DE102009047535B4

DE102009047535B4 - Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes an einem Wireless Adapter

Info

Publication number: DE102009047535B4
Application number: DE102009047535.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Seiler; Stefan Probst; Marc Fiedler
Original assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Current assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2029-12-05
Also published as: DE102009047535A1; WO2011067070A2; WO2011067070A3

Abstract

Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes (FG; 2; FG1; FG2; FG3) an einem Wireless Adapter (WA; 4; 45),wobei das Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) an dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) angeschlossen ist,wobei durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) für das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist, wobei der Wireless Adapter (WA; 4; 45) eine Mehrzahl von Anschlüssen (I, II, III, IV, V, VI) aufweist, an denen ein Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist, wobei eine bestimmte Anschlusskonfiguration aus einer bestimmten Kombination von Anschlüssen aus einer Mehrzahl von Anschlussklemmen besteht, undwobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist:A) Automatisiertes Ermitteln durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45), in welcher Anschlusskonfiguration das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) an dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) angeschlossen ist, wobei hierfür einer oder mehrere der folgenden Schritte ausgeführt werden:i. Anlegen einer Spannung zwischen einer Kombination von Anschlüssen (I, II) des Wireless Adapters (45), über die eine Versorgung eines Feldgerätes (FG1) mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist, und Erfassen, ob zwischen den betreffenden Anschlüssen (I, II) ein Strom fließt;ii. Erfassen, ob zwischen einer Kombination von Anschlüssen (II, III) des Wireless Adapters (45), zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät (FG2) bereitstellbar ist, ein Strom fließt; und/oderiii. Erfassen, ob über eine Kombination von Anschlüssen (V, VI) des Wireless Adapters (45), über die eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem angeschlossenen Feldgerät (FG3) durchführbar ist, über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät (FG3) bereitstellbar ist und zwischen der keine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals durchführbar ist, eine digitale Kommunikation gemäß dem Kommunikationsprotokoll mit dem angeschlossenen Feldgerät (FG3) möglich ist;B) Anzeigen der ermittelten Anschlusskonfiguration auf dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) und/oder auf dem angeschlossenen Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes an einem Wireless Adapter, wobei das Feldgerät an dem Wireless Adapter angeschlossen ist und wobei durch den Wireless Adapter für das angeschlossene Feldgerät eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden insbesondere solche Sensoren und Aktoren bezeichnet. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfigurierung und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.
Neben einer drahtgebundenen Datenübertragung in einem Feldbus-System besteht auch die Möglichkeit einer drahtlosen (wireless) Datenübertragung (bzw. Datenübertragung über Funk). Zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung sind neuere Feldgeräte teilweise als Funk-Feldgeräte ausgebildet. Zusätzlich können sie auch eine integrierte Stromquelle, wie beispielsweise eine Batterie, aufweisen. Daneben besteht die Möglichkeit, Feldgeräte ohne Funkeinheit (d.h. mit lediglich einer drahtgebundenen Kommunikationsschnittstelle) durch Anschluss eines Wireless Adapters, der eine Funkeinheit aufweist, zu einem Funk-Feldgerät aufzurüsten. Beispielsweise ist in der Druckschrift WO 2005/103851 A1 ein Wireless Adapter beschrieben.
In Abhängigkeit von einem Feldgerätetyp eines Feldgerätes und/oder in Abhängigkeit von einer Betriebsweise, in der das betreffende Feldgerät betrieben werden soll, bestehen unterschiedliche Anforderungen an einen Wireless Adapter, der in Kombination mit dem betreffenden Feldgerät betrieben werden soll. Beispielsweise kann erforderlich sein, dass die elektrische Leistung für das Feldgerät durch den Wireless Adapter bereitzustellen ist. Alternativ kann das Feldgerät aber auch an einer externen (oder auch intern in dem Feldgerät vorgesehenen) Stromquelle angeschlossen sein. Weitere Varianten ergeben sich dadurch, dass Feldgeräte als 2-Leiter-Geräte oder alternativ als 4-Leiter-Geräte ausgebildet sein können. Ferner existieren Feldgeräte, bei denen ausschließlich eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard möglich ist. Darüber hinaus existieren Feldgeräte, die parallel zu dem 4-20 mA-Standard eine digitale Kommunikation, insbesondere gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll, ermöglichen. Solche Feldgeräte sind zum Teil auch in einer Betriebsweise betreibbar, in denen eine Kommunikation ausschließlich digital, insbesondere gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll, erfolgt.
Die DE 10 2006 017243 und die US 2007/0243830 A1 offenbaren jeweils einen Transceiver zur drahtlosen Übertragung von Prozessgrößen mit einer Funkschnittstelle und einer Feldgeräteschnittstelle. Der Transceiver weist zwei Betriebszustände auf. Im ersten Betriebszustand ist der Transceiver dazu ausgelegt, ein Feldgerätesignal an der Feldgeräteschnittstelle zu empfangen und das Feldgerätesignal über die Funkschnittstelle weiterzuleiten. Im zweiten Betriebszustand empfängt der Transceiver ein Feldgerätesignal über die Funkschnittstelle und stellt das Feldgerätesignal an der Feldgeräteschnittstelle zur Verfügung.
Die DE 10 2008 036967 A1 offenbart eine universelle Schnittstelle für einen Wireless Adapter, der ein in der Automatisierungstechnik gebräuchliches Kommunikationsprotokoll unterstützt, wobei dem Wireless Adapter eine erste Energieversorgungseinheit zur Energieversorgung des Wireless Adapters und ein Funkmodul zur Kommunikation mit einer übergeordneten Steuereinheit über ein Funknetzwerk zugeordnet sind, wobei an der Schnittstelle zumindest fünf Anschlussklemmen vorgesehen sind, die so ausgestattet sind, dass in Abhängigkeit von der jeweils anzuschließenden Feldinstallation jeweils eine Teilmenge der Anschlussklemmen entweder mit unterschiedlichen Ausgestaltungen von Feldgeräten oder mit einem Bediengerät verbindbar ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie einen Wireless Adapter bereitzustellen, das/der eine Kombination des Wireless Adapters mit verschiedenen Feldgeräten, die sich hinsichtlich des Feldgerätetyps und/oder der gewünschten Betriebsweise unterscheiden können, ermöglicht und gleichzeitig eine benutzerfreundliche und transparente Bedienung, insbesondere beim Anschließen eines Feldgerätes an den Wireless Adapter, bereitstellt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Wireless Adapter gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes an einem Wireless Adapter gelöst. Das Feldgerät ist dabei an dem Wireless Adapter angeschlossen und durch den Wireless Adapter ist für das angeschlossene Feldgerät eine drahtlose Signalübertragung durchführbar. Der Wireless Adapter weist eine Mehrzahl von Anschlüssen auf, an denen ein Feldgerät in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist. wobei eine bestimmte Anschlusskonfiguration aus einer bestimmten Kombination von Anschlüssen aus einer Mehrzahl von Anschlussklemmen besteht. Das Verfahren weist nachfolgende Schritte auf:

A) Automatisiertes Ermitteln durch den Wireless Adapter, in welcher Anschlusskonfiguration das angeschlossene Feldgerät an dem Wireless Adapter angeschlossen ist; und
B) Anzeigen der ermittelten Anschlusskonfiguration auf dem Wireless Adapter und/oder auf dem angeschlossenen Feldgerät.

