DE102004046742B4

DE102004046742B4 - Kommunikationsbus und Verfahren zur Verwendung in einem gefahrträchtigen Bereich einer Prozessanlage

Info

Publication number: DE102004046742B4
Application number: DE102004046742.0A
Authority: DE
Inventors: Kent A. Burr; Gary K. Law; Tom Aneweer
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2014-12-11
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: CN1625142B; DE102004046742A1; CN1625142A; GB2406726A; US7684167B2; HK1074118A1; JP2005110271A; GB0418222D0; US20050068710A1; JP4754797B2; GB2406726B

Abstract

Kommunikationsbus (24), geeignet zur Verwendung in einem gefahrträchtigen Bereich einer Prozessanlage (10), zur Übertragung eines elektrischen Signals von einer ersten Prozesseinrichtung (15–22) an eine zweite Prozesseinrichtung (15–22) in der Prozessanlage (10) und zur Unterbrechung der Übertragung zwischen der ersten und der zweiten Prozesseinrichtung (15–22) ansprechend auf ein Erkennen eines Störungszustands in dem Kommunikationsbus (24), enthaltend: – ein erstes Ende zur Verbindung mit der ersten Prozesseinrichtung (15–22); – ein zweites Ende zur Verbindung mit der zweiten Prozesseinrichtung (15–22); – einen ersten Übertragungsweg (25), der dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer ersten Richtung zwischen der ersten und zweiten Prozesseinrichtung (15–22) zu übertragen; – einen zweiten Übertragungsweg (27), der dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer zweiten Richtung zwischen der ersten und zweiten Prozesseinrichtung (15–22) zu übertragen; und – eine zwischen dem ersten und zweiten Ende sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Übertragungsweg (25, 27) verbundene Sicherheitseinrichtung (40), wobei die Sicherheitseinrichtung (40) eine Steuer-/Regeleinheit (80, 82) enthält, die dafür ausgelegt ist, einen mit dem Kommunikationsbus (24) zusammenhängenden Störungszustand zu erkennen, wobei die mindestens eine Steuer-/Regeleinheit (80, 82) mit einem dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) des Kommunikationsbusses (24) verbunden ist, und wobei die Sicherheitseinrichtung (40) ferner eine Schaltereinheit (50, 52, 54, 56) enthält, die mit dem ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) verbunden ist, und in einer geschlossenen Position einen Fluss elektrischer Signale über den ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) erlaubt, und in eine geöffnete Position den Fluss elektrischer Signale über den ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) verhindert, ...

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Prozeßanlage und insbesondere einen zur Verwendung in einem gefahrträchtigen, insbesondere in einem explosionsgefährdeten Bereich einer Prozeßanlage geeigneten Kommunikationsbus sowie ein Verfahren zum Bereitstellen eines Kommunikationsbusses.
In Prozeßanlagen, wo leicht entzündliche oder brennbare Stoffe vorhanden sind, herrschen latent gefährliche Bedingungen aufgrund der Möglichkeit, dass sich die leicht entzündliche Atmosphäre entzünden kann. Diese Bedingungen können in vielen industriellen Umgebungen wie zum Beispiel in Umgebungen, wo Petroleum und andere Chemikalien, leicht entzündliche Gase, brennbare Staube, explosive Dämpfe usw. vorliegen, auftreten. Standardisierte Einstufungen für die verschiedenen Arten von explosionsgefährdeten Ortlichkeiten wurden durch Aufsichtsbehörden und organisationen entsprechend der Beschaffenheit und Art der Gefahr, die allgemein vorliegt oder die gelegentlich vorliegen kann, gewählt und zugeordnet. Zum Schutz von Personen und Sachwerten in der Anlage sollten innerhalb dieser explosionsgefährdeten Bereiche Vorkehrungen getroffen werden, um die Gefahr zu vermeiden, dass die umgebende Atmosphäre sich durch elektrische Funken oder übermäßige Wärme entzünden kann.
Schutzkonzepte für Prozeßmessung und -steuerung in explosionsgefährdeten Bereichen sind allgemein als Explosionsschutzverfahren bekannt. Eine elektrische Einrichtung kann so aufgebaut sein, dass sie eigensicher ist, was ein weitverbreitetes Explosionsschutzverfahren darstellt. Eine eigensichere Einrichtung ist so ausgelegt, dass die von der Einrichtung verbrauchte und/oder erzeugte elektrische Energie vorherbestimmte Energie-Grenzwerte zu keinem Zeitpunkt überschreitet, so dass im Fall einer Störung die maximale Menge durch die eigensichere Einrichtung freigesetzter Energie nicht ausreicht, um einen Funken zu erzeugen, der in der Lage ist, eine Zündung zu bewirken. Außerdem ist die Temperatur der Einrichtung so begrenzt, dass die Einrichtung nicht in der Lage ist, eine Selbstentzündung zu verursachen. In anderen Worten, eine eigensichere Einrichtung ist eine Einrichtung, die weder einen Funken erzeugen kann noch eine Temperatur erreichen kann, welcher bzw. welche im Normalbetrieb oder bei Tätigkeiten während eines Störungszustands ausreicht, um die umgebende explosionsgefährdete Atmosphäre zu entzünden. Eine Reihe von Behörden bescheinigen, dass die Verlustleistungsniveaus, die Energiespeicherungsvermögen, die Betriebstemperatur-, Betriebsspannungs- und Betriebsstromanforderungen usw. solcher Einrichtungen mit besonderen Sicherheitsvorschriften, welche in Eigensicherheitsnormen definiert sind, in Einklang stehen.
Wenn eine elektrische Einrichtung nicht eigensicher ist, gibt es andere Verfahren, um sicherzustellen, dass die Einrichtung nicht als Zündquelle wirkt. Wo eine Einrichtung nicht eigensicher ist, kann sie typischerweise durch Unterbringen der gesamten Einrichtung (oder eines Teils der Einrichtung) in einem explosionssicheren Gehäuse sicher gemacht werden. Ein explosionssicheres Gehäuse ist ein Gehäuse, welches verhindert, dass eine möglicherweise innerhalb des Gehäuses auftretende Explosion bewirkt, dass die Atmosphäre außerhalb des Gehäuses sich entzündet.
Alternativ kann die elektrische Einrichtung in irgendeiner anderen Art von Schutzgehäuse eingeschlossen und mit Druckluft oder einem Edelgas ausgeblasen oder unter Überdruck gesetzt werden, um zu verhindern, dass die äußere explosive Atmosphäre in das Gehäuse eindringt. Folglich entzündet ein Funke oder eine hohe Temperatur der Komponente innerhalb des ausgeblasenen Gehäuses nicht die explosionsgefährdete äußere Atmosphäre.
Typischerweise verbinden Busse in einem nicht explosionsgefährdeten Bereich der Prozeßanlage (z. B. einer Steuerwarte) befindliche Geräte mit in einem Bereich, in welchem Explosionsgefahr besteht, (d. h. einem explosionsgefährdeten Bereich) befindlichen Geräten. Gegenwärtig können energiebegrenzende oder Eigensicherheitsbarrieren (z. B. Zener-Barrieren) an einer Schnittstelle zwischen dem nicht explosionsgefährdeten und dem explosionsgefährdeten Bereich eingefügt werden. Die energiebegrenzenden Barrieren begrenzen die elektrische Energie, die in den explosionsgefährdeten Bereich geleitet wird, auf sichere Niveaus, welche nicht in der Lage sind, eine Entzündung zu bewirken. Folglich kann durch im nicht explosionsgefahrdeten Bereich möglicherweise auftretende Störungen verursachte überhöhte Energie nicht den Bus entlang geleitet werden, wo sie innerhalb des explosiven oder anderweitig explosionsgefahrdeten Bereichs der Prozeßanlage einen Funken verursachen könnte. Leider kann elektrisches Begrenzen der Energie zu einer Verzerrung der durch den Bus übertragenen Kommunikationssignale führen. Überdies sind energiebegrenzende Barrieren oft schwierig und kostspielig zu installieren und instandzuhalten.
