DE102017107535A1 - Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik - Google Patents

Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik Download PDF

Info

Publication number
DE102017107535A1
DE102017107535A1 DE102017107535.6A DE102017107535A DE102017107535A1 DE 102017107535 A1 DE102017107535 A1 DE 102017107535A1 DE 102017107535 A DE102017107535 A DE 102017107535A DE 102017107535 A1 DE102017107535 A1 DE 102017107535A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
field device
ethernet
connection
power over
over ethernet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017107535.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Tobias Paul
Harald Schäuble
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Priority to DE102017107535.6A priority Critical patent/DE102017107535A1/de
Priority to PCT/EP2018/054928 priority patent/WO2018184766A1/de
Publication of DE102017107535A1 publication Critical patent/DE102017107535A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/02Details
    • H04L12/10Current supply arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/40006Architecture of a communication node
    • H04L12/40045Details regarding the feeding of energy to the node from the bus
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L2012/40208Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40221Profibus
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L2012/4026Bus for use in automation systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik umfassend:- ein Feldgerätegehäuse (61);- ein Sensor und/oder Aktor (62) zum Bestimmen und/oder Stellen einer Prozessgröße;- einen am Feldgerätegehäuse angeordneten Ethernetanschluss (63) zum Anschließen des Feldgerätes an ein Ethernet-basiertes Netzwerk (70), so dass das Feldgerät über den Ethernetanschluss mit Energie versorgbar ist und Daten mit dem Netzwerk austauschen kann;- zumindest einen am Feldgerätegehäuse (61) angeordneten weiteren speisenden Feldgeräteanschluss (64) zum Anschließen zumindest eines weiteren Feldgerätes (20, 30),- eine Feldgeräteelektronik (65) die dazu eingerichtet ist, den zumindest einen weiteren Feldgeräteanschluss (64) mit Energie zu versorgen, so dass ein an dem weiteren Feldgeräteanschluss (64) angeschlossenes weiteres Feldgerät (20, 30) mit Energie versorgbar ist und ferner dazu eingerichtet ist, Daten mit dem weiteren Feldgerät (20, 30) auszutauschen, so dass Daten zwischen dem Ethernet-basierten Netzwerk und dem an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossenen weiteren Feldgerät kommunizierbar sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik sowie ein System der Automatisierungstechnik.
  • In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen an einer Messstelle, in einer Automatisierungsanlage, dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also insbesondere auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.
  • Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
  • Power over Ethernet (im Folgenden auch: PoE) bezeichnet eine Möglichkeit mit der netzwerkfähige Geräte über das Ethernetkabel auch mit Leistung versorgt werden. Hierzu wurde der Standard IEEE 802.3-2015 im Februar 2015 veröffentlicht, in den auch der im Juli 2003 veröffentlichte Standard IEEE 802.3af komplett einfloss.
  • Zunehmend findet Power over Ethernet auch Verwendung in der Automatisierungstechnik, insbesondere bei den zuvor beschriebenen Feldgeräten.
  • Nichtsdestotrotz sind heutzutage in einer Vielzahl der bestehenden Automatisierungsanlagen noch Zwei- bzw. Vierleiterfeldgeräte, die über eine Zwei- bzw. Vierleiterverdrahtungen miteinander und zu mindestens einer übergeordneten Einheit, bspw. eine Steuereinheit SPS, verbunden sind, gängig. Die aus dem Stand der Technik bekannten Zwei- bzw. Vierleiterfeldgeräte sind derartig ausgebildet, dass der Messwert analog über die Zweileiterverdrahtung bzw. die Zweidrahtleitung kommuniziert, d.h. übertragen, wird. Die Übertragung basiert hierbei für gewöhnlich auf dem 4 bis 20 mA Standard. Daneben findet sich in den bestehenden Automatisierungsanlagen auch noch eine Vielzahl von busgespeisten Feldgeräten, die über einen in der Automatisierungstechnik gängigen Feldbus miteinander und zu mindestens einer übergeordneten Einheit verbunden sind. Die aus dem Stand der Technik bekannten busgespeiste Feldgeräte sind derartig ausgebildet, dass der Messwert digital über den Feldbus kommuniziert wird.