Indem der Wireless Adapter eine Mehrzahl von Anschlüssen, die unterschiedliche Anschlusskonfigurationen eines Feldgerätes ermöglichen, aufweist, kann ein Feldgerät, insbesondere in Abhängigkeit von dessen Feldgerätetyp und/oder der gewünschten Betriebsweise, in einer entsprechenden Anschlusskonfiguration angeschlossen werden. Insbesondere ist jeweils einer Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters (die beispielsweise durch zwei Anschlüsse des Wireless Adapters gebildet wird) intern in dem Wireless Adapter eine elektrische Schaltung (bzw. eine elektrische Baugruppe) zugeordnet, welche eine bestimmte Funktion im Hinblick auf ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellt. Je nach Feldgerätetyp und/oder je nach gewünschter Betriebsweise muss ein Feldgerät durch den Benutzer folglich in einer bestimmten Anschlusskonfiguration, insbesondere an einer bestimmten Kombination von Anschlüssen (z.B. Anschlussklemmen), an dem Wireless Adapter angeschlossen werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Feldgerätes zu ermöglichen.
Ist ein Feldgerät in einer falschen Anschlusskonfiguration angeschlossen, so kann dies zu Fehlfunktionen führen. Ohne Vorsehung zusätzlicher Kontrollmechanismen und Feedback-Informationen würde solch eine Fehlfunktion erst nach Inbetriebnahme des gesamten Netzwerkes erkennbar sein. Dann wiederum wäre es schwierig, ausgehend von dem gesamten Netzwerk die Fehlfunktion dem betreffenden System aus Wireless Adapter und Feldgerät zuzuordnen. Wenn dann die Fehlfunktion dem betreffenden System aus Wireless Adapter und Feldgerät zugeordnet werden konnte, so müsste, sofern keine zusätzlichen Kontrollmechanismen und Feedback-Informationen bereitgestellt werden, ein Service-Techniker unter Zuhilfenahme zusätzlicher Geräte, wie beispielsweise eines Multimeters und/oder eines Handbediengerätes (z.B. HART®-Handheld), die Fehlerursache ermitteln. Dieses Vorgehen wäre zeit- und kostenaufwändig. Indem gemäß der vorliegenden Erfindung die Anschlusskonfiguration durch den Wireless Adapter automatisiert ermittelt wird und einem Benutzer angezeigt wird, werden einem Benutzer direkt vor Ort hilfreiche Feedback-Informationen bereitgestellt. Anhand dieser Feedback-Informationen kann er auf einfache Weise erkennen, ob er das Feldgerät tatsächlich in der gewünschten Anschlusskonfiguration angeschlossen hat. Auf diese Weise wird eine Vor-Ort-Diagnose bereitgestellt. Insbesondere wird eine Inbetriebnahme eines Systems aus einem Wireless Adapter und einem Feldgerät erleichtert.
Das Feldgerät wird dabei insbesondere durch einen Sensor und/oder einen Aktor gebildet. Der Wireless Adapter ist insbesondere derart ausgebildet, dass an diesem jeweils nur ein Feldgerät anschließbar ist (und nicht mehrere Feldgeräte parallel). In dem System aus Wireless Adapter und angeschlossenem Feldgerät kann vorgesehen sein, dass durch den Wireless Adapter sämtliche Kommunikation für das Feldgerät drahtlos durchgeführt wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Teil der Kommunikation drahtgebunden erfolgt. Beispielsweise kann bei einem HART@-Feldgerät vorgesehen sein, dass ein Messwert über eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung gemäß dem 4-20 mA-Standard analog übertragen wird, während weitere Informationen (z.B. Status- und Diagnoseinformationen, etc.) drahtlos durch den Wireless Adapter übermittelt werden. Im Einsatz des Wireless Adapters werden zum Senden von Daten über den Wireless Adapter diese Daten zunächst drahtgebunden von dem Feldgerät an den Wireless Adapter gesendet, der diese dann über Funk an den Zielort übermittelt. Umgekehrt kann der Wireless Adapter über Funk Daten empfangen und (drahtgebunden) an das Feldgerät weiterleiten. Der Wireless Adapter kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass er einen Kommunikationsteilnehmer eines Funknetzwerkes gemäß dem Standard IEEE 802.15.4 bildet. Das Funknetzwerk kann ferner gemäß dem WirelessHARTO-Standard oder gemäß dem ISA100-Standard ausgebildet sein, die jeweils auf dem Standard IEEE 802.15.4 aufbauen. Bei den genannten Funknetzwerken kommuniziert der Wireless Adapter in der Regel mit einem Gateway, das eine Kommunikation mit einem (dem Funknetzwerk) übergeordneten Netzwerk, wie beispielsweise einem drahtgebundenen Feldbus, einem Firmennetzwerk (z.B. einem Ethernet®-Netzwerk), dem Internet und/oder eine Kommunikation über GSM, etc. ermöglicht. Alternativ zu den oberhalb genannten standardisierten Funknetzwerken können aber auch anderweitige Funknetzwerke eingesetzt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Wireless Adapter auch derart ausgebildet sein, dass er eine direkte drahtlose Kommunikation (beispielsweise über GSM, Bluetooth, Wireless LAN, etc.) mit einer zugehörigen Kommunikationseinheit (z.B. einer übergeordneten Einheit, einem Anlagen-Asset-Managementsystem, etc.) ermöglicht, so dass kein Gateway erforderlich ist.
Sofern bei einigen Schritten bzw. Abläufen angegeben ist, dass diese „automatisiert“ durchgeführt werden, ist damit gemeint, dass diese ohne menschliches Eingreifen, insbesondere durch Soft- und/oder Hardware, ausgeführt werden. Eine Initiierung dieser Schritte kann gegebenenfalls auch durch einen Benutzer erfolgen. Bei dem Ermitteln der „Anschlusskonfiguration“ wird insbesondere ermittelt, an welcher Kombination von Anschlüssen ein Feldgerät angeschlossen ist und ob dieses gegebenenfalls in der korrekten Polung angeschlossen ist. Die Anzeige der ermittelten Anschlusskonfiguration erfolgt vorzugsweise auf dem Wireless Adapter, so dass die Anzeige auch bei Ausfall des Feldgerätes oder bei Ausfall einer Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem Wireless Adapter möglich ist. Als Anzeige können beispielsweise LEDs vorgesehen sein, die anzeigen, an welcher Kombination von Anschlüssen ein Feldgerät angeschlossen ist. Weitergehende Informationen können gegebenenfalls auf einer Anzeigeeinheit (mit entsprechendem Display) auf dem Wireless Adapter (sofern dieser solch eine Anzeigeeinheit aufweist) und/oder auf dem Feldgerät angezeigt werden.
