DE102010043031A1 - Field device e.g. sensor for e.g. level measuring device, has antenna that is connected to conductor attachment structure, so that radio signal corresponding to electromagnetic signal is received over conductor attachment structure - Google Patents

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Abstract

The field device (FG) has a transmitting and receiving device (30) that is accommodated in housing (6) for realizing wireless communication of field device. A conductor attachment structure (22) is connected to transmitting and receiving device through connection cable (26) for transmitting electromagnetic signals. An antenna (36) is provided outside the housing and connected to conductor attachment structure, so that radio signal corresponding to electromagnetic signal is received over conductor attachment structure.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, insbesondere einen Sensor und/oder einen Aktor, wobei das Feldgerät ein Feldgerät-Gehäuse und eine, durch das Feldgerät-Gehäuse hindurchführende Leiteranbindung des Feldgerätes zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung aufweist.The present invention relates to a field device of the process automation technology, in particular a sensor and / or an actuator, wherein the field device comprises a field device housing and, passing through the field device housing conductor connection of the field device for power supply, grounding and / or wired signal transmission.

In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie z. B. Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden insbesondere solche Sensoren und Aktoren bezeichnet. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.In process automation technology, field devices are often used to detect and / or influence process variables. Sensors, such as level gauges, flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc., which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity, are used to record process variables. To influence process variables actors, such. As valves or pumps through which the flow of a liquid in a pipe section or the level can be changed in a container. In particular, such sensors and actuators are referred to as field devices. A variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser.

In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. In der Regel handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Beispielsweise werden im Rahmen der Prozesssteuerung die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfigurierung und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.In modern industrial plants field devices are connected with higher-level units usually via bus systems (Profibus ®, Foundation ® Fieldbus, HART ®, etc.). Usually, the higher-level units are control systems or control units, such as PLC (Programmable Logic Controller) or PLC (Programmable Logic Controller). The higher-level units serve, among other things, for process control, process visualization, process monitoring and commissioning of the field devices. For example, as part of the process control, the measured values acquired by the field devices, in particular by sensors, are transmitted via the respective bus system to one (or possibly several) higher-level unit (s). In addition, data transmission from the higher-level unit via the bus system to the field devices is required, in particular for configuring and parameterizing field devices and for controlling actuators.

Neben einer drahtgebundenen Kommunikation besteht die Möglichkeit einer drahtlosen (engl.: wireless) Kommunikation (bzw. Kommunikation über Funk). Insbesondere kann eine drahtlose Feldbus-Kommunikation, beispielsweise im Rahmen der Prozesssteuerung, durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch allgemein eine drahtlose Kommunikation zur Datenübermittlung zwischen einem Feldgerät und einer entsprechenden Kommunikationseinheit, wie beispielsweise einem Server, durchgeführt werden: Um eine drahtlose Kommunikation zu ermöglichen, sind neuere Feldgeräte teilweise als Funk-Feldgeräte ausgebildet.In addition to a wired communication, there is the possibility of a wireless (English: wireless) communication (or communication via radio). In particular, a wireless field bus communication, for example in the context of process control, be performed. Additionally or alternatively, in general, a wireless communication for data transmission between a field device and a corresponding communication unit, such as a server, are performed: In order to enable wireless communication, newer field devices are partially designed as radio field devices.

Zur drahtlosen Übermittlung von Daten ist an solchen Funk-Feldgeräten eine Antenne vorzusehen, die in der Regel außerhalb des Feldgerät-Gehäuses anzuordnen ist. Oftmals werden an das Feldgerät-Gehäuse zusätzliche Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf die Dichtigkeit, auf die elektromagnetische Verträglichkeit (kurz: EMV) und/oder im Hinblick auf die Gewährleistung von Ex-Schutz (Explosionsschutz), etc., gestellt. Wird eine Antenne außerhalb des Feldgerät-Gehäuses vorgesehen, so ist auch eine entsprechende Durchführung durch das Feldgerät-Gehäuse zur elektrischen Anbindung der Antenne bereitzustellen. Solch eine Durchführung muss in der Regel den gleichen Anforderungen, insbesondere in Bezug auf die Dichtigkeit, elektromagnetische Verträglichkeit, und/oder Ex-Schutz, etc., genügen. Für die Bereitstellung der Antenne und der Durchführung entstehen dementsprechend erhöhte Kosten. Ferner stellt die Vorsehung einer Durchführung in dem Feldgerät-Gehäuse ein gewisses Risiko dahingehend dar, dass sie eine Schwachstelle im Hinblick auf die, an das Feldgerät-Gehäuse gestellten Anforderungen bildet. Die Vorsehung einer Antenne innerhalb des Feldgerät-Gehäuses ist oftmals problematisch, da das Feldgerät-Gehäuse, insbesondere wenn es aus Metall oder aus metallisch beschichtetem Material ausgebildet ist, die zu übermittelnden Funksignale vollständig oder teilweise abschirmt. Auch bei nicht oder nur gering abschirmenden Kunststoff-Gehäusen ist die Vorsehung einer Antenne innerhalb des Feldgerät-Gehäuses problematisch, da – unter anderem bedingt durch die verfügbaren, in einem Feldgerät-Gehäuse unterbringbaren Antennen-Bauformen – oftmals nur geringe Reichweiten erzielbar sind.For the wireless transmission of data, an antenna is to be provided on such radio field devices, which antenna is generally to be arranged outside the field device housing. Often, the field device housing additional requirements, in particular with regard to the tightness on the electromagnetic compatibility (in short: EMC) and / or in terms of ensuring explosion protection (explosion protection), etc., provided. If an antenna is provided outside the field device housing, then a corresponding feedthrough by the field device housing for electrical connection of the antenna is to be provided. Such an implementation must generally meet the same requirements, in particular with regard to tightness, electromagnetic compatibility, and / or explosion protection, etc. For the provision of the antenna and the implementation of correspondingly increased costs. Furthermore, the provision of a feed-through in the field device housing poses a certain risk that it constitutes a weak point with regard to the requirements imposed on the field device housing. The provision of an antenna within the field device housing is often problematic, since the field device housing, in particular if it is formed of metal or of metallically coated material, completely or partially shields the radio signals to be transmitted. The provision of an antenna within the field device housing is also problematic in the case of plastic housings which do not shield or only slightly shield, since - among other things due to the available, in a field device housings housable antenna designs - often only small ranges are achievable.

Folglich besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, insbesondere einen Sensor und/oder Aktor, bereitzustellen, das eine drahtlose Kommunikation ermöglicht, eine hohe Betriebssicherheit aufweist, kostengünstig in der Herstellung ist und das einen geringen Wartungs- und/oder Reparaturbedarf hat.Consequently, the object of the present invention is to provide a field device of process automation technology, in particular a sensor and / or actuator, which enables wireless communication, has high reliability, is inexpensive to manufacture and that requires little maintenance and / or repair Has.

Die Aufgabe wird durch ein Feldgerät gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a field device according to claim 1 and by a use according to claim 14. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Feldgerät (bzw. Funk-Feldgerät) der Prozessautomatisierungstechnik, insbesondere ein Sensor und/oder ein Aktor, bereitgestellt. Das Feldgerät weist dabei ein Feldgerät-Gehäuse, eine, durch das Feldgerät-Gehäuse hindurchführende Leiteranbindung des Feldgerätes zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung (des Feldgerätes), und eine, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Sende- und/oder Empfangselektronik auf. Die Sende- und/oder Empfangselektronik ist dabei derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung angekoppelt und derart ausgebildet, dass durch diese zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes

  • A) elektromagnetische Signale in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung einkoppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung nach außen leitbar sind und als Funksignale über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne abstrahlbar sind und/oder
  • B) an dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar (bzw. auskoppelbar) sind, so dass über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung leitbar und aus diesem auslesbar sind.
According to the present invention, a field device (or radio field device) of process automation technology, in particular a sensor and / or an actuator, is provided. The field device in this case has a field device housing, one through which Field device housing leading conductor connection of the field device for power supply, grounding and / or wired signal transmission (of the field device), and arranged within the field device housing transmitting and / or receiving electronics. In this case, the transmitting and / or receiving electronics are coupled to a section of the conductor connection arranged within the field device housing and configured in such a way that they can be used to realize a wireless communication of the field device
  • A) electromagnetic signals in the arranged within the field device housing portion of the conductor connection can be coupled, so that the electromagnetic signals wired via the conductor connection to the outside and are routed as radio signals via a, outside of the field device housing and the conductor connection at least in Use connected antenna can be radiated and / or
  • B) on which, arranged within the field device housing portion of the conductor connection occurring, wired electromagnetic signals are readable (or decoupled), so that via a, outside the field device housing arranged and connected to the conductor connection at least in use antenna radio signals receivable and corresponding, electromagnetic signals are wired via the conductor connection in the, arranged within the field device housing portion of the conductor connection and readable from this.

Dementsprechend wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine bereits vorhandene Leiteranbindung des Feldgerätes, die durch das Feldgerät-Gehäuse hindurchfährt, auch zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen genutzt. In dem Feldgerät-Gehäuse braucht folglich keine separate Durchführung für die elektrische Anbindung einer, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Antenne vorgesehen werden. Dadurch werden Kosten gespart. Ferner kann auf diese Weise eine mögliche Schwachstelle in dem Feldgerät-Gehäuse vermieden werden. Dies ist insbesondere in Bezug auf Ex-Schutz-Anforderungen, auf das Temperatur-Verhalten, und/oder auf den Feuchtigkeitsschutz, etc., vorteilhaft. Auch im Hinblick auf Emissionsgrenzwerte ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung unproblematisch, da Emissionsmessungen in der Regel in einem niedrigeren Frequenzbereich als dem Frequenzbereich der gängig verwendeten Funksignale durchgeführt werden.Accordingly, according to the present invention, an already existing conductor connection of the field device, which passes through the field device housing, also used for transmitting and / or receiving radio signals. Consequently, no separate feedthrough for the electrical connection of an antenna arranged outside the field device housing needs to be provided in the field device housing. This saves costs. Furthermore, a possible weak point in the field device housing can be avoided in this way. This is particularly advantageous in terms of explosion protection requirements, on the temperature behavior, and / or on the moisture protection, etc. The design according to the invention is also unproblematic with regard to emission limit values since emission measurements are generally carried out in a lower frequency range than the frequency range of the commonly used radio signals.

