CN102648562B - 用于设定现场设备电流供应模块的参数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于设定现场设备电流供应模块(WA)的能源供应参数的方法。该现场设备电流供应模块(WA)在这种情况下仅仅连接至一个现场设备(FG)。该连接的现场设备(FG)能够通过现场设备电流供应模块(WA)被提供电能。在该方法中，通过现场设备电流供应模块(WA)首先识别连接的现场设备(FG)的现场设备类型。随后从数据库中自动读取现场设备电流供应模块(WA)的至少一个能源供应参数的参数设定，并将该参数设定加载到现场设备电流供应模块(WA)中。

Description

用于设定现场设备电流供应模块的参数的方法
本发明涉及用于设定现场设备电流供应模块的供能参数的方法。在这种情况下，现场设备电流供应模块仅仅连接至一个现场设备。现场设备电流供应模块具有电能源或连接至电能源。借助该现场设备电流供应模块，向连接的一个现场设备提供电能。
在过程自动化技术中，通常应用用于寄存和/或影响过程变量的现场设备。例如，用作寄存过程变量的传感器是灌装面测量设备，流量测量设备，压力和温度测量设备，pH-氧化还原电势测量设备，电导率测量设备等等，它们分别寄存对应的过程变量，即灌装面、流量、压力、温度、pH值以及电导率。用作影响过程变量的是致动器，例如阀门或泵，通过阀门或泵可改变管线段中的液体流量或容器中的灌装面。这样的传感器和致动器被特别称为现场设备。从恩德莱斯和豪瑟尔（Endress+Hauser）公司可获得大量这样的现场设备。
在现代工业车间中，现场设备通常经由总线系统（ 现场总线，等）与上级单元连接。通常，上级单元是控制系统或控制单元，例如PLC（可编程逻辑控制器）。除了其他方面之外，上级单元用于过程控制，过程观察，过程监视以及用于启动现场设备。由现场设备，尤其是传感器，寄存的测量值经由特定总线系统传送至一个上级单元（或在给定情况下，多个上级单元）。随之的，还需要数据从上级单元经由总线系统传送至现场设备，特别是用于配置和参数化现场设备以及用于操作致动器。
此外，现场设备和上级单元之间可采用有线数据传输，也可采用例如无线电的无线数据传输。为了实现无线数据传输，较新的现场设备部分地实现为无线电现场设备。通常这些无线电现场设备具有作为集成部件的无线电单元。而且，它们还可具有集成电流源，例如一次性电池，以便它们可操作为自供电单元。
随之而来的，可以通过连接具有无线电单元的无线适配器来升级没有无线电单元（即仅具有有线通信接口）以及没有自身的电流源的现场设备，以便使它们变成具有无线电的现场设备。例如，在WO2005/103851A1的公开内容中描述了一种无线适配器。在这种情况下，无线适配器优选以其也使能连接的现场设备供应能源（或供应电流）的方式来实施。在这种情况下，无线适配器同时形成现场设备电流供应模块。
与现场设备中类似，也在无线适配器中提供多个参数。在某种程度上，上述参数是无线适配器的制造商预设的和/或上述参数可由用户进行设定，特别是进行改变、激活和/或停用。无线适配器的参数通常存储在无线适配器的存储器中。这样，无线适配器的对应的控制单元（例如微处理器）可访问这些参数并对应于参数设定操作无线适配器。在这种情况下，通过相应的参数设定可确定无线适配器的操作方式。
如果无线适配器也能为连接的现场设备提供能源供应（或电流供应），即，无线适配器也实现为现场设备电流供应模块，则在无线适配器中提供对应的参数，这些参数能关于现场设备的能源供应（或电流供应）来设定。这些参数在下文中被称为无线适配器的能源供应参数。例如，无线适配器的能源供应参数是启动电压，其在启动阶段中由无线适配器提供给连接的现场设备，以及操作电压，其在启动阶段后由无线适配器提供给现场设备。根据连接至无线适配器的现场设备类型的，对由无线适配器提供的能源供应有着不同的要求。
在这种情况下，以前能够使用所谓的默认参数设定（标准参数设定，其也可被预设）用作无线适配器的能源供应的参数，默认参数设定适用于多种类型的现场设备。但是，这种默认参数设定通常不能使相应连接的现场设备的能源供应最优化。这尤其意味着直至现场设备传递有效测量值要更长的时间周期和/或增大的能耗。
而且，也能由用户执行能源供应参数的设定。为此，特别地，用户使用对应的配置工具。而且，这里产生了问题，首先，用户必须确定对于相应连接的现场设备类型优化的能源供应参数的参数设定（例如通过查询相应现场设备的手册等），且随后必须将这样的参数输入进无线适配器。为此，需要用户付出相当多的努力。而且，发生故障的风险相对较高。
因此，本发明的一个目的是提供一种方法，对于现场设备电流供应模块来说，特别是对于无线适配器来说，本方法能在所有情况下以简单和可靠的方式为连接的现场设备设定现场设备电流供应模块的合适的能源供应参数。
上述目的由权利要求1中定义的方法实现。从属权利要求中阐述了本发明有利地进一步的改进。
本发明提供一种用于设定现场设备电流供应模块的能源供应参数的方法。在这种情况下，现场设备电流供应模块仅仅连接至一个现场设备（特别是传感器或致动器）。此外，现场设备电流供应模块包括电能源或其连接至电能源，并且连接的现场设备由现场设备电流供应模块提供电能（或电力）。在这种情况下，本发明的方法包括以下步骤：
