CN108027599B - 具有能够被操作元件启动的无线电模块的现场设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有壳体(3)、传感器(5)和布置在所述壳体(3)中的电子单元(6)的现场设备(1)，其特征在于，所述现场设备具有能够连接到所述电子单元(6)并能够从所述电子单元拆下的无线电模块(9)，所述无线电模块具有用于启动和停止所述无线电模块(9)的操作元件(11)，其中，所述操作元件(11)机械地布置成使得仅在所述现场设备(1)停止时，所述操作元件(11)能够被驱动。

Description

具有能够被操作元件启动的无线电模块的现场设备

技术领域

本发明涉及一种现场设备。

背景技术

在过程自动化技术中经常使用用于检测和/或影响过程变量的各种现场设备。这种现场设备的示例是具有用于检测相应的物位、极限位置和压力的传感器的物位测量设备、极限位置测量设备和压力测量设备。通常，这种现场设备连接到例如为控制系统或者控制单元的上级单元。这些上级单元用于过程控制、过程可视化和/或过程监控。在现有技术中已知的现场设备通常具有壳体、传感器和布置在壳体中的电子单元。

通常根据已知的4mA到20mA标准来实现现场设备和上级单元之间的能量传输和/或信号传输，其中，在现场设备和上级单元之间形成有4mA到20mA的电流回路或者双线电缆。除了信号的模拟传输之外，还存在如下可能性：测量设备根据各种不同协议(特别是数字协议)向上级单元传输其它信息或者从上级单元接收其它信息。例如，这里提到的协议可以是HART协议或者Profibus-PA协议。

同样，通过4mA到20mA电流信号来实现该现场设备的供电，使得除了双线电缆之外不需要其它额外的供电电缆。为了尽可能低地保持维护成本和安装成本或者尽可能少地保持诸如在防爆区域中使用时的安全措施，也不期望设置附加的供电电缆。

例如，现有技术已经公开了物理地连接到4mA到20mA电流回路的用于与现场设备通信的外部控制单元，以便经由4mA到20mA电流回路借助HART协议来实现现场设备的控制。如已经提到的，这种外部控制单元的缺点在于必须物理地连接到4mA到20mA电流回路。为此，必须照此修改双线电缆，例如绝缘或者切断该双线电缆，以便可以连接控制单元。这表现出相对较高的成本，并且在现场不能总是顺利地实现。

另外，现有技术还公开了用于更简单地操作现场设备的无线电模块。在公开的技术方案中，现场设备具有集成的无线电模块，无线电模块加装或布置在作为用于向现场设备供电的装置的变送器供电电源中。特别地，在具有集成的无线电模块或者具有应当加装的无线电模块的变型方案中，现有技术的问题在于，在经由4mA到20mA电流回路进行供电时仅提供了极小的功率并且能够部分地经由电流回路引入的能量不足以同时向电子单元和传感器提供充足的电能，从而不能或者难以进行操作。

为此，在现有技术中已经公开的技术方案中，无线电模块设置有自身的供电电缆，或者在现场设备中设置有用于无线电模块的操作的附加的电池。然而，供电电缆自身引起了上述的增加的安装成本和安全成本，应当避免这些成本。此处，所有装配有无线电模块的现场设备自身具有的风险是，不能始终完全控制该现场设备，从而不能随时排除或者阻止不期望的操作或者故意的控制。特别地，通过针对性地控制现场设备而引起的破坏表现出具有增加的风险，应当利用本发明排除该风险。

发明内容

本发明的目的在于进一步构建具有有利的模块化构造的已知现场设备，从而避免现有技术中公开的缺点和风险。

根据本发明的现场设备具有壳体、传感器、布置在壳体中的电子单元和能够连接到电子单元并能够从电子单元拆下的无线电模块，其中，无线电模块具有用于启动和停止无线单模块的操作元件，操作元件机械地布置成使得仅在停止现场设备时，或者在拆下操作设备时，或者在打开壳体时，操作元件能够被驱动。用于启动和停止无线电模块的操作元件的这种布置的优点在于，因为可以在任一情况下通过上级单元(例如，上级控制单元)来进行现场设备的停止，所以不能以不被察觉的方式启动或者停止无线电模块。另外，通过相应的机械布置来确保排除无线电模块的出于疏忽的启动和停止。

另外，这种操作元件从完全停止无线电模块且例如完全防止寻找可行的通信伙伴等的搜索过程的能量方面来看也是有意义的。以这种方式，能够实现明显减少的能量消耗。

通过将操作元件布置成使得仅其在无线电模块被拆下时是可触及的，实现了有利的机械布置。如果无线电模块通常与电子单元机械地并且电气地连接，则以这种方式能够确保通过拆下电子单元的无线电模块而引起现场设备的停止，从而在上级单元中可以检测到现场设备的停止。

通过将无线电模块布置在显示单元和/或操作单元中，实现了最优的布置。

通常，现场设备设置有能够当场读取例如测量值或者实现现场设备的配置的显示单元和/或操作单元。因为显示单元和/或操作单元通常已经具有用于测量值的显示和/或现场设备的配置的相应电子组件，所以通过将无线电模块集成在这种显示单元和/或操作单元中，能够实现空间节约设计或者电气有利设计。在该构造中，可以使无线电模块仅传输已处理的测量值或者相应的配置特征，并且由此不必多次安装相应的电子组件。

有利地，在显示单元和/或操作单元与电子单元之间有线地传输显示信息和/或操作信息。如果在显示单元和/或操作单元中也同样布置有无线电模块，则此处也在无线电模块和电子单元之间进行显示信息和/或操作信息的有线传输。这种相应的结构使得可以特别简单地将无线电模块集成在现有的现场设备设计中，其中特别地，不需要为此改变电子单元。

在这点上应注意的是，在显示单元和/或操作单元中没有布置无线电模块的情况下，也可以以有线地进行电子单元和无线电模块之间的通信。

然而，可替代地，也可以经由无线电模块无线地传输显示单元和/或操作单元和电子单元之间或者无线电模块和电子单元之间的显示信息和/或操作信息。然而，在这种情况下，前提条件是，电子单元已经具有无线电模块，经由该无线电模块可以进行无线电通信。

机械地固定无线电模块并且将操作元件布置在无线电模块的底部，使得操作元件仅在解除该固定并且将无线电模块从其壳体中取下之后是可触及的，由此可以实现特别有利的布置。如果例如借助卡口式锁合件或者插接式锁合件在电子单元上机械地固定无线电模块，则仅在解除无线电模块的机械固定并且从电子模块拆下无线电模块时，布置在无线电模块的底部(即无线电模块的面对电子单元侧的一侧)的操作元件能够被驱动。

有利地，现场设备还可以被设计成可机械闭锁的，并且能够确保防止未经允许的操作。特别地，以这种方式能够通过壳体的相应构造更有效地预防操作。

特别是在应当加装有无线电模块的现场设备的情况下，并且也在常规地设置有无线电模块的现场设备的情况下，有利的是，无线电模块具有自身的集成电源，特别是用于无线电模块的部分或者全部的供电的电池。因为以这种方式可以独立于现场设备的供电来实现无线电模块的操作，所以这在以极小的功率运行的现场设备的情况下或者在尚未在现场设备的能量系统中加装无线电模块的情况下是有利的。然而，在如下的现场设备的情况下也是有利的：没有加装无线电模块，但已经在现场设备的能量系统中考虑了该无线电模块。例如，通过这种电池可以实现无线电模块的扩大的作用范围或者通过来自自身的供电装置或者电池的附加的能量可以实现对于某些应用来说必要的无线电通信的扩大的频宽。

另外，无线电模块可以具有时间记录单元，使得能够例如仅在特定时间启动无线电模块。

另外，这种时间记录单元可以用于使无线电模块在启动后在预定的时间内保持启动，并且之后再次自动地停止。例如，可以启动用于配置的无线电模块10分钟，其中，无线电模块随后自动停止，从而以这种方式既节省了能量，又有效地防止了经由无线电接口的操作尝试。

另外，电子单元和/或显示单元和/或操作单元可以均具有无线电模块，其中，无线电模块被设计成使得它们接收和转发其它的无线电模块的无线电信号。以这种方式，现场设备的无线电模块可以实现作用范围的有效扩大，从而可以在小的无线电模块的发射功率的情况下具有大的作用范围。

模块化现场设备系统具有多个壳体、多个传感器和能够连接到传感器的多个显示单元/操作单元，其中，现场设备系统具有至少一个如下的显示单元和/或操作单元，所述一个显示单元和/或操作单元具有用于与其它单元无线通信的无线电模块，并且，无线电模块具有用于无线电模块的启动和停止的操作元件(特别是开关或者按钮)，操作元件机械地布置成使得仅在停止无线电模块时，特别是在从无线电模块拆下显示单元和/或操作单元时，操作元件能够被驱动。

附图说明

在下文中，将根据实施例参照附图进一步说明本发明。

图1是根据本发明的现场设备的实施例的立体分解图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的现场设备1的立体视图的分解图。基本地，现场设备1具有壳体3，在壳体3中布置有电子单元6(未示出)。在本发明中仅示意性示出的布置在壳体3上的传感器5在一端处连接到电子单元6。然而，传感器5也可以通过测量电缆脱离壳体3，并且例如通过相应的延伸而布置在测量环境中。

例如，现场设备1可以经由通过壳体3的相应开口引入的双线电缆连接到上级单元，特别是连接到控制单元或者控制室。

在本实施例中，在与传感器侧相对的一侧上示出了具有集成的无线电模块9的显示单元和/或操作单元7。显示单元和/或操作单元7可以经由设置在显示单元和/或操作单元的周边边缘上的插接式锁合件17机械地连接到电子单元6，其中，在机械连接的同时，经由布置在显示单元和/或操作单元7的底部处的接口触点15建立电气连接。在本实施例中，在显示单元和/或操作单元7的背离电子单元6的一侧布置有用于显示测量值或者其它设备专用信息的显示器，或者布置有用于输入例如用于配置电子单元6的控制信息的键盘。在本实施例中，壳体3能够锁合到盖部4，其中，在盖部4中布置有观察窗口19，从而在盖上盖部4的情况下也能够从外部看到显示单元和/或操作单元7的显示器单元。

在本实施例中，在显示单元和/或操作单元7的朝向电子单元6的一侧布置有操作元件11，以用于启动和停止布置在显示单元和/或操作单元7中的无线电模块9。在本实施例中，操作元件11被构造为机械滑动开关，也同样可以被构造为拨动开关、按钮、磁力开关等。

在本实施例中，操作元件11仅在将显示单元和/或操作单元7从电子单元6拆下和从壳体3取下时是可触及的，以启动和停止无线电模块9。通过这种方式提供了防止错误操作的有效保护。

另外，为了进行操作元件11的驱动，必须从电子单元6拆下显示单元和/或操作单元7，通过这种方式在整体上也引起了现场设备1的暂时停止，从而可以通过现场设备1的暂时停止简单地检测操控。

附图标记列表

1 现场设备

3 壳体

4 盖部

5 传感器

6 电子元件

7 显示单元和/或操作单元

9 无线电模块

11 操作元件

13 底部

15 触点

17 插接式锁合件

19 观察窗口

Claims (12)

1.一种具有壳体(3)、传感器(5)和布置在所述壳体(3)中的电子单元(6)的现场设备(1)，

所述现场设备的特征在于具有能够连接到所述电子单元(6)并能够从所述电子单元拆下的无线电模块(9)，所述无线电模块具有用于启动和停止所述无线电模块(9)的操作元件(11)，其中，所述无线电模块(9)布置在所述现场设备(1)的显示单元和/或操作单元(7)中，其中，所述操作元件(11)机械地布置成使得仅在所述显示单元和/或操作单元(7)被拆下时，所述操作元件(11)能够进行操作。

2.根据权利要求1所述的现场设备(1)，其特征在于，在所述显示单元和/或操作单元(7)和所述电子单元(6)之间有线地传输显示信息和/或操作信息。

3.根据权利要求1所述的现场设备(1)，其特征在于，在所述显示单元和/或操作单元(7)和所述电子单元(6)之间经由所述无线电模块(9)无线地传输显示信息和/或操作信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的现场设备(1)，其特征在于，所述无线电模块(9)被机械地固定，并且所述操作元件(11)被布置在所述无线电模块(9)的底部(13)处，使得仅在解除所述固定并将所述无线电模块(9)从所述壳体取下之后，所述操作元件(11)是可触及的。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的现场设备(1)，其特征在于，所述现场设备(1)能够被机械地锁合并且能够确保防止未经允许的操作。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的现场设备(1)，其特征在于，所述无线电模块(9)具有自身的集成电源。

7.根据权利要求6所述的现场设备(1)，其特征在于，所述无线电模块(9)具有用于所述无线电模块(9)的部分或者全部的供电的电池。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的现场设备(1)，其特征在于，所述无线电模块(9)具有时间记录单元。

9.根据权利要求8所述的现场设备(1)，其特征在于，所述无线电模块(9)在启动之后在预定时间内保持启动，并且之后自动地停止。

10.根据权利要求3所述的现场设备(1)，其特征在于，所述电子单元(6)和所述显示单元和/或操作单元(7)均具有无线电模块(9)，其中，所述无线电模块(9)被设计成使得它们接收和转发其它无线电模块(9)的无线电信号。

11.一种模块化现场设备系统，其具有：

-多个壳体(3)；

-多个传感器(5)；

-能够连接到所述传感器(5)的多个电子单元(6)；和

-能够连接到所述电子单元(6)的多个显示单元和/或操作单元(7)，

其中，所述现场设备系统具有至少一个如下的所述显示单元和/或操作单元(7)，所述至少一个显示单元和/或操作单元具有用于与至少一个其它单元无线通信的无线电模块(9)，并且所述无线电模块(9)具有用于启动和停止所述无线电模块(9)的操作元件(11)，所述操作元件布置成使得仅在所述显示单元和/或操作单元(7)被拆下时，所述操作元件(11)能够进行操作。

12.根据权利要求11所述的现场设备系统，其特征在于，所述操作元件(11)是开关或者按钮。

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