  • Da für gewöhnlich die Verdrahtung einer solchen Automatisierungsanlage, insbesondere in dem Fall, dass von Zwei- bzw. Vierleiterfeldgeräten oder busgespeisten Feldgeräten auf Power over Ethernet basierten Feldgeräte umgestellt werden soll, ein wesentlicher Kostenpunkt ist, ist es wünschenswert, dass ein hoher Verkabelungsaufwand vermieden wird.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mittels derer bestehende Automatisierungsanlagen mit einem möglichst geringen Verkabelungsaufwand auf Pover over Ethernet-basierte Feldgeräte umgerüstet werden können.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik gelöst, aufweisend:
    • - ein Feldgerätegehäuse;
    • - ein Sensor und/oder Aktor zum Bestimmen und/oder Stellen einer Prozessgröße;
    • - einen am Feldgerätegehäuse angeordneten Ethernetanschluss zum Anschließen des Feldgerätes an ein Ethernet-basiertes Netzwerk, so dass das Feldgerät über den Ethernetanschluss mit Energie versorgbar ist und Daten mit dem Netzwerk austauschen kann;
    • - zumindest einen am Feldgerätegehäuse angeordneten weiteren speisenden Feldgeräteanschluss zum Anschließen zumindest eines weiteren Feldgerätes,
    • - eine Feldgeräteelektronik die dazu eingerichtet ist, den zumindest einen weiteren Feldgeräteanschluss mit Energie zu versorgen, so dass ein an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossenes weiteres Feldgerät mit Energie versorgbar ist und ferner dazu eingerichtet ist, Daten mit dem weiteren Feldgerät auszutauschen, so dass Daten zwischen dem Ethernet-basierten Netzwerk und dem an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossenen weiteren Feldgerät kommunizierbar sind.
  • Erfindungsgemäß wird sich zu Nutze gemacht, dass bei der Speisung eines Feldgerätes an einer Messstelle mittels Power-Over-Ethernet bereits in der kleinsten Klasse eine Leistung von 3,84W am Endgerät, also dem Feldgerät, zur Verfügung steht. Diese Leistung wird von dem Feldgerät der Messstelle nicht komplett selbst benötigt, so dass es erfindungsgemäß möglich ist, zumindest ein weiteres Feldgerät, welches an dem mittels Power Over Ethernet gespeisten Feldgerät entsprechend angeschlossen ist, mit Energie zu versorgen. Das Power Over Ethernet basierte Feldgerät ist erfindungsgemäß dabei derartig eingerichtet, dass es Daten, insbesondere Messwerte, mit dem angeschlossenen Feldgerät kommuniziert, diese verarbeiten und entsprechend weiterreichen kann. Auf diese Weise kann ohne große Initialkosten und mit minimalem Verdrahtungsaufwand eine schrittweise Umrüstung der bestehenden Automatisierungsanlagen auf Power over Ethernet erfolgen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zumindest eine weitere Feldgeräteanschluss dazu eingerichtet ist, dass als weiteres Feldgerät zumindest ein Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, anschließbar ist und die Feldgeräteelektronik ferner dazu eingerichtet ist, dass das zumindest eine an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossene Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, mit Energie versorgbar ist und dass Daten zwischen dem Ethernet-basierten Netzwerk und dem zumindest einem Feldgerät kommunizierbar sind. Insbesondere kann die Weiterbildung vorsehen, dass die Feldgeräteelektronik ferner dazu eingerichtet ist, dass das zumindest eine Feldgeräte, welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, den zumindest einen Messwerte gemäß einer der nachfolgenden Protokolle übertragen kann:
    • - einem HART Protokoll, welches vorzugsweise einen Multidrop Modus vorsieht,
    • - einem Profibus PA Protokoll, oder
    • - einem Foundation Fieldbus (kurz: FF) Protokoll.