Mit „Feldgerät-Gehäuse” wird insbesondere auf ein äußeres Gehäuse des betreffenden Feldgerätes Bezug genommen, das um die gesamte Elektronik des Feldgerätes oder alternativ nur um einen Teil der Elektronik des Feldgerätes herum ausgebildet ist. Das Feldgerät-Gehäuse kann dabei auch eine Anzeige- und/oder Bedieneinheit, etc. aufweisen. Ferner kann gegebenenfalls (je nach Typ des Feldgerätes) auch ein Teil der Bauteile des Feldgerätes, wie beispielsweise ein Sensorelement und/oder ein Stellglied, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses ausgebildet sein.With "field device housing" reference is made in particular to an outer housing of the field device in question, which is formed around the entire electronics of the field device or alternatively only around a part of the electronics of the field device around. The field device housing can also have a display and / or operating unit, etc. Furthermore, if appropriate (depending on the type of field device), a part of the components of the field device, such as a sensor element and / or an actuator, may be formed outside the field device housing.

Mit „Leiteranbindung” wird insbesondere eine elektrisch leitende, durch das Feldgerät-Gehäuse hindurchführende Anbindung des Feldgerätes zur Stromversorgung, Erdung und/oder Signalübertragung des Feldgerätes bezeichnet. Die Leiteranbindung kann insbesondere durch eine Kabelanbindung gebildet werden, bei der die elektrische Leitung zumindest abschnittsweise über ein Kabel erfolgt. Die elektrische Leitung kann bei der Leiteranbindung aber auch vollständig oder abschnittsweise über einen anderweitig ausgebildeten Leiter, wie beispielsweise über eine Leiterbahn (die gegebenenfalls auf einer entsprechenden Leiterplatte ausgebildet ist), erfolgen. Der, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Abschnitt der Leiteranbindung (an den die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist) wird insbesondere durch einen Kabel- oder Leiterabschnitt der Leiteranbindung gebildet. Beispielsweise kann es sich um einen Kabelabschnitt eines, von der Elektronik des Feldgerätes nach außen führenden Kabels handeln. Weiterhin kann es sich zum Beispiel um einen Leiterabschnitt einer, von der Elektronik des Feldgerätes nach außen führenden Leiterbahn handeln. Die Leiterbahn kann dabei, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, zumindest abschnittsweise auf einer entsprechenden Leiterplatte ausgebildet sein. Weist die Leiteranbindung noch weitere Bauteile bzw. Abschnitte auf, wie beispielsweise eine elektrisch leitende Durchführung durch das Feldgerät-Gehäuse, und/oder eine, sich durch das Feldgerät-Gehäuse hindurch erstreckende Schirmung eines Kabels oder Leiters, so kann die Sende- und/oder Empfangselektronik gegebenenfalls auch an solch ein weiteres Bauteil angekoppelt sein, sofern die elektromagnetischen Signale hierüber (und gegebenenfalls über weitere Abschnitte der Leiteranbindung) durch das Feldgerät-Gehäuse hindurch leitbar sind."Conductor connection" refers in particular to an electrically conductive connection of the field device, which leads through the field device housing, to the power supply, grounding and / or signal transmission of the field device. The conductor connection can be formed in particular by a cable connection, in which the electrical line is at least partially via a cable. In the case of the conductor connection, however, the electrical conduction can also take place completely or in sections via an otherwise formed conductor, for example via a conductor track (which is optionally formed on a corresponding printed circuit board). The arranged within the field device housing portion of the conductor connection (to which the transmitting and / or receiving electronics is coupled) is in particular formed by a cable or conductor portion of the conductor connection. For example, it can be a cable section of a cable leading from the electronics of the field device to the outside. Furthermore, it can be, for example, a conductor section of a conductor track leading from the electronics of the field device to the outside. The conductor can, as is known from the prior art, be formed at least in sections on a corresponding printed circuit board. If the conductor connection has further components or sections, such as an electrically conductive passage through the field device housing, and / or a shielding of a cable or conductor extending through the field device housing, then the transmitting and / or Optionally, receiving electronics may also be coupled to such a further component, provided that the electromagnetic signals can be conducted through the field device housing (and optionally via further sections of the conductor connection).

Mit „Antenne” wird allgemein auf ein Bauteil Bezug genommen, welches die Funktion erfüllt, dass elektromagnetische Wellen in Form von Funksignalen abstrahlbar und empfangbar sind. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Antenne insbesondere durch ein separat als Antenne ausgebildetes Bauteil gebildet werden, das neben dem Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen keine weiteren Funktionen (in Bezug auf das Feldgerät) ausführt. Wie aus dem Fachgebiet bekannt ist, sind dabei unterschiedliche Bauformen der Antenne möglich. Solch ein, separat als Antenne ausgebildetes Bauteil kann außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnet und mit der Leiteranbindung verbunden werden. Alternativ kann die Antenne, wie unterhalb unter Bezugnahme auf eine Weiterbildung erläutert wird, durch einen Kabelabschnitt gebildet werden, der zusätzlich bzw. parallel die gleiche Funktion wie die Leiteranbindung erfüllt. Insbesondere erfolgt über den Kabelabschnitt eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes.With "antenna" is generally referred to a component that fulfills the function that electromagnetic waves in the form of radio signals can be radiated and received. In particular, in the present invention, the antenna may be formed by a separately formed as an antenna component, which performs no other functions (in relation to the field device) in addition to the radiating and / or receiving of radio signals. As is known in the art, different types of antenna are possible. Such, separately formed as an antenna component can be arranged outside of the field device housing and connected to the conductor connection become. Alternatively, as explained below with reference to a further development, the antenna can be formed by a cable section which additionally fulfills the same function as the conductor connection. In particular, a power supply, grounding and / or wired signal transmission of the field device takes place via the cable section.

In dem vorliegenden Zusammenhang wird mit „außen” auf einen Bereich außerhalb des Feldgerät-Gehäuses Bezug genommen, während mit „innen” auf einen Bereich innerhalb des Feldgerät-Gehäuses Bezug genommen wird. In dem Wortlaut von Anspruch 1 sind jeweils eine Leiteranbindung, eine Sende- und/oder Empfangselektronik, ein, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneter Abschnitt der Leiteranbindung, sowie eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne genannt. Dabei wird insbesondere jeweils auf genau eines dieser Bauteile Bezug genommen. Alternativ können aber auch jeweils mehrere dieser genannten Bauteile vorgesehen sein. Insbesondere kann die Leiteranbindung auch mehrere, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitte, die jeweils eine Antenne bilden, aufweisen. Dies ist beispielsweise bei mehreren, parallel von der Leiteranbindung wegführenden Kabeln der Fall. In diesem Fall kann/können der Empfang und/oder das Abstrahlen von Funksignalen auch über eine entsprechende Mehrzahl von Kabelabschnitten erfolgen. Ferner kann das Feldgerät auch mehrere Leiteranbindungen aufweisen. In diesem Fall kann der Empfang und/oder das Abstrahlen von Funksignalen auch über eine entsprechende Mehrzahl von, außerhalb des Feldgerätes angeordneten Kabelabschnitten, die der Mehrzahl von Leiteranbindungen zugeordnet sind, erfolgen. Erfolgt der Empfang und/oder das Abstrahlen von Funksignalen über mehrere Kabelabschnitte, so ist auch die Ankopplung der Sende- und/oder Empfangselektronik innerhalb des Feldgerät-Gehäuses entsprechend (an einen oder mehrere Abschnitt(e) von einer oder mehreren Leiteranbindung(en)) vorzusehen.In the present context, "outside" refers to an area outside of the field device housing, while "inside" refers to an area within the field device housing. In the wording of claim 1, in each case a conductor connection, a transmitting and / or receiving electronics, a, arranged within the field device housing portion of the conductor connection, as well as a, outside the field device housing arranged and connected to the conductor connection at least in use antenna called , In particular, reference is made in each case to exactly one of these components. Alternatively, however, it is also possible to provide a plurality of said components in each case. In particular, the conductor connection can also have a plurality of cable sections arranged outside the field device housing and connected to the conductor connection, at least in use, which each form an antenna. This is the case, for example, with several cables leading away from the conductor connection in parallel. In this case, the reception and / or the radiating of radio signals can also take place via a corresponding plurality of cable sections. Furthermore, the field device can also have a plurality of conductor connections. In this case, the reception and / or the radiating of radio signals can also take place via a corresponding plurality of cable sections arranged outside the field device and associated with the plurality of conductor connections. If the reception and / or the radiating of radio signals takes place over a plurality of cable sections, the coupling of the transmitting and / or receiving electronics within the field device housing is also corresponding (to one or more sections of one or more conductor connections). provided.

