DE102009040384A1

DE102009040384A1 - Sensor und Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung sowie Verfahren hierfür

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Publication number: DE102009040384A1
Application number: DE200910040384
Authority: DE
Inventors: Oliver Bister; Matthias Gitzen; Luc Hamers; Götz LANGER; Andreas NIEWÖHNER; Diethelm SCHÜLLER; Thorsten Von Sydow
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-10
Also published as: WO2011026767A2; WO2011026767A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor (07) zur Messung mindestens einer Messgröße sowie ein Sensornetzwerk zur Zustands- und Prozessüberwachung. Im Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anordnung. Der erfindungsgemäße Sensor (07) umfasst einen Messgrößenaufnehmer zur Wandlung der Messgröße in Messdaten. Im Weiteren besitzt der Sensor (07) eine Schnittstelle zur Übertragung der Messdaten des Messgrößenaufnehmers sowie zum Empfang und zum Senden weiterer Messdaten und Prozessparameter. Bei den weiteren Messdaten kann es sich insbesondere um Messdaten handeln, die von einem weiteren erfindungsgemäßen Sensor (07) gesendet wurden. Bei den Prozessparametern handelt es sich um Daten, die zur Steuerung des Sensors (07), beispielsweise zur Konfiguration des Messgrößenaufnehmers erforderlich sind. Der erfindungsgemäße Sensor (07) umfasst weiterhin einen Prozessor zur Verarbeitung der Messdaten des Messgrößenaufnehmers, der weiteren Messdaten und der Prozessparameter.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor zur Messung mindestens einer Messgröße sowie ein Sensornetzwerk zur Zustands- und Prozessüberwachung. Im Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anordnung.
Aus der DE 100 21 838 A1 sind eine Vorrichtung zum Herstellen von Produkten und ein Verfahren zum Steuern einer derartigen Vorrichtung bekannt. Bei diesen Lösungen laufen eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine Achssteuerung und eine Visualisierung auf einem gemeinsamen physikalischen Gerät, insbesondere auf einer gemeinsamen Hardwareplattform ab. Die Visualisierung erfolgt mithilfe eines Visualisierungsmoduls, welches ein OPC-Interface (OLE for Process Control) aufweist.
Die DE 102 29 878 A1 zeigt ein Automatisierungsgerät mit einer Schnittstelle zum nachrichten- und portbasierten Zugriff auf eine Applikation. Die Applikation stellt eine Funktionalität zur Verfügung und nutzt Internetmechanismen. Die Schnittstelle wird durch Meta-Informationen beschrieben und ist bevorzugt durch eine XML-Schnittstelle gebildet.
Aus der DE 100 38 552 A1 ist ein System zur Übertragung von OPC-Daten über Datennetze, insbesondere über das Internet bekannt. Es ist eine erste mit dem Datennetz koppelbare Datenverarbeitungsvorrichtung eines OPC-Client vorgesehen, mit welcher eine Datenverbindung zu einem OPC-Server aufbaubar ist.
Aus der DE 10 2007 002 351 A1 ist ein Bestandsführungssystem zur automatischen Überwachung und Steuerung von Füllständen oder Druckzuständen bekannt, bei welchem eine bidirektionale Kommunikation zwischen den einzelnen Feldgeräten mit einem Zentralsystem ermöglicht ist. Die bidirektionale Kommunikation findet vorzugsweise mithilfe eines Web-Clients über das Internet statt. Das Bestandsführungssystem weist eine Bestandserfassungseinheit mit mehreren Sensoren auf, die ihre Messwerte an eine übergeordnete Auswerteeinheit weiterleiten. Nachteilig an dieser Lösung ist der Aufwand für die Auswerteeinheit, welche insbesondere dafür erforderlich ist, die von den Sensoren über eine digitale Bus-Verbindung an die Auswerteeinheit gesendeten Daten derart zu wandeln, dass sie über das Internet übertragen werden können. Es ist ein hoher Verkabelungsaufwand erforderlich, um die Sensoren mit der Auswerteeinheit zu verbinden. Die Auswerteeinheit beschränkt die Einsatzmöglichkeiten eines derartigen Bestandsführungssystems. Die Anzahl der einsetzbaren Sensoren ist durch die physikalische Anzahl von Eingängen der Auswerteeinheit begrenzt. Werden weitere Sensoren benötigt, ist eine weitere Auswerteeinheit erforderlich, die mit den bereits vorhandenen Auswerteeinheiten zu vernetzen ist. Die Erweiterung und die Skalierbarkeit eines solchen Systems sind stark eingeschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, die Verwendung von Sensoren innerhalb eines Systems zur Zustands- und Prozessüberwachung zu erleichtern. Insbesondere soll es möglich sein, die Anzahl und Auswahl der Sensoren aufwandsarm ändern zu können.
