DE10154002A1

DE10154002A1 - Anordnung mit einer peripheren Einheit, die über eine Zweidrahtleitung einer zentralen Einheit angeschlossen ist

Info

Publication number: DE10154002A1
Application number: DE2001154002
Authority: DE
Inventors: Hartmut Flaemig; Andreas Muhr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-22
Also published as: WO2003040851A2; WO2003040851A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer peripheren Einheit, die über eine Zweidrahtleitung an einer zentralen Einheit angeschlossen ist, mit der die periphere Einheit über die Zweidrahtleitung kommuniziert und von der die periphere Einheit über die Zweidrahtleitung energieversorgt wird, wobei zur Kommunikation ein innerhalb eines vorgegebenen Signalpegelbereichs veränderbares Signal übertragen wird. DOLLAR A Um mit geringstmöglichem Aufwand auch außerhalb der peripheren Einheit auftretende Ereignisse, insbesondere Fehlerereignisse, an die zentrale Einheit melden zu können, sind an der Zweidrahtleitung (2) weiterhin eine separate Meldeeinrichtung (7) mit einem durch das Ereignis betätigbaren und dabei den Signalpegelbereich auf der Zweidrahtleitung (2) verändernden Schalter (8) und eine die Änderung des Signalpegelbereichs detektierende Detektoreinrichtung (5, 12) angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer peripheren Einheit, die über eine Zweidrahtleitung an einer zentralen Einheit angeschlossen ist, mit der die periphere Einheit über die Zweidrahtleitung kommuniziert und von der die periphere Einheit über die Zweidrahtleitung energieversorgt wird, wobei zur Kommunikation ein innerhalb eines vorgegebenen Signalpegelbereichs veränderbares Signal übertragen wird.

Ein Beispiel für eine solche periphere Einheit ist ein Messumformer, der seinen Messwert als analoges Signal zwischen 4 und 20 mA auf der Zweidrahtleitung an eine zentrale Einheit, z. B. ein Speisegerät mit Signalauswertung, überträgt. Fehlermeldungen des Messumformers können gemäß der NAMUR-Empfehlung NE43 in Form eines Stromwertes außerhalb des vorgegebenen Signalpegelbereichs von 4. . .20 mA übertragen werden, z. B. als Downscale-Wert von < 3,6 mA oder als Upscale-Wert von > 21 mA. Die Fehlermeldung erfolgt dabei in der Weise, dass bei einem in dem Messumformer detektierten Fehlerereignis, z. B. bei einer überhöhten Temperatur, ein Alarm erzeugt wird, der auf die Erzeugung des Ausgangssignals des Messumformers im Sinne eines Downscaling oder Upscaling wirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringstmöglichem Aufwand auch außerhalb der peripheren Einheit auftretende Ereignisse, insbesondere Fehlerereignisse, an die zentrale Einheit melden zu können.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei der Anordnung der eingangs angegebenen Art an der Zweidrahtleitung weiterhin eine separate Meldeeinrichtung mit einem durch ein Ereignis betätigbaren Schalter angeschlossen ist, der bei Betätigung den Signalpegelbereich auf der Zweidrahtleitung verändert, und dass an der Zweidrahtleitung eine die Änderung des Signalpegelbereichs detektierende Detektoreinrichtung angeschlossen ist.

Bei dem Schalter kann es sich um einen Druck-, Temperatur-, magnetisch induktiven oder sonstigen Schalter handeln, der auf das Über- oder Unterschreiten eines Druck-, Temperatur-, Stellungs- oder sonstigen Grenzwertes anspricht. Ein Beispiel dafür ist das Melden des Druckverlusts oder Membranbruchs in einem Druckmittler, der an einem Druckmessumformer als der peripheren Einheit betrieben wird. Der in dem Druckmittler auftretende Fehler wird dann nicht etwa als Steuersignal dem Druckmessumformer zugeführt, der dazu eigens einen Steuereingang aufweisen müsste und dann selbst über die Zweidrahtleitung den Fehler an die zentrale Einheit meldet. Statt dessen wird entsprechend der Erfindung außerhalb des Druckmessumformers durch Betätigung des Schalters der Signalpegelbereich für das von dem Druckmessumformer auf der Zweidrahtleitung übertragene Signal verändert.

Dazu kann der Schalter ein die Zweidrahtleitung kurzschließender Schließer sein, bei dessen Betätigung der Strom in der Zweidrahtleitung bzw. die Spannung über einen Bürdenwiderstand in der Zweidrahtleitung plötzlich ansteigt oder die Spannung auf der Zweidrahtleitung plötzlich abnimmt. Zur Strombegrenzung kann in Reihe mit dem Schließer ein Widerstand oder eine Zenerdiode angeordnet sein.

Alternativ ist der Schalter ein die Zweidrahtleitung unterbrechender Öffner, bei dessen Betätigung der Strom durch die Zweidrahtleitung bzw. die Spannung über einen Bürdenwiderstand in der Zweidrahtleitung plötzlich abnimmt oder die Spannung auf der Zweidrahtleitung plötzlich ansteigt. Zur Spannungsbegrenzung bzw. damit der Strom durch die Zweidrahtleitung nicht zu Null wird, kann parallel zu dem Öffner ein Widerstand oder eine Zenerdiode liegen.

Entsprechend den vorangegangenen Erläuterungen kann in der zentralen Einheit die Detektoreinrichtung den Strom durch die Zweidrahtleitung oder die Spannung auf der Zweidrahtleitung detektieren.

