CN101192334B - 接口适配器 - Google Patents

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Abstract

用于测量压力或填充水平的现场设备通过线缆连接或无线电连接连接到固定的评估和显示设备。根据本发明的示例性实施例，描述了一种用于现场设备的参数化和数据记录系统，所述参数化和数据记录系统使得可以在现场设备和移动控制设备之间保持快速灵活的通信。为此，所述参数化和数据记录系统包括连接盒和接口适配器，其将HART信号或者I2C信号转换成USB信号。

Description

接口适配器
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年11月27日提交的德国专利申请No.102006055897.9、2006年11月27日提交的德国专利申请No.102006055898.7和2006年11月27日提交的德国专利申请No.102006055900.2以及2006年11月27日提交的美国临时专利申请No.60/861,232、2006年11月27日提交的美国临时专利申请No.60/861,233和2006年11月27日提交的美国临时专利申请No.60/861,234的申请日的权益，这些申请的公开通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及填充水平测量和压力测量技术领域。本发明特别涉及一种用于针对现场设备的参数化和数据记录系统的接口适配器、一种用于现场设备的参数化和数据记录系统、该参数化和数据记录系统的用途以及一种使用这种参数化和数据记录系统在现场设备和控制设备之间传输信号的方法。
背景技术
为了测量容器中液体和/或固体的填充水平，通常在容器壁处或容器壁中安装填充水平测量设备。随后，填充水平测量设备通过波导以导引的方式或者通过天线设备以辐射的方式沿物品的方向传输波。最后，在该测量设备处收回该物品反射的波。根据由此可以得到的传输时间，可以推导出传感器和物品之间的距离，根据已知的传感器距容器底部的相对位置，可以推导出所求的填充高度。
测量数据如果在缓冲存储和/或最初评估之后可应用，则将其传输到控制或评估设备。该设备也可以仅仅是显示设备。作为上述的逆向操作，可以通过控制设备使现场设备参数化(parameterise)或触发现场设备以引起测量操作。这种双向数据交换需要数据传输通路，现场设备通过该通路耦合到控制设备、读出设备或显示设备。
通常，安装现场设备和评估/显示设备或控制设备的各个部件使其固定。例如，现场设备位于高的物品容器的盖子上，并且通过数据线缆连接到设置在控制室中的评估/显示设备。因此，仅可以直接在现场设备上或在控制室中进行设备的参数化或者测量数据的读出。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，描述了一种用于现场设备的参数化和数据记录系统，其包括连接盒和使用现场设备接口以连接到连接盒的接口适配器，其中，接口适配器和连接盒被设计成在现场设备和移动控制设备之间传输数据，以及其中，现场设备是填充水平测量设备或压力测量设备。
换句话说，根据本发明的参数化和数据记录系统可以直接连接到现场设备或至少连接到数据线，该数据线例如从现场设备通向控制室或者通向设置在别处的外部评估设备，或者所述参数化和数据记录系统可以分接(tap)现场设备和外部评估设备之间的无线电链路。该系统的接口适配器可以连接到移动控制设备，使得通过该参数化和数据记录系统可以与现场设备进行移动通信。例如，以这种方式可以从现场设备读取数据，然后例如将该数据存储在该参数化和数据记录系统中，和/或将该数据发送到移动控制设备。
这可以在现场设备和移动控制设备之间提供快速灵活的通信。
以这种方式，可以分接现场设备和外部评估/显示设备或控制单元之间的数据线，以便可以与现场的现场设备进行通信或交换数据。因此，服务技术人员不需要首先攀爬产品容器或储藏罐、或者去控制室。而是通过设计成不同尺寸和形状并且可以方便地在例如衬衫口袋中携带的小连接盒和接口适配器，所述技术人员可以以简单的方式直接分接现场设备和例如控制室之间的数据通路。
根据本发明的又一示例性实施例，接口适配器被设计成传输数据以将来自现场设备的信号转换成用于控制设备的USB信号。来自现场设备的信号是HART信号、I2C信号、Profibus信号、现场总线基金会(Fieldbusfoundation)信号、4...20mA信号、VEGA VBUS信号或开关信号。
因此，接口适配器可以用于将来自现场设备的测量信号转换成USB信号。这使得可以进行快速灵活的数据交换。当然，也可以根据该接口适配器的设计转换成另外的信号格式。在这种配置中，便携式电脑例如能够接收输出信号是很重要的。
因此，如果现场设备经由例如HART信号或I2C信号与外界进行通信，则参数化和数据记录系统可以连接到该信号通路(即其可以分接所述信号通路)。然后，接口适配器使得可以经由例如USB接口继续连接到例如PC或便携式电脑。
根据本发明的又一示例性实施例，要传输的数据包括用于参数化现场设备的参数化数据，其中，该系统被设计成经由接口适配器和连接盒将参数化数据从控制设备传输到现场设备。
以这种方式，参数化和数据记录系统可以用于使现场设备参数化。可以不再需要从控制室或者直接在现场设备上进行参数化。