Die genannte Aufgabe wird durch einen Sensor gemäß dem beigefügten Anspruch 1 und durch ein Sensornetzwerk gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10 gelöst. Die erfinderische Lösung sieht weiterhin eine Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 11 und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anordnung gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 13 vor.
Der erfindungsgemäße Sensor dient zur Messung mindestens einer Messgröße, beispielsweise einer physikalischen oder chemischen Eigenschaft. Die erfinderische Lösung ist nicht auf Sensoren zur Messung einer bestimmten Messgröße beschränkt, jedoch insbesondere für Sensoren geeignet, mit denen eine Zustands- und Prozessüberwachung erfolgt. Eine solche Überwachung wird auch als Condition Monitoring (CM) bezeichnet. Der Sensor umfasst einen Messgrößenaufnehmer zur Wandlung der Messgröße in Messdaten. Beispielsweise kann der Messgrößenaufnehmer ein Sensorelement und einen A/D-Wandler umfassen. Der erfindungsgemäße Sensor besitzt eine Schnittstelle zur Übertragung der Messdaten des Messgrößenaufnehmers sowie zum Empfang und zum Senden weiterer Messdaten und Prozessparameter. Bei den weiteren Messdaten kann es sich insbesondere um Messdaten handeln, die von einem weiteren erfindungsgemäßen Sensor gesendet wurden. Bei den Prozessparametern handelt es sich um Daten, die zur Steuerung des Sensors, beispielsweise zur Konfiguration des Messgrößenaufnehmers erforderlich sind. Hierbei kann es sich insbesondere auch um Prozessparameter handeln, die für einen Sensor vorgesehen sind, zu welchem der erfindungsgemäße Sensor Prozessparameter über seine Schnittstelle sendet. Folglich kann der erfindungsgemäße Sensor die für seinen Betrieb notwendigen Prozessparameter über seine Schnittstelle auch von einem anderen erfindungsgemäßen Sensor empfangen. Der erfindungsgemäße Sensor umfasst weiterhin einen Prozessor zur Verarbeitung der Messdaten des Messgrößenaufnehmers, der weiteren Messdaten und der Prozessparameter. Mithilfe des Prozessors kann zum einen die Übertragung der Messdaten des Messgrößenaufnehmers, der weiteren Messdaten und der Prozessparameter über die Schnittstelle abgewickelt werden. Der Prozessor kann aber auch zur Auswertung der Messdaten des Messgrößenaufnehmers und der weiteren Messdaten genutzt werden. Auch können die Prozessparameter durch den Prozessor verarbeitet werden, um den Sensor bzw. dessen Messgrößenaufnehmer zu steuern. Zudem können durch den Prozessor Prozessparameter generiert werden, welche über die Schnittstelle zu einem weiteren erfindungsgemäßen Sensor gesendet werden.