Auch wenn Geräte sich nicht in einem explosionsgefahrdeten Bereich befinden, muss dennoch das Verbindungskabel oder der Bus möglicherweise durch den explosionsgefahrdeten Bereich verlaufen. Obwohl die Energie in digitalen Signalen gering ist, reicht diese geringe Menge Energie bisweilen aus, um einen explosionszündenden Lichtbogen oder Funken zu erzeugen, wenn ein Entweichen in die explosionsgefährdete Atmosphäre ermöglicht wird, zum Beispiel wenn der Bus unterbrochen, getrennt, geöffnet und/oder abgeklemmt wird. Deshalb sind die Busverdrahtung betreffende Explosionsschutzverfahren wegen der inhärenten Gefahr einer Beschädigung an den Drähten des Busses oder eines anderen mit der Busverdrahtung zusammenhängenden Störungszustands (z. B. eines offenen Kreises), welcher die Freisetzung eines explosionszündenden Funkens oder Lichtbogens im explosionsgefährdeten Bereich zur Folge haben kann, von extremer Wichtigkeit.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 37 26 742 A1 , ist es bekannt, Datenbusse innerhalb von Netzwerken mit einer Vielzahl von Teilnehmern mit einer Steuerschaltung auszurüsten, die es ermöglicht, Sende- und Empfangsstation von dem Datenbus abzutrennen, wenn bestimmte Kriterien erfüllt sind. Ein in der DE 37 26 742 A1 beschriebenes Kriterium ist die maximale Sendezeit eines bestimmten Teilnehmers. Die in der DE 37 26 742 A1 beschriebene Maßnahme soll verhindern, dass defekte Sende- oder Empfangsstationen den Datenbus so blockieren, dass andere Teilnehmer nicht mehr kommunizieren können.
Aus der DE 28 23 708 A1 ist ein weiterer Datenbus bekannt, der Kurzschlüsse auf dem Bus detektiert. Auch auf diesem Datenbus kommunizieren eine Vielzahl von Teilnehmern, wobei dies mittels Zeit-Multiplexung erfolgt. Die DE 28 23 708 A1 sieht es vor, im Falle eines Kurzschlusses bestimmte Leitungsabschnitte von dem Bussystem zu entkoppeln. Auch diese Maßnahme soll dazu dienen, den (verbleibenden) Teilnehmern eine Kommunikation auf dem verbleibenden Bus zu ermöglichen. In einem Ausführungsbeispiel wird die Stilllegung eines Busabschnitts durch einen Überstromschalter gewährleistet.
Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kommunikationsbus sowie ein Verfahren zum Bereitstellen eines Kommunikationsbusses zu schaffen, welche in gefahrträchtigen Bereichen von Prozessanlagen eingesetzt werden können und das Auftreten von explosionszündenden Lichtbögen oder Funken effektiv verhindern.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen. Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, wobei auch andere Kombinationen von Merkmalen als die beanspruchten möglich sind.
Ein Kommunikationsbus, der zur Verwendung in einem explosionsgefährdeten Bereich einer Prozessanlage geeignet ist, enthält einen ersten Übertragungsweg, der dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer ersten Richtung zu übertragen, und einen zweiten Übertragungsweg, der dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer zweiten Richtung zu übertragen. Eine sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Übertragungsweg verbundene Sicherheitseinrichtung enthält eine Steuer-/Regeleinheit, welche dafür ausgelegt ist, einen mit dem Kommunikationsbus zusammenhängenden Störungszustand zu erkennen. Die Sicherheitseinrichtung enthält ferner eine Schaltereinheit, welche dafür ausgelegt ist, ansprechend auf den erkannten Störungszustand den Fluss elektrischer Signale sowohl über den ersten als auch über den zweiten Übertragungsweg zu unterbrechen.
Die Sicherheitseinrichtung stellt einen zuverlässigen und preiswerten Mechanismus zum sicheren Unterbrechen des Flusses elektrischer Signale durch einen in einem explosionsgefährdeten Bereich befindlichen Kommunikationsbus bei Erkennung eines mit dem Kommunikationsbus zusammenhängenden Störungszustands dar. Die Sicherheitseinrichtung beseitigt oder verringert den Bedarf an teuren energiebegrenzenden Barrieren im Kommunikationsbus, welche oft schwierig zu installieren und instand zu halten sind. Außerdem verringert die Sicherheitseinrichtung, indem sie bei Erkennung eines mit dem Kommunikationsbus zusammenhängenden Störungszustands den Fluss elektrischer Signale sowohl über den ersten als auch über den zweiten Übertragungsweg in beiden Richtungen unterbricht, die Möglichkeit des Auftretens eines Funkens oder Lichtbogens, der eine leicht entzündliche Atmosphäre in einem explosionsgefährdeten Bereich entzünden könnte.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
1 ist ein beispielhaftes Blockschaltbild einer typischen Prozeßanlage einschließlich eines Kommunikationsbusses, der eine oder mehrere Bediener-Arbeitsstationen und eine Datenprotokolliereinrichtung mit einer Prozeßsteuereinrichtung/Prozeßregeleinrichtung und einer Vielzahl von Anlageneinrichtungen verbindet;
2 ist ein beispielhaftes Blockschaltbild des Kommunikationsbusses einschließlich einer Sicherheitseinrichtung, welche dafür ausgelegt ist, bei Erkennung eines mit dem Kommunikationsbus zusammenhängenden Störungszustands den Fluss elektrischer Signale im explosionsgefährdeten Bereich zu unterbrechen;
3 ist ein beispielhaftes Blockschaltbild einer Prozeßanlage mit mehreren Bussegmenten, die über einen Repeater miteinander verbunden sind; und
4 ist ein detaillierteres Blockschaltbild der in 2 gezeigten Sicherheitseinrichtung.
Wie in 1 gezeigt, enthält eine Prozeßanlage 10 eine Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22, welche über eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabe-(E/A-)Einrichtungen 26, 28 mit einer Prozeßsteuereinrichtung 12 verbunden sind. Die Prozeßsteuereinrichtung 12 kann eine Steuereinrichtung in der Art eines verteilten Steuerungssystems (DCS) sein, wie zum Beispiel eine von Emerson Process Management vertriebene Steuereinrichtung DeltaV^TM oder jegliche andere Art von Steuereinrichtung zur Verwendung beim Steuern von Anlageneinrichtungen 15–22 auf jegliche herkömmliche oder sonstige gewünschte Art und Weise. Die Prozeßsteuereinrichtung 12 ist fähig, eine darin gespeicherte Prozeßsteuerungsroutine zu implementieren und/oder fähig, mit Steuerungselementen wie darin befindlichen Funktionsblöcken, zum Beispiel über die gesamte Prozeßanlage 10 verteilten intelligenten Anlageneinrichtungen 19–22, zu kommunizieren.
Die Prozeßsteuereinrichtung 12 ist über einen Kommunikationsbus 24 mit einer oder mehreren Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 kommunikativ verbunden. Der Kommunikationsbus 24 kann jegliches gewünschte oder geeignete Protokoll für lokale Netze (LAN) oder weiträumige Netze (WAN) nutzen, um die Kommunikation abzuwickeln. Vorzugsweise ist der Kommunikationsbus 24 ein auf Ethernet beruhender Bus mit Twisted-Pair-Kabeln. In diesem Fall enthält der Kommunikationsbus 24 acht separate Drähte, die als vier verdrillte Paare gebündelt sind, wobei zwei Paare des Kabels benutzt werden, um die Prozeßsteuerungs-Kommunikation abzuwickeln. Die übrigen zwei verdrillten Paare des Kabels sind oft unbenutzt. Natürlich kann der Kommunikationsbus 24 jegliche andere geeignete festverdrahtete Verbindung wie zum Beispiel Koaxialkabel, eine Mischform aus Twisted-Pair-Kabel und Koaxialkabel usw. enthalten.
Die Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 können auf eine Personalcomputer-Plattform oder jegliche andere geeignete Verarbeitungsplattform gegründet sein und können eine Vielfalt von bekannten Prozeßsteuerungs-, Instandhaltungs- und sonstigen Aufgaben ausführen. Außerdem kann die Prozeßanlage 10 eine Datenprotokolliereinrichtung 23 enthalten, welche über den Kommunikationsbus 24 Prozeßdaten aus der Prozeßsteuereinrichtung 12 und der Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 erfasst. Es versteht sich, dass die in 1 gezeigte Prozeßanlage 10 in ihrer Beschaffenheit lediglich ein Beispiel darstellt und ebenso andere Arten oder Konfigurationen von Prozeßanlagen 10 verwendet werden können.
Die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 kann Einrichtungen wie zum Beispiel Sensoren, Ventile, Sender, Stelleinrichtungen usw. enthalten. Entsprechend können die E/A-Einrichtungen 26, 28 jegliche Arten von zu einem gewünschten Kommunikations- oder Steuereinrichtungsprotokoll konformen E/A-Einrichtungen sein. Wie in 1 gezeigt, ist die Prozeßsteuereinrichtung 12 über Analogleitungen 33–36 mit herkömmlichen (d. h. nicht intelligenten) Anlageneinrichtungen 15–18 kommunikativ verbunden. Die herkömmlichen Anlageneinrichtungen 15–18 können analoge 4–20-mA-Standard-Anlageneinrichtungen sein, welche über die Analogleitungen 33–36 mit der E/A-Einrichtung 26 kommunizieren.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 intelligente Anlageneinrichtungen 19–22 enthalten, die unter Verwendung einer Kommunikation gemäß dem FOUNDATION^TM-Fieldbus- (im folgenden ”Fieldbus”) Protokoll über einen digitalen Bus 38 mit der E/A-Einrichtung 28 kommunizieren. Allgemein ist das Fieldbus-Protokoll ein volldigitales, serielles, beidseitiges Kommunikationsprotokoll, das eine genormte physische Schnittstelle für eine Zwei-Draht-Schleife oder einen Zwei-Draht-Bus schafft, die bzw. der intelligente Anlageneinrichtungen 19–22, welche sich in einer Messgeräte- oder Prozeßsteuerungsumgebung zum Beispiel in einer Fabrik oder in einer Anlage befinden, miteinander verbindet. Das Fieldbus-Protokoll schafft im wesentlichen ein lokales Netz für intelligente Anlageneinrichtungen 19–22 innerhalb der Prozeßanlage 10, das diese intelligenten Anlageneinrichtungen 19–22 befähigt, eine oder mehrere Prozeßsteuerungsschleifen entweder zusammen mit oder unabhängig von der Prozeßsteuereinrichtung 12 auszuführen.
