Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein tragbares Feldwartungswerkzeug und insbesondere ein tragbares Feldwartungswerkzeug, das zum Verwenden in einer breiten Vielfalt von Umgebungen und Situationen in der Lage ist.The present disclosure relates generally to a portable field maintenance tool, and more particularly, to a portable field maintenance tool that is capable of being used in a wide variety of environments and situations.
Hintergrundbackground
Prozesssteuersysteme, wie die, die in chemischen und Erdölprozessen verwendet werden, enthalten typischerweise ein oder mehrerer Prozesssteuerungen, die kommunikativ mit mindestens einer Host- oder Operatorworkstation und mit einem oder mehreren Feldgeräten über analoge, digitale oder kombinierte Analog/Digital-Kommunikationsverknüpfungen gekoppelt sind.Process control systems, such as those used in chemical and petroleum processes, typically include one or more process controllers that are communicatively coupled to at least one host or operator workstation and to one or more field devices via analog, digital, or combined analog-to-digital communication links.
Eine Prozesssteuerung (manchmal als eine „Steuerung” bezeichnet), die typischerweise in der Anlagenumgebung verortet ist, empfängt Signale (manchmal als „Steuereingaben” bezeichnet), die Prozessmessungen anzeigen, und verwendet die durch diesen Signale getragene Information, um Steuerroutinen zu implementieren, die die Steuerung veranlassen, Steuersignale (manchmal als „Steuerausgaben” bezeichnet) basierend auf den Steuereingaben und der internen Logik der Steuerroutinen zu erzeugen. Die Steuerungen senden die erzeugten Steuersignale über Busse oder andere Kommunikationsverknüpfungen, um den Betrieb von Feldgeräten zu steuern. In einigen Fällen können die Steuerungen mit Steuerroutinen koordinieren, die durch intelligente Feldgeräte implementiert sind, wie beispielsweise Highway Addressable Remote Transmitter- (HART®-), Wireless HART®- und FOUNDATION® Feldbus-(manchmal nur „Feldbus” genannt)Feldgeräten.A process controller (sometimes referred to as a "controller") typically located in the plant environment receives signals (sometimes referred to as "control inputs") that indicate process measurements and uses the information carried by these signals to implement control routines that cause the controller to generate control signals (sometimes referred to as "control outputs") based on the control inputs and the internal logic of the control routines. The controllers send the generated control signals via buses or other communications links to control the operation of field devices. In some cases, the controls can coordinate with control routines that are implemented through intelligent field devices, such as Highway Addressable Remote Transmitter (HART ® -), Wireless HART ® - and FOUNDATION ® fieldbus (sometimes called "Fieldbus") field devices.
Die Feldgeräte, die zum Beispiel Ventile, Ventilpositionierer, Schalter und Übertrager (beispielsweise einschließlich Temperatur-, Druck-, Niveau-, oder Strömungsratensensoren) sein können, sind innerhalb der Anlagenumgebung verortet und führen im Allgemeinen physikalische oder Prozesssteuerfunktionen aus. Beispielsweise kann sich ein Ventil in Antwort auf eine Steuerausgabe, die von einer Steuerung empfangen wird, öffnen oder schließen oder kann an eine Steuerung eine Messung eines Prozessparameters übertragen, sodass die Steuerung die Messung als eine Steuereingabe nutzen kann. Intelligente Feldgeräte, wie beispielsweise Feldgeräte, die mit dem Feldbusprotokoll konform gehen, können auch Steuerberechnungen, Alarmierungsfunktionen und andere Steuerfunktionen, die für gewöhnlich in einer Prozesssteuerung implementiert sind, durchführen. Feldgeräte können dafür eingerichtet sein, mit Steuerungen und/oder anderen Feldgeräten gemäß vielfältiger Kommunikationsprotokolle zu kommunizieren. Zum Beispiel kann eine Anlage traditionelle 4–20 mA Feldgeräte, HART®-Feldgeräte oder Feldbus-Feldgeräte enthalten.The field devices, which may be, for example, valves, valve positioners, switches, and transducers (including, for example, temperature, pressure, level, or flow rate sensors), are located within the plant environment and generally perform physical or process control functions. For example, a valve may open or close in response to a control output received from a controller, or may transmit to a controller a measurement of a process parameter such that the controller may use the measurement as a control input. Intelligent field devices, such as field devices compliant with the fieldbus protocol, may also perform control calculations, alerting functions and other control functions usually implemented in a process control system. Field devices may be configured to communicate with controllers and / or other field devices in accordance with a variety of communication protocols. For example, a plant may contain traditional 4-20 mA field devices, HART ® field devices or fieldbus field devices.
Traditionelle analoge 4–20 mA Feldgeräte kommunizieren mit einer Steuerung über eine Zweidraht-Kommunikationsverknüpfung (manchmal eine ”Schleife” oder ”Stromschleife” genannt), die dafür eingerichtet ist, ein analoges 4–20 mA DC-Signal, das eine Messung oder Steuerbefehl anzeigt, zu tragen. Zum Beispiel kann ein Niveauübertrager ein Tankniveau erfühlen und über die Schleife ein Stromsignal übertragen, das mit der Messung korrespondiert (z. B. ein 4 mA Signal für 0% voll, ein 12 mA Signal für 50% voll und ein 20 mA Signal für 100% voll). Die Steuerung empfängt das Stromsignal, bestimmt die Tankniveaumessung basierend auf dem Stromsignal und nimmt basierend auf der Tankniveuamessung eine Handlung vor (z. B. Öffnen oder Schließen eines Einlassventils). Analoge 4–20 mA Feldgeräte gibt es typischerweise in zwei Arten: Vierdraht-Feldgeräte und Zweidraht-Feldgeräte. Ein Vierdraht-Feldgerät ist typischerweise auf einen ersten Satz von Drähten (das heißt, die Schleife) zur Kommunikation und einen zweiten Satz von Drähten für Leistung angewiesen. Ein Zweidraht-Feldgerät ist auf die Schleife sowohl für Kommunikation als auch für Leistung angewiesen. Diese Zweidraht-Feldgeräte können ”schleifenversorgte” Feldgeräte genannt werden.Traditional analog 4-20 mA field devices communicate with a controller via a two-wire communication link (sometimes called a "loop" or "current loop") that is set up to provide a 4-20 mA analog DC signal that indicates a measurement or command , to wear. For example, a level transformer can sense a tank level and transmit a current signal corresponding to the measurement (eg, a 4 mA signal for 0% full, a 12 mA signal for 50% full, and a 20 mA signal for 100) % full). The controller receives the current signal, determines the tank level measurement based on the current signal, and makes an action based on the tank level measurement (eg, opening or closing an intake valve). Analog 4-20 mA field devices typically come in two types: four-wire field devices and two-wire field devices. A four-wire field device typically relies on a first set of wires (that is, the loop) for communication and a second set of wires for power. A two-wire field device relies on the loop for both communication and power. These two-wire field devices can be called "loop-powered" field devices.
Prozessanlagen implementieren häufig traditionelle 4–20 mA Systeme aufgrund der Einfachheit und Effektivität der Gestaltung. Leider übertragen traditionelle 4–20 mA Stromschleifen nur ein Prozessignal zu einer Zeit. Somit kann eine Einrichtung, die ein Steuerventil und einen Strömungsübertrager auf einem rohrtragenden Material enthält, drei separater Stromschleifen bedürfen: einer für das Tragen eines 4–20 mA Signals, das einen Steuerbefehl für das Ventil anzeigt (z. B. um das Ventil auf 60% offen zu stellen); einer zweiten für das Tragen eines 4–20 mA Signals an die Steuerung, das die gegenwärtige Position des Ventils anzeigt (z. B. dass die Steuerung das Maß kennt, in dem das Ventil auf die Steuerbefehle geantwortet hat); und einer dritten zum Tragen eines 4–20 mA Signals an die Steuerung, das eine gemessene Strömung anzeigt (z. B. sodass die Steuerung weiß, wie eine Änderung in der Ventilposition die Strömung beeinflusst hat). Als ein Ergebnis kann eine traditionelle 4–20 mA Einrichtung in einer Anlage, die eine große Anzahl von Feldgeräten hat, einer umfangreichen Verdrahtung bedürfen, die teuer sein kann und zu Komplexität beim Einrichten und Warten des Kommunikationssystems führen kann.Process plants often implement traditional 4-20 mA systems because of the simplicity and effectiveness of the design. Unfortunately, traditional 4-20 mA current loops transmit only one process signal at a time. Thus, a device including a control valve and flow transducer on a pipe-carrying material may require three separate current loops: one for carrying a 4-20 mA signal indicating a control command for the valve (eg, to turn the valve to 60 % open); a second for carrying a 4-20mA signal to the controller indicating the current position of the valve (eg, the controller knows the extent to which the valve has responded to the commands); and a third to carry a 4-20 mA signal to the controller indicating a measured flow (eg, so that the controller knows how a change in valve position has affected the flow). As a result, a traditional 4-20mA device in a plant having a large number of field devices may require extensive wiring, which can be expensive and can lead to complexity in setting up and maintaining the communication system.
Vor Kurzem ist die Prozesssteuerindustrie dazu übergegangen, digitale Kommunikation innerhalb der Prozesssteuerumgebung zu implementieren. Beispielsweise verwendet das HART®-Protokoll die Schleifen-DC-Stärke, um analoge Signale zu senden und zu empfangen, überlagert aber auch ein AC-Digitalträgersignal auf dem DC-Signal, um Zweiwege-Feldkommunikation mit intelligenten Feldinstrumenten zu ermöglichen. Als ein anderes Beispiel stellt das Feldbusprotokoll vollständig digitale Kommunikation auf einem Zweidraht-Bus (manchmal „Trunk”, „Segment” oder „Feldbussegment” genannt) bereit. Dieses Zweidraht-Feldbussegment kann mit mehreren Feldgeräten gekoppelt sein, um Leistung an die mehreren Feldgeräte bereitzustellen (über eine DC-Spannung, die auf dem Segment verfügbar ist) und Kommunikation durch die Feldgeräte zu ermöglichen (über ein AC-Digitalkommunikationssignal, das auf der DC-Leistungsversorgungsspannung überlagert ist).More recently, the process control industry has moved toward digital communication within the process control environment to implement. For example, the HART ® protocol uses the loop DC power to send analog signals and to receive, but also superimposed on an AC-to-digital carrier signal on the DC signal to enable two-way field communication with intelligent field instruments. As another example, the field bus protocol fully provides digital communication on a two-wire bus (sometimes called "trunk", "segment" or "fieldbus segment"). This two-wire fieldbus segment may be coupled to multiple field devices to provide power to the multiple field devices (via a DC voltage available on the segment) and communication through the field devices (via an AC digital communication signal present on the DC Power supply voltage is superimposed).
Diese digitalen Kommunikationsprotokolle ermöglichen allgemein mehr Feldgeräten, mit einer bestimmten Kommunikationsverknüpfung verbunden zu sein, mehr und schnellere Kommunikation zwischen den Feldgeräten und der Steuerung zu unterstützen, und/oder Feldgeräten zu erlauben, mehr und unterschiedliche Arten von Information (wie beispielsweise Information, die den Status und die Konfiguration des Feldgeräts betrifft) an die Prozesssteuerung zu senden. Ferner ermöglichen diese Standarddigitalprotokolle Feldgeräten, die von unterschiedlichen Herstellern produziert worden sind, im selben Prozesssteuernetzwerk zusammen verwendet zu werden.These digital communication protocols generally allow more field devices to be connected to a particular communication link, to support more and faster communication between the field devices and the controller, and / or to allow field devices more and different types of information (such as information indicating status and the configuration of the field device) to the process controller. Further, these standard digital protocols allow field devices produced by different manufacturers to be used together in the same process control network.
Ungeachtet des verwendeten Kommunikationsprotokolls können Feldgeräte Einrichtung vor Ort, Konfiguration, Testen und Wartung bedürfen. Zum Beispiel kann ein Feldgerät, bevor es an einem bestimmten Ort in einer Prozesssteueranlage installiert werden kann, programmiert werden müssen und kann dann getestet werden müssen, bevor und nachdem das Feldgerät installiert worden ist. Feldgeräte, die bereits installiert sind, können aus Wartungsgründen oder, beispielsweise, wenn ein Fehler erkannt wird und das Feldgerät für Service und Reparatur diagnostiziert werden muss, auch regelmäßig überprüft werden müssen. Allgemein gesagt wird das Konfigurieren und Testen von Feldgeräten vor Ort unter Verwendung von in der Hand gehaltenen Wartungswerkzeugen durchgeführt, wie beispielsweise einen tragbaren Testgerät (portable testing device, „PTD”). Weil viele Feldgeräte an entfernten, schlecht erreichbaren Orten installiert sind, ist es für einen Benutzer bequemer, die installierten Geräte an solch entfernten Orten unter Verwendung eines PTD anstelle unter Verwendung eines vollständigen Konfigurations- und Testgeräts zu testen, das schwer, unhandlich und nicht tragbar sein kann, was allgemein eines Transports des installierten Feldgeräts zur Örtlichkeit des Diagnosegeräts bedarf.Regardless of the communication protocol used, field devices may require on-site equipment, configuration, testing, and maintenance. For example, a field device may need to be programmed before it can be installed in a particular location in a process control system, and then may need to be tested before and after the field device has been installed. Field devices that are already installed may need to be periodically reviewed for maintenance or, for example, if an error is detected and the field device needs to be diagnosed for service and repair. Generally speaking, field device configuration and testing is performed on-site using hand-held maintenance tools, such as a portable testing device ("PTD"). Because many field devices are installed in remote, hard to reach locations, it is more convenient for a user to test the installed devices in such remote locations using a PTD instead of using a complete configuration and testing device that is heavy, cumbersome, and not portable can, which generally requires a transport of the installed field device to the location of the diagnostic device.
Wenn ein Benutzer, wie beispielsweise ein Servicetechniker, Wartung, Testen und/oder Kommunikation mit einem Feldgerät durchführt, ist das PTD typischerweise mit einer Kommunikationsverknüpfung (z. B. einer Stromschleife oder Feldbussegment) oder direkt mit einem Feldgerät (z. B. über Kommunikationsanschlüsse des Feldgeräts) kommunikativ verbunden. Das PTD versucht anfänglich, mit den Feldgeräten zu kommunizieren, beispielsweise durch Senden und/oder Empfangen digitaler Kommunikationssignale entlang der Schleife oder des Segments. Falls die Stromschleife oder das Segment in ordentlichem Betriebszustand sind, können die Kommunikationssignale ohne Probleme gesendet und/oder empfangen werden. Falls allerdings die Schleife, das Segment oder Feldgerät einen elektrischen Fehler aufweist, wie einen Kurzschluss oder eine Unterbrechung, kann die Kommunikation behindert sein, und es kann notwendig sein, die Schleife, das Segment und/oder Feldgerät zu diagnostizieren, um den Fehler zu identifizieren.When a user, such as a service technician, performs maintenance, testing and / or communication with a field device, the PTD is typically associated with a communication link (eg, a current loop or fieldbus segment) or directly with a field device (eg, via communication ports of the field device) communicatively connected. The PTD initially attempts to communicate with the field devices, such as by sending and / or receiving digital communication signals along the loop or segment. If the current loop or segment is in proper operating condition, the communication signals can be sent and / or received without problems. However, if the loop, segment or field device has an electrical fault such as a short circuit or an open circuit, the communication may be obstructed and it may be necessary to diagnose the loop, segment and / or field device to identify the fault ,
Wenn solch ein Fehler identifiziert ist, kann ein Techniker eine Vielfalt anderer Werkzeuge verwenden müssen, um das Feldgerät und/oder die Kommunikationsverknüpfung zu testen. Als ein Beispiel kann der Techniker ein Multimeter mit sich tragen müssen, um die tatsächlich von dem Feldgerät übertragenen oder empfangenen Signale zu diagnostizieren. Das Multimeter ist notwendig, weil traditionelle PTDs nicht in der Lage sind, die elektrischen Eigenschaften von von Feldgeräten gesendeten oder empfangenen Signalen akkurat zu analysieren. Als ein anderes Beispiel kann der Techniker eine tragbare Leistungsversorgung verwenden müssen, um ein isoliertes Feldgerät mit Leistung zu versorgen. Der Techniker kann ein isoliertes Feldgerät mit Leistung Versorgen müssen, zum Beispiel, wenn das Feldgerät aufgrund eines anlagenweiten Leistungsausfalls Leistung verliert, oder aufgrund einer Schwierigkeit mit einer lokalen Leistungsversorgung. Als ein anderes Beispiel kann der Techniker einfach ein Feldgerät zur Problembehebung vom Netz nehmen müssen, um zu vermeiden, andere Feldgeräte und den Rest des Prozesssteuersystems negativ zu beeinflussen. Der Techniker kann auch ein Multimeter tragen müssen, um den Strom, der auf einem Segment oder einer Schleife verfügbar ist, zu messen, etc. Jedes dieser Werkzeuge kann eine beträchtliche Menge an Raum verbrauchen und kann für einen Techniker im Feld unbequem zu tragen sein. Um dieses Problem des Tragens mehrerer Werkzeuge zu adressieren, haben Hersteller PTDs entwickelt, die eine Leistungsversorgung zum Bereitstellen von Leistung an HART-Schleifen enthält. Leider sind diese mit Leistung versorgten PTDs typischerweise nicht in der Lage, Leistung an Feldbus-Feldgeräte bereitzustellen. Ferner erfüllen typische tragbare Leistungsversorgungen und mit Leistung versorgte PTDs oft nicht Standards intrinsischer Sicherheit (IS) und können somit nicht sicher in gefährlichen Bereichen (z. B. einer Umgebung oder Atmosphäre, die potentiell aufgrund eines explosiven Gases oder Staubs explosiv sind) verwendet werden.If such a fault is identified, a technician may need to use a variety of other tools to test the field device and / or the communication link. As an example, the technician may need to carry a multimeter to diagnose the signals actually transmitted or received by the field device. The multimeter is necessary because traditional PTDs are unable to accurately analyze the electrical characteristics of signals sent or received by field devices. As another example, the technician may need to use a portable power supply to power an isolated field device. The technician may need to power an isolated field device, for example, if the field device loses power due to a system-wide power outage, or due to a difficulty with a local power supply. As another example, the technician may simply need to disconnect a field device for troubleshooting to avoid negatively affecting other field devices and the rest of the process control system. The technician may also need to carry a multimeter to measure the current available on a segment or loop, etc. Each of these tools can consume a considerable amount of space and may be inconvenient for a field technician to carry. To address this problem of carrying multiple tools, manufacturers have developed PTDs that include a power supply to provide power to HART loops. Unfortunately, these powered PTDs are typically unable to provide power to fieldbus field devices. Furthermore, typical portable power supplies and powered PTDs often fail to meet intrinsic safety (IS) standards thus not safely used in hazardous areas (eg, an environment or atmosphere that is potentially explosive due to an explosive gas or dust).
Falls ein Feldgerät in einem gefährlichen Bereich lokalisiert ist, kann der Techniker verifizieren müssen, dass jedes seiner oder ihrer Werkzeuge in einer intrinsisch sicheren Weise in Betrieb ist. Wenn es sich in einem gefährlichen Bereich befindet, kann das Werkzeug des Technikers IS-Standards erfüllen müssen, um sicheren Betrieb sicherzustellen. Allgemein gesagt bedürfen IS-Standards, dass Anlagenpersonal sämtliche Ausrüstung, die an eine Schleife oder ein Segment (einschließlich jeglicher PTDs oder anderer Werkzeuge, die an die Schleife oder das Segment angeschlossen werden) angeschlossen ist, analysiert, um zu verifizieren, dass sämtliche angeschlossene Ausrüstung in einer sicheren Weise in einer gefährlichen Umgebung in Betrieb sein wird. Insbesondere legen IS-Standards Beschränkungen auf elektrische Ausrüstung und Verdrahtung in gefährlichen Umgebungen auf, um sicherzustellen, dass die elektrische Ausrüstung und Verdrahtung keine Explosion zündet. Um IS-Standards zu erfüllen, muss elektrische Ausrüstung im Allgemeinen mit zwei Kernkonzepten im Kopf gestaltet werden: Energiebegrenzung und Fehlertoleranz.If a field device is located in a hazardous area, the technician may need to verify that each of his or her tools is operating in an intrinsically safe manner. If it is in a hazardous area, the technician's tool may need to meet IS standards to ensure safe operation. Generally speaking, IS standards require facility personnel to analyze all equipment connected to a loop or segment (including any PTDs or other tools connected to the loop or segment) to verify that all attached equipment will operate in a safe manner in a dangerous environment. In particular, IS standards impose restrictions on electrical equipment and wiring in hazardous environments to ensure that the electrical equipment and wiring do not ignite an explosion. In order to meet IS standards, electrical equipment generally needs to be designed with two core concepts in mind: energy limitation and fault tolerance.
Das erste IS-Konzept diktiert, dass ein IS-Gerät so zu gestalten ist, dass die Gesamtmenge in dem Gerät verfügbarer Energie unterhalb einer Schwelle liegt, eine explosive Atmosphäre zu entzünden. Die Energie kann elektrisch sein (z. B. in Form eines Funkens) oder thermisch (z. B. in Form einer heißen Oberfläche). Während IS-Standards komplex sein können, setzen sie im Allgemeinen voraus, dass jede Spannung innerhalb eines Schaltkreises kleiner als 29 V ist; dass jeder Strom innerhalb eines Schaltkreises unter 300 mA ist; und dass die Leistung, die mit jedem Schaltkreis oder jeder Schaltkreiskomponente assoziiert ist, unter 1,3 W ist. Ein Schaltkreis, der diese Schwellen überschreitende elektrische Eigenschaften hat, kann ein Explosionsrisiko durch Lichtbogenüberschlag oder Wärme darstellen.The first IS concept dictates that an IS device should be designed so that the total amount of energy available in the device is below a threshold to ignite an explosive atmosphere. The energy may be electrical (eg in the form of a spark) or thermal (eg in the form of a hot surface). While IS standards can be complex, they generally assume that any voltage within a circuit is less than 29V; that each current within a circuit is below 300 mA; and that the power associated with each circuit or circuit component is below 1.3W. A circuit having electrical properties exceeding these thresholds may present an arc flash or heat explosion hazard.
Das zweite IS-Konzept diktiert, dass ein IS-Gerät in einer fehlertoleranten Weise zu gestalten ist, sodass es selbst nach dem Erfahren mehrerer Fehler sichere Energieniveaus beibehält. In Kürze ausgedrückt, spiegeln die IS-Standards eine Philosophie wider, dass Schaltkreisfehler unausweichlich sind und dass Energieniveaus des Schaltkreises auf sichere Niveaus beschränkt sein müssen, wenn diese Schaltkreisfehler auftreten.The second IS concept dictates that an IS device must be designed in a fault-tolerant manner so that it maintains safe energy levels even after experiencing multiple faults. In short, the IS standards reflect a philosophy that circuit faults are unavoidable and that circuit power levels must be limited to safe levels when these circuit faults occur.
Allgemein gesprochen sind tragbare Leistungsversorgungen und mit Leistung versorgte PTDs nicht IS-konform und können daher nicht in gefährlichen Bereichen verwendet werden, weil: (i) tragbare Leistungsversorgungen und mit Leistung versorgte PTDs typischerweise so gestaltet sind, dass eine oder mehr Komponenten Energieniveaus überschreiten können, die ausreichend sind, um zu riskieren, eine explosive Atmosphäre zu entzünden, und/oder (ii) die tragbaren Leistungsversorgungen und mit Leistung versorgten PTDs für Komponentenfehler anfällig sind, die dazu führen würden, dass die tragbaren Leistungsversorgungen oder mit Leistung versorgten PTDs Energieniveaus überschreiten, die ausreichend sind, um zu riskieren, die explosive Atmosphäre zu entzünden.Generally speaking, portable power supplies and powered PTDs are not IS compliant and therefore can not be used in hazardous areas because: (i) portable power supplies and powered PTDs are typically designed so that one or more components can exceed energy levels; which are sufficient to risk igniting an explosive atmosphere and / or (ii) the portable power supplies and powered PTDs are prone to component errors that would cause the portable power supplies or powered PTDs to exceed energy levels, which are sufficient to risk igniting the explosive atmosphere.
Zum Beispiel kann eine typische tragbare Leistungsversorgung eine Spannung über ihre Anschlüsse erzeugen, die ausreicht, um eine Explosion in einer gefährlichen Umgebung zu riskieren (z. B. über 29 V). Selbst wenn sie dafür entworfen ist, eine Spannung unterhalb von 29 V zuzuführen, enthält eine typische Leistungszufuhr keine fehlersicheren Mechanismen, die garantieren, dass verhindert wird, dass die zugeführte Spannung oder der Strom Spitzen erfährt. In Folge dessen müssen Techniker, die Leistung an ein Feldgerät bereitstellen müssen, wenn sie in einer gefährlichen Umgebung sind, im Allgemeinen das Feldgerät deinstallieren und das Feldgerät in einen sicheren Bereich transportieren, wo es mit Leistung versorgt und getestet werden kann.For example, a typical portable power supply may generate a voltage across its terminals sufficient to risk an explosion in a hazardous environment (eg, above 29V). Even if it is designed to supply a voltage below 29V, a typical power supply does not include fail-safe mechanisms that guarantee that the applied voltage or current will be prevented from experiencing peaks. As a result, technicians who need to provide power to a field device when in a hazardous environment generally need to uninstall the field device and transport the field device to a safe area where it can be powered and tested.
KurzdarstellungSummary
Diese Offenbarung beschreibt ein tragbares Feldwartungswerkzeug, das zur Verwendung in industriellen Prozesssteuersystemen, -umgebungen und/oder Anlagen, die austauschbar hierin als „Automatisierungs-”, „Industriesteuerungs-”, „Prozesssteuerungs-” oder „Prozess-”Systeme, Umgebungen und/oder Anlagen bezeichnet sind, eingerichtet ist. Typischerweise stellen solche Systeme und Anlagen in verteilter Weise Steuerung eines oder mehrerer Prozesse bereit, die in Betrieb sind, um physische Materialien oder Gegenstände herzustellen, zu raffinieren, umzuwandeln, zu erzeugen oder zu produzieren.This disclosure describes a portable field maintenance tool for use in industrial process control systems, environments, and / or facilities interchangeably referred to herein as "automation," "industrial control," "process control" or "process" systems, environments, and / or Attachments are designated is set up. Typically, such systems and plants provide distributed control of one or more processes in operation to produce, refine, convert, produce, or produce physical materials or articles.
Das beschriebene tragbare Feldwartungswerkzeug kann Feldgeräte und/oder mit Feldgeräten verbundene Kommunikationsverknüpfungen mit Leistung Versorgen, mit ihnen kommunizieren und/oder sie diagnostizieren. Das tragbare Feldwartungswerkzeug kann zur Verwendung mit Feldgeräten eingerichtet sein, die gemäß vieler Kommunikationsprotokolle eingerichtet sein können, wie beispielsweise des Feldbus-Protokolls und des HART-Protokolls. Entsprechend muss ein Benutzer nur das tragbare Feldwartungswerkzeug tragen, anstelle gezwungen zu sein, mehrere Werkzeuge für den Service unterschiedlicher Arten von Feldgeräten zu tragen. In einigen Fällen kann das tragbare Feldwartungswerkzeug ausreichend energiebegrenzt und fehlertolerant sein, um IS-Standards zu erfüllen. Entsprechend kann das tragbare Feldwartungswerkzeug sicher in gefährlichen Bereichen verwendet werden, im Gegensatz zu vielen früheren tragbaren Leistungsversorgungen und PTDs.The disclosed portable field maintenance tool may power, communicate with, and / or diagnose field devices and / or communications links associated with field devices. The portable field maintenance tool may be adapted for use with field devices that may be configured according to many communication protocols, such as the fieldbus protocol and the HART protocol. Accordingly, a user only has to carry the portable field maintenance tool instead of being forced to carry multiple tools for service of different types of field devices. In some cases, the portable field maintenance tool can be sufficiently energy limited and be fault tolerant to meet IS standards. Accordingly, the portable field service tool can be safely used in hazardous areas unlike many previous portable power supplies and PTDs.