A）通过现场设备电流供应模块识别连接的现场设备的现场设备类型；以及
B）从数据库中自动读取现场设备电流供应模块的至少一个能源供应参数的参数设定，并将其加载到现场设备电流供应模块中，其中读取的参数设定针对于识别的现场设备类型，其中至少一个能源供应参数涉及通过现场设备电流供应模块对现场设备进行能源供应（特别是电流供应），并且其中存储在数据库中的是用于多个现场设备类型的至少一个能源供应参数的参数设定。
在数据库中，对不同现场设备类型，可以以简单的方式对能源供应参数的适当参数设定进行管理，并且在给定情况下，以简单的方式进行更新。因为在设定能源供应参数的情况下，访问数据库且从数据库自动读取适用于识别的现场设备类型的参数设定，因此保证能源供应参数的正确参数设定存在于现场设备电流供应模块中。与用户的手动输入相比，在这种情况下，不会出现确定了错误参数设定（例如用于另一现场设备类型）或输入了错误参数设定的风险。因此防止了由能源供应参数的缺陷的设定而导致的现场设备的操作期间的故障，和/或避免了由能源供应参数的非优化设定导致的现场设备的能耗增大。此外，降低了用户设定能源供应参数所需的努力。
现场设备电流供应模块不是必须实施为无线适配器。确切的说，现场设备电流供应模块通常可以是实现为连接至（单一）现场设备的模块，并通过其为一个连接的现场设备提供电能（或电力）。例如，取代上述频繁提及的直接连接至电网，还可使现场设备经由本发明的现场设备电流供应模块连接至电网乃至可存在于现场设备电流供应模块外部和/或内部的另一能量源。因此，现场设备电流供应模块可为现场设备提供电能。以此方式，电流供应可以被优化地匹配于相应现场设备类型。以此方式，可降低电能消耗。除了对连接的现场设备进行电流供应，现场设备电流供应模块还能执行其他功能。
在现场设备电流供应模块中，在这种情况下，以如上文参考无线适配器进行的说明的对应的方式提供参数，由此可以设定现场电流供应模块的操作方式。在这种情况下，参数特别地存储在现场电流供应模块的存储器中，以便现场设备电流供应模块的控制单元（例如微处理器）可访问这些参数并且可以对应于参数设定去操作现场设备电流供应模块。特别地，能源供应参数提供在现场设备电流供应模块中，其中通过设定能源供应参数，可调整现场设备电流供应模块提供的能源供应（或电流供应）的属性或特性变量。
参数设定有时也称为参数化或配置。以对应的方式，如对于现场设备的情况，以及对现场设备电流供应模块的情况来说公知的，能够提供对于设定它们的参数的不同的访问机会。特别地，现场设备电流供应模块的参数可经由集成在现场设备电流供应模块中的服务单元进行设定（而且在给定情况下，通过显示和服务单元进行设定）。另外或可替换的，可应用实施为与现场设备电流供应模块分开的一个（或在给定情况下，多个）配置单元，其中实现对应的配置工具。在这种情况下，这种配置工具（例如Endress+Hauser的产品）通常提供比集成在现场设备电流供应模块中的显示和服务单元更丰富的功能，例如，更多的显示选项、状态显示、评估选项、具有对应的菜单向导的图形用户界面等等。特别地，这种配置工具通常提供具有对应的菜单向导的图形用户界面，这有助于参数设定并使其更清晰。其上实现了配置工具的配置单元例如可通过直接与现场设备电流供应模块（例如，经由调制解调器）连接的计算机来形成。如果现场设备电流供应模块同时也实现为无线适配器，则配置单元例如也可经由与无线适配器关联的（无线）现场总线（且在给定情况下，补充地，也经由比现场总线上级的网络），或者通常（取决于无线适配器类型）经由无线电连接（例如，经由GSM（全球移动通信系统））、经由蓝牙、经由无线LAN（无线局域网）等而无线地操作来设定参数。在这种情况下，配置工具甚至可在一个单元中实现，其能完成车间中的其他任务，例如过程控制，车间资产管理，可视化任务，过程监视等等。然后，该单元同时提供配置单元。此外，还可由手持辅助设备构成配置单元。这种辅助设备通常连接至现场设备电流供应模块的对应的服务接口。
在这种情况下，现场设备电流供应模块仅仅连接至一个现场设备。特别地，其不实施为向多个并联现场设备提供能源。因此，能源供应参数可设定为专门用于相应连接的现场设备类型，以便优化其能源供应。优选地，现场设备电流供应模块可释放地连接至一个现场设备。这样，其以简单的方式可连接至不同的现场设备，特别是甚至不同类型的现场设备。
其中陈述本方法的某些步骤“自动”执行之处，这是指在没有人为干预，特别是通过软件和/或硬件，来执行。
如上所述，能源供应参数涉及由现场设备电流供应模块对现场设备进行的能源供应。特别地，通过上述内容，现场设备电流供应模块提供的能源（特别是电能）可与相应连接的现场设备的功率需求匹配，且在给定情况下，甚至匹配现场设备的不同操作阶段。能源供应参数的示例除了其他的之外还包括电流值、电压值和/或时间周期（其间例如提供某一电压值）等等。
