen. Alternativ oder in Ergänzung kann die Kommunikationseinheit 100 jedoch auch zur drahtgebundenen Datenübertragung und/oder Kommunikation eingerichtet sein.
Über die Kommunikationseinheit 110 können beispielsweise Messwerte,
Diagnoseinformationen und/oder Statusinformationen an den Empfänger übermittelt werden. Auch können über die Kommunikationseinheit 110 Daten von dem
Empfänger erhalten werden, beispielsweise Parametrierdaten, Diagnosedaten, Statusdaten, Positionsdaten und/oder beliebige andere Daten.
Weiter weist das Feldgerät 100 eine Energieversorgungseinheit 112 auf, welche die Sensoreinheit 102, die Antenne 104, die Steuereinheit 106, die
Positionsbestimmungseinheit 108, die Kommunikationseinheit 110 und/oder weitere Komponenten mit elektrischer Energie versorgen kann. Beispielsweise kann die Energieversorgungseinheit 112 wenigstens eine Batterie und/oder einen
Akkumulator aufweisen. Auch kann die Energieversorgungseinheit 112 eine
Ladeeinheit zum Aufladen des Akkumulators beispielsweise über Netzteil,
Induktion, Energy Harvesting und/oder Solarpanele aufweisen.
Ferner weist das Feldgerät 100 ein Gehäuse 114 auf, welches die Sensoreinheit 102, die Antenne 104, die Steuereinheit 106, die Positionsbestimmungseinheit 108, die Kommunikationseinheit 110 und die Energieversorgungseinheit 112 umschließt, insbesondere vollständig umschließt und/oder hermetisch abdichtet, so dass der Einsatz des Feldgeräts unter Feldbedingungen und/oder in der Anlage gewährleistet wird. Das Gehäuse 114 kann zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff gefertigt sein. Ferner kann das Gehäuse 114 vollständig geschlossen sein. Das Feldgerät 100 kann somit nach außen vollständig kabellos ausgeführt sein, so dass das Gehäuse 114 keine Kabeldurchführung aufweisen kann.
Die Positionsbestimmungseinheit 108 ist dazu eingerichtet, die aktuelle
geographische Position und/oder Lage des Feldgeräts 100 zu ermitteln und/oder zu bestimmen. Beispielsweise kann die aktuelle Position basierend auf einem
Sensorsignal eines Positionssensors der Positionsbestimmungseinheit 108 bestimmt werden. Alternativ oder in Ergänzung kann die Steuereinheit 106 die aktuelle
Position des Feldgeräts 100 basierend auf Positionsdaten, Daten und/oder Signalen ermitteln, welche über die Kommunikationseinheit 110 empfangen werden, beispielsweise von einem oder mehreren Funkzellen, einem oder mehreren Beacons, einem oder mehreren Gateways (auch IOT-Gateways), einem oder mehreren Servern, einem oder mehreren Feldgeräten, einem oder mehreren Bediengeräten und/oder beliebigen anderen Kommunikationspartnern.
Die Kommunikationseinheit 110 kann beispielsweise ein Bluetooth(-LE)-Modul aufweisen und mit einer oder mehreren Funkzellen und/oder Beacons, welche sich in Reichweite der Kommunikationseinheit 110 befinden, gekoppelt sein. Beispielsweise mittels Trilateration kann die Steuereinheit 106 die aktuelle geographische Position des Feldgeräts 100 basierend auf Positionsdaten, Daten und/oder Signalen mehrerer Funkzellen und/oder Beacons ermitteln. Positionsdaten, welche die aktuelle Position des Feldgeräts 100 repräsentieren, können auch beispielsweise über einen
Einwahlknoten, mit welchem die Kommunikationseinheit 110 gekoppelt sein kann, empfangen werden. Auch können die Positionsdaten von einem beliebigen
Empfänger und/oder Kommunikationspartner bereitgestellt werden, wie
beispielsweise einem oder mehreren Gateways, einem oder mehreren Funksendern, einem Server, einem Bediengerät, einem weiteren Feldgerät oder dergleichen.