根据本发明的又一示例性实施例，要传输的数据包括现场设备的测量数据，其中，该系统被设计成经由连接盒和接口适配器将测量数据从现场设备传输到控制设备。
换句话说，参数化和数据记录系统由此可以用于读取现场设备。为此，该系统可以包括缓冲测量值的存储器模块。例如将该存储器模块固定在接口适配器中。为了进行读出，例如可以将接口适配器从连接盒取下，在稍后的某个时刻将该接口适配器(以存储棒的方式)连接到计算机。
根据本发明的又一示例性实施例，接口适配器包括控制设备接口，其中，控制设备接口被设计成将接口适配器连接到控制设备，以及其中，连接盒包括用于将连接盒连接到现场设备的现场设备连接。
控制设备接口例如是USB接口。
根据本发明的又一示例性实施例，连接盒包括用于将连接盒直接连接到接口适配器的第一接口连接。
这样，可以直接将连接盒和接口适配器彼此连接。为此，连接盒可以包括相应的连接元件，其接合相应的接口适配器的连接元件，从而保证接口适配器可以简单地连接到连接盒和从连接盒拆除。例如，这可以是螺旋式锁合机制或者掣子(click)机制。
根据本发明的又一示例性实施例，连接盒包括用于将连接盒直接连接到显示和控制设备的第二接口连接。
因此，不仅接口适配器可以连接到连接盒，而且例如由VEGA制造的所谓的“PLICSCOM”的附加显示和控制单元也可以连接到连接盒。以这种方式，参数化和数据记录系统可以用来进行数据存储、数据读出和向PC或便携式电脑进行传输。
此外，根据本发明的又一示例性实施例，现场设备连接可以设计成连接到HART线。
此外，根据本发明的又一示例性实施例，为了连接到HART线，连接盒的现场设备连接包括具有两个连接器的HART线缆。
通过两个连接器，可以分接HART线缆。可选地，还可以直接在现场设备上或直接在控制室的评估单元上直接分接信号。
以这种方式，可以针对参数化或者从现场设备进行读出来提供对信号线非常灵活的接入。
根据本发明的又一示例性实施例，现场设备连接被设计成连接到I2C总线。
根据本发明的又一示例性实施例，为了连接到I2C总线，现场设备连接包括I2C总线线缆。
例如，根据本发明的又一示例性实施例，连接盒可以包括HART线缆和I2C总线线缆。
I2C或I2C或IIC(表示内置集成电路(Inter-Integrated Circuit))是用于计算机系统的串行总线。例如，其可以用于将设备连接到嵌入式系统或主板。
HART(可寻址远程传感器高速通道，Highway Addressable RemoteTransducer)协议具体是指用于总线可寻址现场设备的开放式主从协议。其可以实现通过频移键控(FSK，frequency shift keying)来传输叠加在4...20mA处理信号上的数据的方法，以便可以进行远程配置和诊断监控。
I2C和HART都适合于作为与现场设备例如与填充水平测量设备或者与压力测量设备进行通信的协议。
对应于HART协议的HART信号是用于传输测量值和/或参数的数字信号。将数字HART信号调制到4...20mA信号上。因此，可以与模拟4...20mA信号并行地传输数字信号。如果发生这种模拟信号和数字信号的并行传输，则只有一个现场设备可以连接到HART总线。
另一方面，在所谓的多点(multi-drop)模式下，多达15个数字现场设备可以连接到HART总线。在这种配置中，将模拟电流基本上设定为4mA。在多点模式下，现场设备交换数字编码信号。该数字信号是频率调制信号，其中，该频率调制信号可以位于例如1200Hz和2200Hz这两个频率处。
任何类型的测量设备，例如仅仅作为几个例子所列举的填充水平测量设备、压力测量设备、液位检测测量设备或温度测量设备，都可以是本申请意义中的现场设备。可以使用各种物理效应用于获取。可以通过雷达射线、超声波、振动、引导微波(TDR，时域反射(time domain reflection))或电容效应来进行测量值获取。
根据本发明的又一示例性实施例，现场设备连接包括用于连接到由VEGA制造的50系列设备的适配器连接器。
因此，还可以将更老式的设备连接到连接盒。
根据本发明的又一示例性实施例，使适配器连接器规则化(code)，从而防止适配器连接器被错误地连接到50系列设备。例如，根据插头规则，插头旋转180°则无法插入。可以对另一端的连接器设置相应的规则，该端连接连接器与连接盒的I2C线缆。
根据本发明的又一示例性实施例，连接盒包括电源，用于独立地向接口适配器提供电能。
例如，电源可以是电池。另外，根据本发明的又一示例性实施例，可以配置可再充电电池，其是外部可再充电的，或者例如耦合到连接盒的太阳能电池模块。这样，当有光辐射进入时可以对蓄电池充电，而不需要外部电源。本实施例特别适合于在不能长期依靠电源对可再充电电池充电的区域中使用。
根据本发明的又一示例性实施例，连接盒包括可从外部进入的空腔，设计该空腔来容纳HART线缆、I2C总线线缆、USB线缆和适配器连接器。
例如，连接盒被设计成可以铰链旋开；在其内部包括可以用来固定线缆的相应的夹持设备，例如钩和环型扣件或者橡皮圈。通过铰链闭合连接盒来保护线缆免受诸如湿气等外部影响。然后，在现场，服务技术人员可以简单地铰链旋开连接盒，将相应的线缆取出以便分接数据线。
根据本发明的又一示例性实施例，参数化和数据记录系统包括无线电接口，用于在该系统和现场设备之间无线传输信号。