Die „Sende- und/oder Empfangselektronik” ist dabei insbesondere derart ausgelegt, dass sie zum Senden von Daten entsprechende Daten (insbesondere digitale Daten) als Eingang erhält, diese entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie (insbesondere dem jeweiligen, drahtlosen Feldbus-Protokoll) in ein entsprechendes, elektromagnetisches Signal wandelt (bzw. moduliert) und dieses elektromagnetische Signal ausgibt. Daneben kann die Sende- und/oder Empfangselektronik auch noch weitere Funktionen, wie beispielsweise eine Verstärkung, etc. ausführen. Die Rohdaten kann die Sende- und/oder Empfangselektronik beispielsweise von einer Prozessoreinheit des Feldgerätes, insbesondere von einem Mikroprozessor, erhalten. Das ausgegebene, elektromagnetische Signal kann dann in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung (über eine entsprechende Ankopplung) eingekoppelt werden. Die „Sende- und/oder Empfangselektronik” ist ferner insbesondere derart ausgelegt, dass sie zum Empfangen von Nachrichten drahtgebundene, elektromagnetische Signale, die nach Empfangen von Funksignalen (über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Antenne) erhalten werden, aus dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung ausliest, diese entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie (insbesondere dem jeweiligen, drahtlosen Feldbus-Protokoll) in entsprechende Daten wandelt und anschließend die erhaltenen Daten (insbesondere in digitaler Form) ausgibt. Die Ausgabe kann beispielsweise an eine Prozessoreinheit des Feldgerätes, insbesondere an einen Mikroprozessor, erfolgen. Die Sende- und/oder Empfangselektronik kann digital und/oder analog arbeiten. Sie kann beispielsweise durch einen RF-Chip (engl.: radio-frequency-chip; deutsch: Radiofrequenz-Chip), durch ein ZigBee-Modul, etc. gebildet werden. Die Sende- und/oder Empfangselektronik ist insbesondere derart ausgebildet, dass durch diese im Rahmen der drahtlosen Kommunikation sowohl die Schritte A) als auch B) durchführbar sind, also sowohl das Senden von Funksignalen (vgl. Schritt A)) als auch das Empfangen von Funksignalen (vgl. Schritt B)). Die Leiteranbindung, insbesondere der Abschnitt, an dem die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, sowie die außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne sind insbesondere aus elektrisch leitfähigem Material, wie beispielsweise aus Kuper oder einer Kupfer-Legierung, ausgebildet.The "transmitting and / or receiving electronics" is in particular designed such that it receives data corresponding to the transmission of data (in particular digital data) as input, this according to the respective wireless communication technology (in particular the respective wireless fieldbus protocol) a corresponding electromagnetic signal converts (or modulates) and outputs this electromagnetic signal. In addition, the transmitting and / or receiving electronics can also perform other functions, such as a gain, etc. The raw data can be received by the transmitting and / or receiving electronics, for example, from a processor unit of the field device, in particular from a microprocessor. The output electromagnetic signal can then be coupled into the section of the conductor connection arranged within the field device housing (via a corresponding coupling). The "transmitting and / or receiving electronics" is further particularly adapted to receive, for receiving messages, wired electromagnetic signals obtained after receiving radio signals (via the antenna located outside the field device housing) from within the field device housing arranged portion of the conductor connection reads, this converts according to the respective wireless communication technology (in particular the respective wireless fieldbus protocol) into corresponding data and then outputs the data obtained (in particular in digital form). The output can be made, for example, to a processor unit of the field device, in particular to a microprocessor. The transmitting and / or receiving electronics can work digitally and / or analogously. It can be formed, for example, by an RF chip (English: radio frequency chip), by a ZigBee module, etc. The transmitting and / or receiving electronics are in particular designed in such a way that both the steps A) and B) can be carried out by them in the context of wireless communication, ie both the transmission of radio signals (see step A)) and the reception of Radio signals (see step B)). The conductor connection, in particular the section to which the transmitting and / or receiving electronics is coupled, and the antenna arranged outside the field device housing and connected to the conductor connection at least in use are in particular made of electrically conductive material, such as, for example, copper or copper Alloy, trained.

Gemäß einer Weiterbildung wird die Antenne durch einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundenen Kabelabschnitt gebildet, über den im Einsatz eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes erfolgt. Dadurch kann auf die Vorsehung einer separaten Antenne außerhalb des Feldgerät-Gehäuses verzichtet werden. Vielmehr wird ein bereits vorhandener oder notwendigerweise im Rahmen der Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung vorzusehender Kabelabschnitt gleichzeitig als Antenne genutzt. Auf diese Weise werden Kosten gespart und die Anzahl der erforderlichen Bauteile reduziert. Der außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt bildet insbesondere einen, gegenüber der Wellenlänge (der abzustrahlenden und/oder zu empfangenden Funksignale) dünnen Draht oder Stab. Beim Abstrahlen von Funksignalen wandelt er eine, in dem Kabelabschnitt geführte (elektromagnetische) Welle in Freiraumwellen um. Beim Empfangen von Funksignalen ist der Vorgang umgekehrt.According to a further development, the antenna is formed by a cable section arranged outside the field device housing and connected to the conductor connection, at least in use, via which a power supply, grounding and / or wired signal transmission of the field device takes place during use. As a result, it is possible to dispense with the provision of a separate antenna outside the field device housing. Rather, an already existing or necessarily in the context of power supply, grounding and / or wired signal transmission to be provided cable section is used simultaneously as an antenna. In this way costs are saved and the number of required components is reduced. The outside of the field device housing arranged and connected to the conductor connection at least in use cable section forms in particular one, with respect to the wavelength (to be radiated and / or to receiving radio signals) thin wire or rod. When radiating radio signals, it converts a (electromagnetic) wave guided in the cable section into free-space waves. When receiving radio signals, the process is reversed.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Leiteranbindung an dem Feldgerät-Gehäuse eine Kabeldurchführung auf, durch die sich ein Kabel (das gegebenenfalls mit einer Schirmung, Umhüllung, etc. versehen sein kann) hindurch erstreckt. Bei dieser Weiterbildung weist das Kabel insbesondere einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnitt (an den insbesondere die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist) und durchgehend damit verbunden einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnitt (über den insbesondere die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen erfolgt), auf. In diesem Fall ist der innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Kabelabschnitt integral mit dem außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnitt ausgebildet. Alternativ kann der außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Kabelabschnitt, der zum Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen eingesetzt wird, auch nur mit der Leiteranbindung verbindbar sein und separat von dieser ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Leiteranbindung an dem Feldgerät-Gehäuse eine Anschluss-Schnittstelle, insbesondere einen Stecker-Anschluss, aufweist, die innenseitig des Feldgerät-Gehäuses beispielsweise leitend mit einem Kabel oder Leiter verbunden sein kann. Außenseitig ist dann an der Anschluss-Schnittstelle ein Kabel, beispielsweise über eine Stecker-Verbindung, (lösbar) anschließbar.According to a further development, the conductor connection to the field device housing has a cable feedthrough through which a cable (which can optionally be provided with a shielding, cladding, etc.) extends therethrough. In this development, the cable has, in particular, a cable section arranged within the field device housing (to which, in particular, the transmitting and / or receiving electronics are coupled) and a cable section arranged continuously outside the field device housing (via which, in particular, the radiation and / or the reception of radio signals takes place), on. In this case, the cable portion disposed within the field device housing is formed integrally with the cable portion disposed outside the field device housing. Alternatively, the cable section arranged outside the field device housing, which is used for emitting and / or receiving radio signals, can also be connectable only to the conductor connection and be formed separately therefrom. In particular, it may be provided that the conductor connection to the field device housing has a connection interface, in particular a plug connection, which may be connected on the inside of the field device housing, for example conductively connected to a cable or conductor. On the outside, a cable can then be connected to the connection interface, for example via a plug connection (detachable).

Gemäß einer Weiterbildung wird der, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt durch ein ungeschirmtes Kabel gebildet. Auf diese Weise wird/werden die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen nicht durch eine Schirmung beeinträchtigt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass auch das Einkoppeln und/oder das Auslesen von elektromagnetischen Signalen innerhalb des Feldgerät-Gehäuses in bzw. aus einem entsprechenden Kabelkern oder einem entsprechenden Leiter erfolgt. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Kabelkern oder Leiter innerhalb des Feldgerät-Gehäuses eine Schirmung aufweist.According to a development, the cable section arranged outside the field device housing and connected to the conductor connection at least in use is formed by an unshielded cable. In this way, the radiation and / or reception of radio signals is / are not affected by shielding. Preferably, it is provided that also the coupling and / or the reading of electromagnetic signals within the field device housing in or out of a corresponding cable core or a corresponding conductor. This is particularly useful if the cable core or conductor within the field device housing has a shield.

Gemäß einer Weiterbildung weist der, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt eine Schirmung auf und die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen erfolgt über diese Schirmung. Auch in diesem Fall wird/werden die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen nicht durch die Schirmung beeinträchtigt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass auch das Einkoppeln und/oder das Auslesen von elektromagnetischen Signalen innerhalb des Feldgerät-Gehäuses in bzw. aus einer entsprechenden Schirmung erfolgt. Beispielsweise kann sich die Schirmung durch das Feldgerät-Gehäuse hindurch erstrecken und leitend mit der Schirmung des, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnittes verbunden sein.According to a further development, the cable section arranged outside the field device housing and connected to the conductor connection at least in use has a shielding and the radiation and / or the reception of radio signals takes place via this shielding. Also in this case, the radiation and / or the reception of radio signals is / are not affected by the shielding. Preferably, it is provided that also the coupling and / or the reading of electromagnetic signals within the field device housing in or out of a corresponding shielding takes place. For example, the shield may extend through the field device housing and be conductively connected to the shield of the cable section located outside the field device housing.