  • Ein alternative Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zumindest eine weitere Feldgeräteanschluss dazu eingerichtet ist, dass als weiteres Feldgerät ein Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert analog zu übertragen, anschließbar ist und die Feldgeräteelektronik ferner dazu eingerichtet ist, dass das an dem weiteren Feldgeräteanschluss anschließbare Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert analog zu übertragen, gemäß einem analogen 4 bis 20-mA Standard mit Energie versorgbar ist und dass Daten mit dem an dem weiteren Feldgeräteanschluss anschließbaren Feldgerät gemäß des 4 bis 20-mA Standards kommunizierbar sind.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenfalls durch ein System der Automatisierungstechnik gelöst, umfassend eine Automatisierungsanlage mit wenigstens:
    • - einem Ethernet-basierten Netzwerk;
    • - einem Power over Ethernet-basierten Feldgerät gemäß einer zuvor beschriebenen Ausgestaltung;
    • - einem Power over Ethernetkabel, welches das Ethernet-basierte Netzwerk mit dem Power over Ethernet-basierten Feldgerät über den Ethernetanschluss verbindet; und
    • - zumindest einem weiteren nicht Power over Ethernet-basierten Feldgerät, wobei das weitere Feldgerät an dem weiteren speisenden Feldgeräteanschluss des Power over Ethernet-basierten Feldgerätes angeschlossen ist, so dass der weitere speisende Feldgeräteanschluss das weitere Feldgerät mit Energie versorgt und ferner dazu dient, dass das weitere nicht Power over Ethernet-basierte Feldgerät Daten mit dem Ethernet-basierten Netzwerk über das Power over Ethernet-basierte Feldgerät kommunizieren kann.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Systems sieht vor, dass das zumindest eine weitere Feldgerät als ein Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, ausgebildet ist und das System ferner einen Feldbus umfasst, der zumindest das Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, mit dem weiteren speisenden Feldgeräteanschluss des Power over Ethernet-basierten Feldgerätes verbindet, wobei die Feldgeräteelektronik ferner dazu eingerichtet ist, dass an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossene Feldgerät mit Energie zu versorgen und Daten mit dem an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossenen Feldgerät über den Feldbus gemäß eines Busprotokolles zu kommunizieren. Vorzugsweise kann die Weiterbildung ferner mehrere Feldgeräte umfassen, welche jeweils dazu eingerichtet sind, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, die über den Feldbus mit dem Power over Ethernet-basierten Feldgerät verbunden sind, wobei die Feldgeräteelektronik ferner dazu eingerichtet ist, die mehreren Feldgeräte mit Energie zu versorgen und Daten mit den mehreren weiteren Feldgeräten gemäß des Busprotokolles zu kommunizieren. Ganz besonders bevorzugt kann die Weiterbildung vorsehen, dass der Feldbus als ein HART-Feldbus, ein Profibus PA oder ein FF ausgebildet ist und das weitere Feldgerät bzw. die weiteren Feldgeräte dazu eingerichtet ist bzw. sind, den zumindest einen Messwert entsprechend dem ausgebildeten Feldbus zu übertragen.
  • Eine alternative Weiterbildung hierzu kann vorsehen, dass das weitere Feldgerät als ein Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert analog zu übertragen, ausgebildet ist und das System ferner eine Zweileiterverbindung umfasst, die das weitere Feldgerät mit dem weiteren speisenden Feldgeräteanschluss des Power over Ethernet-basierten Feldgerätes verbindet, wobei die Feldgeräteelektronik ferner dazu eingerichtet ist, das an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossene Feldgerät über die Zweileiterverbindung gemäß einem 4 bis 20-mA Standard mit Energie zu versorgen und Daten mit dem weiteren Feldgerät gemäß des 4 bis 20-mA Standards zu kommunizieren.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung kann vorsehen, dass die Automatisierungsanlage einen explosionsgefährdeten Bereich und einen nicht explosionsgefährdeten Bereich aufweist, wobei das Power over Ethernet-basierten Feldgerät in dem nicht explosionsgefährdeten Bereich und das zumindest eine weitere nicht Power over Ethernet-basierte Feldgerät, welches über den Feldgeräteanschluss des Power over Ethernet-basierten Feldgerätes gespeist wird, in dem explosionsgefährdeten Bereich angeordnet ist.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
    • 1a: exemplarisch eine aus dem Stand der Technik bekannte Automatisierungsanlage, bei der die Feldgeräte der einzelnen Messstellen jeweils über eine Zweidrahtleitung mit einer übergeordneten Einheit verbunden sind,
    • 1b: exemplarisch eine aus dem Stand der Technik bekannte Automatisierungsanlage, bei der die Feldgeräte der einzelnen Messstellen über eine Feldbus mit einer übergeordneten Einheit verbunden sind,
    • 2a: exemplarisch einen Aufbau einer Automatisierungsanlage mit Power over Ethernet-basierten Feldgeräten,
    • 2b: exemplarisch einen Aufbau einer Automatisierungsanlage mit Ethernet-basierten Feldgeräten, die über jeweils eine eigene Energieversorgungseinheit mit Energie versorgt werden,
    • 3: eine schematische Darstellung eines erstes Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Power over Ethernet-basierten Feldgerätes, und
    • 4: eine Automatisierungsanlage mit einem explosionsgefährdeten und einem nicht explosionsgefährdeten Bereich in dem das erfindungsgemäße Power over Ethernet-basierte Feldgerät bevorzugt einsetzbar ist.