Erfindungsgemäß wird bei dem Schritt des automatisierten Ermittelns zwischen einer Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, über die eine Versorgung eines Feldgerätes mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist, eine Spannung angelegt und es wird erfasst, ob zwischen den betreffenden Anschlüssen ein Strom fließt. Fließt ein Strom, so bedeutet dies, dass an der betreffenden Kombination von Anschlüssen das Feldgerät angeschlossen ist. Vorzugsweise wird die angelegte Spannung ausreichend hoch (beispielsweise 23 Volt) gewählt, so dass diese eine Inbetriebnahme des Feldgerätes ermöglicht. Beispielsweise kann eine so hohe (z.B. maximale) Spannung, die eine Inbetriebnahme einer Vielzahl von Feldgerätetypen ermöglicht, angelegt werden. Zur Versorgung eines angeschlossenen Feldgerätes mit elektrischer Leistung weist der Wireless Adapter vorzugsweise eine autarke Stromquelle, insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator und/oder eine Solarzelle, auf.
Über die Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, über die eine Versorgung eines Feldgerätes mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist, können auch noch weitere Funktionen, wie beispielsweise eine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals (insbesondere gemäß dem 4-20 mA-Standard) und/oder eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll (insbesondere gemäß dem HART@-Kommunikationsprotokoll), bereitgestellt werden.
Erfindungsgemäß wird alternativ oder zusätzlich bei dem Schritt des automatisierten Ermittelns während eines Betriebs des Feldgerätes erfasst, ob zwischen einer Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist, ein Strom fließt. Fließt ein Strom, so bedeutet dies, dass an dieser Kombination von Anschlüssen das Feldgerät angeschlossen ist. Das analoge Stromsignal wird dabei zur (analogen) Kommunikation eingesetzt. Insbesondere kann die analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard erfolgen, wobei ein Messwert eines Sensors oder ein Stellwert für einen Aktor analog durch Einstellung eines entsprechenden Stromwertes übertragen wird. Über die Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist, können auch noch weitere Funktionen, wie beispielsweise eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll (insbesondere gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll), bereitgestellt werden.
Erfindungsgemäß wird alternativ oder zusätzlich bei dem Schritt des automatisierten Ermittelns während eines Betriebs des Feldgerätes geprüft, ob über eine Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, über die eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll (insbesondere gemäß dem HART@-Kommunikationsprotokoll) mit einem angeschlossenen Feldgerät durchführbar ist, über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist und zwischen der keine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals (beispielsweise gemäß dem 4-20 mA-Standard) durchführbar ist, eine digitale Kommunikation gemäß dem Kommunikationsprotokoll mit dem angeschlossenen Feldgerät möglich ist. Ist solch eine digitale Kommunikation möglich, so bedeutet dies, dass an dieser Kombination von Anschlüssen das Feldgerät angeschlossen ist. Ob solch eine digitale Kommunikation möglich ist, kann insbesondere dadurch überprüft werden, dass der Wireless Adapter nach einer Inbetriebnahme des Feldgerätes eine Anfrage gemäß dem Kommunikationsprotokoll (z.B. eine HART®-Anfrage) an das Feldgerät stellt und prüft, ob er eine Antwort von dem Feldgerät erhält.
Bezüglich der drei oberhalb erläuterten Weiterbildungen der Erfindung kann ein Wireless Adapter auch nur einen Teil oder sämtliche der oberhalb erläuterten Kombinationen von Anschlüssen aufweisen (und dementsprechend die oberhalb erläuterten Funktionen über die jeweils zugehörige Kombination von Anschlüssen bereitstellen). Darüber hinaus können auch weitere Kombinationen von Anschlüssen vorgesehen sein, über die weitere Funktionen bereitstellbar sind. Ferner können im Hinblick auf eine bestimmte Funktion des Wireless Adapters auch mehrere Kombinationen von Anschlüssen vorgesehen werden, über welche diese Funktion bereitstellbar ist. Auf diese Weise werden verschiedene Anschlussmöglichkeiten eines Feldgerätes zur Erzielung derselben Funktion bereitgestellt. Dadurch können in einigen Fällen eine aufwändige Verkabelung zwischen dem Feldgerät und dem Wireless Adapter und/oder der Einsatz von weiteren, extern von dem Wireless Adapter vorzusehenden elektrischen Bauteilen vermieden werden.
Bezüglich der drei oberhalb erläuterten Weiterbildungen der Erfindung ist bei HART®-Feldgeräten wahrscheinlich, dass am häufigsten die unter Bezugnahme auf die erste Weiterbildung erläuterte Anschlusskonfiguration eingesetzt wird, bei der durch den Wireless Adapter eine Versorgung des angeschlossenen Feldgerätes mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist. Dementsprechend ist es sinnvoll, zunächst bei dieser Kombination von Anschlüssen zu testen, ob daran ein Feldgerät angeschlossen ist. Ist dies nicht der Fall, so ist aufgrund der zu erwartenden Anwendungshäufigkeit sinnvoll, als nächstes zu testen, ob an einer Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist, ein Feldgerät angeschlossen ist. Ist dies nicht der Fall, so ist aufgrund der zu erwartenden Anwendungshäufigkeit sinnvoll, als nächstes zu testen, ob an einer Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, über die eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem angeschlossenen Feldgerät durchführbar ist, über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist und zwischen der keine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals durchführbar ist, ein Feldgerät angeschlossen ist. Die angegebene bevorzugte Reihenfolge ist jedoch nicht zwingend.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Wireless Adapter derart ausgebildet, dass über mindestens eine Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters eine digitale Kommunikation mit einem daran angeschlossenen Feldgerät durchführbar ist. Hierbei ist insbesondere ein standardisiertes Feldbus-Protokoll, wie beispielsweise Profibus® (vgl. Profibus Profile Specification, Version 3.0) oder Foundation® Fieldbus (vgl. Foundation® Specification, Function Block Application Process, Revision FS 1.7) geeignet. Insbesondere erfolgt die digitale Kommunikation gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll (vgl. HART® Field Communication Protocol Specifications, Revision 7.0), das aufgrund der häufigen Anwendung dieses Feldbus-Systems und aufgrund seiner guten Eignung für eine drahtlose Kommunikation bevorzugt ist. Vorzugsweise erfolgt auch die drahtlose Kommunikation über den Wireless Adapter gemäß dem jeweiligen Feldbus-Standard, gemäß dem auch die (drahtgebundene) Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem Wireless Adapter erfolgt.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Verfahren nachfolgende Schritte auf:

C) Überprüfen einer Funktionsweise des angeschlossenen Feldgerätes; und
D) Anzeigen des Ergebnisses der Überprüfung auf dem Wireless Adapter und/oder auf dem Feldgerät.

