ERFASSEN EINER BETÄTIGUNG EINES ZU ÜBERWACHENDEN ELEMENTS EINER TECHNISCHEN

ANLAGE

5 Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zum Erfassen einer Betätigung eines zu überwachenden Elements und die Verwendung einer derartigen Detektionsvorrichtung zum Betrieb einer technischen Anlage.

10 Bei dem Betrieb technischer Anlagen werden Überwachungseinheiten zur Überwachung der Anlagen eingesetzt, um beispielsweise ein unerwünschtes Betreten einer Anlage zu erkennen und entsprechend darauf reagieren zu können. Derartige Überwa ^¬ chungseinheiten werden in der Regel ständig mit Energie ver-

15 sorgt, um Anlagen kontinuierlich überwachen zu können. Wenn

eine Überwachungseinheit zeitweise nicht mit Energie versorgt wird, ist daher in der Regel ein manueller Eingriff erforderlich, um eine Anlage oder einen Anlagenteil wieder in Betrieb zu nehmen. Ein automatisierter Wiederanlauf der Anlage aus

20 einem energetisch optimalen Zustand ist dann nicht möglich,

da nicht erkannt werden kann, ob benötigte Schutzmechanismen beispielsweise geöffnet und wieder geschlossen wurden und da ^¬ her nicht sichergestellt werden kann, ob beispielsweise Men ^¬ schen sich in dem Bereich der Anlage befinden. Ebenso kann

25 nicht festgestellt werden, ob während des energetisch optima ^¬ len Zustands der Anlage Veränderungen innerhalb eines Anla ^¬ genteils stattgefunden haben, die einem automatischen Wiederanlauf eines Anlagenteils entgegenstehen würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Erfassen einer Betätigung eines zu überwa- chenden Elements und die Verwendung einer derartigen Vorrich- tung zum Betrieb einer technischen Anlage anzugeben .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtun durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Ver ^¬ wendung der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung zum Erfassen einer Betätigung eines zu überwachenden Elements umfasst eine Energiegewinnungseinheit zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Betätigung des zu überwachenden Elements und eine mit von der Energiegewinnungseinheit gewonnener elektrischer Energie versorgte Betätigungserfassungseinheit . Dabei ist die Betätigungserfassungseinheit dazu ausgebildet, eine Betäti ^¬ gung des zu überwachenden Elements zu erfassen, wenn sie von der Energiegewinnungseinheit mit elektrischer Energie ver ^¬ sorgt wird.

Dadurch, dass die Energiegewinnungseinheit aus der Betätigung des zu überwachenden Elements Energie gewinnt (so genanntes "Energy Harvesting") und diese Energie zur Energieversorgung der Betätigungserfassungseinheit verwendet wird, ist die De- tektionsvorrichtung von externen Energiequellen unabhängig. Dadurch wird vorteilhaft einerseits Energie zum Betrieb der Detektionsvorrichtung eingespart und andererseits ein zuverlässiger Betrieb der Detektionsvorrichtung auch beispielsweise bei Stromausfällen ermöglicht.

Die Erfindung ermöglicht dadurch insbesondere die Überwachung technischer Geräte und Anlagen durch die Erfassung von Betätigungen zu überwachender Elemente, auch wenn die Geräte oder Anlagen abgeschaltet sind oder sich in einem sonstigen ener- getisch günstigen Zustand befinden. Dadurch können die Geräte und Anlagen vorteilhaft einerseits häufiger zur Energieeinsparung in einen energetisch günstigen Zustand versetzt werden, da sie auch in diesem Zustand zuverlässig überwacht wer ^¬ den können. Andererseits können die Geräte und Anlagen schneller und sicherer aus einem derartigen Zustand wieder angefahren werden, da durch die Überwachung während des energetisch günstigen Zustands ein sicherer automatisierter Wie- deranlauf möglich ist, wenn das Ergebnis der Überwachung kei ^¬ ne Betätigungen überwachter Elemente ausweist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Betäti- gungserfassungseinheit zum Erfassen einer Betätigung des zu überwachenden Elements einen Betätigungszähler aufweist und dazu ausgebildet ist, einen Zählwert des Betätigungszählers zu inkrementieren, wenn sie von der Energiegewinnungseinheit mit elektrischer Energie versorgt wird.