如上所述，能源供应参数的所需参数设定通常根据连接的现场设备类型而不同。在这种情况下，在数据库中存储用于各个能源供应参数的多个参数设定（或参数值），其中在各个情况下，参数设定针对于（关联于）现场设备类型。因此，在自动读取步骤中，读取针对于识别的现场设备类型的至少一个能源供应参数的参数设定。在这种情况下，能够将对电流供应具有相同的需求（且因此具有相同的能源供应参数的参数设定）的多个不同现场设备分组为数据库中的一个现场设备类型。此外，现场设备电流供应模块中的能源供应参数的参数设定还可在不应首先由现场设备电流供应模块向现场设备提供能源的情况下执行。就现场设备应由现场设备电流供应模块在后续时间点提供能源来说，已经存在了正确的参数设定。
在进一步的改进中，现场设备电流供应模块由无线适配器形成，通过该无线适配器用于连接的现场设备无线信号传输是可行的。这样，常规的现场设备可升级为无线电现场设备，且同时能以节能方式操作。在这种情况下，可假设对于现场设备的所有通信都经由无线适配器而无线地执行。但是这并不是强制性的。确切地说，还可假设一部分通信经由有线连接来进行。例如，对于现场设备来说，可以假设遵循4-20mA标准经由有线通信连接模拟地传送测量值。此外，经由连接的无线适配器，可经由无线电无线地传送测量值、控制命令、其他诊断信息等等。此外，现场设备的信息（测量值、诊断信息、状态信息等等）可经由无线适配器通过无线电而传送至分开实施的单元，分开实施的单元实施为用于对应的无线通信且参考特定过程来执行过程控制、过程监视、车间资产管理和/或可视化任务等等，且通过这样的单元接收电报。
无线适配器能够特别地以如下的方式来实施：其是遵循IEEE802.15.4标准的无线电网络的通信参与者。此外，可根据无线标准或ISA100标准实施无线电网络，其在所有情况下都是基于IEEE802.15.4标准的。对于所述无线电网络来说，无线适配器通常具有网关，网关能与例如有线现场总线、公司网络（例如网、互联网和/或经由GSM的通信）等等的上级网络（高于无线电网络）进行通信。例如，执行过程控制、车间资产管理系统、可视化系统等的上级单元可连接至上级网络，以便能够在这个上级单元和现场设备之间（经由网关和无线适配器）之间进行通信。但是，作为上述标准化无线电网络的替换，也可应用其他无线电网络。另外地或可替换地，无线适配器还可实施为能进行直接无线通信（例如经由GSM、蓝牙、无线LAN等）的方式。这样，无线适配器能与通信单元（例如上级单元，其执行过程控制、车间资产管理系统、可视化系统、厂商资产管理系统等）直接无线地通信，这例如需要传送的测量值或为无线适配器发送控制命令。
在有利的进一步的改进中，现场设备电流供应模块包括至少一个自供电流源。这样，包括现场设备和现场设备电流供应模块的系统可不与电网耦合而操作。如果现场设备电流供应模块同时被实施为无线适配器，则包括现场设备和无线适配器的系统可完全自行操作（即不连接至外部电流电网并且不有线连接至现场总线或网络）。这对于在暴露的、难于接近和/或经受极端条件的使用位置的情况来说特别有利。现场设备电流供应模块可特别包括一次性电池、可充电电池和/或太阳能电池。
在有利的进一步的改进中，数据库提供在与现场设备电流供应模块进行通信的通信单元中。因此，可在从通信单元的数据库中读取的步骤中读取特定参数设定，且可将其经由通信连接加载到现场设备电流供应模块中。在这种情况下，可经由有线连接和/或经由无线电进行通信。在这种情况下，通信单元例如可以是构成车间操作者的车间的一部分的单元，例如上级单元，其执行过程控制（关于与其关联的现场设备）、车间资产管理系统（也称为PAM系统）、可视化系统、网关（参见下文的进一步的改进）等。在这种情况下，通信单元可同时形成服务器。
此外，通信单元还可由外部服务器（具有对应的数据库）形成，外部服务器没有提供在车间操作者的车间中，而是由（现场设备电流供应模块的）制造商提供和更新。这种由制造商提供的外部服务器还能同时构成厂商资产管理系统。在这种厂商资产管理系统中，用于现场设备和/或例如现场设备电流供应模块的其他设备的信息通过其厂商而集中提供在数据库中。对数据库的访问通常由具有密码保护登陆的对应的入口页面实现。一种这样的厂商资产管理系统例如由Endress+Hauser通过“启用Web的资产管理系统WM”提供。在这种情况下，对这种由制造商提供的外部服务器的访问（特别是为了读取相应参数设定）可在车间的通信单元上进行，例如在车间资产管理系统（PAM系统）进行。如上所述，随后参数设定可无线地和/或经由有线连接（取决于车间网络的配置和结构）加载到现场设备电流供应模块中。如果现场设备电流供应模块实施为无线适配器，则还可能这种无线适配器例如经由GSM等直接无线地（或经由无线电）与制造商提供的外部服务器通信。
在进一步的改进中，现场设备电流供应模块实施为无线适配器，且在网关中提供数据库。在这种情况下，网关经由无线（或无线电）连接与现场设备电流供应模块进行通信，并能与上级网络和/或上级计算机单元通信。在网关中提供数据库是有利地，除了其他原因之外，还因为多个无线适配器能够以简单的方式访问数据库。在这种情况下，“上级”是指相对于网络结构来说上级的网络或计算机单元。在给定情况下，也可经由网关进行协议转换。