Während die Prozeßanlage 10 das Fieldbus-Kommunikationsprotokoll verwendet, um die Kommunikation für die intelligenten Anlageneinrichtungen 19–22 abzuwickeln, könnte sie ebenso eine Reihe von genormten, offenen, digitalen oder kombiniert digitalen und analogen Kommunikationsprotokollen wie das HART^®-, das PROFIBUS^®-, das WORLDFIP^®-, das Device-Net^®-, das AS-Interface- und das CAN-Protokoll verwenden.
2 veranschaulicht eine Ausführungsform eines zur Verwendung in einem explosionsgefährdeten Bereich 43 der Prozeßanlage 10 geeigneten Kommunikationsbusses 24. Wie oben besprochen, kann der Kommunikationsbus 24 ein in vier Drahtpaare gegliederter Acht-Draht-Bus sein. Speziell enthält ein erstes Drahtpaar 25 eine erste Übertragungsleitung 25a und eine zweite Übertragungsleitung 25b. Ein zweites Drahtpaar 27 enthält eine dritte Übertragungsleitung 27a und eine vierte Übertragungsleitung 27b. Ein drittes Drahtpaar 29 enthält eine fünfte Übertragungsleitung 29a und eine sechste Übertragungsleitung 29b. Und ein viertes Drahtpaar 37 enthält eine siebte Übertragungsleitung 37a und eine achte Übertragungsleitung 37b.
Wie in 2 veranschaulicht, besitzt jedes des ersten, zweiten, dritten und vierten Drahtpaares 25, 27, 29, 37 zugehörige Stiftkontakt-Steckverbinder 11, welche an den Enden der jeweiligen Übertragungsleitungen 25a, b, 27a, b, 29a, b, 37a, b angebracht sind. Vorzugsweise ist jeder der Stiftkontakt-Steckverbinder 11 ein RJ-45-Ethernet-Kabelsteckverbinder. Jedoch versteht es sich, dass außer RJ-45-Steckverbindern auch andere Arten von Steckverbindern wie zum Beispiel ISDN/LAN-Steckverbinder oder andere Arten von Ethernet-Steckverbindern verwendet werden können, wenn gewünscht.
Das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 übertragen Signale von den Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder der Datenprotokolliereinrichtung 23 an die Prozeßsteuereinrichtung 12 und die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22. Zum Beispiel können die Prozeßsteuereinrichtung 12 und/oder eine oder mehrere aus der Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 über das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 Befehle von den Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 empfangen. Wenn gewünscht, können das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 auch dafür ausgelegt sein, Energie aus einer (nicht gezeigten) Energieversorgungseinrichtung an die Prozeßsteuereinrichtung 12 und die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 zu übertragen. In anderen Worten, die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 und die Prozeßsteuereinrichtung 12 können über dieselben Drahtpaare 25, 27, welche die Kommunikation ermöglichen, mit Energie versorgt werden.
Überdies können die intelligenten Anlageneinrichtungen 19–22 und die Prozeßsteuereinrichtung 12 über das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 des Kommunikationsbusses 24 Signale an die Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder die Datenprotokolliereinrichtung 23 übertragen. Zum Beispiel können die Prozeßsteuereinrichtung 12 und/oder eine oder mehrere der intelligenten Anlageneinrichtungen 19–22 über das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 Alarm-, Status- und Diagnoseinformationen an die Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder die Datenprotokolliereinrichtung 23 übertragen. Und ferner können das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 Signale von der Prozeßsteuereinrichtung 12 an die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 übertragen.
Das erste Drahtpaar 25 ist dafür ausgelegt, elektrische Signale in einer durch einen Pfeil 46 angedeuteten ersten Richtung zu übertragen, während das zweite Drahtpaar 27 dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer durch einen Pfeil 47 angedeuteten zweiten Richtung zu übertragen. Somit können elektrische Signale gleichzeitig in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung fließen. Das dritte und das vierte Drahtpaar 29, 37 des Twisted-Pair-Kabels sind typischerweise unbenutzt. Deshalb fließen elektrische Signale typischerweise nicht durch das dritte und das vierte Drahtpaar 29, 37.
In manchen Prozeßanlagen 10 ist es für eine oder mehrere aus der Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 und/oder für die Prozeßsteuereinrichtung 12 üblich, dass sie sich in einem hochbrennbaren, explosionsgefährdeten Bereich 43 befindet bzw. befinden. Zum Beispiel in einer Chemikalienverarbeitungsanlage kann eine Anlageneinrichtung den Flüssigkeitspegel in einem eine sehr leicht entzündliche Flüssigkeit enthaltenden Lagerungstank messen und/oder steuern. Somit kann es erforderlich sein, für Mess- und/oder Steuerzwecke elektrische Signale in den oder aus dem explosionsgefährdeten Bereich 43 zu übertragen. Um die Gefahr einer durch einen Störungszustand des Kommunikationsbusses 24 (z. B. durch einen abgeklemmten, geöffneten, unterbrochenen, getrennten und/oder anderweitig beschädigten Kommunikationsbus 24) verursachten Bildung elektrischer Funken, Lichtbögen und/oder einer übermäßigen Wärmeentwicklung zu verringern, sollten Vorkehrungen getroffen werden, um die Möglichkeit, dass der Kommunikationsbus 24 als Zündquelle wirkt, zu verringern.
Wie in 2 veranschaulicht, befinden sich die Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder die (nicht gezeigte) Energieversorgungseinrichtung typischerweise in einer Steuerwarte 30 in einem nicht explosionsgefährdeten Bereich 31, der frei von jeglichen leicht entzündlichen Stoffen ist. Die Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder die (nicht gezeigte) Energieversorgungseinrichtung, welche sich in der Steuerwarte 30 befinden bzw. befindet, besitzen Buchsenkontakt-Steckverbinder 2, zum Beispiel RJ-45-Steckverbinder, welche so konfiguriert sind, dass sie die zum ersten und zweiten Drahtpaar 25, 27 des Kommunikationsbusses 24 gehörigen Stiftkontakt-Steckverbinder 11 aufnehmen. Das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 können von der im nicht explosionsgefährdeten Bereich 31 befindlichen Steuerwarte 30 zu einer im explosionsgefährdeten Bereich 43 befindlichen Einrichtung 32 verlaufen. Die Einrichtung 32, wie zum Beispiel die Prozeßsteuereinrichtung 12 und/oder eine oder mehrere aus der Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22, besitzt entsprechend Buchsenkontakt-Steckverbinder 8, zum Beispiel RJ-45-Steckverbinder, welche so konfiguriert sind, dass sie die zum ersten und zweiten Drahtpaar 25, 27 des Kommunikationsbusses 24 gehörigen Stiftkontakt-Steckverbinder 11 aufnehmen.
Zum Schutz gegen unbeabsichtigte Funkenbildung, Lichtbogenbildung und/oder übermäßige Wärmeentwicklung durch den Kommunikationsbus 24, wenn dieser sich bei Vorliegen eines Störungszustands (z. B. wenn der Kommunikationsbus 24 abgeklemmt, getrennt, unterbrochen usw. ist) im explosionsgefährdeten Bereich 43 befindet, kann im Kommunikationsbus 24 eine Sicherheitseinrichtung 40, welche ein erstes Schalteraggregat 42 und ein zweites Schalteraggregat 44 enthält, installiert werden. Sowohl das erste Schalteraggregat 42 als auch das zweite Schalteraggregat 44 können in jeweiligen Blöcken (z. B. elektrischen Verbindungsblöcken, Anschlussblöcken, Schalterblöcken, Relaisblöcken usw.) untergebracht sein, welche verwendet werden können, um die elektrischen Drähte des Kommunikationsbusses 24 miteinander zu verbinden. Falls gewünscht, können die Blöcke auch Anschlusspunkte für die Drähte des Kommunikationsbusses 24 haben.