Die Steuereinheit 106 ist ferner dazu eingerichtet, basierend auf der aktuellen geographischen Position eine Messrate, mit welcher die Sensoreinheit 102
Messwerte erfasst, zu bestimmen, einzustellen, zu verändern, zu variieren und/oder festzulegen. Alternativ oder in Ergänzung ist die Steuereinheit 106 dazu eingerichtet, basierend auf der aktuellen geographischen Position eine Datenübertragungsrate, mit welcher Messwerte über die Kommunikationseinheit 110 an einen Empfänger geschickt werden, zu bestimmen, anzupassen, einzustellen, zu verändern, zu variieren und/oder festzulegen. Optional kann auch eine Übertragungsrate zur Übertragung eines Diagnosewertes und/oder einer Statusinformation des Feldgeräts 100 basierend auf der aktuellen geographischen Position durch die Steuereinheit 106 bestimmt, angepasst, eingestellt, verändert, variiert und/oder festgelegt werden. Eine für die jeweilige aktuelle geographische Position des Feldgeräts 100 passende bzw. dieser zugeordnete Messrate für die Durchführung von Messungen, eine Datenübertragungsrate zur Übertragung von Messwerten, ein Übertragungsrate für die Übertragung von Statusinformationen und/oder eine Übertragungsrate für die Übertragung von Diagnosewerten kann beispielsweise per Fernabfrage von dem Feldgerät 100 ermittelt und/oder von einem Kommunikationspartner abgerufen werden. Beispielsweise kann das Feldgerät 100 seine aktuelle geographische Position an einen Empfänger, beispielsweise einen Server, schicken, wobei der Empfänger eines oder mehrere Signale zur Übermittlung der Messrate für die Durchführung von Messungen, zur Übermittlung der Datenübertragungsrate für Übertragung von Messwerten, zur Übermittlung der Übertragungsrate für die Übertragung von Statusinformationen und/oder zur Übermittlung der Übertragungsrate für die Übertragung Diagnosewerte an das Feldgerät 100 senden und/oder übermitteln kann.
Alternativ oder in Ergänzung kann das Feldgerät 100 einen Datenspeicher 105 aufweisen, in welchem Positionsdaten für eine oder mehrere Positionen, Zonen und/oder Bereiche, etwa einer Produktions- und/oder Fertigungsanlage, hinterlegt sein können. Den Positionsdaten für die Positionen, Zonen und/oder Bereiche kann wiederum jeweils eine Messrate, eine Datenübertragungsrate, eine Übertragungsrate für Statusinformationen und/oder eine Übertragungsrate für Diagnosewerte zugeordnet und in dem Datenspeicher 105 hinterlegt sein. Die Steuereinheit 106 kann basierend auf der aktuellen geographischen Position des Feldgeräts 100 diejenigen Positionsdaten ermitteln, welche der aktuellen Position des Feldgeräts 100 am nächsten gelegen sind, um so die Messrate, die Datenübertragungsrate, die Übertragungsrate für Statusinformationen und/oder die Übertragungsrate für Diagnosewerte zu bestimmen, festzulegen und/oder einzustellen.
Ein (erneutes) Einstellen und/oder Festlegen einer Messrate, einer
Datenübertragungsrate, einer Übertragungsrate für Statusinformationen und/oder einer Übertragungsrate für Diagnosewerte kann durch die Steuereinheit 106 vorgenommen, getriggert und/oder ausgelöst werden, wenn die Steuereinheit 106 erkennt, dass eine Positionsänderung und/oder eine Bewegung des Feldgeräts 100 stattgefunden hat. Die Positionsänderung und/oder Bewegung kann hierbei beispielsweise basierend auf mehreren zeitlich aufeinanderfolgend ermittelten Positionen des Feldgeräts 100 bestimmt werden. Alternativ oder in Ergänzung kann die Positionsänderung und/oder Bewegung des Feldgeräts 100 basierend auf einem Bewegungssignal eines Bewegungssensors 107 des Feldgeräts 100 ermittelt werden. Der Bewegungssensor 107 kann beispielsweise ein Dopplersensor, ein
Beschleunigungssensor, ein Gyrosensor, ein Vibrationssensor und/oder ein
Erdmagnetfeldsensor sein.