  • 1a zeigt exemplarisch eine aus dem Stand der Technik bekannte Automatisierungsanlage, bei der die Feldgeräte 20 bzw. 30 der einzelnen Messstellen über eine Zweidrahtleitung 21 mit einer übergeordneten Einheit 10, bspw. eine speicherprogrammierbare Steuerung (kurz: SPS), verbunden sind. Beispielsweise kann sich die gezeigte Automatisierungsanlage auf das Messen bzw. Überwachen eines Füllstandes eines Tankes beziehen und umfasst hierfür zwei Zweileiterfeldgeräte 20, wobei das erste Zweileiterfeldgerät 20 den Füllstand mittels Radar und das zweite Feldgerät 20 die Temperatur des Mediums, um ein Normalvolumen zu berechnen, misst. Gemäß der aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen werden hierfür die beiden Zweileiterfeldgeräte 20 über jeweils eine Zweidrahtleitung 21 mit der SPS 10 verbunden, umso sowohl Daten, insbesondere den Messwert, zu übertragen als auch mit Energie versorgt zu werden. Die Zweileiterfeldgeräte 20 sind zur Kommunikation der Daten derartig ausgebildet, dass diese die Daten in ein analoges Stromsignal, bspw. dem in der Automatisierungstechnik gängigen analogen 4 ... 20 mA Stromsignal, wandeln und umgekehrt. Die Kommunikation zwischen den Zweileiterfeldgeräten 20 und der SPS 10 erfolgt dann über das analoge 4 ... 20 mA Stromsignal.
  • Bei der HART-Spezifikation (Abk. für „Highway Addressable Remote Transducer“), welche ebenfalls im Stand der Technik bekannt ist und welche auf der zuvor beschriebenen Technologie basiert, werden die Daten durch Frequenzumtastung (engl.: Frequency Shift Keying, FSK) übertragen, indem dem niederfrequenten analogen Stromsignal eine hochfrequente Schwingung überlagert wird. Hierbei wird eine digitale „1“ mit einer spezifischen Frequenz von 1,2 kHz und eine digitale „0“ mit einer spezifischen Frequenz von 2,2 kHz dargestellt. HART lässt somit eine digitale Kommunikation über die Zweileiterverbindung zu, wobei jedes Feldgerät 30 über jeweils eine Zweileiterverbindung 21 mit der übergeordneten Einheit 10 verbunden ist. Daneben lässt HART aber auch eine digitale Kommunikation mehrere Feldgeräte 30 über einen gemeinsamen Datenbus bzw. Feldbus 31 zu. 1b zeigt exemplarisch einen solchen Aufbau einer Automatisierungsanlage, bei der die Feldgeräte 30 der einzelnen Messstellen über eine gemeinsamen Feldbus 31 mit der übergeordneten Einheit 10 verbunden sind. Hierbei sieht die HART-Spezifikation einen sogenannten Multidrop-Betrieb vor. Im Multidrop-Betrieb stellt die übergeordnete Einheit 10, bspw. die Steuereinheit, den Strom zum Betreiben der an den Feldbus 31 angeschlossenen Feldgeräte 30 zur Verfügung, indem es einen Strom von 4 mA auf dem Feldbus 31 zur Speisung einprägt und jedes parallel an den Feldbus angeschlossene Feldgerät 30 ist derartig eingerichtet, dass es Daten mit ca. +/- 0,5 mA auf den eingeprägten Strom zur HART-Kommunikation aufmoduliert.
  • Neben der HART-Spezifikation gibt es aber auch noch andere im Stand der Technik bekannte Feldbus-Spezifikationen, gemäß derer eine Kommunikation der Feldgeräte in einer Automatisierungsanlage über einen einzigen Feldbus 31 realisiert sein können. So können die Feldgeräte bspw. auch gemäß dem Profibus-Standard, insbesondere Profibus PA/FF, Daten kommunizieren. Der prinzipielle Aufbau einer entsprechenden Automatisierungsanlage entspricht im Wesentlichen dem in 1b dargestellten Aufbau.
  • 2a zeigt exemplarisch einen prinzipiellen Aufbau einer Automatisierungsanlage mit Power over Ethernet-basierten Feldgeräten. Hierbei müssen alle eingesetzten Feldgeräte 40 mit der übergeordneten Einheit 10, bspw. ein PoE-Switch, jeweils über ein entsprechendes PoE-Kabel 41 verbunden sein, da Power over Ethernet keine Kaskadierung zulässt. Über das PoE-Kabel wird jedes angebundene PoE-basierte Feldgerät 40 mit Energie versorgt und kann seine Daten gemäß dem Ethernet Standard kommunizieren.
