CN101568890B - 用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备 - Google Patents

用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101568890B
CN101568890B CN2007800474078A CN200780047407A CN101568890B CN 101568890 B CN101568890 B CN 101568890B CN 2007800474078 A CN2007800474078 A CN 2007800474078A CN 200780047407 A CN200780047407 A CN 200780047407A CN 101568890 B CN101568890 B CN 101568890B
Authority
CN
China
Prior art keywords
field
bus
sensor
wire
communication unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800474078A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101568890A (zh
Inventor
托马斯·约格
斯特凡·康拉德
阿尔弗雷德·乌姆克雷尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG filed Critical Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Publication of CN101568890A publication Critical patent/CN101568890A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101568890B publication Critical patent/CN101568890B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25012—Two different bus systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25014—Fieldbus general name of bus connected to machines, detectors, actuators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25428—Field device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25462—Galvanic separation, galvanic isolation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

一种用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备，其具有第一电源部分V1，其通过第一二线制连接A1可与现场总线FB相连。现场设备完全通过现场总线FB被供电。二线制现场设备具有第二电源部分V2，其连接至第一电源部分V1并且用于经由第二二线制连接A2为传感器总线SB供电。还提供了：现场总线通信单元FKE，其与第一二线制连接A1和第一电源部分V1相连，并且用于经由现场总线的数据交换；和传感器总线单元SKE，其与第二二线制连接A2和第二电源部分V2相连，并且用于经由传感器总线的数据交换。处理模块VM与现场总线通信单元FKE、传感器总线通信单元SKE和第一电源部分V1相连。根据本发明，现场总线FB和传感器总线SB彼此流电隔离。