Der erfindungsgemäße Sensor kann vielfältig und flexibel in einem System zur Zustands- und Prozessüberwachung eingesetzt werden. In einem mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Sensoren ausgestatteten System zur Zustands- und Prozessüberwachung ist eine Auswerteeinheit nicht mehr erforderlich, da eine Übertragung der Messdaten und Prozessparameter über die Schnittstelle direkt zu einer zentralen Einheit erfolgen kann. Hierfür sind der eine oder die mehreren erfindungsgemäßen Sensoren und die zentrale Einheit an ein gemeinsames Medium, insbesondere ein Datennetz wie dem Internet anzuschließen. Es können beliebig viele weitere erfindungsgemäße Sensoren an ein solches Datennetz angeschlossen werden. Die erfindungsgemäßen Sensoren können Messdaten von Prozessparametern untereinander austauschen. Eine Auswertung der Messdaten kann auf einem oder auf mehreren der erfindungsgemäßen Sensoren oder in einer zentralen Einheit, beispielsweise einem Prozessleitsystem erfolgen. Ebenso kann die Übertragung der Messdaten oder der ausgewerteten Daten sowie der Prozessparameter von einem oder mehreren der Sensoren zum Prozessleitsystem erfolgen. Die direkte Kommunikation zwischen der zentralen Einheit und dem einen oder den mehreren Sensoren erlaubt den Verzicht auf einen Medien- und/oder Protokollwandler, über welchen die unterschiedlichen Schnittstellen der Sensoren und der zentralen Einheit miteinander verbunden werden können. Hierdurch ist zum einen der Aufwand verringert und zum anderen die Ausfallsicherheit erhöht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors ist die Schnittstelle für eine Datenübertragung gemäß OLE for Process Control (OPC) und/oder OPC Unified Architecture (OPC UA) konfiguriert. OPC ist ein offener Standard für Software-Schnittstellen, welche den Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Komponenten, wie beispielsweise Sensoren, Reglern und Steuerungen in der Automatisierungstechnik ermöglichen. Hierdurch wird ein nahezu universeller Einsatz des erfindungsgemäßen Sensors ermöglicht. Dazu wird der Prozessor bevorzugt zur Ausführung eines OPC-Servers konfiguriert. Auf einer an den Sensor angeschlossenen zentralen Einheit, beispielsweise einem Prozessleitsystem in Form eines PC ist ein OPC-Client vorhanden, mit welchem die Messdaten und die Prozessparameter des Sensors ausgetauscht werden können. Alternativ oder ergänzend kann der Prozessor auch zur Ausführung eines OPC-Client konfiguriert sein.
Die Schnittstelle ist bevorzugt für eine Übertragung von Daten konfiguriert, die gemäß dem Internet Protocol kodiert sind. Hierdurch können die Messdaten und die Prozessparameter über eine Vielzahl existierender lokaler Netzwerke sowie dem Internet übertragen werden. Es kann vorhandene Technik zur Datenübertragung genutzt werden, um die Daten vom Sensor zur zentralen Einheit zu übertragen.
Die Schnittstelle ist bevorzugt gemäß dem Standard IEEE 802.3 ausgeführt. Hierbei handelt es sich um eine Ethernet-Schnittstelle, sodass der erfindungsgemäße Sensor an eine Vielzahl bestehender Netzwerkanschlüsse, insbesondere solche, die mit dem Internet verbunden sind, angeschlossen werden kann.
Der Prozessor ist bevorzugt für eine Verarbeitung der Messdaten und der Prozessparameter gemäß TCP/IP konfiguriert, um eine Datenübertragung über das Internet zu gewährleisten. Ein an das Internet angeschlossener erfindungsgemäßer Sensor erlaubt eine Datenübertragung beispielsweise zu einer Vielzahl an Standard-PC, wodurch die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Sensors, beispielsweise in einem System zur Zustands- und Prozessüberwachung sehr flexibel und einfach ermöglicht ist.
Insbesondere wenn der erfindungsgemäße Sensor für die Aufnahme vieler Messdaten benötigt wird, ist der Prozessor bevorzugt für eine Datenkompression der Messdaten konfiguriert. Die Datenkompression der Messdaten führt dazu, dass die Datenübertragung der Messdaten geringere Datenübertragungsraten erfordert. Hierdurch wird ein Datennetz zwischen dem Sensor und einer zentralen Einheit so gering wie möglich in Anspruch genommen. Auch kann die Datenkompression dazu dienen, dass die Datenübertragungsrate eines zur Verfügung stehenden Kommunikationskanals nicht überschritten wird.
