CN117882498A - 自动化现场设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种自动化现场设备(17)，至少包括：‑包围内部腔室(13)的金属现场设备壳体(12)；‑传感器元件和/或致动器元件(14)，其被放置在现场设备壳体(12)的一侧上，用于致动和/或获取过程变量；‑电子电路(15)，其被至少部分地布置在现场设备壳体(12)的内部腔室(13)中，并且被配置为提供和/或处理用于和/或来自所述传感器元件和/或致动器元件(14)的传感器和/或致动器信号，电子电路(15)还具有用于传输数据和/或能量的至少一个现场接触插头(21)，现场接触插头(21)被向外引导通过现场设备壳体(12)中的开口(18)，定制适配的插头套筒(26)被插在现场接触插头(21)上，所述插头套筒(26)被焊接到现场设备壳体(12)上并且被紧固到布置在内部腔室(13)中的保持装置(16)。

Description

自动化现场设备

技术领域

本发明涉及自动化中的现场设备。

背景技术

从现有技术中已知用于工业系统的现场设备。现场设备通常用于过程自动化工程以及制造自动化工程。原则上，面向过程并且供应或处理过程相关信息的所有设备被称为现场设备。因此，现场设备用于检测和/或影响过程变量。测量设备或传感器用于检测过程变量。这些用于例如压力和温度测量、电导率测量、流量测量等，并且记录压力、温度、电导率、pH、填充水平、流量等的对应过程变量。致动器被用于影响过程变量。这些是例如泵或阀，其可以影响管中的流体的流动或罐中的填充水平。除了上述测量设备和致动器之外，现场设备还被理解为包括远程I/O、无线电适配器或通常布置在现场级别的设备。

多个这样的现场设备由Endress+Hauser集团生产和销售。

在卫生过程中，对其加工和/或清洁度提出了特别高的要求。这种卫生过程的示例是在食品工业中的应用，其中存在沉积物和/或污染物可能影响保质期和/或导致食物的对健康有害的污染物的风险。

为了满足这些要求，现场设备的壳体具有特殊设计。例如，它们由诸如316L不锈钢的金属材料制造，和/或被设计成使得沉积物和/或污染物可以粘附的点尽可能少。

引入壳体的现场接触插头通常用于连接这样的现场设备。现场接触插头通常通过焊接操作集成，其中现场接触插头的插头套筒通过激光从外部焊接。由于要焊接的小轮廓和非径向焊缝，在此不可能如其他惯例那样在焊接安置上使用压紧设备，因为压紧设备的干涉轮廓太大而不能执行焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种从外部将插头连接器焊接到现场设备壳体而不需要压紧设备的可能方法。

根据本发明，通过根据权利要求1所述的自动化现场设备来实现目的。

根据本发明的自动化现场设备至少包括：

-包围内部腔室的金属现场设备壳体；

-布置在现场设备壳体的一侧上的传感器元件和/或致动器元件，用于设置和/或记录过程变量；

-电子电路，其被至少部分地布置在现场设备壳体的内部腔室中，并且被配置为提供和/或处理用于和/或来自传感器元件和/或致动器元件的传感器和/或致动器信号，电子电路还具有用于传输数据和/或能量的至少一个现场接触插头，现场接触插头被向外引导通过现场设备壳体中的开口，定制适配的插头套筒被放置在现场接触插头上，插头套筒被焊接到现场设备壳体上并且被紧固到布置在内部中的保持装置。

根据本发明，提出了将现场接触插头的插头套筒紧固到位于现场设备壳体的内部腔室中的保持装置，以便当插头套筒随后被焊接到现场设备壳体上时将其保持在位置。这防止在焊接操作期间现场接触插头受到焊接系统的动力学或惰性气体流的影响等的影响。此外，激光束可自由接近焊接点，因为不再需要压紧设备。另一优点是安置可以盲目地进行。

根据本发明的自动化现场设备的有利实施例提供了保持装置是由塑料制成的电子杯，其中，电子杯基本上适于匹配现场设备壳体的轮廓并且被布置在内部腔室中，并且其中，电子电路至少部分地被布置在电子杯中。特别地，实施例可以提供，电子电路至少部分地用被引入到电子杯中的灌封化合物灌封。