在进一步的改进中，现场设备电流供应模块包括数据库。这样，设定能源供应参数所需的所有信息都包含在现场设备电流供应模块中而不依赖外部系统。在这种情况下，（从数据库）对参数设定的加载可直接在现场设备电流供应模块中进行。
在进一步的改进中，从数据库中自动读取现场设备电流供应模块的至少一个能源供应参数的参数设定可由现场设备电流供应模块执行。加载参数设定读取的步骤也可经由现场设备电流供应模块自动进行。但是，还可假设读取的参数设定首先提供给用户（例如通过对应的显示单元上的显示器），且在用户确认后自动执行加载（经由现场设备电流供应模块）。
在进一步的改进中，数据库提供在配置单元中，通过配置单元可设定现场设备电流供应模块的参数。在这种情况下，其中实现对应的配置工具（例如Endress+Hauser的产品）的单元被称为配置单元。如上所述，关于配置单元和现场设备电流供应模块之间的通信，取决于所涉及的网络结构和通信参与者的构成和构造，存在用于通信的多个选择。
在这个进一步的改进中，数据库可特别具有用于现场设备电流供应模块的设备整合的信息，例如现场设备电流供应模块的设备描述和/或设备驱动。这种用于设备整合的信息应用在现场设备的情况，并且还可以以对应的方式应用在无线适配器的情况下，或者通常在现场设备电流供应模块的情况下，以便能够经由配置工具设定参数或通常还能操作参数。设备的“设备整合信息”通常描述设备的属性，该属性与操作该设备有关。在这种情况下，用于现场设备电流供应模块的设备整合的信息可以特别包括该现场设备电流供应模块的设定参数所需的信息。用于现场设备电流供应模块的设备整合的信息例如可以包括设备描述（DD）。设备描述通常以文本格式创建（例如ASCII文本格式）。设备描述中提供的信息通常由解释器解释或解译，并提供给配置工具，配置工具构成用于设备描述的框架应用程序。此外，用于现场设备电流供应模块的设备整合的信息也可由现场设备的设备驱动，特别是“设备类型管理器”（DTM），来形成。在这种情况下，设备驱动，特别是“设备类型管理器”是设备专用软件，其包括现场设备电流供应模块的数据和功能，并提供图形操作元素。这种设备驱动需要用于执行的对应的框架应用程序，例如“设备类型管理器”对于其执行需要FDT框架应用程序（FDT：现场设备工具）。构成这种FDT框架应用程序的配置工具例如是由Endress+Hauser生产的
在进一步的改进中，数据库提供在与配置单元通信的通信单元中。如上文关于与现场设备电流供应模块通信的通信单元所说明的，与配置单元通信的通信单元可通过车间内部提供的通信单元（例如车间资产管理系统等）和/或通过车间外部的通信单元（例如厂商资产管理系统）以对应的方式构建。因此，可在读取步骤中从通信单元中的数据库读取特定参数设定，并经由配置单元加载到现场设备电流供应模块中。在这种情况下，可经由有线和/或无线连接进行通信（以用于加载参数设定）。
借助配置单元和/或与配置单元连接的通信单元中提供的数据库，通过配置单元开始自动读取步骤。此外，通过配置单元加载所读取的参数设定的步骤也可自动进行。但是，还可假设读取参数设定首先提供给用户（例如经由配置单元中的显示器）并在用户确认后（经由配置单元）自动执行加载。
在进一步的改进中，在其中存储用于多个现场设备类型的至少一个能源供应参数的参数设定的数据库被集中提供在服务器中，并且被提供在：
a）现场设备电流供应模块中，
b）通信单元中，其与现场设备电流供应模块通信，
c）配置单元中，通过其能够设定现场设备电流供应模块的参数，和/或
d）通信单元中，其与配置单元通信，的至少一个数据库通过访问被提供在服务器中的数据库而被更新。因此，可以以简单的方式管理和更新集中提供在服务器中的数据库。提供在车间操作者的车间中的其他数据库（例如根据a）至d）的一个或多个变型）可随后通过访问集中提供在服务器中的数据库而被更新。这种更新例如以周期时间间隔和/或通过用户启动而进行更新。例如，服务器可构成车间资产管理系统或厂商资产管理系统。
此外，还可假设数据库被提供在多个单元中的车间中（例如关于网络结构的不同级别中）。例如，数据库可提供在一个或多个现场设备电流供应模块中、网关中和车间资产管理系统中，其中在所有情况下，数据库都通过访问上级级别的单元的数据库而进行更新。即，为了更新，现场设备电流供应模块访问网关，网关访问车间资产管理系统，且在给定情况下车间资产管理系统可访问厂商资产管理系统。但是在这种情况下（同时与数据库提供以及更新有关），也可跳过一个或多个这些阶段。特别地，为了更新其数据库，现场设备电流供应模块（就其实施为无线适配器来说）和/或网关可直接无线地与厂商资产管理系统通信。
在进一步的改进中，现场设备电流供应模块连接至现场设备的通信接口。如果现场设备电流供应模块被实施为无线适配器，则为了经由现场总线发送数据，这些数据经由通信接口（有线）发送至无线适配器，无线适配器随后将这些数据经由无线电传送至目标位置。相反地，无线适配器可经由无线电接收数据并将数据经由通信接口转发至现场设备。