Gemäß einer Weiterbildung weisen die abstrahlbaren und/oder empfangbaren Funksignale ein Frequenzband von mehr als 800 MHz (Mega-Hertz), insbesondere von mehr als 2 GHz (Giga-Hertz), auf. Insbesondere ist die Sende- und/oder Empfangselektronik entsprechend angepasst, so dass sie elektromagnetische Signale in einem entsprechenden Frequenzbereich ausgeben und/oder auslesen kann. In diesem Hochfrequenzbereich sind auch, wie unterhalb noch erläutert wird, mehrere, übliche, drahtlose Kommunikationstechnologien verfügbar. Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät, insbesondere die Sende- und/oder Empfangselektronik, für die Durchführung einer lokalen, drahtlosen Kommunikation ausgelegt. Mit einer „lokalen, drahtlosen Kommunikation” wird insbesondere auf Reichweiten (im freien Raum, zwischen dem jeweiligen Sender und Empfänger) von maximal 500 Metern Bezug genommen. Dies kann insbesondere durch eine entsprechende Anpassung verschiedener Parameter, wie beispielsweise der Wahl des Frequenzbandes, der Wahl der Sendeleistung, etc., erreicht werden. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass die tatsächlich erzielten Reichweiten von der räumlichen Anordnung von Sender und Empfänger sowie von dem Vorliegen von Hindernissen entlang der Übertragungsstrecke, etc., abhängen. Insbesondere sind innerhalb von Gebäuden oftmals nur deutlich kürzere Reichweiten, beispielsweise im Bereich von 10 bis 100 Meter erzielbar.According to a development, the radiolabel and / or receivable radio signals have a frequency band of more than 800 MHz (Mega-Hertz), in particular more than 2 GHz (Giga-Hertz). In particular, the transmitting and / or receiving electronics are adapted accordingly so that they can output and / or read out electromagnetic signals in a corresponding frequency range. As will be explained below, in this high frequency range, several common wireless communication technologies are available. According to a development, the field device, in particular the transmitting and / or receiving electronics, is designed for carrying out a local, wireless communication. A "local, wireless communication" refers in particular to ranges (in free space, between the respective transmitter and receiver) of a maximum of 500 meters. This can be achieved in particular by a corresponding adaptation of various parameters, such as the choice of the frequency band, the choice of transmission power, etc. Furthermore, it should be noted that the ranges actually achieved depend on the spatial arrangement of transmitter and receiver as well as on the presence of obstacles along the transmission path, etc. In particular, within buildings often only significantly shorter ranges, for example in the range of 10 to 100 meters can be achieved.

Gemäß einer Weiterbildung weist der, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt eine Länge von mindestens der Hälfte der Wellenlänge des Frequenzbandes der abstrahlbaren und/oder empfangbaren Funksignale auf. Bei einer Frequenz von 2,4 GHz (Giga-Hertz) wäre dies beispielsweise eine Mindestlänge von 6,2 cm (Zentimeter). Gemäß einer Weiterbildung ist der Kabelabschnitt deutlich länger als diese Mindestlänge. Insbesondere weist er eine Länge, die größer als ein Vielfaches der Wellenlänge des betreffenden Frequenzbandes ist, auf. Bei einer deutlich längeren Länge als die Mindestlänge machen sich Effekte, die durch die tatsächliche Länge des betreffenden Kabelabschnittes bedingt sind, weniger stark bemerkbar. Dabei ist zu berücksichtigen, dass beim Senden die Abstrahlung von dem Kabelabschnitt im Bereich direkt angrenzend an das Feldgerät-Gehäuse (und außerhalb desselben) am Stärksten ist und mit zunehmendem Abstand von dem Feldgerät-Gehäuse abnimmt.According to a further development, the cable section arranged outside the field device housing and connected to the conductor connection at least in use has a length of at least half the wavelength of the frequency band of the radiatable and / or receivable radio signals. At a frequency of 2.4 GHz (Giga-Hertz), for example, this would be a minimum length of 6.2 cm (centimeters). According to a development of the cable section is significantly longer than this minimum length. In particular, it has a length which is greater than a multiple of the wavelength of the relevant frequency band. At a length significantly longer than the minimum length, effects due to the actual length of the cable section concerned are less noticeable. It should be noted that when transmitting the radiation from the cable section in the area directly adjacent to the field device housing (and outside of it) is strongest and with increasing distance from the field device housing decreases.

Die Sende- und/oder Empfangselektronik kann zur drahtlosen Kommunikation gemäß (genau) einer drahtlosen Kommunikationstechnologie ausgebildet sein. Alternativ kann sie auch zur drahtlosen Kommunikation gemäß mehrerer, drahtloser Kornmunikationstechnologien ausgebildet sein. In letzterem Fall kann insbesondere vorgesehen sein, dass durch einen Nutzer einstellbar ist, gemäß welcher drahtlosen Kommunikationstechnologie eine Kommunikation durchgeführt werden soll. Die Sende- und/oder Empfangselektronik führt entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie eine Wandlung zwischen (in der Regel digitalen) Daten und elektromagnetischen Signalen durch. Ferner kann gegebenenfalls eine entsprechende Verstärkung und/oder anderweitige Bearbeitung der betreffenden Signale erfolgen. Bei der jeweils durchzuführenden, drahtlosen Kommunikation kann es sich beispielsweise um eine Kommunikation im Rahmen der Prozesssteuerung handeln. Dies umfasst insbesondere die Übermittlung von Messwerten von mindestens einem Sensor an eine entsprechende Prozesssteuerungseinheit und/oder die Übermittlung von Stellsignalen von der Prozesssteuerungseinheit an mindestens einen Aktor. Zusätzlich oder alternativ kann es sich auch um eine Datenübermittlung zwischen dem Feldgerät und einer entsprechenden Kommunikationseinheit, wie beispielsweise einem Server, handeln. Der Server kann beispielsweise als Asset-Management-System (deutsch: Anlagen-Management-System), als Archivierungssystem, als Bestandserfassungssystem, etc. ausgebildet sein.The transmitting and / or receiving electronics can be designed for wireless communication according to (exactly) a wireless communication technology. Alternatively, it may also be configured for wireless communication according to a plurality of wireless communication technologies. In the latter case, provision can be made, in particular, for it to be adjustable by a user, according to which wireless communication technology a communication is to be carried out. The transmitting and / or receiving electronics performs a conversion between (usually digital) data and electromagnetic signals in accordance with the respective wireless communication technology. Furthermore, if appropriate, a corresponding amplification and / or other processing of the relevant signals can take place. The respective wireless communication to be carried out can be, for example, a communication in the context of process control. This includes in particular the transmission of measured values from at least one sensor to a corresponding process control unit and / or the transmission of control signals from the process control unit to at least one actuator. Additionally or alternatively, it may also be a data transmission between the field device and a corresponding communication unit, such as a server act. The server can be designed, for example, as an asset management system (German: asset management system), as an archiving system, as a stock-taking system, etc.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Sende- und/oder Empfangselektronik zur drahtlosen Kommunikation gemäß mindestens einem drahtlosen Feldbus-Protokoll (als drahtlose Kommunikationstechnologie) ausgebildet. Dabei kann es sich um ein standardisiertes, drahtloses Feldbus-Protokoll (z. B. WirelessHART®) oder auch um ein herstellerspezifisches, drahtloses Feldbus-Protokoll handeln. Gemäß einer Weiterbildung ist die Sende- und/oder Empfangselektronik zur drahtlosen Kommunikation gemäß mindestens einer der nachfolgenden, drahtlosen Kommunikationstechnologien ausgebildet:

  • i) Bluetooth,
  • ii) WLAN (engl.: Wireless Local Area Network; deutsch: drahtloses, lokales Netzwerk),
  • iii) ZigBee, und/oder
  • iv) Wireless USB (engl.: Wireless Universal Serial Bus; deutsch: drahtloses, universelles, serielles Bussystem).
According to one embodiment, the transmitting and / or receiving electronics for wireless communication according to at least one wireless fieldbus protocol (as a wireless communication technology) is formed. This may be, is a standardized, wireless field bus protocol (eg. As WirelessHART ®) or to a proprietary, wireless field bus protocol. According to a further development, the transmitting and / or receiving electronics for wireless communication are designed according to at least one of the following wireless communication technologies:
  • i) Bluetooth,
  • (ii) Wireless Local Area Network (English: wireless local area network),
  • iii) ZigBee, and / or
  • iv) Wireless USB (English: Wireless Universal Serial Bus, German: wireless, universal, serial bus system).

Daneben sind auch andere, drahtlose Kommunikationstechnologien möglich. Die genannten, drahtlosen Kommunikationstechnologien weisen in der Regel alle ein Frequenzband von über 2 GHz (Giga-Hertz) auf. Der ZigBee-Standard ermöglicht auch die Nutzung des 868 MHz-Bandes (MHz: Mega-Hertz). Bluetooth ist ein Industriestandard gemäß IEEE 802.15.1 für die Funkübertragung. Mit WLAN wird insbesondere auf ein lokales Funknetz gemäß dem Standard der IEEE 802.11-Familie Bezug genommen. ZigBee ist ein Funknetz-Standard, der auf IEEE 802.15.4 basiert. Bei Wireless USB handelt es sich um die funkbasierte Erweiterung des USB-Standards.In addition, other wireless communication technologies are possible. The mentioned wireless communication technologies generally all have a frequency band of more than 2 GHz (gigahertz). The ZigBee standard also allows the use of the 868 MHz band (MHz: Mega-Hertz). Bluetooth is an industry standard according to IEEE 802.15.1 for radio transmission. With WLAN, in particular, a local radio network according to the Standard of the IEEE 802.11 family Referenced. ZigBee is a wireless network standard based on IEEE 802.15.4 based. Wireless USB is the wireless extension of the USB standard.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Sende- und/oder Empfangselektronik induktiv und/oder kapazitiv an den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung angekoppelt. Die Ankopplung kann insbesondere ausschließlich kapazitiv (durch einen entsprechenden Kondensator) oder auch ausschließlich induktiv (durch eine entsprechende Spule) erfolgen. Alternativ ist auch eine Kombination aus kapazitiver und induktiver Ankopplung möglich. Insbesondere kann auch eine komplexere, elektrische Schaltung zur Realisierung der Ankopplung eingesetzt werden.According to a development, the transmitting and / or receiving electronics are coupled inductively and / or capacitively to the section of the conductor connection arranged within the field device housing. In particular, the coupling can be effected exclusively capacitively (by a corresponding capacitor) or else only inductively (by a corresponding coil). Alternatively, a combination of capacitive and inductive coupling is possible. In particular, a more complex electrical circuit can also be used to implement the coupling.