根据本发明的自动化现场设备的另一有利实施例提供了，为了紧固目的，保持装置具有第一紧固设备，并且插头套筒具有第二紧固设备，其适于彼此匹配，使得第一紧固设备和第二紧固设备能够被夹持、闩锁或夹紧到彼此中。特别地，该实施例可以提供，保持装置具有作为第一紧固元件的闩锁几何结构，并且插头套筒具有作为第二紧固设备的凹槽，其中，闩锁元件和凹槽适于彼此匹配，使得闩锁元件和凹槽通过简单的夹持、闩锁或夹紧而彼此接合。此外，实施例可以提供，闩锁几何结构被模制到电子杯上

根据本发明的自动化现场设备的另一有利实施例规定，现场接触插头是圆形连接器，例如M12圆形连接器、电缆套或以太网插头。

附图说明

基于以下附图更详细地解释本发明。在附图中：

图1是通过自动化现场设备的示意性截面图，以及

图2是现场设备的插头套筒和电子杯上的闩锁机构的详细视图。

具体实施方式

图1是通过自动化现场设备10的示意性截面图。现场设备10包括包围内部腔室13的现场设备壳体12。现场设备壳体12具有区域17，该区域17至少部分地旋转对称，并且其中现场接触插头21被集成或将被集成。现场设备10还包括布置在现场设备壳体12的端部处的传感器组件，该传感器组件具有用于设置和/或记录过程变量的传感器和/或致动器元件14以及过程连接器28。过程连接器18可以是螺纹连接器或法兰，其可以被拧紧或夹紧在其上。

在本实施例中，传感器和/或致动器元件14包括用于将填充水平记录为过程变量的填充水平传感器元件。然而，本发明不限于作为填充水平传感器元件的传感器元件和/或致动器元件的类型或具体设计，而是原则上可以应用于任何其他传感器或致动器原理。

电子电路15用于提供和/或处理传感器信号和/或致动器信号，电子电路15被引入到现场设备壳体的内部腔室13中并且被设计为操作传感器和/或致动器元件14。

在本实施例中，电子电路具有三个印刷电路板，其中两个印刷电路板15a和15b沿壳体的纵向方向布置，并且一个印刷电路板15c沿相对于壳体的横向方向布置。印刷电路板15a、15b、15c经由对应的插头连接器和配合连接器15d插入到彼此中，并且因此电接触。插头连接器和配合连接器可以设计为刚性或柔性连接器。插头连接器和配合连接器也可以互换。

电子电路还包括具有至少一个第一印刷电路板25的接口电子器件20，第一印刷电路板25具有现场接触插头21，现场接触插头21被布置在印刷电路板25的纵向轴线中的印刷电路板边缘上并且被焊接到印刷电路板25。现场接触插头21将数据、特别是测量值和/或能量从现场设备10发送到外部单元，例如上级单元或另一现场设备。

现场接触插头21特别地可以是圆形连接器，例如M12圆形连接器。然而，它也可以是适于传输数据和/或能量的其他常见的插头连接器。例如，它也可以是以太网插头。此外，现场接触插头21也可以是电缆套，用于电接触的线路通过电缆套进入现场设备的内部腔室。

接口电子器件20还包括至少一个配合连接器22，其可以被布置在并附接到第一印刷电路板25，使得插入轴23相对于其中形成第一印刷电路板25的主平面倾斜或倾倒。经由接口电子器件的配合连接器22，后者经由设置在其中的匹配插头连接器15e连接到电子电路的印刷电路板之一。插头连接器和配合连接器可以设计为刚性连接器或柔性连接器。插头连接器和配合连接器也可以互换。此外，用于EMC和/或爆炸保护措施24的电子部件可以被安装在第一印刷电路板25上。

位于现场设备10中的电子电路15至少部分地布置在电子杯16中，电子杯16在现场设备壳体中具有固定座，并且如果需要，还用于固定电子电路的印刷电路板。由此，电子杯16基本上适于现场设备壳体的外部轮廓。此外，位于电子杯中的电子电路部分可以通过灌封化合物27灌封。