Der Prozessor und die Schnittstelle sind bevorzugt für eine Verarbeitung und Übertragung der Messdaten gemäß einem Netzwerkprotokoll zur kontinuierlichen Datenübertragung in Realzeit konfiguriert. In vielen Systemen zur Zustands- und Prozessüberwachung ist es erforderlich, dass die Messdaten und auch die Prozessparameter zeitnah und in Realzeit bzw. in Quasi-Realzeit zu einer zentralen Einheit, wie einem Prozessleitsystem übermittelt werden. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors können die Messdaten und die Prozessparameter in Realzeit von oder zu einem weiteren erfindungsgemäßen Sensor oder zu einer zentralen Einheit übermittelt werden. Bei einer Übertragung über das Internet eignet sich beispielsweise RTP/RTCP als Netzwerkprotokoll. Die so übertragenen Daten können mithilfe eines üblichen Webbrowsers auf einem an das Internet angeschlossenen PC empfangen werden.
Der Messgrößenaufnehmer ist bevorzugt in Abhängigkeit von den Prozessparametern konfigurierbar, um an die sich verändernden Anforderungen, beispielsweise in einem System zur Zustands- und Prozessüberwachung angepasst werden zu können.
Die zu messende Messgröße ist beispielsweise durch eine Wegstrecke, eine Geschwindigkeit oder eine Beschleunigung gebildet. Der erfindungsgemäße Sensor ist besonders bevorzugt als Schwingungssensor zur Messung von mechanischen Schwingungen ausgebildet. Eine Vielzahl dieser Schwingungssensoren kann ein System zur Zustands- und Prozessüberwachung bilden.
Das erfindungsgemäße Sensornetzwerk dient der Zustands- und Prozessüberwachung und umfasst mehrere erfindungsgemäße Sensoren. Die Prozessoren und die Schnittstellen der Sensoren sind für einen Austausch der Messdaten und der Prozessparameter zwischen den Sensoren konfiguriert. Die Schnittstellen sind im einfachsten Fall sämtlich gleich ausgeführt, sodass die Sensoren des erfindungsgemäßen Sensornetzwerkes unmittelbar an ein Medium, insbesondere ein Datennetzwerk wie dem Internet anschließbar sind, wodurch das Sensornetzwerk betreibbar ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung umfasst ein erfindungsgemäßes Sensornetzwerk und eine Datenverarbeitungseinheit, die beispielsweise durch ein Prozessleitsystem oder einen PC gebildet ist. Die Datenverarbeitungseinheit besitzt eine Schnittstelle, die für den Austausch der Messdaten und der Prozessparameter mit einem oder mit mehreren der Sensoren konfiguriert ist. Im einfachsten Fall handelt es sich um die gleiche Schnittstelle wie der Sensoren des Sensornetzwerkes. Die Datenverarbeitungseinheit ist über ihre Schnittstelle mit dem Sensornetzwerk verbunden, beispielsweise über das Internet. Die Datenverarbeitungseinheit in Form eines Prozessleitsystems oder eines PC ist bevorzugt für eine Organisation der Zustands- und Prozessüberwachung konfiguriert, beispielsweise dadurch, dass Software-Programme zur Steuerung der Sensoren und zur Auswertung der Messdaten auf der Datenverarbeitungseinheit installiert sind.
Die Schnittstelle der Datenverarbeitungseinheit ist bevorzugt für eine Datenübertragung gemäß OPC konfiguriert, wodurch eine Datenübertragung zu erfindungsgemäßen Sensoren ermöglicht ist, deren Schnittstellen ebenfalls für eine Datenübertragung gemäß OPC konfiguriert sind.