在进一步的改进中，通信接口实施为现场总线通信接口并根据相应的现场总线协议经由接口进行通信。在这种情况下，特别适用标准化现场总线系统，例如（参见Probus属性说明，3.0版本）或现场总线（参见说明，功能块应用处理，修订版EN 1.7），其中优选根据标准（参见现场通信协议说明，修订版7.0）的现场总线通信接口，这是因为这种现场总线系统的频繁应用以及因为其对无线通信的良好适用性。如果现场设备电流供应模块同时实施为无线适配器，则也优选根据相应的现场总线标准进行的无线通信，根据该标准，也可实施现场设备的（有线）通信接口。关于现场设备的有线通信接口，现场设备可实现为双导体设备，这意味着经由共享的两个导体连接进行现场设备的通信以及能源供应（或电流供应）。此外，现场设备还可实施为4导体设备，这意味着经由两个导体连接进行通信且通过另两个导体连接进行现场设备的能源供应。
在进一步的改进中，现场设备电流供应模块在识别步骤中需要从连接的现场设备获得现场设备类型；基于现场设备类型标识，可正确识别特定现场设备类型。
在进一步的改进中，现场设备电流供应模块监视新的现场设备类型的现场设备是否与其连接，且随后其检测到已经连接了新的现场设备类型的现场设备则触发用于设定其能源供应参数的方法。因此，可以识别何时现场设备首次连接至现场设备电流供应模块。此外，可以识别何时连接至现场设备电流供应模块的现场设备由另一现场设备类型的现场设备替换。例如，监视可以以下方式进行：在周期时间间隔内通过现场设备电流供应模块查询连接的现场设备的现场设备类型。如果包括现场设备电流供应模块和现场设备的系统仅在开启状态下（例如仅在测量值请求或致动命令时）进行时钟控制或操作，且对于其他时间来说，其处于关闭状态或休眠模式（与开启状态相比具有降低的能耗的模式），则优选通过现场设备电流供应模块检查在每次切换至开启状态的情况下同一现场设备类型是否仍然连接。
在进一步的改进中，对于多个现场设备类型来说，在数据库中分别存储现场设备电流供应模块的下列能源供应参数的至少一个设定：
a）启动电压，其在相应的现场设备类型的启动阶段期间由现场设备电流供应模块提供；
b）启动电流，在相应的现场设备类型的启动阶段期间由相应的现场设备类型所需要；
c）启动时间，在其间将通过现场设备电流供应模块将启动电压提供给相应的现场设备类型；
d）操作电压，其在相应的现场设备类型的启动阶段后的正常操作期间由现场设备电流供应模块提供；和/或
e）建立时间段，其给出了现场设备类型的正常操作的开始时间点和现场设备类型传递有效测量值的时间点之间的时间段。
但是，在这种连接中，取决于现场设备类型，现场设备的其他和/或另外的操作阶段可具备对应的电压和电流需求。以对应的方式，还可在现场设备电流供应模块中提供其他或另外的参数，通过这些参数可在现场设备的不同操作阶段期间特征化连接的现场设备的能源供应。
而且，本发明还涉及现场设备电流供应模块，其具有数据库，在数据库中存储用于多个现场设备类型的至少一个能源供应参数的参数设定，并且现场设备电流供应模块实施为本发明的方法可由现场设备电流供应模块执行的方式。此外，还可实施为执行上述一个或多个进一步的改进。
基于参考附图对实施例的示例进行的以下说明将使本发明其他优点和用途变得显而易见，在附图中：
图1是具有无线电网络的过程自动化技术的车间的一部分的示意表示；
图2是示意图，其通过举例的方式示出现场设备的电压需求随时间的变化；
图3是现场设备和连接的无线适配器的框图；以及
图4是现场设备和连接的现场设备电流供应模块的框图。
图1示意性示出具有无线电网络FN的过程自动化技术的车间的一部分。无线电网络FN包括多个现场设备FG，多个现场设备FG没有都具有与其连接的无线适配器WA。此外，无线电网络FN包括网关G。无线适配器WA彼此无线电连接且与网关G无线电连接。这些无线电连接在图1中由虚线表示。无线电网络根据无线标准实施。在示出的实施例的示例的情况下，网关（例如Endress+Hauser生产的“Fieldgate（现场网关）”）经由有线公司网N与两个服务器S1和S2通信。同时，一个服务器S 1构成上级单元，其关于无线电网络FN的现场设备FG执行过程控制。同时，另一服务器S2提供车间资产管理系统。此外，服务器S2可与厂商资产管理系统（未示出）通信（例如经由互联网）。此外，还有多个（未示出）服务器、现场总线系统等也可连接至公司网N。
在实施例的所示示例中，无线适配器WA在所有情况下都包括数据库，数据库存储在无线适配器WA的存储器中，且在数据库中存储了用于多个现场设备类型的多个能源供应参数的参数设定。在这种情况下，各个无线适配器WA都实施为可执行本发明的方法的方式。为了清楚示出，在说明书的大致全部和附图的以下说明中使用附图标记。这种数据库也可提供在网关G中，提供在服务器S1和S2的其中一个或两个在中和/或提供在厂商资产管理系统（未示出）中。如上所述，在这种情况下，数据库（例如无线适配器WA的数据库）可通过访问上级（相对于网络结构）数据库（例如网关中、服务器S1和/或服务器S2中，和/或厂商资产管理系统中的数据库）而进行更新。
图2示意性示出对于现场设备来说，所需电压V随时间t的变化，现场设备如图1中所示由无线适配器提供电能并构成传感器。在实施例的所述示例中，将现场设备开启、时钟控制以用于测量值请求的执行。在现场设备没有处理任何测量值请求的时间段中，关闭包括无线适配器和现场设备的系统。