现场设备壳体12还具有壳体开口18，现场接触插头通过壳体开口18被引导到外部。为了机械固定和/或对准或定位，定制适配的插头套筒26被安装在现场设备壳体12中或现场设备壳体12上的现场接触插头上。插头套筒26被焊接到现场设备壳体的外部。为了在焊接操作期间固定插头套筒，其通过紧固设备紧固到电子杯，如图2所示。这可以例如通过布置在现场设备壳体中的电子杯上的闩锁机构来发生。例如，第一紧固元件可以通过模制到电子杯上的闩锁几何形状——例如以闩锁凸耳的形式——来实现。为了允许闩锁或夹持，在插头套筒中形成周向凹槽作为第二紧固元件。两个紧固元件的相互作用防止现场接触插头在焊接操作期间受到例如焊接系统的动力学或惰性气体流影响的影响，因为插头套筒被固定到电子杯。此外，激光束可自由接近焊接点。

根据使用地点，现场设备还可以包括显示器19和附加的电子部件，如图1所示。

附图标记列表

10 自动化现场设备

12 现场设备壳体

13 内部腔室

14 传感器和/或致动器元件

15 电子电路

15a-15c 印刷电路板

15d 插头和配合连接器

15e 插头连接器

16 电子杯

16a 闭锁凸耳

17 旋转对称区域

18 壳体开口

19 显示器

20 接口电子器件

21 现场接触插头

22 接口电子器件的配合连接器

24 例如用于EMC和/或爆炸保护措施的电子部件

25 接口电子器件的第一印刷电路板

26 现场接触插头的插头套筒

26a 用于闩锁或夹持的周向凹槽

27 灌封化合物

28 过程连接器

Claims (7)

1.一种自动化现场设备，至少包括：

-金属现场设备壳体(12)，所述金属现场设备壳体包围内部腔室(13)；

-布置在所述现场设备壳体(12)的一侧上的传感器元件和/或致动器元件(14)，用于设置和/或记录过程变量；

-电子电路(15)，所述电子电路(15)被至少部分地布置在所述现场设备壳体(12)的所述内部腔室(13)中，并且被配置为提供和/或处理用于和/或来自所述传感器元件和/或致动器元件(14)的传感器和/或致动器信号，其中，所述电子电路(15)还具有用于传输数据和/或能量的至少一个现场接触插头(21)，其中，所述现场接触插头(21)被向外引导通过所述现场设备壳体(12)中的开口(18)，其中，定制适配的插头套筒(26)被放置在所述现场接触插头(21)上并且被焊接到所述现场设备壳体(12)上，并且其中，所述插头套筒(26)被紧固到布置在所述内部腔室(13)中的保持装置(16)。

2.根据权利要求1所述的自动化现场设备，其中，所述保持装置是由塑料制成的电子杯(16)，所述电子杯(16)基本上适于匹配所述现场设备壳体(12)的外轮廓并且被布置在所述内部腔室(13)中，并且其中，所述电子电路(15)至少部分地被布置在所述电子杯(16)中。

3.根据前一权利要求所述的自动化现场设备，其中，所述电子电路(15)至少部分地用被引入到所述电子杯(16)中的灌封化合物(27)灌封。

4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的自动化现场设备，其中，为了紧固目的，所述保持装置(16)具有第一紧固设备(16a)，并且所述插头套筒(26)具有第二紧固设备(26a)，所述第一紧固设备(16a)和所述第二紧固设备(26a)适于彼此匹配，使得所述第一紧固设备(16a)和所述第二紧固设备(26a)能够被夹持、闩锁或夹紧到彼此中。

5.根据前一权利要求所述的自动化现场设备，其中，所述保持装置(16)具有作为第一紧固元件的闩锁几何结构(16a)，并且所述插头套筒具有作为第二紧固设备的凹槽(26a)，其中，所述闩锁元件(16a)和所述凹槽(26a)适于彼此匹配，使得所述闩锁元件(16a)和所述凹槽(26a)通过简单的夹持、闩锁或夹紧而彼此接合。

6.根据前一权利要求所述的自动化现场设备，其中，所述闩锁几何结构(16a)被模制到所述电子杯(16)上。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的自动化现场设备，其中，所述现场接触插头(21)是圆形连接器、例如M12圆形连接器，电缆套，或以太网插头。