Die Datenverarbeitungseinheit der erfindungsgemäßen Anordnung weist bevorzugt weiterhin eine optische und/oder eine akustische Anzeige zur Ausgabe der Messdaten auf. Eine solche Anzeige ist insbesondere von Vorteil, wenn die Übertragung der Messdaten der Sensoren des Sensornetzwerkes gemäß einem Netzwerkprotokoll zur kontinuierlichen Datenübertragung in Realzeit erfolgt. Die die erfindungsgemäße Anordnung bedienende Person kann an der Datenverarbeitungseinheit die überwachten Zustände und Prozesse visuell bzw. auditiv wahrnehmen, um diese aufwandsarm und zeitnah erfassen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Betrieb einer Anordnung einer Zustands- und Prozessüberwachung mit mehreren Sensoren, die über Schnittstellen miteinander verbunden sind. Gemäß diesem Verfahren werden Messgrößen in Messdaten innerhalb der Sensoren gewandelt. Die Messdaten sowie Prozessparameter werden zwischen den einzelnen Sensoren übertragen. Weiterhin werden die Messdaten und die Prozessparameter zwischen einem der Sensoren und einer mit den Sensoren verbundenen Datenverarbeitungseinheit übertragen. Alternativ werden die Messdaten und die Prozessparameter zwischen mehreren der Sensoren und einer mit den Sensoren verbundenen Datenverarbeitungseinheit übertragen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Messdaten und die Prozessparameter auch zwischen den einzelnen Sensoren übertragen werden, beispielsweise über ein Datennetz, an welches die Sensoren und die Datenverarbeitungseinheit angeschlossen sind. Daher ist es nicht nötig, die Messdaten und die Prozessparameter von jedem der Sensoren zu einer Auswerteeinheit oder zu einer Datenverarbeitungseinheit zu übertragen. Hierfür kann beispielsweise der eine der Sensoren genutzt werden.
Die Übertragung der Messdaten und der Prozessparameter zwischen den einzelnen Sensoren sowie zwischen dem einen oder den mehreren der Sensoren und der Datenverarbeitungseinheit erfolgt bevorzugt gemäß OPC und/oder über das Internet. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Verfahren flexibel und nahezu weltweit für eine Vielzahl vorhandener technischer Komponenten anwendbar.
Die zur Datenverarbeitungseinheit übertragenen Messdaten werden bevorzugt in der Datenverarbeitungseinheit optisch und/oder akustisch ausgegeben. Diese Ausgabe erfolgt bevorzugt in Realzeit, wodurch die zu überwachenden Zustände und Prozesse aufwandsarm und schnell durch eine Person an der Datenverarbeitungseinheit erfasst werden können. Für die akustische Ausgabe eignet sich insbesondere ein Kopfhörer.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden Lösungen gemäß dem Stand der Technik sowie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung;
2 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung;
3 eine Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung gemäß dem Stand der Technik; und
4 eine weitere Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung gemäß dem Stand der Technik.
3 zeigt eine Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung gemäß dem Stand der Technik in einer Prinzipdarstellung. Die Anordnung dient der Überwachung einer Maschine 01. Die Anordnung umfasst mehrere Sensoren 02, mit denen physikalische Größen, die an der Maschine 01 zu messen sind, erfasst werden. Bei den Sensoren 02 kann es sich beispielsweise um Schwingungssensoren handeln. Zwischen jedem der Sensoren 02 besteht eine Datenverbindung 03 zu einer Steuer- und Auswerteeinheit 04. Über die Datenverbindungen 03 werden Messdaten der Sensoren 02 und Prozessparameter übertragen. Die Auswertung der Messdaten der Sensoren 02 erfolgt in der Steuer- und Auswerteeinheit 04. Für jeden der Sensoren 02 wird ein Eingang an der Steuer- und Auswerteeinheit 04 benötigt. Die von der Steuer- und Auswerteeinheit 04 ausgewerteten Daten können von dieser beispielsweise über das Internet zu einem entfernt liegenden Ort übertragen werden.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung in einer Prinzipdarstellung. Die erfindungsgemäße Anordnung dient der Überwachung einer Maschine 06, wofür in gleicher Weise wie gemäß dem Stand der Technik Sensoren 07 benutzt werden. Die Sensoren 07 weisen im Unterschied zum Stand der Technik jeweils eine Schnittstelle zur Übertragung der Messdaten des Sensors 07 sowie zum Empfang und zum Senden weiterer Messdaten und Prozessparameter auf. Die Sensoren 07 sind über ihre Schnittstellen über ein Datennetzwerk 08 miteinander verbunden. Bei dem Datennetzwerk 08 kann es sich beispielsweise um das Internet handeln. An das Datennetzwerk 08 ist weiterhin eine Steuer- und Auswerteeinheit 09 angeschlossen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 09 mit einem ersten der Sensoren 07 eine Datenverbindung aufbaut. Die vom ersten der Sensoren 07 und von den weiteren der Sensoren 07 erfassten Messdaten werden über den ersten der Sensoren 07 zu der Steuer- und Auswerteeinheit 09 übertragen.