Das erste Schalteraggregat 42 enthält zwölf Buchsenkontakt-Steckverbinder 4, zum Beispiel RJ-45-Steckverbinder, welche so konfiguriert sind, dass sie zwölf entsprechende Stiftkontakt-Steckverbinder 11 und deren zugehörige Kabel aufnehmen und halten. Entsprechend enthält das zweite Schalteraggregat 44 zwölf Buchsenkontakt-Steckverbinder 6, zum Beispiel RJ-45-Steckverbinder, welche so konfiguriert sind, dass sie zwölf entsprechende Stiftkontakt-Steckverbinder 11 und deren zugehörige Kabel aufnehmen und halten. Obwohl das erste Schalteraggregat 42 und das zweite Schalteraggregat 44 als jeweils zwölf Steckverbinder besitzend dargestellt sind, versteht es sich, dass sowohl das erste Schalteraggregat 42 als auch das zweite Schalteraggregat 44 jede gewünschte Anzahl von Buchsenkontakt-Steckverbindern besitzen kann.
Zum Installieren des ersten Schalteraggregats 42 werden zu dem ersten, zweiten, dritten und vierten Drahtpaar 25, 27, 29, 37 gehörige Stiftkontakt-Steckverbinder 11 in auf einer ersten Seite des ersten Schalteraggregats 42 befindliche entsprechende Buchsenkontakt-Steckverbinder 4 eingesteckt. Um die Installation des ersten Schalteraggregats 42 abzuschließen, werden zum ersten und zweiten Drahtpaar 25, 27 gehörige Stiftkontakt-Steckverbinder 11 in auf einer zweiten Seite des ersten Schalteraggregats 42 befindliche entsprechende Buchsenkontakt-Steckverbinder 4 eingesteckt. Zuletzt werden zum ersten und zweiten Drahtpaar 25, 27 gehörige Stiftkontakt-Steckverbinder 11 in zur Steuerwarte 30 gehörige entsprechende Buchsenkontakt-Steckverbinder 2 eingesteckt.
Entsprechend werden zum Installieren des zweiten Schalteraggregats 44 zu dem ersten, zweiten, dritten und vierten Drahtpaar 25, 27, 29, 37 gehörige Stiftkontakt-Steckverbinder 11 in auf einer ersten Seite des zweiten Schalteraggregats 44 befindliche entsprechende Buchsenkontakt-Steckverbinder 6 eingesteckt. Um die Installation des zweiten Schalteraggregats 44 abzuschließen, werden zum ersten und zweiten Drahtpaar 25, 27 gehörige Stiftkontakt-Steckverbinder 11 in auf einer zweiten Seite des zweiten Schalteraggregats 44 befindliche entsprechende Buchsenkontakt-Steckverbinder 6 eingesteckt. Zuletzt werden zum ersten und zweiten Drahtpaar 25, 27 gehörige Stiftkontakt-Steckverbinder 11 in zur Einrichtung 32 gehörige entsprechende Buchsenkontakt-Steckverbinder 8 eingesteckt. Zum Beispiel können eine oder mehrere aus der Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22 und/oder die Prozeßsteuereinrichtung 12, welche sich im explosionsgefährdeten Bereich 43 befindet bzw. befinden, darin eingebettete Buchsenkontakt-Steckverbinder 8 enthalten.
Obwohl das erste Schalteraggregat 42, das zweite Schalteraggregat 44, die Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder die in der Steuerwarte 30 befindliche Energieversorgungseinrichtung als Buchsenkontakt-Steckverbinder besitzend beschrieben wurden, welche zu dem ersten, zweiten, dritten und vierten Drahtpaar 25, 27, 29, 37 gehörige Stiftkontakt-Steckverbinder aufnehmen, versteht es sich, dass jedes des ersten, zweiten, dritten und vierten Drahtpaares 25, 27, 29, 37 Buchsenkontakt-Steckverbinder besitzen kann, welche dafür ausgelegt sind, zum ersten Schalteraggregat 42, zum zweiten Schalteraggregat 44, zu den Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder zur in der Steuerwarte 30 befindlichen Energieversorgungseinrichtung gehörige Stiftkontakt-Steckverbinder aufzunehmen.
Wie unten ausführlicher beschrieben, enthält sowohl das erste als auch das zweite Schalteraggregat 42, 44 der Sicherheitseinrichtung 40 Komponenten, welche dafür ausgelegt sind, bei Erkennung eines mit dem Kommunikationsbus 24 zusammenhängenden Störungszustands (z. B. wenn der Steckverbinder des Kommunikationsbusses 24 vom ersten Schalteraggregat 42 und/oder vom zweiten Schalteraggregat 44 abgezogen wird) den Fluss elektrischer Signale sowohl im ersten als auch im zweiten Drahtpaar 25, 27 sicher zu unterbrechen.
Wie in 3 gezeigt, kann der Kommunikationsbus 24 einen Hub und/oder Repeater 39 enthalten, welcher mehrere Busabschnitte oder Bussegmente 24a–d miteinander verbindet. Ein Repeater 39 ist häufig notwendig, um Einrichtungen zu verbinden, wenn die Entfernung zwischen den Einrichtungen zu groß ist, um eine zuverlässige Kommunikation zu ermöglichen. Der Repeater 39 kann die Funktion haben, die über die mehreren Bussegmente 24a–d übertragenen elektrischen Signale zu verstärken. Auf diese Weise muss ein mit einem einzigen Bussegment zusammenhängender Störungszustand nicht unbedingt die Funktion der anderen Bussegmente beeinträchtigen. Folglich ist es unter Umständen nicht notwendig, im Fall eines mit nur einem der Bussegmente zusammenhängenden Störungszustands den gesamten Prozeß abzuschalten.
Zur Verwendung in einem explosionsgefährdeten Bereich 43 vorgesehene elektrische Geräte sollten zu den zur Verringerung der Möglichkeit einer Explosion festgelegten Sicherheitsnormen konform sein. Folglich können der Repeater 39, die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22, die Prozeßsteuereinrichtung 12 und/oder die E/A-Einrichtungen 26, 28 so aufgebaut sein, dass sie eigensicher (oder energiebegrenzt) sind, wenn sie sich im explosionsgefährdeten Bereich 43 befinden. Alternativ oder zusätzlich können der Repeater 39, die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22, die Prozeßsteuereinrichtung 12, die E/A-Einrichtungen 26, 28 und/oder das erste und das zweite Schalteraggregat 42, 44, wenn sie sich im explosionsgefährdeten Bereich 43 befinden, in einem oder mehreren explosionssicheren Gehäusen untergebracht sein, welche dafür ausgelegt sind, jegliche Explosion, die sich im Innern des Gehäuses ereignen könnte, zurückzuhalten. Und ferner kann, wenn der Repeater 39, die Vielzahl von Anlageneinrichtungen 15–22, die Prozeßsteuereinrichtung 12, die E/A-Einrichtungen 26, 28 und/oder das erste und das zweite Schalteraggregat 42, 44 sich im explosionsgefährdeten Bereich 43 befinden, jede der Einrichtungen in einem ausgeblasenen Gehäuse untergebracht sein, welches dafür ausgelegt ist, die explosive Luft von der Luft im Innern des Gehäuses zu isolieren.
Nun wird anhand von 4 die interne Funktionsweise der Sicherheitseinrichtung 40 besprochen. Wie gezeigt, sind das erste Schalteraggregat 42 und das zweite Schalteraggregat 44 der Sicherheitseinrichtung 40 über jedes der vier Drahtpaare 25, 27, 29, 37 verbunden. Das erste Schalteraggregat 42 enthält ein erstes Relais 50 und ein zweites Relais 52, welche beide durch eine mit dem dritten Drahtpaar 29 verbundene erste Steuer-/Regeleinheit 80 gesteuert werden. Entsprechend enthält das zweite Schalteraggregat 44 ein drittes Relais 54 und ein viertes Relais 56, welche beide durch eine mit dem vierten Drahtpaar 37 verbundene zweite Steuereinheit 82 gesteuert werden.
Obwohl in dem ersten und dem zweiten Schalteraggregat 42, 44 jeweils nur zwei Relais vorgesehen sind, versteht es sich, dass die Anzahl von in jedem des ersten und des zweiten Schalteraggregats 42, 44 vorgesehenen Relais erhöht werden kann, um einen redundanten Betrieb zu schaffen. Und obwohl das erste Schalteraggregat 42 als im nicht explosionsgefährdeten Bereich 31 befindlich dargestellt ist, während das zweite Schalteraggregat 44 als im explosionsgefährdeten Bereich 43 befindlich dargestellt ist, können das erste und das zweite Schalteraggregat 42, 44 sich an beliebigen Orten längs des Kommunikationsbusses 24 befinden. Zum Beispiel können das erste und das zweite Schalteraggregat 42, 44 sich beide vollständig innerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs 43 der Prozeßanlage 10 befinden. Alternativ können das erste und das zweite Schalteraggregat 42, 44 sich beide vollständig innerhalb des nicht explosionsgefährdeten Bereichs 31 der Prozeßanlage 10 befinden. Wie oben besprochen, sollten das erste und das zweite Schalteraggregat 42, 44 die Sicherheitsnormen erfüllen, wenn sie sich im explosionsgefährdeten Bereich 43 befinden. Zum Beispiel können das erste und das zweite Schalteraggregat 42, 44 in explosionssicheren oder ausgeblasenen Gehäusen untergebracht sein, wenn sie sich im explosionsgefährdeten Bereich 43 befinden.