Das Erfassen von Betätigungen eines zu überwachenden Elements mittels eines Betätigungszählers, der lediglich einen

Zählwert inkrementiert , ist besonders energieeffizient und damit für die Energieversorgung der Betätigungserfassungsein- heit mittels Energy Harvesting besonders vorteilhaft.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Betätigungserfassungseinheit einen Mikrocontroller umfasst. Durch einen Mikrocontroller lässt sich insbesondere vorteilhaft ein Betätigungszähler der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung realisieren.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Energiegewinnungseinheit ein Piezoelement umfasst, das derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es bei Betätigung des zu überwachenden Elements eine elektrische Spannung für die Be ^¬ tätigungserfassungseinheit erzeugt . Ein Piezoelement eignet sich besonders vorteilhaft als Ener ^¬ giegewinnungseinheit, wenn die Betätigung eines zu überwa ^¬ chenden Elements eine mechanische Kraft auf ein Piezoelement ausüben kann, die zur Erzeugung einer elektrischen Spannung mittels des Piezoelements genutzt werden kann. Derartige zu überwachende Elemente sind beispielsweise Türen, Klappen und mechanische Schalter. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Energiegewinnungseinheit ein Thermoelement umfasst, das der ^¬ art ausgebildet und angeordnet ist, dass es bei Betätigung des zu überwachenden Elements eine elektrische Spannung für die Betätigungserfassungseinheit erzeugt.

Ein Thermoelement eignet sich besonders vorteilhaft als Ener ^¬ giegewinnungseinheit, wenn die Betätigung eines zu überwa ^¬ chenden Elements eine Temperaturdifferenz bewirken kann, die zur Erzeugung einer elektrische Spannung durch ein Thermoelement genutzt werden kann, beispielsweise durch Öffnung eines Zugangs zwischen Bereichen, in denen unterschiedliche Tempe ^¬ raturen herrschen. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Energiegewinnungseinheit eine photovoltaische Zelle umfasst, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie bei Betä ^¬ tigung des zu überwachenden Elements eine elektrische Span ^¬ nung für die Betätigungserfassungseinheit erzeugt, beispiels- weise beim Einschalten einer Beleuchtungsvorrichtung.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Betätigungserfassungseinheit ein eindeutiger Identifikator zugeordnet ist.

Dadurch können vorteilhaft einerseits von verschiedenen Betätigungserfassungseinheiten erfasste Werte voneinander unterschieden werden. Andererseits kann vorteilhaft auch ein Aus ^¬ tausch einer Betätigungserfassungseinheit erkannt werden, so dass durch einen unerkannten Austausch einer Betätigungser- fassungseinheit verursachte fehlerhafte Überwachungsergebnis ^¬ se vermieden werden können.

Bei einer erfindungsgemäßen Verwendung einer erfindungsgemä- ßen Detektionsvorrichtung zum Betrieb einer technischen Anlage wird mittels der Detektionsvorrichtung erfasst, wenn ein zu überwachendes Element der technischen Anlage betätigt wird, und vor einem automatisierten Wiederanlauf der techni- sehen Anlage wird geprüft, ob mittels der Detektionsvorrich- tung eine Betätigung des zu überwachenden Elements während eines vorangegangenen Zeitraums erfasst worden ist. Dies ermöglicht vorteilhaft einen bereits oben erwähnten si ^¬ cheren und schnellen Wiederanlauf einer technischen Anlage.

Dabei ist das zu überwachende Element beispielsweise eine Tür oder eine Klappe oder ein mechanischer Schalter. Die Überwa- chung derartiger Elemente ermöglicht vorteilhaft, insbesonde ^¬ re den Zugang zu einer technischen Anlage durch eine Tür oder eine Klappe oder ein Ein- oder Abschalten von Komponenten der Anlage mittels der Betätigung eines mechanischen Schalters zu erfassen .

Von der Betätigungserfassungseinheit erfasste Daten werden vorzugsweise einer Überwachungseinheit zugeführt und von der Überwachungseinheit ausgewertet. Dies ermöglicht vorteilhaft eine automatische Auswertung der von der Betätigungserfassungseinheit erfassten Daten.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigt die einzige Figur schematisch ein zu überwachendes Element 1 und eine Detektionsvorrichtung 3 zum Erfassen einer Betätigung des zu überwachenden Elements 1.