由此，该连接盒包括例如无线电模块，通过该无线电模块在现场设备和该系统之间提供通信。例如，通过WLAN(无线局域网，Wireless LocalArea Network)、ISM(其提供大约1公里的扩展范围)、蓝牙(Bluetooth)或ZIGBEE进行无线电通信。其它传输协议也是可以的。
根据本发明的又一示例性实施例，接口连接包括用于将连接盒连接到接口适配器的滑动触点。
这样，可以通过简单的旋拧动作将接口适配器连接到接口连接。
根据本发明的又一示例性实施例，参数化和数据记录系统包括用于将连接盒连接到控制设备的第二接口连接。
根据本发明的又一示例性实施例，描述了用于参数化和数据记录系统的接口适配器，该接口适配器包括用于将接口适配器连接到现场设备的现场设备接口。另外，该接口适配器包括用于将接口适配器连接到移动控制设备的控制设备接口，其中，接口适配器被设计成在现场设备和移动控制设备之间传输数据，以及其中，现场设备是填充水平测量设备或压力测量设备。
这种接口适配器使得可以在现场设备和移动控制设备之间进行快速灵活的通信。
根据本发明的又一示例性实施例，接口适配器被设计成传输数据以将来自现场设备的信号转换成用于控制设备的USB信号。现场设备信号例如是HART信号、I2C信号、Profibus信号、现场总线基金会信号、4...20mA信号、VEGAVBUS信号或开关信号。以这种方式，接口适配器可以用于将便携式电脑连接到现场设备与控制室之间的通信路径。
根据本发明的又一示例性实施例，接口适配器还包括用于缓冲要发送的数据的存储器。
根据本发明的又一示例性实施例，接口适配器还包括集成在接口适配器中的显示和控制单元。
一方面，接口适配器由此可以将测量数据传输到便携式电脑或者还可以传输到例如PDA。另一方面，可以经由接口适配器直接向使用者显示数据，并且可以将数据存储在接口适配器中。
根据本发明的又一示例性实施例，该数据包括用于参数化现场设备的参数化数据，其中，接口适配器被设计成将参数化数据从控制设备传输到现场设备。
根据本发明的又一示例性实施例，该数据包括现场设备的测量数据，其中，接口适配器被设计成将测量数据从现场设备传输到控制设备。
根据本发明的又一示例性实施例，接口适配器包括无线电接口，用于在接口适配器和现场设备之间无线传输信号。
根据本发明的又一示例性实施例，接口适配器包括用于连接到现场设备的弹性触点。
根据本发明的又一示例性实施例，描述了用于在现场设备和控制设备之间传输信号的参数化和数据记录系统的用途，其中，现场设备是填充水平测量设备或压力测量设备。
另外，描述了一种使用参数化和数据记录系统在现场设备和控制设备之间传输信号的方法，在该方法中，包括现场设备接口的接口适配器连接到连接盒，通过接口适配器和连接盒在现场设备和控制设备之间传输数据。
这里，现场设备也是填充水平测量设备或压力测量设备。
下面，参考附图说明本发明的优选示例性实施例。
附图说明
图1示出根据本发明的示例性实施例的参数化和记录系统。
图2示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图3示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图4示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图5示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图6示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图7示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图8示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图9示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图10示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图11示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图12示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图13示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图14示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和记录系统。
图15示出根据本发明的示例性实施例的适配器连接器的四个不同的透视图。
图16示出根据本发明的示例性实施例的图15的适配器连接器的另外四个视图。
图17示出根据本发明的示例性实施例的使用滑动触点或弹性触点的接口连接的三个示意图。
图18示出根据本发明的示例性实施例的传感器的弹性触点的详细示意图。
图19示出从四个不同的方向看到的根据本发明的又一示例性实施例的连接盒的示意图。
图20示出处于铰链旋开状态的根据本发明的示例性实施例的连接盒100的另外三个示意图。
图21示出根据本发明的示例性实施例的连接盒和I2C总线线缆以及连接器的另外三个示意图。