Wie in 4 gezeigt, sind das erste Relais 50 und das dritte Relais 54 mit dem ersten Drahtpaar 25 verbunden, während das zweite Relais 52 und das vierte Relais 56 mit dem zweiten Drahtpaar 27 verbunden sind. Eine erste Spule 60 steuert einen ersten Satz von Kontakten 70a, 70b, und eine zweite Spule 62 steuert einen zweiten Satz von Kontakten 72a, 72b. Alternativ kann jeder zum ersten Satz von Kontakten 70a, 70b und zum zweiten Satz von Kontakten 72a, 72b gehörige Kontakt durch jeweilige Spulen einzeln gesteuert werden. Und ferner kann eine einzige Spule sowohl den ersten Satz von Kontakten 70a, 70b als auch den zweiten Satz von Kontakten 72a, 72b steuern, wenn gewünscht.
Entsprechend steuert eine dritte Spule 64 einen dritten Satz von Kontakten 74a, 74b und steuert eine vierte Spule 66 einen vierten Satz von Kontakten 76a, 76b. Jedoch kann auch jeder zum dritten Satz von Kontakten 74a, 74b und zum vierten Satz von Kontakten 76a, 76b zugehörige Kontakt durch jeweilige Spulen einzeln gesteuert werden oder kann eine einzige Spule sowohl den dritten Satz von Kontakten 74a, 74b als auch den vierten Satz von Kontakten 76a, 76b steuern, wenn gewünscht.
In der in 4 veranschaulichten Ausführungsform ist die erste Spule 60 in Parallelschaltung mit der zweiten Spule 62 verbunden und sind sowohl die erste als auch die zweite Spule 60, 62 mit der ersten Steuereinheit 80 verbunden. Auf diese Weise werden der erste Satz von Kontakten 70a, 70b und der zweite Satz von Kontakten 72a, 72b durch die erste Steuereinheit 80 im wesentlichen gleichzeitig gesteuert. Entsprechend ist die dritte Spule 64 in Parallelschaltung mit der vierten Spule 66 verbunden und sind sowohl die dritte als auch die vierte Spule 64, 66 mit der zweiten Steuereinheit 82 verbunden. Auf diese Weise werden der dritte Satz von Kontakten 74a, 74b und der vierte Satz von Kontakten 76a, 76b durch die zweite Steuereinheit 82 im wesentlichen gleichzeitig gesteuert.
Vorzugsweise sind der erste, der zweite, der dritte und der vierte Satz von Kontakten 70a, b–76a, b (normalerweise geöffnete) Schließkontakte. Ein Schließkontakt ist ein zwei Zustände aufweisender Schalter mit einem aberregten Normalzustand, in welchem der Kontakt geöffnet ist. Wenn Strom durch die Spulen 60–66 fließt, ändern die jeweiligen Relais 50–56 ihre Kontaktzustände. Deshalb sind, wenn die Spulen 60–66 erregt sind, die entsprechenden Schließkontaktsätze 70a, b–76a, b geschlossen. Wie in 4 veranschaulicht, enthalten der erste, der zweite, der dritte und der vierte Satz von Kontakten 70a, b–76a, b einpolige Ausschalter. Jedoch versteht es sich, dass die Sätze von Kontakten 70a, b–76a, b, wenn gewünscht, einpolige Umschalter, zweipolige Ausschalter, zweipolige Umschalter usw. enthalten können.
Die erste Steuereinheit 80 enthält eine erste Signalquelle 91, welche dafür ausgelegt ist, ein elektrisches Signal, z. B. ein Niederspannungs- und/oder Schwachstromsignal, zu erzeugen, das vom ersten Schalteraggregat 42 über das unbenutzte dritte Drahtpaar 29 zum zweiten Schalteraggregat 44 übertragen wird. Die erste Steuereinheit 80 enthält außerdem einen ersten Sensor 93, welcher dafür ausgelegt ist, eine zum dritten Drahtpaar 29 gehörige elektrische Eigenschaft wie Strom, Spannung, Widerstand usw. zu messen.
Wie in 4 veranschaulicht, sind die fünfte Übertragungsleitung 29a und die sechste Übertragungsleitung 29b des dritten Drahtpaars 29 in Schleifenform verbunden. Vorzugsweise ist der erste Sensor 93 ein Stromsensor, welcher dafür ausgelegt ist, einen Stromfluss durch einen (nicht gezeigten) ersten Widerstand, welcher mit dem zu einer Schleife verbundenen dritten Drahtpaar 29 verbunden ist, zu messen. Jedoch kann zum Messen der zum dritten Drahtpaar 29 gehörigen elektrischen Eigenschaft jegliches geeignete Verfahren verwendet werden.
Die erste Steuereinheit 80 enthält ferner einen ersten Komparator 92, welcher einen mit dem ersten Sensor 93 verbundenen Eingang aufweist und welcher in der Lage ist, die gemessene, zum zu einer Schleife verbundenen dritten Drahtpaar 29 gehörige elektrische Eigenschaft, z. B. einen Strom, vom ersten Sensor 93 zu empfangen. Der erste Komparator 92 vergleicht die gemessene, zum zu einer Schleife verbundenen dritten Drahtpaar 29 gehörige elektrische Eigenschaft mit einem vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert. Alternativ kann die gemessene elektrische Eigenschaft mit einem Bereich vorherbestimmter Normalbetriebs-Werte verglichen werden. Weil sich im Fall eines mit dem Kommunikationsbus 24 zusammenhängenden Störungszustands (z. B. wenn der Steckverbinder des Kommunikationsbusses 24 vom zweiten Schalteraggregat 44 abgezogen wird) im zu einer Schleife verbundenen dritten Drahtpaar 29 ein ungewöhnlicher Signalweg entwickelt, kann die gemessene, zum dritten Drahtpaar 29 gehörige elektrische Eigenschaft sich in drastischer Weise vom vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert zu einem niedrigeren oder höheren Wert ändern.
Zum Beispiel wenn das Kabel des Kommunikationsbusses 24 vom zweiten Schalteraggregat 44 oder ein zum zweiten Schalteraggregat 44 gehöriger Steckverbinder 6 abgezogen wird, kann der durch das dritte Drahtpaar 29 fließende Strom wegen des lückenhaften Stromwegs, welcher sich im zu einer Schleife verbundenen dritten Drahtpaar 29 infolge des offenen Kreises entwickelt, auf einen geringeren Wert absinken, der vielleicht null nahekommt.
Die erste Steuereinheit 80 enthält ferner einen ersten Transistor 90, z. B. einen Feldeffekttransistor (FET), welcher mit dem Ausgang des ersten Komparators 92 und der ersten und der zweiten parallelgeschalteten Spule 60, 62 verbunden ist. Der Ausgang des ersten Komparators 92 ist unter normalen Betriebsbedingungen in einem aktiven Zustand und bewirkt somit, dass der erste Transistor 90 in einem ”Ein”-Zustand vorgespannt ist, in welchem der erste Transistor 90 leitend ist. Speziell im ”Ein”-Zustand liefert der erste Transistor 90 einen Steuerstrom an die erste und die zweite Spule 60, 62 und erregt somit die erste und die zweite Spule 60, 62. Das resultierende Magnetfeld der erregten ersten Spule 60 erzeugt eine Kraft, die den ersten Satz von Kontakten 70a, 70b zu schließen veranlasst, und das resultierende Magnetfeld der erregten zweiten Spule 62 erzeugt eine Kraft, die den zweiten Satz von Kontakten 72a, 72b zu schließen veranlasst. Auf diese Weise wird sowohl im ersten als auch im zweiten Drahtpaar 25, 27 ein ununterbrochener elektrischer Weg geschaffen, so dass elektrische Signale ohne Unterbrechung durch das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 fließen können.
Bei Erkennung einer Änderung (d. h. einer Abnahme oder einer Zunahme) in der gemessenen, zum dritten Drahtpaar 29 gehörigen elektrischen Eigenschaft weg vom vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert (oder vom Bereich vorherbestimmter Normalbetriebs-Werte), welche auf einen Störungszustand des Kommunikationsbusses 24 hindeuten kann, wechselt der Ausgang des ersten Komparators 92 in einen inaktiven Zustand und schaltet somit den ersten Transistor 90 ”aus”. Im ”Aus”-Zustand leitet der erste Transistor 90 keinen Strom mehr zur ersten und zur zweiten Spule 60, 62. Wenn der Strom in der ersten Spule 60 zu fließen aufhört, öffnet der erste Satz von Kontakten 70a, 70b im wesentlichen augenblicklich, um den Fluss elektrischer Signale im ersten Drahtpaar 25 zu unterbrechen. Entsprechend, wenn der Strom in der zweiten Spule 62 zu fließen aufhört, öffnet der zweite Satz von Kontakten 72a, 72b im wesentlichen augenblicklich, um den Fluss elektrischer Signale im zweiten Drahtpaar 27 zu unterbrechen. Folglich wird jegliche Funken- oder Lichtbogenbildung, welche brennbare Stoffe in der umgebenden Atmosphäre entzünden könnte, vermindert oder verhindert.