Auf diese Weise kann eine weitergehende Diagnose bereitgestellt werden. Insbesondere können im Bereich des Wireless Adapters und des daran angeschlossenen Feldgerätes Fehler diagnostiziert und direkt vor Ort einem Benutzer angezeigt werden. Wiederum ist bevorzugt, dass das Ergebnis der Überprüfung auf dem Wireless Adapter angezeigt wird. Insbesondere können Details der Überprüfung und des Ergebnisses auf einer Anzeigeeinheit des Wireless Adapters (und/oder des Feldgerätes) angezeigt werden. Dabei ist nicht zwingend, dass die Schritte A) bis D) in dieser (d.h. alphabetischer) Reihenfolge ausgeführt werden. Beispielsweise können das Anzeigen der ermittelten Anschlusskonfiguration und das Anzeigen des Ergebnisses der Überprüfung auch parallel erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Schritt des Überprüfens (der Funktionsweise) einen oder mehrere der nachfolgenden Schritte auf:

a) Testen, welche Art der Kommunikation das angeschlossene Feldgerät ermöglicht, insbesondere Testen einer digitalen Kommunikation und/oder einer analogen Kommunikation (über ein analoges Stromsignal);
b) Prüfen, ob durch das Feldgerät ein gültiger Messwert bereitgestellt wird;
c) Prüfen von Statusinformationen des Feldgerätes;
d) Prüfen von Diagnoseinformationen des Feldgerätes; und/oder
e) Ermitteln des Betriebszustandes, in dem sich das angeschlossene Feldgerät befindet.

Dabei ist insbesondere die Vorsehung des Schrittes a) vorteilhaft, um zu prüfen, welche Art(en) von Kommunikation das angeschlossene Feldgerät ermöglicht und ob das System aus Feldgerät und Wireless Adapter ordnungsgemäß funktioniert (insbesondere ob eine Kommunikation möglich ist). Daneben können auch noch weitere Funktionsweisen des Feldgerätes überprüft und angezeigt werden, wie es beispielsweise unter den Schritten b) bis e) angegeben ist..
Ermöglicht das Feldgerät eine digitale Kommunikation, so wird mit einem Messwert in der Regel auch jeweils eine Statusinformation übermittelt, welche angibt, ob der Messwert verwertbar bzw. gültig ist. Dies ist beispielsweise bei dem Status „GOOD“ der Fall, während der Messwert bei einem Status „BAD“ ungültig bzw. nicht verwertbar ist. Ermöglicht das Feldgerät nur eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard, so kann durch Messen des Stromsignals in der Regel nachvollzogen werden, ob das Feldgerät einen Messwert liefert. Weitergehende Informationen, ob dieser Messwert gültig ist, sind jedoch nicht erhältlich. Ferner sind bei solch einem Feldgerät in der Regel auch nicht die Schritte c) und d) möglich.
Ähnlich wie in einem Feldgerät sind auch in einem Wireless Adapter eine Mehrzahl von Parametern vorgesehen. Zum Teil sind diese von dem Hersteller des Wireless Adapters voreingestellt und/oder können durch einen Benutzer eingestellt, insbesondere geändert, aktiviert und/oder deaktiviert werden. Die Parameter werden dabei insbesondere in einem Speicher des Wireless Adpaters gespeichert, so dass eine Steuerung des Wireless Adapters (z.B. ein Mikroprozessor) auf diese Parameter zugreifen und den Wireless Adapter entsprechend den Parametereinstellungen betreiben kann. Insbesondere sind in dem Wireless Adapter gemäß einer Weiterbildung Energieversorgungs-Parameter vorgesehen, wobei durch die Parametereinstellung dieser Energieversorgungs-Parameter die Eigenschaften bzw. Kenngrößen der von dem Wireless Adapter bereitgestellten Energieversorgung (bzw. Stromversorgung) einstellbar sind. In Abhängigkeit von dem Feldgerätetyp, der an dem Wireless Adapter angeschlossen ist, liegen unterschiedliche Anforderungen bezüglich der Energieversorgung durch den Wireless Adapter vor. In Abhängigkeit von dem angeschlossenen Feldgerätetyp müssen folglich entsprechende Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter vorgenommen werden, um durch den Wireless Adapter eine optimale Energieversorgung für das angeschlossene Feldgerät sicherstellen zu können. Gemäß der Weiterbildung sind in dem angeschlossenen Feldgerät Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter gespeichert, die eine für dieses Feldgerät geeignete Energieversorgung durch den Wireless Adapter angeben. Gemäß der Weiterbildung werden durch den Wireless Adapter die Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter aus dem angeschlossenen Feldgerät ausgelesen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass in dem Wireless Adapter Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter verfügbar sind, die eine ausreichende Energieversorgung des angeschlossenen Feldgerätes sicherstellen und gleichzeitig einen übermäßigen Energieverbrauch vermeiden. Ferner wird der Aufwand für den Benutzer reduziert, da sichergestellt wird, dass in dem Wireless Adapter bereits die korrekten Parametereinstellungen verfügbar sind. Gemäß einer weiteren Weiterbildung übernimmt der Wireless Adapter die ausgelesenen Parametereinstellungen als Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter. Diese Weiterbildungen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn das angeschlossene Feldgerät durch den Wireless Adapter mit elektrischer Leistung versorgt wird.
Weist der Wireless Adapter eine autarke Energiequelle, wie beispielsweise eine Batterie, auf, so kann durch Verwendung der für den jeweiligen Feldgerätetyp spezifischen Energieversorgungs-Parameter eine längere Lebensdauer der Energiequelle erzielt werden. Wird das Feldgerät durch den Wireless Adapter mit elektrischer Leistung versorgt, so wird das Feldgerät, um den Verbrauch an elektrischer Energie zu reduzieren, insbesondere getaktet betrieben. Insbesondere wird das Feldgerät (hier: Sensor) getaktet für die Abarbeitung einer Messwertanfrage eingeschaltet. In den Zeiträumen, in denen keine Messwertanfrage durch das Feldgerät abzuarbeiten ist, sind das System aus Wireless Adapter und Feldgerät vorzugsweise ausgeschaltet (oder gegebenenfalls in einem Schlaf-Modus).
Ferner ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren durch einen Benutzer gestartet wird. Dies kann beispielsweise über eine, an dem Wireless Adapter vorgesehene Bedieneinheit oder auch von einer externen Kommunikationseinheit, die drahtgebunden und/oder über Funk mit dem Wireless Adapter in Kommunikationsverbindung steht, erfolgen. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren auch von einer Konfigurationseinheit aus, auf der ein entsprechendes Konfigurationstool (z.B. FieldCare® von Endress + Hauser) implementiert ist und die mit dem Wireless Adapter in Kommunikationsverbindung steht, automatisiert oder durch einen Benutzer initiiert, gestartet werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Wireless Adapter überwacht, ob ein neuer Feldgerätetyp angeschlossen wird, und wenn er solch eine Änderung feststellt, das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Weiterhin kann der Wireless Adapter so ausgestaltet sein, dass (beispielsweise über ein Konfigurationstool) konfigurierbar ist, wann bzw. unter welchen Voraussetzungen das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Wireless Adapter, der eine Mehrzahl von Anschlüssen aufweist, an denen ein Feldgerät in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist, wobei eine bestimmte Anschlusskonfiguration aus einer bestimmten Kombination von Anschlüssen aus einer Mehrzahl von Anschlussklemmen besteht, wobei der Wireless Adapter derart ausgebildet ist, dass durch den Wireless Adapter für ein angeschlossenes Feldgerät eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist, dass durch den Wireless Adapter automatisiert ermittelbar ist, in welcher Anschlusskonfiguration ein Feldgerät angeschlossen ist, und dass auf dem Wireless Adapter die ermittelte Anschlusskonfiguration anzeigbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Wireless Adapter werden die oberhalb, in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Vorteile erzielt. Ferner sind die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Weiterbildungen und Varianten in entsprechender Weise bei dem Wireless Adapter realisierbar.
Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines Teils einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Funknetzwerk;
2: ein schematisches Diagramm, das beispielhaft den Verlauf eines Spannungsbedarfs eines HART®-Feldgerätes zeigt;
3: ein Blockschaltbild eines Wireless Adapters und eines angeschlossenen Feldgerätes;
4: eine schematische Darstellung eines Wireless Adapters mit mehreren Anschlüssen, an denen ein Feldgerät in einer ersten Anschlusskonfiguration angeschlossen ist;
5: eine schematische Darstellung eines Wireless Adapters mit mehreren Anschlüssen, an denen ein Feldgerät in einer zweiten Anschlusskonfiguration angeschlossen ist; und
6: eine schematische Darstellung eines Wireless Adapters mit mehreren Anschlüssen, an denen ein Feldgerät in einer dritten Anschlusskonfiguration angeschlossen ist.

In 1 ist schematisch ein Teil einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Funknetzwerk FN dargestellt. Das Funknetzwerk FN weist eine Mehrzahl von Feldgeräten FG mit jeweils daran angeschlossenen Wireless Adaptern WA sowie ein Gateway G auf. Die Wireless Adapter WA stehen untereinander und mit dem Gateway G jeweils in Funkverbindung, was in 1 durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Das Funknetzwerk ist dabei gemäß dem WirelessHARTO-Standard ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht das Gateway G (beispielsweise das Produkt „Fieldgate“ von Endress + Hauser) über ein drahtgebundenes Ethernet® Firmennetzwerk N mit zwei Servern S1 und S2 in Kommunikationsverbindung. Der eine Server S1 bildet eine übergeordnete Einheit, die in Bezug auf die Feldgeräte FG des Funknetzwerkes FN eine Prozesssteuerung ausführt. Der weitere Server S2 bildet ein Anlagen-Asset-Managementsystem. An dem Firmennetzwerk N können auch noch weitere (nicht dargestellte) Server, Feldbus-Systeme, etc. angeschlossen sein.
2 zeigt schematisch den Verlauf eines Spannungsbedarfs (Spannung V aufgetragen über der Zeit t) eines HART®-Feldgerätes. Anhand 2 werden dieser Verlauf, der sich je nach Feldgerätetyp unterscheiden kann, sowie die in einem Wireless Adapter vorgesehenen Energieversorgungs-Parameter erläutert. Das Feldgerät wird von einem Wireless Adapter mit elektrischer Energie versorgt und bildet einen Sensor. Das Feldgerät wird getaktet für die Abarbeitung einer Messwertanfrage eingeschaltet. In den Zeiträumen, in denen keine Messwertanfrage abzuarbeiten ist, sind das System aus Wireless Adapter und Feldgerät ausgeschaltet.
Das Feldgerät wird zu dem Zeitpunkt t₀ eingeschaltet. Während einer Startphase benötigt das Feldgerät eine Startspannung Vs. Ferner wird durch das Feldgerät ein gewisser Startstrom benötigt, der während der Startphase je nach Bedarf auch (über die Zeit) variieren kann. Während der Startphase werden durch das Feldgerät beispielsweise Kondensatoren innerhalb des Feldgerätes geladen, Selbstchecks durchgeführt, etc.. Eine Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem daran angeschlossenen Wireless Adapter ist dabei noch nicht möglich. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Startphase des Feldgerätes zu dem Zeitpunkt t₁ beendet und das Feldgerät geht anschließend in den normalen Betrieb über. In Bezug auf die Startphase sind in dem Wireless Adapter die Energieversorgungs-Parameter „Startspannung“, „Startzeit“ und „Startstrom“ vorgesehen, wobei der Wireless Adapter die eingestellte Startspannung für die Zeitdauer der eingestellten Startzeit bereitstellt. Für den Energieversorgungs-Parameter „Startstrom“ wird der maximale Stromwert eingestellt, den das Feldgerät während der Startphase benötigt. Diese Einstellung wird insbesondere intern in dem Wireless Adapter benötigt, um die korrekte Startspannung bereitstellen zu können.
Während des normalen Betriebs benötigt das Feldgerät eine Betriebsspannung V_B, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel niedriger als die Startspannung Vs ist. Je nach Feldgerätetyp kann die Betriebsspannung aber auch höher als die Startspannung sein. In dem normalen Betrieb ist bereits eine Kommunikation des Feldgerätes (beispielsweise gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll) mit dem Wireless Adapter möglich. In Bezug auf die Betriebsphase des normalen Betriebs ist in dem Wireless Adapter der Energieversorgungs-Parameter „Betriebsspannung“ vorgesehen, durch den die von dem Wireless Adapter nach Ablauf der eingestellten Startzeit bereitzustellende Spannung einstellbar ist.
Direkt nach Umschalten in den normalen Betrieb kann das Feldgerät noch keinen Messwert bereitstellen. Beispielsweise benötigt das Feldgerät noch Zeit, um einen oder mehrere Messwert(e) aufzunehmen, Berechnungen durchzuführen, etc.. Die Zeitdauer von dem Umschalten in den normalen Betrieb (Zeitpunkt t₁) bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Feldgerät einen Messwert bereitstellen kann (Zeitpunkt t₂), wird als Set-up-Zeitdauer (deutsch: Einstellungs-Zeitdauer) bezeichnet. Je nach Feldgerätetyp kann diese Zeitdauer zwischen einigen Sekunden bis zu einigen Minuten dauern. In dem Wireless Adapter ist der Energieversorgungs-Parameter „Set-up-Zeitdauer“ vorgesehen, durch den die Zeitdauer vom Ende der Startzeit bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Feldgerät einen gültigen Messwert liefert, eingestellt werden kann. Die eingestellte Set-up-Zeitdauer wird im Einsatz durch den Wireless Adapter nach Umschalten des Feldgerätes in den normalen Betrieb abgewartet, bevor er von dem Feldgerät einen Messwert abfragt. Davor kann der Wireless Adapter in einem energiesparenden Modus betrieben werden, was einen energiesparenden Betrieb ermöglicht. Bei dem in 2 dargestellten Spannungsverlauf wurde zu dem Zeitpunkt t₃ die Messwert-Anfrage vollständig abgearbeitet und das Feldgerät wird wieder ausgeschaltet.