图22示出根据本发明的示例性实施例的连接盒的示意图。
图23示出根据本发明的示例性实施例的连接盒的框图。
图24示出根据本发明的示例性实施例的接口适配器的框图。
图25示出根据本发明的又一示例性实施例的接口适配器的又一应用。
图26示出通过无线电进行的传感器参数化或传感器数据记录的又一应用。
图27示出根据本发明的又一示例性实施例的接口适配器的又一应用。
具体实施方式
附图中的图示是示意性的而不是按比例绘制的。
在以下对附图的描述中，相同的附图标记用于相同或类似的元件。
图1示出根据本发明的示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。连接盒100包括用于将连接盒连接到现场设备109的现场设备接口101。例如，能够以分接点114的形式直接在现场设备上或在数据线缆112上将连接盒100连接到现场设备109。为了这个目的，设置连接线缆105(见图22和23)。
现场设备109与评估和显示设备111之间的数据线112是所谓的HART线缆。为此，HART连接线缆105例如包括可以用来耦合到数据线缆112的两个连接器或端子。评估/显示设备111例如设置在控制室中，并且相比于其它设备特别用于供电。在现场设备109的顶部可以附加额外的显示设备。即，例如来自制造商VEGA的所谓的PLICSCOM设备。
还可以在供电设备上分接或耦合数据线112(与HART线缆112并行)。经由连接线105可以进行双向数据交换。因此，一方面，能够使现场设备参数化。另一方面，能够读出测量值。当然，也可以连接到另一现场设备110。
例如，使用PACTware经由HART线112、105进行HART传感器109的参数化。PACTware是用于操作现场设备的独立于制造商和独立于现场总线的软件。连接盒100用作HART线112和控制单元104之间的机械适配器。控制单元104例如是个人计算机(PC)或便携式电脑、PDA、移动电话或某些其它通信设备。控制单元104可以仅仅是控制单元，或者也可以用作设备111的替代物。为了在现场设备109和控制单元104之间进行通信，设置USB线113，其将控制单元104连接到接口适配器103。接口适配器103连接到连接盒的接口连接102(见图17)。
可以以模拟方式(换句话说经由4...20mA回路)或以所谓的多点方法中的数字方式进行测量值传输。
图2示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。在该配置中，连接盒100经由相应的I2C线202、203直接连接到现场设备109、201。设备201是例如不能直接将接口适配器103放置于其上的现场设备(例如由VEGA制造的所谓的50系列设备)。针对该配置，使用适配器连接器108(见图15和16)。适配器连接器108使得可以将连接盒100的I2C线203直接耦合到50系列设备201的设备连接。在其它设备的情况下，可以将接口适配器放置在现场设备接口上，然后可以将USB线缆113插入该接口适配器。
例如，接口适配器103经由连接盒100和现场设备201的I2C插座连接到现场设备201。I2C线缆201的长度能够达到25m。当然，线缆还可以更长。
还可以将接口适配器直接插入传感器而不使用数据线缆。然而，例如，在因为现场设备位于很高或很远的位置而不容易接近现场设备或只有花费更多的努力才能接近现场设备的情况下，使用数据线缆是有利的。
图3示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。设置现场设备109，其经由HART线112与供电和控制设备111进行通信。几个现场设备(例如多达5个现场设备)能够并行连接到供电和控制设备111。供电和控制设备111例如包括所谓的SPC(存储程序控制，stored-program control)功能，并且可以连接到因特网。
设备111例如是由制造商VEGA制造的MET。连接盒100经由I2C线202连接到供电和控制设备111，可以一方面用于供电和控制设备111的参数化，另一方面用于访问或查询传感器109。
还可以使传感器109参数化。为此，连接盒100经由接口适配器103和USB线113连接到便携式电脑104或者某些其它通信设备或输入/输出设备。
图4示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。如图4所示，连接盒100经由I2C线202连接到填充水平传感器109。显示和控制设备401直接安装在连接盒100上，即连接在接口连接102处。以这种方式提供分离的移动控制单元。
在例如通过连接盒100内的电池对显示和控制设备401独立供电的情况下，也可以连接到现场设备109的HART输出。
图5示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。这是用于参数化传感器109的无线电传输。为此，传感器109经由HART线501连接到无线电模块502，该无线电模块502连接到电源506，从而向传感器109供电。该无线电模块能够与第二无线电模块503进行无线通信。第二无线电模块503还包括电源505，第二无线电模块503经由HART线504连接到供电和控制设备111。