Entsprechend enthält die zweite Steuereinheit 82 eine zweite Signalquelle 94, welche dafür ausgelegt ist, ein elektrisches Signal, z. B. ein Niederspannungs- und/oder Schwachstromsignal, zu erzeugen, das vom zweiten Schalteraggregat 44 über das unbenutzte vierte Drahtpaar 37 zum ersten Schalteraggregat 42 übertragen wird. Die zweite Steuereinheit 82 enthält außerdem einen zweiten Sensor 96, welcher dafür ausgelegt ist, eine zum vierten Drahtpaar 37 gehörige elektrische Eigenschaft, z. B. Strom, Spannung, Widerstand usw., zu messen.
Wie in 4 veranschaulicht, sind die siebte Übertragungsleitung 37a und die achte Übertragungsleitung 37b des vierten Drahtpaars 37 in Schleifenform verbunden. Vorzugsweise ist der zweite Sensor 96 ein Stromsensor, welcher dafür ausgelegt ist, einen Stromfluss durch einen (nicht gezeigten) zweiten Widerstand, welcher mit dem zu einer Schleife verbundenen vierten Drahtpaar 37 verbunden ist, zu messen. Jedoch kann zum Messen der zum vierten Drahtpaar 37 gehörigen elektrischen Eigenschaft jegliches geeignete Verfahren verwendet werden.
Die zweite Steuereinheit 82 enthält ferner einen zweiten Komparator 97, welcher einen mit dem zweiten Sensor 96 verbundenen Eingang aufweist und welcher in der Lage ist, die gemessene, zum vierten Drahtpaar 37 gehörige elektrische Eigenschaft, z. B. einen Strom, vom zweiten Sensor 96 zu empfangen. Der zweite Komparator 97 vergleicht die gemessene, zum zu einer Schleife verbundenen vierten Drahtpaar 37 gehörige elektrische Eigenschaft mit einem vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert. Alternativ kann die gemessene elektrische Eigenschaft mit einem Bereich vorherbestimmter Normalbetriebs-Werte verglichen werden. Weil sich im Fall eines mit dem Kommunikationsbus 24 zusammenhängenden Störungszustands (z. B. wenn der Steckverbinder des Kommunikationsbusses 24 vom ersten Schalteraggregat 42 abgezogen wird) im zu einer Schleife verbundenen vierten Drahtpaar 37 ein ungewöhnlicher Signalweg entwickelt, kann die gemessene, zum vierten Drahtpaar 37 gehörige elektrische Eigenschaft sich in drastischer Weise vom vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert zu einem niedrigeren oder höheren Wert ändern.
Zum Beispiel wenn das Kabel des Kommunikationsbusses 24 vom ersten Schalteraggregat 42 oder ein zum ersten Schalteraggregat 42 gehöriger Steckverbinder 4 abgezogen wird, kann der durch das vierte Drahtpaar 37 fließende Strom wegen des lückenhaften Stromwegs, welcher sich im zu einer Schleife verbundenen vierten Drahtpaar 37 infolge des offenen Kreises entwickelt, auf einen geringeren Wert absinken, der vielleicht null nahekommt.
Die zweite Steuereinheit 82 enthält ferner einen zweiten Transistor 95, z. B. einen Feldeffekttransistor (FET), welcher mit dem Ausgang des zweiten Komparators 97 und der parallelgeschalteten dritten und vierten Spule 64, 66 verbunden ist. Der Ausgang des zweiten Komparators 97 ist unter normalen Betriebsbedingungen in einem aktiven Zustand und bewirkt somit, dass der zweite Transistor 95 in einem ”Ein”-Zustand vorgespannt ist, in welchem der zweite Transistor 95 leitend ist. Speziell im ”Ein”-Zustand liefert der zweite Transistor 95 einen Steuerstrom an die dritte und die vierte Spule 64, 66 und erregt somit die dritte und die vierte Spule 64, 66. Das resultierende Magnetfeld der erregten dritten Spule 64 erzeugt eine Kraft, die den dritten Satz von Kontakten 74a, 74b zu schließen veranlasst, und das resultierende Magnetfeld der erregten vierten Spule 66 erzeugt eine Kraft, die den vierten Satz von Kontakten 76a, 76b zu schließen veranlasst. Auf diese Weise wird sowohl im ersten als auch im zweiten Drahtpaar 25, 27 ein ununterbrochener elektrischer Weg geschaffen, so dass elektrische Signale ohne Unterbrechung durch das erste und das zweite Drahtpaar 25, 27 fließen können.
Bei Erkennung einer Änderung (d. h. einer Abnahme oder einer Zunahme) in der gemessenen, zum vierten Drahtpaar 37 gehörigen elektrischen Eigenschaft weg vom vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert (oder vom Bereich vorherbestimmter Normalbetriebs-Werte), welche auf einen Störungszustand des Kommunikationsbusses 24 hindeuten kann, wechselt der Ausgang des zweiten Komparators 97 in einen inaktiven Zustand und schaltet somit den zweiten Transistor 95 ”aus”. Im ”Aus”-Zustand leitet der zweite Transistor 95 keinen Strom mehr zur dritten und zur vierten Spule 64, 66. Wenn der Strom in der dritten Spule 64 zu fließen aufhört, öffnet der dritte Satz von Kontakten 74a, 74b im wesentlichen augenblicklich, um den Fluss elektrischer Signale im ersten Drahtpaar 25 zu unterbrechen. Entsprechend, wenn der Strom in der vierten Spule 66 zu fließen aufhört, öffnet der vierte Satz von Kontakten 76a, 76b im wesentlichen augenblicklich, um den Fluss elektrischer Signale im zweiten Drahtpaar 27 zu unterbrechen. Folglich wird jegliche Funken- oder Lichtbogenbildung, welche brennbare Stoffe in der umgebenden Atmosphäre entzünden könnte, vermindert oder verhindert.
Die Arten erkannter Störungszustände können einen offenen Kreis und/oder eine elektrische Diskontinuität umfassen, welche zum Beispiel durch einen unsachgemäß installierten Kommunikationsbus 24, durch Abziehen eines Steckverbinders des Kommunikationsbusses 24 vorn ersten Schalteraggregat 42 und/oder vom zweiten Schalteraggregat 44, durch am Kommunikationsbus 24 mangelhaft angebrachte Steckverbinder, durch einen unterbrochenen, getrennten und/oder anderweitig beschädigten Kommunikationsbus 24 usw. verursacht wurden bzw. wurde. Zum Beispiel kann ein Installateur beim Installieren der Verdrahtung und der Steckverbinder des Kommunikationsbusses 24 und/oder der Vielzahl von Bussegmenten 24a–d einen Steckverbinder an einer oder mehreren der Übertragungsleitungen 25, 27, 29, 37 unsachgemäß anbringen. Außerdem können nach der Installation der Kommunikationsbus 24 und/oder eines oder mehrere aus der Vielzahl von Bussegmenten 24a–d während des Betriebs versehentlich vom ersten Schalteraggregat 42 und/oder vom zweiten Schalteraggregat 44 abgeklemmt werden. Und ferner kann der Kommunikationsbus 24 unterbrochen, getrennt, geöffnet und/oder anderweitig beschädigt werden, was einen offenen Kreis oder eine elektrische Diskontinuität zur Folge hat. Alle diese Störungszustände können Lichtbögen, Funken und/oder übermäßige Wärme am Kommunikationsbus 24 und/oder an einem oder mehreren aus der Vielzahl von Bussegmenten 24a–d verursachen, welche möglicherweise die umgebende Atmosphäre im explosionsgefährdeten Bereich 43 entzünden könnten.
Wenn der erste Komparator 92 der ersten Steuereinheit 80 im Betrieb eine Änderung (z. B. Abnahme oder Zunahme) in der gemessenen, zum zu einer Schleife verbundenen dritten Drahtpaar 29 gehörigen elektrischen Eigenschaft weg vom vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert (oder vom Bereich vorherbestimmter Normalbetriebs-Werte) erkennt, veranlasst der erste Komparator 92 den ersten Transistor 90, ”auszuschalten”. Wenn der erste Transistor 90 ”ausschaltet”, hört der Strom in der ersten und in der zweiten Spule 60, 62 auf zu fließen. Folglich öffnen der erste Satz von Kontakten 70a, 70b und der zweite Satz von Kontakten 72a, 72b im wesentlichen gleichzeitig, wodurch der Fluss elektrischer Signale sowohl im ersten als auch im zweiten Drahtpaar 25, 27 in beiden Richtungen unterbrochen wird. Das Unterbrechen des Flusses elektrischer Signale sowohl im ersten als auch im zweiten Drahtpaar 25, 27 vermindert die Möglichkeit des Auftretens eines Funkens oder Lichtbogens, welcher die leicht entzündliche Atmosphäre im explosionsgefährdeten Bereich 43 entzünden könnte.