In einer Ausführungsform umfasst das tragbare Feldwartungswerkzeug eines oder mehrere von: einem Gehäuse, einer Kommunikationsschnittstelle; einem Kommunikationsschaltkreis; und/oder einer Leistungsversorgung. Die Kommunikationsschnittstelle kann durch das Gehäuse hindurch angeordnet sein und kann einen internen Abschnitt, der innerhalb des Gehäuses erreichbar ist, ebenso wie einen Satz Anschlüsse, die außerhalb des Gehäuses erreichbar sind, enthalten. Der Satz Anschlüsse kann elektrisch mit einem Feldgerät mittels einer verdrahteten Verknüpfung verbindbar sein, die dafür eingerichtet ist, ein zusammengesetztes Signal zu tragen, enthaltend: (i) ein an das oder von dem Feldgerät übertragenes Kommunikationssignal und (ii) ein an das Feldgerät übertragenes Leistungssignal. Der Kommunikationsschaltkreis kann: innerhalb des Gehäuses angeordnet sein und elektrisch mit dem inneren Abschnitt der Kommunikationsschnittstelle verbunden sein; dafür eingerichtet sein, das Kommunikationssignal zu kodieren oder zu dekodieren; und/oder ein Widerstandsnetzwerk enthalten, das einen Widerstandswert innerhalb eines Bereichs hat (z. B. einen Wert zwischen 75 Ohm und 750 Ohm), um einen Spannungsabfall an dem Satz Anschlüsse zu bewirken, der mit dem zusammengesetzten Signal assoziiert ist, der: (i) oberhalb einer Minimalspannungsschwelle liegt, die mit einem Auslesen des zusammengesetzten Signals assoziiert ist, und (ii) unterhalb einer Maximalspannungsschwelle liegt. Die Leistungsversorgung kann: innerhalb des Gehäuses angeordnet sein; elektrisch mit dem inneren Abschnitt der Kommunikationsschnittstelle und mit dem Kommunikationsschaltkreis verbunden sein; und/oder dafür eingerichtet sein, das Leistungssignal zu übertragen. Das zusammengesetzte Signal kann ein analoges DC-Signal, das das Leistungssignal enthält und das in der Amplitude variiert, um Information zu übermitteln, ebenso wie ein digitales FM-Kommunikationssignal, das auf dem analogen DC-Signal überlagert ist, enthalten. Die Minimalspannungsschwelle kann eine minimale Peak-zu-Peak-Spannung sein, die mit dem Auslesen des Kommunikationssignals assoziiert ist, und kann jeder Wert zwischen 50 mV Peak-zu-Peak und 500 mV Peak-zu-Peak sein (z. B. 120 mV Peak-zu-Peak). Die Maximalspannungsschwelle kann ein Wert sein, der ausgewählt ist, unterhalb einer Spannung zu bleiben, die ausreicht, einen Funken an dem Satz Anschlüsse zu erzeugen. Die Leistungsversorgung kann dafür eingerichtet sein, das Leistungssignal mit einer Spannung zu übertragen, die auf oder unterhalb der Maximalspannungsschwelle liegt. Die Maximalspannungswelle kann ein Wert zwischen 10 V und 30 V sein. Das Widerstandsnetzwerk kann eine Vielzahl von Widerständen enthalten, die in einer Vielzahl von Unternetzwerken angeordnet sein können. Das Widerstandsnetzwerk kann Schalter (von denen ein oder mehrere Solid-State-Relais sein können) zum Schalten eines oder mehrerer Widerstände in das Widerstandsnetzwerk hinein oder aus diesem heraus enthalten.In one embodiment, the portable field maintenance tool includes one or more of: a housing, a communications interface; a communication circuit; and / or a power supply. The communication interface may be disposed through the housing and may include an internal portion accessible within the housing as well as a set of terminals accessible outside the housing. The set of terminals may be electrically connectable to a field device by means of a wired linkage adapted to carry a composite signal, comprising: (i) a communication signal transmitted to or from the field device; and (ii) a power signal transmitted to the field device , The communication circuit may be: disposed within the housing and electrically connected to the inner portion of the communication interface; be configured to code or decode the communication signal; and / or include a resistance network having a resistance within a range (eg, a value between 75 ohms and 750 ohms) to cause a voltage drop across the set of terminals associated with the composite signal that: ( i) is above a minimum voltage threshold associated with a readout of the composite signal, and (ii) is below a maximum voltage threshold. The power supply may be: disposed within the housing; electrically connected to the inner portion of the communication interface and to the communication circuit; and / or be adapted to transmit the power signal. The composite signal may include an analog DC signal that includes the power signal and that varies in amplitude to convey information, as well as a digital FM communication signal that is superimposed on the analog DC signal. The minimum voltage threshold may be a minimum peak-to-peak voltage associated with reading the communication signal, and each value may be between 50 mV peak-to-peak and 500 mV peak-to-peak (eg, 120 mV peak-to-peak). The maximum voltage threshold may be a value selected to remain below a voltage sufficient to produce a spark at the set of terminals. The power supply may be configured to transmit the power signal at a voltage that is at or below the maximum voltage threshold. The maximum voltage wave can be a value between 10 V and 30 V. The resistor network may include a plurality of resistors that may be arranged in a plurality of subnetworks. The resistor network may include switches (one or more of which may be solid state relays) for switching one or more resistors into or out of the resistor network.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren eines oder mehreres von: kommunikatives Verbinden, über eine verdrahtete Verknüpfung, eines Satzes Anschlüsse eines tragbaren Feldwartungswerkzeugs mit einem Übertragerfeldgerät; Versorgen des Übertragerfeldgeräts, über die verdrahtete Verknüpfung, mit Leistung von dem tragbaren Feldwartungswerkzeug; Empfangen eines Kommunikationssignals, das auf der zugeführten Leistung überlagert ist, durch das tragbare Feldwartungswerkzeug über die verdrahtete Verknüpfung; und/oder Begrenzen eines Spannungsabfalls an dem Satz Anschlüsse, der mit dem Kommunikationssignal und der zugeführten Leistung assoziiert ist, auf zwischen einer Minimalspannungsschwelle und einer Maximalspannungsschwelle durch: (i) Begrenzen der zugeführten Leistung, sodass der Spannungsabfall die Maximalspannungsschwelle nicht überschreitet; und (ii) Aktivieren oder Deaktivieren eines oder mehrerer Widerstände eines Widerstandsnetzwerks, das innerhalb des tragbaren Feldwartungswerkzeugs angeordnet ist und elektrisch mit dem Satz von Anschlüssen verbunden ist, sodass der Spannungsabfall oberhalb der Minimalspannungsschwelle bleibt (z. B. sodass der Spannungsabfall eine minimale Peak-zu-Peak-Spannung, die mit dem Auslesen des Kommunikationssignals assoziiert ist, überschreitet). Das Kommunikationssignal kann ein analoges DC-Signal sein, das in der Amplitude variiert, um Information zu übermitteln, und das auf der zugeführten Leistung überlagert ist. Begrenzen der zugeführten Leistung, sodass der Spannungsabfall die Maximalspannungsschwelle nicht überschreitet, kann ein Begrenzen der zugeführten Leistung umfassen, sodass der Spannungsabfall unterhalb einer Spannung bleibt, die ausreicht, einen Funken an dem Satz von Anschlüssen zu erzeugen.In one embodiment, a method comprises one or more of: communicatively connecting, via a wired link, a set of ports of a portable field service tool to a transmitter field device; Supplying the transmitter field device, via the wired link, with power from the portable field service tool; Receiving, by the portable field maintenance tool, a communication signal superimposed on the supplied power over the wired link; and / or limiting a voltage drop on the set of terminals associated with the communication signal and the supplied power to between a minimum voltage threshold and a maximum voltage threshold by: (i) limiting the supplied power such that the voltage drop does not exceed the maximum voltage threshold; and (ii) activating or deactivating one or more resistors of a resistor network located within the portable field service tool and electrically connected to the set of terminals such that the voltage drop remains above the minimum voltage threshold (eg, such that the voltage drop is a minimum peak). to-peak voltage associated with reading the communication signal exceeds). The communication signal may be an analog DC signal that varies in amplitude to convey information and that is superimposed on the power supplied. Limiting the power supplied so that the voltage drop does not exceed the maximum voltage threshold may include limiting the power supplied such that the voltage drop remains below a voltage sufficient to generate a spark at the set of terminals.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Kommunizieren mit einem Aktorfeldgerät eines oder mehreres von: kommunikatives Verbinden, über eine verdrahtete Verknüpfung, eines Satzes Anschlüsse eines tragbaren Feldwartungswerkzeugs mit einem Aktorfeldgerät; Versorgen des Aktorfeldgeräts, über die verdrahtete Verknüpfung, mit Leistung von dem tragbaren Feldwartungswerkzeug; Begrenzen der zugeführten Leistung, sodass der Satz von Anschlüssen eine Maximalelektrikschwelle nicht überschreitet; und/oder Übertragen eines Kommunikationssignals, das auf der zugeführten Leistung überlagert ist, durch das tragbare Feldwartungswerkzeug über die verdrahtete Verknüpfung an das Aktorfeldgerät. Begrenzen der zugeführten Leistung, sodass der Satz von Anschlüssen eine Maximalelektrikschwelle nicht überschreitet, kann umfassen: (i) Begrenzen der zugeführten Leistung, sodass ein Spannungsabfall an dem Satz Anschlüsse eine Maximalspannungsschwelle nicht überschreitet (z. B. einen beliebigen Wert zwischen 21 V und 24 V); (ii) Begrenzen der zugeführten Leistung, sodass Leistung, die an dem Satz Anschlüsse verfügbar ist, eine Maximalleistungsschwelle nicht überschreitet (z. B. einen beliebigen Wert zwischen 0,25 W und 1,5 W); (iii) Begrenzen der zugeführten Leistung, sodass ein Strom an dem Satz von Anschlüssen eine Maximalstromschwelle nicht überschreitet (z. B. einen beliebigen Wert zwischen 25 mA und 31 mA); (iv) Induzieren eines ersten Spannungsabfalls über einen inneren Widerstand, um einen zweiten Spannungsabfall an dem Satz Anschlüsse unterhalb einer Maximalspannungsschwelle zu halten; und/oder (v) Abschalten des tragbaren Feldwartungswerkzeugs, wenn eine Spannung an dem Satz Anschlüsse eine Maximalspannungsschwelle überschreitet oder wenn ein Strom an dem Satz Anschlüsse eine Maximalstromschwelle überschreitet.In one embodiment, a method of communicating with an actuator array device includes one or more of: communicatively connecting, via a wired link, a set of ports of a portable field service tool to an actuator field device; Supplying the actuator array device, via the wired link, with power from the portable field maintenance tool; Limiting the power supplied so that the set of terminals does not exceed a maximum electrical threshold; and / or transmitting a communication signal superimposed on the supplied power by the portable one Field maintenance tool via the wired link to the Aktorfeldgerät. Limiting the power supplied such that the set of terminals does not exceed a maximum electrical threshold may include: (i) limiting the power supplied such that a voltage drop at the set of terminals does not exceed a maximum voltage threshold (eg, any value between 21V and 24) V); (ii) limiting the power supplied so that power available at the set of ports does not exceed a maximum power threshold (eg, any value between 0.25 W and 1.5 W); (iii) limiting the power supplied so that a current at the set of terminals does not exceed a maximum current threshold (eg, any value between 25 mA and 31 mA); (iv) inducing a first voltage drop across an internal resistance to maintain a second voltage drop at the set of terminals below a maximum voltage threshold; and / or (v) turning off the portable field service tool when a voltage at the set of terminals exceeds a maximum voltage threshold or when a current at the set of terminals exceeds a maximum current threshold.
In einer Ausführungsform umfasst das tragbare Feldwartungswerkzeug eines oder mehreres von: einem Paar Anschlüsse, die elektrisch über eine verdrahtete Verknüpfung mit einem Feldgerät verbindbar sind, das Signale über die verdrahtete Verbindung überträgt oder empfängt; einem Kommunikationsschaltkreis, der elektrisch mit dem Paar von Anschlüssen verbunden ist, der das Signal über den Satz Anschlüsse empfängt oder sendet; einem Energiemessschaltkreis, der elektrisch mit dem Paar Anschlüsse verbunden ist, der ein oder mehrere elektrische Eigenschaften des Signals misst; einem Widerstandsnetzwerk; einer Steuereinheit; und/oder Leistungsversorgung, die Leistung über die verdrahtete Verknüpfung zuführt. Die Steuereinheit kann: einen oder mehrere Widerstände des Widerstandsnetzwerks basierend auf den gemessenen einen oder mehreren elektrischen Eigenschaften aktivieren oder deaktivieren; und/oder die Leistungsversorgung basierend auf den gemessenen ein oder mehreren elektrischen Eigenschaften steuern (z. B. um zu verhindern, dass das Paar von Anschlüssen eine Maximalelektrikschwelle, wie beispielsweise eine Maximalleistungsschwelle, überschreitet). Wenn eine Stromaufnahme an dem Paar Anschlüsse zunimmt, kann die Leistungsversorgung durch Verringern einer zugeführten Spannung verhindern, dass das Paar Anschlüsse eine Maximalelektrikschwelle überschreitet.In one embodiment, the portable field service tool includes one or more of: a pair of terminals that are electrically connectable via wired connection to a field device that transmits or receives signals over the wired connection; a communication circuit electrically connected to the pair of terminals receiving or transmitting the signal through the set of terminals; a power measurement circuit electrically connected to the pair of terminals that measures one or more electrical characteristics of the signal; a resistor network; a control unit; and / or power supply that provides power over the wired link. The controller may: enable or disable one or more resistors of the resistor network based on the measured one or more electrical characteristics; and / or controlling the power supply based on the measured one or more electrical properties (eg, to prevent the pair of terminals from exceeding a maximum electrical threshold, such as a maximum power threshold). When a current consumption at the pair of terminals increases, the power supply can reduce the supply voltage by preventing the pair of terminals from exceeding a maximum electric threshold.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Kommunizieren mit einem Feldgerät und zum Überwachen von Signalen, die von dem Feldgerät übertragen oder empfangen werden, eines oder mehrere von: (i) elektrisches Verbinden eines Feldgeräts mit einem Paar Anschlüsse eines tragbaren Feldwartungswerkzeugs über eine verdrahtete Verknüpfung; (ii) Übertragen oder Empfangen eines Signals an das oder von dem Feldgerät an dem Paar Anschlüsse des tragbaren Feldwartungswerkzeugs; (iii) Messen einer oder mehrerer elektrischer Eigenschaften des übertragenen oder empfangenen Signals; (iv) Halten eines Spannungsabfalls an dem Paar Anschlüsse auf einem Wert oberhalb einer Minimalspannungsschwelle, die notwendig ist, um das Signal auszulesen, durch Aktivieren oder Deaktivieren eines oder mehrerer Widerstände des tragbaren Feldwartungswerkzeugs basierend auf den gemessenen einen oder mehreren elektrischen Eigenschaften; (v) Abschalten des tragbaren Feldwartungswerkzeugs, wenn das Signal auf der verdrahteten Verknüpfung eine Maximalelektrikschwelle überschreitet oder unter eine Minimalelektrikschwelle fällt; (vi) Versorgen des Feldgeräts über die verdrahtete Verknüpfung mit Leistung von dem tragbaren Feldwartungswerkzeug; (vii) Anpassen der zugeführten Leistung, um zu verhindern, dass das Paar Anschlüsse eine Maximalelektrikschwelle überschreitet; und/oder (viii) Anhalten des Zuführens von Leistung und Anheben eines Schleifenwiderstandswerts, um Spannung abzuleiten, die mit dem Zuführen von Leistung assoziiert ist, durch Aktivieren oder Deaktivieren eines oder mehrerer Widerstände des tragbaren Feldwartungswerkzeugs. In einer Ausführungsform enthält das Verfahren ein Durchführen einer Analyse der einen oder mehreren elektrischen Eigenschaften, um zu bestimmen, ob das Feldgerät mit einem externen Schleifenwiderstand verbunden ist oder nicht; Verhindern eines Aktivierens eines internen Schleifenwiederstands, wenn die Analyse offenlegt, dass das Feldgerät mit einem externen Schleifenwiderstand verbunden ist; und/oder Aktivieren des internen Schleifenwiderstands, wenn die Analyse offenlegt, dass das Feldgerät nicht mit einem externen Schleifenwiderstand verbunden ist. Das Verfahren kann ein Erkennen eines Spannungsabklingens an dem Paar von Anschlüssen und ein Einschalten einer Aktivierung einer Leistungsversorgung basierend auf dem erkannten Spannungsabklingen enthalten.In one embodiment, a method of communicating with a field device and monitoring signals transmitted or received by the field device includes one or more of: (i) electrically connecting a field device to a pair of portable field maintenance tool ports via a wired link; (ii) transmitting or receiving a signal to or from the field device at the pair of ports of the portable field service tool; (iii) measuring one or more electrical characteristics of the transmitted or received signal; (iv) maintaining a voltage drop across the pair of terminals at a value above a minimum voltage threshold necessary to read the signal by activating or deactivating one or more resistors of the portable field maintenance tool based on the measured one or more electrical characteristics; (v) turning off the portable field service tool when the signal on the wired link exceeds a maximum electrical threshold or falls below a minimum electrical threshold; (vi) providing the field device with power from the portable field service tool via the wired link; (vii) adjusting the power supplied to prevent the pair of terminals from exceeding a maximum electrical threshold; and / or (viii) stopping the supply of power and raising a loop resistance value to dissipate voltage associated with the supply of power by activating or deactivating one or more resistors of the portable field service tool. In one embodiment, the method includes performing an analysis of the one or more electrical properties to determine whether or not the field device is connected to an external loop resistor; Preventing activation of an internal loop resistance if the analysis reveals that the field device is connected to an external loop resistor; and / or activating the internal loop resistance if the analysis reveals that the field device is not connected to an external loop resistor. The method may include detecting a voltage fade at the pair of terminals and turning on activation of a power supply based on the detected voltage fade.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Jede der unten beschriebenen Figuren stellt einen oder mehrere Aspekte des oder der offenbarten Systeme und/oder des oder der offenbarten Verfahren gemäß einer Ausführungsform dar. Sofern möglich, bezieht sich die detaillierte Beschreibung auf die Bezugszeichen, die in den folgenden Figuren enthalten sind.Each of the figures described below represents one or more aspects of the disclosed system (s) and / or method (s) according to one embodiment. If possible, the detailed description refers to the reference numerals contained in the following figures.
1A stellt ein beispielhaftes tragbares Feldwartungswerkzeug dar, das mit einem Feldgerät verbunden ist. 1A FIG. 3 illustrates an exemplary portable field maintenance tool connected to a field device. FIG.
1B ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Prozesssteuersystems, bei dem das in 1A gezeigte tragbare Feldwartungswerkzeug zum Kommunizieren mit, Diagnostizieren, oder mit Leistung Versorgen eines oder mehrerer Feldgeräte verwendet werden kann. 1B FIG. 10 is a block diagram of an example process control system in which the in 1A shown portable field maintenance tool for communicating with, diagnosing, or with power supplying one or more field devices can be used.
2 ist ein Schema eines vorbekannten passiven PTDs, das mit einem HART-Feldgerät verbunden ist. 2 is a schematic of a prior art passive PTD connected to a HART field device.
3 ist ein Schema eines vorbekannten passiven PTDs, das mit einem Feldbus-Feldgerät verbunden ist. 3 is a schematic of a prior art passive PTD connected to a fieldbus field device.
4 ist ein Blockdiagramm des in 1A gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs, das ein Beispiel darstellt, in dem das tragbare Feldwartungswerkzeug einen aktiven Kommunikator zum mit Leistung Versorgen von und Kommunizieren mit Feldgeräten enthält. 4 is a block diagram of the in 1A The portable field maintenance tool illustrated in FIG. 1 illustrates an example in which the portable field maintenance tool includes an active communicator for powering and communicating with field devices.
5A ist ein Blockdiagramm eines aktiven Kommunikators, der für digitale Frequenzmodulationskommunikation eingerichtet ist, der in dem in 1A gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeug gefunden werden kann. 5A FIG. 4 is a block diagram of an active communicator configured for digital frequency modulation communication used in the in 1A shown portable field maintenance tool can be found.
5B ist ein Blockdiagramm eines aktiven Kommunikators, der für digitale Amplitudenmodulationskommunikation eingerichtet ist, der in dem in 1A gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeug gefunden werden kann. 5B FIG. 10 is a block diagram of an active communicator configured for digital amplitude modulation communication included in the in 1A shown portable field maintenance tool can be found.
5C ist ein Blockdiagramm eines aktiven Kommunikators, der für analoge Kommunikation eingerichtet ist, der in dem in 1A gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeug gefunden werden kann. 5C FIG. 10 is a block diagram of an active communicator configured for analog communication disclosed in the in 1A shown portable field maintenance tool can be found.
6 ist ein Schema eines aktiven Kommunikators, der in einem beispielhaften tragbaren Feldwartungswerkzeug gefunden werden kann und der Kommunikation über ein digitales Frequenzmodulationskommunikationsprotokoll, wie beispielsweise das HART-Protokoll, ermöglichen kann. 6 FIG. 12 is a schematic of an active communicator that may be found in an exemplary portable field maintenance tool and that may facilitate communication via a digital frequency modulation communication protocol, such as the HART protocol.
7 ist ein Schema eines in 6 gezeigten Widerstandsnetzwerks. 7 is a schema of an in 6 shown resistor network.
8A ist ein Schema des in 6 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs, das an einen Übertrager angeschlossen ist, und stellt ein Beispiel dar, in dem der Übertrager durch den aktiven Kommunikator des tragbaren Feldwartungswerkzeugs mit Leistung versorgt wird. 8A is a scheme of in 6 shown portable field maintenance tool, which is connected to a transformer, and represents an example in which the transmitter is powered by the active communicator of the portable field maintenance tool.
8B ist ein Schema des in 6 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs, das mit einen Aktor verbunden ist, und stellt ein Beispiel dar, in dem der Aktor durch den aktiven Kommunikator des tragbaren Feldwartungswerkzeugs mit Leistung versorgt wird. 8B is a scheme of in 6 shown portable field maintenance tool, which is connected to an actuator, and represents an example in which the actuator is powered by the active communicator of the portable field maintenance tool.
9a ist ein Schema des in 6 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs, das an einen Übertrager angeschlossen ist, und stellt ein Beispiel dar, in dem der Übertrager durch den aktiven Kommunikator des tragbaren Feldwartungswerkzeugs nicht mit Leistung versorgt wird. 9a is a scheme of in 6 shown portable field maintenance tool, which is connected to a transformer, and represents an example in which the transmitter is not powered by the active communicator of the portable field maintenance tool.
9B ist ein Schema des in 6 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs, das mit einen Aktor verbunden ist, und stellt ein Beispiel dar, in dem der Aktor durch den aktiven Kommunikator des tragbaren Feldwartungswerkzeugs nicht mit Leistung versorgt wird. 9B is a scheme of in 6 shown portable field maintenance tool, which is connected to an actuator, and represents an example in which the actuator is not powered by the active communicator of the portable field maintenance tool.
10 ist ein Schema des in 6 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs, das mit einen Feldgerät verbunden ist, und stellt ein Beispiel dar, in dem eine Leistungsüberwachung des tragbaren Feldwartungswerkzeugs mit dem Feldgerät parallelverbunden sein kann, um elektrische Eigenschaften von durch das Feldgerät gesendeten oder empfangenen Signalen zu messen. 10 is a scheme of in 6 and an example in which a performance monitor of the portable field maintenance tool may be connected in parallel to the field device to measure electrical characteristics of signals transmitted or received by the field device.
11 ist ein Schema des in 6 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs, das mit einen Feldgerät verbunden ist, und stellt ein Beispiel dar, in dem eine Leistungsüberwachung des tragbaren Feldwartungswerkzeugs mit dem Feldgerät seriell verbunden sein kann, um elektrische Eigenschaften von durch das Feldgerät gesendeten oder empfangenen Signalen zu messen. 11 is a scheme of in 6 A portable field maintenance tool connected to a field device and illustrates an example in which a performance monitor of the portable field maintenance tool may be serially connected to the field device to measure electrical characteristics of signals transmitted or received by the field device.
12 ist ein Schema des in 6 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs, das mit Eingabe/Ausgabe-Geräten verbunden ist, und stellt ein Beispiel dar, in dem das tragbare Feldwartungswerkzeug die Eingabe/Ausgabe-Geräte testen kann. 12 is a scheme of in 6 and a portable field maintenance tool connected to input / output devices, and provides an example in which the portable field maintenance tool can test the input / output devices.
13 ist ein Schema eines aktiven Kommunikators, der in einem beispielhaften Feldwartungswerkzeug gefunden werden kann und der Kommunikation über ein digitales Amplitudenmodulationskommunikationsprotokoll, wie beispielsweise das Feldbus-Protokoll, ermöglichen kann. 13 FIG. 12 is a schematic of an active communicator that may be found in an exemplary field maintenance tool and that may facilitate communication via a digital amplitude modulation communication protocol, such as the fieldbus protocol.
14A ist ein Schema des in 13 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs und führt ein Beispiel vor, in dem das tragbare Feldwartungswerkzeug mit einem Feldgerät verbunden sein kann, das mit einem operativen Bus verbunden ist. 14A is a scheme of in 13 and shows an example in which the portable field maintenance tool may be connected to a field device connected to an operative bus.
14B ist ein Schema des in 13 gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs und führt ein Beispiel vor, in dem über einen internen Bus des tragbaren Feldwartungswerkzeugs das tragbare Feldwartungswerkzeug das Feldgerät mit Leistung Versorgen und mit ihm kommunizieren kann. 14B is a scheme of in 13 and provides an example in which, via an internal bus of the portable field maintenance tool, the portable field maintenance tool can power and communicate with the field device.
15 ist eine Ansicht einer Kommunikationsschnittstelle des in 1A gezeigten tragbaren Feldwartungswerkzeugs aus einer Perspektive von außerhalb des tragbaren Feldwartungswerkzeugs. 15 is a view of a communication interface of the in 1A shown portable field maintenance tool from a perspective of outside the portable field maintenance tool.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein tragbares Feldwartungswerkzeug und vielfältige Techniken zum Implementieren des tragbaren Feldwartungswerkzeugs. 1A stellt ein beispielhaftes tragbares Feldwartungswerkzeug 100 („Werkzeug 100”) dar, das mit einem Feldgerät 160 über eine Kommunikationsverknüpfung 150 verbunden werden kann. Vorteilhafter Weise ist das Werzeug 100 nicht nur zum Kommunizieren mit dem Feldgerät 160 in der Lage, sondern auch zum das Feldgerät 160 mit Leistung Versorgen. Das Werkzeug 100 kann ein einziges zusammengesetztes Signal, das über die Verknüpfung 150 übertragen wird, sowohl zum mit Leistung Versorgen als auch zum Kommunizieren mit dem Feldgerät 160 oder mit einer Kommunikationsverknüpfung in der Anlagenumgebung, mit der das Feldgerät 160 verbunden ist (z. B. eine HART-Schleife oder ein Feldbussegment; nicht gezeigt) nutzen. In einigen Fällen kann das Werkzeug 100 mit Feldgeräten, die gemäß unterschiedlicher Protokolle konfiguriert sind, kommunizieren oder diese diagnostizieren. Beispielsweise kann das Werkzeug 100 zum Kommunizieren mit, zum mit Leistung Versorgen und diagnostizieren traditioneller 4–20 Feldgeräten, HART-Feldgeräten und Feldbus-Feldgeräten in der Lage sein. Anders als viele vorbekannte PTDs, die einen Benutzer zwingen, mehrere Geräte zu nutzen, und/oder mehrere Kabel und Drähte mit vielfältigen unterschiedlichen Anschlusssätzen zu verbinden, wenn er oder sie mit einem Feldgerät kommunizieren, das Feldgerät mit Leistung Versorgen und Diagnose an Signalen, die durch das Feldgerät gesendet oder empfangen werden, durchführen möchte, kann das Werkzeug 100 einen einzelnen Anschlusssatz zur Kommunikation, Leistung und Diagnose nutzen, was die Konfiguration und Verwendung des Werkzeugs 100 für Benutzer vereinfacht.The present disclosure describes a portable field maintenance tool and various techniques for implementing the portable field maintenance tool. 1A provides an exemplary portable field maintenance tool 100 ("Tool 100 ") With a field device 160 via a communication link 150 can be connected. Advantageously, the tool is 100 not just to communicate with the field device 160 able but also to the field device 160 Supply with power. The tool 100 can be a single composite signal through the link 150 is transmitted, both to power supply and to communicate with the field device 160 or with a communication link in the plant environment with which the field device 160 connected (eg a HART loop or a fieldbus segment, not shown). In some cases, the tool can 100 communicate with or diagnose field devices that are configured according to different protocols. For example, the tool 100 to communicate with, to be able to power and diagnose traditional 4-20 field devices, HART field devices and fieldbus field devices. Unlike many previously known PTDs which force a user to use multiple devices and / or connect multiple cables and wires to a variety of different port sets when communicating with a field device, the field device provides power and diagnostics to signals that through the field device to send or receive, the tool may 100 use a single connection set for communication, performance and diagnostics, which allows the configuration and use of the tool 100 simplified for users.
Darüber hinaus kann das Werkzeug 100 ausreichend energiebegrenzt und fehlertolerant sein, um IS-Standards zu erfüllen. Beispielsweise kann das Werkzeug 100 so gestaltet sein, dass alle Komponenten des Werkzeugs 100 und dass alle durch das Werkzeug 100 übertragenen und/oder empfangenen Signale (beispielsweise einschließlich Leistungs- und/oder Kommunikationssignale) auf Bereiche energiebegrenzt sind, die IS-Standards erfüllen. Ferner kann das Werkzeug 100 Komponenten 100 und/oder durch das Werkzeug 100 übertragene oder empfangene Signale „selbstüberwachen”, um sicherzustellen, dass die Komponenten und/oder Signale IS-konform bleiben. Zur Veranschaulichung kann das Werkzeug 100 eine oder mehrere Komponenten abschalten (oder das Werkzeug 100 vollständig abschalten), wenn eine Komponente oder ein Signal sich einer Schwelle nähert, die mit IS-Standards assoziiert ist, oder diese überschreitet. Entsprechend kann ein Benutzer das Werkzeug 100, wenn das Werkzeug 100 IS-konform ist, mit dem Feldgerät 160 oder einer Verknüpfung (z. B. HART-Schleife oder Feldbussegment), mit der des Feldgerät 160 verbunden ist, mit Zuversichtlichkeit verbinden, dass er oder sie keine IS-Standards verletzten wird, und mit Zuversichtlichkeit, dass er oder sie keine explosive Atmosphäre entzünden wird. In Kürze ausgedrückt, kann das Werkzeug 100 in gefährlichen Bereichen sicher verwendet werden, anders als viele traditionelle tragbare Leistungsversorgungen und PTDs.In addition, the tool can 100 be sufficiently energy limited and fault tolerant to meet IS standards. For example, the tool 100 Be designed so that all components of the tool 100 and that all through the tool 100 transmitted and / or received signals (for example, including power and / or communication signals) are energy limited to areas that meet IS standards. Furthermore, the tool 100 components 100 and / or by the tool 100 transmit or receive signals "self-monitor" to ensure that the components and / or signals remain IS compliant. By way of illustration, the tool 100 turn off one or more components (or the tool 100 completely off) when a component or signal is approaching or exceeding a threshold associated with IS standards. Accordingly, a user can use the tool 100 when the tool 100 IS compliant with the field device 160 or a link (eg HART loop or fieldbus segment) with the field device 160 associate with confidence that he or she will not violate IS standards and with confidence that he or she will not ignite an explosive atmosphere. In short, the tool can 100 used safely in hazardous areas, unlike many traditional portable power supplies and PTDs.
Die Kommunikationsverknüpfung 150 kann eine Zweidraht-Kommunikationsverknüpfung sein, die zum Tragen eines Kommunikationssignals und/oder Leistungssignals, von denen jedes Teil eines zusammengesetzten Signals sein kann, in der Lage sein kann. So, wie er hierin verwendet wird, kann sich der Begriff „Signal” auf ein Kommunikationssignal, ein Leistungssignal oder ein zusammengesetztes Signal, das sowohl Leistung als auch Information überträgt, beziehen. Allgemein gesprochen bezieht sich der Begriff „Kommunikationssignal” auf jedes Signal, das Information übermittelt (wie beispielsweise ein Steuersignal, das einem Aktor befiehlt, zu aktuieren) und kann analog oder digital und AC oder DC sein. Der Begriff „Leistungssignal” bezieht sich auf jede elektrische Energie, die zum Zwecke des Versorgens mit Leistung übertragen wird und kann AC oder DC sein. Das Werkzeug 100 kann einen Anschlusssatz zum Verbinden der Verknüpfung 150 und des Feldgeräts 160 haben und kann in einigen Fällen mehrere Anschlussätze zum Verbinden mit Feldgeräten, die für vielfältige unterschiedliche Protokolle konfiguriert sind (z. B. einen Anschlusssatz für HART-Feldgeräte und einen Anschlusssatz für Feldbus-Feldgeräte), haben.The communication link 150 may be a two-wire communication link capable of carrying a communication signal and / or power signal, each of which may be part of a composite signal. As used herein, the term "signal" may refer to a communication signal, a power signal or a composite signal transmitting both power and information. Generally speaking, the term "communication signal" refers to any signal that transmits information (such as a control signal commanding an actuator to actuate) and may be analog or digital and AC or DC. The term "power signal" refers to any electrical energy transmitted for powering purposes and may be AC or DC. The tool 100 can be a connection set to connect the link 150 and the field device 160 and in some cases may have multiple connection sets for connection to field devices that are configured for a variety of different protocols (eg, a HART field device connection set and a fieldbus field device connection set).
Um die Feldgeräte 160 mit Leistung zu versorgen, kann das Werkzeug 100 eine Leistungsversorgung enthalten, die dafür eingerichtet ist, eine Spannung über Anschlüsse des Werkzeugs 100 zuzuführen, mit denen die Kommunikationsverknüpfung 150 verbunden ist.To the field devices 160 to provide power, the tool can 100 a power supply adapted to provide a voltage across terminals of the tool 100 with which the communication link 150 connected is.
Das Werkzeug 100 kann dafür eingerichtet sein, mit dem Feldgerät 160 über ein zusammengesetztes Signal (übertragen über die Verknüpfung 150) zu kommunizieren, das ein Kommunikationssignal (zum Erleichtern von Kommunikation zwischen dem Werkzeug 100 und dem Feldgerät 160) und ein Leistungssignal (zum Bereitstellen von Leistung an das Feldgerät 160) enthält. Das Kommunikationssignal kann ein digitales Signal, ein analoges Signal oder ein zusammengesetztes analoges oder digitales Signal sein. Auf andere Weise gesagt, kann das Werkzeug 100 ein erstes zusammengesetztes Signal, das ein Leistungssignal enthält, und ein zweites zusammengesetztes Signal, das ein analoges und digitales Signal enthält, übertragen und/oder empfangen.The tool 100 can be set up with the field device 160 via a composite signal (transmitted via the link 150 ), which is a communication signal (to facilitate communication between the tool 100 and the field device 160 ) and a power signal (for providing power to the field device 160 ) contains. The communication signal may be a digital signal, an analog signal or a composite analog or digital signal. In other words, that can Tool 100 a first composite signal containing a power signal and a second composite signal containing and transmitting and / or receiving an analog and digital signal.
Beispielsweise kann das Werkzeug 100 einen ersten Anschlusssatz zum Übertragen und/oder Empfangen eines ersten zusammengesetzten Signals (z. B. ein HART-Signal) enthalten, enthaltend: (i) ein DC-Leistungssignal (z. B. 4 mA), und (ii) ein zweites zusammengesetztes Signal für Kommunikation (z. B. ein AC-Digitalkommunikationssignal, das auf einem 0–16 mA DC-Kommunikationssignal überlagert ist) das auf dem 4 mA Leistungssignal überlagert ist. In solch einem Beispiel bleibt das Leistungssignal konstant bei 4 mA und repräsentiert eine Nullspannung, was darin resultiert, dass das erste zusammengesetzte Signal einen Spannungsstärkenbereich von 4–20 mA hat. Das Werkzeug 100 kann zusätzlich oder alternativ einen zweiten Anschlusssatz zum Übertragen und/oder Empfangen eines zusammengesetzten Signals gemäß anderer Protokolle, wie beispielsweise des Feldbus-Protokolls, haben. Beispielsweise kann das Werkzeug 100 ein zusammengesetztes Signal übertragen und/oder empfangen, enthaltend: (i) ein DC-Leistungssignal (z. B. 10–25 mA), und (ii) ein AC-Digitalkommunikationssignal (z. B. moduliert auf 15–20 mA Peak-zu-Peak), das auf dem DC-Leistungssignal überlagert ist. In einigen Fällen enthält das Werkzeug 100 ein oder mehrere Anschlusssätze zum Übertragen analoger und/oder digitaler Kommunikationssignale, oder Leistung bereitzustellen (z. B. für Situationen, in denen das Feldgerät 160 bereits mit Leistung versorgt ist).For example, the tool 100 a first terminal set for transmitting and / or receiving a first composite signal (eg, a HART signal), comprising: (i) a DC power signal (eg, 4 mA), and (ii) a second composite signal Signal for communication (eg, an AC digital communication signal superimposed on a 0-16 mA DC communication signal) superimposed on the 4 mA power signal. In such an example, the power signal remains constant at 4 mA and represents a zero voltage, which results in the first composite signal having a voltage range of 4-20 mA. The tool 100 may additionally or alternatively have a second connection set for transmitting and / or receiving a composite signal according to other protocols, such as the fieldbus protocol. For example, the tool 100 transmit and / or receive a composite signal comprising: (i) a DC power signal (eg, 10-25 mA), and (ii) an AC digital communications signal (eg, modulated to 15-20 mA peak). to peak) superimposed on the DC power signal. In some cases, the tool contains 100 provide one or more port sets for transmitting analog and / or digital communication signals, or power (eg, for situations in which the field device 160 already powered).