Description

用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备
技术领域
本发明涉及一种用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备。
背景技术
从US 6,574,515已知一种这类用于过程自动化技术的二线制现场设备，多个传感器元件可连接至该二线制现场设备且该二线制现场设备通过二线制过程控制回路而被应能量。从传感器元件发送的测量值在处理模块中被加工并经由连接至二线制过程控制回路的通信接口而传递至上位单元。
在这种二线制现场设备的情况中，多个传感器元件结合为传感器组，并且每一组经由多路转换器与处理模块相连。多路转换器和处理模块之间的数据传输数字地进行。为了将传感器元件与处理模块流电隔离，在通信线路中在多路转换器之后提供隔离器。各个传感器元件的供电是经由分离的电压源线路进行的，在该电压源线路中需要另外的隔离器用于流电隔离。
这种装置的一个缺点是，对于每一传感器组，在通信线路中和电压源线路中都需要流电隔离。
这种装置的另一缺点是，必须将四条线路引向每一传感器元件，这需要可观的布线花费。
发明内容
于是，本发明的一个目的是提供一种用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备，其不具有上面提到的缺点，特别地，其仅仅需要较少的布线花费，易于流电隔离并且可简单且成本低廉地制造。
这个目的一种用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备来实现。该现场设备具有：第一电源部分，其能够通过第一二线制连接与现场总线相连，现场设备完全通过现场总线被供应能量；第二电源部分，其连接至第一电源部分并且用于经由第二二线制连接为传感器总线供应能量；现场总线通信单元，其与第一二线制连接和第一电源部分相连，并且用于经由现场总线的数据交换；传感器总线通信单元，其与第二二线制连接和第二电源部分相连，并且用于经由传感器总线的数据交换；处理模块，其与现场总线通信单元、传感器总线通信单元和第一电源部分相连。其中，现场总线和传感器总线彼此流电隔离。
本发明的主要思想是，在被通过现场总线而供电的二线制现场设备的情况中，各个传感器元件经由传感器总线连接至处理单元并且提供在现场总线和传感器总线之间的流电隔离。流电隔离可以根据三种实施例而不同地设置在现场设备中。
以这种方式，减少了所需的流电隔离的数目。另外，对于各个传感器元件的布线花费也变小。
附图说明
下面根据附图中示出的实施例详细解释本发明。附图中：
图1是本发明的二线制现场设备的框图；
图2是根据图1的现场设备的第一变型实施例；
图3是根据图1的现场设备的第二变型实施例；
图4是根据图1的现场设备的第三变型实施例；和
图5是根据图1的现场设备的流电隔离电路的三种形式。
具体实施方式
图1示意性显示了用于过程自动化技术的二线制现场设备，其用于连接至少一个传感器元件。现场设备F1具有现场总线通信单元FKE，其经由第一二线制连接A1与现场总线FB相连。同样与第一二线制连接A1相连的是电源单元V1。电源单元V1用于现场设备F1的各个电子元件的能量供应。正如在二线制现场设备中所常见的，现场设备F1的全部电能都是经由现场总线FB提供的。除了第一电源单元V1之外，提供第二电源单元V2，其经由第二二线制连接A2与传感器总线SB相连。多个传感器元件S1、S2、S3连接至传感器总线SB。第二电源单元V2用于连接至传感器总线SB的传感器元件的能量供应。它同样从电源单元V1获得其能量。
与第二二线制连接A2相连的还有传感器通信单元SKE，其也由第二电源单元V2供应能量。处理模块VM用作对于从传感器元件S1、S2、S3发送的数据(例如，测量值)的中央处理单元，其与传感器总线通信单元SKE以及现场总线通信单元FEK相连。在处理模块VM中，传感器元件的测量值被处理并转发至现场总线通信单元FKE，以通过现场总线进行传输。经由现场总线FB的通信可以例如依据Profibus标准而进行。传感器总线系统可以例如是HART多点系统或者Profibus系统。
现场总线通信单元FEK和传感器总线通信单元SKE负责经由相应总线系统的数据传输(物理的总线接口或者电报构造)。
以阴影示出流电隔离有意义的三种选择。
本发明的一个根本优点是，仅需在两个位置提供流电隔离。另外，对于各个传感器元件的布线花费显著减少。
在图2-4中示意性给出本发明的三个变型实施例，每一种情况中都具有流电隔离电路J。
图2显示了设置在第一和第二电源单元V1和V2之间以及在处理模块VM和传感器总线通信单元SKE之间的流电隔离电路J。处理模块VM主要由具有CPU和不同存储单元RAM、ROM、EEPROM的微控制器构成。
图3显示了在两部分构成的处理模块VM的两个部分VM1、VM2之间设置的流电隔离电路J。这两个部分VM1、VM2各自具有一个独立的微控制器，其中处理模块VM1中的微控制器用作主机，且处理模块VM2中的微控制器用作从设备。
图4显示了在第一和第二电源单元V1和V2之间以及在处理模块VM和现场总线通信单元FKE之间设置的流电隔离电路J。
在所有三个变型(图2-4)的情况中，流电隔离电路J由用于数据传输的光耦O和用于能量传输的直流电压转换器DC/DC(DC/DC转换器)构成。
图5显示，光耦O也可以由线圈对SP替代。作为另一变型，可以考虑在一个部件BT中实现直流电压转换器DC/DC以及线圈对SP。
在本发明的另一实施例中，可以在每一传感器元件中提供独立的流电隔离。
本发明以简单的方式将多个传感器元件S1、S2、S3流电地与现场总线FB隔离。

Claims (4)