  • Wie bereits eingangs beschrieben, führt dies bei der Umstellung von bereits bestehenden Automatisierungsanlagen mit Zweileiterfeldgeräten, die ihre Daten analog übertragen, oder mit busgespeisten Feldgeräten, die ihre Daten digital, bspw. über HART, HART-Multidrop oder auch Profibus PA/FF, übertragen, zu einem erheblichen Mehraufwand hinsichtlich Verkabelung und/oder Kosten. So müssen bei der Umrüstung von Automatisierungsanlagen mit Feldgeräten, die Daten digital über einen Feldbus übertragen, wie dies exemplarisch in 1b dargestellt ist, Ethernet-basierte Feldgeräte 50 mit Switching-Funktionalität ohne Power over Ethernet eingesetzt werden, die jeweils eine eigenständige Energieversorgung 52, bspw. ein Netzteil, benötigen (2b). Hierbei wäre also ein hoher zusätzlicher Aufwand beim Wechsel auf Power over Ethernet nötig, weil eine neue Verdrahtung zur Speisung der Feldgeräte installiert werden müsste.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Power over Ethernet-basierten Feldgerätes 60. Das Feldgerät 60 weist ein Feldgerätegehäuse 61, je nach Ausgestaltung ein Sensor und/oder ein Aktor 62, ein Ethernetanschluss 63, welcher an dem Feldgerätegehäuse 61 angeordnet ist und eine Feldgeräteelektronik 65, welche den Sensor und/oder Aktor 62 ansteuert und die durch das Feldgerät 60 zur Verfügung gestellte Funktionalität regelt, auf. Ferner weist das Feldgerät 60 erfindungsgemäß zumindest einen weiteren Feldgeräteanschluss 64, welcher ebenfalls an dem Feldgerätegehäuse 61 angeordnet ist, auf. Der zumindest eine weitere Feldgeräteanschluss ist derartig ausgebildet und mit der Feldgeräteelektronik verbunden, dass ein an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossenes weiteres Feldgerät 20 bzw. 30 mit Energie versorgbar ist.
  • Die Feldgeräteelektronik 65 des erfindungsgemäßen Feldgerätes ist hierfür derartig eingerichtet, dass die Energie die in dem PoE-basierten Feldgerät 60 über den Ethernetanschluss 63 bereitgestellt wird, teilweise auch dem zumindest einen weiteren Feldgerät 20 bzw. 30 zur Verfügung steht, wenn es an dem weiteren Feldgeräteanschluss 64 angeschlossen ist. Ferner ist die Feldgeräteelektronik 65 dazu eingerichtet, dass Daten zwischen dem Ethernetanschluss 63 des PoE-basierten Feldgerätes 60 und dem zumindest einen an dem weiteren Feldgeräteanschluss 64 angeschlossenen Feldgerät 20 bzw. 30 kommunizierbar sind, so dass das PoE-basierte Feldgerät quasi als Vermittlungsstation agiert.
  • Durch den zumindest einen weiteren Feldgeräteanschluss 64 kann entweder ein gewöhnliches Zweileiterfeldgerät 20, wie es in 1a dargestellt und entsprechend beschrieben ist, oder ein busgespeistes Feldgerät 30, wie es in 1b dargestellt und entsprechend beschrieben ist, angeschlossen werden. Ferner können an dem weiteren Feldgeräteanschluss 64 auch eine Reihe von busgespeisten Feldgeräte 30 angeschlossen werden, so dass in Abhängigkeit davon, wie viel Energie schlussendlich in dem PoE-basierten Feldgerät 60 noch zur Verfügung steht, ein gesamter Feldgerätezweig einer bereits bestehenden Automatisierungsanlage anbindbar ist. In diesem Fall ist die Feldgeräteelektronik 65 dazu eingerichtet, dass die in Reihe angebundenen busgespeisten Feldgeräte 30 ihre jeweiligen Daten über einen entsprechenden Ethernet-Tunnel mit dem PoE-basierten Feldgerät 60 kommunizieren können. Auf diese Weise ist der Implementierungsaufwand auf Systemebene bzw. Feldgeräteebene minimal und die schrittweise Umrüstung einer bestehenden Automatisierungsanlage mit busgespeisten Feldgeräten kann zusätzlich erleichtert werden.
  • Darüber hinaus kann aber auch vorgesehen sein, dass das PoE-basierte Feldgerät 60 mehrere weitere Feldgeräteanschlüsse 64 aufweist, die an dem Feldgerätegehäuse 61 angeordnet sind, so dass mehrere weitere Feldgeräte 20 bzw. 30 anbindbar sind. Hierbei kann das PoE-basierte Feldgerät 60 derartig ausgebildet sein, dass sowohl mehrere weitere busgespeiste Feldgeräte 30 an den mehreren weiteren Feldgeräteanschlüssen 64 angeschlossen werden können oder dass an jedem weiteren Feldgeräteanschluss 64 jeweils ein weiteres Zweileiterfeldgerät 20 angeschlossen werden kann. Selbstverständlich kann das PoE-basierte Feldgerät 60 auch derartig ausgebildet sein, dass über jeweils unterschiedliche weitere Feldgeräteanschlüsse 64 sowohl busgespeiste Feldgeräte 30 als auch Zweileiterfeldgeräte 20 anschließbar sind.