除接口适配器103以外，连接盒100还包括数据线缆113，所述连接盒100经由数据线缆113连接到便携式电脑104。而且，连接盒100包括无线电接口，用于在连接盒100和现场设备109之间无线传输信号。以这种方式，可以在控制侧或评估侧接入现场设备无线电单元502和无线电单元503之间的无线电链路，以便例如使现场设备109参数化。
图6示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。这里也提供无线数据传输。连接盒100包括电池、可再充电电池形式的内部电源或者外部电源。因为连接盒连接到显示和控制模块401，所以不需要连接到PC等。
图7示出根据本发明的示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。在这个实施例中，无线电模块702被集成在传感器109中。而且，传感器109经由电源线701例如经由HART线连接到供电设备111。
通过还集成有相应的无线电模块的连接盒100无线地进行传感器109的参数化。
图8示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。因为连接盒100耦合到显示和控制设备401，所以不需要提供便携式电脑104等。连接盒的供电借助于电池或来自外部电源。在这个实施例中，传感器和连接盒100也都包括无线电模块。
图9示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。如图9所示，连接盒100经由HART线缆105连接到供电设备111和传感器109之间的HART线112。连接盒100包括内部电源，使得不会使模拟测量值(模拟电流值)不真实。作为模拟HART信号的替代，可以使用多点模式(能够接入总线)。在这种情况下，连接盒或者接口适配器103不需要内部电源。接口适配器103启动传感器109的传感器数据记录。而且，设置存储介质，其位于连接盒100内或者形成为接口适配器103的一部分。还可以连接外部存储介质。这样，可以经由连接盒100来记录传感器数据。可以经由便携式电脑104或控制设备401设置数据记录的例如起始点、结束点和记录间隔。随后，可以经由例如USB设备读出经由连接盒100记录的数据。
图10示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。在这个实施例中，接口适配器103经由I2C线202连接到传感器109，传感器109也连接到电源506。接口适配器103启动传感器数据记录。而且，该传感器向接口适配器103供电。这里也提供内部或外部存储介质以便记录传感器数据。例如，可以是USB记忆棒。例如，将存储介质集成在连接盒或接口适配器103中。这里也经由便携式电脑104等或经由控制设备401来设置记录。例如，经由接口适配器103的USB连接来进行记录数据的读出。
图11示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。其包含如图5至8中已经描述的无线电传输。接口适配器103通过设置在连接盒100中的无线电模块和无线电模块502可通信地耦合到传感器109。接口适配器103启动传感器数据记录，并由电池、可再充电电池或外部供电设备供电。此外，设置内部或外部存储介质以便记录传感器数据。以与图9和10的情况中相同的方式进行记录过程的设置。
图12示出参数化和数据记录系统的又一示例性实施例。连接盒100和传感器109之间的无线通信对应于图7所描述的情况。这里，接口适配器103启动传感器数据记录，并且由电池、可再充电电池或由外部电源设备111供电。为了记录传感器数据，在这个实施例中也将存储介质集成在连接盒或者接口适配器103中，或者从外部连接存储介质。在这个实施例中，便携式电脑104或控制单元401也用于设置数据记录以及读出所存储的数据。
图13示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。为此，将连接盒100设计成使得组合的控制和通信单元1401能够连接到接口连接102(见图17)。组合的控制和通信单元1401是包括控制单元401和接口适配器103的组合。附图标记1402示出USB连接。
作为包括控制单元和通信单元的组合的结果，在例如为了读出数据而将连接盒连接到便携式电脑的同时，作为选择，可以由连接盒100来实现传感器的操作或控制。
图14示出根据本发明的又一示例性实施例的参数化和数据记录系统的示意图。连接盒100包括第二接口连接，控制单元401可以连接到该第二接口连接，第二接口连接也可以用于数据存储。因此，测量数据能够在控制单元401中进行缓冲，随后可以由读出单元104经由接口适配器103执行测量数据的读出。
图15示出根据本发明的示例性实施例的适配器连接器108的四个不同的透视图1501、1502、1503和1504。
图16示出图15的适配器连接器的另外四个示意图。1606表示主视图，1607、1608和1609表示适配器连接器108的三个侧视图(从顶部、从侧面和从下面)，而1610表示适配器连接器108的后视图。
在正面，适配器连接器108包括用于连接到50系列现场设备的不同接触区域1602、1603、1604和1605。为了防止适配器连接器108颠倒地插入现场设备，设置例如接线片(lug)1601。