1.用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备，具有：
第一电源部分V1，其能够通过第一二线制连接A1与现场总线FB相连，现场设备完全通过现场总线FB被供应能量；
第二电源部分V2，其连接至第一电源部分V1并且用于经由第二二线制连接A2为传感器总线SB供应能量；
现场总线通信单元FKE，其与第一二线制连接A1和第一电源部分V1相连，并且用于经由现场总线的数据交换；
传感器总线通信单元SKE，其与第二二线制连接A2和第二电源部分V2相连，并且用于经由传感器总线的数据交换；
处理模块VM，其与现场总线通信单元FKE、传感器总线通信单元SKE和第一电源部分V1相连；
其特征在于，所述现场总线FB和所述传感器总线SB彼此流电隔离。
2.根据权利要求1所述的二线制现场设备，其中，所述流电隔离是在处理模块VM和传感器总线通信单元SKE之间以及在电源部分V1和电源部分V2之间提供的。
3.根据权利要求1所述的二线制现场设备，其中，所述流电隔离是在处理模块VM和现场总线通信单元FKE之间以及在电源部分V1和电源部分V2之间提供的。
4.根据权利要求1所述的二线制现场设备，其中，所述处理模块VM构成为两部分，并且所述流电隔离是在处理模块VM的两个部分VM1、VM2之间以及在电源部分V1和电源部分V2之间提供的。
CN2007800474078A 2006-12-19 2007-11-30 用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备 Expired - Fee Related CN101568890B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006060447A DE102006060447A1 (de) 2006-12-19 2006-12-19 Zweileiterfeldgerät für die Prozessautomatisierungstechnik zum Anschluss mindestens eines Sensorelements
DE102006060447.4 2006-12-19
PCT/EP2007/063066 WO2008074609A2 (de) 2006-12-19 2007-11-30 Zweileiterfeldgerät für die prozessautomatisierungstechnik zum anschluss mindestens eines sensorelements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101568890A CN101568890A (zh) 2009-10-28
CN101568890B true CN101568890B (zh) 2011-08-24

Family

ID=39052666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800474078A Expired - Fee Related CN101568890B (zh) 2006-12-19 2007-11-30 用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100133899A1 (zh)
EP (1) EP2092398B1 (zh)
CN (1) CN101568890B (zh)
AT (1) ATE474255T1 (zh)
DE (2) DE102006060447A1 (zh)
ES (1) ES2348269T3 (zh)
WO (1) WO2008074609A2 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009014709A1 (de) * 2009-03-27 2010-10-07 Festool Gmbh Steuerungseinrichtung für eine portable elektrische Maschine mit einem Kommunikationsbus und Maschine
DE102011076708A1 (de) * 2011-05-30 2012-12-06 Endress + Hauser Process Solutions Ag Funkeinheit mit einer Versorgungsschaltung zur Spannungsversorgung und Verfahren zum Betreiben einer solchen Funkeinheit
EP2784977A1 (de) * 2013-03-28 2014-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Kopplereinheit zur Energie- und Datenübertragung in explosionsgefährdeten Umgebungen über Ethernet-Leitungen
CN111352364A (zh) * 2019-11-08 2020-06-30 凯里云瀚智慧城市运营管理有限公司 一种支持远程控制的传感器电路
DE102019132965A1 (de) * 2019-12-04 2021-06-10 CSM Computer-Systeme Meßtechnik GmbH Sensoranordnung mit einer Auswerteeinrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0355532B1 (de) * 1988-08-19 1994-10-26 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zum Übertragen von Daten und einer Versorgungsspannung über eine Busleitung
US5825664A (en) * 1989-10-02 1998-10-20 Rosemount Inc. Field-mounted control unit
EP0666631B1 (de) * 1994-02-04 1999-12-15 Hartmann & Braun GmbH & Co. KG Speisesystem für einen Feldbus
CN2398659Y (zh) * 1999-08-31 2000-09-27 陈先鄂 双线交流电极水位控制器
CN2467369Y (zh) * 2000-12-14 2001-12-26 郑州辉煌科技有限公司 载波通讯现场采集装置
US6574515B1 (en) * 2000-05-12 2003-06-03 Rosemount Inc. Two-wire field-mounted process device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29907909U1 (de) * 1999-05-04 1999-07-15 Spectrum Systementwicklung Microelectronic GmbH, 22962 Siek Einsteckkarte und integriertes Überwachungssystem für Prozesse
US6508131B2 (en) * 1999-05-14 2003-01-21 Rosemount Inc. Process sensor module having a single ungrounded input/output conductor
DE19953189A1 (de) * 1999-11-05 2001-05-10 Bosch Gmbh Robert Regelanordnung für ein hydraulisches oder pneumatisches System
US6397322B1 (en) * 2000-03-31 2002-05-28 Schneider Automation, Inc. Integrated intrinsically safe input-output module
EP1334411B1 (en) * 2000-11-16 2014-09-10 Invensys Systems, Inc. Apparatus, control system and method for inductive communication across an isolation barrier
FR2841007B1 (fr) * 2002-06-18 2004-07-23 Schneider Automation Systeme de communication de securite
DE10344263A1 (de) * 2003-09-23 2005-05-12 Conducta Endress & Hauser Verfahren zur sicheren Datenübertragung zwischen einem eigensicheren Sensor und einer nicht eigensicheren Auswerteeinheit
DE102004009734A1 (de) * 2004-02-25 2005-09-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Feldgerät für die Automatisierungstechnik mit Lichtwellenleiteranschluss zur Datenübertragung
US7421531B2 (en) * 2005-01-12 2008-09-02 Rosemount Inc. Isolating system that couples fieldbus data to a network