Figur 2 zeigt schematisch einen Logistik- und/oder Fertigungsprozess mit mehreren Sensoranordnungen 200a-200n gemäß einem Ausführungsbeispiel. Sofern nicht anders beschrieben weist jede der Sensoranordnungen 200a-200n der Figur 2 dieselben Elemente und Merkmale wie die Sensoranordnung 200 der Figuren 1 A und 1B auf.
Im Speziellen ist in Figur 2 schematisch ein typischer Logistik- und/oder
Fertigungsprozess einer Produktions- und/oder Fertigungsanlage illustriert. Jede der Sensoranordnungen 200a-200n verfügt über einen mobilen Behälter 202a-202n (beispielsweise einen IBC-Behälter), an welchem ein mobiles Feldgerät 100a-100n befestigt ist. Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 2 vereinzelt nur die
Sensoranordnungen 200a-200n mit Bezugszeichen versehen. Jedes der Feldgeräte 100a-100n kann als radarbasiertes Füllstandmessgerät 100a-100n ausgebildet sein. Alternativ können die Feldgeräte 100a- 100h jedoch auch zur Messung einer anderen Prozessvariable ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Teil oder alle Feldgeräte 100a-100n als ultraschallbasiertes Füllstandmessgeräte, als Temperaturmessgeräte, als Druckmessgeräte, als Durchflussmessgeräte und/oder als Messgeräte zur Erfassung einer beliebigen anderen Prozessvariable ausgeführt sein. Exemplarisch sind in Figur 2 somit mobile Applikationen mit Feldgeräten 100a-100n gezeigt, die jeweils mit einer drahtlosen Kommunikationseinheit 110 ausgestattet sind und die exemplarisch als Füllstandmessgeräte 100a-100n ausgebildet und an mobilen Behälter 202a-202n (zum Beispiel hier ein IBC-Behälter) befestigt sind. Die Sensoranordnungen 200a-200n durchlaufen in Figur 2 exemplarisch einen Produktionsprozess an einer Fertigungsanlage bzw. befinden sich die
Sensoranordnungen 200a-200n jeweils in einem bestimmten Bereich und/oder einer bestimmten Zone einer Fertigungsanlage. Die Fertigungsanlage weist beispielhaft die Zonen und/oder Bereiche A-E auf. Zonen A und E können jeweils beispielsweise eine Lagerzone (und/oder ein Bahnhof für Behälter und/oder Tanks) sein. Zonen B und D können jeweils Transportzonen innerhalb der Fertigungsanlage bezeichnen. Zone C kann eine Fertigungszone bezeichnen. Einzelne dieser Zonen A-E können sich dabei hinsichtlich einer Dynamik und/oder Aktivität des dort stattfindenden Fertigungsprozesses unterscheiden. Damit einhergehend können sich die
Änderungsraten der Prozessvariable, d.h. im Beispiel der Figur 2 des Füllstandes von Medien in den Behältern, in zumindest einem Teil der Zonen und/oder Bereiche A-E unterscheiden. Mit anderen Worten kann sich der Füllstand in den einzelnen
Behältern 202a-202n in den jeweiligen Zonen A-E unterschiedlich stark pro
Zeiteinheit ändern. Einzelne der mobilen Behälter 202a-202n können in der
Fertigungsanlage zum Aufbewahren und/oder für den Transport von diversen Substanzen und/oder Medien dienen, wobei solche Behälter 202a-20n in der
Fertigungsanlage an unterschiedlichen Stellen geleert oder auch gefüllt werden können. Die einzelnen Zonen A-E können somit Produktionsbereichen A-E der Fertigungsanlage entsprechen.