1610示出适配器连接器108的示意性后视图。这里也设置四个连接区域1703、1704、1705和1706，以便将适配器连接器连接到连接盒100的I2C线缆202的I2C连接器。而且，这里也以四个榫型、或者在适配器连接器108的第一侧形成缺口(indentation)1701并且在第二侧形成四个朝外的弯曲1702的形式安装防转动设备。朝外的弯曲1702还可以包括其它形式，但是必须对应于与相对的插座朝内的弯曲匹配。
图17示出接口连接102、1901的三个示意图，其具有弹性触点1704、1705、1706、1707、1708和1709、1710、1711、1712、1713。
图1701示出接口连接102、1901的下侧；图1702示出侧视图；而1703示出主视图。
十个触针1704至1713各自耦合到相应的弹性元件(图17中未示出)，并且至少可以部分地推入(与弹性力相反)到接口连接102的基体(basebody)中。当将接口适配器103旋拧到连接盒100上时，上触针1709至1713压靠在接口适配器103相应的接触表面上，从而建立良好的导电接触。
图18示出传感器109或者接口适配器103的弹性触点102、1901的详细示意图。1801示出触点1802、1803、1804和1805的俯视图。1806示出触点1807、1808、1809和1810的俯视图。1811示出弹性触点的第一侧视图，1822示出视线方向偏移90度的弹性触点的第二侧视图。
弹性触点例如包括弹性元件，当将接口适配器103旋拧到连接盒100中时，通过所述弹性元件将触针1802至1805或1807至1810压靠在相应的接触表面上。
图19示出从四个不同的方向看到的连接盒100的示意图1907、1908、1909和1910。连接盒100包括用于容纳接口适配器103的连接区域1906。为了将接口适配器103连接到连接盒，设置例如以弹性触点的形式设计的接口连接102、1901。接口连接102用于传输I2C信号，而接口连接1901(与接口连接102中的一个结合)用于传输HART信号。
而且，连接盒100包括线缆引入孔(leadthrough)1902，通过其能够馈入HART线105或I2C总线线缆106。连接盒100包括盖元件1903和基座元件1904，通过铰链1905将其相互连接，使得能够铰链旋开连接盒100。
图20示出连接盒100处于铰链旋开状态的另外三个透视图2007、2008和2009。设置夹持元件2001、2002、2003和2004以便容纳相应的连接线缆105、106、107和适配器连接器108。
图21示出包括I2C总线线缆106和连接器108的连接盒100的另外三个透视图2107、2108和2109。
另外，可以提供HART线缆105(在图21中未示出)，其例如从衬套(bush)2101中露出，使得可以连接到现场设备的HART线。
图22示出根据本发明的又一示例性实施例的连接盒100的示意图。连接盒100包括用于连接到接口适配器的滑动触点102。图17示出滑动触点102的详细视图。此外，连接盒100包括HART线缆105，其提供现场设备连接101。HART线缆105包括例如以端子或连接器的形式设计的两个连接器1501和1502。HART线缆105能够经由这两个连接器1501和1502连接到现场设备。
图23示出连接盒100的又一示意图，其具有包括两个连接器1501和1502的HART线缆105以及I2C线缆106。而且，设置接口连接102和1901。
图24示出根据本发明的示例性实施例的接口适配器的框图。接口适配器103包括接口适配器的第一区域中的现场设备接口115和接口适配器的第二区域中的控制设备接口116。现场设备接口115包括五个连接触点123、124、125、126和127。连接触点123、124和125是I2C总线的I2C连接。连接触点127是HART总线的HART连接，而连接触点126是HART连接127和I2C连接123至125的公共地。
此外，提供特定HART模块128，其用于将处理器信号转换成用于HART的FSK信号。HART模块128连接到地126和HART输出127。在另一侧，HART模块128连接到微处理器129，其控制HART总线或I2C总线通信。微处理器129还用于监视电压和输出，并控制NAND闪存130中的数据(例如来自现场设备的测量数据)存储。NAND闪存130例如具有256兆字节的存储容量。当然，也可以具有其它存储大小。
PIC模块133用于将串行信号(SIO)转换成I2C。为此，PIC模块133一方面连接到微处理器129的SIO输出138，另一方面连接到接口适配器的I2C输出的SDA或SCL连接124、125。
经由快速SIO 134，处理器129与USB侧的处理器131交换数据(处理器131位于第二区域中)。
在两个处理器129、131的两个快速SIO输出134、135之间进行交换的数据例如是由标准接口提供的数据。
USB侧的处理器131经由USB连接136连接到三个USB触点120(VBUS)、121(D+)和122(D-)。可以从USB插座119的外部分接出这三个触点120至122以及地触点137。另外，在I2C侧或HART侧的第一区域和USB侧的第二区域之间设置电位分隔区(potential separation)117。可以电容性地或经由独立的电容器来实现电位分隔区(如图24所示)，或者可以电感性地实现电位分隔区(在图24中未示出)。