Wie anhand der 2 ersichtlich ist, müssen die Energieversorgungs-Parameter des Wireless Adapters derart eingestellt werden, dass sie während der verschiedenen Betriebsphasen des angeschlossenen Feldgerätes eine ausreichende Energieversorgung sicherstellen. Gleichzeitig sollte die Energieversorgung durch den Wireless Adapter derart auf den jeweiligen Feldgerätetyp abgestimmt sein, dass ein unnötig hoher Energieverbrauch vermieden wird. Dies kann, wie oberhalb erläutert wird, dadurch erreicht werden, dass in dem angeschlossenen Feldgerät Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter gespeichert sind, die eine für dieses Feldgerät geeignete Energieversorgung angeben, dass diese Parametereinstellungen durch den Wireless Adapter aus dem angeschlossenen Feldgerät ausgelesen werden und dass der Wireless Adapter mit diesen Parametereinstellungen betrieben wird.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 beispielhaft anhand des dargestellten schematischen Blockschaltbildes ein Wireless Adapter 4 und ein daran angeschlossenes Feldgerät 2 erläutert. Das Feldgerät 2 ist wiederum ein Sensor und ist als 2-Leiter-Gerät ausgebildet, was bedeutet, dass sowohl die Kommunikation als auch die Energieversorgung des Feldgerätes 2 über eine gemeinsame 2-Leiter-Verbindung erfolgt. Das Feldgerät 2 weist einen Messwertaufnehmer 6 und eine Steuereinheit, die als Mikroprozessor 8 ausgebildet ist, auf. Ferner weist das Feldgerät 2 eine mit dem Mikroprozessor 8 in Verbindung stehende drahtgebundene HARTO-Kommunikationsschnittstelle 10 auf. Der HART®-Kommunikationsschnittstelle 10 ist eine Funktionseinheit 12 zugeordnet, die durch einen ASIC (engl.: application specific integrated circuit; deutsch: anwendungsspezifische integrierte Schaltung) gebildet wird und die das Senden und/oder Empfangen von Signalen (entsprechend dem HART®-Kommunikationsprotokoll) über die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 10 durchführt. Über die HART®-Kommunikationsschnittstelle 10 kann das Feldgerät 2 alternativ zu dem dargestellten Anschluss an den Wireless Adapter 4 an ein drahtgebundenes HART®-Feldbussystem angeschlossen werden. Weiterhin weist das Feldgerät 2 einen Datenspeicher 14 und eine Anzeige- und Bedieneinheit 16 auf. In dem Datenspeicher 14 sind dabei Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter gespeichert, die eine für dieses Feldgerät geeignete Energieversorgung durch einen Wireless Adapter angeben und die durch einen angeschlossenen Wireless Adapter ausgelesen werden können.
Der Wireless Adapter 4 weist ebenfalls eine Steuereinheit in Form eines Mikroprozessors 26 auf. Zum Datenaustausch über das Funk-Netzwerk ist der Mikroprozessor 26 mit einer Funkeinheit 28 verbunden, die ein RF-Chipset und eine Antenne 30 aufweist. Die Funkeinheit 28 ist dabei derart ausgebildet, dass die drahtlose Kommunikation gemäß dem WirelessHARTO-Standard erfolgt. Der Mikroprozessor 26 ist ferner mit einem Datenspeicher 32 verbunden. In dem Datenspeicher 32 sind die Parametereinstellungen des Wireless Adapters 4 gespeichert. Der Mikroprozessor 26 kann auf diese Parametereinstellungen zugreifen, um den Wireless Adapter 4 entsprechend den Parametereinstellungen zu betreiben. Der Wireless Adapter 4 weist ferner eine Anzeige- und Bedieneinheit 33 auf. Zur Kommunikation mit dem Feldgerät 2 weist der Wireless Adapter 4 eine drahtgebundene HART@-Kommunikationsschnittstelle 34 auf, der wiederum eine Funktionseinheit 36 (in Form eines ASIC), die das Senden und/oder Empfangen von Signalen über die HART@-Kommunikationsschnittstelle 34 (gemäß dem HART®-Standard) durchführt, zugeordnet ist. Die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 10 des Feldgerätes 2 und die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 34 des Wireless Adapters 4 werden über eine 2-Leiter-Verbindungsleitung 38 miteinander verbunden.
Zur Bereitstellung der Stromversorgung des Feldgerätes 2 (und des Wireless Adapters 4) weist der Wireless Adapter 4 eine Stromquelle in Form einer Batterie 40 und ein an der Batterie 40 angeschlossenes Netzteil 42 auf. Über das Netzteil 42 werden die Systemkomponenten des Wireless Adapters 4 (über nicht dargestellte Stromversorgungsleitungen) sowie die Systemkomponenten des Feldgerätes 2 über die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 34, die 2-Leiter-Verbindungsleitung 38, die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 10 und ein daran angeschlossenes Netzteil 44 des Feldgerätes 2 mit elektrischer Leistung versorgt. Das Netzteil 42 des Wireless Adapters 4 wird durch den Mikroprozessor 26 entsprechend den Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter angesteuert. Durch das Netzteil 42 wird dementsprechend eine den Parametereinstellungen entsprechende Energieversorgung bereitgestellt.
Bei dem Wireless Adapter 4 in 3 ist dabei aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eine Mehrzahl von Anschlüssen dargestellt. Vielmehr ist nur die HART@-Kommunikationsschnittstelle 34 schematisch dargestellt, die durch zwei (nicht im Detail dargestellte) Anschlüsse gebildet wird. Wie anhand der 4-6 ersichtlich ist, weist ein erfindungsgemäßer Wireless Adapter eine Mehrzahl von Anschlüssen auf, so dass ein Feldgerät in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 4-6 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist ein (schematisch in gestrichelter Linie dargestellter) Wireless Adapter 45 sechs Anschlüsse (hier: Anschlussklemmen) I, II, III, IV, V und VI auf, die in den 4-6 jeweils schematisch dargestellt sind. In 4 ist dabei ein Feldgerät FG1 in einer ersten Anschlusskonfiguration an den Anschlüssen I und II angeschlossen. In 5 ist ein Feldgerät FG2 in einer zweiten Anschlusskonfiguration an den Anschlüssen II und III angeschlossen. In 6 ist ein Feldgerät FG3 in einer dritten Anschlusskonfiguration an den Anschlüssen V und VI angeschlossen. Die Feldgeräte FG1, FG2 und FG3 bilden jeweils HART®-Feldgeräte und sind jeweils Sensoren. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Anschlüsse III und VI sowie die Anschlüsse IV und V jeweils miteinander kurzgeschlossen.