Das zweite Schalteraggregat 44 arbeitet auf eine ähnliche Weise wie das erste Schalteraggregat 42. Insbesondere wenn der zweite Komparator 97 der zweiten Steuereinheit 82 eine Änderung (z. B. Abnahme oder Zunahme) in der gemessenen, zum zu einer Schleife verbundenen vierten Drahtpaar 37 gehörigen elektrischen Eigenschaft weg vom vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert (oder vom Bereich vorherbestimmter Normalbetriebs-Werte) erkennt, veranlasst der zweite Komparator 97 den zweiten Transistor 95, ”auszuschalten”. Wenn der zweite Transistor 95 ”ausschaltet”, hört der Strom in der dritten und in der vierten Spule 64, 66 auf zu fließen. Folglich öffnen der dritte Satz von Kontakten 74a, 74b und der vierte Satz von Kontakten 76a, 76b im wesentlichen gleichzeitig, wodurch der Fluss elektrischer Signale sowohl im ersten als auch im zweiten Drahtpaar 25, 27 in beiden Richtungen unterbrochen wird. Das Unterbrechen des Flusses elektrischer Signale sowohl im ersten als auch im zweiten Drahtpaar 25, 27 vermindert die Möglichkeit des Auftretens eines Funkens oder Lichtbogens, welcher die leicht entzündliche Atmosphäre im explosionsgefährdeten Bereich 43 entzünden könnte.
Es versteht sich, dass die erste und die zweite Steuereinheit 80, 82 einen mit dem Kommunikationsbus 24 zusammenhängenden Störungszustand zur selben Zeit erkennen können und deshalb das erste und das zweite Schalteraggregat 42, 44 im wesentlichen gleichzeitig veranlassen, den Fluss elektrischer Signale im ersten und im zweiten Drahtpaar 25, 27 zu unterbrechen.
Außerdem können, obwohl die erste und die zweite Steuereinheit 80, 82 einen ersten und einen zweiten Transistor 90, 95 verwenden, um, ansprechend auf eine Änderung in der gemessenen elektrischen Eigenschaft weg vom vorherbestimmten Normalbetriebs-Wert (oder vom Bereich vorherbestimmter Normalbetriebs-Werte), den Strom zu den entsprechenden Spulen 60–66 auszuschalten, ebenso andere ähnliche Komponenten wie Thyristoren verwendet werden.
Überdies sind, obwohl die Sicherheitseinrichtung 40 als elektromechanische Relais 50–56, welche dazu dienen, bei Vorliegen eines Störungszustands den Fluss elektrischer Signale im ersten und im zweiten Drahtpaar 25, 27 zu unterbrechen, verwendend beschrieben wurde, ebenso Reed-Schalter und/oder Halbleiter-Einrichtungen usw. verwendbar.
Und ferner sind, obwohl der Kommunikationsbus 24 und die Bussegmente 24a–d als insgesamt acht separate Drähte, die in vier Drahtpaare gegliedert sind, aufweisend beschrieben wurden, ebenso andere Konfigurationen verwendbar. Zum Beispiel kann der Kommunikationsbus 24 und/oder können die Bussegmente 24a–d vier separate Drähte enthalten. Ein erster Draht kann Signale von den Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder der Datenprotokolliereinrichtung 23, welche sich im nicht explosionsgefahrdeten Bereich 31 befinden bzw. befindet, an die Prozeßsteuereinrichtung 12 und/oder eine oder mehrere Anlageneinrichtungen 15–22, welche sich im explosionsgefahrdeten Bereich 43 befindet bzw. befinden, übertragen. Ein zweiter Draht kann Signale von der Prozeßsteuereinrichtung 12 und/oder einer oder mehreren intelligenten Anlageneinrichtungen 19–22, welche sich im explosionsgefährdeten Bereich 43 befindet bzw. befinden, an die Bediener-Arbeitsstationen 13, 14 und/oder die Datenprotokolliereinrichtung 23, welche sich im nicht explosionsgefahrdeten Bereich 31 befinden bzw. befindet, übertragen. Der übrige, unbenutzte dritte und vierte Draht können verwendet werden, um von der ersten und der zweiten Signalquelle 91, 94 der ersten bzw. zweiten Steuereinheit 80, 82 erzeugte elektrische Signale zu übertragen. Außerdem versteht es sich, dass die Sicherheitseinrichtung 40 mit dem Kommunikationsbus 24, den Bussegmenten 24a–d, den Analogleitungen 33–36, dem digitalen Bus 38 und/oder jeglichem anderen in einem explosionsgefahrdeten Bereich 43 befindlichen Kommunikationsmedium verbunden sein kann.

Claims

Kommunikationsbus (24), geeignet zur Verwendung in einem gefahrträchtigen Bereich einer Prozessanlage (10), zur Übertragung eines elektrischen Signals von einer ersten Prozesseinrichtung (15–22) an eine zweite Prozesseinrichtung (15–22) in der Prozessanlage (10) und zur Unterbrechung der Übertragung zwischen der ersten und der zweiten Prozesseinrichtung (15–22) ansprechend auf ein Erkennen eines Störungszustands in dem Kommunikationsbus (24), enthaltend: – ein erstes Ende zur Verbindung mit der ersten Prozesseinrichtung (15–22); – ein zweites Ende zur Verbindung mit der zweiten Prozesseinrichtung (15–22); – einen ersten Übertragungsweg (25), der dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer ersten Richtung zwischen der ersten und zweiten Prozesseinrichtung (15–22) zu übertragen; – einen zweiten Übertragungsweg (27), der dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer zweiten Richtung zwischen der ersten und zweiten Prozesseinrichtung (15–22) zu übertragen; und – eine zwischen dem ersten und zweiten Ende sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Übertragungsweg (25, 27) verbundene Sicherheitseinrichtung (40), wobei die Sicherheitseinrichtung (40) eine Steuer-/Regeleinheit (80, 82) enthält, die dafür ausgelegt ist, einen mit dem Kommunikationsbus (24) zusammenhängenden Störungszustand zu erkennen, wobei die mindestens eine Steuer-/Regeleinheit (80, 82) mit einem dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) des Kommunikationsbusses (24) verbunden ist, und wobei die Sicherheitseinrichtung (40) ferner eine Schaltereinheit (50, 52, 54, 56) enthält, die mit dem ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) verbunden ist, und in einer geschlossenen Position einen Fluss elektrischer Signale über den ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) erlaubt, und in eine geöffnete Position den Fluss elektrischer Signale über den ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) verhindert, wobei die Steuer-/Regeleinheit (80, 82) die Schaltereinheit (50, 52, 54, 56) in die geöffnete Position bringt, um ansprechend auf den erkannten Störungszustand durch die Steuer-/Regeleinheit (80, 82) den Fluss elektrischer Signale sowohl über den ersten als auch über den zweiten Übertragungsweg (25, 27) zu unterbrechen, wobei die Steuer-/Regeleinheit (80, 82) den dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) nutzt, um den Störungszustand des Kommunikationsbusses (24) zu erkennen.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erkannte, mit dem Kommunikationsbus (24) zusammenhängende Störungszustand mindestens eines von Folgendem aufweist: einen offenen Kreis, eine elektrische Diskontinuität, eine Unterbrechung im Kommunikationsbus (24), einen getrennten Kommunikationsbus oder ein abgeklemmtes Ende des Kommunikationsbusses.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 1 oder 2, außerdem enthaltend einen dritten Übertragungsweg (29) und einen vierten Übertragungsweg (37), wobei die Sicherheitseinrichtung (40) sowohl mit dem dritten als auch mit dem vierten Übertragungsweg (29, 37) verbunden ist.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite als auch der dritte als auch der vierte Übertragungsweg (25, 27, 29, 37) Twisted-Pair-Kabel oder Koaxialkabel enthalten.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuer-/Regeleinheit (80, 82) eine Steuereinrichtung (40) umfasst, die mit dem dritten Übertragungsweg (29) verbunden ist und eine erste Signalquelle aufweist, die ein elektrisches Signal zur Kommunikation in die erste Richtung über den dritten Übertragungsweg (29) erzeugt, wobei die Steuereinrichtung (40) einen ersten Sensor enthält, der dafür ausgelegt ist, eine zum dritten Übertragungsweg (29) gehörige elektrische Eigenschaft zu messen.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene und zum dritten Übertragungsweg (29) gehörige elektrische Eigenschaft Strom, Spannung oder Widerstand einschließt.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel-/Steuereinheit (80, 82) einen ersten Komparator enthält, der dafür ausgelegt ist, die gemessene, zum dritten Übertragungsweg (29) gehörige elektrische Eigenschaft mit einem Normalbetriebs-Wert zu vergleichen.