Gemäß einer Weiterbildung bildet die Leiteranbindung, an deren Abschnitt die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, eine Leiteranbindung zur Stromversorgung des Feldgerätes. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik ausschließlich an diese Leiteranbindung angekoppelt ist. Die Stromversorgung erfolgt bei Feldgeräten in der Regel über eine 2-Leiter-Verbindung. Die Ankopplung kann dabei, je nach Ausgestaltung, an nur einen Leiter oder an beide Leiter der 2-Leiter-Verbindung erfolgen. Handelt es sich bei dem betreffenden Feldgerät um ein 2-Leiter-Gerät, dann ist dieses in der Regel derart ausgebildet, dass neben der Stromversorgung auch eine drahtgebundene Signalübertragung (z. B. eine drahtgebundene Kommunikation gemäß einem Feldbus-Protokoll und/oder eine Signalübertragung gemäß dem 4–20 mA-Standard) über ein- und dieselbe 2-Leiter-Verbindung durchführbar ist. Handelt es sich bei dem betreffenden Feldgerät um ein 4-Leiter-Gerät, dann ist dieses in der Regel derart ausgebildet, dass die Stromversorgung über eine 2-Leiter-Verbindung erfolgt und eine drahtgebundene Kommunikation, beispielsweise gemäß einem Feldbus-Protokoll, über eine weitere 2-Leiter-Verbindung durchführbar ist. Insbesondere kann die Leiteranbindung zur Stromversorgung derart ausgebildet sein, dass ein Anschluss an eine 24 Volt Gleichstrom-Stromversorgung, an eine 230 Volt Wechselstrom-Stromversorgung und/oder an eine 24 Volt Wechselstrom-Stromversorgung möglich ist.According to a development, the conductor connection, at the section of which the transmitting and / or receiving electronics are coupled, forms a conductor connection for the power supply of the field device. It is provided in particular that the transmitting and / or receiving electronics is coupled exclusively to this conductor connection. The power supply in field devices usually via a 2-wire connection. Depending on the configuration, the coupling can be made to only one conductor or both conductors of the 2-conductor connection. If the relevant field device is a 2-wire device, then this device is generally designed in such a way that, in addition to the power supply, a wired signal transmission (eg a wired communication according to a fieldbus protocol and / or a signal transmission according to the 4-20 mA standard) via one and the same 2-wire connection is feasible. If the relevant field device is a 4-conductor device, then this is generally designed such that the power is supplied via a 2-wire connection and a wired communication, for example, according to a fieldbus protocol, via another 2-wire connection is feasible. In particular, the conductor connection to the power supply can be designed such that a connection to a 24 V DC power supply, to a 230 V AC power supply and / or to a 24 V AC power supply is possible.

Gemäß einer Weiterbildung bildet die Leiteranbindung, an deren Abschnitt die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, eine Leiteranbindung zur drahtgebundenen Signalübertragung des Feldgerätes. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik ausschließlich an diese Leiteranbindung angekoppelt ist. Über die Leiteranbindung kann insbesondere eine drahtgebundene Kommunikation des Feldgerätes, beispielsweise gemäß einem Feldbus-Protokoll (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, herstellerspezifisches Feldbus-Protokoll, etc.), durchgeführt werden. Die Übermittlung von elektromagnetischen Signalen im Rahmen der drahtlosen Kommunikation parallel zu der drahtgebundenen Kommunikation gemäß einem Feldbus-Protokoll über die Leiteranbindung ist dabei in der Regel unproblematisch, da die gängigen Feldbus-Protokolle einen deutlich niedrigeren, in der Regel um einen Faktor von 10–100 niedrigeren, Frequenzbereich aufweisen. Wie oberhalb erläutert wird, erfolgt die drahtgebundene Kommunikation eines Feldgerätes in der Regel über eine 2-Leiter-Verbindung. Die Ankopplung kann dabei, je nach Ausgestaltung, an nur einen Leiter oder an beide Leiter der 2-Leiter-Verbindung erfolgen. Über die Leiteranbindung kann aber auch eine andere Art der Signalübertragung erfolgen. Beispielsweise kann eine drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes gemäß dem 4–20 mA-Standard erfolgen (was in der Regel ebenfalls über eine 2-Leiter-Verbindung erfolgt). Alternativ kann die Leiteranbindung einen Eingang und/oder Ausgang des Feldgerätes darstellen, über den ein entsprechendes, Signal drahtgebunden eingebbar oder ausgebbar ist. Das Signal kann beispielsweise durch ein Pulssignal, ein Frequenzsignal, ein Ein/Aus-Signal (das beispielsweise durch das Anliegen oder Nicht-Anliegen einer bestimmten Spannung gebildet wird) gebildet werden. Gegebenenfalls kann es sich auch um eine interne Signalübertragung des Feldgerätes handeln. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Feldgerät ein extern von dem Feldgerät-Gehäuse ausgebildetes Sensorelement und/oder Stellglied und/oder eine extern von dem Feldgerät-Gehäuse ausgebildete Anzeige- und/oder Bedieneinheit aufweist. Über die betreffende Leiteranbindung, an welche dann die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, kann eine Signalübertragung zwischen einer, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Elektronik und dem Sensorelement und/oder dem Stellglied und/oder der Anzeige- und/oder Bedieneinheit erfolgen.According to a further development, the conductor connection, at the section of which the transmitting and / or receiving electronics are coupled, forms a Conductor connection for wired signal transmission of the field device. It is provided in particular that the transmitting and / or receiving electronics is coupled exclusively to this conductor connection. Via the conductor connection can, in particular a wired communication of the field device, for example in accordance with a field bus protocol (Profibus ®, ® Foundation Fieldbus, HART ®, manufacturer-specific field bus protocol, etc.), are performed. The transmission of electromagnetic signals in the context of wireless communication parallel to the wired communication according to a fieldbus protocol via the conductor connection is usually unproblematic, since the common fieldbus protocols a much lower, usually by a factor of 10-100 lower frequency range. As explained above, the wired communication of a field device usually takes place via a 2-wire connection. Depending on the configuration, the coupling can be made to only one conductor or both conductors of the 2-conductor connection. But via the conductor connection, another type of signal transmission can take place. For example, a wired signal transmission of the field device according to the 4-20 mA standard done (which is usually also done via a 2-wire connection). Alternatively, the conductor connection can represent an input and / or output of the field device, via which a corresponding signal can be input or output by means of wire. The signal may be formed, for example, by a pulse signal, a frequency signal, an on / off signal (formed, for example, by the presence or absence of a particular voltage). Optionally, it may also be an internal signal transmission of the field device. This is the case, for example, if the field device has a sensor element and / or actuator formed externally of the field device housing and / or a display and / or operating unit formed externally by the field device housing. Via the relevant conductor connection to which the transmitting and / or receiving electronics are then coupled, a signal transmission between a, arranged within the field device housing electronics and the sensor element and / or the actuator and / or the display and / or operating unit can be done ,

Gemäß einer Weiterbildung weist der, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt entsprechende, elektrische Bauteile zur Leistungsanpassung, um die Impedanz des Kabelabschnittes an die Impedanz der Sende- und/oder Empfangselektronik anzupassen, auf. Insbesondere kann durch die elektrischen Bauteile zur Leistungsanpassung eine Angleichung der Impedanzen erfolgen. Dadurch wird eine möglichst effektive Übertragung der elektromagnetischen Signale zwischen der Sende- und/oder Empfangselektronik und dem Kabelabschnitt erzielt. Die elektrischen Bauteile können insbesondere einen Kondensator und/oder eine Spule aufweisen.According to a further development, the electrical components arranged for matching the power of the cable section, which are arranged outside the field device housing and connected to the conductor connection at least in use, adapt the impedance of the cable section to the impedance of the transmitting and / or receiving electronics. In particular, can be done by the electrical components for power adjustment, an alignment of the impedances. This achieves the most effective possible transmission of the electromagnetic signals between the transmitting and / or receiving electronics and the cable section. The electrical components may in particular have a capacitor and / or a coil.

Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät-Gehäuse flüssigkeitsdicht und/oder luftdicht ausgebildet. Insbesondere kann es entsprechend Ex-Schutz-Anforderungen ausgebildet sein und/oder bestimmten Mindestdrücken standhalten. Für die Leiteranbindung ist insbesondere an dem Feldgerät-Gehäuse eine entsprechend abgedichtete Kabel- oder Leiterdurchführung oder eine entsprechend abgedichtete Anschluss-Schnittstelle vorgesehen. Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät-Gehäuse geschlossen ausgebildet. Dabei kann es auch entsprechende Öffnungen oder Ausnehmungen für beispielsweise eine Anzeige, etc., aufweisen. Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät-Gehäuse zumindest teilweise aus einem, elektromagnetische Strahlungen abschirmenden Material ausgebildet. Insbesondere ist es als Metall-Gehäuse oder als ein, mit Metall beschichtetes Gehäuse ausgebildet. Gemäß einer Weiterbildung ist innerhalb des Feldgerät-Gehäuses eine Elektronik des Feldgerätes ausgebildet. Durch die Elektronik kann insbesondere eine Verarbeitung von Messsignalen, eine Verarbeitung von Stellsignalen, die Durchführung einer Kommunikation und/oder die Bereitstellung der Stromversorgung der Komponenten des Feldgerätes, erfolgen. Insbesondere um Ex-Schutz-Anforderungen zu genügen, kann die Elektronik gegebenenfalls in einem separaten, abgedichteten Elektronik-Raum innerhalb des Feldgerät-Gehäuses untergebracht sein. Gemäß einer Weiterbildung erfolgt die Ankopplung der Sende- und/oder Empfangselektronik an den Abschnitt der Leiteranbindung in einem, zu dem Feldgerät-Gehäuse angrenzenden Bereich der Leiteranbindung. Auf diese Weise wird vermieden, dass auf der Strecke zwischen Ankopplungspunkt und Feldgerät-Gehäuse Verluste auftreten. Insbesondere wird dadurch eine übermäßig hohe Abstrahlung von Funksignalen innerhalb des Feldgerät-Gehäuses vermieden.According to one embodiment, the field device housing is formed liquid-tight and / or airtight. In particular, it may be designed according to explosion protection requirements and / or withstand certain minimum pressures. For the conductor connection, a correspondingly sealed cable or conductor bushing or a correspondingly sealed connection interface is provided in particular on the field device housing. According to one embodiment, the field device housing is formed closed. It may also have corresponding openings or recesses for example, a display, etc., have. According to a development, the field device housing is at least partially formed from a, electromagnetic radiation shielding material. In particular, it is designed as a metal housing or as a metal-coated housing. According to one embodiment, an electronics of the field device is formed within the field device housing. The electronics can in particular be used to process measurement signals, to process actuating signals, to carry out a communication and / or to provide the power supply to the components of the field device. In particular, to meet Ex protection requirements, the electronics may optionally be housed in a separate, sealed electronics room within the field device housing. In accordance with a further development, the coupling of the transmitting and / or receiving electronics to the section of the conductor connection takes place in a region of the conductor connection adjacent to the field device housing. In this way it is avoided that occur on the route between the coupling point and field device housing losses. In particular, this avoids an excessively high emission of radio signals within the field device housing.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer Leiteranbindung in einem Feldgerät, insbesondere in einem Sensor und/oder Aktor, zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen im Rahmen einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes. Dabei ist die Leiteranbindung zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung des Feldgerätes ausgebildet und führt durch ein Feldgerät-Gehäuse des Feldgerätes hindurch. Ferner ist mit der Leiteranbindung eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Antenne verbindbar oder verbunden. Die Antenne wird insbesondere durch einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnitt, über den im Einsatz eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes erfolgt, gebildet. Durch die erfindungsgemäße Verwendung sind im Wesentlichen die gleichen Vorteile erzielbar wie durch das erfindungsgemäße Feldgerät. Weiterhin sind im Wesentlichen die gleichen Weiterbildungen möglich. Insbesondere ist gemäß einer Weiterbildung eine Sende- und/oder Empfangselektronik vorgesehen, die innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnet ist und die derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung angekoppelt und derart ausgebildet ist,
dass durch diese zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes

  • A) elektromagnetische Signale in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung einkoppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung nach außen leitbar sind und als Funksignale über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne abstrahlbar sind und/oder
  • B) an dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar sind, so dass über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung leitbar und aus diesem auslesbar sind.
The present invention further relates to a use of a conductor connection in a field device, in particular in a sensor and / or actuator, for transmitting and / or receiving radio signals in the context of a wireless communication of the field device. In this case, the conductor connection to the power supply, grounding and / or wired signal transmission of the field device is formed and leads through a field device housing of the field device. Furthermore, an antenna arranged outside the field device housing can be connected or connected to the conductor connection. The antenna is in particular by a, arranged outside the field device housing cable section on the in use a power supply, grounding and / or wired signal transmission of the Field device is made, formed. By the use according to the invention substantially the same advantages can be achieved as by the field device according to the invention. Furthermore, essentially the same developments are possible. In particular, according to a development, a transmitting and / or receiving electronics is provided, which is arranged within the field device housing and which is coupled to a, within the field device housing arranged portion of the conductor connection and formed in such a way,
that by this for realizing a wireless communication of the field device
  • A) electromagnetic signals in the arranged within the field device housing portion of the conductor connection are coupled, so that the electromagnetic signals are wired via the conductor connection to the outside and can be routed as radio signals on the outside of the field device housing and the conductor connection at least in Use connected antenna can be radiated and / or
  • B) on which, disposed within the field device housing portion of the conductor connection occurring, wired electromagnetic signals are read so that via the outside of the field device housing arranged and connected to the conductor connection at least in use antenna radio signals receivable and corresponding electromagnetic signals wired via the conductor connection in the, arranged within the field device housing portion of the conductor connection and are readable from this.

Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:Further advantages and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. From the figures show:

1: eine schematische Darstellung eines Teils einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Funknetzwerk; und 1 a schematic representation of a part of a plant of process automation technology with a radio network; and

2: eine schematische Darstellung eines Feldgerätes der Prozessautomatisierungstechnik zur Veranschaulichung zweier Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 2 : A schematic representation of a field device of process automation technology to illustrate two embodiments of the present invention.

In 1 ist schematisch ein Teil einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik 4 mit einem Funknetzwerk FN dargestellt. Das Funknetzwerk FN weist eine Mehrzahl von Feldgeräten FG und ein Gateway G auf. Die Feldgeräte FG sind jeweils als Funk-Feldgeräte ausgebildet und weisen jeweils eine Antenne 2 auf. Über die Antenne 2 wird für das jeweils zugehörige Feldgerät FG im Rahmen einer drahtlosen Kommunikation das Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen durchgeführt. Die Feldgeräte FG stehen untereinander und mit dem Gateway G jeweils in Funkverbindung, was in 1 durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Das Funknetzwerk FN ist dabei gemäß dem WirelessHART®-Standard ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht das Gateway G (beispielsweise das Produkt „Fieldgate” von Endress + Hauser) über ein drahtgebundenes Ethernet® Firmennetzwerk N mit zwei Servern S1 und S2 in Kommunikationsverbindung. Der eine Server S1 bildet eine Prozesssteuerungseinheit, die in Bezug auf die Feldgeräte FG des Funknetzwerkes FN eine Prozesssteuerung ausführt. Der weitere Server S2 bildet ein Anlagen-Asset-Managementsystem. An dem Firmennetzwerk N können auch noch weitere (nicht dargestellte) Server, Feldbus-Systeme, etc., angeschlossen sein.In 1 is schematically part of a plant of process automation technology 4 represented with a radio network FN. The radio network FN has a plurality of field devices FG and a gateway G. The field devices FG are each designed as radio field devices and each have an antenna 2 on. About the antenna 2 In the context of a wireless communication, the radiating and / or receiving of radio signals is carried out for the respectively associated field device FG. The field devices FG are in communication with each other and with the gateway G, which is in 1 is shown by the dashed lines. The radio network FN is formed according to the WirelessHART ® standard. In the illustrated embodiment, the gateway G (for example, the product "Fieldgate" Endress + Hauser) via a wired Ethernet ® company network N with two servers S1 and S2 in communication. The one server S1 forms a process control unit which carries out a process control with respect to the field devices FG of the radio network FN. The further server S2 forms a plant asset management system. On the company network N also other (not shown) server, field bus systems, etc., may be connected.

In 2 ist ein Feldgerät FG, das beispielsweise ein Feldgerät FG des in 1 dargestellten Funknetzwerkes FN bilden kann und das vorliegend durch einen Sensor gebildet wird, schematisch dargestellt. Es werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Bauteile des Feldgerätes FG erläutert, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung relevant sind. Das Feldgerät FG weist ein Feldgerät-Gehäuse 6 auf, das entsprechend Ex-Schutz-Anforderungen ausgebildet ist. Das Feldgerät-Gehäuse 6 weist innerhalb desselben einen hermetisch abgedichteten Elektronik-Raum 8 auf, innerhalb dem eine Elektronik 9 des Feldgerätes FG untergebracht ist, durch die beispielsweise eine Messwertverarbeitung erfolgt, zumindest ein Teil der Kommunikation des Feldgerätes durchgeführt wird und/oder eine Stromversorgung der Komponenten des Feldgerätes bereitgestellt wird. Angrenzend an den Elektronik-Raum 8 ist innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 ein Klemmenanschlussraum 10 ausgebildet. Aus dem Elektronik-Raum 8 führen in der Regel mehrere Kabel oder Leiter in den Klemmenanschlussraum 10 hinaus.In 2 is a field device FG, for example, a field device FG of in 1 represented radio network FN can form and which is presently formed by a sensor, shown schematically. In the following, essentially only the components of the field device FG that are relevant for understanding the present invention will be explained. The field device FG has a field device housing 6 on, which is designed according to Ex-protection requirements. The field device housing 6 has within it a hermetically sealed electronics room 8th within, within which is an electronics 9 of the field device FG is housed, for example, carried out by the measured value processing, at least part of the communication of the field device is performed and / or a power supply of the components of the field device is provided. Adjacent to the electronics room 8th is inside the field device enclosure 6 a terminal connection space 10 educated. From the electronics room 8th usually lead several cables or conductors into the terminal compartment 10 out.