  • Hinsichtlich der busgespeisten Feldgeräte 30 kommen insbesondere derartige Feldgeräte in Betracht, die ihre Daten gemäß dem HART-Protokoll, dem Profibus PA- oder FF-Protokoll übertragen.
  • Wie in 4 exemplarisch dargestellt, kann das erfindungsgemäße PoE-basierte Feldgerät insbesondere in Automatisierungsanlagen mit explosionsgefährdeten 80 und nicht explosionsgefährdeten Bereichen 90 eingesetzt werden. So kann das PoE-basierte Feldgerät 60 bspw. in dem nicht explosionsgefährdeten 90 Bereich angeordnet sein und über den zumindest einen weiteren Feldgeräteanschluss 64 kann zumindest ein weiteres Feldgerät in Form eines Zweileiterfeldgerätes 20 oder eines busgespeisten Feldgerätes 30, welches in dem explosionsgefährdeten Bereich 80 angeordnet ist, angeschlossen sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Leitwarte bzw. SPS
    20
    Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, einen Messwert analog zu übertragen
    21
    Zweileiterverbindung
    30
    Feldgerät, welches dazu eingerichtet ist, einen Messwert digital zu übertragen
    31
    Feldbus, insbesondere HART Multidrop, Profibus PA/FF
    40
    PoE-Feldgerät gemäß dem Stand der Technik
    41
    PoE-Kabel
    50
    Ethernet-Feldgerät gemäß dem Stand der Technik
    51
    Ethernet-Kabel
    52
    Netzteil
    60
    PoE-Feldgerät gemäß der Erfindung
    61
    Feldgerätegehäuse
    62
    Sensor und/oder Aktor
    63
    Ethernetanschluss
    64
    weiterer speisender Feldgeräteanschluss
    65
    Feldgeräteelektronik
    70
    Ethernet-basiertes Netzwerk
    80
    Explosionsgefährdeter Bereich
    90
    Nicht explosionsgefährdeter Bereich

Claims (10)

  1. Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik umfassend: - ein Feldgerätegehäuse (61); - ein Sensor und/oder Aktor (62) zum Bestimmen und/oder Stellen einer Prozessgröße; - einen am Feldgerätegehäuse angeordneten Ethernetanschluss (63) zum Anschließen des Feldgerätes an ein Ethernet-basiertes Netzwerk (70), so dass das Feldgerät über den Ethernetanschluss mit Energie versorgbar ist und Daten mit dem Netzwerk austauschen kann; - zumindest einen am Feldgerätegehäuse (61) angeordneten weiteren speisenden Feldgeräteanschluss (64) zum Anschließen zumindest eines weiteren Feldgerätes (20, 30), - eine Feldgeräteelektronik (65) die dazu eingerichtet ist, den zumindest einen weiteren Feldgeräteanschluss (64) mit Energie zu versorgen, so dass ein an dem weiteren Feldgeräteanschluss (64) angeschlossenes weiteres Feldgerät (20, 30) mit Energie versorgbar ist und ferner dazu eingerichtet ist, Daten mit dem weiteren Feldgerät (20, 30) auszutauschen, so dass Daten zwischen dem Ethernet-basierten Netzwerk und dem an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossenen weiteren Feldgerät kommunizierbar sind.
  2. Feldgerät nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine weitere Feldgeräteanschluss (64) dazu eingerichtet ist, dass als weiteres Feldgerät zumindest ein Feldgerät (30), welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, anschließbar ist und die Feldgeräteelektronik (65) ferner dazu eingerichtet ist, dass das zumindest eine an dem weiteren Feldgeräteanschluss (64) angeschlossene Feldgerät (30), welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, mit Energie versorgbar ist und dass Daten zwischen dem Ethernet-basierten Netzwerk (70) und dem zumindest einem Feldgerät (30) kommunizierbar sind.
  3. Feldgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Feldgeräteelektronik (65) ferner dazu eingerichtet ist, dass das zumindest eine Feldgeräte (30), welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, den zumindest einen Messwerte gemäß einer der nachfolgenden Protokolle übertragen kann: - einem HART Protokoll, welches vorzugsweise einen Multidrop Modus vorsieht, - einem Profibus PA Protokoll, oder - einem FF Protokoll.
  4. Feldgerät nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine weitere Feldgeräteanschluss (64) dazu eingerichtet ist, dass als weiteres Feldgerät ein Feldgerät (20), welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert analog zu übertragen, anschließbar ist und die Feldgeräteelektronik (65) ferner dazu eingerichtet ist, dass das an dem weiteren Feldgeräteanschluss (64) anschließbare Feldgerät (20), welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert analog zu übertragen, gemäß einem analogen 4 bis 20-mA Standard mit Energie versorgbar ist und dass Daten mit dem an dem weiteren Feldgeräteanschluss (64) anschließbaren Feldgerät (20) gemäß des 4 bis 20-mA Standards kommunizierbar sind.