Beispielsweise können in der Zone A Sensoranordnungen 200a-200e mit den mobilen Behältern 202a-202e und den daran befestigten Feldgeräten 100a-100e angeliefert werden. Für die Zone A und/oder die darin befindlichen Feldgeräte 100a- lOOe kann eine geringe bis keine Messrate erforderlich sein, da sich der Füllstand der einzelnen Behälter 202a-202e in der Zone A nur wenig bis gar nicht ändert, etwa da die Sensoranordnungen 200a-200e der Zone A nicht im eigentlichen
Produktionsprozess involviert sind bzw. da keine Befüllung oder Entleerung in der Zone stattfindet. Die Feldgeräte 100a-100e sind dazu eingerichtet, jeweils ihre aktuelle geographische Position zu bestimmen. Basierend darauf können die Feldgeräte 100a-100e etwa ermitteln, dass sie sich in der Zone A befinden und so die der Zone A zugeordnete (geringe bis gar keine) Messrate festlegen, damit nicht unnötig Energie für Messungen des Füllstandes verbraucht wird. Auch können die Feldgeräte 100a-100e die Datenübertragungsrate zur Übertragung der Messwerte, die Übertragungsrate zur Übertragung von Statusinformationen und/oder die
Übertragungsrate zur Übertragung von Diagnosewerten entsprechend einstellen, wie voranstehend erläutert.
Wenn Behälter von der Zone A in Richtung des Fertigungsprozesses bewegt werden, kommen diese durch die Transportzone, in Figur 2 Zone B genannt. Im Beispiel der Figur 2 befinden sich die Sensoranordnungen 200f, 200g mit Behältern 202f, 202g und Feldgeräten lOOf, 100g in der Zone B. Für diese Feldgeräte lOOf, 100g kann, beispielsweise getriggert durch die erkannte neue Position, die Positionsänderung und/oder die Bewegung, ein Systemstart erfolgen und/oder die Messrate kann, etwa im Vergleich zu Zone A, erhöht werden. Beispielsweise kann die Messrate der
Feldgeräte lOOf, 100g in Zone B ein Vielfaches der Messrate der Feldgeräte 100a- lOOe in Zone A sein. Gleiches kann für die Datenübertragungsrate und/oder die Übertragungsrate für Statusinformationen und/oder Diagnosewerte gelten. Wenn die Behälter weiter in Richtung des Fertigungsprozesses transportiert werden, so gelangen sie in die Fertigungszone, welche im Beispiel der Figur 2 als Zone C bezeichnet ist. In Figur 2 befinden sich die Sensoranordnungen 200h, 200i mit Behältern 202h, 202i und Feldgeräten 100h, lOOi in der Zone C. Auch die Feldgeräte 100h, lOOi ermitteln ihre aktuelle geographische Position und stellen automatisiert die Messrate und/oder die Datenübertragungsrate auf die der Zone C zugeordneten Werte ein. Gleiches gilt für die Übertragungsrate für Statusinformationen und/oder Diagnosewerte. Da in der Fertigungs- bzw. Produktionszone, d.h. Zone C, die höchste Aktivität und/oder Dynamik des Fertigungsprozesses herrscht, etwa aufgrund von Befüllung und/oder Entleerung der Behälter 202h, 202i, wird hier eine höhere bzw. die höchste Messrate und/oder eine höhere bzw. die höchste Datenübertragungsrate automatisiert von den Feldgeräten 100h, lOOi eingestellt.
Nachdem der Fertigungsprozess durchlaufen ist, durchlaufen die Behälter wiederum eine Transportzone, im Beispiel der Figur 2 Zone D genannt. Hier befinden sich gerade die Sensoranordnungen 200j, 200k mit den mobilen Behälter 202j, 202k und den Feldgeräten lOOj, 100k. Analog zu Zone B und gegebenenfalls getriggert durch die erkannte neue Position, die Positionsänderung und/oder die Bewegung kann in Zone D ein Systemstop bzw. eine Systemreduzierung und/oder ein
Systemabschaltvorgang für die Feldgeräte lOOj, 100k erfolgen. Alternativ oder in Ergänzung kann die Messrate, die Datenübertragungsrate und/oder die
Übertragungsrate für Statusinformationen bzw. Diagnosewerte bedarfsorientiert vermindert werden. Es kann somit in Zone D eine geringere Messrate als in Zone C eingestellt werden, etwa da in Zone D die Wahrscheinlichkeit für eine Entleerung oder Befüllung gering ist.