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0355532B1 (de) * 1988-08-19 1994-10-26 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zum Übertragen von Daten und einer Versorgungsspannung über eine Busleitung
US5825664A (en) * 1989-10-02 1998-10-20 Rosemount Inc. Field-mounted control unit
EP0666631B1 (de) * 1994-02-04 1999-12-15 Hartmann & Braun GmbH & Co. KG Speisesystem für einen Feldbus
CN2398659Y (zh) * 1999-08-31 2000-09-27 陈先鄂 双线交流电极水位控制器
US6574515B1 (en) * 2000-05-12 2003-06-03 Rosemount Inc. Two-wire field-mounted process device
CN2467369Y (zh) * 2000-12-14 2001-12-26 郑州辉煌科技有限公司 载波通讯现场采集装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008074609A2 (de) 2008-06-26
US20100133899A1 (en) 2010-06-03
CN101568890A (zh) 2009-10-28
EP2092398B1 (de) 2010-07-14
WO2008074609A3 (de) 2008-09-18
ES2348269T3 (es) 2010-12-02
EP2092398A2 (de) 2009-08-26
ATE474255T1 (de) 2010-07-15
DE102006060447A1 (de) 2008-06-26
DE502007004433D1 (de) 2010-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11093427B2 (en) Switch fabric having a serial communications interface and a parallel communications interface
US9436641B2 (en) Switch fabric having a serial communications interface and a parallel communications interface
US10430359B2 (en) Use of an IO link for linking field devices
EP3258652B1 (en) Local interconnect network bus architecture
CN101568890B (zh) 用于连接至少一个传感器元件的过程自动化技术二线制现场设备
CN110663228B (zh) 用于连接数据总线用户设备的模块单元
US20210144877A1 (en) Modular interface system for connecting a control device and field devices
US20230069780A1 (en) System and method for controlling a valve manifold
DE102017213365B4 (de) Kommunikationsvorrichtung, System und Verfahren
CN109462486B (zh) 具有电压供应和通信接口的集成布置
EP4042247A1 (en) Input/output apparatus and methods for monitoring and/or controlling dynamic environments
CN106326174A (zh) 一种两线通信电路
KR20140089799A (ko) SPI(Serial Peripheral Interface) 인터페이스 장치
CN106708772A (zh) 一种智能usb集线器
CN101437322A (zh) 一种接插件复用方法及装置
EP2369790B1 (en) Communication device
CN107678395A (zh) 接触网作业车的操作台连接装置
US8972643B2 (en) Field bus network adapter and field bus network subscriber with field bus connections
CN202404431U (zh) 实现分布式控制系统与测量设备互连的输入接口装置
CN111148348B (zh) 基于PCB布线的EtherCAT IO模块信号分配板
CN202041846U (zh) 仿真系统经由不同总线与电子控制单元通信的设备
CN202486536U (zh) 停车设备专用远程i/o控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110824

Termination date: 20171130