  5. System der Automatisierungstechnik, umfassend eine Automatisierungsanlage mit wenigstens: - einem Ethernet-basierten Netzwerk (70); - einem Power over Ethernet-basierten Feldgerät nach Anspruch 1; - einem Power over Ethernetkabel (41), welches das Ethernet-basierte Netzwerk (70) mit dem Power over Ethernet-basierten Feldgerät (60) über den Ethernetanschluss (63) verbindet; und - zumindest einem weiteren nicht Power over Ethernet-basierten Feldgerät (20; 30), wobei das weitere Feldgerät (20; 30) an dem weiteren speisenden Feldgeräteanschluss (64) des Power over Ethernet-basierten Feldgerätes (60) angeschlossen ist, so dass der weitere speisende Feldgeräteanschluss (64) das weitere Feldgerät (20; 30) mit Energie versorgt und ferner dazu dient, dass das weitere nicht Power over Ethernet-basierte Feldgerät (20; 30) Daten mit dem Ethernet-basierten Netzwerk (70) über das Power over Ethernet-basierte Feldgerät (60) kommuniziert kann.
  6. System nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zumindest eine weitere Feldgerät (20; 30) als ein Feldgerät (30), welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, ausgebildet ist und das System ferner einen Feldbus (31) umfasst, der zumindest das Feldgerät (30), welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, mit dem weiteren speisenden Feldgeräteanschluss (64) des Power over Ethernet-basierten Feldgerätes (60) verbindet, wobei die Feldgeräteelektronik (65) ferner dazu eingerichtet ist, dass an dem weiteren Feldgeräteanschluss (64) angeschlossene Feldgerät (30) mit Energie zu versorgen und Daten mit dem an dem weiteren Feldgeräteanschluss angeschlossenen Feldgerät (30) über den Feldbus (31) gemäß eines Busprotokolles zu kommunizieren.
  7. System nach dem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend mehrere Feldgeräte (30), welche jeweils dazu eingerichtet sind, zumindest einen Messwert digital zu übertragen, die über den Feldbus (31) mit dem Power over Ethernet-basierten Feldgerät (60) verbunden sind, wobei die Feldgeräteelektronik (65) ferner dazu eingerichtet ist, die mehreren Feldgeräte (30) mit Energie zu versorgen und Daten mit den mehreren weiteren Feldgeräten (30) gemäß des Busprotokolles zu kommunizieren.
  8. System nach Anspruch 6 und/oder 7, wobei der Feldbus als ein HART-Feldbus, ein Profibus PA oder ein FF ausgebildet ist und das weitere Feldgerät (30) bzw. die weiteren Feldgeräte (30) dazu eingerichtet ist bzw. sind, den zumindest einen Messwert entsprechend dem ausgebildeten Feldbus zu übertragen.
  9. System nach Anspruch 5, wobei das weitere Feldgerät (20; 30) als ein Feldgerät (20), welches dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert analog zu übertragen, ausgebildet ist und das System ferner eine Zweileiterverbindung (21) umfasst, die das weitere Feldgerät (20) mit dem weiteren speisenden Feldgeräteanschluss (64) des Power over Ethernet-basierten Feldgerätes (60) verbindet, wobei die Feldgeräteelektronik (65) ferner dazu eingerichtet ist, das an dem weiteren Feldgeräteanschluss (64) angeschlossene Feldgerät (20) über die Zweileiterverbindung (41) gemäß einem 4 bis 20-mA Standard mit Energie zu versorgen und Daten mit dem weiteren Feldgerät gemäß des 4 bis 20-mA Standards zu kommunizieren.
  10. System nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Automatisierungsanlage einen explosionsgefährdeten Bereich (80) und einen nicht explosionsgefährdeten Bereich (90) aufweist, wobei das Power over Ethernet-basierten Feldgerät (60) in dem nicht explosionsgefährdeten Bereich (90) und das zumindest eine weitere nicht Power over Ethernet-basierte Feldgerät (20; 30), welches über den Feldgeräteanschluss (64) des Power over Ethernet-basierten Feldgerätes gespeist wird, in dem explosionsgefährdeten Bereich (80) angeordnet ist.