此外，设置DC/DC转换器118，其一方面连接到USB侧的处理器131，另一方面连接到电路132。
电路132是可以保证在USB电压(通过USB插座119从外部)供电的情况下仅仅通过USB连接119向接口适配器提供电能的电路。另外，部件132保证当接口适配器执行数据记录功能时仅向需要数据记录功能的部件(这些部件位于第一区域115中)提供电能。这样可以节省电能。
图25示出通过USB数据线202和便携式电脑104进行参数化或传感器数据记录的接口适配器103的又一应用。为此，将接口适配器103直接放置在填充水平传感器109上，从而在接口适配器103的现场设备接口115和传感器109的相应的现场设备接口之间建立接触。接口适配器103通过USB连接2501连接到便携式电脑104。
图26示出通过在传感器109和便携式电脑104(或PDA或移动电话等)之间进行无线电通信来进行传感器109的参数化或读出。为此，传感器109包括具有天线702的无线电接口。在便携式电脑104中具有相应的无线电接口。为了供电，传感器109经由线缆112连接到供电设备111。
设备104可以设计成提供冗余功能，冗余功能例如还可以从控制室提供。另外，移动设备104也可以设计成提供非冗余功能，非冗余功能不另外由任何其它设备提供。
图27示出根据本发明的示例性实施例的传感器数据记录的示例，其中，放置在该位置的接口适配器103将长期例如几个月的传感器数据直接记录在传感器上。为此，将接口适配器103直接放置在传感器上并且连接到所述传感器，传感器109向所述接口适配器103供电。接口适配器103启动或触发传感器数据记录。为此，在早先的时刻例如通过控制单元401或便携式电脑104相应地使接口适配器参数化。
为此，接口适配器103包括例如存储芯片或外部可插入USB存储棒形式的内部或外部存储介质。
如上所述，可以通过便携式电脑104或控制设备401设置数据记录的起始点、结束点和记录范围。在数据记录期间或之后，可以通过USB 202读出接口适配器103。
此外，应当指出，“包括”不排除其它元件或者步骤，而且“一”或者“一个”不排除多个。而且，应当指出，参考上述示例性实施例中的一个描述的特征或步骤还可以与上述其它示例性实施例的其它特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不认为是对本发明的限制。

Claims (27)

1.一种用于现场设备的接口适配器(103)，所述接口适配器(103)包括：
现场设备接口(115)，用于将所述接口适配器(103)连接到现场设备(109)；
控制设备接口(116)，用于将所述接口适配器(103)连接到移动控制设备(104)；以及
存储介质；
其中，所述接口适配器(103)被设计成在所述现场设备(109)和所述移动控制设备(104)之间传输数据；以及
其中，所述现场设备是填充水平测量设备和压力测量设备中的至少一个；
其中，所述接口适配器(103)被设计成与连接盒(100)直接彼此连接；
其中，所述数据包括所述现场设备的测量数据；
其中，所述接口适配器(103)被设计成在所述存储介质中记录所述测量数据；
其中，所述接口适配器(103)被设计成从所述连接盒(100)取下以及随后被所述移动控制设备(104)读出。
2.根据权利要求1所述的接口适配器(103)，
其中，所述接口适配器(103)被设计为用于进行数据传输，以将来自所述现场设备(109)的信号转换成用于所述控制设备(104)的USB信号；以及
其中，来自所述现场设备(109)的信号从包括HART信号、I2C信号、Profibus信号、现场总线基金会信号、4...20mA信号、VEGA VBUS信号和开关信号的组中选择。
3.根据权利要求1或2所述的接口适配器(103)，还包括：
存储器，用于缓冲要传输的数据。
4.根据权利要求1或2所述的接口适配器(103)，还包括：
显示和控制单元(401)，其被集成在所述接口适配器(103)中。
5.根据权利要求1或2所述的接口适配器(103)，
其中，所述数据包括用于参数化所述现场设备(109)的参数化数据；以及
其中，所述接口适配器(103)被设计成将所述参数化数据从所述控制设备(104)传输到所述现场设备(109)。
6.根据权利要求1所述的接口适配器(103)，还包括：
无线电接口，用于在所述接口适配器(103)和所述现场设备(109)之间无线传输信号。
7.根据权利要求1所述的接口适配器(103)，
其中，所述接口适配器(103)包括用于连接到所述现场设备(109)的弹性触点。
8.一种用于现场设备的参数化和数据记录系统，包括：
连接盒(100)；
根据权利要求1所述的接口适配器(103)，其具有用于连接到所述连接盒(100)的现场设备接口(115)；
其中，所述接口适配器(103)和所述连接盒(100)被设计成在所述现场设备(109)和移动控制设备(104)之间传输数据；以及
其中，所述现场设备是填充水平测量设备和压力测量设备中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述接口适配器(103)被设计成传输数据以将来自所述现场设备(109)的信号转换成用于所述控制设备(104)的USB信号；以及