图2示出现场设备在时间t0时开启。在启动阶段中，现场设备需要启动电压VS。此外，现场设备需要某一启动电流，该启动电流也可根据需要在启动阶段中（随时间）变化。例如在启动阶段中，通过现场设备对现场设备中的电容器充电、执行自检等等。现场设备和无线适配器之间的通信在这种情况下通常无法进行。为了能在启动阶段中提供所需启动电压，能源供应参数“启动电压”提供在无线适配器中；“启动电压”可设定为对应于相应的现场设备类型的需要。此外，关于启动阶段，能源供应参数“启动电流”和“启动时间”提供在无线适配器中。对于“启动电流”来说，在这种情况下，将现场设备在启动阶段需要的最大电流值输入作为参数设定。“启动电流”的参数设定在这种情况下特别用于无线适配器内部的启动电压的正确设定。参数设定“启动时间”给出其间现场设备需要启动电压且因此由无线适配器提供的时间。在实施例的所示示例中，现场设备的启动阶段在时间t1时终止，使得时间段t0至t1设定为参数“启动时间”。
在经过启动时间之后，现场设备转换至正常操作。在正常操作期间，现场设备需要操作电压VB。在实施例的所示示例中，操作电压VB低于启动电压VS，但其也可更高，这取决于现场设备类型。为了能在操作阶段中提供所需操作电压，能源供应参数“操作电压”提供在无线适配器中；“操作电压”可设定为对应于相应现场设备类型的需要。在正常操作中，现场设备的通信能经由其通信接口实现。在正常操作中，本实施例的示例的现场设备由双导体设备构成，且可特别以多点模式（multidrop mode）操作，在多点模式中电流值被设定为固定电流值（例如4mA），其尽可能低，且经由通信接口的通信以专门数字化来进行。或者，现场设备也可以4-20mA模式操作，在4-20mA模式中电流值（以普通方式），在所有情况下，对应于由现场设备（在这点上，现场设备是传感器）寄存的测量值被模拟地设定。另外，4-20mA信号可以以普通方式叠加数字信号。
就在切换至正常操作之后，现场设备仍然不提供测量值。例如，现场设备仍然需要时间来记录一个或多个测量值、执行计算等等。在切换至正常操作的时间（时间t1）至现场设备可提供测量值的时间（时间t2）所经过的时间被称为建立时间段。取决于现场设备类型，该时间段可持续数秒和数分钟。对于设定该建立时间段来说，能源供应参数“建立时间段”提供在无线适配器中；“建立时间段”可设定为对应于相应的现场设备类型。无线适配器优选在将现场设备切换至正常操作之后并在从现场设备请求测量值之前等待该建立时间段。在这之前，无线适配器可以以节能模式操作，以便不消耗不必要的能源。在时间t3时，已经完全执行了测量值请求，且将现场设备切换回原状。
以下，基于图3中所示示意性框图并通过举例的方式说明现场设备2和与其连接的无线适配器4。现场设备2还是传感器且其实施为双导体设备。包括现场设备2和无线适配器4的系统在所有情况下，通过包括现场设备FG和无线适配器WA的组合特别构成图1中所示的系统。
现场设备2包括测量值换能器6和实施为微处理器8控制单元。此外，现场设备2包括经由有线连接与微处理器8通信的接口10。与通信接口10关联的是功能单元12，其由ASIC（专用集成电路）构成且其经由通信接口10执行信号的发送和/或接收（根据标准）。或者，对于无线适配器4的所示连接来说，现场设备2可经由通信接口10连接至有线HART现场总线系统。此外，现场设备2包括数据存储器14和显示和服务单元16。此外，服务接口22示意性存在于现场设备2上；继而，采用ASIC形式的功能单元24与服务接口22关联。
无线适配器4同样包括微处理器26形式的控制单元。为了经由无线电网络进行数据交换，微处理器26与无线电单元28连接，无线电单元28具有RF芯片组和天线30。无线电单元28在所有情况下都实施为根据无线标准进行无线通信的方式。此外，微处理器26连接至数据存储器32。无线适配器4的参数设定存储在数据存储器32中。微处理器26可访问这些参数设定，以便根据参数设定操作无线适配器4。此外，数据存储器32包括数据库，在数据库中存储用于多个现场设备类型的多个能源供应参数的参数设定。此外，无线适配器4包括显示和服务单元33。为了与现场设备2通信，无线适配器4包括有线通信接口34；继而，经由通信接口34（根据标准）执行信号发送和/或接收的功能单元36与通信接口34关联。功能单元36在这种情况下也由ASIC构成。现场设备2的通信接口10以及无线适配器4的通信接口34都经由双导体连接线38彼此连接。经由这种连接，可以进行现场设备2和无线适配器4之间的通信以及由无线适配器4为现场设备2供应电流。因此，可经由无线适配器4执行用于连接的现场设备2的无线信号传输。
为了将电流提供给现场设备2（以及无线适配器4），无线适配器4包括电流源，其采用一次性电池40和连接至电池40的电源42的形式。无线适配器4的系统部件以及现场设备2的系统部件都分别经由电流供应线（未示出）以及经由通信接口34、双导体连接线38、通信接口10以及与其连接的现场设备2的电源44而由电源42提供电能（或提供电力）。在这种情况下，各个电源42和44在所有情况下也可被分成多个电源级。无线适配器4的电源42在这种情况下由微处理器26根据能源供应参数的参数设定来操作。因此由电源42提供对应于参数设定的能源供应。