Zumindest ein Teil dieser Kabel oder Leiter dient dazu, um einen elektrischen Anschluss des Feldgerätes FG nach außen herzustellen, beispielsweise um eine Stromversorgung, eine Erdung und/oder eine drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes FG zu ermöglichen. Hierzu ist mindestens eine, durch das Feldgerät-Gehäuse 6 hindurchführende Leiteranbindung des Feldgerätes FG vorzusehen. In 2 ist ein Kabel 12, das von der, innerhalb des Elektronik-Raums 8 angeordneten Elektronik 9 des Feldgerätes FG in den Klemmenanschlussraum 10 und von dort durch das Feldgerät-Gehäuse 6 hindurch nach außen führt, dargestellt. In der Wand des Feldgerät-Gehäuses 6 ist eine entsprechende Kabeldurchführung 14 vorgesehen, durch welche das Kabel 12 nach außen geführt wird. Wie in 2 durch die geschwungenen Unterbrechungslinien 16, 18, 20 angedeutet wird, können sowohl innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 als auch außerhalb desselben weitere, elektrische Leitungen, Bauteile, etc. an dem Kabel 12 angeschlossen sein. Das Kabel 12 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ungeschirmt. Das Kabel 12 und die Kabeldurchführung 14 bilden Teil einer Leiteranbindung 22 (hier: Kabelanbindung) des Feldgerätes FG zur Stromversorgung desselben. Das Kabel 12 wird durch die Wand des Feldgerät-Gehäuses 6 in einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 (hier: innerhalb des Klemmenanschlussraums 10) angeordneten Kabelabschnitt 26 und in einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 28 unterteilt. Das Feldgerät-Gehäuse 6 ist entsprechend Ex-Schutz-Anforderungen flüssigkeitsdicht und luftdicht ausgebildet. Es bildet innerhalb desselben einen geschlossenen Raum. Damit im Bereich der Kabeldurchführung 14 keine Undichtigkeit auftritt, ist diese entsprechend abgedichtet.At least a portion of these cables or conductors serves to produce an electrical connection of the field device FG to the outside, for example to enable a power supply, a grounding and / or a wired signal transmission of the field device FG. This is at least one, through the field device housing 6 provide leading conductor connection of the field device FG. In 2 is a cable 12 that of, inside the electronics room 8th arranged electronics 9 of the field device FG in the terminal connection space 10 and from there through the field device housing 6 through to the outside, shown. In the wall of the field device housing 6 is a corresponding cable entry 14 provided by which the cable 12 is led to the outside. As in 2 through the curved lines of interruption 16 . 18 . 20 is implied, both within the field device housing 6 when also outside the same, other electrical cables, components, etc. on the cable 12 be connected. The cable 12 is unshielded in the present embodiment. The cable 12 and the cable gland 14 form part of a conductor connection 22 (here: cable connection) of the field device FG to the same power supply. The cable 12 gets through the wall of the field device housing 6 into one, within the field device housing 6 (here: inside the terminal compartment 10 ) arranged cable section 26 and into, outside the field device enclosure 6 arranged cable section 28 divided. The field device housing 6 is liquid-tight and airtight according to Ex-protection requirements. It forms a closed space within it. So in the field of cable entry 14 no leakage occurs, this is sealed accordingly.

Innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 (hier: in dem Klemmenanschlussraum 10) ist eine Sende- und Empfangseinheit 24 vorgesehen. Die Sende- und Empfangseinheit 24 weist einen RF-Chip (engl.: radio-frequency-chip; deutsch: Radiofrequenz-Chip) 30 auf, der über einen Kondensator 32 an den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 26 angekoppelt ist. Der RF-Chip 30 bildet eine Sende- und/oder Empfangselektronik, die derart ausgebildet ist, dass sie zum Senden von Daten entsprechende digitale Daten als Eingang erhält, diese entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie (insbesondere dem jeweiligen, drahtlosen Feldbus-Protokoll) in ein entsprechendes, elektromagnetisches Signal wandelt (bzw. moduliert) und dieses elektromagnetische Signal ausgibt. Bei der dargestellten Ausführungsform erhält der RF-Chip 30 die digitalen Daten von einem Mikroprozessor 34 der Sende- und Empfangseinheit 24. Der Mikroprozessor 34 steht dabei mit der, innerhalb des Elektronik-Raums 8 angeordneten Elektronik 9 in Signal- bzw. Kommunikationsverbindung. Das, von dem RF-Chip 30 ausgegebene, drahtgebundene, elektromagnetische Signal wird über den Kondensator 32 in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 26 des Kabels 12 eingekoppelt. Das elektromagnetische Signal wird drahtgebunden über das Kabel 12 nach außen (d. h. außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6) geleitet. Über den, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 28 des Kabels 12, der die Funktion einer Antenne ausübt, werden die elektromagnetischen Signale als entsprechende Funksignale abgestrahlt.Within the field device housing 6 (here: in the terminal compartment 10 ) is a transmitting and receiving unit 24 intended. The transmitting and receiving unit 24 has an RF chip (English: radio-frequency chip) 30 up, over a capacitor 32 at, within the field device housing 6 arranged cable section 26 is coupled. The RF chip 30 forms a transmitting and / or receiving electronics, which is designed such that it receives for transmitting data corresponding digital data as an input, this according to the respective wireless communication technology (in particular the respective wireless fieldbus protocol) into a corresponding electromagnetic signal converts (or modulates) and outputs this electromagnetic signal. In the illustrated embodiment, the RF chip is replaced 30 the digital data from a microprocessor 34 the transmitting and receiving unit 24 , The microprocessor 34 stands with the, within the electronics room 8th arranged electronics 9 in signal or communication connection. That, from the RF chip 30 output, wired, electromagnetic signal is transmitted through the capacitor 32 in, within the field device housing 6 arranged cable section 26 of the cable 12 coupled. The electromagnetic signal is wired through the cable 12 to the outside (ie outside of the field device housing 6 ). About, outside the field device enclosure 6 arranged cable section 28 of the cable 12 acting as an antenna, the electromagnetic signals are radiated as corresponding radio signals.

Ferner können über den, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordnete Kabelabschnitt 28 des Kabels 12 Funksignale empfangen werden. Entsprechende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale werden dann drahtgebunden über das Kabel 12 nach innen (d. h. innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6) geleitet. Diese drahtgebundenen, elektromagnetischen Signale, die an dem innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 26 des Kabels 12 auftreten, werden dann durch den RF-Chip 30 über den Kondensator 32 ausgelesen. Die ausgelesenen, elektromagnetischen Signale werden durch den RF-Chip 30 entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie (insbesondere dem jeweiligen, drahtlosen Feldbus-Protokoll) in entsprechende digitale Daten gewandelt und an den Mikroprozessor 34 ausgegeben. Der Mikroprozessor 34 kann die empfangenen, digitalen Daten, gegebenenfalls in weiterverarbeiteter Form, beispielsweise an die, in dem Elektronik-Raum 8 angeordnete Elektronik 9 ausgeben.Furthermore, via the, outside the field device housing 6 arranged cable section 28 of the cable 12 Radio signals are received. Corresponding wired electromagnetic signals are then wired through the cable 12 inside (ie within the field device housing 6 ). These wired electromagnetic signals are connected to the inside of the field device housing 6 arranged cable section 26 of the cable 12 then occur through the RF chip 30 over the capacitor 32 read. The read electromagnetic signals are transmitted through the RF chip 30 according to the respective wireless communication technology (in particular the respective wireless fieldbus protocol) converted into corresponding digital data and to the microprocessor 34 output. The microprocessor 34 can the received digital data, optionally in a further processed form, for example, to, in the electronics room 8th arranged electronics 9 output.

In 2 ist ferner eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, wobei die Bauteile, die zusätzlich gegenüber der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, in gestrichelten Linien dargestellt sind. Nachfolgend werden nur die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform erläutert. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform weist das Feldgerät außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 ein separat als Antenne ausgebildetes Bauteil 36 auf. Das Antennen-Bauteil 36 ist leitend mit dem, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 28 des Kabels 12 verbunden (bzw. an diesem angeschlossen). Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform erfolgt das Abstrahlen und das Empfangen von Funksignalen (vollständig oder zumindest überwiegend) durch das Antennen-Bauteil 36 und nicht (oder nur in geringerem Ausmaß) durch den, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 28 des Kabels 12. Das Antennen-Bauteil 36 führt neben dem Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen keine weiteren Funktionen in Bezug auf das Feldgerät FG aus.In 2 Furthermore, a second embodiment of the present invention is shown schematically, wherein the components, which are additionally provided over the first embodiment, are shown in dashed lines. Hereinafter, only the differences from the first embodiment will be explained. In contrast to the first embodiment, the field device outside the field device housing 6 a separately formed as an antenna component 36 on. The antenna component 36 is conductive with, outside the field device housing 6 arranged cable section 28 of the cable 12 connected (or connected to). In contrast to the first embodiment, the radiation and the reception of radio signals (completely or at least predominantly) takes place through the antenna component 36 and not (or only to a lesser extent) through, outside of the field device housing 6 arranged cable section 28 of the cable 12 , The antenna component 36 In addition to emitting and / or receiving radio signals, it does not perform any further functions with respect to the field device FG.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die, unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere ist nicht zwingend erforderlich, dass eine Elektronik des Feldgerätes in einem separaten Elektronik-Raum untergebracht ist. Ferner ist nicht zwingend, dass die Sende- und Empfangseinheit einen, ihr zugeordneten Mikroprozessor aufweist. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, dass sie die digitalen Daten direkt von einer entsprechend ausgebildeten. Elektronik (beispielsweise einer zentralen Steuereinheit) des Feldgerätes, die gegebenenfalls in einem separaten Elektronik-Raum untergebracht sein kann, erhält.The present invention is not limited to the embodiments explained with reference to the figures. In particular, it is not mandatory that an electronics of the field device is housed in a separate electronics room. Furthermore, it is not mandatory for the transmitting and receiving unit to have a microprocessor assigned to it. Rather, it can also be provided that the digital data directly from an appropriately trained. Electronics (for example, a central control unit) of the field device, which may optionally be housed in a separate electronics room receives.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • IEEE 802.15.1 [0023] IEEE 802.15.1 [0023]
  • Standard der IEEE 802.11-Familie [0023] Standard of the IEEE 802.11 Family [0023]
  • IEEE 802.15.4 [0023] IEEE 802.15.4 [0023]