Wie angemerkt, kann das Werkzeug 100 unter Einhaltung von IS-Standards in Betrieb sein. Das heißt, das Werkzeug 100 kann sicher in gefährlichen Bereichen verwendet werden, weil die Komponenten des Werkzeugs 100 in Übereinstimmung mit IS-Standards energiebegrenzt und fehlertolerant sein können. Beispielsweise können die Komponenten des Werkzeugs 100 (i) strombegrenzt auf eine Stromgrenze (z. B. 250 mA, 300 mA, 350 mA, etc.) (ii) spannungsbegrenzt auf eine Spannungsgrenze (z. B. 25 V, 29 V, 35 V, etc.) und (iii) leistungsbegrenzt auf eine Leistungsgrenze (z. B. 1 W, 1,3 W, 1,5 W, etc.) sein. Das Werkzeug 100 kann eine oder mehrere eingebaute Redundanzen (z. B. automatische Abschaltung, redundante Komponenten, etc.) haben, um sicherzustellen, dass ein Komponentenausfall nicht dazu führt, dass diese Energiebegrenzungen überschritten werden.As noted, the tool may 100 be in compliance with IS standards in operation. That is, the tool 100 Can be used safely in hazardous areas because of the components of the tool 100 energy-constrained and fault tolerant in accordance with IS standards. For example, the components of the tool 100 (i) Current limited to a current limit (eg 250 mA, 300 mA, 350 mA, etc.) (ii) Voltage limited to a voltage limit (eg 25 V, 29 V, 35 V, etc.) and ( iii) be power limited to a power limit (eg 1 W, 1.3 W, 1.5 W, etc.). The tool 100 can have one or more built-in redundancies (eg, automatic shutdown, redundant components, etc.) to ensure that a component failure does not cause these power limits to be exceeded.
Das Werkzeug 100 kann eines oder mehreres enthalten von: einer Anzeige 122, einem Gehäuse 128, Eingabetasten 132 und einen Faltständer 152. Das Gehäuse 128 kann als in der Hand haltbare Einheit geformt und dimensioniert sein. Das Gehäuse 128 kann eine allgemein rechteckige Würfelform haben oder jede andere erwünschte Form oder Größe (z. B. 5 Zoll, 7 Zoll oder 11 Zoll, diagonal gemessen).The tool 100 may contain one or more of: an ad 122 , a housing 128 , Input keys 132 and a folding stand 152 , The housing 128 can be shaped and dimensioned as a hand-durable unit. The housing 128 may have a generally rectangular cube shape or any other desired shape or size (eg, 5 inches, 7 inches or 11 inches, measured diagonally).
Die Anzeige 122 und die Eingabetasten 132 können auf einer Frontoberfläche des Gehäuses angeordnet sein. Die Anzeige 122 kann ein Touchscreen, wie beispielsweise ein kapazitiver Touchscreen sein, der Berührungseingaben über kapazitive Messung feststellt, oder ein resistiver Touchscreen, der Berührungseingaben über angewandten Druck feststellt. Die Eingabetasten 32 können physikalische Tasten, wie beispielsweise Druckknöpfe oder Mehrrichtungsknöpfe sein. In einigen Fällen enthält das Werkzeug 100 die Eingabetasten 32 nicht.The ad 122 and the input keys 132 can be arranged on a front surface of the housing. The ad 122 may be a touch screen, such as a capacitive touch screen that detects touch inputs via capacitive sensing, or a resistive touch screen that detects touch inputs via applied pressure. The input keys 32 can be physical buttons, such as push buttons or multi-directional buttons. In some cases, the tool contains 100 the input keys 32 Not.
Der Faltständer 152 kann zwischen einer flachen Position gegen den Rücken des Gehäuses 128 und einer nach außen vom Rücken des Gehäuses 128 weg geschwenkten Position schwenken. In der flachen Position kann der Benutzer das Werkzeug 100 tragen und das Werkzeug 100 in ähnlicher Weise nutzen, wie jemand ein Tablet verwenden würde. In der nach außen weggeschwenkten Position kann der Faltständer 152 verwendet werden, um das Wartungswerkzeug 100 in einer aufrechten Position zu stützen. In einigen Fällen enthält das Werkzeug 100 keinen Faltständer 152.The folding stand 152 can be between a flat position against the back of the case 128 and one outward from the back of the housing 128 swing away pivoted position. In the flat position, the user can use the tool 100 wear and the tool 100 in a similar way to how someone would use a tablet. In the outwardly pivoted away position of the folding stand 152 used to the maintenance tool 100 to support in an upright position. In some cases, the tool contains 100 no folding stand 152 ,
1B ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Prozesssteuersystems 10, wobei das Werkzeug 100 dafür genutzt werden kann, mit einem oder mehrere Feldgeräten zu kommunizieren, sie zu diagnostizieren, oder mit Leistung zu versorgen. Das Prozesssteuersystem 10 enthält eine Prozesssteuerung 11, die mit einem Daten-Historian 12 und mit einem oder mehreren Workstations oder Computern 13 (die jede Art von Personalcomputer, Workstation, etc. sein können), von denen jeder einen Anzeigebildschirm 14 hat, verbunden ist. Das Prozesssteuersystem 10 kann eine Vielzahl von Feldgeräten 160 enthalten, einschließlich Feldgeräte 15–22. 1B FIG. 10 is a block diagram of an exemplary process control system. FIG 10 , where the tool 100 can be used to communicate with, diagnose, or provide power to one or more field devices. The process control system 10 contains a process control 11 that comes with a data historian 12 and with one or more workstations or computers 13 (which may be any type of personal computer, workstation, etc.), each of which has a display screen 14 has, is connected. The process control system 10 can be a variety of field devices 160 including field devices 15 - 22 ,
Die Steuerung 11 kann mit Feldgeräten 15–22 über Eingabe/Ausgabe-(”E/A”-)Karten 26 und 28 verbunden sein. Der Daten-Historian 12 kann jede gewünschte Art Datensammeleinheit sein, die jede gewünschte Speicherart und jede gewünschte oder bekannte Software, Hardware oder Firmware zum Speichern von Daten hat. Die Steuerung 11 ist, in 1B, kommunikativ mit den Feldgeräten 15–22 verbunden.The control 11 can with field devices 15 - 22 via input / output ("I / O") cards 26 and 28 be connected. The data historian 12 may be any desired type of data collection unit having any desired type of memory and any desired or known software, hardware or firmware for storing data. The control 11 is, in 1B , communicative with the field devices 15 - 22 connected.
Im Allgemeinen können die Feldgeräte 15–22 jede Art von Gerät sein, wie Sensoren, Ventile, Übertrager, Positionierer, etc., während die E/A-Karten jede Art von E/A-Geräten sein können, die jedes gewünschte Kommunikations- oder Steuerungsprotokoll einhalten. Beispielsweise können die Feldgeräte 15–22 und/oder E/A-Karten 26 und 28 gemäß dem HART-Protokoll oder dem Feldbus-Protokoll eingerichtet sein. Die Steuerung 11 enthält einen Prozessor 23, der ein oder mehrere Prozesssteuerroutinen 30 (oder jedes Modul, jeden Block oder Unterroutine dessen) implementiert oder überblickt.In general, the field devices 15 - 22 any type of device, such as sensors, valves, transmitters, positioners, etc., while the I / O boards can be any type of I / O devices that adhere to any desired communication or control protocol. For example, the field devices 15 - 22 and / or I / O cards 26 and 28 according to the HART protocol or the fieldbus protocol. The control 11 contains a processor 23 containing one or more process control routines 30 (or any module, block, or subroutine) implemented or overlooked.
Das Tool 100 kann über die Verknüpfung 150 mit einer Kommunikationsverknüpfung (z. B. eine HART-Schleife oder ein Feldbus-Segment) kommunikativ verbunden sein, die eines der Feldgeräte 15–22 mit den E/A-Karten 26 und 28 verbindet. Alternativ kann das Werkzeug 100 direkt mit einem der Feldgeräte 15–22 kommunikativ verbunden sein (z. B. über Kommunikationsanschlüsse, die an den Feldgeräten 15–22 vorhanden sind). Wenn gewünscht, kann das Werkzeug 100 Leistung an die Feldgeräte 15–22, mit denen das Werkzeug 100 verbunden ist, oder an einen Bus (z. B. ein Feldbus-Segment), mit dem die Feldgeräte 15–22 verbunden sind, bereitstellen. Das Werkzeug 100 kann einem Benutzer ermöglichen, mit einem beliebigen der Feldgeräte 15–22 zu kommunizieren und/oder es zu diagnostizieren. In einigen Fällen versorgt das Werkzeug 100 nur ein einziges der Feldgeräte 15–22 zu jeder gegebenen Zeit.The tool 100 can about the shortcut 150 communicatively connected to a communication link (eg, a HART loop or a fieldbus segment) that is one of the field devices 15 - 22 with the I / O cards 26 and 28 combines. Alternatively, the tool 100 directly with one of the field devices 15 - 22 be communicatively connected (eg via communication ports connected to the field devices 15 - 22 available). If desired, the tool can 100 Power to the field devices 15 - 22 with which the tool 100 or to a bus (for example, a fieldbus segment) to which the field devices connect 15 - 22 are available. The tool 100 can enable a user with any of the field devices 15 - 22 to communicate and / or diagnose it. In some cases, the tool supplies 100 only one of the field devices 15 - 22 at any given time.
2 zeigt ein Schema eines vorbekannten PTD 205, das über eine HART-Schleife 200A mit einem HART-Feldgerät 215 verbunden ist und das der Verwendung der tragbaren Leistungsversorgung 220 bedarf. Anders als das Werkzeug 100 kann das PTD 205 das Feldgerät 215 nicht mit Leistung Versorgen und ist somit für Techniker unkomfortabel. Ferner kann die tragbare Leistungsversorgung 220 IS-Standards nicht erfüllen, was es zur Verwendung in gefährlichen Bereichen ungeeignet macht. Schließlich bedarf das PTD 205, anders als das Werkzeug 100, eines Schleifenwiderstands 201, der parallel mit dem PTD 205 zur Schleife 200A verbunden ist, um mit dem Feldgerät 2015 zu kommunizieren. 2 shows a schematic of a prior art PTD 205 that has a HART loop 200A with a HART field device 215 connected and that of the use of the portable power supply 220 requirement. Unlike the tool 100 can the PTD 205 the field device 215 do not supply with power and is therefore uncomfortable for technicians. Furthermore, the portable power supply 220 IS standards, which makes it unsuitable for use in hazardous areas. Finally, the PTD is needed 205 , unlike the tool 100 , a loop resistance 201 , which is in parallel with the PTD 205 to the loop 200A is connected to the field device 2015 to communicate.
Wie angemerkt, versorgt das PTD 205 das Feldgerät 215 nicht mit Leistung. Das Feldgerät 215 wird stattdessen durch eine tragbare Leistungsversorgung 220 mit Leistung versorgt. 2 repräsentiert ein Szenario, in dem das Feldgerät 215 auf einem Prüfstand getestet wird oder in dem das Feldgerät 215 von seiner normalen Leistungsquelle im Feld isoliert ist. Weil das PTD 205 das Feldgerät 215 nicht mit Leistung versorgt, kann ein Techniker zusätzlich zu dem PTD 205 die tragbare Leistungsversorgung 220 zu dem Feldgerät 215 tragen müssen, wenn er im Feld daran Service ausführt.As noted, the PTD provides 205 the field device 215 not with performance. The field device 215 instead is powered by a portable power supply 220 powered. 2 represents a scenario in which the field device 215 is tested on a test bench or in which the field device 215 isolated from its normal power source in the field. Because the PTD 205 the field device 215 Not powered by a technician in addition to the PTD 205 the portable power supply 220 to the field device 215 have to carry it when he performs service in the field.
Wie weiter angemerkt, kann die Leistungsversorgung 220 IS-Standards nicht erfüllen. Somit kann der Techniker nicht in der Lage sein, das Feldgerät 215 mit Leistung zu versorgen, wenn sich das Feldgerät 215 in einem gefährlichen Bereich befindet und kann in Folge dessen nicht in der Lage sein, das PTD 205 zu nutzen, um Service an dem Feldgerät 215 auszuführen. Typischerweise können tragbare Leistungsversorgungen oft nicht in gefährlichen Bereichen eingesetzt werden, weil sie für gewöhnlich keine IS-Standards erfüllen. Genauer gesagt, sind typische tragbare Leistungsversorgungen oft anfällig für Komponentenfehler, die in Spannungs-, Strom-, und/oder Temperaturspitzen resultieren, die ausreichen, um eine explosive Atmosphäre zu entzünden. Es soll angemerkt werden, dass, falls das PTD 205 „aktiv” gemacht werden sollte durch das Hinzufügen einer Leistungsversorgung, es an vielen derselben Probleme leiden würde, an denen tragbare Leistungsversorgungen betreffend IS-Standards leiden.As further noted, the power supply 220 Do not meet IS standards. Thus, the technician may not be able to use the field device 215 to supply power when the field device 215 is in a dangerous area and as a result may not be able to use the PTD 205 to use to service the field device 215 perform. Typically, portable power supplies often can not be used in hazardous areas because they usually do not meet IS standards. More specifically, typical portable power supplies are often prone to component failures that result in voltage, current, and / or temperature spikes that are sufficient to ignite an explosive atmosphere. It should be noted that if the PTD 205 By adding a power supply, it should be made "active" to suffer from many of the same problems suffered by portable power supplies regarding IS standards.
Schließlich bedarf das PTD 205, wie viele andere vorbekannte PTDs, dem externen 250 Ohm-Schleifenwiderstand 210, um mit dem HART-Feldgerät 215 zu kommunizieren. Im Vergleich dazu, kann das Werkzeug 100 in internes Widerstandsnetzwerk enthalten, das ausreichend Widerstand bereitstellt, um ein Signal auf einer Verknüpfung wie beispielsweise der Schleife 200A zu lesen, und bedarf daher nicht der Verwendung des externen Widerstands 210. Der externe Widerstand 210 stellt ausreichend Schleifenwiderstand zur Verfügung, um dem PTD 205 zu ermöglichen, eine Spannung auf der Schleife 200A zu erkennen, was notwendig zum auslesen des Signals, das durch die Schleife 200A getragen wird, ist (das heißt, das PTD 205 interpretiert die erkannte Spannung als einen Signalwert). In diesem Beispiel könnte das PTD 205 einen analogen Wert (z. B. eine Tankniveaumessung zwischen 0% voll und 100% voll) basierend auf dem bestimmten Wert der erkannten Spannung innerhalb eines Bereichs von 1 V–5 V interpretieren (z. B. wobei 1 V = 0% und 5 V = 100%). Zum Beispiel erkennt das PTD 205 5 V (das heißt, 20 mA·250), wenn der Schleifenstrom 20 mA ist, und das PTD erkennt 1 V (das heißt 4 mA·250), wenn der Schleifenstrom 4 mA ist. Ferner könnte das PTD 205 die digitale Komponente eines HART-Signals basierend auf der erkannten Spannung interpretieren. Die digitale Komponente eines HART-Signals variiert im Allgemeinen um ungefähr 1 mA Peak-zu-Peak. Somit erlaubt der 250 Ohm-Widerstand 210 dem PTD 205, eine Spannung, korrespondierend zu dieser digitalen Komponente, von ungefähr 250 mV (1 mA·250) zu erkennen. Wenn ein kleinerer Widerstand verwendet würde (oder kein Widerstand verwendet würde), könnte die Spannung, die mit dem Signalisieren auf der Schleife 200A assoziiert ist, unterhalb von Niveaus abfallen, die durch das passive PTD erkennbar sind. Im Vergleich kann das Werkzeug 100 ein internes Widerstandsnetzwerk nutzen, das einen Widerstand unterhalb von 250 Ohm hat, was dem Werkzeug 100 ermöglicht, ein Signal auf der HART-Schleife 200a zu lesen, während es IS-Energiebegrenzungen erfüllt.Finally, the PTD is needed 205 like many other previously known PTDs, the external 250 ohm loop resistor 210 to work with the HART field device 215 to communicate. In comparison, the tool can 100 included in internal resistor network that provides sufficient resistance to a signal on a link such as the loop 200A and therefore does not require the use of the external resistor 210 , The external resistance 210 Provides enough loop resistance to the PTD 205 to allow a tension on the loop 200A to recognize what is needed to read out the signal passing through the loop 200A is worn (that is, the PTD 205 interprets the detected voltage as a signal value). In this example, the PTD 205 interpret an analog value (eg, a tank level measurement between 0% full and 100% full) based on the determined value of the detected voltage within a range of 1 V-5 V (eg, where 1 V = 0% and 5 V = 100%). For example, the PTD detects 205 5V (that is, 20mA * 250) when the loop current is 20mA, and the PTD detects 1V (that is, 4mA * 250) when the loop current is 4mA. Furthermore, the PTD 205 interpret the digital component of a HART signal based on the detected voltage. The digital component of a HART signal generally varies by about 1 mA peak-to-peak. Thus, the 250 ohm resistor allows 210 the PTD 205 to detect a voltage corresponding to this digital component of approximately 250mV (1mA * 250). If a smaller resistor were used (or no resistor was used), the voltage associated with signaling on the loop could be 200A fall below levels detectable by the passive PTD. In comparison, the tool can 100 use an internal resistor network that has a resistance below 250 ohms, which is the tool 100 allows a signal on the HART loop 200a while meeting IS energy limits.
3 ist ein Schema eines vorbekannten PTD 305, das mit einem Feldbus-Feldgerät 310 kommunikativ verbunden ist, das über eine Feldbus-Leistungsversorgung 315 über ein Feldbussegment 300 mit Leistung versorgt ist. Das PTD 305 ist ähnlich zu dem PTD 205 insofern, dass es das Feldgerät 310 nicht mit Leistung versorgt und somit für Techniker ungünstig ist. Das heißt, wenn ein Techniker an dem Feldgerät 310 Service durchführt, ist er im Allgemeinen auf die Leistungsversorgung 315 oder eine tragbare Leistungsversorgung (nicht gezeigt) angewiesen, um das Feldgerät 315 mit Leistung zu versorgen. Im Vergleich dazu kann das Werkzeug 100 ein Feldgerät wie beispielsweise das Feldgerät 310 mit Leistung Versorgen, selbst wenn sich das Feldgerät 310 in einem gefährlichen Bereich befindet. 3 is a scheme of a previously known PTD 305 that with a fieldbus field device 310 communicatively connected via a fieldbus power supply 315 over a fieldbus segment 300 is powered. The PTD 305 is similar to the PTD 205 in that it is the field device 310 not supplied with power and thus unfavorable for technicians. That is, if a technician on the field device 310 Service, he is generally on the power supply 315 or a portable power supply (not shown) to the field device 315 to provide power. In comparison, the tool can 100 a field device such as the field device 310 Supply with power, even if the field device 310 located in a dangerous area.
4 ist ein Blockdiagramm des Werkzeugs 100, das ein Beispiel darstellt, in dem das Werkzeug 100 einen aktiven Kommunikator 404 und eine physikalische Kommunikationsschnittstelle 406, die elektrisch über elektrische Verbindungen 416 und 417 mit dem aktiven Kommunikator 404 verbunden ist, enthält, sodass der aktive Kommunikator 404 das Feldgerät 160 über die physikalische Kommunikationsschnittstelle 406 mit Leistung Versorgen und mit ihm kommunizieren kann, und gleichfalls eine oder mehrere elektrische Eigenschaften von durch den aktiven Kommunikator 404 gesendeten oder empfangenen Signalen messen kann. Wie gezeigt ist, kann die Kommunikationsschnittstelle 406 durch das Gehäuse 128 hindurch angeordnet sein, sodass ein externer Abschnitt der Schnittstelle 406 außerhalb des Gehäuses zugänglich ist, was der Kommunikationsverknüpfung 150 und dem Feldgerät 160 ermöglicht, mit der Schnittstelle 406 verbunden zu sein. 4 is a block diagram of the tool 100 which represents an example in which the tool 100 an active communicator 404 and a physical communication interface 406 that are electrically connected via electrical connections 416 and 417 with the active communicator 404 is connected, so the active communicator 404 the field device 160 via the physical communication interface 406 with power and can communicate with it, and also one or more electrical properties of the active communicator 404 can measure transmitted or received signals. As shown, the communication interface 406 through the housing 128 be arranged through, so that an external section of the interface 406 outside the case is accessible, what the communication link 150 and the field device 160 allows, with the interface 406 to be connected.
Der aktive Kommunikator 404 ermöglicht dem Werkzeug 100, mit dem Feldgerät 160 zu kommunizieren, das Feldgerät 160 zu diagnostizieren, das Feldgerät 160 mit Leistung zu versorgen, und/oder eine Kommunikationsverknüpfung in einer Anlagenumgebung, mit der das Feldgerät 160 verbunden ist (nicht gezeigt) zu diagnostizieren. In einigen Fällen kann der aktive Kommunikator 404 dafür eingerichtet sein, mit mehreren unterschiedlichen Arten von Feldgeräten zu kommunizieren und dieses zu diagnostizieren (z. B. HART-Feldgeräte und Feldbus-Feldgeräte), und/oder dafür, IS-Standards zu erfüllen, sodass es zum Kommunizieren mit, Diagnostizieren und mit Leistung Versorgen von Feldgeräten, die in gefährlichen Bereichen lokalisiert sind, verwendet werden kann. Die einen oder mehreren Leistungsversorgungen des aktiven Kommunikators 404 können Schalter zum Abschalten der Leistungsversorgungen enthalten.The active communicator 404 allows the tool 100 , with the field device 160 to communicate, the field device 160 to diagnose the field device 160 to provide power, and / or a communication link in a plant environment with which the field device 160 is connected (not shown) to diagnose. In some cases, the active communicator 404 be configured to communicate with and diagnose multiple different types of field devices (eg, HART field devices and fieldbus field devices) and / or to comply with IS standards so that they can communicate with, diagnose, and communicate with Power supply of field devices that are located in hazardous areas, can be used. The one or more power supplies of the active communicator 404 may include switches to shut off the power supplies.
Der aktive Kommunikator 404 kann eine Leistungsversorgung zum das Feldgerät 160 mit Leistung Versorgen, einen Signalkodierer und Dekodierer (z. B. ein Modem) zum Kommunizieren mit dem Feldgerät 106, und/oder Energiemessschaltkreise (z. B. ein Voltmeter und/oder ein Amperemeter) zum Messen elektrischer Eigenschaften von durch den aktiven Kommunikator 404 gesendeten oder empfangenen Signalen enthalten. Der aktive Kommunikator 404 kann Kommunikationssignale über die elektrischen Verbindungen 416 und 317 an das oder von dem Feldgerät 160 übertragen oder empfangen. Der aktive Kommunikator 404 kann Kommunikationssignale durch Modulieren einer Stromstärke oder einer Frequenz kodieren, um einen analogen oder digitalen Wert zu repräsentieren und kann das Kommunikationssignal auf ein Leistungssignal überlagern, um ein zusammengesetztes Signal zu erschaffen.The active communicator 404 may be a power supply to the field device 160 power, a signal encoder and decoder (eg, a modem) for communicating with the field device 106 , and / or energy measurement circuitry (eg, a voltmeter and / or an ammeter) for measuring electrical characteristics of the active communicator 404 contained or received signals. The active communicator 404 can communicate signals via the electrical connections 416 and 317 to or from the field device 160 transmit or receive. The active communicator 404 may encode communication signals by modulating a current or frequency to represent an analog or digital value, and may superimpose the communication signal on a power signal to create a composite signal.
Das Werkzeug 100 kann eine Steuereinheit 402, die über den Kommunikationsbus 414 mit dem aktiven Kommunikator 404 gekoppelt ist, enthalten, die dafür eingerichtet ist, den aktiven Kommunikator 404 zu steuern und zu überwachen. Auf einem hohen Niveau kann die Steuereinheit 402 Komponenten des aktiven Kommunikators 404 aktivieren oder deaktivieren, um: (i) den aktiven Kommunikator 404 einzurichten, sodass er energiebegrenzt in Übereinstimmung mit IS-Standards bleibt; (ii) den aktiven Kommunikator 404 einzurichten, um gemäß einem gewünschten Kommunikationsprotokoll (z. B. HART oder Feldbus) zu kommunizieren; (iii) den aktiven Kommunikator 404 in Antwort auf eine an der physikalischen Kommunikationsschnittstelle 406 hergestellten Verbindung (z. B. basierend darauf, ob ein Benutzer die Kommunikationsverknüpfung 150 mit einem Anschlusssatz für HART oder einem Anschlusssatz für Feldbus verbindet) einzurichten; und/oder den aktiven Kommunikator 404 für eine bestimmte Feldgerätkonfiguration oder Feldgerätart (z. B. Aktor oder Übertrager) einzurichten. Allgemein gesprochen, ist ein Übertrager ein Feldgerät, das dafür eingerichtet ist, eine Messung zu erhalten (z. B. über einen Temperatursensor, Drucksensor, Strömungssensor, Niveausensor, etc.) und die Messung zu übertragen. Die Feldgerätkonfiguration oder -art kann basierend auf einer Benutzereingabe oder basierend auf Kommunikation mit dem verbundenen Feldgerät bestimmt werden.The tool 100 can be a control unit 402 that are over the communication bus 414 with the active communicator 404 included, which is adapted to the active communicator 404 to control and monitor. At a high level, the control unit 402 Components of the active communicator 404 enable or disable to: (i) the active communicator 404 set up so that it remains energy-constrained in line with IS standards; (ii) the active communicator 404 set up to communicate according to a desired communication protocol (eg HART or fieldbus); (iii) the active communicator 404 in response to one at the physical communication interface 406 (for example, based on whether a user has the communication link 150 with a connection kit for HART or a connection kit for fieldbus connects); and / or the active communicator 404 for a specific field device configuration or field device type (eg actuator or transformer). Generally speaking, a transmitter is a field device that is adapted to receive a measurement (eg, via a temperature sensor, pressure sensor, flow sensor, level sensor, etc.) and to transmit the measurement. The field device configuration or type may be determined based on user input or based on communication with the connected field device.
Die Steuereinheit 402 kann einen Prozessor 422, einen Speicher 424, der eine oder mehrere Routinen speichert, und eine E/A-Schnittstelle 426, die mit anderen Komponenten des Werkzeugs 100 über den Bus 414 gekoppelt ist, enthalten. Die Routinen, die in dem Speicher 424 gespeichert sind, können eine Schaltkreisverwaltungsroutine 462 zum Aktivieren und Deaktivieren von Komponenten des aktiven Kommunikators 404, wie oben beschrieben, und eine Diagnoseverwaltungsroutine 464 zum Diagnostizieren von durch den aktiven Kommunikator 404 gesendeten und empfangenen Signalen enthalten.The control unit 402 can be a processor 422 , a store 424 storing one or more routines and an I / O interface 426 that interact with other components of the tool 100 over the bus 414 is coupled. The routines that are in the memory 424 can store a circuit management routine 462 to enable and disable components of the active communicator 404 as described above, and a diagnostic management routine 464 for diagnosing by the active communicator 404 contained and received signals.
Das Werkzeug 100 kann auch eine Benutzerschnittstelle („UI”) 410 enthalten, die mit der Steuereinheit 402 über den Bus 414 kommunikativ gekoppelt ist, zum Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle und/oder zum Ermitteln einer Benutzereingabe, die an der UI 410 empfangen werden (z. B. Berührungseingaben). Die Steuereinheit 402 kann die Benutzerschnittstelle an dem UI 410 bereitstellen und die Benutzereingabe an der UI 410 durch Ausführen einer UI-Verwaltung 466, die in dem Speicher 424 gespeichert ist, erkennen. Die UI 410 kann die Anzeige 122 enthalten, die in 1A gezeigt ist, wobei die Steuereinheit 402 visuelle Ausgabe rendern kann; und ein Audiogerät 444 zum Bereitstellen von Audioausgabe. Zum Beispiel kann die UI 410 eine grafische Benutzerschnittstelle rendern, die dem Benutzer ermöglicht, ein Kommunikationsprotokoll zum Kommunizieren mit dem Feldgerät 160 auszuwählen, einen Befehl zum Übertragen an das Feldgerät 160 auszuwählen, Information anzusehen, die von dem Feldgerät 160 an das Werkzeug 100 übertragen wurde, etc. Das Audiogerät 444 kann Audioalarme oder Hinweise erzeugen, zum Beispiel in Antwort auf Alarme, die durch das Feldgerät 160 übertragen werden.The tool 100 can also have a user interface ("UI") 410 included with the control unit 402 over the bus 414 communicatively coupled to provide a user interface and / or to determine a user input to the UI 410 received (eg touch inputs). The control unit 402 can be the user interface on the UI 410 deploy and user input to the UI 410 by running a UI administration 466 that in the store 424 stored, recognize. The UI 410 can the ad 122 contained in 1A is shown, wherein the control unit 402 can render visual output; and an audio device 444 for providing audio output. For example, the UI 410 render a graphical user interface that allows the user to set a communication protocol for communicating with the field device 160 select a command to transmit to the field device 160 to select to view information from the field device 160 to the tool 100 was transmitted, etc. The audio device 444 can generate audio alarms or cues, for example in response to alarms generated by the field device 160 be transmitted.
Ferner kann das Werkzeug 100 eine Leistungsüberwachung 408 (z. B. ein Amperemeter) enthalten, die kommunikativ mit der Steuereinheit 402 über den Bus 414 gekoppelt ist, zum Messen eines Stromes oder einer Spannung, die mit der Kommunikationsverknüpfung 150 assoziiert sind, die mit der Schnittstelle 406 verbunden ist. Die Diagnoseverwaltung 464 der Steuereinheit 402 kann die Leistungsüberwachung 408 nutzen, um ein durch das Werkzeug 100 übertragenes und/oder empfangenes Signal zu messen, um zu bestimmen, ob das Signal elektrische Eigenschaften innerhalt eines erwarteten Bereichs für ein bestimmtes Protokoll hat. Beispielsweise, falls ein Benutzer das Werkzeug 100 nutzt, um zu versuchen, einem HART-Ventil zu befehlen, auf 50% zu öffnen, kann die Leistungsüberwachung 408 genutzt werden, um zu überprüfen, dass das übertragene Signal einen Strom auf oder nahe eines Niveaus hat, der dem HART-Ventil ermöglicht, das Signal korrekt zu interpretieren (z. B. 12 mA). Die UI-Verwaltung 464 kann durch die Leistungsüberwachung 408 erhaltene Messungen anzeigen. In einigen Fällen enthält das Werkzeug 100 die Leistungsüberwachung 408 nicht. Allerdings, ohne Rücksicht darauf, ob das Werkzeug 100 die Leistungsüberwachung 408 enthält, kann das Werkzeug 100 auf durch den aktiven Kommunikator 404 erhaltene elektrische Messungen angewiesen sein.Furthermore, the tool 100 a performance monitor 408 (eg, an ammeter) communicatively with the control unit 402 over the bus 414 coupled to measure a current or voltage associated with the communication link 150 associated with the interface 406 connected is. The diagnostics administration 464 the control unit 402 can performance monitoring 408 use it to get through the tool 100 transmitted and / or received signal to determine whether the signal has electrical properties within an expected range for a particular protocol. For example, if a user uses the tool 100 uses to command to command a HART valve to open at 50%, can monitor performance 408 to verify that the transmitted signal has current at or near a level that allows the HART valve to correctly interpret the signal (eg 12 mA). The UI administration 464 can through the performance monitoring 408 show received measurements. In some cases, the tool contains 100 the performance monitoring 408 Not. However, regardless of whether the tool 100 the performance monitoring 408 contains, the tool can 100 on through the active communicator 404 be instructed to receive electrical measurements.
Das Werkzeug 100 kann auch eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 412 enthalten, die kommunikativ mit der Steuereinheit 402 über den Bus 414 gekoppelt ist, und dem Werkzeug 100 ermöglicht, mit anderen Komponenten der Anlage 10 zu kommunizieren. Die drahtlose Schnittstelle 412 kann eines oder mehrere geeignete Drahtlosprotokolle unterstützen, wie beispielsweise Wi-Fi (z. B. ein 802.11-Protokoll), Bluetooth (z. B. 2,4 bis 2,485 GHz), Near-Field-Kommunikation (z. B. 13,56 MHz), Hochfrequenzsysteme (z. B. 900 MHz-, 2,4 GHz- und 5,6 GHz-Kommunikationssysteme), etc. In einigen Fällen enthält das Werkzeug 100 die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 412 nicht.The tool 100 can also have a wireless communication interface 412 included communicatively with the control unit 402 over the bus 414 coupled, and the tool 100 allows with other components of the plant 10 to communicate. The wireless interface 412 may support one or more suitable wireless protocols, such as Wi-Fi (eg, an 802.11 protocol), Bluetooth (eg, 2.4 to 2.485 GHz), near-field communication (eg, 13, 56 MHz), high-frequency systems (eg 900 MHz, 2.4 GHz and 5.6 GHz communication systems), etc. In some cases, the tool contains 100 the wireless communication interface 412 Not.