以下参考图3说明本发明的方法的一个实施例。首先，包括现场设备2和无线适配器4的系统利用能源供应参数的默认参数设定进行启动，使得能可靠启动包括现场设备2和无线适配器4的系统。当现场设备2处于正常操作时，无线适配器4从现场设备2（以通信方式）请求现场设备类型标识，基于该标识，可唯一识别现场设备2的现场设备类型。基于该现场设备类型标识，无线适配器4识别现场设备2的现场设备类型。随后，无线适配器4从存储在数据存储器32中的数据库读取能源供应参数“启动电压”、“启动电流”、“启动时间”、“操作电压”以及“建立时间段”的参数设定。读取的参数设定随后加载到无线适配器4中并在数据存储器32中被存储为可用的参数设定。在这种情况下，数据存储器32可被分成用于存储当前可用参数设定以及用于存储数据库的多个存储段。以下（特别是在例如响应于新的测量值请求使包括现场设备2和无线适配器4的系统重启的情况下），随后无线适配器4借助对应于连接的现场设备2的现场设备类型的能源供应参数的参数设定来操作。
现在基于图4中所示的示意性框图并通过举例的方式说明现场设备2以及与其连接的现场设备电流供应模块4’。主要说明其与图3中所示布置的不同之处。
现场设备2构造为对应于图3中所示的现场设备2，因此采用相同的附图标记。相比于图3中所示的无线适配器4，用于现场设备2的无线信号传输不经由现场设备电流供应模块4’执行。因此，现场设备电流供应模块4’不具有无线电单元和天线。而且，图4中所示的现场设备电流供应模块4’构造为对应于图3中所示的无线适配器4的方式。特别地，现场设备电流供应模块4’包括微处理器26’、数据存储器32’、显示和服务单元33’、通信接口34’、与其关联的功能单元36’、一次性电池40’以及电源42’。现场设备2的通信接口10以及现场设备电流供应模块4’的通信接口34’又经由双导体连接线38彼此连接，使得现场设备2和现场设备电流供应模块4’之间的通信能够遵循标准。为了能与构成过程控制的一部分的上级单元通信，现场设备2经由实施例的所示示例中的其通信接口10还通过分支电路46从双导体连接线38由布线连接至现场总线，如图4中所示。参考图3进行说明的本发明的方法的实施例可实现为用于图4中所示布置的对应方式。

Claims (15)

1.一种用于设定现场设备电流供应模块(WA；4；4’)的能源供应参数的方法，所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)被仅仅连接至一个现场设备(FG；2)，该一个现场设备作为被连接现场设备，所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)具有电能源(40；40’)或被连接至这种电能源(40；40’)，并且所述被连接现场设备(FG；2)通过所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)可被提供电能，其中所述方法包括步骤：
A)通过所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)识别所述被连接现场设备(FG；2)的现场设备类型；以及
B)从数据库中自动读取所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)的至少一个能源供应参数的参数设定，以及将所述参数设定加载到所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)中，其中读取的参数设定针对所识别的现场设备类型，其中所述至少一个能源供应参数涉及通过所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)的所述被连接现场设备(FG；2)的能源供应，并且其中存储在所述数据库中的是用于多个现场设备类型的至少一个能源供应参数的参数设定，
其中，对于多个现场设备类型，在所述数据库中分别存储所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)的下述能源供应参数中至少一个的设定：
a)启动电压，所述启动电压在相应的现场设备类型的设备的启动阶段中由所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)提供；
b)启动电流，所述启动电流在所述相应的现场设备类型的设备的所述启动阶段中由所述相应的现场设备类型所需求；
c)启动时间，其中，在所述启动时间期间，用于所述相应的现场设备类型的设备的所述启动电压将由所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)提供；
d)操作电压，所述操作电压在所述相应的现场设备类型的设备的启动阶段之后的正常操作期间由所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)提供；和
e)建立时间段，所述建立时间段给出了所述现场设备类型的设备的正常操作的时间开始点与所述现场设备类型的设备传递有效测量值的时间点之间的时间段。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述现场设备电流供应模块由无线适配器(WA；4)形成，通过所述无线适配器(WA；4)能够执行用于所述被连接现场设备(FG；2)的无线信号传输。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)具有至少一个自供电流源(40；40’)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据库被提供在通信单元(G；S1；S2)中，所述通信单元与所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)通信。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述数据库被提供在网关(G)中，其中所述网关(G)与所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)无线通信并使能与上级网络(N)和/或上级计算机单元(S1，S2)的通信。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)具有所述数据库。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)执行所述从数据库自动读取所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)的至少一个能源供应参数的设定的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据库被提供在配置单元中或被提供在与所述配置单元通信的通信单元中，通过所述配置单元能够设定所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)的参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，由所述配置单元执行所述从数据库自动读取所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)的至少一个能源供应参数的参数设定的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在服务器(S1；S2)中集中提供存储了用于多个现场设备类型的至少一个能源供应参数的参数设定的数据库，并且通过访问被集中提供在所述服务器(S1；S2)中的该数据库来更新被提供在下述部件的至少一个中的至少一个数据库：
a)所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)；
b)第一通信单元(G，S1，S2)，所述第一通信单元与所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)通信；
c)配置单元，通过所述配置单元能够设定所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)的参数；和
d)第二通信单元，所述第二通信单元与所述配置单元通信。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)被连接至所述被连接现场设备(FG；2)的通信接口(10)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)，在所述识别步骤中，从所述被连接现场设备(FG；2)请求现场设备类型标识，基于所述现场设备类型标识识别该被连接现场设备(FG；2)的现场设备类型。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，根据协议进行所述被连接现场设备(FG；2)和所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)之间的通信。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)监视是否有新的现场设备类型的现场设备(FG；2)与其连接；以及
当所述现场设备电流供应模块(WA；4；4’)检测到已经连接了新的现场设备类型的现场设备(FG；2)时，则把该新的现场设备类型的现场设备(FG；2)设为被连接现场设备，然后执行步骤A)和B)。
15.根据权利要求3所述的方法，其中，所述自供电流源(40；40’)，是一次性电池(40；40’)、可充电电池或太阳能电池。
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