Bei dem von der peripheren Einheit übertragenen Signal handelt es sich vorzugsweise um ein 4. . .20 mA-Signal, es kann sich aber bei der Zweidrahtleitung auch um einen Zweidrahtleitungs-Bus handeln, auf dem Spannungs-Signale übertragen werden.

Bei der peripheren Einheit handelt es sich vorzugsweise um einen Messumformer.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Schließer und
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Öffner.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit einer peripheren Einheit 1, hier einem Messumformer, die über eine Zweidrahtleitung 2 mit einer entfernten zentralen Einheit 3 verbunden ist. Die zentrale Einheit 3 enthält ein Speisegerät 4 zur Energieversorgung des Messumformers 1 und eine Auswerteeinrichtung 5 zur Auswertung des hier als Spannungsabfall über einen Bürdenwiderstand 6 erfassten Stroms I durch die Zweidrahtleitung 2. Zur Übertragung eines Messsignals stellt der Messumformer 1 auf der Zweidrahtleitung 2 einen messwertabhängigen Strom I zwischen 4 und 20 mA ein. Liegt innerhalb des Messumformers 1 ein Fehler vor, so stellt der Messumformer 1 einen Stromwert außerhalb des genannten Signalpegelbereichs ein, was von der Auswerteeinrichtung 5 als Fehlermeldung erkannt wird.
Dem Messumformer 1 ist bei dem gezeigten Beispiel eine weitere Einheit 7 zugeordnet, die beispielsweise Arbeitsbedingungen in der Umgebung des Messumformers 1 wie z. B. Temperatur, Druck oder Füllstand auf Über- oder Unterschreiten von Grenzwerten überwacht oder bei der es sich um ein mit dem Messumformer 1 zusammen arbeitenden Gerät handelt, dessen Funktionstüchtigkeit zu überwachen ist. So kann beispielsweise an dem Messumformer 1, hier z. B. einem Druckmessumformer, ein Druckmittler betrieben werden, der eine Übertragungsflüssigkeit enthält. Mittels eines Schalters 8, z. B. eines Druckschalters, kann ein Druckverlust der Übertragungsflüssigkeit detektiert werden. Der hier als Schließer ausgebildete Druckschalter 8 ist in Reihe mit einem strombegrenzenden Widerstand 9 oder alternativ einer Zenerdiode 10 außen an den Anschlüssen 11 des Messumformers 1 an die Zweidrahtleitung 2 angeschlossen. Ein Druckverlust bei der Übertragungsflüssigkeit führt zu einer Betätigung des Schließers 8, wodurch die Zweidrahtleitung 2 kurzgeschlossen wird. Dadurch wird der Strom I in der Zweidrahtleitung 2 auf einen Wert erhöht, der über der 20 mA-Grenze des Signalpegelbereichs liegt, hier > 21 mA, und durch die Auswerteeinrichtung 5 als Fehler detektiert wird.
Wie gestrichelt dargestellt ist, kann alternativ mit einer weiteren Detektoreinrichtung 12 die Spannung an der Zweidrahtleitung 2 erfasst werden, die im Falle der Fehlermeldung durch den Kurzschluss einbricht.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, dass der Schalter als die Zweidrahtleitung 2 im Falle der Betätigung unterbrechender Öffner 13 ausgebildet ist. Wird der Öffner 13 aufgrund eines Fehlerereignisses betätigt, so wird der Strom I durch die Zweidrahtleitung 2 auf einen Wert reduziert, der unter der 4 mA-Grenze des Signalpegelbereichs liegt, hier < 3,6 mA, und durch die Auswerteeinrichtung 5 als Fehler detektiert wird. Ein zu dem Öffner 13paralleler Widerstand 14 oder eine Zenerdiode 15 verhindern, dass dabei der Strom I zu Null wird, so dass der gemeldete Fehler von einen Drahtbruch bei der Zweidrahtleitung 2 unterscheidbar ist.
Die Schalter 8 bzw. 13 stellen im allgemeinen Sinn binäre Sensoren dar, von denen auch mehrere parallel bzw. in Reihe geschaltet werden können, um eine 1-aus n-Ereignismeldung zu ermöglichen.

Claims

1. Anordnung mit einer peripheren Einheit (1), die über eine Zweidrahtleitung (2) an einer zentralen Einheit (3) angeschlossen ist, mit der die periphere Einheit (1) über die Zweidrahtleitung (2) kommuniziert und von der die periphere Einheit (1) über die Zweidrahtleitung (2) energieversorgt wird, wobei zur Kommunikation ein innerhalb eines vorgegebenen Signalpegelbereichs veränderbares Signal übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zweidrahtleitung (2) weiterhin eine separate Meldeeinrichtung (7) mit einem durch ein Ereignis betätigbaren Schalter (8, 13) angeschlossen ist, der bei Betätigung den Signalpegelbereich auf der Zweidrahtleitung (2) verändert, und dass an der Zweidrahtleitung (2) eine die Änderung des Signalpegelbereichs detektierende Detektoreinrichtung (5, 12) angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein die Zweidrahtleitung (2) kurzschließender Schließer (8) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit dem Schließer (8) ein Widerstand (9) oder eine Zenerdiode (10) liegt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein die Zweidrahtleitung (2) unterbrechender Öffner (13) ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Öffner (13) ein Widerstand (14) oder eine Zenerdiode (15) liegt.

6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (5) den Strom durch die Zweidrahtleitung (2) detektiert.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (12) die Spannung an der Zweidrahtleitung (2) detektiert.

8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein 4. . .20 mA-Signal ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweidrahtleitung ein Zweidrahtleitungs-Bus ist.

10. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die periphere Einheit (1) ein Messumformer ist.