4 zeigt eine weitere Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung gemäß dem Stand der Technik in einer Prinzipdarstellung. Es handelt sich hierbei um eine Anordnung, bei welcher eine Datenübertragung gemäß OPC erfolgt. Die Anordnung umfasst zwei OPC-Server 11, an denen jeweils mehrere Sensoren 12 über einen Feld-Bus 13 angeschlossen sind. Die OPC-Server 13 sind über ein Datennetzwerk 14, beispielsweise dem Internet mit einem OPC-Client 16 verbunden. Die OPC-Server 13 erfüllen somit die Funktion einer Schnittstellen- und Medienwandlung zwischen den Sensoren 12 und dem OPC-Client 16.
2 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung in einer Prinzipdarstellung. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt eine Datenübertragung gemäß OPC. Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst mehrere Sensoren 17, die über ein Datennetzwerk 18, beispielsweise dem Internet mit einem OPC-Client 19 verbunden sind. Der OPC-Client 19 ist beispielsweise durch ein Notebook oder durch einen PC gebildet. Die Sensoren 17 weisen jeweils einen eingebetteten OPC-Server auf, auf welchen der OPC-Client 19 unmittelbar zugreifen kann. Die Sensoren 17 weisen jeweils eine Ethernet-Schnittstelle auf, über welche sie an das Datennetzwerk 18 angeschlossen sind. Die Sensoren 17 weisen ferner jeweils einen Prozessor auf, mit welchem eine Verarbeitung der Messdaten sowie von Prozessparametern erfolgen kann. Hierdurch können beispielsweise die Messdaten von mehreren der Sensoren 17 zu einem der Sensoren 17 übertragen werden, um dort ausgewertet zu werden. Die ausgewerteten Messdaten können von dem einen der Sensoren 17 über das Datennetzwerk 18 zum OPC-Client 19 übertragen werden. In gleicher Weise können Prozessparameter vom OPC-Client 19 über das Datennetzwerk 18 zu dem einen der Sensoren 17 übertragen werden, um diese an die weiteren der Sensoren 17 zu übermitteln. Die gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung kann flexibel an sich ändernde Anforderungen angepasst werden. Die Verarbeitung und die Übertragung der Messdaten und der Prozessparameter kann variabel auf die verschiedenen der Sensoren 17 verteilt werden. Auch kann jeder der Sensoren 17 unmittelbar mit dem OPC-Client 19 eine Datenverbindung aufbauen. Die erfindungsgemäße Anordnung kann beliebig um weitere Sensoren erweitert werden, was bei vielen Arten von Datennetzwerken einen nur sehr geringen Aufwand erfordert. Im Unterschied zum Stand der Technik sind keine zusätzlichen Auswerteeinheiten und/oder OPC-Server erforderlich.