5A–5C sind Blockdiagramme aktiver Kommunikatoren 501, 511 und 512, von denen jeder ein Beispiel des in 4 gezeigten aktiven Kommunikators ist, die dafür eingerichtet sind, gemäß unterschiedlicher Kommunikationsschemata zu kommunizieren. Abhängig von der Ausführungsform kann jeder der aktiven Kommunikatoren 501, 511 und 512 kommunikativ mit der Steuereinheit 402 über den Bus 414 gekoppelt sein und kann elektrisch mit der Kommunikationsschnittstelle 406 über die in 4 gezeigten elektrischen Verbindungen 416 und 417 verbunden sein. 5A - 5C are block diagrams of active communicators 501 . 511 and 512 , each of which is an example of in 4 shown active communicator, which are adapted to communicate according to different communication schemes. Depending on the embodiment, each of the active communicators 501 . 511 and 512 communicative with the control unit 402 over the bus 414 be coupled and can be electrically connected to the communication interface 406 about the in 4 shown electrical connections 416 and 417 be connected.
Der in 5A gezeigte aktive Kommunikator 501 ist ein digitaler Frequenzmodulierungs-(FM-)Schaltkreis und kann eine Leistungsversorgung 502 und ein FM-Modem 504 enthalten, von denen jedes elektrisch, direkt oder indirekt, mit der elektrischen Verbindung 416 und 417 verbunden sein kann. Die Leistungsversorgung 502 kann das Feldgerät 160, das mit der Schnittstelle 406 verbunden ist, über ein DC-Signal mit Leistung Versorgen. Das FM-Modem 504 kann (über die Schnittstelle 406) Information an das Feldgerät 160 übertragen und/oder Information von diesem empfangen, unter Verwendung eines Frequenzmodulierungsschemas, wie beispielsweise des HART-Protokolls. Zum Beispiel kann das FM-Modem 504 auf ein durch die Leistungsversorgung 502 bereitgestelltes DC-Signal ein AC-Kommunikationssignal überlagern. Das FM-Modem 504 kann digitale Kommunikationssignale durch Modulieren der Frequenz eines AC-Kommunikationssignals kodieren, wobei eine erste Frequenz (oder Frequenzbereich) eine digitale 0 repräsentiert und eine zweite Frequenz (oder Frequenzbereich) eine digitale 1 repräsentiert. Zum Beispiel kann das FM-Modem 504 ein Kommunikationssignal durch Modulieren der Frequenz des Kommunikationssignals auf 1200 Hz (repräsentiert eine digitale 1) und 2200 Hz (repräsentiert eine digitale 0) kodieren. Um Information zu empfangen, kann das FM-Modem 504 eine erste Frequenz oder ersten Frequenzbereich als eine digitale 0 interpretieren und eine zweite Frequenz oder einen zweiten Frequenzbereich als eine digitale 1 interpretieren.The in 5A shown active communicator 501 is a digital frequency modulating (FM) circuit and can be a power supply 502 and an FM modem 504 each of which is electrical, direct or indirect, with electrical connection 416 and 417 can be connected. The power supply 502 can the field device 160 that with the interface 406 connected via one Supply DC signal with power. The FM modem 504 can (via the interface 406 ) Information to the field device 160 transmit and / or receive information from it using a frequency modulation scheme, such as the HART protocol. For example, the FM modem 504 on one through the power supply 502 provided DC signal superimpose an AC communication signal. The FM modem 504 may encode digital communication signals by modulating the frequency of an AC communication signal, wherein a first frequency (or frequency range) represents a digital 0 and a second frequency (or frequency range) represents a digital one. For example, the FM modem 504 encode a communication signal by modulating the frequency of the communication signal to 1200 Hz (representing a digital 1) and 2200 Hz (representing a digital 0). To receive information, the FM modem can 504 interpret a first frequency or first frequency range as a digital 0 and interpret a second frequency or a second frequency range as a digital one.
Der in 5B gezeigte aktive Kommunikator 511 ist ein digitaler Amplitudenmodulierungs-(AM-)Schaltkreis und kann eine Leistungsversorgung 512 und ein AM-Modem 514 enthalten, von denen jedes elektrisch, direkt oder indirekt, mit der elektrischen Verbindung 416 und 417 verbunden sein kann. Die Leistungsversorgung 512 kann das Feldgerät 160, das mit der Schnittstelle 406 verbunden ist, über ein DC-Signal mit Leistung Versorgen. Das AM-Modem 514 kann Information an das Feldgerät 160 übertragen und/oder Information von diesem empfangen, unter Verwendung eines Amplitudenmodulierungsschemas, wie beispielsweise des Feldbus-Protokolls. Zum Beispiel kann das FM-Modem 511 auf ein durch die Leistungsversorgung 512 bereitgestelltes DC-Signal ein AC-Kommunikationssignal überlagern. Das AM-Modem 511 kann digitale Kommunikationssignale durch Modulieren der Amplitude eines AC-Kommunikationssignals kodieren, wobei eine erste Amplitude (oder Amplitudenbereich) eine digitale 0 repräsentiert und eine zweite Amplitude (oder Amplitudenbereich) eine digitale 1 repräsentiert. Zum Beispiel kann der erste Bereich 7,5 mA bis 10 mA sein und der zweite Bereich kann –7,5 mA bis –10 mA sein. Unter einigen Umständen können Übergänge von der ersten Amplitude oder ersten Amplitudenbereich zur zweiten Amplitude oder zweiten Amplitudenbereich eine digitale 0 repräsentieren, und Übergänge von der zweiten Amplitude zur ersten Amplitude können eine digitale 1 repräsentieren. Somit kann das AM-Modem 514 die Stromstärke des Kommunikationssignals steuern, um Übergänge zwischen den ersten und zweiten Bereichen zu bewirken, um digitale 1en und 0en auf das Kommunikationssignal zu kodieren. Um Information zu empfangen, kann das AM-Modem 514 eine erste Amplitude, ersten Amplitudenbereich und/oder Übergang zwischen Amplituden (z. B. hoch-zu-niedrig) als digitale 0 interpretieren und eine zweite Amplitude, zweiten Amplitudenbereich und(oder Übergang zwischen Amplituden (z. B. niedrig-zu-hoch) als digitale 1 interpretieren.The in 5B shown active communicator 511 is a digital amplitude modulating (AM) circuit and may be a power supply 512 and an AM modem 514 each of which is electrical, direct or indirect, with electrical connection 416 and 417 can be connected. The power supply 512 can the field device 160 that with the interface 406 Connected via a DC signal with power supply. The AM modem 514 can send information to the field device 160 transmit and / or receive information from it using an amplitude modulation scheme, such as the fieldbus protocol. For example, the FM modem 511 on one through the power supply 512 provided DC signal superimpose an AC communication signal. The AM modem 511 may encode digital communication signals by modulating the amplitude of an AC communication signal, wherein a first amplitude (or amplitude range) represents a digital 0 and a second amplitude (or amplitude range) represents a digital one. For example, the first range may be 7.5 mA to 10 mA and the second range may be -7.5 mA to -10 mA. In some circumstances, transitions from the first amplitude or first amplitude range to the second amplitude or second amplitude range may represent a digital 0, and transitions from the second amplitude to the first amplitude may represent a digital 1. Thus, the AM modem 514 controlling the current strength of the communication signal to effect transitions between the first and second regions to encode digital signals and 0s to the communication signal. To receive information, the AM modem can 514 interpret a first amplitude, first amplitude range, and / or transition between amplitudes (eg, high-to-low) as digital 0 and a second amplitude, second amplitude range, and (or transition between amplitudes (eg, low-to-high ) interpret as digital 1.
Im Hinblick auf 5C ist der aktive Kommunikator 521 ein analoger Schaltkreis und kann eine Leistungsversorgung 522, eine DC-Stromsteuerung oder Stromsenke 524, und/oder eine DC-Stromüberwachung 526 enthalten, von denen jedes elektrisch, direkt oder indirekt, mit den elektrischen Verbindungen 416 und 417 verbunden sein kann. Der aktive Kommunikator 521 kann Information durch Bewirkens, dass die Stromsteuerung 524 Strom mit einer bestimmten Stärke innerhalb eines Bereichs (z. B. 4–20 mA) zieht, kodieren. Beispielinformation, die durch den aktiven Kommunikator 521 kodiert ist, enthält einen Befehl zum Öffnen eines Ventils auf 100% offen (z. B. 20 mA) oder auf 0% offen (z. B. 4 mA). Das Feldgerät 160, das das kodierte Signal empfängt, kann dafür eingerichtet sein, das Signal zu empfangen und die Stromstärke als einen bestimmten Befehl oder Wert zu interpretieren. Der aktive Kommunikator 521 kann zusätzlich oder alternativ ein Signal von dem Feldgerät 160 durch Messen, über die Stromüberwachung 526, der Stromstärke des empfangenen Signals dekodieren. Beispielinformation, die durch das Feldgerät 160 kodiert ist (um durch den aktiven Kommunikator 521 oder die Kontrolleinheit 402 dekodiert zu werden) enthält eine Strömungsmessung (z. B. wobei das Feldgerät 160 kalibriert ist, Messungen innerhalb eines Bereichs von 0–100 Gallonen pro Minute durch Übertragen eines korrespondierenden 4–20 mA Signals zu melden)With regard 5C is the active communicator 521 an analog circuit and can be a power supply 522 , a DC current control or current sink 524 , and / or a DC current monitor 526 each of which is electrical, direct or indirect, with the electrical connections 416 and 417 can be connected. The active communicator 521 can provide information by causing that current control 524 Draw current of a specific magnitude within a range (eg 4-20 mA). Example information provided by the active communicator 521 contains a command to open a valve to 100% open (eg 20 mA) or 0% open (eg 4 mA). The field device 160 receiving the encoded signal may be arranged to receive the signal and to interpret the current as a particular command or value. The active communicator 521 Additionally or alternatively, a signal from the field device 160 by measuring, via the current monitoring 526 , which decode current strength of the received signal. Example information provided by the field device 160 is encoded (by the active communicator 521 or the control unit 402 decodes) contains a flow measurement (eg, where the field device 160 is calibrated to report measurements within a range of 0-100 gallons per minute by transmitting a corresponding 4-20 mA signal)
In einigen Fällen kann das Werkzeug 100 nur einen der aktiven Kommunikatoren 501, 511 und 521 enthalten; während in anderen Fällen das Werkzeug 100 zwei oder mehr der aktiven Kommunikatoren 501, 511 und 521 enthalten kann. Wenn das Werkzeug 100 mehrere der aktiven Kommunikatoren 501, 511 und 521 enthält, kann das Werkzeug 100 in der Lage sein, mit Feldgeräten zu kommunizieren und/oder diese zu diagnostizieren, die gemäß unterschiedlichen Protokollen arbeiten (z. B. HART-Feldgeräte und Feldbus-Feldgeräte). Vorteilhafterweise kann ein Benutzer ein einziges Werkzeug zum Testen mehrerer Arten von Feldgeräten in die Anlage tragen, was den Nutzer vor dem Ärger bewahrt, ein unterschiedliches Werkzeug für jede unterschiedliche Art von Feldgerät zu tragen.In some cases, the tool can 100 just one of the active communicators 501 . 511 and 521 contain; while in other cases the tool 100 two or more of the active communicators 501 . 511 and 521 may contain. When the tool 100 several of the active communicators 501 . 511 and 521 contains, the tool can 100 be able to communicate with and / or diagnose field devices that operate in accordance with different protocols (eg, HART field devices and fieldbus field devices). Advantageously, a user may carry a single tool to test multiple types of field devices into the plant, thereby saving the user from the hassle of carrying a different tool for each different type of field device.
Wenn das Werkzeug 100 mehrere der aktiven Kommunikatoren 501, 511 und 521 enthält, kann die Schnittstelle 406 einen Anschlusssatz für jeden der aktiven Kommunikatoren 501, 511 und 521 enthalten. In einigen Fällen können die aktiven Kommunikatoren 501 und 521 eine Leistungsversorgung und/oder einen Anschlusssatz teilen. In solchen Fällen können die aktiven Kommunikatoren 501 und 521 ein einzelnes zusammengesetztes Signal nutzen, das sowohl in Stromamplitude als auch Frequenz moduliert ist, um Information zu tragen. Zum Beispiel kann der aktive Kommunikator 521 Information durch Variieren oder Messen einer Amplitude eines DC-Signals zwischen 4–20 mA übertragen und/oder empfangen. Der aktive Kommunikator 501 kann dann auf das modulierte DC-Signal ein AC-Kommunikationssignal (z. B. 1 mA Peak-zu-Peak) überlagern.When the tool 100 several of the active communicators 501 . 511 and 521 contains, the interface can 406 a connection set for each of the active communicators 501 . 511 and 521 contain. In some cases, the active communicators 501 and 521 share a power supply and / or a connection set. In such cases, the active communicators 501 and 521 use a single composite signal that is modulated in both current amplitude and frequency to carry information. For example, the active communicator 521 Transmit and / or receive information by varying or measuring an amplitude of a DC signal between 4-20 mA. The active communicator 501 may then superpose an AC communication signal (eg, 1 mA peak-to-peak) on the modulated DC signal.
6 ist ein Schema eines aktiven Kommunikators 600 (der ein Beispiel des in 4 gezeigten aktiven Kommunikators 404 sein kann) für das Werkzeug 100, das elektrisch mit den in 1A über die Kommunikationsschnittstelle 406 mit dem Feldgerät 160 verbunden sein kann, um: (i) das Feldgerät 160 mittels eines DC-Signals (z. B. 4 mA) mit Leistung zu versorgen; (ii) mit dem Feldgerät 160 mittels eines strommodulierten Signals, das auf das DC-Leistungssignal vorgespannt ist (z. B. bei 4–20 mA), zu kommunizieren; und (iii) mit dem Feldgerät 160 mittels eines digitalen FM-Signals, das auf dem analogen strommodulierten Signal überlagert ist, zu kommunizieren. Vorteilhafterweise kann der aktive Kommunikator 600 genutzt werden, um mit HART-Feldgeräten zu kommunizieren und/oder diese zu diagnostizieren. In einigen Fällen kann der aktive Kommunikator 600 energiebegrenzt und fehlertolerant gemäß IS-Standards sein, und dem aktiven Kommunikator 600 und dem Werkzeug 100 ermöglichen, Feldgeräte und Kommunikationsverknüpfungen, die in gefährlichen Bereichen lokalisiert sind, mit Leistung zu versorgen, mit ihnen zu kommunizieren und/oder diese zu diagnostizieren. 6 is a schema of an active communicator 600 (which is an example of in 4 shown active communicator 404 can be) for the tool 100 electrically connected to the in 1A via the communication interface 406 with the field device 160 may be connected to: (i) the field device 160 to supply power by means of a DC signal (eg 4 mA); (ii) with the field device 160 by means of a current-modulated signal biased to the DC power signal (eg at 4-20 mA); and (iii) with the field device 160 by means of a digital FM signal superimposed on the analog current-modulated signal. Advantageously, the active communicator 600 used to communicate with and / or diagnose HART field devices. In some cases, the active communicator 600 energy limited and fault tolerant according to IS standards, and the active communicator 600 and the tool 100 enable, Providing, communicating, and / or diagnosing field devices and communication links located in hazardous areas.
Wie angemerkt, kann der aktive Kommunikator 600 mit dem Feldgerät 160 durch Nutzen zweier gleichzeitiger Kommunikationskanäle kommunizieren: ein strommoduliertes Analogsignal und ein frequenzmoduliertes Digitalsignal, das auf dem Analogsignal überlagert ist. Allgemein gesprochen kommuniziert das Analogsignal einen primären gemessenen Wert (z. B. eine Strömung, einen Druck, eine Temperatur, etc.) wenn das Feldgerät 160 ein Übertrager ist, und kommuniziert einen Befehl (z. B. um ein Ventil zu öffnen oder zu schließen), wenn das Feldgerät 160 ein Aktor ist. Das Digitalsignal kann Information von dem Feldgerät 160 beinhalten, einschließlich eines Gerätestatus, Diagnostik, zusätzlicher gemessener oder berechneter Werte, etc.As noted, the active communicator 600 with the field device 160 by using two simultaneous communication channels: a current-modulated analog signal and a frequency-modulated digital signal superimposed on the analog signal. Generally speaking, the analog signal communicates a primary measured value (eg, flow, pressure, temperature, etc.) when the field device 160 is a transmitter and communicates a command (eg, to open or close a valve) when the field device 160 an actor is. The digital signal may be information from the field device 160 including device status, diagnostics, additional measured or calculated values, etc.
Der aktive Kommunikator 600 kann eines oder mehreres des Folgenden enthalten, von denen jedes mit der Steuereinheit 402 über einen Kommunikationsbus (nicht gezeigt) verbunden sein kann: eine Leistungsversorgung 602, einen Widerstand 604 und einen Kommunikationsschaltkreis 609. Der Kommunikationsschaltkreis 609 kann Energiemessschaltkreismittel (z. B. die Spannungsüberwachungen 611 und 616) enthalten, die elektrische Eigenschaften von durch das Werkzeug 100 gesendeten und/oder empfangenen Signalen messen. Die Diagnoseverwaltung 622 kann die elektrischen Eigenschaften analysieren, um zu verifizieren, dass die Signale innerhalb eines erwarteten Bereichs für ein vorgegebenes Protokoll (z. B. 4–20, HART, Feldbus, etc.) oder für IS-Standards liegen. Die Leistungsversorgung 602 kann das durch den aktiven Kommunikator 600 bereitgestellte Leistungssignal zuführen, und der Kommunikationsschaltkreis 609 kann Kommunikationssignale, die durch den aktiven Kommunikator 600 übertragen und/oder empfangen werden, kodieren und dekodieren.The active communicator 600 may contain one or more of the following, each of which with the control unit 402 may be connected via a communication bus (not shown): a power supply 602 , a resistance 604 and a communication circuit 609 , The communication circuit 609 can energy metering circuit means (eg the voltage monitors 611 and 616 ), the electrical properties of the tool 100 measure transmitted and / or received signals. The diagnostics administration 622 may analyze the electrical properties to verify that the signals are within an expected range for a given protocol (eg, 4-20, HART, fieldbus, etc.) or IS standards. The power supply 602 can do that through the active communicator 600 provide supplied power signal, and the communication circuit 609 can communicate signals through the active communicator 600 be transmitted and / or received, encode and decode.
Die Leistungsversorgung 602, die gestaltet sein kann, jede gewünschte Spannung (z. B. jeden Wert zwischen 20 V und 29 V) zuzuführen, kann kommunikativ mit der Steuereinheit 402 gekoppelt sein. In einigen Fällen kann die Leistungsversorgung 602 gestaltet sein, niemals zu übertreffen: (i) eine Maximalspannungsschwelle (z. B. jeden gewünschten Wert zwischen 23 V und 30 V), oder (ii) eine Maximalstromschwelle (z. B. jeden gewünschten Wert zwischen 20 mA und 35 mA). In einigen Fällen kann die Leistungsversorgung 602 gestaltet sein, spannungsbegrenzt und/oder strombegrenzt zu sein, selbst wenn ein oder mehrere Fehler auftreten, und/oder kann gestaltet sein, einen Anlauf mit einer Rampe oder einen sanften Start, den er mit einer Rampe über einen Zeitraum auf einen gewünschten Strom bringt, auszuführen, womit sie die Möglichkeit von Stromspitzen mildert. In einigen Fällen kann der Strom und/oder die Spannung des durch die Leistungsversorgung 602 bereitgestellten Leistungssignals gemessen werden, sodass die Steuereinheit 402 die Leistungsversorgung 602 abschalten kann, wenn eine gemessene Spannung oder Strom eine Maximalschwelle überschreitet oder daran scheitert, eine Minimalschwelle zu überschreiten. Eine gemessene Spannung, die eine Maximalschwelle überschreitet, kann anzeigen, dass jemand eine externe Leistungsquelle zu dem Feldgerät hinzugefügt hat, mit dem das Werkzeug 100 verbunden ist, was bewirken kann, dass die Schleife IS-Standards verletzen kann und/oder Komponenten des Werkzeugs 100 oder anderer Geräte, die mit der Schleife verbunden sind, beschädigen kann. Eine gemessene Spannung, die daran scheitert, eine Minimalschwelle zu überschreiten, kann anzeigen, dass ein Schaltkreis kurzgeschlossen wurde oder dass die Kapazität der Leistungsversorgung 602 überschritten worden ist. Ein gemessener Strom, der eine Maximalschwelle überschreitet, kann anzeigen, dass ein Schaltkreis kurzgeschlossen wurde oder dass die Leistungsversorgung 602 an ihrer Maximallast begrenzt ist. Ein gemessener Strom, der daran scheitert, eine Minimalschwelle zu überschreiten, kann anzeigen, dass kein Feldgerät mit dem Werkzeug 100 verbunden ist.The power supply 602 , which may be configured to supply any desired voltage (eg, any value between 20V and 29V), may be communicative with the control unit 402 be coupled. In some cases, the power supply can 602 (i) a maximum voltage threshold (eg, any desired value between 23V and 30V), or (ii) a maximum current threshold (eg, any desired value between 20mA and 35mA). In some cases, the power supply can 602 be designed to be voltage limited and / or current limited, even if one or more faults occur, and / or may be configured to ramp up or start softly, ramping it to a desired current over a period of time, thus mitigating the potential for current spikes. In some cases, the current and / or voltage of the power supply may be 602 provided power signal are measured, so that the control unit 402 the power supply 602 can turn off when a measured voltage or current exceeds a maximum threshold or fails to exceed a minimum threshold. A measured voltage that exceeds a maximum threshold may indicate that someone has added an external power source to the field device that the tool is using 100 which may cause the loop to violate IS standards and / or components of the tool 100 or other devices connected to the loop. A measured voltage that fails to exceed a minimum threshold may indicate that a circuit has become shorted or that the power supply capacity is shorted 602 has been exceeded. A measured current that exceeds a maximum threshold may indicate that a circuit has been shorted or that the power supply 602 is limited to its maximum load. A measured current that fails to exceed a minimum threshold may indicate that no field device is using the tool 100 connected is.
Die Leistungsversorgung 602 kann mit der Kommunikationsschnittstelle 406 über den Widerstand 604 elektrisch verbunden sein, der jeden beliebigen gewünschten Widerstandswert haben kann (z. B. 200–300 Ohm). Der Widerstand 604 kann fungieren, einen Spannungsabfall zu induzieren, der ausreicht, um sicherzustellen, dass ein Spannungsabfall an der Kommunikationsschnittstelle 406 unterhalb einer Schwelle bleibt. Zum Beispiel kann der Widerstand 604 einen Spannungsabfall von 6,25 V (d. h. 0,025 A·250 Ohm) induzieren, wenn die Leistungsversorgung 602 einen Strom von 25 mA zuführt. In Fällen, in denen die Leistungsversorgung 602 eine 23 V-Leistungsversorgung ist, kann dies beispielsweise eine maximal mögliche Ausgabespannung von 16,75 V ergeben. Wie gezeigt, enthält der aktive Kommunikator 600 auch eine Spannungsüberwachung 605, die einen Spannungsabfall über den Widerstand 604 misst und den gemessenen Spannungsabfall zur Steuereinheit 402 überträgt. Die Spannungsüberwachung 605 kann als Stromüberwachung für die Leistungsversorgung 602 fungieren. Beispielsweise kann die Steuereinheit 604, die kommunikativ mit der Spannungsüberwachung 605 gekoppelt sein kann, auf den gemessenen Spannungsabfall angewiesen sein, um einen Strom, der durch den Widerstand 604 fließt, zu berechnen. In einigen Fällen kann der aktive Kommunikator 600 ein Amperemeter enthalten, das zwischen der Leistungsversorgung 602 und dem Widerstand 604 platziert ist.The power supply 602 can with the communication interface 406 about the resistance 604 be electrically connected, which may have any desired resistance value (eg 200-300 ohms). The resistance 604 may act to induce a voltage drop sufficient to ensure a voltage drop at the communication interface 406 stays below a threshold. For example, the resistance 604 induce a voltage drop of 6.25V (ie 0.025A x 250 ohms) when powering 602 supplies a current of 25 mA. In cases where the power supply 602 For example, if this is a 23V power supply, this may give a maximum possible output voltage of 16.75V. As shown, the active communicator contains 600 also a voltage monitor 605 that causes a voltage drop across the resistor 604 measures and the measured voltage drop to the control unit 402 transfers. The voltage monitoring 605 Can be used as power monitoring for the power supply 602 act. For example, the control unit 604 communicating with voltage monitoring 605 can be coupled to rely on the measured voltage drop, to provide a current through the resistor 604 flows, to calculate. In some cases, the active communicator 600 an ammeter included between the power supply 602 and the resistance 604 is placed.
Wie angemerkt, kann der aktive Kommunikator 600 einen Kommunikationsschaltkreis 609 enthalten, der enthalten kann: (i) eine DC-Stromsteuerung 610 (wie beispielsweise die DC-Stromsteuerung 524 in 5), um ein Signal durch Steuern der Stromstärke eines analogen Signals zu übertragen; (ii) einen Widerstand 613 und Spannungsüberwachung 611 zum Messen eines Spannungsabfalls über den Widerstand 613, der durch die Steuereinheit 402 und die Diagnoseverwaltung 662 genutzt wird, um einen Strom zu berechnen, der durch die DC-Stromsteuerung 610 übertragen wird; (iii) ein Widerstandsnetzwerk 618 zum Empfangen und Interpretieren eines analogen DC-Signals, und (iv) ein FM-Modem 612 (wie beispielsweise das FM-Modem 504 in 5), um durch Kodieren oder Dekodieren eines digitalen FM-Signals zu kommunizieren. Eine oder mehrere Komponenten des Kommunikationsschaltkreises 609 können falls gewünscht abgeschaltet werden. Allgemein gesprochen wird die DC-Stromsteuerung 610 verwendet, um DC-Signale (z. B. 4–20) zu übertragen, wird das Widerstandsnetzwerk 618 verwendet, um DC-Signale (z. B. 4–20) zu empfangen und zu interpretieren, und wird das FM-Modem 612 verwendet, um digitale Signale (z. B. die Digitalkomponente eines HART-Signals, die auf einem 4–20-Signal überlagert ist) zu übertragen und zu empfangen. Entsprechend kann, wenn sie mit einem Aktor verbunden ist, die Schaltkreisverwaltung 661 der Steuereinheit 402 die DC-Stromsteuerung 610 aktivieren und kann das Widerstandsnetzwerk 618 abschalten. Wenn sie mit einem Übertrager verbunden ist, kann die Schaltkreisverwaltung 662 das Widerstandsnetzwerk 618 aktivieren und die DC-Stromsteuerung 610 abschalten. Allgemein gesprochen wird das FM-Modem 612 eingeschaltet sein, wenn es sowohl mit Aktoren als auch mit Übertragern verbunden ist. As noted, the active communicator 600 a communication circuit 609 which may include: (i) a DC power controller 610 (such as the DC power control 524 in 5 ) to transmit a signal by controlling the current intensity of an analog signal; (ii) a resistor 613 and voltage monitoring 611 for measuring a voltage drop across the resistor 613 by the control unit 402 and the diagnostics administration 662 is used to calculate a current through the DC current control 610 is transmitted; (iii) a resistor network 618 for receiving and interpreting an analog DC signal, and (iv) an FM modem 612 (such as the FM modem 504 in 5 ) to communicate by encoding or decoding a digital FM signal. One or more components of the communication circuit 609 can be switched off if required. Generally speaking, the DC current control 610 used to transmit DC signals (eg 4-20) becomes the resistor network 618 used to receive and interpret DC signals (eg 4-20) and becomes the FM modem 612 used to transmit and receive digital signals (eg the digital component of a HART signal superimposed on a 4-20 signal). Accordingly, when connected to an actuator, the circuit management 661 the control unit 402 the DC power control 610 enable and can the resistor network 618 switch off. When connected to a transformer, the circuit management can 662 the resistor network 618 enable and DC power control 610 switch off. Generally speaking, the FM modem 612 switched on, if it is connected to both actuators and transformers.
Die DC-Stromsteuerung 610 kann dafür eingerichtet sein, einen DC-Strom (z. B. 4–20 mA) zu ziehen, wenn der aktive Kommunikator 600 mit einem Aktor verbunden ist, und kann durch die Steuereinheit 402 (z. B. in Antwort auf eine Benutzereingabe, die an der UI 410 bereitgestellt wird) gesteuert werden. Zum Beispiel kann ein Benutzer einen Befehl initiieren, ein Ventil auf 75% offen zu öffnen. Basierend auf dieser erkannten Eingabe, kann die Steuereinheit 402 dann die DC-Stromsteuerung 610 veranlassen, einen Strom zu ziehen, der einem Befehlt entspricht, das Ventil auf 75% offen zu öffnen (z. B. 16 mA). Die DC-Stromsteuerung 610 kann Stromniveaus abrupt anpassen oder Stromniveaus allmählich mit einer Rampe anpassen, abhängig von einem benutzerspezifizierten Wert. Wenn der aktive Kommunikator 600 mit einem Übertrager verbunden ist, kann die DC-Stromsteuerung 610 aus dem Kommunikationsschaltkreis 609 herausgeschaltet werden (durch einen nicht gezeigten Schalter), um ein Beeinträchtigen der DC-Strommodulierung des Übertragers zu vermeiden.The DC current control 610 may be configured to draw a DC current (eg, 4-20 mA) when the active communicator 600 is connected to an actuator, and can be controlled by the control unit 402 (eg in response to a user input sent to the UI 410 provided). For example, a user may initiate a command to open a valve open at 75%. Based on this detected input, the control unit can 402 then the DC power control 610 to pull a current that corresponds to a command to open the valve open to 75% (eg, 16 mA). The DC current control 610 can abruptly adjust current levels or gradually adjust current levels with a ramp, depending on a user-specified value. If the active communicator 600 Connected to a transformer, the DC current control can 610 from the communication circuit 609 be switched off (by a switch, not shown) in order to avoid affecting the DC current modulation of the transformer.
Das Widerstandsnetzwerk 618 kann jeden gewünschten Widerstandswert haben (z. B. jeden gewünschten Wert zwischen 100 Ohm und 1000 Ohm) und kann anpassbar sein (z. B. durch die Steuereinheit 402). In einigen Fällen hat das Widerstandsnetzwerk 618 einen Widerstand von 167 Ohm.The resistor network 618 may have any desired resistance value (eg, any desired value between 100 ohms and 1000 ohms) and may be customizable (eg, by the controller 402 ). In some cases, the resistor network has 618 a resistance of 167 ohms.
Die Spannungsüberwachung 616 kann einen Spannungsabfall über das Widerstandsnetzwerk 618 messen, was genutzt werden kann, um Strom zu messen, der durch das Widerstandsnetzwerk 618 fließt. Als ein Beispiel, in einer HART-Implementierung, kann die Spannungsüberwachung 616 eine Spannung zwischen 3,34 V (20 mA·167 Ohm) und 0,668 V (4 mA·167 Ohm) messen. Die Digitalkomponente des HART-Signals, die typischerweise bei 1 mA Peak-zu-Peak moduliert, kann als eine Peak-zu-Peak-Spannung über das Widerstandsnetzwerk 618 von 0,167 V (1 mA·167 Ohm) erkannt werden. Wichtig ist, dass dies oberhalb von 0,12 V ist, einem Minimalspannungswert, der typischerweise benötigt wird, um die Digitalkomponente eines HART-Signals auszulesen. Das Widerstandsnetzwerk 618 wird detaillierter unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.The voltage monitoring 616 can cause a voltage drop across the resistor network 618 Measure what can be used to measure the current passing through the resistor network 618 flows. As an example, in a HART implementation, voltage monitoring can be 616 measure a voltage between 3.34V (20 mA x 167 ohms) and 0.668V (4 mA x 167 ohms). The digital component of the HART signal, which typically modulates at peak-to-peak 1 mA, may be referred to as a peak-to-peak voltage across the resistor network 618 of 0.167 V (1 mA x 167 ohms). Importantly, this is above 0.12V, a minimum voltage value typically required to read out the digital component of a HART signal. The resistor network 618 will be more detailed with reference to 7 described.
Das FM-Modem 612 kann, ähnlich dem FM-Modem 504, unter Verwendung eines Frequenzmodulierungsschemas, wie beispielsweise des HART-Protokolls, Information übertragen und/oder Information übertragen. Der Widerstand 614 filtert DC-Strom.The FM modem 612 can, similar to the FM modem 504 , transmit information and / or transmit information using a frequency modulation scheme, such as the HART protocol. The resistance 614 filters DC current.
Der Kommunikationsschaltkreis 609 kann ferner einen Widerstand 614 in Reihe mit dem FM-Modem 612 enthalten, um DC-Strom zu filtern, sodass das FM-Modem 612 die AC-Komponente des Signals empfangen und übertragen kann, und einen Spannungsmonitor 616, der mit der Steuereinheit 402 kommunikativ gekoppelt ist, der dazu eingerichtet ist, einen Spannungsabfall über das Widerstandsnetzwerk 618 zu messen. Die Steuereinheit 402 kann, in Kenntnis des Widerstandswerts des Widerstandsnetzwerks 618, den Stromfluss durch das Widerstandsnetzwerk 618 basierend auf der gemessenen Spannung berechnen.The communication circuit 609 may also have a resistance 614 in series with the FM modem 612 included to filter DC power, allowing the FM modem 612 can receive and transmit the AC component of the signal, and a voltage monitor 616 that with the control unit 402 communicatively coupled, which is adapted to a voltage drop across the resistor network 618 to eat. The control unit 402 can, knowing the resistance value of the resistor network 618 , the flow of current through the resistor network 618 calculate based on the measured voltage.