In der Zone E, welche eine Lagerzone (Bahnhof) sein kann, angekommen, kann die Messrate weiter reduziert werden, beziehungsweise auf Null eingestellt werden. In Zone E können geringe bis keine Messraten (Datenübertragungsraten,
Übertragungsraten für Statusinformation und/oder für Diagnosewerte) erforderlich sein, da die dort befindlichen Sensoranordnungen 2001-200n mit Behältern 2021- 202n und Feldgeräten lOOl-lOOn nicht im Produktionsprozess involviert sind bzw. keine Befüllung oder Entleerung stattfindet. Die Sensoranordnungen 2001-200n der Zone E können sich - analog zu Zone A- in einem„Standby“-Betriebsmodus befinden.
Insgesamt kann so je nach Position des Behälters, Feldgeräts und/oder der
Sensoranordnung, die für die jeweilige Zone A-E geeignete, optimierte Messrate, Datenübertragungsrate, Übertragungsrate für Statusinformation und/oder
Übertragungsrate für Diagnosewerte verwendet, festgelegt und/oder eingestellt werden. Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten eines Verfahrens zum Betreiben eines Feldgeräts 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem
Feldgerät 100 der Figur 3 kann es sich um eines der mit Bezug auf voranstehende Figuren beschriebenen Feldgeräte handeln.
In einem Schritt S1 wird mit der Positionsbestimmungseinheit 108 eine aktuelle geographische Position des Feldgeräts 100 ermittelt. In Einem weiteren Schritt S2 wird mit der Steuereinheit 106 eine aktuelle Messrate und/oder eine aktuelle Datenübertragungsrate in Abhängigkeit der ermittelten aktuellen geographischen Position des Feldgeräts bestimmt, festgelegt und/oder im Feldgerät eingestellt. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass„umfassend“ und„aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel„eine“ oder„ein“ keine Vielzahl ausschließen.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in
Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Feldgerät (100) zur Ermittlung einer Prozessvariable, das Feldgerät aufweisend:
eine Sensoreinheit (102), die dazu eingerichtet ist, einen Messwert der
Prozessvariable zu erfassen;
eine Kommunikationseinheit (110), welche dazu eingerichtet ist, den
Messwert, insbesondere drahtlos, an einen Empfänger zu übermitteln;
eine Positionsbestimmungseinheit (108), die dazu eingerichtet ist, eine geographische Position des Feldgeräts zu ermitteln; und
eine Steuereinheit (106), welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen geographischen Position des Feldgeräts eine aktuelle Messrate festzulegen, mit welcher die Sensoreinheit (102) Messwerte der Prozessvariable erfasst, und/oder eine aktuelle Datenübertragungsrate festzulegen, mit welcher die
Kommunikationseinheit (110) Messwerte an den Empfänger übermittelt.
2. Feldgerät (100) nach Anspruch 1,
wobei das Feldgerät ein Füllstandmessgerät, ein radarbasiertes
Füllstandmessgerät, ein Temperaturmessgerät, ein Druckmessgerät, und/oder ein Durchflussmessgerät ist.
3. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei das Feldgerät ein mobiles Feldgerät ist, welches dazu eingerichtet ist, zur Ermittlung der Prozessvariable an einem mobilen Behälter (202) befestigt zu werden.
4. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei die Steuereinheit (106) dazu eingerichtet ist, die aktuelle Messrate und/oder die aktuelle Datenübertragungsrate basierend auf einer Fernabfrage zu bestimmen und/oder festzulegen.
5. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend:
einen Datenspeicher (105), der dazu eingerichtet ist, Positionsdaten für eine oder mehrere Zonen (A-E) zu speichern, wobei jede der Zonen (A-E) repräsentativ für eine in der jeweiligen Zone (A-E) erwartete Änderungsrate der Prozessvariable ist;
wobei in dem Datenspeicher jeder Zone (A-E) eine Messrate und/oder eine Datenübertragungsrate zugeordnet ist; und
wobei die Steuereinheit (106) dazu eingerichtet ist, basierend auf einem
Vergleich der aktuellen geographischen Position und den in dem Datenspeicher (105) hinterlegten Positionsdaten, die aktuelle Messrate und/oder die aktuelle Datenübertragungsrate zu bestimmen und/oder festzulegen.
6. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei die Steuereinheit (106) dazu eingerichtet ist, eine Übertragungsrate zur Übertragung eines Diagnosewertes und/oder zur Übertragung einer
Statusinformation des Feldgeräts an einen Empfänger in Abhängigkeit der aktuellen geographischen Position festzulegen.
7. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei die Steuereinheit (106) dazu eingerichtet ist, eine Positionsänderung und/oder eine Bewegung des Feldgeräts zu erkennen; und
wobei die Steuereinheit (106) dazu eingerichtet ist, in Antwort auf ein Erkennen der Positionsänderung und/oder der Bewegung des Feldgeräts einen Systemstart des Feldgeräts zu initiieren, die aktuelle Messrate zu bestimmen, die aktuelle Datenübertragungsrate zu bestimmen und/oder einen Systemstop, eine Systemabschaltung und/oder eine Systemreduzierung des Feldgeräts zu initiieren.
8. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend:
einen Bewegungssensor (107),
wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eine Positionsänderung und/oder eine Bewegung des Feldgeräts basierend auf einem Bewegungssignal des Bewegungssensors des Feldgeräts zu erkennen.
9. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei die Steuereinheit (106) dazu eingerichtet ist, eine erste geographische Position des Feldgeräts zu einem ersten Zeitpunkt und eine zweite geographische Position zu einem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln, welcher sich von dem ersten Zeitpunkt unterscheidet; und
wobei die Steuereinheit (106) dazu eingerichtet ist, eine Positionsänderung und/oder eine Bewegung des Feldgeräts basierend auf einem Vergleich der ersten Position und der zweiten Position zu erkennen.
10. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei die Steuereinheit (106) dazu eingerichtet ist, die aktuelle
geographische Position des Feldgeräts basierend auf über die
Kommunikationseinheit (110) empfangenen Positionsdaten zu ermitteln; und/oder wobei die Positionsbestimmungseinheit (108) zumindest teilweise in der Steuereinheit integriert ist.
11. F eidgerät ( 100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei das Feldgerät (100) ferner ein Gehäuse (114) aufweist, welches die
Sensoreinheit (102), die Steuereinheit (106), die Positionsbestimmungseinheit (108) und die Kommunikationseinheit (110) vollständig und/oder permanent umschließt.
12. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei das Feldgerät (100) nach außen vollständig kabellos ausgeführt ist.
13. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend:
eine Energieversorgungseinheit (112), welche in einem Gehäuse (114) des Feldgeräts (100) angeordnet ist und welche dazu eingerichtet ist, die Sensoreinheit (102), die Steuereinheit (106), die Positionsbestimmungseinheit (108) und die Kommunikationseinheit (110) mit elektrischer Energie zu versorgen.
14. Feldgerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei das Feldgerät dazu eingerichtet ist, die aktuelle Messrate und/oder die aktuelle Datenübertragungsrate über die Kommunikationseinheit (110) an ein weiteres Feldgerät zu übermitteln.