Claims (15)

Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, insbesondere Sensor und/oder Aktor, aufweisend: ein Feldgerät-Gehäuse (6), eine, durch das Feldgerät-Gehäuse (6) hindurchführende Leiteranbindung (22) des Feldgerätes (FG) zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung, gekennzeichnet durch eine, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete Sende- und/oder Empfangselektronik (30), die derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) angekoppelt und derart ausgebildet ist, dass durch diese zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes (FG) A) elektromagnetische Signale in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) einkoppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) nach außen leitbar sind und als Funksignale über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundene Antenne (2; 28; 36) abstrahlbar sind und/oder B) an dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar sind, so dass über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundene Antenne (2; 28; 36) Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) leitbar und aus diesem auslesbar sind.Field device of the process automation technology, in particular sensor and / or actuator, comprising: a field device housing ( 6 ), one, through the field device housing ( 6 ) conductor connection ( 22 ) of the field device (FG) for power supply, grounding and / or wired signal transmission, characterized by a, within the field device housing ( 6 ) arranged transmitting and / or receiving electronics ( 30 ), which in such a way, within the field device housing ( 6 ) arranged portion ( 26 ) of the conductor connection ( 22 ) is coupled and is designed in such a way that, by means of these, for the realization of a wireless communication of the field device (FG) A), electromagnetic signals are emitted in the field device (within the field device housing). 6 ) arranged portion ( 26 ) of the conductor connection ( 22 ) can be coupled, so that the electromagnetic signals are wired via the conductor connection ( 22 ) are routable to the outside and as radio signals via, outside the field device housing ( 6 ) and with the conductor connection ( 22 ) at least in use connected antenna ( 2 ; 28 ; 36 ) are radiatable and / or B) to which, within the field device housing ( 6 ) arranged portion ( 26 ) of the conductor connection ( 22 ), wireline, electromagnetic signals are readable, so that via a, outside of the field device housing ( 6 ) and with the conductor connection ( 22 ) at least in use connected antenna ( 2 ; 28 ; 36 ) Radio signals and corresponding, electromagnetic signals wired via the conductor connection ( 22 ) in, within the field device housing ( 6 ) arranged portion ( 26 ) of the conductor connection ( 22 ) are conductive and readable from this. Feldgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne durch einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundenen Kabelabschnitt (28) gebildet wird, über den im Einsatz eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes (FG) erfolgt.Field device according to claim 1, characterized in that the antenna is passed through a, outside the field device housing ( 6 ) and with the conductor connection ( 22 ) at least in use connected cable section ( 28 ) is formed, via which in use a power supply, grounding and / or wired signal transmission of the field device (FG) takes place. Feldgerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelabschnitt (28) durch ein ungeschirmtes Kabel gebildet wird.Field device according to claim 2, characterized in that the cable section ( 28 ) is formed by an unshielded cable. Feldgerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelabschnitt eine Schirmung aufweist und dass die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen über diese Schirmung erfolgt.Field device according to claim 2, characterized in that the cable section has a shield and that the radiation and / or the reception of radio signals via this shield. Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abstrahlbaren und/oder empfangbaren Funksignale ein Frequenzband von mehr als 800 MHz, insbesondere von mehr als 2 GHz, aufweisen.Field device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiatable and / or receivable radio signals have a frequency band of more than 800 MHz, in particular more than 2 GHz. Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (FG), insbesondere die Sende- und/oder Empfangselektronik (30), für die Durchführung einer lokalen, drahtlosen Kommunikation, insbesondere einer drahtlosen Kommunikation mit Reichweiten von maximal 500 Metern, ausgelegt ist.Field device according to one of the preceding claims, characterized in that the field device (FG), in particular the transmitting and / or receiving electronics ( 30 ), for the implementation of a local, wireless communication, in particular a wireless communication with ranges of a maximum of 500 meters, is designed. Feldgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelabschnitt (28) eine Länge von mindestens der Hälfte der Wellenlänge des Frequenzbandes der abstrahlbaren und/oder empfangbaren Funksignale aufweist.Field device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the cable section ( 28 ) has a length of at least half the wavelength of the frequency band of the radiatable and / or receivable radio signals. Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) zur drahtlosen Kommunikation gemäß mindestens einem drahtlosen Feldbus-Protokoll ausgebildet ist.Field device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting and / or receiving electronics ( 30 ) is designed for wireless communication according to at least one wireless fieldbus protocol. Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) zur drahtlosen Kommunikation gemäß mindestens einer der nachfolgenden, drahtlosen Kommunikationstechnologien ausgebildet ist: i) Bluetooth, ii) WLAN (engl.: Wireless Local Area Network; deutsch: drahtloses, lokales Netzwerk), iii) ZigBee, und/oder iv) Wireless USB (engl.: Wireless Universal Serial Bus; deutsch: drahtloses, universelles, serielles Bussystem).Field device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting and / or receiving electronics ( 30 ) is designed for wireless communication according to at least one of the following wireless communication technologies: i) Bluetooth, ii) WLAN (English: wireless local area network), iii) ZigBee, and / or iv) Wireless USB (English: Wireless Universal Serial Bus; German: wireless, universal, serial bus system). Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) induktiv und/oder kapazitiv an den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) angekoppelt ist.Field device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting and / or receiving electronics ( 30 ) inductively and / or capacitively connected to, within the field device housing ( 6 ) arranged portion ( 26 ) of the conductor connection ( 22 ) is coupled. Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranbindung (22), an deren Abschnitt die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) angekoppelt ist, eine Leiteranbindung (22) zur Stromversorgung des Feldgerätes (FG) bildet.Field device according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor connection ( 22 ), at whose section the transmitting and / or receiving electronics ( 30 ), a conductor connection ( 22 ) to the power supply of the field device (FG) forms. Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranbindung, an deren Abschnitt die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, eine Leiteranbindung zur drahtgebundenen Signalübertragung des Feldgerätes bildet.Field device according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor connection, at the portion of the transmitting and / or receiving electronics is coupled, forms a conductor connection for wired signal transmission of the field device. Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät-Gehäuse (6) flüssigkeitsdicht und/oder luftdicht ausgebildet ist.Field device according to one of the preceding claims, characterized in that the Field device housing ( 6 ) is formed liquid-tight and / or airtight. Verwendung einer Leiteranbindung (22) in einem Feldgerät (FG), insbesondere in einem Sensor und/oder Aktor, zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen im Rahmen einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes (FG), wobei die Leiteranbindung (22) zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung des Feldgerätes (FG) ausgebildet ist und durch ein Feldgerät-Gehäuse (6) des Feldgerätes (FG) hindurchfährt, und wobei mit der Leiteranbindung (22) eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete Antenne (2; 28; 36), insbesondere ein außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneter Kabelabschnitt (28), über den im Einsatz eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes (FG) erfolgt, verbindbar oder verbunden ist.Use of a conductor connection ( 22 ) in a field device (FG), in particular in a sensor and / or actuator, for transmitting and / or receiving radio signals as part of a wireless communication of the field device (FG), wherein the conductor connection ( 22 ) for the power supply, grounding and / or wired signal transmission of the field device (FG) is formed and by a field device housing ( 6 ) of the field device (FG) passes through, and wherein with the conductor connection ( 22 ) one, outside the field device housing ( 6 ) arranged antenna ( 2 ; 28 ; 36 ), in particular an outside of the field device housing ( 6 ) arranged cable section ( 28 ), via which in use a power supply, grounding and / or wired signal transmission of the field device (FG) is carried out, connected or connected. Verwendung gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Sende- und/oder Empfangselektronik (30), die innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnet ist und die derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung (22) angekoppelt und derart ausgebildet ist, dass durch diese zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes (FG) A) elektromagnetische Signale in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) einkoppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) nach außen leitbar sind und als Funksignale über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundene Antenne (2; 28; 36) abstrahlbar sind und/oder B) an dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar sind, so dass über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundene Antenne (2; 28; 36) Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) leitbar und aus diesem auslesbar sind.Use according to claim 14, characterized by a transmitting and / or receiving electronics ( 30 ) within the field device housing ( 6 ) and which are connected to one, within the field device housing ( 6 ) arranged portion of the conductor connection ( 22 ) is coupled and is designed in such a way that, by means of these, for the realization of a wireless communication of the field device (FG) A), electromagnetic signals are emitted in the field device (within the field device housing). 6 ) arranged portion ( 26 ) of the conductor connection ( 22 ) can be coupled, so that the electromagnetic signals are wired via the conductor connection ( 22 ) are routable to the outside and as radio signals via, outside the field device housing ( 6 ) and with the conductor connection ( 22 ) at least in use connected antenna ( 2 ; 28 ; 36 ) are radiatable and / or B) to which, within the field device housing ( 6 ) arranged portion ( 26 ) of the conductor connection ( 22 ) occurring, wired electromagnetic signals are readable, so that over, outside of the field device housing ( 6 ) and with the conductor connection ( 22 ) at least in use connected antenna ( 2 ; 28 ; 36 ) Radio signals and corresponding, electromagnetic signals wired via the conductor connection ( 22 ) in, within the field device housing ( 6 ) arranged portion ( 26 ) of the conductor connection ( 22 ) are conductive and readable from this.
DE201010043031 2010-10-28 2010-10-28 Field device e.g. sensor for e.g. level measuring device, has antenna that is connected to conductor attachment structure, so that radio signal corresponding to electromagnetic signal is received over conductor attachment structure Withdrawn DE102010043031A1 (en)

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