Wie angemerkt, kann der Kommunikationsschaltkreis 609 elektrisch mit der Kommunikationsschnittstelle 406 verbunden sein, um Kommunikationssignale zu senden und zu empfangen. Ferner kann die Leistungsversorgung 602 elektrisch mit der Kommunikationsschnittstelle 406 verbunden sein, um ein Leistungssignal an das Feldgerät 160 über die Kommunikationsschnittstelle 406 zuzuführen. Die Kommunikationsschnittstelle 406 kann Anschlüsse 631–636 zum Verbinden mit einem oder mehrerer Feldgeräte und/oder Sicherungen 641 und 642 enthalten, um durch den aktiven Kommunikator 600 fließenden Strom zu begrenzen. Allgemein gesprochen kann das Feldgerät 160 ein Übertrager, der dafür eingerichtet ist, eine Messung durch Modulieren eines DC-Stromes (z. B. 4–20 mA) zu melden, oder ein Aktor, der dafür eingerichtet ist, in bestimmter Weise in Antwort auf die Stärke eines empfangenen DC-Stromes (z. B. 4–20 mA) zu aktuieren, sein.As noted, the communication circuit 609 electrically with the communication interface 406 be connected to send and receive communication signals. Furthermore, the power supply 602 electrically with the communication interface 406 be connected to a power signal to the field device 160 via the communication interface 406 supply. The communication interface 406 can connections 631 - 636 for connecting to one or more field devices and / or fuses 641 and 642 included by the active communicator 600 to limit the flow of electricity. Generally speaking, the field device 160 a transmitter that is set up to perform a measurement Modulating a DC current (eg 4-20 mA), or an actuator that is set up in a specific way in response to the strength of a received DC current (eg 4-20 mA) to be, to be.
Die Kommunikationsschnittstelle 406 kann elektrisch mit der in 4 gezeigten Leistungsüberwachung 408 verbunden sein, die einen Widerstand 651 und eine Spannungsüberwachung 652 enthalten kann. Der Widerstand 651 kann einen Widerstandswert haben, der ausreichend niedrig ist, um einen signifikanten Spannungsabfall zu vermeiden. In einigen Fällen hat der Widerstand 651 einen Widerstandswert zwischen 0 und 10 Ohm (z. B. 2,43 Ohm), der ausgewählt sein kann, um den Spannungsabfall über den Widerstand 651 zu minimieren. Die Spannungsüberwachung 652 kann den Spannungsabfall über den Widerstand 651 messen und die gemessene Spannung an die Steuereinheit 402 übertragen. Die Steuereinheit 402 kann, in Kenntnis des Widerstandswerts des Widerstands 651, den Stromfluss durch den Widerstand 651 berechnen. In einigen Fällen kann eine Sicherung zwischen dem Anschluss 635 und der Leistungsüberwachung 408 platziert sein.The communication interface 406 can be electrically connected with the in 4 shown power monitoring 408 be connected, which is a resistance 651 and a voltage monitor 652 may contain. The resistance 651 may have a resistance that is sufficiently low to avoid a significant voltage drop. In some cases, the resistance has 651 a resistance between 0 and 10 ohms (e.g., 2.43 ohms), which may be selected to be the voltage drop across the resistor 651 to minimize. The voltage monitoring 652 can the voltage drop across the resistor 651 measure and the measured voltage to the control unit 402 transfer. The control unit 402 can, knowing the resistance of the resistor 651 , the flow of current through the resistor 651 to calculate. In some cases, a backup can be made between the port 635 and performance monitoring 408 be placed.
Im Betrieb kann der aktive Kommunikator 600 dafür eingerichtet sein, in einem „Werkzeugleistungsversorgungsmodus” (d. h. in dem der aktive Kommunikator 600 dem verbundenen Feldgerät 160 Leistung bereitstellt) und in einem „Schleifenleistungsmodus” (d. h. in dem das verbundene Feldgerät 160 auf Leistung z. B. einer tragbaren externen Leistungsversorgung anstelle des aktiven Kommunikators angewiesen ist). Die Kommunikationsschnittstelle 406 kann einen ersten Anschlusssatz (z. B. Anschlüsse 631 und 632) für den Werkzeugsleistungsversorgungsmodus und einen zweiten Anschlusssatz (z. B. Anschlüsse 633 und 634) für den Schleifenleistungsmodus enthalten. Ferner kann der aktive Kommunikator dafür eingerichtet sein, in einem „Übertragerverbindungsmodus” und einem „Aktorverbindungsmodus” in Betrieb zu sein. Somit kann die Kommunikationsschnittstelle 406 dafür eingerichtet sein, vier unterschiedliche Konfigurationen oder Arten von Verbindungen zu unterstützen; (i) Werkzeugleistungsübertragerverbindung, wobei der aktive Kommunikator 600 Leistung an einen Übertrager zuführt; (ii) Schleifenleistungsübertragerverbindung, wobei der aktive Kommunikator 600 sich mit einem mit Leistung versorgten Übertragerfeldgerät verbindet (in einigen Szenarios enthält die Schleife, mit dem der über die Schleife mit Leistung versorgte Übertrager verbunden ist, einen Schleifenwiderstand, der eine Kommunikation ermöglicht; in anderen enthält die Schleife keinen Schleifenwiederstand. Wenn ein Schleifenwiderstand nicht vorhanden ist, kann das Werkzeug 100 das Widerstandsnetzwerk 618 aktivieren oder anpassen, um ausreichend Schleifenwiderstand zur Kommunikation bereitzustellen); (iii) Werkzeugleistungsaktorverbindung, wobei der aktive Kommunikator 600 Leistung an einen Aktor zuführt; und (iv) Schleifenleistungsaktorverbindung, wobei der aktive Kommunikator 600 sich mit einem mit Leistung versorgten Aktor verbindet (in einigen Szenarien enthält der über die Schleife mit Leistung versorgte Aktor eine DC-Stromsteuerung, in anderen nicht).In operation, the active communicator 600 be set up in a "tool power mode" (ie in which the active communicator 600 the connected field device 160 Power) and in a "loop power mode" (ie, the connected field device 160 on performance z. A portable external power supply instead of the active communicator). The communication interface 406 can be a first connection set (eg 631 and 632 ) for the tool power supply mode and a second connection set (eg, ports 633 and 634 ) for the loop power mode. Further, the active communicator may be configured to operate in a "transmitter connection mode" and an "actuator connection mode". Thus, the communication interface 406 be configured to support four different configurations or types of connections; (i) tool power transfer connection, wherein the active communicator 600 Supplying power to a transformer; (ii) Loop power transfer connection, wherein the active communicator 600 connects to a powered transmitter field device (in some scenarios, the loop connected to the transmitter powered by the loop contains a loop resistor that allows communication; in others, the loop does not contain loop resistance.) If loop resistance does not exist is, the tool can 100 the resistor network 618 enable or adjust to provide enough loop resistance for communication); (iii) tool power actuator connection, wherein the active communicator 600 Supplying power to an actuator; and (iv) loop power actuator connection, wherein the active communicator 600 connects to a powered actuator (in some scenarios, the actuator powered by the loop contains DC power control, not in others).
Für eine Werkzeugleistungsübertragerverbindung kann der aktive Kommunikator 600 einen „Werkzeugleistung”-Modus und/oder einen „Übertragerverbindung”-Modus aktivieren. Der aktive Kommunikator 600 kann einen oder beide dieser Modi in Antwort auf eine Benutzereingabe aktivieren (z. B. über den Bildschirm 122 und/oder über die in 1A gezeigten Knöpfe 132). In einigen Fällen kann der aktive Kommunikator 600 den „Werkzeugleistung”-Modus in Antwort auf ein Erkennen, dass die Anschlüsse 631 und 632 mit dem Feldgerät 160 verbunden worden sind, aktivieren. In anderen Fällen kann der aktive Kommunikator 600 den „Werkzeugleistung”-Modus in Antwort auf ein Erkennen, dass die Anschlüsse 631 und 632 mit dem Feldgerät 160 verbunden worden sind, aktivieren. In anderen Fällen aktiviert der aktive Kommunikator 600 stattdessen den „Werkzeugleistung”-Modus basierend auf Eingaben von einem Benutzer. Falls gewünscht, kann der aktive Kommunikator 600 ein oder mehrere Kommunikationsprüfungen oder -verifikationen vor dem Aktivieren des „Werkzeugsleistungsmodus” ausführen. In einigen Fällen kann der aktive Kommunikator 600 den „Übertragerverbindung”-Modus in Antwort auf ein Erkennen, dass ein verbundenes Feldgerät ein Übertrager ist, aktivieren. In anderen Fällen aktiviert der aktive Kommunikator 600 stattdessen den „Übertragerverbindung”-Modus basierend auf Eingaben eines Benutzers. Ferner kann der aktive Kommunikator 600 eine Leistungsverifizierung ausführen, nachdem Leistung eingeschaltet wurde, um zu verifizieren, dass sich das Feldgerät 160 wie erwartet verhält (z. B. sich wie für einen Übertrager oder Aktor erwartet verhält). Der aktive Kommunikator 600 kann auch verifizieren, dass das Feldgerät 160 verbunden ist, dass Leistungsversorgungsgrenzen nicht überschritten sind, und/oder dass keine Schaltkreise unerwartet kurzgeschlossen wurden.For a tool power transfer connection, the active communicator may be 600 activate a "tool power" mode and / or a "transformer connection" mode. The active communicator 600 can enable one or both of these modes in response to user input (eg via the screen 122 and / or about the in 1A shown buttons 132 ). In some cases, the active communicator 600 the "tool power" mode in response to detecting that the connectors 631 and 632 with the field device 160 Activate. In other cases, the active communicator 600 the "tool power" mode in response to detecting that the connectors 631 and 632 with the field device 160 Activate. In other cases, the active communicator activates 600 instead, the "tool power" mode based on input from a user. If desired, the active communicator 600 perform one or more communication checks or verifications before activating "tool performance mode". In some cases, the active communicator 600 activate the "transmitter connection" mode in response to detecting that a connected field device is a transmitter. In other cases, the active communicator activates 600 instead, the "transmitter connection" mode based on input from a user. Furthermore, the active communicator 600 perform power verification after power has been turned on to verify that the field device is functioning 160 behaves as expected (eg behaves as expected for a transformer or actor). The active communicator 600 can also verify that the field device 160 connected, that power supply limits are not exceeded, and / or that no circuits were shorted unexpectedly.
Für eine Werkzeugsleistungsübertragerverbindung kann ein Benutzer einen Übertrager mit den Anschlüsse 631 und 632 verbinden. Wenn sie an einen Übertrager angeschlossen ist, kann die Stromsteuerung 610 über einen Schalter (nicht gezeigt) aus dem Netzwerk herausgeschaltet werden, weil der aktive Kommunikator 600 keinen DC-Strom moduliert, um einen Befehl zu übertragen. Nachdem der Übertrager verbunden worden ist, kann die Leistungsversorgung 602 die Leistung über eine Rampe anfahren. Leistung kann über die Rampe langsam geändert werden, um Stromspitzen zu vermeiden. Strom kann von der Leistungsversorgung 602 durch den Widerstand 604 und Anschluss 631 zu dem Übertrager fließen. Der Übertrager kann ein bestimmtes Niveau an Grundlinienstrom für Leistung ziehen (z. B. bis zu 4 mA). Der Übertrager kann dann zusätzlichen Strom basierend auf seiner Konfiguration und basierend auf einer von ihm durchgeführten Messung ziehen (z. B. einen gemessenen Fluss, Druck, Tankniveau, etc.) Als ein Beispiel kann ein Strombezug durch den Übertrager von 4 mA eine Nullspannung für den eingerichteten Messbereich des Übertragers repräsentieren (z. B. 0 gpm) und ein Strombezug von 20 mA durch den Übertrager kann eine Messung am oberen Ende des eingerichteten Messbereichs (z. B. 100 gpm) repräsentieren. Ein Strombezug zwischen 4–20 mA kann eine proportionale Messung innerhalb des eingerichteten Messbereichs darstellen (z. B. 12 mA = 50 gpm). In einigen Fällen erzeugt das Werkzeug 100 einen hohen Alarm, wenn ein Strom von 22,5 mA oder höher erkannt wird und/oder erzeugt einen niedrigen Alarm, wenn ein Strom von 3,75 mA oder niedriger erkannt wird.For a tool power transfer connection, a user may have a transformer with the connections 631 and 632 connect. When connected to a transformer, the current control can 610 be switched out of the network via a switch (not shown), because the active communicator 600 No DC power is modulated to transmit a command. After the transmitter has been connected, the power supply can 602 drive the power over a ramp. Power can be slowly changed across the ramp to prevent current spikes. Electricity can come from the power supply 602 through the resistance 604 and connection 631 flow to the transmitter. The transmitter can draw a certain level of baseline current for power (eg, up to 4 mA). The transmitter may then draw additional current based on its configuration and based on a measurement it makes (eg, a measured flow, pressure, tank level, etc.) As an example, a current reference through the transmitter of 4 mA may be a zero voltage for represent the established measuring range of the transformer (eg 0 gpm) and a current reference of 20 mA by the transformer may represent a measurement at the upper end of the established measuring range (eg 100 gpm). A current reference between 4-20 mA can represent a proportional measurement within the established measuring range (eg 12 mA = 50 gpm). In some cases, the tool generates 100 a high alarm when a current of 22.5 mA or higher is detected and / or generates a low alarm when a current of 3.75 mA or lower is detected.
Strom kann von dem Anschluss 631 an den Übertrager und zurück durch den Anschluss 632 fließen, durch einen Schalter 641 hindurch. Der empfangene Strom kann durch den Schaltkreis 609 fließen. Wie angemerkt, filtert der Widerstand 614 DC-Strom und die DC-Stromsteuerung 610 kann herausgeschaltet werden, wenn der aktive Kommunikator 600 mit einem Übertrager verbunden ist. Entsprechend fließt die DC-Komponente des empfangenen Signals durch das Widerstandsnetzwerk 618 hindurch, wo die Spannungsüberwachung 616 den Spannungsabfall über das Widerstandsnetzwerk 618 messen kann, sodass die Steuereinheit 402 die Stärke des empfangenen DC-Stroms bestimmen kann. Die Steuereinheit 402 kann einen variablen Wert (z. B. eine Flussrate) basierend auf der bestimmten Stärke bestimmen.Power can be from the connection 631 to the transmitter and back through the connection 632 flow, through a switch 641 therethrough. The received current can be through the circuit 609 flow. As noted, the resistor filters 614 DC power and DC power control 610 can be turned off when the active communicator 600 connected to a transformer. Accordingly, the DC component of the received signal flows through the resistor network 618 through where the voltage monitoring 616 the voltage drop across the resistor network 618 can measure, so the control unit 402 can determine the strength of the received DC current. The control unit 402 may determine a variable value (eg, a flow rate) based on the determined strength.
Weil der Widerstand 614 es AC-Strom erlaubt, hindurchzukommen, kann die AC-Komponente des Signal zu dem FM-Modem 612 fließen. Das FM-Modem 612 kann dann ein Digitalsignal, was durch die empfangene AC-Komponente getragen wird, in ähnlicher Weise dekodieren, wie in Bezug auf das FM-Modem 504 beschrieben. Ferner Kann das FM-Modem 612 auch Information an den Übertrager durch kodieren eines Digitalsignals (überlagert auf dem DC-Signal) in ähnlicher einer Weise übertragen, wie in Bezug auf das FM-Modem 504 beschrieben.Because the resistance 614 It allows AC power to get through, can change the AC component of the signal to the FM modem 612 flow. The FM modem 612 may then decode a digital signal carried by the received AC component in a manner similar to that in relation to the FM modem 504 described. Furthermore, the FM modem 612 also transmit information to the transmitter by encoding a digital signal (superimposed on the DC signal) in a manner similar to that in relation to the FM modem 504 described.
Für eine Schleifenversorgungsübertragerverbindung kann ein Benutzer einen mit Leistung versorgten Übertrager mit den Anschlüssen 633 und 634 verbinden. Der aktive Kommunikator 600 kann eines oder beides des „Schleifenleistungsmodus” und/oder „Übertragerverbindungsmodus” in Antwort auf Benutzereingaben (z. B. über den Bildschirm 122 und/oder über die Knöpfe 132, die in 1A gezeigt sind) aktivieren. In einigen Fällen aktiviert der aktive Kommunikator 600 den „Schleifenleistung”-Modus in Antwort auf ein Erkennen, dass die Anschlüsse 633 und 634 mit einem Feldgerät verbunden worden sind (z. B. über eine Verknüpfung 150). In anderen Fällen aktiviert der aktive Kommunikator 600 stattdessen den „Schleifenleistung”-Modus nach einem Verifizieren, dass an keinem anderen Anschluss der Kommunikationsschnittstelle 406 eine Spannung existiert.For a loop transmitter connection, a user may have a powered transmitter with the terminals 633 and 634 connect. The active communicator 600 may be one or both of the "loop power mode" and / or "transmitter connection mode" in response to user input (eg, via the screen 122 and / or over the buttons 132 , in the 1A are shown). In some cases, the active communicator activates 600 the "loop power" mode in response to detecting that the connections 633 and 634 have been connected to a field device (eg via a link 150 ). In other cases, the active communicator activates 600 instead, the "loop power" mode after verifying that at no other port of the communication interface 406 a tension exists.
Das Werkzeug 100 kann eine Sicherung 642 enthalten, die elektrisch mit dem Anschluss 634 verbunden ist, die dafür eingerichtet ist, Strom auf eine bestimmte Schwelle zu begrenzen. In einigen Fällen ist die Sicherung 642 nicht enthalten. In einigen Fällen ist die Sicherung 642 zwischen dem Anschluss 634 und der Erdung platziert. In der gleichen Weise wie der in Bezug auf die Werkzeugsleistungsübertragerverbindung beschriebenen kann der Schaltkreis 609 eine DC-Komponente eines empfangenen Signals (z. B. 4–20 mA) dekodieren und kann eine AC-Komponente des Signals (z. B. ein überlagertes frequenzmoduliertes 1 mA Peak-zu-Peak-Signal) modulieren und demodulieren, um Information an den Übertrager zu übertragen und von ihm zu empfangen.The tool 100 can make a backup 642 included with the connection 634 connected to limit current to a certain threshold. In some cases, the backup is 642 not included. In some cases, the backup is 642 between the connection 634 and the grounding is placed. In the same way as described with respect to the tool power transfer connection, the circuit 609 decode a DC component of a received signal (eg, 4-20 mA), and can modulate and demodulate an AC component of the signal (eg, a superimposed frequency-modulated 1 mA peak-to-peak signal) for information to transmit to the transmitter and receive from him.
Für eine Werkzeugsleistungsaktorverbindung kann ein Benutzer einen Aktor mit den Anschlüssen 631 und 632 verbinden. Der aktive Kommunikator 600 aktiviert einen oder beide vom „Werkzeugsleistungsmodus” und/oder „Aktorverbindungsmodus” in Antwort auf Benutzereingaben (z. B. über den Bildschirm 122 und/oder über die Knöpfe 132, die in 1A gezeigt sind). Die Leistungsversorgung 602 kann dem Aktor auf eine ähnliche Weise wie der in Bezug auf die Werkzeugsleistungsübertragerverbindung beschriebenen zuführen.For a tool power actuator connection, a user may have an actuator with the ports 631 and 632 connect. The active communicator 600 activates one or both of the "tool power mode" and / or "actuator connection mode" in response to user input (eg via the screen 122 and / or over the buttons 132 , in the 1A are shown). The power supply 602 may deliver to the actuator in a similar manner to that described with respect to the tool power transfer connection.
In diesem Betriebsmodus kann ein Schalter (nicht gezeigt) die DC-Stromsteuerung 610 aktivieren, falls die DC-Stromsteuerung 610 aus dem Schaltkreis 609 herausgeschaltet ist. Die DC-Stromsteuerung 610 kann einen DC-Strom (z. B. 4–20 mA) ziehen, der von der Leistungsversorgung 602 zugeführt werden kann und durch den Anschluss 631 hindurch zu dem Aktor und dann zurück durch den Anschluss 632 hindurch zu der DC-Stromsteuerung 610 fließen kann. Die Stärke des Stroms wirkt als ein Befehl für den Aktor. Das Stromwiderstandsnetzwerk 618 und Spannungsüberwachung 616 können durch die Steuereinheit 402 aus dem Schaltkreis 609 über einen Schalter (nicht gezeigt) herausgeschaltet werden, wenn die DC-Stromsteuerung 610 aktiv ist, weil der Schaltkreis 609 in diesem Modus keinen modulierten DC-Strom interpretiert.In this mode of operation, a switch (not shown) may be the DC current controller 610 activate if the DC power control 610 from the circuit 609 is switched off. The DC current control 610 can draw a DC current (eg 4-20 mA) from the power supply 602 can be supplied and through the connection 631 through to the actuator and then back through the port 632 through to the DC power control 610 can flow. The magnitude of the current acts as a command to the actuator. The current resistance network 618 and voltage monitoring 616 can through the control unit 402 from the circuit 609 be switched off via a switch (not shown) when the DC power control 610 is active because of the circuit 609 In this mode, no modulated DC current is interpreted.
Weil der Widerstand 614 es AC-Strom erlaubt, hindurchzukommen, kann die AC-Komponente des empfangenen Signals zu dem FM-Modem 612 fließen. Das FM-Modem 612 kann dann ein Digitalsignal, was durch die empfangene AC-Komponente getragen wird, in ähnlicher Weise dekodieren, wie in Bezug auf das FM-Modem 504 beschrieben, und das FM-Modem 612 kann auch Information an den Aktor durch Kodieren eines Digitalsignals (überlagert auf dem DC-Signal) in einer ähnlichen Weise übertragen, wie der in Bezug auf das FM-Modem 504 beschriebenen.Because the resistance 614 Allowing AC power to pass through can change the AC component of the received signal to the FM modem 612 flow. The FM modem 612 can then one Digital signal, which is carried by the received AC component decode in a similar manner, as with respect to the FM modem 504 described, and the FM modem 612 may also transmit information to the actuator by encoding a digital signal (superimposed on the DC signal) in a similar manner as that with respect to the FM modem 504 described.
Für eine Schleifenleistungsaktorverbindung kann ein Benutzer einen mit Leistung versorgten Aktor mit den Anschlüssen 633 und 634 verbinden und der aktive Kommunikator 600 kann einen oder beide des „Schleifenleistungsmodus” und/oder „Aktorverbindungsmodus” in Antwort auf Benutzereingaben (z. B. über den Bildschirm 122 und/oder die Knöpfe 132, die in 1A gezeigt sind) aktivieren. In der gleichen Weise wie der in Bezug auf die Werkzeugsleistungsübertragerverbindung beschriebenen kann der Schaltkreis 609 eine DC-Komponente eines Signals (z. B. 4–20 mA) dekodieren, um einen Befehl an den Aktor zu übertragen, und kann eine AC-Komponente des Signals (z. B. ein überlagertes frequenzmoduliertes 1 mA Peak-zu-Peak-Signal) modulieren und demodulieren, um Information an den Aktor zu übertragen und von ihm zu empfangen.For a loop power actuator connection, a user may have a powered actuator with the ports 633 and 634 connect and the active communicator 600 can do one or both of the "loop power mode" and / or "actuator connection mode" in response to user input (eg, via the screen 122 and / or the buttons 132 , in the 1A are shown). In the same way as described with respect to the tool power transfer connection, the circuit 609 decode a DC component of a signal (eg, 4-20 mA) to transmit a command to the actuator, and may be an AC component of the signal (eg, a superimposed frequency-modulated 1 mA peak-to-peak Signal) and demodulate to transmit and receive information to and from the actuator.
Die Steuereinheit 402 kann einen Schaltkreisverwaltungsroutine 661 zum Verwalten des aktiven Kommunikators 600, und/oder eine Diagnoseverwaltungsroutine 662 zum Analysieren von durch den aktiven Kommunikator 600 gesendeten und/oder empfangenen Signalen enthalten. Die Diagnoseverwaltung 662 kann die Signale basierend auf von den Spannungsüberwachungen 605, 611 und/oder 616 erhaltenen Messungen analysieren. In einigen Fällen enthält der aktive Kommunikator 600 ein oder mehrere Spannungsüberwachungen, die einen Spannungsabfall über ein oder mehrere der Anschlüsse 631–634 messen (z. B. über Anschlüsse 631 und 632 oder über Anschlüsse 633 und 634) Die Diagnoseverwaltung 662 kann einen oder mehrere dieser Spannungsabfälle analysieren, bevor die Schaltkreisverwaltung 661 einen oder mehrere Widerstände des Netzwerks 618 aktiviert (d. h. hereinschaltet), um (i) gegen Aktivierung des Widerstandsnetzwerks 618 parallel zu einem externen Schleifenwiderstand zu schützen, und/oder (ii) einen Mehrschrittprozess zum Aktivieren des Widerstandsnetzwerks 618 zu verwalten.The control unit 402 may be a circuit management routine 661 to manage the active communicator 600 , and / or a diagnostic management routine 662 for analyzing by the active communicator 600 contained and / or received signals. The diagnostics administration 662 The signals can be based on the voltage monitors 605 . 611 and or 616 analyze the measurements obtained. In some cases, the active communicator contains 600 one or more voltage monitors that provide a voltage drop across one or more of the terminals 631 - 634 measure (eg via connections 631 and 632 or via connections 633 and 634 ) The diagnostics administration 662 can analyze one or more of these voltage drops before the circuit management 661 one or more resistors of the network 618 activates (ie, turns on) to (i) against activation of the resistor network 618 parallel to an external loop resistor, and / or (ii) a multi-step process to activate the resistor network 618 manage.
Als erstes kann die Schaltkreisverwaltung 661 einen Benutzer vor einem Einschalten des Widerstandsnetzwerks 618 parallel zu einem externen Schleifenwiderstand auf einer extern mit Leistung versorgten Schleife, was zu einer Störung in dem Schleifenstrom und/oder einem Verlust in der Kommunikation aufgrund mangelhaften Schleifenwiderstands führen könnte, schützen. Das heißt, Aktivieren des Widerstandsnetzwerks 618, während es parallel mit einem externen Schleifenwiderstand verbunden ist, kann den Gesamtschleifenwiderstandswert auf einen Wert abfallen lassen, der zu niedrig ist, um digitale Kommunikationen erkennen und interpretieren zu können. Zur Veranschaulichung, in einigen Fällen hat das Widerstandsnetzwerk 618 einen Widerstandswert von 250 Ohm. Typische externe Schleifenwiderstände haben einen Widerstandswert von 250 Ohm. Somit fällt, falls das Widerstandsnetzwerk 618 parallel zu einem externen Schleifenwiderstand aktiviert wird, der Gesamtschleifenwiderstand auf 125 Ohm, was nicht ausreichend Widerstandswert sein könnte, um einen auslesbaren Spannungsabfall, der mit digitaler Kommunikation assoziiert ist, zu induzieren. Zum Beispiel bedürfen digitale HART-Kommunikationen, die typischerweise auf 1 mA Peak-zu-Peak modulieren, im Allgemeinen eines Spannungsabfalls von mindestens 120 mVp-p. Somit ist wenig Fehlerspanne vorhanden, falls der Gesamtschleifenwiderstand 125 Ohm ist, bevor ein HART-Digitalsignal unlesbar wird. Um das Werkzeug 100 zu hindern, das Widerstandsnetzwerk 618 parallel zu einem externen Schleifenwiderstand zu aktivieren, kann die Steuereinheit 402 das FM-Modem 612 veranlassen, bei Verbindung eine digitale Kommunikation zu versuchen. Wenn die digitale Kommunikation keinen Erfolg hat, kann die Steuereinheit 402 den Benutzer auffordern (z. B. über die Anzeige 122, die in den 1 und 4 gezeigt ist), das Widerstandsnetzwerk 618 zu aktivieren. In einigen Fällen kann das Werkzeug 100 das Widerstandsnetzwerk daran hindern, sich parallel mit einem Schleifenwiderstand zu aktiveren, indem es den Benutzer auffordert, mit einer oder mehreren Fragen und/oder Anweisungen, um zu bewirken, dass der Benutzer das Werkzeug 100 mit dem Feldgerät in Serie verbindet.First, the circuit management 661 a user before turning on the resistor network 618 in parallel with an external loop resistance on an externally powered loop, which could lead to a disturbance in the loop current and / or a loss in communication due to inadequate loop resistance. That is, enabling the resistor network 618 while connected in parallel with an external loop resistor, can drop the overall loop resistance value to a value that is too low to recognize and interpret digital communications. To illustrate, in some cases has the resistor network 618 a resistance of 250 ohms. Typical external loop resistors have a resistance of 250 ohms. Thus, if the resistor network falls 618 in parallel with an external loop resistor, the total loop resistance is set to 125 ohms, which might not be enough resistance to induce a readable voltage drop associated with digital communication. For example, HART digital communications that typically modulate peak-to-peak to 1 mA generally require a voltage drop of at least 120 mVp-p. Thus, there is little margin of error if the total loop resistance is 125 ohms before a HART digital signal becomes unreadable. To the tool 100 to hinder the resistor network 618 In parallel with an external loop resistor, the control unit can activate 402 the FM modem 612 when trying to connect, try a digital communication. If digital communication is unsuccessful, the control unit can 402 prompt the user (eg via the display 122 that in the 1 and 4 shown), the resistor network 618 to activate. In some cases, the tool can 100 prevent the resistor network from activating in parallel with loop resistance by prompting the user with one or more questions and / or instructions to cause the user to use the tool 100 connects in series with the field device.
Als zweites können die gemessenen Spannungen verwendet werden, um einen Mehrschrittprozess zum Aktivieren des Widerstandsnetzwerks 618 zu veralten, was dem Werkzeug 100 helfen kann, ein Überschreiten von Spannungs- und/oder Stromschwellen zu vermeiden (was andernfalls beispielsweise die Sicherung 642 durchbrennen lassen könnte). Zum Beispiel kann die Diagnoseverwaltung 662 eine Spannungsmessung von der Spannungsüberwachung 605 oder von einer Spannungsüberwachung über die Anschlüsse 631 und 632 hinweg (nicht gezeigt) erhalten. Falls die Diagnoseverwaltung 662 bestimmt, dass die Leistungszuführungsspannung für die Leistungszuführung 602 oder für eine externe Leistungszuführung eine Spannungsschwelle (z. B. 24 V) überschreitet, kann die Schaltkreisverwaltung 661 das Widerstandsnerzwerk 618 am Aktivieren hindern. Aktivieren des Widerstandsnetzwerks 618 in solch einem Szenario könnte in exzessivem Strom (z. B. mehr als 50 mA) resultieren, der durch das Widerstandsnetzwerk 618 fließt, was die Sicherung 642 durchbrennen lassen könnte. Falls die gemessene Leistungsversorgungsspannung unterhalb der Spannungsschwelle liegt, kann die Schaltkreisverwaltung 661 das Widerstandsnetzwerk 618 mit einem Widerstandswert von 500 Ohm aktivieren. Die Diagnoseverwaltung 662 kann dann Stromfluss messen (z. B. basierend auf Messungen von der Spannungsüberwachung 616), und, falls der gemessene Strom unterhalb einer Schwelle liegt (z. B. 22,5 mA) kann die Schaltkreisverwaltung 661 das Widerstandsnetzwerk 618 auf einen Widerstand von 250 Ohm oder 167 Ohm anpassen, wie gewünscht. Die Tatsache, dass die gemessene Spannung unterhalb eines Schwellenwerts liegt, deutet allgemein darauf hin, dass das verbundene Feldgerät den Strom steuert.Second, the measured voltages may be used to provide a multi-step process for activating the resistor network 618 to obsolete what the tool 100 can help to avoid exceeding voltage and / or current thresholds (otherwise, for example, the fuse 642 could blow). For example, the diagnostic management 662 a voltage measurement from the voltage monitor 605 or from voltage monitoring via the connections 631 and 632 received (not shown). If diagnostic management 662 determines that the power supply voltage for the power supply 602 or for an external power supply exceeds a voltage threshold (eg 24 V), the circuit management 661 the resistance engineering 618 prevent activation. Enable the resistor network 618 in such a scenario could result in excessive current (eg, more than 50 mA) passing through the resistor network 618 flows, what the fuse 642 could let burn through. If the measured Power supply voltage is below the voltage threshold, the circuit management 661 the resistor network 618 with a resistance of 500 ohms. The diagnostics administration 662 can then measure current flow (eg based on voltage monitoring measurements 616 ), and if the measured current is below a threshold (eg, 22.5 mA), the circuit management 661 the resistor network 618 adjust to a resistance of 250 ohms or 167 ohms as desired. The fact that the measured voltage is below a threshold generally indicates that the connected field device controls the current.