15. Verfahren zum Betreiben eines Feldgeräts (100) nach einem der
voranstehenden Ansprüche, das Verfahren aufweisend die Schritte:
Ermitteln, mit der Positionsbestimmungseinheit (108), einer aktuellen geographischen Position des Feldgeräts; und
Bestimmen, mit der Steuereinheit (106), einer aktuellen Messrate und/oder einer aktuellen Datenübertragungsrate in Abhängigkeit der ermittelten aktuellen geographischen Position des Feldgeräts.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11549838B2 (en) * 2019-05-09 2023-01-10 Vega Grieshaber Kg Fill level measuring device

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020100397A1 (de) * 2020-01-10 2021-07-15 Vega Grieshaber Kg Sensor, Sensoranordnung, Sensorsystem und Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems
DE102020121206A1 (de) 2020-08-12 2022-02-17 Vega Grieshaber Kg Elektronische Messeinrichtung sowie Verfahren zur Erfassung einer Messgröße einschließlich Ortsbestimmung
DE102020126007B3 (de) 2020-10-05 2022-03-10 Vega Grieshaber Kg Bewegungserkennung in einem Feldgerät zur Prozessoptimierung und Validierung
DE102021110017A1 (de) 2021-04-20 2022-10-20 Vega Grieshaber Kg Feldgerät mit ortsangepasster Parameterermittlung und/oder Messwertermittlung
DE102021112142B4 (de) 2021-05-10 2024-07-04 Vega Grieshaber Kg Messdatenvalidierungssystem
DE102022102193A1 (de) 2022-01-31 2023-08-03 Technische Universität Dortmund Füllstandssensor zur Messung des Füllstands eines Fluids in einem Tank
EP4372328A1 (de) * 2022-11-18 2024-05-22 Rosemount Tank Radar AB Füllstandsmesssystem und drahtlose bedienervorrichtung
DE102022133295A1 (de) 2022-12-14 2024-06-20 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Feldgerät der Automatisierungstechnik und Verfahren zum Betreiben eines Feldgeräts

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160116324A1 (en) * 2014-10-28 2016-04-28 Schmitt Industries, Inc. Mobile ultrasonic fuel detection system
US20170199101A1 (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Aktiebolaget Skf Railway condition monitoring sensor device and method for monitoring the condition of a railway bearing
EP3282231A1 (de) * 2016-08-08 2018-02-14 VEGA Grieshaber KG Füllstandmessgerät für schütthalden

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8160574B1 (en) 2005-06-17 2012-04-17 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Wireless architecture utilizing geo-referencing
WO2007002769A1 (en) * 2005-06-27 2007-01-04 Rosemount Inc. Field device with dynamically adjustable power consumption radio frequency communication
US7840285B2 (en) * 2005-10-28 2010-11-23 Invensys Systems, Inc. Sequence of events recorder facility for an industrial process control environment
US8670746B2 (en) * 2007-04-13 2014-03-11 Hart Communication Foundation Enhancing security in a wireless network
CN101743159A (zh) 2007-06-27 2010-06-16 阿姆斯特德铁路公司 有轨车和有轨车传动机构的声监控
US20100274528A1 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 Rosemount Inc. Field device with measurement accuracy reporting
US8606378B2 (en) * 2010-09-27 2013-12-10 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Methods, apparatus, and articles of manufacture to identify hazardous process conditions associated with devices in a process control system
US9454744B2 (en) * 2011-09-02 2016-09-27 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Asset tracking in process control environments
ES2771201T3 (es) 2012-04-11 2020-07-06 Grieshaber Vega Kg Procedimiento para configurar una disposición de recepción temporaria de un aparato de campo y sistema de medición
US9489832B2 (en) 2014-04-04 2016-11-08 Rockwell Automation Technologies, Inc. Industrial-enabled mobile device
US9785126B2 (en) * 2014-11-25 2017-10-10 Rockwell Automation Technologies, Inc. Inferred energy usage and multiple levels of energy usage
JP6361641B2 (ja) * 2015-12-03 2018-07-25 横河電機株式会社 フィールド機器
US10175301B1 (en) * 2017-11-30 2019-01-08 Blackberry Limited Energy managed wireless sensors
US11531381B2 (en) * 2018-09-28 2022-12-20 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Smart functionality for discrete field devices and signals
EP3644025A1 (de) 2018-10-25 2020-04-29 VEGA Grieshaber KG Radar-füllstandmessgerät

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160116324A1 (en) * 2014-10-28 2016-04-28 Schmitt Industries, Inc. Mobile ultrasonic fuel detection system
US20170199101A1 (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Aktiebolaget Skf Railway condition monitoring sensor device and method for monitoring the condition of a railway bearing
EP3282231A1 (de) * 2016-08-08 2018-02-14 VEGA Grieshaber KG Füllstandmessgerät für schütthalden

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11549838B2 (en) * 2019-05-09 2023-01-10 Vega Grieshaber Kg Fill level measuring device

Also Published As

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US12019090B2 (en) 2024-06-25
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