In 4 ist das Feldgerät FG1, das ein 2-Leiter-Gerät bildet, über eine 2-Leiter-Verbindung 46 an den Anschlüssen I und II angeschlossen. Die Anschlüsse I und II bilden eine Kombination von Anschlüssen, der intern eine derartige elektrische Schaltung zugeordnet ist, dass darüber eine Versorgung eines angeschlossenen Feldgerätes mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist. Ferner ist zwischen den Anschlüssen I und II durch den Wireless Adapter 45 eine Strommessung durchführbar, so dass eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard durchführbar ist. Weiterhin ist über diese Kombination von Anschlüssen (Anschlüsse I und II) durch den Wireless Adapter 45 eine digitale Kommunikation gemäß dem HART@-Kommunikationsprotokoll durchführbar.
In 5 bildet das Feldgerät FG2 ein 4-Leiter-Gerät, was bedeutet, dass die Kommunikation über eine 2-Leiter-Verbindung 48 und die Energieversorgung des Feldgerätes über eine weitere (in 5 nicht dargestellte) 2-Leiter-Verbindung erfolgen.
Das Feldgerät FG 2 ist dabei über die 2-Leiter-Verbindung 48 an den Anschlüssen II und III angeschlossen. Die Anschlüsse II und III bilden eine Kombination von Anschlüssen, der intern eine derartige elektrische Schaltung zugeordnet ist, dass dazwischen eine Strommessung (über einen nicht dargestellten Messwiderstand) und damit eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard durchführbar ist. Weiterhin ist über diese Kombination von Anschlüssen (Anschlüsse II und III) durch den Wireless Adapter 45 eine digitale Kommunikation gemäß dem HART@-Kommunikationsprotokoll durchführbar. Über die Anschlüsse II und III wird dabei keine Versorgung des Feldgerätes FG2 mit elektrischer Leistung bereitgestellt.
In 6 bildet das Feldgerät FG3 wiederum ein 2-Leiter-Gerät. Dieses ist mit seiner 2-Leiter-Verbindung 50 an einer Regelungs- und Steuerungseinheit 52, die intern einen Kommunikationswiderstand 54 aufweist, angeschlossen. Die Regelungs- und Steuerungseinheit 52 stellt dabei eine Versorgung des Feldgerätes FG3 mit elektrischer Leistung bereit. Ferner kommuniziert sie mit dem Feldgerät FG3 im Rahmen einer analogen Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard. Der Wireless Adapter 45 ist über seine Anschlüsse V und VI parallel zu der Regelungs- und Steuerungseinheit 52 an der 2-Leiter-Verbindung 50 angeschlossen. Die Anschlüsse V und VI bilden eine Kombination von Anschlüssen, der intern eine derartige elektrische Schaltung zugeordnet ist, dass darüber eine digitale Kommunikation gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll mit dem Feldgerät FG3 durchführbar ist. Dadurch, dass die Regelungs- und Steuerungseinheit 52 bereits intern einen Kommunikationswiderstand 54 aufweist, wird ein geeigneter Pegel für die Einkopplung des FSK-Signals (FSK: frequency shift keying; deutsch: Frequenzumtastung) durch den Wireless Adapter 45 bereitgestellt. Dabei ist über die Kombination von Anschlüssen V und VI keine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard durchführbar und auch keine elektrische Leistung an das Feldgerät FG3 bereitstellbar.
Dadurch, dass die Anschlüsse III und VI sowie die Anschlüsse IV und V intern in dem Adapter jeweils miteinander kurzgeschlossen sind, sind, wie für den Fachmann ersichtlich ist, abgesehen von den in den 4-6 dargestellten Anschlussvarianten teilweise auch weitere Anschlussvarianten möglich, bei denen ebenfalls durch den Wireless Adapter die jeweils beschriebenen Funktionen an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar sind.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Zunächst wird durch den Wireless Adapter 45 ermittelt, ob an den Anschlüssen I und II ein Feldgerät angeschlossen ist. Hierzu wird zwischen den Anschlüssen I und II eine so hohe Spannung (beispielsweise 23 Volt) angelegt, dass diese für eine Vielzahl von Feldgerätetypen sowohl in einer Startphase als auch in einem normalen Betrieb ausreichend ist. Dabei wird erfasst, ob zwischen den beiden Anschlüssen I und II ein Strom fließt. Ist dies der Fall, so wird festgestellt, dass an den Anschlüssen I und II ein Feldgerät angeschlossen ist. Diese ermittelte Anschlusskonfiguration wird auf einer (nicht dargestellten) Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt.
Ferner wird die Funktionsweise des angeschlossenen Feldgerätes dahingehend überprüft, welche Arten der Kommunikation das Feldgerät ermöglicht (was abhängig von dem Feldgerätetyp ist). Dabei kann auch gleichzeitig überprüft werden, ob die für den betreffenden Feldgerätetyp erwarteten Arten der Kommunikation ordnungsgemäß durch das Feldgerät durchgeführt werden. Hierzu wird zunächst (unter Bereitstellung einer ausreichend hohen elektrischen Leistung für den Betrieb des Feldgerätes) eine ausreichende Zeitdauer (mindestens die Startzeit) abgewartet, so dass das Feldgerät in den normalen Betrieb umgeschaltet hat. Durch Stellen einer HART@-Anfrage kann der Wireless Adapter 45 nun ermitteln, ob das angeschlossene Feldgerät FG1 gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll antwortet und damit eine digitale Kommunikation ermöglicht. Durch Messen des Stromes zwischen den beiden Anschlüssen I und II (was vorzugsweise erst nach Ablauf der Set-up-Zeitdauer erfolgt) kann ferner ermittelt werden, ob das Feldgerät analog einen Messwert übermittelt und damit gemäß dem 4-20 mA-Standard kommuniziert. Das Ergebnis der Überprüfung bezüglich der Kommunikation wird wiederum auf der Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt.
Ermöglicht das Feldgerät eine digitale Kommunikation, so werden, wie oberhalb beschrieben ist, die Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter, die eine für dieses Feldgerät geeignete Energieversorgung angeben, durch den Wireless Adapter 45 aus dem Feldgerät FG1 ausgelesen und als Parametereinstellungen bei einem nächsten Start des Systems aus Wireless Adapter 45 und Feldgerät FG1 verwendet. Insbesondere wird das System aus Wireless Adapter 45 und Feldgerät FG1 getaktet getrieben, so dass der Wireless Adapter 45 bei dem nächsten Start (z.B. bei einer nächsten abzuarbeitenden Messwertanfrage) mit den ausgelesenen Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter betrieben wird.
Wird nach Anlegen der Spannung zwischen den Anschlüssen I und II kein Stromfluss gemessen, so wird festgestellt, dass kein Feldgerät an der Kombination von Anschlüssen I und II angeschlossen ist. Die Spannungsversorgung an den Anschlüssen I und II wird abgeschaltet. Als nächstes wird während eines Betriebs des Feldgerätes geprüft, ob zwischen den Anschlüssen II und III ein Strom fließt. Ist dies der Fall, so wird festgestellt, dass an den Anschlüssen II und III ein Feldgerät angeschlossen ist. Diese ermittelte Anschlusskonfiguration wird auf der Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt. Anschließend wird wiederum die Funktionsweise des angeschlossenen Feldgerätes dahingehend überprüft, welche Arten der Kommunikation das Feldgerät ermöglicht. Hierzu wird durch den Wireless Adapter 45, wie oberhalb beschrieben ist, der Strom zwischen den Anschlüssen II und III gemessen (zur Ermittlung, ob eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard möglich ist) sowie eine HART®-Anfrage an das Feldgerät gestellt. Das Ergebnis der Überprüfung bezüglich der Kommunikation wird wiederum auf der Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt.