Die Schaltkreisverwaltung 661 kann ein Spannungsabklingen über die Anschlüsse 631 und 632 hinweg erkennen (z. B. 0,01 V bis 0,1 V Abfall jede 50 bis 100 ms). Die Schaltkreisverwaltung kann zwei bis zehn Messungen über eine Periode über 100 ms bis 1 Sekunde vornehmen. In Antwort auf das Erkennen des Spannungsabklingens kann die Schaltkreisverwaltung 661 einem Benutzer eine Option geben, die Leistungsversorgung 602 sofort zu aktivieren, statt zu warten, bis die Spannung auf Null abklingt.The circuit management 661 may be a voltage drop across the connectors 631 and 632 (eg 0.01V to 0.1V decay every 50 to 100 ms). The circuit manager can make two to ten measurements over a period of 100 ms to 1 second. In response to the detection of the voltage decay, the circuit management 661 give an option to a user, the power supply 602 activate instead of waiting until the voltage decays to zero.
Die Schaltkreisverwaltung 661 kann einen oder mehrere Widerstände in dem Netzwerk 618 aktivieren und/oder herausschalten, wenn die Leistungsversorgung 602 ausgeschaltet ist, um den Widerstand des Netzwerks 618 anzuheben, um Spannung von einem mit dem aktiven Kommunikator 600 verbundenen Feldgerät abzuleiten. Spannung abzuleiten kann die Wartezeit verringern, die benötigt wird, bevor die Leistungsversorgung 602 reaktiviert werden kann.The circuit management 661 can have one or more resistors in the network 618 activate and / or switch off when the power supply 602 is turned off to the resistance of the network 618 Raise to voltage of one with the active communicator 600 Derive connected field device. Deriving voltage can reduce the waiting time that is needed before the power supply 602 can be reactivated.
Die Schaltkreisverwaltung 661 kann auf einen Temperatursensor (nicht gezeigt), der nahe dem Netzwerk 618 angeordnet ist, angewiesen sein, um Änderungen im Widerstand zu kompensieren, die Temperaturänderungen zurechenbar sind, was der Schaltkreisverwaltung 661 erlaubt, akkurater einen Stromfluss basierend auf Messungen von der Spannungsüberwachung 616 zu berechnen.The circuit management 661 can point to a temperature sensor (not shown) that is near the network 618 is arranged to be compensated to compensate for changes in resistance, the temperature changes are attributable to what the circuit management 661 allows more accurate current flow based on voltage monitoring measurements 616 to calculate.
Die Schaltkreisverwaltung 661 kann die DC-Stromsteuerung veranlassen, den Strom allmählich zu ändern. Beispielsweise kann die Schaltkreisverwaltung 661 eine allmähliche Stromänderung in Antwort auf Benutzereingaben, die eine Änderung des Stroms über eine bestimmte Anzahl Sekunden spezifizieren (z. B. 1, 2, 3, 4, ..., 60 Sekunden, etc.), implementieren.The circuit management 661 may cause the DC current control to gradually change the current. For example, the circuit management 661 implement a gradual flow change in response to user inputs that specify a change in current over a certain number of seconds (e.g., 1, 2, 3, 4, ..., 60 seconds, etc.).
Die Diagnoseverwaltung 662 kann eines oder mehreres des Folgenden durchführen: einen Schleifentest, eine Gerätsimulation, eine Rekorderkalibrierung, einen Ventilhub, eine DCS-Ausgabeprüfung, eine DCS-Eingabeprüfung, eine Nullabgleichkalibrierung oder eine Prüfung zum Isolieren von Kabelschäden.The diagnostics administration 662 may perform one or more of the following: a loop test, a device simulation, a recorder calibration, a valve lift, a DCS output test, a DCS input test, a zero calibration or a test to isolate cable damage.
Zum Schleifentest kann ein Benutzer ein Feldgerät verbinden mit: (i) dem Anschlusssatz 631 und 632 oder dem Anschlusssatz 633 und 634, und (ii) der Leistungsüberwachung 408. Die Diagnoseverwaltung 662 kann das FM-Modem 612 veranlassen, ein Kommunikationssignal an das Feldgerät zu übertragen, das dem Feldgerät befiehlt, Strom auf vielfältigen Niveaus zu ziehen (z. B. 4 mA, 12 mA, 20 mA). Die Leistungsüberwachung 408 misst den in Antwort durch das Feldgerät übertragenen Strom. Die Diagnoseverwaltung 662 kann das Werkzeug 100 veranlassen, das angefragte Stromniveau und das übertragene Stromniveau anzuzeigen, was dem Benutzer ermöglicht, zu bestimmen, ob der Übertrager geeignet auf die Befehle antwortet.For loop testing, a user may connect a field device to: (i) the connection set 631 and 632 or the connection set 633 and 634 , and (ii) performance monitoring 408 , The diagnostics administration 662 can the FM modem 612 cause a communication signal to be transmitted to the field device commanding the field device to draw current at multiple levels (eg, 4 mA, 12 mA, 20 mA). The performance monitoring 408 measures the current transmitted in response by the field device. The diagnostics administration 662 can the tool 100 to indicate the requested current level and the transmitted current level, allowing the user to determine if the transmitter is responding properly to the commands.
Zur Gerätesimulation kann ein Benutzer das Werkzeug 100 mit einer Kommunikationsverknüpfung anstelle eines Feldgeräts verdrahten (z. B. über die Anschlüsse 631 und 632 des aktiven Kommunikators 600). Die Diagnoseverwaltung 662 kann die DC-Stromsteuerung 610 veranlassen, DC-Strom auf einer Anzahl von Niveaus zu übertragen (z. B. in Antwort auf Benutzereingaben). Der Benutzer oder ein zweiter Benutzer kann dann verifizieren, dass die verbundene Prozesssteuerung die geeigneten Werte empfangen hat.For device simulation, a user can use the tool 100 with a communication link instead of a field device (eg via the connections 631 and 632 of the active communicator 600 ). The diagnostics administration 662 Can the DC power control 610 cause DC power to be transmitted at a number of levels (eg, in response to user input). The user or a second user may then verify that the connected process controller has received the appropriate values.
Zur Rekorderkalibrierung kann ein Benutzer das Werkzeug 100 mit einem analogen Rekorder verdrahten und das Werkzeug 100 veranlassen, über die DC-Stromsteuerung 610 vorausgewählte Stromwerte an den Rekorder zu übertragen. Der Benutzer kann dann verifizieren, dass der Audiorekorder die vorausgewählten Werte empfangen hat.For recorder calibration, a user can use the tool 100 with an analog recorder and wire the tool 100 cause about the DC current control 610 to transmit preselected current values to the recorder. The user can then verify that the audio recorder has received the preselected values.
Zum Heben eines Ventils kann ein Benutzer das Werkzeug 100 mit einem Ventil verbinden. Die Diagnoseverwaltung 662 kann an das Ventil ein 4 mA-Signal übertragen und der Benutzer kann einen komplett geschlossenen Stopp auf dem Ventil einstellen (z. B. dadurch das Ventil kalibrieren, sodass die vollständig geschlossene Position mit einem 4 mA-Signal korrespondiert). Die Diagnoseverwaltung 662 kann dann ein 20 mA-Signal an das Ventil übertragen (z. B. in Antwort auf Benutzereingaben), und der Benutzer kann ein einen komplett geöffneten Stopp auf dem Ventil einstellen (z. B. dadurch das Ventil kalibrieren, sodass die vollständig geöffnete Position mit einem 20 mA-Signal korrespondiert). Die Diagnoseverwaltung 662 kann dann einen Schritttest mit der DC-Stromsteuerung durchführen (z. B. in Antwort auf Benutzereingaben), Strom übertragend auf einer Anzahl von Niveaus zwischen 4 mA und 20 mA, um zu verifizieren, dass das Ventil auf ein 4–20 mA-Signal geeignet kalibriert ist.To lift a valve, a user can use the tool 100 connect with a valve. The diagnostics administration 662 can transmit a 4 mA signal to the valve and the user can set a fully closed stop on the valve (eg by calibrating the valve so that the fully closed position corresponds to a 4 mA signal). The diagnostics administration 662 can then transmit a 20 mA signal to the valve (eg, in response to user input), and the user can set a fully open stop on the valve (eg, thereby calibrate the valve so that the fully open position corresponding to a 20 mA signal). The diagnostics administration 662 can then perform a step test with DC current control (eg, in response to user inputs), transmitting current at a number of levels between 4 mA and 20 mA, to verify that the valve is on a 4-20 mA signal is suitably calibrated.
Zum Prüfen einer DCS-Ausgabe kann ein Benutzer das Werkzeug 100 mit einer E/A-Karte verdrahten, die typischerweise mit einem Feldgerät (z. B. einem Aktor) verbunden ist, und die dafür eingerichtet ist, an das Feldgerät ein 4–20 mA-Signal zum Steuern des Feldgeräts zu übertragen. Ein Benutzer kann sich mit einem zweiten Benutzer abstimmen (z. B. über Funk), eine Anzahl von Befehlen, die zu dem getrennten Feldgerät zu senden sind (z. B. ein Ventil zu öffnen oder zu schließen), zu bewirken. Die Diagnoseverwaltung 662 kann das empfangene Signal lesen und kann eine Strommessung anzeigen, die dem Benutzer erlaubt, zu verifizieren, dass die E/A-Karte geeignete Signale überträgt, wenn sie versucht, das Feldgerät zu steuern. Das Werkzeug 100 kann entweder die Leistungsüberwachung 408 (und Anschlüsse 635 und 636) oder die Spannungsüberwachung 616 (und Anschlüsse 631 und 632) für die DCS-Ausgabeprüfung nutzen. To check a DCS output, a user can use the tool 100 to an I / O card typically connected to a field device (eg, an actuator) and configured to transmit to the field device a 4-20 mA signal to control the field device. A user may tune (eg, via radio) with a second user to effect a number of commands to be sent to the disconnected field device (eg, open or close a valve). The diagnostics administration 662 may read the received signal and may indicate a current measurement that allows the user to verify that the I / O card is transmitting appropriate signals when attempting to control the field device. The tool 100 can either be the performance monitor 408 (and connections 635 and 636 ) or voltage monitoring 616 (and connections 631 and 632 ) for the DCS output check.
Zum Prüfen einer DCS-Eingabe kann ein Benutzer das Werkzeug 100 mit einer E/A-Karte verdrahten, die typischerweise mit einem Feldgerät (z. B. einem Aktor) verbunden ist, und die dafür eingerichtet ist, von dem Feldgerät ein 4–20 mA-Signal zu empfangen, das eine Messung repräsentiert. Der Benutzer kann das Werkzeug 100 veranlassen, ein Signal zu senden (z. B. über die DC-Stromsteuerung 610) und kann sich mit einem zweiten Benutzer abstimmen, um zu bestätigen, dass die Steuerung, die mit der E/A-Karte verbunden ist, die richtigen Werte empfängt.To check a DCS input, a user can use the tool 100 to an I / O card, typically connected to a field device (eg, an actuator) and configured to receive from the field device a 4-20 mA signal representing a measurement. The user can use the tool 100 cause to send a signal (eg via the DC current control 610 ) and can reconcile with a second user to confirm that the controller connected to the I / O card is receiving the correct values.
Um eine Nullabgleichkalibrierung durchzuführen, kann das Werkzeug 100 eine Prozedur implementieren, die ähnlich der zur DCS-Eingabeprüfung implementierten ist. Zum Beispiel kann ein Benutzer das Werkzeug 100 mit einem Feldgerät verbinden und kann das Feldgerät veranlassen, ein „Geräteverfahren” ablaufen zu lassen, dass das Feldgerät veranlasst, Strom auf einer Anzahl von Niveaus auszugeben. Das Werkzeug 100 misst und zeigt den Strom von dem Feldgerät an. Der Benutzer gibt dann an dem Feldgerät den angezeigten Strom ein, sodass das Feldgerät sich selbst, basierend auf dem, was es versucht hat, zu übertragen und was tatsächlich übertragen wurde, kalibrieren kann. Das Werkzeug 100 kann die Leistungsversorgung 602 aktivieren, um das Feldgerät 602 mit Leistung zu versorgen, und das Widerstandsnetzwerk 618, um Strom von dem Feldgerät zu messen, und kann den Strom über das Widerstandsnetzwerk 618 hinweg messen.To perform a zero balance calibration, the tool may 100 implement a procedure similar to that implemented for the DCS input check. For example, a user can use the tool 100 to a field device and may cause the field device to run a "device procedure" that causes the field device to output power at a number of levels. The tool 100 measures and displays the power from the field device. The user then enters the indicated stream on the field device so that the field device can calibrate itself based on what it has tried to transmit and what has actually been transmitted. The tool 100 can the power supply 602 activate to the field device 602 to power, and the resistor network 618 to measure power from the field device and can supply the current through the resistor network 618 measure away.
Um ein beschädigtes Kabel zu isolieren, kann ein Benutzer das Werkzeug 100 nutzen, um Spannungsmessungen an vielfältigen Orten für ein Kabel durchzuführen, an Feldgerätanschlüssen, an Leistungsversorgungsanschlüssen, etc. Ein großer Spannungsabfall deutet auf Beschädigung hin.To isolate a damaged cable, a user can use the tool 100 to make voltage measurements in a variety of locations for a cable, field device connections, power supply connections, etc. A large voltage drop indicates damage.
7 ist ein Schema des in 6 gezeigten Widerstandsnetzwerks, das mehrere Widerstände enthält und dafür eingerichtet ist, einem Versagen eines oder mehrerer Widerstände innerhalb des Netzwerks 618 zu widerstehen, ohne den Gesamtwiederstand des Netzwerks 618 wesentlich zu beeinflussen. Durch Nutzen mehrerer Widerstände kann das Widerstandsnetzwerk 618 dramatische Erhöhungen oder Absenkungen im Widerstandswert aufgrund von Widerstandsausfall vermeiden, wodurch es dramatische Erhöhungen oder Absenkungen bei Spannungsabfällen in dem Schaltkreis vermeidet. Zum Beispiel könnte das Ergebnis, wenn das Widerstandsnetzwerk 618 ein einziger Widerstand wäre, der versagt und kurzschließen würde, ein erhöhter Spannungsabfall über Anschlüsse 631 und 632 sein. Solch eine Erhöhung im Spannungsabfall an den Anschlüssen 631 und 632 kann IS-Standards überschreiten und kann riskieren, eine explosive Atmosphäre zu entzünden. Ferner empfängt bei Nutzung mehrerer Widerstände jeder individuelle Widerstand nur einen Teil des Stroms, der in das Netzwerk 618 eintritt, was die Widerstände am Überhitzen und Übertreten von IS-Standards hindern kann. 7 is a scheme of in 6 shown resistor network which includes a plurality of resistors and is arranged for a failure of one or more resistors within the network 618 to resist without the overall resistance of the network 618 to influence significantly. By using multiple resistors, the resistor network can 618 avoid dramatic increases or decreases in resistance due to resistor failure, thereby avoiding dramatic increases or decreases in voltage drops in the circuit. For example, the result could be if the resistor network 618 a single resistor that would fail and short out would be an increased voltage drop across terminals 631 and 632 be. Such an increase in the voltage drop across the terminals 631 and 632 can exceed IS standards and may risk igniting an explosive atmosphere. Further, using multiple resistors, each individual resistor receives only a portion of the current that enters the network 618 which can prevent the resistors from overheating and violating IS standards.
Das Widerstandsnetzwerk 618 kann ein Widerstandsnetzwerk 702 und ein Widerstandsnetzwerk 704 enthalten, die parallel angeordnet sind, von denen jedes aus dem Widerstandsnetzwerk 618 über einen jeweilige Schalter 706 und einen Schalter 708 aus dem Widerstandsnetzwerk 618 herausgeschaltet werden kann. In einigen Fällen kann das gesamte Widerstandsnetzwerk 618 aus dem Schaltkreis 609 herausgeschaltet werden (z. B. während des Hochfahrens oder wenn das Werkzeug 600 mit einem Aktor kommuniziert). Das Widerstandsnetzwerk 618 kann jeden gewünschten Widerstandswert haben, z. B. in einem Bereich von 100 und 300 Ohm (z. B. 167 Ohm).The resistor network 618 can be a resistor network 702 and a resistor network 704 which are arranged in parallel, each of which is from the resistor network 618 via a respective switch 706 and a switch 708 from the resistor network 618 can be switched off. In some cases, the entire resistor network 618 from the circuit 609 be switched off (eg during startup or when the tool 600 communicated with an actor). The resistor network 618 can have any desired resistance, e.g. In a range of 100 and 300 ohms (eg, 167 ohms).
Das Widerstandsnetzwerk 702 kann Widerstände 712–714 enthalten, die parallel angeordnet sind, und kann einen Gesamtwiderstand zwischen 200 und 300 Ohm haben (z. B. 250 Ohm). Zum Beispiel kann jeder der Widerstände 712–714 einen Widerstandswert von 750 Ohm haben, was dem Netzwerk 702 einen Gesamtwiderstandswert von 250 Ohm gibt. Bemerken Sie, dass das Widerstandsnetzwerk 702 jede andere Kombination einer Vielzahl von Widerständen haben kann (einschließlich Kombinationen und/oder Unterkombinationen von Widerständen, die in Serie und/oder parallel angeordnet sind), die einen Gesamtwiderstandswert des Netzwerks 702 zwischen 200 und 300 Ohm ergeben. Wenn gewünscht, kann das Widerstandsnetzwerk 702 einen einzigen Widerstand enthalten, der einen Widerstandswert zwischen 200 und 300 Ohm hat.The resistor network 702 can resist 712 - 714 which are arranged in parallel and may have a total resistance between 200 and 300 ohms (eg 250 ohms). For example, any of the resistors 712 - 714 have a resistance of 750 ohms, which is the network 702 gives a total resistance of 250 ohms. Note that the resistor network 702 any combination of a plurality of resistors (including combinations and / or subcombinations of resistors arranged in series and / or in parallel) may have a total resistance value of the network 702 between 200 and 300 ohms. If desired, the resistor network can 702 contain a single resistor that has a resistance between 200 and 300 ohms.
Das Widerstandsnetzwerk 704 kann ein Widerstandsnetzwerk 721 und ein Widerstandsnetzwerk 723 enthalten, die in Serie angeordnet sind, und kann einen Gesamtwiderstandswert zwischen 400 und 600 Ohm haben (z. B. 500 Ohm). Das Widerstandsnetzwerk 721 kann Widerstände 722 und 724 enthalten, die parallel angeordnet sind, und das Widerstandsnetzwerk 723 kann Widerstände 726 und 728 enthalten, die parallel angeordnet sind. Jeder der Widerstände 722–728 kann einen Widerstandswert von 500 Ohm haben, was jedem der Widerstandsnetzwerke 721 und 723 einen Widerstand von 250 Ohm geben kann (d. h. 1/X = 1/500 + 1/500). Weil die Widerstandsnetzwerke 721 und 723 in Serie angeordnet sein können, kann das Widerstandsnetzwerk 704 einen Gesamtwiderstand von 500 Ohm haben. Bemerken Sie, dass das Widerstandsnetzwerk 704 jede andere Kombination einer Vielzahl von Widerständen haben kann, die in einen Gesamtwiderstandswert zwischen 400 und 600 Ohm ergeben. Zum Beispiel kann das Widerstandsnetzwerk 704 zwei 1000 Ohm Widerstände enthalten, die parallel angeordnet sind, oder kann einen einzigen Widerstand enthalten, der einen Widerstandswert von 500 Ohm hat.The resistor network 704 can be a resistor network 721 and a Resistor network 723 which are arranged in series, and may have a total resistance value between 400 and 600 ohms (eg, 500 ohms). The resistor network 721 can resist 722 and 724 contained in parallel, and the resistor network 723 can resist 726 and 728 contained, which are arranged in parallel. Each of the resistors 722 - 728 can have a resistance of 500 ohms, giving each of the resistor networks 721 and 723 can give a resistance of 250 ohms (ie 1 / X = 1/500 + 1/500). Because the resistor networks 721 and 723 can be arranged in series, the resistor network 704 have a total resistance of 500 ohms. Note that the resistor network 704 any other combination of a plurality of resistors may result in a total resistance of between 400 and 600 ohms. For example, the resistor network 704 include two 1000 ohm resistors arranged in parallel or may contain a single resistor having a resistance of 500 ohms.
Betreffend die Schalter 706 und 708 kann die Steuereinheit 402: (i) den Schalter 706 aktuieren, das Widerstandsnetzwerk 702 herauszuschalten, um den Widerstandswert des Netzwerks 618 zu erhöhen (d. h. auf den Widerstandswert des Netzwerks 704), oder (ii) den Schalter 708 aktuieren, um das Widerstandsnetzwerk 704 herauszuschalten, um den Widerstand des Netzwerks 618 zu erhöhen (d. h. auf den Widerstandswert des Netzwerks 702). Die Steuereinheit 402 kann den Widerstandswert des Netzwerks 618 erhöhen, um zu verifizieren, dass ein an den Anschlüssen 633 und 634 angeschlossenes Feldgerät unterhalb der Bewertung der Sicherung 642 stromgesteuert ist, oder Spannung von dem aktiven Kommunikator 600 abzuleiten, wenn die Leistungsversorgung 602 abgeschaltet ist.Regarding the switches 706 and 708 can the control unit 402 : (i) the switch 706 actuate, the resistor network 702 to turn off the resistance value of the network 618 increase (ie to the resistance value of the network 704 ), or (ii) the switch 708 actuate to the resistor network 704 turn off to the resistance of the network 618 increase (ie to the resistance value of the network 702 ). The control unit 402 can change the resistance of the network 618 increase to verify that one at the ports 633 and 634 Connected field device below the rating of the fuse 642 is current-controlled, or voltage from the active communicator 600 derive when the power supply 602 is switched off.
Im Betrieb kann die Steuereinheit eines der Netzwerke 702 oder 704 herausschalten, in Abhängigkeit davon, welche der Anschlüsse 631–634 mit einem Feldgerät verbunden sind und/oder basierend darauf, ob der aktive Kommunikator 600 Leistung an das Feldgerät bereitstellt. Beispielsweise kann, in einigen Situationen, der aktive Kommunikator 600 entweder Netzwerk 702 oder 704 herausschalten, um den Widerstand des Netzwerks 618 zu erhöhen, wenn der aktive Kommunikator 600 mit einem extern mit Leistung versorgten Feldgerät verbunden ist.In operation, the control unit can be one of the networks 702 or 704 depending on which of the connections 631 - 634 are connected to a field device and / or based on whether the active communicator 600 Provides power to the field device. For example, in some situations, the active communicator 600 either network 702 or 704 Turn off the network resistance 618 increase if the active communicator 600 is connected to an externally powered field device.
Wenn eines oder beide der Widerstandsnetzwerke 702 und 704 aus dem Netzwerk 618 herausgeschaltet sind, kann die Steuereinheit 402 einen oder beide der Schalter 706 und 708 aktuieren, um beide Netzwerke 702 und 704 zu „aktivieren”, was dem Widerstandsnetzwerk 618 einen niedrigeren Widerstandswert gibt als den von entweder dem Netzwerk 702 oder dem Netzwerk 704. Der niedrigere Widerstand kann beim Betreiben des aktiven Kommunikators 600 im „Werkzeugleistungsmodus” in einem gefährlichen Bereich wünschenswert sein. IS-Standards bedürfen, dass die Ausgabespannung an den Anschlüssen 631 und 632 niedriger sind als was andernfalls in normalem Betrieb verwendet werden könnte. Allerdings kann, falls die Spannung an den Anschlüssen 631 und 632 zu niedrig abgesenkt wird, das über die Anschlüsse 631 und 632 übertragene oder empfangene Signal unlesbar sein. Entsprechend kann es vorteilhaft sein, den Widerstandswert des Netzwerks 618 von einem Wert, der mit einem traditionellen Kommunikator verwendet werden könnte (z. B. 250 Ohm) auf einen Wert zu senken, der einen niedrigeren (aber immer noch auslesbaren) Spannungsabfall über das Widerstandsnetzwerk 618 ergibt (z. B. 167 Ohm). In einigen Fällen kann das Widerstandsnetzwerk 618 zusätzliche Widerstandsnetzwerke (z. B. 1000 Ohm) und/oder Schalter enthalten, die dem Werkzeug 100 ermöglichen können, das Widerstandsnetzwerk zu aktivieren, wenn eine Leistungszuführungsspannung 24 V überschreitet.If one or both of the resistor networks 702 and 704 from the network 618 can be switched off, the control unit 402 one or both of the switches 706 and 708 Act on both networks 702 and 704 to "activate" what the resistor network 618 gives a lower resistance value than that of either the network 702 or the network 704 , The lower resistance can be when operating the active communicator 600 be desirable in "tool performance mode" in a hazardous area. IS standards require that the output voltage at the terminals 631 and 632 lower than what could otherwise be used in normal operation. However, if the voltage at the terminals 631 and 632 is lowered too low, that over the connections 631 and 632 transmitted or received signal be unreadable. Accordingly, it may be advantageous to measure the resistance of the network 618 from a value that could be used with a traditional communicator (eg, 250 ohms) to drop to a value that has a lower (but still readable) voltage drop across the resistor network 618 results (eg 167 ohms). In some cases, the resistor network can 618 additional resistor networks (eg, 1000 ohms) and / or switches included with the tool 100 allow the resistor network to be activated when a power supply voltage exceeds 24V.
Einer oder beide der Schalter 706 und 708 können Solid-State-Relais sein, die eine Anzahl von Vorteilen über typischen mechanischen Relais bieten können. Zum Beispiel können Solid-State-Relais durch eine niedrigere Spannung und niedrigere Ströme geschaltet werden als die meisten mechanischen Relais, was es einfacher macht, die elektrischen Signale, die durch das Werkzeug 100 erzeugten elektrischen Signale auf Niveaus zu halten, die IS-Standards erfüllen. Ferner erzeugen Solid-State-Relais allgemein keinen Funken, wenn sie betrieben werden, anders als typische mechanische Relais. Somit kann das Werkzeug 100 durch Nutzen von Solid-State-Relais mit dem Widerstandsnetzwerk 100 ein Verletzen von IS-Standards vermeiden, die andernfalls mit mechanischen Relais verletzt werden würden.One or both of the switches 706 and 708 can be solid-state relays that can provide a number of advantages over typical mechanical relays. For example, solid-state relays can be switched by a lower voltage and lower currents than most mechanical relays, making it easier to handle the electrical signals passing through the tool 100 to keep generated electrical signals at levels that meet IS standards. Furthermore, solid-state relays generally do not generate sparks when operated unlike typical mechanical relays. Thus, the tool can 100 by using solid-state relays with the resistor network 100 avoid violating IS standards that would otherwise be violated by mechanical relays.
Einer oder mehrere Widerstände in dem Widerstandsnetzwerk 618 können ein großes Oberflächenareal haben, das dafür gestaltet ist, effiziente Wärmeabführung zu unterstützen. Zum Beispiel können ein oder mehr Widerstände in dem Widerstandsnetzwerk 618 Widerstände der Größe 2512 sein (z. B. 6,3 mm × 3,1 mm × 0,6 mm). In einigen Fällen können ein oder mehr Widerstände in dem Netzwerk 618 Widerstände der Größe 2010, Widerstände der Größe 2020 und/oder Widerstände der Größe 2045 sein. In einigen Fällen können ein oder mehr Widerstände (oder Unternetzwerke) innerhalb des Widerstandsnetzwerks 618 für 2,5 W bemessen sein.One or more resistors in the resistor network 618 can have a large surface area designed to support efficient heat dissipation. For example, one or more resistors in the resistor network 618 Resistors of size 2512 (e.g., 6.3mm x 3.1mm x 0.6mm). In some cases, one or more resistors may be in the network 618 2010 size resistors, 2020 size resistors, and / or 2045 resistors. In some cases, one or more resistors (or subnetworks) within the resistor network 618 be sized for 2.5W.
Das Werkzeug 100 kann einen Temperatursensor (nicht gezeigt) enthalten, um in Verbindung mit dem aktiven Kommunikator 600 verwendet zu werden. Zum Beispiel kann der Temperatursensor eine Temperatur an oder nahe dem Widerstandsnetzwerk 618 messen, die durch die Steuereinheit 402 beim Berechnen eines Stroms durch das Netzwerk 618 genutzt werden kann. Diese Temperaturmessung ist nützlich, weil Stromberechnungen, die basierend auf Messungen von der Spannungsüberwachung 616 erhalten werden, ungenau sein können, wenn eine Temperaturänderung den Widerstandswert des Netzwerks 618 auf einen Wert, der sich von dem durch die Steuereinheit 402 angenommenen unterscheidet, erhöht oder verringert. Kurz gesagt ermöglicht der Temperatursensor der Steuereinheit 402, Änderungen im Widerstandswert des Netzwerks, die Temperaturänderungen zuzurechnen sind, zu kompensieren.The tool 100 may include a temperature sensor (not shown) to communicate with the active communicator 600 to be used. For example, the temperature sensor may be at or near a temperature Resistor network 618 Measure through the control unit 402 when calculating a current through the network 618 can be used. This temperature measurement is useful because current calculations based on measurements from voltage monitoring 616 can be inaccurate, if a temperature change the resistance value of the network 618 to a value different from that provided by the control unit 402 assumed, increased or decreased. In short, the temperature sensor allows the control unit 402 To compensate for changes in the resistance value of the network attributable to temperature changes.
8A–12 sind Schemata des Werkzeugs 100, wenn es den in 6 gezeigten aktiven Kommunikator 600 enthält, verbunden mit vielfältigen Feldgeräten und E/A-Geräten. 8A–12 können eine oder mehr Komponenten des aktiven Kommunikators 600 oder Werkzeugs 100 nicht zeigen. Zum Beispiel können einigen Komponenten, die „herausgeschaltet” oder nicht aktiv sind, nicht gezeigt sein. Einige Komponenten können aktiv sein, aber können nicht gezeigt sein. 8A - 12 are schematics of the tool 100 if it's in 6 shown active communicator 600 contains, combined with various field devices and I / O devices. 8A - 12 can be one or more components of the active communicator 600 or tool 100 dont show. For example, some components that are "turned off" or not active may not be shown. Some components may be active, but may not be shown.
8A veranschaulicht ein Beispiel, in dem der aktive Kommunikator 600 mit einem Übertrager 805 verbunden ist und in dem der aktive Kommunikator 600 Leistung an den Übertrager 805 bereitstellt (d. h. eine Werkzeugleistungsübertragerverbindung). In solch einer Konfiguration kann ein Benutzer den aktiven Kommunikator 600 mit dem Übertrager 805 über die Anschlüsse 631 und 632 verbinden. Der aktive Kommunikator 600 kann den Übertrager 805 mittels der Leistungsversorgung 602 mit Leistung Versorgen, z. B. ein DC-Signal von bis zu 4 mA an den Übertrager 805 übertragen. Ferner kann der aktive Kommunikator 600 sich an Ein-Weg-Analogkommunikation und/oder Zwei-Weg-Digitalkommunikation mit dem Übertrager 805 beteiligen. Um sich in Ein-Weg-Analogkommunikation zu beteiligen, kann der aktive Kommunikator 600 einen „Übertragerverbindung”-Modus aktivieren, in dem der aktive Kommunikator 600 von dem Übertrager 805 erwartet, durch Modulieren der Stromstärke (z. B. zwischen 4–20 mA) des durch die Leistungsversorgung 602 bereitgestellten DC-Signals zu kommunizieren. Die Steuereinheit 401 (nicht gezeigt) kann die DC-Stromsteuerung 610 (nicht gezeigt) aus dem Schaltkreis 609 herausschalten, weil der Übertrager 805, nicht der Schaltkreis 609 den DC-Strom, der zwischen dem Übertrager 805 und dem Werkzeug 100 fließt, modulieren kann. Bemerken Sie, dass das FM-Modem 612 mit dem Schaltkreis 609 verbunden bleiben kann und Zwei-Weg-Digitalkommunikation unterstützen kann durch: (i) Übertragen von Information an den Übertrager 805 durch Modulieren der Frequenz eines AC-Signals das auf dem DC-Signal überlagert ist, und/oder (ii) Empfangen von Information von dem Übertrager 805 durch Demodulieren eines frequenzmodulierten AC-Signals, das auf dem DC-Signal durch den Transmitter 805 überlagert ist. Die Diagnoseverwaltung 602 kann ein von dem Transmitter 805 empfangenes Signal basierend auf von der Spannungsüberwachung 616 erhaltenen Messungen analysieren. 8A illustrates an example in which the active communicator 600 with a transformer 805 and in which the active communicator 600 Power to the transformer 805 (ie a tool power transfer connection). In such a configuration, a user may select the active communicator 600 with the transformer 805 over the connections 631 and 632 connect. The active communicator 600 can the transformer 805 by means of the power supply 602 provide with power, z. B. a DC signal of up to 4 mA to the transformer 805 transfer. Furthermore, the active communicator 600 to one-way analog communication and / or two-way digital communication with the transmitter 805 participate. To participate in one-way analog communication, the active communicator 600 activate a "transmitter connection" mode in which the active communicator 600 from the transmitter 805 by modulating the current (eg, between 4-20 mA) of the current through the power supply 602 provided DC signal to communicate. The control unit 401 (not shown) may be the DC current controller 610 (not shown) from the circuit 609 switch out because the transformer 805 , not the circuit 609 the DC current flowing between the transformer 805 and the tool 100 flows, can modulate. Note that the FM modem 612 with the circuit 609 and can support two-way digital communication by: (i) transmitting information to the transmitter 805 by modulating the frequency of an AC signal superimposed on the DC signal, and / or (ii) receiving information from the transmitter 805 by demodulating a frequency modulated AC signal on the DC signal through the transmitter 805 is superimposed. The diagnostics administration 602 can one from the transmitter 805 received signal based on the voltage monitoring 616 analyze the measurements obtained.