Bezugszeichenliste

01: Maschine
02: Sensor
03: Datenverbindung
04: Steuer- und Auswerteeinheit
05
06: Maschine
07: Sensor
08: Datennetzwerk
09: Steuer- und Auswerteeinheit
10
11: OPC-Server
12: Sensor
13: Feld-Bus
14: Datennetzwerk
15
16: OPC-Client
17: Sensor
18: Datennetzwerk
19: OPC-Client

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10021838 A1 [0002]
DE 10229878 A1 [0003]
DE 10038552 A1 [0004]
DE 102007002351 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Standard IEEE 802.3 [0012]

Claims

Sensor (07; 17) zur Messung mindestens einer Messgröße, mit – einem Messgrößenaufnehmer zur Wandlung der Messgröße in Messdaten; – einer Schnittstelle zur Übertragung der Messdaten des Messgrößenaufnehmers sowie zum Empfang und zum Senden weiterer Messdaten und Prozessparameter; und – einem Prozessor zur Verarbeitung der Messdaten des Messgrößenaufnehmers, der weiteren Messdaten und der Prozessparameter.
Sensor (07; 17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle für eine Datenübertragung gemäß OPC und/oder OPC-UA konfiguriert ist.
Sensor (07; 17) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle für eine Übertragung von Daten konfiguriert ist, die gemäß dem Internet Protocol kodiert sind.
Sensor (07; 17) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle gemäß dem Standard IEEE 802.3 ausgeführt ist.
Sensor (07; 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor für eine Verarbeitung der Messdaten und der Prozessparameter gemäß TCP/IP konfiguriert ist.
Sensor (07; 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor für eine Datenkompression der Messdaten konfiguriert ist.
Sensor (07; 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor und die Schnittstelle für eine Verarbeitung und Übertragung der Messdaten gemäß einem Netzwerkprotokoll zur kontinuierlichen Datenübertragung in Realzeit konfiguriert sind.
Sensor (07; 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messgrößenaufnehmer in Abhängigkeit von den Prozessparametern konfigurierbar ist.
Sensor (07; 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße durch eine Wegstrecke, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung oder eine mechanische Schwingung gebildet ist.
Sensornetzwerk zur Zustands- und Prozessüberwachung mit mehreren Sensoren (07; 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, deren Prozessoren und deren Schnittstellen für einen Austausch der Messdaten und der Prozessparameter zwischen den Sensoren (07; 17) konfiguriert sind.
Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung mit einem Sensornetzwerk nach Anspruch 10 und mit einer Datenverarbeitungseinheit (09; 19), die eine Schnittstelle aufweist, die für einen Austausch der Messdaten und der Prozessparameter mit einem oder mit mehreren der Sensoren (07; 17) konfiguriert ist.
Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (09; 19) weiterhin eine optische und/oder eine akustische Anzeige zur Ausgabe der Messdaten aufweist.
Verfahren zum Betrieb einer Anordnung zur Zustands- und Prozessüberwachung mit mehreren Sensoren (07; 17), die über Schnittstellen miteinander verbunden sind, die folgenden Schritte umfassend: – Wandeln von Messgrößen in Messdaten innerhalb der Sensoren (07; 17); – Übertragen der Messdaten und Prozessparameter zwischen den einzelnen Sensoren (07; 17); – Übertragen der Messdaten und der Prozessparameter zwischen einem oder mehreren der Sensoren (07; 17) und einer mit den Sensoren (07; 17) verbundenen Datenverarbeitungseinheit (09; 19).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Messdaten und der Prozessparameter zwischen den einzelnen Sensoren (07; 17) sowie zwischen dem einen oder den mehreren der Sensoren (07; 17) und der Datenverarbeitungseinheit (09; 19) gemäß OPC erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Messdaten und der Prozessparameter zwischen den einzelnen Sensoren (07; 17) sowie zwischen dem einen oder den mehreren der Sensoren (07; 17) und der Datenverarbeitungseinheit (09; 19) über das Internet (08; 18) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Datenverarbeitungseinheit (09; 19) übertragenen Messdaten in der Datenverarbeitungseinheit (09; 19) optisch und/oder akustisch ausgegeben werden.