Wird bei der Strommessung zwischen den Anschlüssen II und III kein Stromfluss gemessen, so wird festgestellt, dass an der Kombination von Anschlüssen II und III kein Feldgerät angeschlossen ist. Als nächstes wird während eines Betriebs des Feldgerätes geprüft, ob über die Kombination der Anschlüsse V und VI eine digitale Kommunikation gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll möglich ist. Hierzu stellt der Wireless Adapter 45, wie oberhalb erläutert wird, eine HART®-Anfrage an das Feldgerät. Ist eine digitale Kommunikation möglich, so wird festgestellt, dass an den Anschlüssen V und VI ein Feldgerät angeschlossen ist. Diese ermittelte Anschlusskonfiguration sowie das Ergebnis der Überprüfung bezüglich der Kommunikation werden auf der Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann der Wireless Adapter auch eine andere Anzahl (als sechs) von Anschlüssen aufweisen. Ferner können auch andere oder weitere Kombinationen von Anschlüssen vorgesehen sein, welche die beschriebenen oder auch andere Funktionen bereitstellen. Ferner können bei dem Schritt des Überprüfens der Funktionsweise des Feldgerätes auch andere oder weitere Funktionsweisen als nur die Kommunikation des Feldgerätes überprüft werden.

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes (FG; 2; FG1; FG2; FG3) an einem Wireless Adapter (WA; 4; 45), wobei das Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) an dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) angeschlossen ist, wobei durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) für das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist, wobei der Wireless Adapter (WA; 4; 45) eine Mehrzahl von Anschlüssen (I, II, III, IV, V, VI) aufweist, an denen ein Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist, wobei eine bestimmte Anschlusskonfiguration aus einer bestimmten Kombination von Anschlüssen aus einer Mehrzahl von Anschlussklemmen besteht, und wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: A) Automatisiertes Ermitteln durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45), in welcher Anschlusskonfiguration das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) an dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) angeschlossen ist, wobei hierfür einer oder mehrere der folgenden Schritte ausgeführt werden: i. Anlegen einer Spannung zwischen einer Kombination von Anschlüssen (I, II) des Wireless Adapters (45), über die eine Versorgung eines Feldgerätes (FG1) mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist, und Erfassen, ob zwischen den betreffenden Anschlüssen (I, II) ein Strom fließt; ii. Erfassen, ob zwischen einer Kombination von Anschlüssen (II, III) des Wireless Adapters (45), zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät (FG2) bereitstellbar ist, ein Strom fließt; und/oder iii. Erfassen, ob über eine Kombination von Anschlüssen (V, VI) des Wireless Adapters (45), über die eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem angeschlossenen Feldgerät (FG3) durchführbar ist, über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät (FG3) bereitstellbar ist und zwischen der keine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals durchführbar ist, eine digitale Kommunikation gemäß dem Kommunikationsprotokoll mit dem angeschlossenen Feldgerät (FG3) möglich ist; B) Anzeigen der ermittelten Anschlusskonfiguration auf dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) und/oder auf dem angeschlossenen Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über mindestens eine Kombination von Anschlüssen (I, II; II, III; V, VI) des Wireless Adapters (45) eine digitale Kommunikation gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll mit einem daran angeschlossenen Feldgerät (FG1; FG2; FG3) durchführbar ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es nachfolgende Schritte aufweist: C) Überprüfen einer Funktionsweise des angeschlossenen Feldgerätes (FG; 2; FG1; FG2; FG3); und D) Anzeigen des Ergebnisses der Überprüfung auf dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) und/oder auf dem Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3).
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Überprüfens einen oder mehrere der nachfolgenden Schritte aufweist: a) Testen, welche Art der Kommunikation das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) ermöglicht, insbesondere Testen einer digitalen Kommunikation und/oder einer analogen Kommunikation; b) Prüfen, ob durch das Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) ein gültiger Messwert bereitgestellt wird; c) Prüfen von Statusinformationen des Feldgerätes (FG; 2; FG1; FG2; FG3); d) Prüfen von Diagnoseinformationen des Feldgerätes (FG; 2; FG1; FG2; FG3); und/oder e) Ermitteln des Betriebszustandes, in dem sich das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) befindet.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) Energieversorgungs-Parameter vorgesehen sind, die eine Energieversorgung eines angeschlossenen Feldgerätes (FG; 2; FG1) durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) betreffen, dass in dem angeschlossenen Feldgerät (FG; 2; FG1) Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter gespeichert sind, die eine für dieses Feldgerät (FG; 2; FG1) geeignete Energieversorgung durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) angeben; und dass durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) die Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter aus dem angeschlossenen Feldgerät (FG; 2; FG1) ausgelesen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wireless Adapter (WA; 4; 45) die ausgelesenen Parametereinstellungen als Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter übernimmt.
Wireless Adapter, der eine Mehrzahl von Anschlüssen (I, II, III, IV, V, VI) aufweist, an denen ein Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist, wobei eine bestimmte Anschlusskonfiguration aus einer bestimmten Kombination von Anschlüssen aus einer Mehrzahl von Anschlussklemmen besteht, und wobei der Wireless Adapter (WA; 4; 45) derart ausgebildet ist, dass durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) für ein angeschlossenes Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist, dass durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) automatisiert ermittelbar ist, in welcher Anschlusskonfiguration ein Feldgerät (FG; 2; FG1; FG2; FG3) angeschlossen ist, wobei der Wireless Adapter dazu ausgestaltet ist, hierfür einer oder mehrere der folgenden Schritte auszuführen: i. Anlegen einer Spannung zwischen einer Kombination von Anschlüssen (I, II) des Wireless Adapters (45), über die eine Versorgung eines Feldgerätes (FG1) mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist, und Erfassen, ob zwischen den betreffenden Anschlüssen (I, II) ein Strom fließt; ii. Erfassen, ob zwischen einer Kombination von Anschlüssen (II, III) des Wireless Adapters (45), zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät (FG2) bereitstellbar ist, ein Strom fließt; und/oder iii. Erfassen, ob über eine Kombination von Anschlüssen (V, VI) des Wireless Adapters (45), über die eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem angeschlossenen Feldgerät (FG3) durchführbar ist, über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät (FG3) bereitstellbar ist und zwischen der keine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals durchführbar ist, eine digitale Kommunikation gemäß dem Kommunikationsprotokoll mit dem angeschlossenen Feldgerät (FG3) möglich ist, und dass auf dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) die ermittelte Anschlusskonfiguration anzeigbar ist.