8B veranschaulicht ein Beispiel, in dem der aktive Kommunikator 600 mit einem Aktor 855 verbunden ist und in dem der aktive Kommunikator 600 Leistung an den Aktor 855 bereitstellt. In solch einer Konfiguration kann ein Benutzer den aktiven Kommunikator 600 mit dem Aktor 855 über die Anschlüsse 631 und 632 verbinden. Der aktive Kommunikator 600 kann den Aktor 855 mittels der Leistungsversorgung 602 mit Leistung versorgen, z. B. ein DC-Signal von bis zu 4 mA an den Aktor 855 übertragen. Ferner kann der aktive Kommunikator 600 sich an Ein-Weg-Analogkommunikation und/oder Zwei-Weg-Digitalkommunikation mit dem Aktor 855 beteiligen. Um sich an Ein-Weg-Analogkommunikation zu beteiligen, kann der aktive Kommunikator 600 einen „Aktorverbindung”-Modus aktivieren, in dem der aktive Kommunikator 600 von dem Aktor 855 erwartet, durch Interpretieren von Änderungen in der Stromstärke des durch die Leistungsversorgung 602 bereitgestellten DC-Signals (z. B. zwischen 4–20 mA) Information zu erhalten. Weil der aktive Kommunikator 600 vom Aktor 855 erwartet, ein strommoduliertes DC-Signal zu empfangen statt es zu übertragen, kann die Steuereinheit 402 das Widerstandsnetzwerk 618 (nicht gezeigt) und die Spannungsüberwachung 616 aus dem Schaltkreis 609 herausschalten, weil das Widerstandsnetzwerk 618 (nicht gezeigt) und Überwachung 616 nicht gebraucht werden müssen, um ein strommoduliertes DC-Signal zu empfangen und zu interpretieren. Bemerken Sie, dass das FM-Modem 612 mit dem Schaltkreis 609 verbunden bleiben kann und Zwei-Weg-Digitalkommunikation unterstützen kann durch: (i) Übertragen von Information an den Aktor 855 durch Modulieren der Frequenz eines AC-Signals das auf dem DC-Signal überlagert ist, und/oder (ii) Empfangen von Information von dem Aktor 855 durch Demodulieren eines frequenzmodulierten AC-Signals, das auf dem DC-Signal durch den Aktor 855 überlagert ist. 8B illustrates an example in which the active communicator 600 with an actor 855 and in which the active communicator 600 Power to the actuator 855 provides. In such a configuration, a user may select the active communicator 600 with the actor 855 over the connections 631 and 632 connect. The active communicator 600 can the actor 855 by means of the power supply 602 provide power, eg. B. a DC signal of up to 4 mA to the actuator 855 transfer. Furthermore, the active communicator 600 to one-way analog communication and / or two-way digital communication with the actuator 855 participate. To participate in one-way analog communication, the active communicator 600 activate an "actuator connection" mode in which the active communicator 600 from the actor 855 expected by interpreting changes in the current through the power supply 602 provided DC signal (eg between 4-20 mA) information. Because the active communicator 600 from the actor 855 As expected, the controller may expect to receive a current-modulated DC signal instead of transmitting it 402 the resistor network 618 (not shown) and voltage monitoring 616 from the circuit 609 switch out because the resistor network 618 (not shown) and monitoring 616 do not need to be used to receive and interpret a current-modulated DC signal. Note that the FM modem 612 with the circuit 609 and can support two-way digital communication by: (i) transmitting information to the actuator 855 by modulating the frequency of an AC signal superimposed on the DC signal, and / or (ii) receiving information from the actuator 855 by demodulating a frequency modulated AC signal on the DC signal through the actuator 855 is superimposed.
9A veranschaulicht ein Beispiel, in dem der Schaltkreis 609 des aktiven Kommunikators 600 mit einem Übertrager 905 verbunden sein kann, und in dem der Übertrager 905 nicht durch den aktiven Kommunikator 600 mit Leistung versorgt ist. Der Übertrager 905 kann durch eine Leistungsversorgung 910 mit Leistung versorgt sein, die eine tragbare Leistungsversorgung oder eine gestellmontierte Leistungsversorgung sein kann. In einigen Fällen kann der Übertrager 905 sowohl auf Schleifenleistung als auch auf die Leistungsversorgung 910 zur Versorgung mit Leistung angewiesen sein. Ein Benutzer kann den Schaltkreis 609 mit dem Übertrager 905 über die Anschlüsse 633 und 634 verbunden sein. Weil die Anschlüsse 631 und 632 nicht verbunden sind, wird kein geschlossener Schaltkreis, der die Leistungsversorgung 602 enthält, gebildet. Der Schaltkreis 609 kann sich an Ein-Weg-Analogkommunikation und/oder Zwei-Weg-Digitalkommunikation mit dem Übertrager 905 in einer Weise, die der in Bezug auf 8a diskutierten ähnlich ist, beteiligen. Die Konfiguration, die in 9A gezeigt ist, kann nützlich sein, wenn ein Benutzer auf eine konventionelle Schleife stößt, dem es an einem Schleifenwiderstand mangelt. In einigen Fällen kann das Werkzeug 100 mit einer Schleife verbunden sein, die bereits einen Schleifenwiderstand hat (z. B. verbunden mit dem negativen Anschluss der Leistungsversorgung 910). In solchen Fällen kann die Leistungsversorgung 910 mit den Anschlüssen der Übertragers 905 verdrahtet sein, wie man es im normalen Betrieb erwarten würde, und der Benutzer kann die Anschlüsse 633 und 634 mit den Anschlüssen des Übertragers 905 verbinden. Alternativ dazu kann der Benutzer die Anschlüsse 633 und 634 über den bereits existierenden externen Schleifenwiderstand verbinden. 9A illustrates an example in which the circuit 609 of the active communicator 600 with a transformer 905 can be connected, and in which the transformer 905 not through the active communicator 600 is powered. The transformer 905 can through a power supply 910 be powered, which may be a portable power supply or a rack-mounted power supply. In some cases, the transformer can 905 on both loop power and power supply 910 be dependent on the supply of power. One User can change the circuit 609 with the transformer 905 over the connections 633 and 634 be connected. Because the connections 631 and 632 are not connected, no closed circuit, which is the power supply 602 contains, formed. The circuit 609 can be based on one-way analog communication and / or two-way digital communication with the transmitter 905 in a way that in relation to 8a is similar, participate. The configuration in 9A may be useful when a user encounters a conventional loop that lacks loop resistance. In some cases, the tool can 100 be connected to a loop that already has a loop resistance (eg connected to the negative terminal of the power supply 910 ). In such cases, the power supply 910 with the connections of the transformer 905 be wired as you would expect in normal operation, and the user can connect 633 and 634 with the connections of the transformer 905 connect. Alternatively, the user can connect 633 and 634 connect via the existing external loop resistor.
9B veranschaulicht ein Beispiel, in dem der Schaltkreis 609 des aktiven Kommunikators mit einem Aktor 955 verbunden ist und in dem der Aktor 955 nicht durch den aktiven Kommunikator 600 mit Leistung versorgt ist. Der Aktor 955 kann durch eine Leistungsversorgung 960 mit Leistung versorgt sein, die eine tragbare Leistungsversorgung oder eine gestellmontierte Leistungsversorgung sein kann. Ein Benutzer kann den Schaltkreis 609 mit dem Übertrager 905 über die Anschlüsse 633 und 634 verbinden. Weil die Anschlüsse 631 und 632 nicht verbunden sind, wird kein geschlossener Schaltkreis, der die Leistungsversorgung 602 enthält, gebildet. Der Schaltkreis 609 kann sich an Ein-Weg-Analogkommunikation und/oder Zwei-Weg-Digitalkommunikation mit dem Aktor 955 in einer Weise, die der in Bezug auf 8B diskutierten ähnlich ist, beteiligen. In einigen Fällen kann die Leistungsversorgung 960 eine DC-Stromsteuerung enthalten, die ein DC-Signal (z. B. 4–20 mA) überträgt. In solchen Fällen können die Anschlüsse der Leistungsversorgung mit den Anschlüssen des Aktors 955 verbunden sein, um eine Schleife zu bilden. Ferner kann ein Benutzer in solchen Fällen das Werkzeug 100 mit den Anschlüssen des Aktors 955 verbinden, was das Werkzeug 100 effektiv parallel zu der Leistungsversorgung 960 platziert. Vorteilhafter Weise erlaubt solch eine Verbindung einem Benutzer, das Werkzeug 100 zu nutzen, ohne eine bereits existierende Schleife zwischen dem Aktor 955 und der Leistungsversorgung 960 zu unterbrechen. 9B illustrates an example in which the circuit 609 of the active communicator with an actor 955 is connected and in which the actuator 955 not through the active communicator 600 is powered. The actor 955 can through a power supply 960 be powered, which may be a portable power supply or a rack-mounted power supply. A user can change the circuit 609 with the transformer 905 over the connections 633 and 634 connect. Because the connections 631 and 632 are not connected, no closed circuit, which is the power supply 602 contains, formed. The circuit 609 can be related to one-way analog communication and / or two-way digital communication with the actuator 955 in a way that in relation to 8B is similar, participate. In some cases, the power supply can 960 include a DC current control that transmits a DC signal (eg, 4-20 mA). In such cases, the terminals of the power supply may be connected to the terminals of the actuator 955 be connected to form a loop. Furthermore, a user can use the tool in such cases 100 with the connections of the actuator 955 connect what the tool 100 effectively in parallel with the power supply 960 placed. Advantageously, such a connection allows a user to use the tool 100 to use without an existing loop between the actuator 955 and the power supply 960 to interrupt.
10 veranschaulicht ein Beispiel, in dem der Schaltkreis 609 des Werkzeugs 100 mit einem Feldgerät 1010 verbunden sein kann, das durch eine Leistungsversorgung 1020 mit Leistung versorgt ist, und in dem die Leistungsüberwachung 408 des Werkzeugs 100 mit den Feldgeräten 1010 parallel zu der Leistungsversorgung 1020 verbunden sein kann, sodass es elektrische Eigenschaften von Signalen messen kann, die durch das Feldgerät 1010 gesendet oder empfangen werden, ohne das Feldgerät 1010 von der Leistungsversorgung 1020 zu trennen. Das Feldgerät 1010 kann ein Aktor oder ein Übertrager sein; kann durch eine Leistungsversorgung 1020 mit Leistung versorgt sein; und kann einen positiven Anschluss 1012, einen negativen Anschluss 1014 und einen Testanschluss 1015 enthalten. Der Testanschluss 1015 kann eine Erkennung von Strom durch das Feldgerät 1010 und/oder eine Erkennung von Spannung über die Anschlüsse 1012 und 1014 ermöglichen. 10 illustrates an example in which the circuit 609 of the tool 100 with a field device 1010 connected by a power supply 1020 is powered, and in which the performance monitoring 408 of the tool 100 with the field devices 1010 parallel to the power supply 1020 can be connected so that it can measure electrical properties of signals generated by the field device 1010 be sent or received without the field device 1010 from the power supply 1020 to separate. The field device 1010 may be an actuator or a transmitter; can through a power supply 1020 be powered; and can make a positive connection 1012 , a negative connection 1014 and a test connection 1015 contain. The test connection 1015 may be a detection of current through the field device 1010 and / or a detection of voltage across the terminals 1012 and 1014 enable.
Der Schaltkreis 609 kann mit dem Feldgerät 1010 über die Anschlüsse 633 und 634 und über die positiven und negativen Anschlüsse 1012 und 1014 des Feldgeräts 1010 verbunden sein. Die Leistungsüberwachung 408 kann mit dem Feldgerät 1010 verbunden sein, ohne die Schleife zwischen dem Schaltkreis 609 und dem Feldgerät 1010 zu unterbrechen, was einem Benutzer erlaubt, gleichzeitig mit dem Feldgerät 1010 über den Schaltkreis 609 zu kommunizieren und zu verifizieren, dass Strom, Spannung, und/oder Leistungsmessungen, die mit Kommunikationssignalen zwischen dem Feldgerät 1010 und dem Schaltkreis 609 assoziiert sind, innerhalb eines erwarteten Bereichs liegen. Vorteilhafterweise gibt es keinen Bedarf, das Feldgerät 1010 von der Leistungsversorgung 1020 beim Nutzen der Leistungsüberwachung 408, um die elektrischen Eigenschaften der durch das Feldgerät 1010 empfangenen oder übertragenen Signale zu messen, zu trennen. In einigen Fällen kann die Leistungsversorgung 1020 eine DC-Stromsteuerung enthalten, die ein 4–20 mA Signal zum Steuern des Feldgeräts 1010 sendet (z. B. wenn das Feldgerät 1010 ein Aktor ist). In solchen Fällen kann die DC-Stromsteuerung 610 aus dem Schaltkreis herausgeschaltet werden und das Werkzeug 100 kann primär als ein das FM-Modem 612 verwendender digitaler Kommunikator fungieren.The circuit 609 can with the field device 1010 over the connections 633 and 634 and about the positive and negative connections 1012 and 1014 of the field device 1010 be connected. The performance monitoring 408 can with the field device 1010 be connected without the loop between the circuit 609 and the field device 1010 to interrupt what a user allows, simultaneously with the field device 1010 over the circuit 609 to communicate and verify that current, voltage, and / or power measurements associated with communication signals between the field device 1010 and the circuit 609 are within an expected range. Advantageously, there is no need for the field device 1010 from the power supply 1020 while using performance monitoring 408 to the electrical properties of the field device 1010 received or transmitted signals to measure, to separate. In some cases, the power supply can 1020 a DC current control containing a 4-20 mA signal to control the field device 1010 sends (for example, if the field device 1010 an actor is). In such cases, the DC power control 610 be switched out of the circuit and the tool 100 Can be primary as an the FM modem 612 using digital communicator act.
11 veranschaulicht ein Beispiel, in dem der Schaltkreis 609 des Werkzeugs 100 mit einem Feldgerät 1105 verbunden sein kann, das durch eine Leistungsversorgung 1120 mit Leistung versorgt ist, und in dem die Leistungsüberwachung 408 des Werkzeugs 100 mit dem Feldgerät 1105 in Serie mit der Leistungsversorgung 1120 verbunden sein kann, sodass es die elektrischen Eigenschaften von durch das Feldgerät 1010 gesendeten oder empfangenen Signalen messen kann. Die Leistungsüberwachung 408 kann mit dem Feldgerät 1105 über die Anschlüsse 635 und 636 verbunden sein. Weil das Feldgerät 1105 keinen Testanschluss wie das in 10 gezeigte Feldgerät 1010 enthält, kann die Leistungsüberwachung 408 mit dem Feldgerät 1105 in Serie verbunden sein. Das heißt, der positive Anschluss der Leistungsversorgung 1120 kann von dem positiven Anschluss des Feldgeräts 1105 getrennt sein und ein erster Anschluss der Leistungsüberwachung 408 (z. B. Anschluss 635 oder 636) kann mit dem positiven Anschluss des Feldgeräts 1105 verbunden sein und ein zweiter Anschluss der Leistungsüberwachung 408 (z. B. der Anschluss 635 oder 636) kann mit dem positiven Anschluss der Leistungsversorgung verbunden sein. In einigen Fällen kann die Leistungsüberwachung 408 in Serie zwischen dem negativen Anschluss des Feldgeräts 1105 und einem Schleifenwiderstand (nicht gezeigt), der mit dem negativen Anschluss der Leistungsversorgung 1120 verbunden ist, verbunden sein. Typischerweise kann solch ein Schleifenwiderstand gefunden werden, wenn das Feldgerät 1105 ein Übertrager ist. In solchen Fällen kann das Widerstandsnetzwerk 618 aus dem Schaltkreis 609 herausgeschaltet sein. 11 illustrates an example in which the circuit 609 of the tool 100 with a field device 1105 connected by a power supply 1120 is powered, and in which the performance monitoring 408 of the tool 100 with the field device 1105 in series with the power supply 1120 can be connected so that it passes the electrical properties of the field device 1010 can measure transmitted or received signals. The performance monitoring 408 can with the field device 1105 over the connections 635 and 636 be connected. Because the field device 1105 no test connection like the one in 10 shown field device 1010 contains, the performance monitoring 408 with the field device 1105 be connected in series. That is, the positive terminal of the power supply 1120 may be from the positive terminal of the field device 1105 be disconnected and a first port of performance monitoring 408 (eg connection 635 or 636 ) can connect to the positive terminal of the field device 1105 be connected and a second connection of performance monitoring 408 (eg the connection 635 or 636 ) may be connected to the positive terminal of the power supply. In some cases, performance monitoring can 408 in series between the negative terminal of the field device 1105 and a loop resistor (not shown) connected to the negative terminal of the power supply 1120 connected to be connected. Typically, such a loop resistance can be found when the field device 1105 is a transformer. In such cases, the resistor network can 618 from the circuit 609 be switched out.
12 veranschaulicht ein Beispiel, in dem der Schaltkreis 609 des aktiven Kommunikators 600 verwendet werden kann, um E/A-Geräte zu testen. Genauer gesagt, kann der Schaltkreis 609 mit einer AI-Karte 1205 (die mit einem Übertrager verbunden sein kann) verbunden werden, um zu verifizieren, dass ein durch die DC-Stromsteuerung 610 übertragenes Signal (das ein Signal eines Übertragers simulieren soll) durch die AI-Karte 1205 korrekt empfangen wird. Ferner kann die Leistungsüberwachung 408 mit einer AO-Karte 1210 (die mit einer Steuerung verbunden sein kann) verbunden sein, um durch die Steuerung über die AO-Karte 1210 gesendete Kommunikation zu verifizieren. 12 illustrates an example in which the circuit 609 of the active communicator 600 can be used to test I / O devices. More precisely, the circuit can 609 with an AI card 1205 (which may be connected to a transformer) to verify that a through the DC power control 610 transmitted signal (which is to simulate a signal of a transformer) through the AI card 1205 is received correctly. Furthermore, the performance monitoring 408 with an AO card 1210 (which may be connected to a controller) connected to the controller via the AO card 1210 Verify sent communication.
13 ist ein Schema eines aktiven Kommunikators 1300 (der ein Beispiel des in 4 gezeigten aktiven Kommunikators sein kann) für das Werkzeug 100, das elektrisch mit dem in 1A gezeigten Feldgerät 160 über die Kommunikationsschnittstelle 406 verbunden werden kann, um: (i) dem Geldgerät 160 mittels eines DC-Signals (z. B. 10–25 mA) Leistung zuzuführen; und (ii) mit dem Feldgerät 160 mittels eines auf dem DC-Signal überlagerten digitalen AC-Signals zu kommunizieren. Vorteilhafterweise kann der aktive Kommunikator 1300 genutzt werden, um mit Feldbus-Feldgeräten zu kommunizieren und/oder diese zu diagnostizieren. Ferner kann der aktive Kommunikator 1300, anders als typische PTDs, die für AM-Kommunikation eingerichtet sind, an demselben Anschlusssatz, der zum Kommunizieren mit dem Feldgerät 160 verwendet wird, Strom messen, ebenso wie DC- und AC-Spannungen. In einigen Fällen kann der aktive Kommunikator 1300 gemäß IS-Standards energiebegrenzt und fehlertolerant sein und dem aktiven Kommunikator 1300 und dem Werkzeug 100 ermöglichen, Feldgeräte und Kommunikationsverknüpfungen in gefährlichen Bereichen mit Leistung zu versorgen, mit ihnen zu kommunizieren und/oder sie zu diagnostizieren. 13 is a schema of an active communicator 1300 (which is an example of in 4 shown active communicator) for the tool 100 electrically connected to the in 1A shown field device 160 via the communication interface 406 can be connected to: (i) the money device 160 supplying power by means of a DC signal (eg 10-25 mA); and (ii) with the field device 160 communicate by means of a superimposed on the DC signal digital AC signal. Advantageously, the active communicator 1300 can be used to communicate with and / or diagnose fieldbus field devices. Furthermore, the active communicator 1300 unlike typical PTDs that are set up for AM communication, on the same port set that communicates with the field device 160 is used to measure current, as well as DC and AC voltages. In some cases, the active communicator 1300 to be energy-limited and fault-tolerant according to IS standards and the active communicator 1300 and the tool 100 enable power to be supplied, communicated with, and / or diagnosed with field devices and communication links in hazardous areas.
Der aktive Kommunikator 1300 kann kommunikativ mit der Steuereinheit 402 gekoppelt sein und kann enthalten: (i) einen Bus 1302, der elektrisch mit der Kommunikationsschnittstelle 406 verbunden ist, (ii) eine Leistungsversorgung 1304, die dafür eingerichtet ist, ein Leistungssignal über den Bus 1302 zu übertragen, und (iii) einen Kommunikationsschaltkreis 1309, der dafür eingerichtet ist, mit dem Feldgerät 160 über den Bus 1302 zu kommunizieren. Der Kommunikationsschaltkreis 1309 kann dafür eingerichtet sein, digitale Kommunikationssignale zu senden und zu empfangen, die amplitudenmodulierte AC-Signale sein können (z. B. 15–20 mA Peak-zu-Peak).The active communicator 1300 Can be communicative with the control unit 402 and may include: (i) a bus 1302 that is electrically connected to the communication interface 406 (ii) a power supply 1304 that is set up to send a power signal over the bus 1302 and (iii) a communication circuit 1309 which is set up with the field device 160 over the bus 1302 to communicate. The communication circuit 1309 may be configured to transmit and receive digital communications signals, which may be amplitude modulated AC signals (eg, 15-20 mA peak-to-peak).
Der Bus 1302 kann als interner Bus” oder „mini-bus” bezeichnet werden und kann mindestens teilweise innerhalb des in 1A gezeigten Gehäuses angeordnet sein. Der Bus 1302 kann dem Werkzeug ermöglichen, sich mit einem Feldgerät zu verbinden, mit diesem zu kommunizieren und/oder dieses mit Leistung zu versorgen, selbst wenn das Feldgerät keine aktive und gesunde Verbindung mit einem Bus in der Anlagenumgebung hat (wie beispielsweise dem in 3 gezeigten Feldbussegment). Im Gegensatz dazu bedürfen traditionelle PTDs, die mit einem bus-basierten Feldgerät kommunizieren können, typischerweise, dass die Feldgeräte mit einem funktionierenden externen Bus, der in der Prozessanlage verortet ist, verbunden sind. Der Bus 1302 kann Terminatoren 1321 und 1322 enthalten, die ausreichend Widerstand bereitstellen, um Kommunikation auf dem Bus 1302 zu ermöglichen. Jeder der Terminatoren 1321 und 1322 kann einen Widerstand (der z. B. einen Widerstandswert zwischen 90 Ohm und 104 Ohm hat) in Serie mit einem Kondensator (der z. B. eine Kapazität von 1 μF hat) enthalten. Der Bus 1302 kann Schalter 1322 und 1324 zum aus dem Bus 1302 Herausschalten der Terminatoren 1321 und 1322, oder zum vollständigen aus dem aktiven Kommunikator 1300 Herausschalten des Busses 1302 (z. B. wenn der aktive Kommunikator 1300 mit einem Feldgerät verbunden ist, das bereits mit einem gesunden Bus verbunden ist) enthalten. Vorteilhafterweise ermöglicht der Bus 1302 einem Feldgerät, in Isolierung getestet zu werden, was einem Benutzer erlaubt, die Quelle von Kommunikationsproblemen einfacher zu identifizieren. Zum Beispiel kann ein Benutzer den aktiven Kommunikator 1300 nutzen, um durch ein extern mit Leistung versorgtes Feldgerät übertragene Signale zu messen, das Feldgerät von der externen Leistungsquelle zu trennen (z. B. von dem mit Leistung versorgten Segment), und dieselben Messungen auf dem Bus 1302 zu nehmen, die mit den vorher erhaltenen Messungen verglichen werden können.The bus 1302 can be referred to as "internal bus" or "mini-bus" and can be at least partially within the in 1A be shown housing. The bus 1302 may allow the tool to connect to, communicate with, and / or power a field device, even if the field device has no active and healthy connection to a bus in the plant environment (such as the one in FIG 3 shown fieldbus segment). In contrast, traditional PTDs that can communicate with a bus-based field device typically require the field devices to be connected to a functioning external bus located in the process plant. The bus 1302 can be terminators 1321 and 1322 that provide sufficient resistance to communication on the bus 1302 to enable. Each of the terminators 1321 and 1322 may include a resistor (eg, having a resistance of between 90 ohms and 104 ohms) in series with a capacitor (eg, having a 1 μF capacitance). The bus 1302 can switch 1322 and 1324 to get off the bus 1302 Switching off the terminators 1321 and 1322 , or to the full from the active communicator 1300 Switching off the bus 1302 (eg if the active communicator 1300 connected to a field device already connected to a healthy bus). Advantageously, the bus allows 1302 a field device to be tested in isolation, allowing a user to more easily identify the source of communication problems. For example, a user may choose the active communicator 1300 to measure signals transmitted by an externally powered field device, to disconnect the field device from the external power source (eg from the powered segment), and the same measurements on the bus 1302 which can be compared with the previously obtained measurements.
Der Schaltkreis 1309 kann über den Bus 1302 mit dem Feldgerät 160 kommunizieren, das ein Feldbusgerät sein kann, und kann ein in Serie mit einem Widerstand 1314 verbundenes AM-Modem 1310 enthalten, deren Kombination elektrisch parallel mit einer DC-Stromsteuerung oder Senke 1312 verbunden ist. Das AM-Modem 1310 kann Information an das Feldgerät 160 unter Verwendung eines digitalen Amplitudenmodulationsschemas (wie dem Feldbus-Protokoll) übertragen und/oder von diesem empfangen, und kann das gleiche oder ein ähnliches wie das in 5 gezeigte AM-Modem 514 sein. Als ein Beispiel kann das AM-Modem 1310 ein Signal auf 15–20 mA modulieren und/oder demodulieren (z. B. –10 mA bis 10 mA). Der Kondensator 1314 kann DC-Strom filtern, was nur dem digitalen Kommunikationssignal erlaubt, zu dem AM-Modem 514 hindurchzukommen. Die DC-Stromsteuerung 1312 kann dafür eingerichtet sein, DC-Strom zu ziehen, der ausreicht, um dem AM-Modem 1310 zu ermöglichen, das Kommunikationssignal auf dem DC-Strom zu überlagern, ohne dass der Strom unter 0 mA absinkt. Zum Beispiel kann die DC-Stromsteuerung 1312 einen DC-Strom von 11 mA ziehen, was dem AM-Modem erlaubt, ein 20 mA Signal auf den DC-Strom zu überlagen, sodass ein Gesamtstrom auf den mit der Kommunikationsschnittstelle 406 verbundenen Drähten von 1 mA bis 21 mA variiert. The circuit 1309 can over the bus 1302 with the field device 160 which can be a fieldbus device, and can be in series with a resistor 1314 connected AM modem 1310 contain their combination electrically in parallel with a DC current control or sink 1312 connected is. The AM modem 1310 can send information to the field device 160 can be transmitted and / or received using a digital amplitude modulation scheme (such as the fieldbus protocol), and may be the same or similar to that in FIG 5 shown AM modem 514 be. As an example, the AM modem 1310 modulate and / or demodulate a signal to 15-20 mA (eg -10 mA to 10 mA). The capacitor 1314 can filter DC power, allowing only the digital communication signal to the AM modem 514 get through. The DC current control 1312 can be set up to draw DC power that is sufficient for the AM modem 1310 to allow the communication signal to be superimposed on the DC current without the current dropping below 0 mA. For example, the DC power control 1312 draw a DC current of 11 mA, which allows the AM modem to superimpose a 20 mA signal on the DC power, bringing a total current to that with the communication interface 406 connected wires varies from 1 mA to 21 mA.
Die Kommunikationsschnittstelle 406 kann Anschlüsse 1331–1333 enthalten. Das Feldgerät 160 kann mit den Anschlüssen 1332 und 1333 verbunden sein, um eine Kommunikationsverknüpfung zwischen den Feldgeräten 160 und dem Schaltkreis 1309 aufzubauen. Falls ein Benutzer wünscht, dem Feldgerät 160 unter Verwendung des Werkzeugs 100 Leistung zuzuführen, kann der Benutzer einen Nebenwiderstand zwischen dem Anschluss 131 und dem Terminal 1332 platzieren. Ein Platzieren des Nebenwiderstands zwischen den Anschlüsse 1331 und 1332 kann den Bus 1302 aktivieren, was ausreichend Lastimpedanz erschaffen kann, um sicherzustellen, dass über die Anschlüsse 1332 und 1333 übertragene Kommunikationssignale innerhalb eines erwarteten Bereichs liegen, sodass das AM-Modem 1310 und/oder das Feldgerät 160 die Kommunikationssignale interpretieren kann (z. B. zwischen 0,5 und 1,5 Vpp). Die Kommunikationsschnittstelle 406 kann eine Sicherung 1342 enthalten, die elektrisch in Serie mit dem Anschluss 1333 verbunden ist, die einen Widerstandswert von 11 Ohm hat und für 50 mA eingestuft ist. In einigen Fällen enthält der aktive Kommunikator 1300 nicht die Sicherung 1342. In einigen Fällen kann die Sicherung 1342 zwischen dem Anschluss 1333 und der Erdung platziert sein.The communication interface 406 can connections 1331 - 1333 contain. The field device 160 can with the connections 1332 and 1333 be connected to a communication link between the field devices 160 and the circuit 1309 build. If a user wishes, the field device 160 using the tool 100 Power supply, the user can use a shunt resistor between the terminal 131 and the terminal 1332 place. Placing the shunt resistor between the terminals 1331 and 1332 can the bus 1302 Enable, which can create enough load impedance to ensure that over the connectors 1332 and 1333 transmitted communication signals are within an expected range, so that the AM modem 1310 and / or the field device 160 can interpret the communication signals (eg between 0.5 and 1.5 Vpp). The communication interface 406 can make a backup 1342 included that electrically in series with the connector 1333 connected, which has a resistance of 11 ohms and is rated for 50 mA. In some cases, the active communicator contains 1300 not the fuse 1342 , In some cases, the backup can 1342 between the connection 1333 and the grounding be placed.
Die Leistungsversorgung 1304 kann dafür eingerichtet sein, ein Leistungssignal auf dem Bus 1302 auf einer Spannung zwischen 15 V und 20 V (z. B. 17 V) zuzuführen. Die Leistungsversorgung 1304 kann eine transformatorbasierte Leistungsversorgung sein und ihre Erdung in Bezug auf den Anschluss 133 „verschieben”. Die Leistungsversorgung 1304 kann dafür eingerichtet sein, einen Spannungsabfall über die Anschlüsse 1332 und 1333 auf eine Schwelle zu begrenzen, die mit IS-Standards in Einklang steht. Beispielsweise ist in einigen Fällen die maximal erlaubte Ausgabespannung auf 15 V bei Nulllast begrenzt. Die Ausgabespannung bei Volllast kann 10,5 V sein. Die Leistungsversorgung 1304 kann strombegrenzt sein (z. B. 38 mA), um ein Überschreiten von Spannungs- und/oder Stromschwellen an den Anschlüsse 1331–1333 zu vermeiden. Der aktive Kommunikator 1300 kann einen Leistungskonditionierer 1306 enthalten, der in Serie mit der Leistungsversorgung 1304 verbunden ist und dafür eingerichtet ist, die Leistungsversorgung 1304 vor dem Herausfiltern von Kommunikationssignalen (z. B. von dem AM-Modem 1310 und/oder einem verbundenen Feldgerät) zu bewahren.The power supply 1304 can be set up for a power signal on the bus 1302 at a voltage between 15 V and 20 V (eg 17 V). The power supply 1304 may be a transformer-based power supply and its grounding with respect to the terminal 133 "move". The power supply 1304 can be set up for a voltage drop across the terminals 1332 and 1333 limit to a threshold consistent with IS standards. For example, in some cases, the maximum allowable output voltage is limited to 15V at zero load. The output voltage at full load can be 10.5V. The power supply 1304 may be current limited (eg, 38 mA) to exceed voltage and / or current thresholds across the terminals 1331 - 1333 to avoid. The active communicator 1300 can be a power conditioner 1306 included in series with the power supply 1304 is connected and set up for the power supply 1304 before filtering out communication signals (eg from the AM modem 1310 and / or a connected field device).