其中，来自所述现场设备(109)的信号从包括HART信号、I2C信号、Profibus信号、现场总线基金会信号、4...20mA信号、VEGA VBUS信号和开关信号的组中选择。
10.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述数据包括用于参数化所述现场设备的参数化数据；以及
其中，所述参数化和数据记录系统被设计成通过所述接口适配器(103)和所述连接盒(100)将所述参数化数据从所述控制设备(104)传输到所述现场设备(109)。
11.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述数据包括所述现场设备的测量数据；以及
其中，所述参数化和数据记录系统被设计成通过所述连接盒(100)和所述接口适配器(103)将所述测量数据从所述现场设备(109)传输到所述控制设备(104)。
12.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述接口适配器(103)包括控制设备接口(116)；
其中，所述控制设备接口(116)被设计成将所述接口适配器(103)连接到所述控制设备(104)；以及
其中，所述连接盒(100)包括用于将所述连接盒(100)连接到所述现场设备(109)的现场设备连接(101)。
13.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述接口适配器(103)包括用于连接到所述控制设备(104)的USB连接。
14.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述连接盒(100)包括用于将所述连接盒(100)直接连接到所述接口适配器(103)的第一接口连接(102)。
15.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述连接盒(100)包括用于将所述连接盒(100)直接连接到显示和控制单元(401)的第二接口连接。
16.根据权利要求12所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述现场设备连接(101)被设计成连接到HART线(112)。
17.根据权利要求12所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述现场设备连接(101)被设计成连接到I2C总线。
18.根据权利要求12所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述现场设备连接(101)包括用于连接到由VEGA制造的50系列设备的适配器连接器(108)。
19.根据权利要求18所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述适配器连接器(108)包括规则化连接，以防止所述适配器连接器(108)错误地连接到所述50系列设备。
20.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，还包括：
电源，用于向所述接口适配器(103)独立供电。
21.根据权利要求20所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述电源包括可再充电电池和太阳能电池模块；
其中，所述太阳能电池模块被设计为对所述可再充电电池充电。
22.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述连接盒(100)包括可从外部进入的空腔，所述空腔被设计成容纳HART线缆(105)、I2C总线线缆(106)、USB线缆(107)和适配器连接器(108)。
23.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，还包括：
无线电接口，用于在所述参数化和数据记录系统与所述现场设备(109)之间无线传输信号。
24.根据权利要求14所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述第一接口连接(102)包括用于将连接盒(100)连接到所述接口适配器(103)的滑动触点。
25.根据权利要求8所述的参数化和数据记录系统，
其中，所述接口适配器(103)包括显示和控制单元(401)，其被集成在所述接口适配器(103)中。
26.根据权利要求8至25中的任一项所述的参数化和数据记录系统的用途，用于在现场设备(109)和控制设备(104)之间传输信号，
其中，所述现场设备是填充水平测量设备和压力测量设备中的至少一个。
27.一种使用根据权利要求8至25中的任一项所述的参数化和数据记录系统在现场设备(109)和控制设备(104)之间传输信号的方法，所述方法包括以下步骤：
使用现场设备接口(115)将接口适配器(103)连接到连接盒(100)；
通过所述接口适配器(103)和所述连接盒(100)在所述现场设备(109)和所述控制设备(104)之间传输数据；
其中，所述现场设备是填充水平测量设备和压力测量设备中的至少一个。
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