Das zu überwachende Element 1 ist in dem dargestellten Aus- führungsbeispiel als ein mechanischer Schalter ausgebildet, kann jedoch in analogen Ausführungsbeispielen alternativ beispielsweise als eine Tür oder eine Klappe ausgebildet sein. Der Schalter ist an eine elektrische Stromversorgung 2 angeschlossen .

Die Detektionsvorrichtung 3 umfasst eine Energiegewinnungs- einheit 5 zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Betätigung des zu überwachenden Elements 1, eine mit von der Energiegewinnungseinheit 5 gewonnenen elektrischer Energie ver ^¬ sorgte Betätigungserfassungseinheit 7 und eine Übertragungs ^¬ einheit 9 zur Übertragung von der Betätigungserfassungsein- heit 7 erfasster Daten an eine Überwachungseinheit 11.

Die Betätigungserfassungseinheit 7 und die Übertragungsein ^¬ heit 9 brauchen nicht in unmittelbarer räumlicher Nähe des zu überwachenden Elements 1 und der Energiegewinnungseinheit 5 angeordnet sein, sondern können davon auch räumlich entfernt angeordnet sein. Insbesondere können sie in die Überwachungs ^¬ einheit 11 integriert sein. Beispielsweise können sie in ei ^¬ nem Eingabe/Ausgabe-Modul (I/O-Modul) einer als eine spei ^¬ cherprogrammierbaren Steuerung ausgebildeten Überwachungsein- heit 11 realisiert sein.

Die Energiegewinnungseinheit 5 umfasst beispielsweise ein Piezoelement , das derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es bei Betätigung des zu überwachenden Elements 1 eine elekt- rische Spannung für die Betätigungserfassungseinheit 7 er ^¬ zeugt .

Die Betätigungserfassungseinheit 7 zählt die Anzahl der Betä ^¬ tigungen des zu überwachendes Elements 1. Dazu umfasst die Betätigungserfassungseinheit 7 beispielsweise einen Mikrocon- troller, der einen Betätigungszähler aufweist und dazu ausgebildet ist, einen Zählwert des Betätigungszählers zu inkre- mentieren, wenn er von der Energiegewinnungseinheit 5 mit elektrischer Energie versorgt wird.

Der Betätigungserfassungseinheit 7 ist ein eindeutiger

Identifikator, beispielsweise ein so genannter Globally Uni- que Identifier (GUID) , zugeordnet. Die Übertragungseinheit 9 überträgt den von der Betätigungs- erfassungseinheit 7 erfassten Zählwert der Anzahl von Betäti ^¬ gungen des zu überwachendes Elements 1 sowie den

Identifikator der Betätigungserfassungseinheit 7, beispiels ^¬ weise über eine elektrische oder elektromagnetische oder pneumatische oder hydraulische oder magnetische Übertragungs ^¬ verbindung 13, an die Überwachungseinheit 11. Die Überwachungseinheit 11 vergleicht zur Überwachung des zu überwachendes Elements 1 den ihr von der Übertragungseinheit 9 übermittelten aktuellen Zählwert mit einem früheren Zählwert und erkennt aus dem Ergebnis des Vergleichs, ob und wie oft das zu überwachende Element 1 seit der Erfassung des früheren Zählwerts betätigt worden ist. Dabei identifiziert die Überwachungseinheit 11 das zu überwachende Element 1 an ^¬ hand des ihr von der Übertragungseinheit 9 übermittelten Identifikators der Betätigungserfassungseinheit 7. Die Detektionsvorrichtung 3 wird beispielsweise zum Betrieb einer das zu überwachende Element 1 aufweisenden technischen Anlage 15 verwendet. Dabei wird mittels der Detektionsvor ^¬ richtung 3 erfasst, wenn das zu überwachende Element 1 betä ^¬ tigt wird, und vor einem automatisierten Wiederanlauf der technischen Anlage 15 wird geprüft, ob mittels der Detekti ^¬ onsvorrichtung 3 eine Betätigung des zu überwachenden Elements 1 während eines vorangegangenen Zeitraums erfasst wor ^¬ den ist. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs ^¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Bezugs zeichenliste

1 zu überwachendes Element

2 Stromversorgung

3 DetektionsVorrichtung

5 Energiegewinnungseinheit

7 Betätigungserfassungseinheit

9 Übertragungseinheit

11 Überwachungseinheit

13 ÜbertragungsVerbindung

15 technische Anlage