Im Betrieb kann der aktive Kommunikator 1300 im Werkzeugsleistungsmodus und Externleistungsmodus in Betrieb sein. Im Werkzeugsleistungsmodus kann ein Benutzer das Feldgerät 160 mit den Anschlüsse 1332 und 133 verbinden und kann einen Nebenwiderstand mit Anschlüssen 1331 und 1332 verbinden, sodass ein Strom von dem Anschluss 1331 zu dem Anschluss 1332 und zu dem verbundenen Feldgerät 160 fließen wird. Im Externleistungsmodus kann ein Benutzer die Feldgeräte 160 mit Anschlüssen 1332 und 1333 verbinden, was einen offenen Schaltkreis zwischen den Anschlüsse 1331 und 1332 belässt.In operation, the active communicator 1300 in tool power mode and external power mode. In tool power mode, a user can use the field device 160 with the connections 1332 and 133 connect and can a shunt with connections 1331 and 1332 connect, so a current from the connector 1331 to the connection 1332 and to the connected field device 160 will flow. In external power mode, a user can use the field devices 160 with connections 1332 and 1333 connect, leaving an open circuit between the terminals 1331 and 1332 leaves.
Wenn im Externleistungsmodus, können die Schalter 1332 und 1324 aktiviert werden, um den Bus 1302 herauszuschalten und einen offenen Schaltkreis zwischen den Anschlüssen 1321–1322 und dem Draht, der den Leistungskonditionierer 1306 mit dem Anschluss 1331 verbindet, zu erzeugen. Ferner kann die DC-Stromsteuerung 1312 aus dem Schaltkreis 1309 herausgeschaltet werden, wenn der aktive Kommunikator 1300 im Externleistungsmodus ist.If in the external power mode, the switches can 1332 and 1324 be activated to the bus 1302 turn off and open circuit between the terminals 1321 - 1322 and the wire that powers the conditioner 1306 with the connection 1331 connects to produce. Furthermore, the DC current control 1312 from the circuit 1309 be turned off when the active communicator 1300 in the external power mode.
Der aktive Kommunikator 1300 kann im Kommunikationsmodus oder im Diagnosemodus in Betrieb sein. Wenn im Kommunikationsmodus, kann der aktive Kommunikator 1300 mit dem verbundenen Feldgerät 160 kommunizieren. Wenn im Diagnosemodus, kann der aktive Kommunikator 1300 elektrische Attribute von Signalen auf einem Kommunikationsbus (z. B. einem Feldbus-Segment) messen und/oder elektrische Attribute von an den Anschlüssen des Feldgeräts 160 empfangenen Signalen messen. Wenn im Diagnosemodus, kann es sein, dass die DC-Stromsteuerung 1312 keinen signifikanten Strom zieht. Wenn im Kommunikationsmodus, kann die DC-Stromsteuerung 1312 einen Strom ziehen (z. B. 11 mA). In einigen Fällen kann der aktive Kommunikator 1300 gleichzeitig im Kommunikationsmodus und im Diagnosemodus in Betrieb sein.The active communicator 1300 can be in communication mode or in diagnostic mode. If in communication mode, can be the active communicator 1300 with the connected field device 160 communicate. If in diagnostic mode, can be the active communicator 1300 measure electrical attributes of signals on a communication bus (eg, a fieldbus segment) and / or electrical attributes from at the terminals of the field device 160 measure received signals. If in diagnostic mode, it may be that the DC power control 1312 draws no significant current. When in communication mode, can the DC power control 1312 draw a current (eg 11 mA). In some cases, the active communicator 1300 be in communication mode and in diagnostic mode at the same time.
Falls gewünscht, kann die Steuereinheit 402 eines oder mehr der Leistungsversorgung 1304, des Leistungskonditionierers 1306, der Terminatoren 1321/1322 und/oder des Schaltkreises 1309 abschalten, wenn an den Anschlüssen 1331–1333 eine Änderung der Spannung oder des Stroms erkannt wird. Zum Beispiel kann eine erkannte Hochspannung über die Anschlüsse 1332 und 1333 anzeigen, dass ein Benutzer eine neue Leistungsquelle angeschlossen hat, was den aktiven Kommunikator 1300 veranlassen kann, eine oder mehrere Komponenten abzuschalten. Beispielsweise kann eine niedrige Spannungsmessung anzeigen, dass ein extern mit Leistung versorgtes Feldgerät Leistung verloren hat. Eine niedrige Strommessung kann anzeigen, dass ein Gerät von den Anschlüssen 1331–1333 entfernt worden ist.If desired, the control unit 402 one or more of the power supply 1304 , the performance conditioner 1306 , the terminator 1321 / 1322 and / or the circuit 1309 shut off when connected to the terminals 1331 - 1333 a change in voltage or current is detected. For example, a detected high voltage across the terminals 1332 and 1333 indicate that a user has connected a new power source, which is the active communicator 1300 cause one or more components to shut down. For example, a low voltage measurement may indicate that an externally powered field device has lost power. A low current reading can indicate that a device is off the connections 1331 - 1333 has been removed.
Die Steuereinheit 402 kann eine Schaltkreisverwaltungsroutine 1361 zum Verwalten des aktiven Kommunikators 1300 und/oder eine Diagnoseverwaltungsroutine 1362 zum Analysieren von durch den aktiven Kommunikator 1300 gesendeten und/oder empfangenen Signalen enthalten. Die Schaltkreisverwaltung 1361 kann den Schaltkreis 1309 herausschalten, um eine strombegrenzte Verbindung davor zu schützen, ihre Stromgrenze aufgrund der Stromlast auf dem Schaltkreis 1309 zu überschreiten. Ferner kann ein Benutzer mit der UI 410 interagieren, um die Leistungsversorgung 1304 jederzeit abzuschalten.The control unit 402 may be a circuit management routine 1361 to manage the active communicator 1300 and / or a diagnostic management routine 1362 for analyzing by the active communicator 1300 contained and / or received signals. The circuit management 1361 can the circuit 1309 to protect a current-limited connection from their current limit due to the current load on the circuit 1309 To exceed. Furthermore, a user can use the UI 410 interact to the power supply 1304 switch off at any time.
Ferner kann die Schaltkreisverwaltung 131 durch die Sicherung 1342 verursachte Signalmessfehler kompensieren. Das heißt, dass die Schaltkreisverwaltung 1361 den Widerstandswert der Sicherung 1342 (der in einigen Fällen grob 11 Ohm sein kann) wie auch den Widerstandswert der Terminatoren 1321 und 1322 beim Berechnen von Strommessungen, die auf Spannungsabfällen auf dem Bus 1302 basieren, die mit Kommunikationssignalen assoziiert sind, berücksichtigen kann.Furthermore, the circuit management 131 through the fuse 1342 Compensate for signal measurement errors caused. That is, the circuit management 1361 the resistance value of the fuse 1342 (which in some cases can be roughly 11 ohms) as well as the resistance of the terminators 1321 and 1322 when calculating current measurements for voltage drops on the bus 1302 which are associated with communication signals can take into account.
Die Diagnoseverwaltung 1362 kann: (i) Feldgeräte identifizieren, (ii) elektrische Eigenschaften von durch den aktiven Kommunikator 1300 gesendeten und/oder empfangenen Signalen ermitteln und analysieren, (iii) Messungen und/oder im Laufe der Zeit durchgeführte Analysen protokollieren, und/oder (iv) eine Geräuschspektrumanalyse durchführen.The diagnostics administration 1362 can: (i) identify field devices, (ii) electrical characteristics of the active communicator 1300 detect and analyze transmitted and / or received signals, (iii) record measurements and / or analyzes performed over time, and / or (iv) perform a noise spectrum analysis.
Erstens kann die Diagnoseverwaltung 1362 Feldgeräte, die mit dem Bus 1302 verbunden sind (oder mit einem externen Bus verbunden sind, mit dem der aktive Kommunikator 1300 verbunden ist), durch Kennzeichen- oder Geräte-ID identifizieren. Die Diagnoseverwaltung 1362 kann einem Benutzer ermöglichen, eine benutzerwählbare Geräteliste zu erschaffen, die der Benutzer während der Erschaffung einer Protokolldatei auswählen kann, um einen Dateinamen, Busnamen und/oder Lokationsnamen zu definieren (z. B. eine benutzeranpassbare Zeichenfolge wie beispielsweise „Speichertank 157”)First, the diagnostic management 1362 Field devices connected to the bus 1302 are connected (or connected to an external bus, with which the active communicator 1300 is identified) by identifier or device ID. The diagnostics administration 1362 may allow a user to create a user-selectable device list that the user may select during the creation of a log file to define a file name, bus name, and / or location name (eg, a user-customizable string such as "storage tank 157 ")
Zweitens kann die Diagnoseverwaltung 1362 elektrische Eigenschaften von durch den aktiven Kommunikator 1300 gesendeten und/oder empfangenen Signalen ermitteln und analysieren. Diese Messungen können einem Benutzer über die in 1 und 4 gezeigte Anzeige 122 angezeigt werden. Ferner kann die Schaltkreisverwaltung 1361 auf diese Messungen angewiesen sein, um Komponenten des Werkzeugs 100 zu aktivieren oder zu deaktivieren (z. B. um die Komponenten zu schützen und/oder Einhaltung mit IS-Standards sicherzustellen).Second, the diagnostic management 1362 electrical properties of through the active communicator 1300 determine and analyze transmitted and / or received signals. These measurements can be made to a user via the in 1 and 4 Display shown 122 are displayed. Furthermore, the circuit management 1361 rely on these measurements to components of the tool 100 to enable or disable (for example, to protect the components and / or to ensure compliance with IS standards).
Drittens kann die Diagnoseverwaltung 1362 die Messungen und/oder die im Laufe der Zeit durchgeführten Analysen protokollieren. Zum Beispiel kann die Diagnoseverwaltung einen Gesundheitsreport erschaffen, der über die Zeit genommene „Schnappschüsse” repräsentiert. Als ein Beispiel kann der Benutzer das Werkzeug 100 dafür nutzen, Signale, die mit einem gegebenen Feldgerät assoziiert sind, auf einer ziemlich regelmäßigen Basis zu messen (z. B. jeden Tag, einmal pro Woche, etc.). Die Diagnoseverwaltung 1362 kann diese Messungen protokollieren, was Anlagenpersonal ermöglicht, Trends, die mit dem Feldgerät assoziiert sind, im Laufe der Zeit zu identifizieren. Der Gesundheitsreport kann einen Bus durch eine Kennzeichnung oder ID des niedrigsten Adressgeräts auf dem Bus identifizieren. Der Gesundheitsreport kann Information enthalten, die den Benutzer des Werkzeugs 100 zu der Zeit, an der die relevanten Messungen genommen wurden, den Tag der relevanten Messungen, den Bus- oder Segmentnamen, wo die Messungen genommen wurden, und/oder den Namen der Lokation, wo die Messungen genommen wurden, identifizieren. Das Werkzeug 100 kann einige dieser Informationen von dem Feldgerät beziehen (z. B. die Kennzeichnung oder den Segmentnamen).Third, the diagnostic management 1362 log the measurements and / or the analyzes performed over time. For example, the diagnostics manager may create a health report that represents "snapshots" taken over time. As an example, the user can use the tool 100 to measure signals associated with a given field device on a fairly regular basis (eg, every day, once a week, etc.). The diagnostics administration 1362 can log these measurements, allowing plant personnel to identify trends associated with the field device over time. The health report may identify a bus by a label or ID of the lowest address device on the bus. The health report may contain information to the user of the tool 100 at the time the relevant measurements were taken, the day of the relevant measurements, the bus or segment name where the measurements were taken, and / or the name of the location where the measurements were taken. The tool 100 may obtain some of this information from the field device (eg, the tag or the segment name).
Als ein anderes Beispiel von zeitbasierter Signal-Analyse und -Protokollierung kann die Diagnoseverwaltung 1362 ein Fehlersucheprotokoll zum fortlaufenden Überwachen der Signale eines Feldgeräts über eine gegebene Zeitperiode erschaffen. Zum Beispiel kann eine Anlage Schwierigkeiten mit einem bestimmten Feldgerät erfahren (z. B. Kommunikationsunterbrechungen), aber kann nicht fähig sein, den Grund für die Schwierigkeiten zu bestimmen. Ein Benutzer kann das Werkzeug 100 mit dem Feldgerät 100 verbinden und das Werkzeug 100 für eine ausgedehnte Zeitperiode belassen (z. B. für eine Anzahl an Stunden oder Tagen). Das Werkzeug 100 kann dann elektrische Eigenschaften von übertragenen und/oder empfangenen Signalen auf einem regelmäßigen Intervall und/oder basiert auf einem Auslöser (z. B. Signale fallen oberhalb oder unterhalb einer Schwelle) messen und protokollieren. Ein Benutzer kann später das Protokoll analysieren, um zu identifizieren, wenn ein Feldgerät Probleme erleidet und zu bestimmen, was damit, dass das Feldgerät Probleme erleidet, korreliert. Zum Beispiel kann, durch Vergleichen des Protokolls mit durch das Prozesssteuersystem gesammelten Historian-Daten, bestimmen, dass Unterbrechungen, die durch das Feldgerät erfahren werden, mit einem Hochfahren eines nahegelegenen Motors assoziiert sind, der Vibrationen verursacht, die die Kommunikationen des Feldgeräts unterbrechen. Das Fehlersucheprotokoll kann dieselbe Art Informationen enthalten wie die, die in dem Gesundheitsreport enthalten sind (z. B. eine Kennzeichnung, Zeit, Datum, etc.)As another example of time-based signal analysis and logging, diagnostic management 1362 create a debug log for continuously monitoring the signals of a field device over a given period of time. For example, a plant may experience difficulties with a particular field device (e.g., communication disruptions), but may not be able to determine the cause of the trouble. A user can use the tool 100 with the field device 100 connect and the tool 100 for an extended period of time (e.g., for a number of hours or days). The tool 100 can then transmit electrical properties of and / or received signals at a regular interval and / or based on a trigger (eg, signals falling above or below a threshold) and logging. A user may later analyze the log to identify when a field device is experiencing problems and to determine what correlates with the field device experiencing problems. For example, by comparing the protocol to historian data collected by the process control system, it may determine that interrupts experienced by the field device are associated with a nearby motor startup causing vibrations that disrupt the communications of the field device. The debug log may contain the same type of information as that contained in the health report (eg, a tag, time, date, etc.).
Viertens kann die Diagnoseverwaltung 1362 eine Geräuschspektrumanalyse durchführen. Genauer kann die Diagnoseverwaltung 1362 Spannungen in einem kleinen Frequenzbereich ermitteln (z. B. weniger als 1 kHz), der mit Geräusch verbunden ist, und die erkannten Spannungen anzeigen, sodass ein Benutzer eine oder mehrere identifizieren kann von: (i) eine Frequenz des Geräuschs; (ii) eine Amplitude des Geräusch (z. B. Durchschnitt oder Maximum); und/oder (iii) eine Zeit, an der ein Geräuschburst stattfindet.Fourth, the diagnostic management 1362 perform a noise spectrum analysis. Specifically, the diagnostic management 1362 Detect voltages in a small frequency range (eg, less than 1 kHz) associated with noise and display the detected voltages so that a user can identify one or more of: (i) a frequency of the noise; (ii) an amplitude of the noise (eg, average or maximum); and / or (iii) a time when a noise burst occurs.
14A ist ein Schema des aktiven Kommunikators 1300, der mit einem Feldgerät 1405 über einen externen Bus 1420 (d. h. extern zu dem aktiven Kommunikator 1300) verbunden ist, was ein Beispiel demonstriert, in dem der aktive Kommunikator 1300 mit einem Feldgerät verbunden ist, das mit einem Betriebsbus verbunden ist. 14A is a schema of the active communicator 1300 that with a field device 1405 via an external bus 1420 (ie external to the active communicator 1300 ), which demonstrates an example in which the active communicator 1300 is connected to a field device which is connected to an operating bus.
Eine externe Leistungsversorgung 1410 (z. B. eine gestellmontierte Leistungsversorgung) kann dem externen Bus 1420 Leistung zuführen und das Feldgerät 1405 kann von dem externen Bus 1420 Leistung ziehen. Das Feldgerät 1405 kann einen Strom von 10–25 mA für Leistung ziehen. Zum Beispiel kann das Feldgerät 1405 einen Strom von 20 mA ziehen, der durch die Leistungszuführung 1410 zugeführt werden kann. In einigen Fällen können mehrere Feldgeräte mit dem Bus 1420 verbunden sein und können Leistung ziehen. Zum Beispiel können drei Feldgeräte jeweils 20 mA von dem Bus 1420 ziehen. In solch einem Beispiel kann die Leistungsversorgung 60 mA Strom zu dem Bus 1420 für Leistung zuführen. Ein Leistungskonditionierer (nicht gezeigt) kann zwischen der Leistungszuführung 1410 und dem Bus 1420 platziert sein.An external power supply 1410 (eg a rack mounted power supply) may be external to the bus 1420 Supply power and the field device 1405 can from the external bus 1420 Pull power. The field device 1405 can draw a current of 10-25 mA for power. For example, the field device 1405 draw a current of 20 mA through the power supply 1410 can be supplied. In some cases, multiple field devices can use the bus 1420 be connected and can draw power. For example, three field devices each can have 20 mA from the bus 1420 pull. In such an example, the power supply can supply 60 mA of power to the bus 1420 for power supply. A power conditioner (not shown) may be between the power supply 1410 and the bus 1420 be placed.
Das Feldgerät 1405 kann mit dem Feldbus-Segment 1420 über eine Feldbusspur verbunden sein. Die Spur kann eine Zweidraht-Verknüpfung sein, die über eine Verteilerdose, die mehrere andere Spuren mit dem Segment 1420 verbinden kann, mit dem Segment 1420 verbindet. Aufgrund der mehreren Verknüpfungen und Verbindungspunkte, die mit dem Feldbussegment 1420 assoziiert sind, kann es schwierig sein, einen Fehlerpunkt zu isolieren. Vorteilhafterweise kann der Kommunikator 1300 nicht nur mit den Feldgeräten 1405 kommunizieren, sondern kann mit dem Segment 1420 anstatt dem Feldgerät verbinden, um zu „sehen”, was das Feldgerät 1405 „sieht”. Kurzgesagt, ist das Werkzeug 100 ein „als funktionierend bekanntes Gerät”. Falls ein Kommunikationsproblem zwischen einem Feldgerät und einer Steuerung existiert, kann das Werkzeug 100 mit dem Feldgerät verbinden und dieses testen. Falls das Feldgerät korrekt funktioniert, wenn es mit dem Werkzeug 100 verbunden ist, weiß ein Benutzer des Werkzeugs 100, dass das Problem „stromaufwärts” des Feldgeräts (z. B. an einer Spur, Verteilerdose, E/A-Karte, oder einem anderen Kabel oder Gerät) existiert. Entsprechend kann der Benutzer sich weiter aufwärts bewegen und Kommunikationen testen, um das „schlechte” Gerät oder die „schlechte” Kommunikationsverknüpfung zu testen.The field device 1405 can with the fieldbus segment 1420 be connected via a fieldbus lane. The lane may be a two-wire link that has a junction box that has several other lanes with the segment 1420 can connect with the segment 1420 combines. Due to the multiple joins and connection points associated with the fieldbus segment 1420 It can be difficult to isolate a point of failure. Advantageously, the communicator 1300 not only with the field devices 1405 communicate but can communicate with the segment 1420 instead of connecting the field device to "see" what the field device is 1405 "Sees". In short, that's the tool 100 a "known as working device". If there is a communication problem between a field device and a controller, the tool can 100 connect to the field device and test it. If the field device works properly when using the tool 100 a user of the tool knows 100 that the problem exists "upstream" of the field device (eg on a track, junction box, I / O card, or other cable or device). Accordingly, the user may continue to move up and test communications to test the "bad" device or the "bad" communication link.
Die Leistungsversorgung 1410 kann dem Feldgerät 1405 über das Segment 1420 Leistung zuführen, ebenso wie zu möglichen anderen Feldgeräten, die mit dem Segment 1420 verbunden sind.The power supply 1410 can the field device 1405 about the segment 1420 Perform power, as well as to other possible field devices connected to the segment 1420 are connected.
Das Segment 1420 kann ein 10–25 mA DC-Leistungssignal zum mit Leistung Versorgen des Feldgeräts 1405 und ein durch das Feldgerät 1405 genutztes AC-Digitalkommunikationssignal tragen. Allgemein gesprochen können mehrere andere Feldgeräte mit dem Segment 1420 verbinden, von denen jedes ein 10–25 mA DC-Signal für Leistung zieht. Entsprechend kann der durch die Leistungsversorgung 141 an das Segment 1405 zugeführte DC-Strom abhängig von der Anzahl von Feldgeräten, die mit dem Segment 1420 verbunden sind und Leistung ziehen, variieren. Das Segment 1420 kann Terminatoren 1422 und 2424 enthalten. Jeder der Terminatoren 1422 und 1424 kann z. B. einen 100 Ohm Widerstand in Serie mit einem 1 μf-Kondensator enthalten. Entsprechend können die Terminatoren 1422 und 1422 DC-Strom blockieren und als ein Stromnebenwiderstand für das AC-Kommunikationssignal handeln.The segment 1420 can provide a 10-25 mA DC power signal to power the field device 1405 and one through the field device 1405 carry used AC digital communication signal. Generally speaking, several other field devices can communicate with the segment 1420 each of which draws a 10-25 mA DC signal for power. Accordingly, by the power supply 141 to the segment 1405 DC power supplied depends on the number of field devices connected to the segment 1420 are connected and pull power vary. The segment 1420 can be terminators 1422 and 2424 contain. Each of the terminators 1422 and 1424 can z. B. include a 100 ohm resistor in series with a 1 μf capacitor. Accordingly, the terminators 1422 and 1422 Block DC power and act as a current shunt resistor for the AC communication signal.
Im Betrieb können der aktive Kommunikator 1300 und das Feldgerät 1405 mittels eines digitalen Signals (z. B. 20 mA Peak-zu-Peak), das auf dem Leistungssignal auf dem Bus 1420 überlagert ist, kommunizieren. Im Allgemeinen kann nur ein mit dem Bus 1420 verbundenes Gerät zu einer gegebenen Zeit kommunizieren. Zum Beispiel, falls sich der aktive Kommunikator 1300, das Feldgerät 1405 und zwei andere Feldgeräte (nicht gezeigt) den Bus 1420 teilen, kann nur eines der vier verbundenen Geräte zu einer gegebenen Zeit kommunizieren. Kommunikation auf dem Bus 1420 kann durch ein Gerät, das als Link Active Scheduler (LAS) bezeichnet ist, koordiniert werden. Der LAS kann zum Weiterleiten eines Tokens zwischen mit dem Bus 1420 verbundenen Geräten verantwortlich sein, wobei nur das Gerät mit dem Token über den Bus 1420 kommunizieren kann. In einigen Fällen kann das Feldgerät 1405 der LAS sein; in anderen Fällen kann das Werkzeug 1200 der LAS sein.In operation, the active communicator 1300 and the field device 1405 by means of a digital signal (eg 20 mA peak-to-peak), which is on the power signal on the bus 1420 is superimposed, communicate. In general, only one can take the bus 1420 connected device at a given time communicate. For example, if the active communicator 1300 , the field device 1405 and two other field devices (not shown) the bus 1420 can share only one of the four connected devices communicate at a given time. Communication on the bus 1420 can be coordinated by a device called Link Active Scheduler (LAS). The LAS can be used to forward a token between with the bus 1420 be responsible for connected devices, with only the device with the token over the bus 1420 can communicate. In some cases, the field device 1405 be the LAS; in other cases, the tool can 1200 be the LAS.
Der LAS pflegt eine Liste aller Geräte, die Zugriff auf den Bus 1420 benötigen. Diese Liste kann „Liste der lebenden Geräte” genannt werden. Unter manchen Umständen kann der Bus 1420 nur einen einzigen LAS haben. Geräte, fähig sind, ein LAS zu werden, können Verknüpfungs-Mastergeräte genannt werden. Alle anderen Geräte können als „Grundgeräte” bezeichnet werden. Wenn gewünscht, kann das Werkzeug 100 ein Verknüpfungs-Mastergerät sein. Wenn der aktive Kommunikator 1300 mit dem Bus 1420 verbunden ist, kann das Werkzeug 100 darum bieten, der LAS zu werden. Der Verknüpfungs-Master, der das bieten gewinnt (z. B. der mit der niedrigsten Adresse), kann den Betrieb als LAS sofort nach Abschluss des Bietprozesses beginnen.The LAS maintains a list of all devices that access the bus 1420 need. This list can be called "list of live devices". In some circumstances, the bus can 1420 have only a single LAS. Devices that are capable of becoming a LAS can be called link master devices. All other devices can be referred to as "basic devices". If desired, the tool can 100 be a link master device. If the active communicator 1300 by bus 1420 connected, the tool can 100 therefore, to become the LAS. The join master wins bidding (eg, the one with the lowest address) can start operating as a LAS immediately upon completion of the bidding process.
14B ist ein Schema des aktiven Kommunikators 1300, der mit einem Feldgerät 1455 über den Bus 1302 verbunden ist, was ein Beispiel demonstriert, in dem der aktive Kommunikator 1300 dem Feldgerät 1455 Leistung bereitstellt. Ein Benutzer kann einen Nebenwiederstand 1460 zwischen Anschlüsse 1331 und 1332 platzieren, was der Leistungsversorgung 1304 ermöglicht, dem Bus 1302 Leistung zuzuführen. Die Leistungsversorgung 1302 kann strombegrenzt sein, sodass Strom, der über den Nebenwiderstand 1460 fließt, unterhalb einer Maximalschwelle bleibt, die IS-Standards erfüllt. Zum Beispiel kann die Schwelle zwischen 35–45 mA sein. Wie angemerkt kann die DC-Stromsteuerung 1312 11 mA ziehen. Ferner können typische Feldgeräte 10–25 mA ziehen. Die Leistungsversorgung 1302 kann dafür eingerichtet sein, bis zu 36 mA zuzuführen, um sicherzustellen, dass die DC-Stromsteuerung 1312 und das Feldgerät 1455 ausreichend Strom empfangen (d. h. basierend auf einem erwarteten möglichen Gesamtstrombezug von 11 mA + 25 mA), unter Beibehaltung der IS-Konformität. Die Leistungsversorgung 1304 kann dafür eingerichtet sein, einen Maximalstrom von 38 mA zuzuführen. Ein Benutzer kann den aktiven Kommunikator 1300 nutzen, um dem Feldgerät 1455 Leistung zuzuführen, um mit dem Feldgerät 1455 zu kommunizieren, und/oder Diagnose an dem Feldgerät 1455 auszuführen, während er konform zu IS-Standards ist. 14B is a schema of the active communicator 1300 that with a field device 1455 over the bus 1302 what an example demonstrates in which the active communicator 1300 the field device 1455 Provides power. A user may have a side effect 1460 between connections 1331 and 1332 place what the power supply 1304 allows the bus 1302 Supply power. The power supply 1302 can be current limited, allowing current to flow through the shunt resistor 1460 flows below a maximum threshold that meets IS standards. For example, the threshold may be between 35-45 mA. As noted, the DC power control 1312 Pull 11 mA. Furthermore, typical field devices can draw 10-25 mA. The power supply 1302 It can be configured to supply up to 36 mA to ensure that the DC current control 1312 and the field device 1455 receive enough power (ie, based on an expected total possible current draw of 11 mA + 25 mA) while maintaining IS compliance. The power supply 1304 can be configured to supply a maximum current of 38 mA. A user can choose the active communicator 1300 use to the field device 1455 Power supply to the field device 1455 to communicate, and / or diagnose at the field device 1455 while conforming to IS standards.
15 ist eine Ansicht der Kommunikationsschnittstelle 406 des Werkzeugs 100 von einer Perspektive außerhalb des Werkzeugs 100. Wie gezeigt, enthält das Werkzeug 100 den aktiven Kommunikator 600 und den aktiven Kommunikator 1300, die jeweils entsprechend in den 6 und 13 gezeigt sind. In einigen Fällen enthält das Werkzeug 100 nur einen von dem aktiven Kommunikator 600 und dem aktiven Kommunikator 1300. 15 is a view of the communication interface 406 of the tool 100 from a perspective outside the tool 100 , As shown, the tool contains 100 the active communicator 600 and the active communicator 1300 , which respectively in the 6 and 13 are shown. In some cases, the tool contains 100 only one of the active communicator 600 and the active communicator 1300 ,
Die Kommunikationsschnittstelle 406 kann die in 13 gezeigten Anschlüsse 1331–1333 und die in 6 gezeigten Anschlüsse 631–636, die als Anschlusssätze 1501–1504 angeordnet sein können, enthalten.The communication interface 406 can the in 13 shown connections 1331 - 1333 and the in 6 shown connections 631 - 636 as connection kits 1501 - 1504 can be arranged.
Im Betrieb kann ein Benutzer den Anschlusssatz 1501 mit einem Feldgerät verbinden, das dafür eingerichtet ist, gemäß einem AM-Kommunikationsschema, wie beispielsweise dem Feldbusprotokoll, zu kommunizieren. Der Benutzer kann den Anschlusssatz 1501 nutzen, wenn er das Werkzeug 100 mit einem Feldgerät verbindet, das auf eine externe Leistungsversorgung (d. h. extern relativ zu dem Werkzeug 100) angewiesen ist, wie beispielsweise eine gestellmontierte Leistungsversorgung, die typischerweise in Anlagenumgebungen gefunden wird. Wenn der Benutzer wünscht, das Werkzeug 100 zum mit Leistung Versorgen des Feldgeräts zu nutzen, kann der Benutzer die Anschlüsse 1331 und 1332 unter Verwendung eines Nebenwiderstands verbinden.In operation, a user can set the connection 1501 to a field device configured to communicate according to an AM communication scheme, such as the field bus protocol. The user can set the connection 1501 use it when using the tool 100 with a field device connected to an external power supply (ie externally relative to the tool 100 ), such as a rack mounted power supply typically found in plant environments. If the user desires the tool 100 To use power to power the field device, the user can use the ports 1331 and 1332 connect using a shunt resistor.
Als ein anderes Beispiel kann der Benutzer den Anschlusssatz 1502 mit einem Feldgerät verbinden, das Leistung bedarf und das dafür eingerichtet ist, gemäß einem DC-Stromsignalisierungsschema (z. B. 4–20 mA und/oder gemäß einem digitalen FM-Kommunikationsschema (z. B. dem HART-Protokoll) zu kommunizieren und das Leistung bedarf. Alternativ kann der Benutzer, falls der Benutzer das Werkzeug 100 mit einem ähnlich eingerichteten Feldgerät verbinden möchte, das bereits durch eine externe Leistungsversorgung mit Leistung versorgt ist, das Feldgerät mit dem Anschlusssatz 1503 verbinden. Ein Benutzer kann auch den Anschlusssatz 1502 mit einem Feldgerät verbinden, oder mit einer Kommunikationsverknüpfung, die mit dem Feldgerät verbunden ist, um die elektrischen Eigenschaften (z. B. Strom, Spannung) von Signalen, die durch das Feldgerät übertragen wurden oder durch das Feldgerät empfangen wurden, zu ermitteln.As another example, the user may choose the connection set 1502 connect to a field device requiring power and which is arranged to communicate according to a DC current signaling scheme (eg 4-20 mA and / or according to a digital FM communication scheme (eg the HART protocol) and The user may need the tool if the user needs it 100 want to connect to a similar field device already powered by an external power supply, the field device with the connection set 1503 connect. A user can also use the connection kit 1502 to a field device, or a communication link connected to the field device to determine the electrical characteristics (eg, current, voltage) of signals transmitted by the field device or received by the field device.
Schließlich kann ein Benutzer den Anschlusssatz 1504 mit einem Feldgerät verbinden, um die elektrischen Eigenschaften (z. B. Strom, Spannung) von Signalen, die durch das Feldgerät übertragen oder von dem Feldgerät empfangen werden, zu ermitteln. Der Benutzer kann auch den Anschlusssatz 1504 mit einer Kommunikationsverknüpfung (z. B. einer HART-Schleife oder Feldbus-Segment) verbinden, um die elektrischen Eigenschaften von über die Kommunikationsverknüpfung übertragenen Signalen zu ermitteln. In einigen Fällen tut die Leistungsüberwachung 408, die mit dem Anschlusssatz 1504 verbunden ist, nichts, außer Strom zu messen.Finally, a user can set the connection 1504 connect to a field device to determine the electrical characteristics (eg, current, voltage) of signals transmitted by the field device or received by the field device. The user can also choose the connection kit 1504 with a communication link (eg, a HART loop or field bus segment) to determine the electrical characteristics of signals transmitted over the communication link. In some cases, performance monitoring does 408 that with the connection kit 1504 connected, nothing except to measure electricity.
Wie gezeigt ermöglicht die Kommunikationsschnittstelle 406 dem Werkzeug 100, mit Feldgeräten, die gemäß unterschiedlichen Protokollen eingerichtet sind, zu kommunizieren oder diese zu diagnostizieren. Somit kann ein Benutzer das Werkzeug 100 tragen, um Service an mehreren unterschiedlichen Arten von Feldgeräten auszuführen, anstatt mehrere spezialisierte Werkzeuge zu tragen.As shown, the communication interface allows 406 the tool 100 to communicate with or diagnose field devices that are set up according to different protocols. Thus, a user can use the tool 100 carry out service on several different types of field devices instead of carrying multiple specialized tools.