DE102017107535.6A 2017-04-07 2017-04-07 Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik Withdrawn DE102017107535A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017107535.6A DE102017107535A1 (de) 2017-04-07 2017-04-07 Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik
PCT/EP2018/054928 WO2018184766A1 (de) 2017-04-07 2018-02-28 Power over ethernet-basiertes feldgerät der automatisierungstechnik

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017107535.6A DE102017107535A1 (de) 2017-04-07 2017-04-07 Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017107535A1 true DE102017107535A1 (de) 2018-10-11

Family

ID=61581271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017107535.6A Withdrawn DE102017107535A1 (de) 2017-04-07 2017-04-07 Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017107535A1 (de)
WO (1) WO2018184766A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021101498A1 (de) 2021-01-25 2022-07-28 Vega Grieshaber Kg Feldgerät mit APL-Field-Switch

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019127195A1 (de) * 2019-10-09 2021-04-15 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Modulares Interfacesystem zum Anschließen einer Steuerungseinrichtung und von Feldgeräte

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070019560A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Rosemount Inc. Interface module with power over ethernet function
DE102006036770A1 (de) * 2006-08-07 2008-02-14 Siemens Ag Verfahren zur Inbetriebnahme von mindestens einem Feldgerät
US20080294915A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 Eric Juillerat Ethernet interface

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101223486B (zh) * 2005-07-20 2012-02-08 罗斯蒙德公司 利用以太网供电的现场设备
WO2016192789A1 (en) * 2015-06-03 2016-12-08 Brainlab Ag Power over ethernet management for power devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070019560A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Rosemount Inc. Interface module with power over ethernet function
DE102006036770A1 (de) * 2006-08-07 2008-02-14 Siemens Ag Verfahren zur Inbetriebnahme von mindestens einem Feldgerät
US20080294915A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 Eric Juillerat Ethernet interface

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021101498A1 (de) 2021-01-25 2022-07-28 Vega Grieshaber Kg Feldgerät mit APL-Field-Switch

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018184766A1 (de) 2018-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004050079B4 (de) Feldmontiertes Zweileiter-Prozeßgerät
EP2984530B1 (de) Messumformerspeisegerät mit abschaltbarer funkschnittstelle
EP2210365B1 (de) Energiesparender betrieb einer drahtgebundenen kommunikations-schnittstelle eines feldgerätes
EP2307934B1 (de) Universelle schnittstelle für einen wireless adapter
DE102012105446B4 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer chemischen oder physikalischen Prozessgröße in der Automatisierungstechnik
EP2407776A1 (de) Sensor zur Flüssigkeits- oder / und Gasanalyse
DE102012214693A1 (de) Elektronisches Slave-Gerät eines Single-Master-Slave-Systems der Automatisierungstechnik
WO2010049253A1 (de) Autarkes feldgerät
CH702454A1 (de) Anordnung mit einer übergeordneten Steuereinheit und zumindest einem mit der Steuereinheit verbindbaren intelligenten Feldgerät.
WO2004042674A1 (de) Feldgerät für die prozessautomatisierung zum erfassen und/oder beeinflussen einer prozessvariablen mit mindestens zwei kommunikationsschnittstellen
EP3355139B1 (de) Verfahren zum betreiben eines automatisierungssystems sowie automatisierungssystem, feldgerät und steuerung zur durchführung des verfahrens
WO2011067070A2 (de) Verfahren zum ermitteln einer anschlusskonfiguration eines feldgerätes an einem wireless adapter
WO2017202675A1 (de) Funkadapter für ein feldgerät mit einer antenne für zwei kommunikationsstandards
DE102017107535A1 (de) Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik
DE102010062661A1 (de) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedienen von Feldgeräten in einer Automatisierungsanlage
WO2008125526A1 (de) Verfahren zur überwachung eines netzwerkes der prozessautomatisierungstechnik
EP1966777B1 (de) Verfahren zur inbetriebnahme und/oder zum betrieb eines kommunikationssystems
EP2486459B1 (de) Feldbus-Interface und Verfahren zum Betreiben desselben
LU101865B1 (de) Technik zum Verarbeiten und Austauschen von Signalen zwischen Feldgerät und Steuerung
DE102005026826B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerkes mit mindestens einem Slave-Gerät und maximal drei Master-Geräten
DE102011086054A1 (de) System zur Sicherstellung der Verfügbarkeit eines Bussystems der Automatisierungstechnik
EP1680716A2 (de) Verfahren zum übertragen von messwerten zwischen zwei messumformern
EP3692686A1 (de) Verfahren zum betreiben einer anlage der automatisierungstechnik
DE102009054800A1 (de) Anordnung zur applikationsspezifischen Aufbereitung und Verfügbarmachung von gerätespezifischen Informationen eines Feldgeräts
DE102011006728A1 (de) Verfahren zur Signalisierung eines ausgewählten Slaves in einem Master-Slave-Bussystem

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: HAHN, CHRISTIAN, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination