CN111512247B - 用于自动化工程中的现场设备的现场设备电子器件 - Google Patents

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Abstract

用于自动化工程的现场设备的现场设备电子器件,包括:第一和第二端子(K1、K2),其用于将现场设备电子器件连接到电缆(8),尤其是两线电缆,使得可以经由电缆为现场设备电子器件供应输入电流(Iin)并且可以在第一和第二端子之间施加端子电压(UK);用于设置输入电流的串联调节器(13),使得可以基于输入电流经由电缆发送数据,尤其是测量值和/或参数值;串联调节器之后的分流调节器(15);与分流调节器并联的第一电容(C1),其用于能量存储;与分流调节器和第一电容并联的供应电路(4),其用于提供操作电压(UB);控制和/或评估单元(5),其在供应电路之后连接并由操作电压(UB)供应,该控制和/或评估单元(5)优选地包括至少一个微处理器,该微处理器适于记录位于跨第一电容的缓冲电压(U缓冲)或记录取决于其的变量,并基于所记录的缓冲电压或取决于其的变量来做出关于现场设备电子器件的至少一部分或针对现场设备电子器件的至少一部分的决定。

Description

用于自动化工程中的现场设备的现场设备电子器件
技术领域
本发明涉及一种用于自动化工程的现场设备的现场设备电子器件,并且涉及一种具有这种现场设备电子器件的现场设备。
背景技术
自动化工程的现场设备通常用于测量过程变量,例如表示压力或填充水平的变量。现场设备经由电缆——尤其是两线电缆——连接到上级单元。这种类型的现场设备尤其应用于工业测量和控制技术以及自动化和过程控制技术中,以测量过程变量。
在当前的现有技术中,根据要测量的过程变量,大量不同的现场设备,诸如例如压力、温度、流量和/或填充水平现场设备应用于此。
经由电缆,在操作期间在现场设备和上级单元之间发生定位于现场设备中的现场设备电子器件的能量供应和信号传输——尤其是表示过程变量的输出信号——两者。为此,现场设备传递输出信号,该信号对应于已记录的过程变量的测量值。输出信号被发送到连接到现场设备的上级单元,例如中央控制单元,例如工业工厂的控制站或过程控制系统。通常,由上级单元执行在工业工厂中运行的生产和/或处理过程的整个过程控制,其中在该上级单元中评估各种现场设备的输出信号,并由于该评估而产生控制信号用于控制过程流程的致动器。
这些设备——通常也称为2线现场设备——的信号传输优选根据行业常用标准,例如4-20mA标准发生。
在该标准中,信号传输以流经电缆的电流由现场设备设置为表示测量的过程变量的电流值的方式发生。然后,该电流值由上级单元测量并相应地进行解释。为此,在当前的现有技术中,通常将电流与所测量的过程变量相对应地设置为4mA至20mA之间的值。另外,可以在表示测量的过程变量的该电流上叠加通信信号。因此,电流围绕由过程变量预定的值进行调制。这对应于预定的通信协议来完成。在当前的现有技术中,为此广泛使用的是HART标准定义的通信协议,在该协议的情况中,在4mA和20mA之间的电流上叠加了提供通信信号的+/-0.5mA的高频振荡。
另一组由可连接到数字数据总线的测量设备组成。在这些测量设备的情况下,将流经线对的电流设置为与测量的过程变量无关地预定的电流值,并将高频振荡形式的通信信号叠加在该电流上。用于此的已知的标准是PROFIBUS、FOUNDATION FIELDBUS和CAN-BUS。
这种类型的现场设备通常具有带有两个连接端子的现场设备电子器件,现场设备电子器件可以经由该连接端子与电缆连接。此外,现场设备电子器件通常还包括安装在供应导体中的串联调节器以用于设置经由电缆流动的电流。现场设备电子器件通常还包括一个分流调节器,该分流调节器在串联调节器之后,并安装在将供应导体与返回导体相连接的横向分支中。
连接到现场设备电子器件的例如可以是测量设备,该测量设备经由供应电路被供应能量,并且用于确定过程变量并用于产生表示过程变量的测量信号。
通常,经由电缆可用于现场设备和现场设备电子器件的只有经由供应给它的输入电压和由串联调节器设置的电流来预定的非常有限的能量。
因此,在现有技术中,尤其是在诸如例如与微波或超声波工作的填充水平测量设备的测量设备的具有高能量需求的测量设备的现场设备的情况下,应用有效使用可用能量的方法。在这种情况下,一种变体是从已知端子电压和设置电流减去针对各个组件的消耗的估计值间接确定功率配准。
在这种变体中的缺点在于,由于各个组件的功率状态未知,所以估计的功率消耗不再符合实际。
发明内容
因此,本发明的目的是补救这种情况。
根据本发明,该目的通过根据本发明的现场设备电子器件和根据本发明的现场设备来实现。
本发明的用于自动化工程的现场设备的现场设备电子器件包括:
-第一和第二端子,其用于将现场设备电子器件连接到电缆,尤其是两线电缆,使得可以经由电缆为现场设备电子器件供应输入电流并且可以跨第一和第二端子施加端子电压;
-用于设置输入电流的串联调节器,使得可以基于输入电流经由电缆发送数据,尤其是测量值和/或参数值;
-串联调节器之后的分流调节器;
-与分流调节器并联的第一电容,其用于能量存储;
-与分流调节器和第一电容并联的供应电路,其用于提供操作电压;
-控制和/或评估单元,其连接在供应电路之后并被供应有操作电压,该控制和/或评估单元优选地包括至少一个微处理器,该微处理器适于记录位于跨第一电容的缓冲电压或记录取决于缓冲电压的变量,并基于所记录的缓冲电压或取决于其的变量来做出关于现场设备电子器件的至少一部分或针对现场设备电子器件的至少一部分的决定。
本发明的有利实施例提供,做出关于现场设备电子器件的至少一部分的决定包括:确定现场设备电子器件的至少一部分的最新状态,尤其是故障状态,和/或做出针对现场设备电子器件的至少一部分的决定包括:对现场设备电子器件的至少一部分的特定控制。
本发明的另一有利实施例提供,供应电路包括具有初级侧和次级侧的时钟控制的DC/DC转换器,其中,DC/DC转换器以下述方式被布置:至少第一电容被定位于初级侧并且操作电压位于次级侧,使得操作电压供应至少控制和/或评估单元。
继而,本发明的另一有利实施形式提供,现场设备电子器件进一步具有比较电路,该比较电路优选地包括至少一个比较器,该比较器适于记录在其中布置分流调节器的第一横向分支中的横向电流,并执行横向电流与阈值的比较,并向控制和/或评估单元提供显示比较结果的信号,其中此外,控制和/或评估单元适于基于信号根据需要记录缓冲电压或取决于其的变量。尤其地,该实施例可以提供,当作为比较结果的信号示显示横向电流超过阈值时,控制和/或评估单元适于增加记录缓冲电压或取决于其的变量的频率。
本发明的另一有利实施例提供,控制和/或评估单元进一步基于所记录的缓冲电压或取决于其的变量来控制可连接到现场设备电子器件的模块的启动。尤其是,该实施例可以提供,为了控制可连接模块的启动,控制和/或评估单元适于将缓冲电压或取决于其的变量与启动阈值进行比较,并且仅在缓冲电压或取决于其的变量超过启动阈值时向可连接模块供应能量,和/或,控制和/或评估单元进一步适于在缓冲电压或取决于其的变量低于启动阈值的情况下发信号通知故障状态。
本发明的另一有利实施例提供,现场设备电子器件此外具有作为可连接模块的测量设备,其用于记录和/或设置过程变量,该测量设备与控制和/或评估单元连接,其中控制和/或评估单元适于基于所记录的缓冲电压或取决于其的变量来控制测量设备。尤其地,该实施例可以提供,控制和/或评估单元适于控制测量设备,以将所记录的缓冲电压或取决于其的变量与最小缓冲电压值进行比较,并当低于最小缓冲电压值时,使测量设备在安全状态下运行,在该状态下测量设备不记录和/或不设置过程变量,和/或,控制和/或评估单元进一步适于当低于最小缓冲电压值时,执行数据备份,尤其是由测量设备记录的过程变量的数据备份。
继而,本发明的另一有利实施例提供,为了确定当前状态,尤其是故障状态,控制和/或评估单元适于将所记录的缓冲电压或取决于其的变量与端子电压进行比较,并且根据比较来确定现场设备电子器件的至少一部分的当前状态。尤其地,该实施例可以提供,控制和/或评估单元进一步适于,当缓冲电压或取决于其的变量低于端子电压达预定值时,检测现场设备电子器件的至少一部分的故障状态。
继而,本发明的另一有利实施例提供,控制和/或评估单元基于所记录的缓冲电压或取决于其的变量确定用于现场设备电子器件的至少一部分的功率分配并且激活现场设备电子器件的对应于所确定的功率分配的至少一部分。尤其地,该实施例可以提供,用于确定功率分配的控制和/或评估单元确定当前存储在第一电容中的剩余能量,并基于当前存储的剩余能量来激活现场设备电子器件的至少一部分。
继而,本发明的另一有利实施例提供,控制和/或分析单元基于执行特定动作所需的现场设备电子器件的至少一部分的能量需求来确定功率分配。尤其地,该实施例可以提供,执行特定动作所需的能量需求被提供,尤其是被存储在控制和/或评估单元中或现场设备电子器件的一部分的组件中。
另一有利实施例提供,现场设备电子器件进一步具有布置在初级侧上的第二电容,其中,现场设备电子器件基于所记录的缓冲电压或取决于其的变量从第一电容至少部分地对第二电容进行充电。例如,现场设备电子器件可以具有用于从第一电容向第二电容充电的可切换元件,例如,FET、晶体管或开关调节器。尤其地,该实施例可以提供:第一和第二电容以下述方式来定尺寸,使得第二电容比第一电容至少大2倍,优选地5倍,尤其优选地10倍。
继而,本发明的另一有利实施例提供,现场设备电子器件的至少一部分具有以下组件或模块中的至少一个,优选地至少两个,尤其优选地至少三个:
-控制和/或评估单元,
-触摸屏,其连接到控制和/或评估单元,
-第一电容,以及在特定情况下的第二电容,
-一个或上述用于记录和/或设置过程变量并连接到控制和/或评估单元的测量设备,和/或
-无线电模块,其用于无线地传递数据,尤其是测量值和/或参数值,并连接到控制和/或评估单元。
本发明的现场设备包括根据上述实施例中的至少一个的现场设备电子器件。
附图说明
现在将基于附图更详细地解释本发明。附图的唯一视图示出如下:
图1是定位于现场设备内的现场设备电子器件的电路图。
具体实施方式
图1示出了定位于现场设备内的现场设备电子器件的电路图。现场设备电子器件包括输入电路3、用于提供内部供应电压UB的供应电路4以及控制和/或评估单元5,例如测量设备6或显示器和/或服务单元7的其他模块可连接到控制和/或评估单元5。
取决于要测量的过程变量,测量设备6可以例如是压力测量设备、流量传感器或填充水平测量设备。测量设备6用于确定过程变量并且用于产生表示过程变量的测量信号。为此,测量设备6包括例如测量电子器件6a和与其连接的测量换能器6b,例如传感器或探针。
此外,可连接到控制和/或评估单元5的是显示和/或服务单元7,显示和/或服务单元7用于呈现信息,例如过程变量,和/或用于服务,尤其是参数设置。显示和/或服务单元7可以包括例如触敏屏或触摸屏,其优选地保持在围绕现场设备的现场设备壳体中。
定位于现场设备内的现场设备电子器件例如经由对应的连接端子K1和K2连接到电缆8,尤其是两线电缆,使得在操作期间现场设备和现场设备电子器件的能量供应以及现场设备和现场设备电子器件与上级单元之间的信号传输可以经由电缆,尤其是两线电缆发生。为此,现场设备电子器件包括供应导体9和返回导体11,经由该供应导体9和返回导体11在内部分配借助于两线电缆跨端子K1和K2提供的端子电压UK。
输入电路3在图1中的供应导体9中包括并且仅示意性地示出了串联调节器13,该串联调节器13适于设置从连接端子K1经由供应导体9和返回导体11流到连接端子K2的输入电流Iin。在这种情况下,优选根据自动化工程中常用的标准,例如4-20mA标准进行电流的设置。为此,电流I经由电缆8,尤其是两线电缆,经由端子K1提供给现场设备,并且基于供应给串联调节器13的信号以及对应于测量设备6的测量信号而被串联调节器13设置为电流值,优选地在4-20mA之间,并且经由端子K2返回到电缆8,使得上级单元可以基于电流I的电流值确定对应的测量值。另外,通过根据预定通信协议将对应的值调制到电流上,可以将电流与由控制和/或评估单元5预定的通信信号KS叠加。为此优选使用由HART标准定义的通信协议,在该协议的情况下,反映通信信号KS的+/-0.5mA的高频振荡被调制到介于4mA和20mA之间的电流上。
替代地,用于将现场设备连接到数字数据总线的电流可以被设置为与所测量的过程变量无关地预定的电流值,在该电流值上叠加例如由测量设备6的测量电子器件6a产生的通信信号,尤其是以反映所测量的过程变量的高频振荡的形式的通信信号。为此已知的是PROFIBUS、FOUNDATION FIELDBUS和CAN-BUS标准。
在连接供应导体9和返回导体的第一横向分支17中,在串联调节器13之后是分流调节器15。在最简单的情况下,分流调节器15是Z二极管,经由该Z二极管跨连接端子K1和K2施加的端子电压UK被稳定以用于补充应用。分流电阻16也插入返回导体11中,用于读取输入电流Iin
在供应导体9中进一步在串联调节器13之后的是供应电路4,供应电路4可以包括例如直流电压转换器,即DC/DC转换器。在图1所示的实施例中,供应电路4包括具有初级侧和次级侧的时钟控制的DC/DC转换器。初级侧经由供应导体9与连接端子K1连接。供应电路4在其次级侧上提供具有对应内部操作功率PB=UB*IB的内部操作电压UB。供应电压UB用于为现场设备电子器件的附加次级侧组件——例如控制和/或评估单元5、以及可以与现场设备电子器件连接的例如测量设备6或显示和/或服务(交互)单元7的模块供电。
因此,端子电压UK对应于跨串联调节器13产生的压降ΔU、跨第一横向分支17下降的电压U横向、和跨分流电阻下降的分流电压U分流的总和。
由于连接端子K1和K2上连接的电缆8,尤其是两线电缆,现场设备电子器件的功耗Pin=UK*Iin被限制为最大值。这导致下述事实:在提供内部操作电压UB的情况下,供应电路4也只能提供有限的内部供应功率PBstat=UB*IB。
尽管如此,为了能够馈送现场设备电子器件的其他组件或与其连接的模块,第一电容C1在第二横向电路中与第一分流电路17并联连接在供应电路4之前。如图1所示,第一电容C1被布置在初级侧。第一电容C1可以例如以一个或多个电容器的形式实现。由于现场设备中的空间不足,以使得第一电容C1小于1000μF,优选小于500μF,尤其优选小于300μF的方式来标定第一电容C1的大小。第一电容C1用于提供能量的中间缓冲或存储。经由存储在第一电容C1中的能量,然后可以向现场设备电子器件的其他组件或与其连接的模块6、7动态地提供增加的功率。
根据本发明,控制和/或评估单元5适于使得位于跨第一电容C1的缓冲电压U缓冲被记录。例如,这可以借助于分压器发生,该分压器连接在用于缓冲电压U缓冲的分接点与控制和/或评估单元5之间。此外,控制和/或评估单元5适于基于所确定的缓冲电压U缓冲或取决于其的变量,提供关于或针对现场设备电子器件的至少一部分的决定。
针对现场设备电子器件的至少一部分的决定例如可以以下述方式发生:控制和/或评估单元5基于所记录的缓冲电压U缓冲确定存储在第一电容C1中的能量,其中能量E=1/2*U缓冲*C1。基于所确定的存储在第一电容C1中的能量,可以确定第一电容C1的最新充电状态。基于当前的充电状态,控制和/或评估单元5进而可以有针对性地操作各个组件或模块,诸如例如测量设备6或显示和/或服务单元7。尤其是,当充电状态足够时,控制和/或评估单元5可以激活单独的组件或模块,或者在给定情况下,当充电状态是危急的时,可以去激活单独的组件或模块。因此,控制和/或评估单元5针对组件或模块做出决定。
此外,控制和/或评估单元5可以被设计成使得其检查缓冲电压U缓冲是否低于某个最小阈值。在缓冲电压U缓冲低于最小阈值的情况下,则控制和/或评估单元5可以使测量设备6运行到安全状态,例如战略性地中断测量并存储已经测量的值。
然而,控制和/或评估单元5也可以适于使得针对现场设备电子器件的至少一部分做出决定。这可以例如以下述方式发生:当缓冲电压U缓冲低于期望值时,控制和/或评估单元5确定现场设备电子器件的故障状态,并在给定情况下发信号通知该故障状态。为此,优选地根据端子电压建立期望值。
此外,基于所确定的缓冲电压,可以由控制和/或评估单元5针对现场设备电子器件的内部组件和/或与其连接的模块执行更精确的功率分配。为此,已知补充于所确定的第一电容C1的充电状态,还可以提供现场设备电子器件或模块的各个组件所需的能量。例如,这可以通过在控制和/或评估单元5中供给或存储组件或模块所需的能量来实现。可替代地,所需能量也可以存储在现场设备电子器件的各个组件或模块中。
现场设备电子器件还可以包括比较电路10,该比较电路10适于记录在第一横向分支17中流动的横向电流I横向,在该第一横向分支中布置有分流调节器15。基于所记录的横向电流I横向,可以执行与所存储的阈值I阈值的比较,并且将显示比较结果的信号ACC产生、使其可用、或馈送给控制和/或评估单元5。控制和/或评估单元5进而适于基于信号ACC根据需要记录缓冲电压U缓冲或取决于其的变量。由于横向电流I横向是用于第一电容C1的充电状态的度量,然后可以以可变频率执行缓冲电压的记录。在这种情况下,当作为比较结果的信号ACC通过横向电流显示超过所存储的阈值时,控制和/或评估单元5可以适于增加记录缓冲电压U缓冲或取决于其的变量的频率。
作为补充或替代,为此,控制和/或评估单元5还可以适于基于所记录的缓冲电压U缓冲或取决于其的变量来控制例如测量设备或显示和/或服务单元的可连接在现场设备电子器件中的模块的启动。为此,将缓冲电压或取决于其的变量与控制和/或评估单元5的启动阈值进行比较,并且仅当缓冲电压U缓冲或取决于其的变量超过启动阈值时,才对可连接模块供应能量,以便它们可以启动。
再次,补充地或替代地,为此,现场设备电子器件可以具有布置在DC/DC转换器的初级侧上的第二电容器C2。第二电容器C2例如可以布置在测量设备6的模块中并且至少部分地用于提供在测量设备6的测量过程的情况下所需的能量需求。为此,例如在达到或超过预定值的情况下,现场设备电子器件被实施为根据缓冲电压U缓冲或取决于其的变量从第一电容C1对第二电容器C2进行充电。第二电容器C2的充电的控制优选地借助于例如FET、晶体管或开关调节器的开关元件19来发生,开关元件19优选地由所连接的模块来控制。
参考符号列表
3 输入电路
4 供应电路
5 控制和/或评估单元
6 测量设备
6a 测量电子器件
6b 测量换能器
7 显示和/或服务单元
8 电缆、两线电缆和处理回路
9 供应导体
10 比较电路
11 返回导体
12 比较器
13 串联调节器
14 测量电阻器
15 分流调节器
16 分流电阻
17 第一横向分支
18 第二横向分支
19 可开关元件
ACC 取决于通过比较电路的比较的信号
C1 第一电容
C2 第二电容
Iin 输入电流
I阈值 阈值,尤其是阈值电流值
K1 连接端子
K2 连接端子
PB 操作功率
UB 操作电压
UK 端子电压
U缓冲 缓冲电压
U横向 横向电压
U分流 分流电压

Claims (33)

1.一种自动化工程的现场设备的现场设备电子器件,包括:
-第一和第二端子K1、K2,所述第一和第二端子K1、K2用于将所述现场设备电子器件连接到电缆(8),使得能够经由所述电缆为所述现场设备电子器件供应输入电流Iin并且能够跨所述第一和第二端子施加端子电压UK;
-串联调节器(13),所述串联调节器(13)用于设置所述输入电流,使得能够基于所述输入电流经由所述电缆传递数据;
-分流调节器(15),所述分流调节器(15)在所述串联调节器之后;
-第一电容C1,所述第一电容C1与所述分流调节器并联连接,用于能量存储;
-供应电路(4),所述供应电路(4)与所述分流调节器和所述第一电容并联连接,用于提供操作电压UB;
-控制和/或评估单元(5),所述控制和/或评估单元(5)连接在所述供应电路之后并被供应有所述操作电压UB,所述控制和/或评估单元(5)包括至少一个微处理器,所述微处理器适于记录位于跨所述第一电容的缓冲电压U缓冲或记录取决于所述缓冲电压U缓冲的变量,并基于所记录的缓冲电压或取决于所述缓冲电压的变量来做出关于所述现场设备电子器件的至少一部分或针对所述现场设备电子器件的至少一部分的决定,其中,做出关于所述现场设备电子器件的至少一部分的决定包括:确定所述现场设备电子器件的至少一部分的最新状态,做出针对所述现场设备电子器件的至少一部分的决定包括:对所述现场设备电子器件的至少一部分的特定控制;以及
-比较电路(10),所述比较电路(10)适于记录在其中布置所述分流调节器(15)的第一横向分支(17)中的横向电流I横向,并且适于执行所述横向电流I横向与阈值I阈值的比较,并且适于向所述控制和/或评估单元(5)提供显示比较结果的信号ACC,其中所述控制和/或评估单元(5)进一步适于基于所述信号根据需要记录所述缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量。
2.根据权利要求1所述的现场设备电子器件,其中,所述电缆(8)是两线电缆。
3.根据权利要求1所述的现场设备电子器件,其中,所述数据是测量值。
4.根据权利要求1所述的现场设备电子器件,其中,所述数据是参数值。
5.根据权利要求1所述的现场设备电子器件,其中,所述最新状态是故障状态。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的现场设备电子器件,其中,所述供应电路(4)包括具有初级侧和次级侧的时钟控制的DC/DC转换器,其中,所述DC/DC转换器以下述方式被布置:至少所述第一电容C1被定位于所述初级侧且所述操作电压UB位于所述次级侧,并且所述操作电压UB供应至少所述控制和/或评估单元(5)。
7.根据权利要求1所述的现场设备电子器件,其中,所述比较电路(10)包括至少一个比较器(12)。
8.根据权利要求1所述的现场设备电子器件,其中,所述控制和/或评估单元(5)适于当所述信号ACC作为比较结果显示所述横向电流超过所述阈值时,增加记录所述缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量的频率。
9.根据权利要求1至5中的任一项所述的现场设备电子器件,其中,所述控制和/或评估单元(5)进一步适于基于所记录的缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量来控制能够连接到所述现场设备电子器件的模块的启动。
10.根据权利要求9所述的现场设备电子器件,其中,为了控制能够连接的所述模块的启动,所述控制和/或评估单元(5)适于将所述缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量与启动阈值进行比较,并且仅当所述缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量超过所述启动阈值时向能够连接的所述模块供应能量。
11.根据权利要求10所述的现场设备电子器件,其中,所述控制和/或评估单元(5)进一步适于当所述缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量低于所述启动阈值时,发信号通知故障状态。
12.根据权利要求1至5中的任一项所述的现场设备电子器件,进一步包括作为用于记录和/或设置过程变量的能够连接的模块的测量设备(6),所述测量设备(6)连接到所述控制和/或评估单元(5),其中,所述控制和/或评估单元(5)适于基于所记录的缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量来控制所述测量设备(6)。
13.根据权利要求12所述的现场设备电子器件,其中,所述控制和/或评估单元(5)适于控制所述测量设备(6)以将所记录的缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量与最小缓冲电压值进行比较,并且在低于所述最小缓冲电压值时,使所述测量设备在安全状态下运行,在所述安全状态下,所述测量设备不记录和/或不设置所述过程变量。
14.根据权利要求13所述的现场设备电子器件,其中,所述控制和/或评估单元(5)进一步适于在低于所述最小缓冲电压值时执行数据备份。
15.根据权利要求14所述的现场设备电子器件,其中,所述数据备份是由所述测量设备记录的过程变量的数据备份。
16.根据权利要求1所述的现场设备电子器件,其中,为了确定所述最新状态,所述控制和/或评估单元(5)适于将所记录的缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量与所述端子电压UK进行比较,并根据所述比较来确定所述现场设备电子器件的至少一部分的最新状态。
17.根据权利要求16所述的现场设备电子器件,其中,所述最新状态是故障状态。
18.根据权利要求16所述的现场设备电子器件,其中,所述控制和/或评估单元(5)进一步适于当所述缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量低于所述端子电压UK达预定值时,确定所述现场设备电子器件的至少一部分的故障状态。
19.根据权利要求1至5中的任一项所述的现场设备电子器件,其中,所述控制和/或评估单元(5)基于所记录的缓冲电压U缓冲或取决于所述缓冲电压的变量来确定所述现场设备电子器件的至少一部分的功率分配,并激活所述现场设备电子器件的与所确定的功率分配相对应的至少一部分。
20.根据权利要求19所述的现场设备电子器件,其中,用于确定所述功率分配的所述控制和/或评估单元(5)确定当前存储在所述第一电容C1中的剩余能量,并基于所述当前存储的剩余能量激活所述现场设备电子器件的至少一部分。
21.根据权利要求19所述的现场设备电子器件,其中,所述控制和/或评估单元(5)基于执行特定动作所需的所述现场设备电子器件的至少一部分的能量需求来确定所述功率分配。
22.根据权利要求21所述的现场设备电子器件,其中,执行特定动作所需的能量需求被提供在所述控制和/或评估单元(5)中或所述现场设备电子器件的部件的组件或模块中。
23.根据权利要求22所述的现场设备电子器件,其中,执行特定动作所需的能量需求被存储在所述控制和/或评估单元(5)中或所述现场设备电子器件的部件的组件或模块中。
24.根据权利要求6所述的现场设备电子器件,进一步包括布置在所述初级侧上的第二电容C2,其中,所述现场设备电子器件适于基于所记录的缓冲电压或取决于所述缓冲电压的变量,至少部分地从所述第一电容C1对所述第二电容C2进行充电。
25.根据权利要求24所述的现场设备电子器件,其中,所述第一电容和所述第二电容以下述方式来定尺寸:所述第二电容C2比所述第一电容C1至少大2倍。
26.根据权利要求25所述的现场设备电子器件,其中,所述第一电容和所述第二电容以下述方式来定尺寸:所述第二电容C2比所述第一电容C1至少大5倍。
27.根据权利要求25所述的现场设备电子器件,其中,所述第一电容和所述第二电容以下述方式来定尺寸:所述第二电容C2比所述第一电容C1至少大10倍。
28.根据权利要求1、2和5中的任一项所述的现场设备电子器件,其中,所述现场设备电子器件的所述至少一部分具有以下组件或模块中的至少一个:
-所述控制和/或评估单元,
-触摸屏,所述触摸屏连接到所述控制和/或评估单元,
-第一电容,以及在特定情况下的第二电容,
-用于记录和/或设置过程变量并连接到所述控制和/或评估单元的测量设备,和/或
-无线电模块,所述无线电模块用于无线地传递数据并连接到所述控制和/或评估单元。
29.根据权利要求28所述的现场设备电子器件,其中,所述现场设备电子器件的所述至少一部分具有以下组件或模块中的至少两个:
-所述控制和/或评估单元,
-触摸屏,所述触摸屏连接到所述控制和/或评估单元,
-第一电容,以及在特定情况下的第二电容,
-用于记录和/或设置过程变量并连接到所述控制和/或评估单元的测量设备,和/或
-无线电模块,所述无线电模块用于无线地传递数据并连接到所述控制和/或评估单元。
30.根据权利要求28所述的现场设备电子器件,其中,所述现场设备电子器件的所述至少一部分具有以下组件或模块中的至少三个:
-所述控制和/或评估单元,
-触摸屏,所述触摸屏连接到所述控制和/或评估单元,
-第一电容,以及在特定情况下的第二电容,
-用于记录和/或设置过程变量并连接到所述控制和/或评估单元的测量设备,和/或
-无线电模块,所述无线电模块用于无线地传递数据并连接到所述控制和/或评估单元。
31.根据权利要求28所述的现场设备电子器件,其中,所述数据是测量值。
32.根据权利要求28所述的现场设备电子器件,其中,所述数据是参数值。
33.一种包括根据权利要求1至32中的任一项所述的现场设备电子器件的自动化工程的现场设备。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7010205B2 (ja) * 2018-12-25 2022-01-26 横河電機株式会社 2線式伝送器
DE102022106846A1 (de) * 2022-03-23 2023-09-28 Endress+Hauser SE+Co. KG Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1209914A (zh) * 1996-01-23 1999-03-03 微动公司 具有分级负载容量的智能电源
US20040128085A1 (en) * 2002-09-12 2004-07-01 Ramirez Anibal Diego Electricity meter with power supply load management
US20050280423A1 (en) * 2004-06-21 2005-12-22 Barbour Erskine R Method and apparatus for measuring voltage in a power switching device
CN1992491A (zh) * 2005-12-29 2007-07-04 Abb服务有限公司 向与电路断路器相关联的电气或电子设备供电的设备
DE102006062603A1 (de) * 2006-12-29 2008-07-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Feldgeräts in zwei Betriebszuständen
US20100156183A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-24 Harald Kah Field device for a processing plant and method for supplying the field device
CN102279595A (zh) * 2010-05-11 2011-12-14 罗斯蒙德公司 具有功率收集的二线式工业过程现场装置
CN102545586A (zh) * 2010-12-22 2012-07-04 罗斯蒙特储罐雷达股份公司 回路供电现场设备
US20150046728A1 (en) * 2013-04-17 2015-02-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Identification Circuit for Power Sourcing Equipment, and Powered Device
CN104734577A (zh) * 2013-12-24 2015-06-24 日本电产高科电机株式会社 马达驱动装置
RU2585278C1 (ru) * 2015-01-19 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации Преобразователь напряжения
CN106168823A (zh) * 2015-05-22 2016-11-30 罗斯蒙特储罐雷达股份公司 具有串联的电压调节器和电流源的回路供电现场设备
CN106461729A (zh) * 2014-01-17 2017-02-22 布鲁技术公司 用于管理多个能量储存组件的方法和系统
DE102015115275A1 (de) * 2015-09-10 2017-03-16 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Verfahren zur Energieverwaltung eines Feldgeräts der Prozessautomatisierung
CN107431429A (zh) * 2015-03-31 2017-12-01 利纳克有限公司 具有缓冲电路的反激式转换器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19723645B4 (de) 1997-06-05 2006-04-13 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Anordnung zur Signalübertragung zwischen einer Geberstelle und einer Empfangsstelle
DE202006018640U1 (de) * 2006-12-09 2008-04-17 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Bussystem
DE102009014252A1 (de) 2009-03-20 2010-09-23 Siemens Aktiengesellschaft Feldgerät zur Prozessinstrumentierung
DE102010062310A1 (de) 2010-12-01 2012-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Übertragung eines Digitalsignals mit einem Optokoppler
US9692875B2 (en) * 2012-08-31 2017-06-27 Analog Devices, Inc. Grip detection and capacitive gesture system for mobile devices
DE102016120444A1 (de) * 2016-10-26 2018-04-26 Endress+Hauser SE+Co. KG Verfahren zum Betreiben eines Feldgerätes für die Automatisierungstechnik

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1209914A (zh) * 1996-01-23 1999-03-03 微动公司 具有分级负载容量的智能电源
US20040128085A1 (en) * 2002-09-12 2004-07-01 Ramirez Anibal Diego Electricity meter with power supply load management
US20050280423A1 (en) * 2004-06-21 2005-12-22 Barbour Erskine R Method and apparatus for measuring voltage in a power switching device
CN1992491A (zh) * 2005-12-29 2007-07-04 Abb服务有限公司 向与电路断路器相关联的电气或电子设备供电的设备
DE102006062603A1 (de) * 2006-12-29 2008-07-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Feldgeräts in zwei Betriebszuständen
US20100156183A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-24 Harald Kah Field device for a processing plant and method for supplying the field device
CN102279595A (zh) * 2010-05-11 2011-12-14 罗斯蒙德公司 具有功率收集的二线式工业过程现场装置
CN102545586A (zh) * 2010-12-22 2012-07-04 罗斯蒙特储罐雷达股份公司 回路供电现场设备
US20150046728A1 (en) * 2013-04-17 2015-02-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Identification Circuit for Power Sourcing Equipment, and Powered Device
CN104734577A (zh) * 2013-12-24 2015-06-24 日本电产高科电机株式会社 马达驱动装置
CN106461729A (zh) * 2014-01-17 2017-02-22 布鲁技术公司 用于管理多个能量储存组件的方法和系统
RU2585278C1 (ru) * 2015-01-19 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации Преобразователь напряжения
CN107431429A (zh) * 2015-03-31 2017-12-01 利纳克有限公司 具有缓冲电路的反激式转换器
CN106168823A (zh) * 2015-05-22 2016-11-30 罗斯蒙特储罐雷达股份公司 具有串联的电压调节器和电流源的回路供电现场设备
DE102015115275A1 (de) * 2015-09-10 2017-03-16 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Verfahren zur Energieverwaltung eines Feldgeräts der Prozessautomatisierung

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