Kommunikationsbus (24) nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltereinheit (50, 52, 54, 56) einen mit der Steuereinrichtung (40) verbundenen ersten Schalter enthält.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines von Folgendem in einem Schutzgehäuse untergebracht ist: der erste Schalter und/oder die Regel-/Steuereinheit (80, 82).
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter ein erstes Relais und ein zweites Relais enthält, wobei sowohl das erste als auch das zweite Relais mit der Steuereinrichtung (40) verbunden ist.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) dafür ausgelegt ist, sowohl zum ersten als auch zum zweiten Relais gehörige Spulen zu erregen und abzuregen, um das erste und zweite Relais zu öffnen und zu schließen.
Kommunikationsbus (24) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste als auch das zweite Relais Kontakte enthält, die im Normalbetrieb geschlossen sind.
Kommunikationsbus (24) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel-/Steuereinheit (80, 82) dafür ausgelegt ist, die Kontakte des ersten und des zweiten Relais ansprechend auf eine Änderung in der gemessenen, zum dritten Übertragungsweg (29) gehörigen elektrischen Eigenschaft weg vom Normalbetriebs-Wert zu öffnen.
Sicherheitseinrichtung, ausgelegt für die Verwendung in einem gefahrträchtigen Bereich einer Prozessanlage (10), enthaltend: einen Kommunikationsbus (24) mit einem ersten Ende, das mit einer ersten Prozesseinrichtung (15–22) verbunden ist, und mit einem zweiten Ende, das mit einer zweiten Prozesseinrichtung (15–22) verbunden ist, wobei die Prozesseinrichtungen (15–22) an unterschiedlichen Orten der Prozessanlage (10) angeordnet sind; – erste, zweite und dritte und/oder vierte Übertragungswege (25, 27, 29, 37), die zwischen dem ersten und zweiten Ende angeordnet und jeweils mit diesem kommunikativ verbunden sind; – eine erste Steuer-/Regeleinheit (80, 82), die mit dem dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) verbunden ist und dafür ausgelegt ist, einen Störungszustand auf dem dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37), die zu dem Kommunikationsbus (24) gehören, zu erkennen; – eine Schaltereinheit (50, 52, 54, 56), die zwischen dem ersten und zweiten Ende mit dem ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) verbunden ist sowie mit der ersten Steuer-/Regeleinheit (80, 82) verbunden ist und eine geschlossene Position hat, die einen Fluss elektrischer Signale über den ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) erlaubt, wobei die erste Steuer-/Regeleinheit (80, 82) die erste Schaltereinheit (50, 52, 54, 56) in die geöffnete Position bringt, um ansprechend auf den erkannten Störungszustand auf dem dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) durch die erste Steuer-/Regeleinheit (80, 82) den Fluss elektrischer Signale zwischen dem ersten und dem zweiten Ende zu unterbrechen.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Regel-/Steuereinheit (80, 82) einen Sensor enthält, der dafür ausgelegt ist, eine zum dritten Übertragungsweg (29) gehörige elektrische Eigenschaft zu messen.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene, zum dritten Übertragungsweg (29) gehörige elektrische Eigenschaft Strom, Spannung oder Widerstand einschließt.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Regel-/Steuereinheit (80, 82) einen Komparator enthält, der dafür ausgelegt ist, die gemessene, zum dritten Übertragungsweg (29) gehörige elektrische Eigenschaft mit einem Normalbetriebs-Wert zu vergleichen.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Übertragungsweg (25) dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer ersten Richtung zu übertragen, und der zweite Übertragungsweg (27) dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in einer zweiten Richtung zu übertragen.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Übertragungsweg (27) dafür ausgelegt ist, elektrische Signale in der ersten Richtung zu übertragen.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite als auch der dritte Übertragungsweg (25, 27, 29) einen Draht oder zwei Drähte enthalten.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Regel-/Steuereinheit (80, 82) eine mit dem dritten Übertragungsweg (29) verbundene erste Steuereinrichtung enthält.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltereinheit (50, 52, 54, 56) einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfasst, die mit der ersten Steuereinrichtung verbunden sind, wobei der erste und der zweite Schalter mit dem ersten bzw. zweiten Übertragungsweg (25, 27) verbunden sind.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Schalter Kontakte enthält, die im Normalbetrieb geschlossen sind.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuereinrichtung dafür ausgelegt ist, die Kontakte des ersten und des zweiten Schalters ansprechend auf eine Änderung in der gemessenen, zum dritten Übertragungsweg (29) gehörigen elektrischen Eigenschaft weg vom Normalbetriebs-Wert zu öffnen.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Übertragungsweg (25, 27) ein Twisted-Pair-Kabel oder ein Koaxialkabel enthält.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Übertragungsweg (25) dafür ausgelegt ist, elektrische Signale unter Verwendung eines auf Ethernet, Fieldbus, HART, PROFIBUS, WORLDFIP, Device-Net, As-Interface oder CAN beruhenden Kommunikationsprotokolls zu übertragen.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuereinheit eine Signalquelle enthält, die dafür ausgelegt ist, ein elektrisches Signal zu erzeugen, das durch den dritten Übertragungsweg (29) übertragen wird.
Verfahren zum Bereitstellen eines zur Verwendung in einem gefahrträchtigen Bereich einer Prozessanlage (10) geeigneten Kommunikationsbusses (24), das folgende Schritte aufweist: Übertragen elektrischer Signale von einer ersten Prozesseinrichtung (15–22) an eine zweite Prozesseinrichtung (15–22) durch ein Übertragen des elektrischen Signals von einem ersten Ende des Kommunikationsbusses (24) zu einem zweiten Ende des Kommunikationsbusses (24) über einen ersten und einen zweiten Übertragungsweg (25, 27), die zwischen den Enden angeordnet und mit diesen kommunikativ verbunden sind; Übertragen elektrischer Signale über einen dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) in dem Kommunikationsbus (24); Messen einer zum dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) gehörigen elektrischen Eigenschaft; Erkennen eines mit dem Kommunikationsbus (24) zusammenhängenden Störungszustands ansprechend auf die gemessene, zum dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) gehörige elektrische Eigenschaft; und Unterbrechen des Flusses elektrischer Signale über den ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) an einem Punkt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Kommunikationsbusses ansprechend auf den erkannten, mit dem Kommunikationsbus (24) zusammenhängenden Störungszustand auf dem dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37).
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen des mit dem Kommunikationsbus (24) zusammenhängenden Störungszustands das Erkennen mindestens eines von Folgendem umfasst: einen offenen Kreis, eine elektrische Diskontinuität, eine Unterbrechung im Kommunikationsbus (24), einen getrennten Kommunikationsbus (24) oder ein abgeklemmtes Ende des Kommunikationsbusses.
Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen elektrischer Signale über den ersten und den zweiten Übertragungsweg (25, 27) das Übertragen elektrischer Signale in einer ersten Richtung über ein erstes Paar von Übertragungsdrähten des ersten Übertragungswegs (25) und das Übertragen elektrischer Signale in einer zweiten Richtung über ein zweites Paar von Übertragungsdrähten des zweiten Übertragungswegs (27) umfasst und wobei das Übertragen elektrischer Signale über den dritten Übertragungsweg (29) das Übertragen elektrischer Signale in der ersten Richtung über ein drittes Paar von Übertragungsdrähten, wobei das Erkennen des Störungszustands auf dem dritten Übertragungsweg (29) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen elektrischer Signale über den ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) das Übertragen elektrischer Signale in einer ersten Richtung über einen ersten Übertragungsdraht des ersten Übertragungswegs (25) und das Übertragen elektrischer Signale in einer zweiten Richtung über einen zweiten Übertragungsdraht des zweiten Übertragungswegs (27) umfasst und wobei das Übertragen elektrischer Signale über den dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) das Übertragen elektrischer Signale in der ersten Richtung über einen dritten und/oder vierten Übertragungsdraht, wobei das Erkennen des Störungzustands auf dem dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der zum dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) gehörigen elektrischen Eigenschaft das Messen von Strom, Spannung oder Widerstand umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, außerdem umfassend das Vergleichen der gemessenen, zum dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) gehörigen elektrischen Eigenschaft mit einem Normalbetriebs-Wert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterbrechen des Flusses elektrischer Signale über den ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) das Öffnen von mit dem ersten und zweiten Übertragungsweg (25, 27) verbundenen Schalterkontakten, ansprechend auf eine Änderung in der gemessenen, zum dritten und/oder vierten Übertragungsweg (29, 37) gehörigen elektrischen Eigenschaft weg vom Normalbetriebs-Wert, umfasst.