DE102009047538A1 - Verfahren zur Optimierung der Parametereinstellung von Energieversorgungs-Parametern eines Feldgerät-Stromversorgungsmoduls - Google Patents

Verfahren zur Optimierung der Parametereinstellung von Energieversorgungs-Parametern eines Feldgerät-Stromversorgungsmoduls Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Parametereinstellung von mindestens einem Energieversorgungs-Parameter eines Feldgerät-Stromversorgungsmoduls. Das Feldgerät-Stromversorgungsmodul ist dabei ausschließlich an einem Feldgerät angeschlossen. Das angeschlossene Feldgerät wird durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul mit elektrischer Energie versorgt. Gemäß dem Verfahren wird das System aus dem Feldgerät und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul betrieben und eine Parametereinstellung von mindestens einem Energieversorgungs-Parameter variiert. Dabei wird die Betriebsweise des Feldgerätes überwacht. Es werden solche Parametereinstellungen ermittelt, bei denen ein relativ niedriger Energieverbrauch des Feldgerätes und gleichzeitig ein sicherer Betrieb des Feldgerätes in der betreffenden Betriebsphase realisierbar sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Parametereinstellung von mindestens einem Energieversorgungs-Parameter eines Feldgerät-Stromversorgungsmoduls.
  • 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. Zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung sind neuere Feldgeräte teilweise als Funk-Feldgeräte ausgebildet. Diese weisen in der Regel eine Funkeinheit als integralen Bestandteil auf. Ferner können Sie auch eine integrierte Stromquelle, wie beispielsweise eine Batterie, aufweisen, so dass sie als autarke Einheit betreibbar sind. Daneben besteht die Möglichkeit, Feldgeräte ohne Funkeinheit (d. h. mit lediglich einer drahtgebundenen Kommunikationsschnittstelle) und ohne eigene Stromquelle 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. Dabei ist ein Wireless Adapter vorzugsweise derart ausgebildet, dass er auch eine Energieversorgung des angeschlossenen Feldgerätes ermöglicht. In letzterem Fall bildet der Wireless Adapter gleichzeitig ein Feldgerät-Stromversorgungsmodul.
  • 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 in der Regel in einem Speicher des Wireless Adapters gespeichert. Dadurch kann eine entsprechende Steuerung des Wireless Adapters (z. B. ein Mikroprozessor) auf diese Parameter zugreifen und den Wireless Adapter entsprechend den Parametereinstellungen der Parameter betreiben. Durch die jeweiligen Parametereinstellungen der Parameter wird dabei die Betriebsweise des Wireless Adapters bestimmt. Falls durch den Wireless Adapter auch eine Energieversorgung des angeschlossenen Feldgerätes bereitstellbar ist (d. h. der Wireless Adapter ist als Feldgerät-Stromversorgungsmodul ausgebildet), so sind in dem Wireless Adapter entsprechende Parameter vorgesehen, durch welche Einstellungen bezüglich der Energieversorgung (bzw. Stromversorgung) des Feldgerätes vornehmbar sind. Diese Parameter werden im Folgenden als Energieversorgungs-Parameter bezeichnet. 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.
  • Dabei besteht bisher die Möglichkeit, bei den Energieversorgungs-Parametern des Wireless Adapters so genannte Default-Parametereinstellungen (Standard-Parametereinstellungen, die auch bereits voreingestellt sein können) zu verwenden, die für eine Vielzahl von Feldgerätetypen anwendbar sind. Solche Default-Parametereinstellungen ermöglichen in der Regel jedoch keine optimale Energieversorgung des jeweils angeschlossenen Feldgerätetyps. Die Folge hiervon kann/können insbesondere ein erhöhter Energieverbrauch und/oder eine längere Zeitdauer, bis von dem Feldgerät ein gültiger Messwert geliefert wird, sein. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Einstellung der Energieversorgungs-Parameter durch einen Benutzer vorgenommen wird. Auch hier tritt das Problem auf, dass der Benutzer zunächst die für den jeweils angeschlossenen Feldgerätetyp optimalen Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter ermitteln muss (beispielsweise durch Nachschlagen in der Funktionsbeschreibung des jeweiligen Feldgerätes, etc.) und diese dann anschließend in den Wireless Adapter eingeben muss. Hierfür ist für den Benutzer ein relativ hoher Aufwand erforderlich. Auch ist die Gefahr, dass Fehler auftreten, relativ groß.
  • Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bereitzustellen, das bei einem Feldgerät-Stromversorgungsmodul, insbesondere bei einem Wireless Adapter, die Einstellung von jeweils für einen angeschlossenen Feldgerätetyp geeigneten Parametereinstellungen von Energieversorgungs-Parametern ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Optimierung der Parametereinstellung von mindestens einem Energieversorgungs-Parameter eines Feldgerät-Stromversorgungsmoduls bereitgestellt. Das Feldgerät-Stromversorgungsmodul ist dabei an ausschließlich einem Feldgerät (insbesondere an einem Sensor oder an einem Aktor) angeschlossen. Ferner weist es eine elektrische Energiequelle auf oder ist an einer solchen angeschlossen und das angeschlossene Feldgerät wird durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul mit elektrischer Energie (bzw. elektrischer Leistung) versorgt. Der mindestens eine Energieversorgungs-Parameter betrifft dabei eine Energieversorgung des Feldgerätes durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul. Das erfindungsgemäße Verfahren weist nachfolgende Schritte auf:
    • A) Betreiben des Systems aus dem Feldgerät und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul in einer Betriebsphase des Feldgerätes;
    • B) Automatisiertes Variieren einer Parametereinstellung von mindestens einem Energieversorgungs-Parameter des Feldgerät-Stromversorgungsmoduls, der für diese Betriebsphase relevant ist, nach vorbestimmten Regeln und automatisiertes Überwachen der Betriebsweise des Feldgerätes; und
    • C) Automatisiertes Ermitteln einer Parametereinstellung des mindestens einen variierten Energieversorgungs-Parameters, bei der ein relativ niedriger Energieverbrauch des Feldgerätes und gleichzeitig ein sicherer Betrieb des Feldgerätes in der betreffenden Betriebsphase realisierbar sind.
  • Durch das erfindungsgemäße Optimierungsverfahren können für den jeweils angeschlossenen Feldgerätetyp Parametereinstellungen ermittelt werden, die einen sicheren Betrieb des Feldgerätes in der jeweiligen Betriebsphase ermöglichen. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, dass die jeweiligen Parametereinstellungen getestet werden, indem sie in dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul eingestellt werden und die Betriebsweise des Feldgerätes überwacht wird. Ferner werden solche Parametereinstellungen ermittelt, durch die ein relativ niedriger Energieverbrauch realisierbar ist. Auf diese Weise können insbesondere der Aufwand sowie das Risiko von Eingabefehlern durch einen Benutzer reduziert werden.
  • Die Schritte des „automatisierten Variierens” und des „automatisierten Ermittelns” werden dabei insbesondere derart (nach vorbestimmten Regeln) durchgeführt, dass Parametereinstellungen ermittelt werden, die einen möglichst niedrigen Energieverbrauch und gleichzeitig einen sicheren Betrieb des Feldgerätes ermöglichen. Die Parametereinstellungen werden vorzugsweise derart ermittelt, dass die Energieversorgung nicht an der untersten Grenze der von dem Feldgerät jeweils benötigten elektrischen Energie sondern etwas darüber eingestellt wird.
  • Als eine „Betriebsphase” werden in dem vorliegenden Zusammenhang insbesondere solche Betriebszustände des Feldgerätes zusammengefasst bzw. bezeichnet, bei denen jeweils gleiche Anforderungen bezüglich der Energieversorgung existieren. Beispielsweise bilden eine Startphase und ein normaler Betrieb jeweils eine Betriebsphase, wobei in der Startphase andere Anforderungen an die Energieversorgung vorliegen als in dem normalen Betrieb.
  • Je nach Betriebsphase kann dabei vorgesehen sein, dass das Feldgerät kontinuierlich in einer Betriebsphase (zum Beispiel in dem normalen Betrieb) betrieben wird und dabei (mindestens) eine Parametereinstellung variiert sowie die Betriebsweise überwacht wird (Schritte unter B)). Alternativ kann aber auch eine Betriebsphase (z. B. eine Startphase) mit einer bestimmten Parametereinstellung (von mindestens einem Energieversorgungs-Parameter) vollständig durchlaufen werden und dabei die Betriebsweise überwacht werden (Schritte unter B)). Die Parametereinstellung wird dann erst im Anschluss (z. B. in Abhängigkeit von dem Ergebnis des vorangehenden Durchlaufs) geändert und die Schleife wird erneut durchlaufen.
  • Das Feldgerät-Stromversorgungsmodul muss nicht zwingend als Wireless Adapter ausgebildet sein. Vielmehr kann es sich allgemein um ein Modul handeln, das zum Anschluss an ein (einzelnes) Feldgerät ausgebildet ist und durch welches das eine angeschlossene Feldgerät mit elektrischer Energie (bzw. elektrischer Leistung) versorgbar ist. Beispielsweise kann an Stelle des bisher häufig vorgesehenen direkten Anschlusses eines Feldgerätes an den Netzstrom auch vorgesehen sein, dass es über ein erfindungsgemäßes Feldgerät-Stromversorgungsmodul an dem Netzstrom oder auch an eine anderweitige Energiequelle, die extern von und/oder intern in dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul ausgebildet sein kann, angeschlossen ist und durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul mit elektrischer Energie versorgt wird. Auf diese Weise kann die Stromversorgung optimal auf den jeweiligen Feldgerätetyp abgestimmt werden. Hierdurch kann der Verbrauch an elektrischer Energie reduziert werden. Neben der Stromversorgung des angeschlossenen Feldgerätes kann das Feldgerät-Stromversorgungsmodul auch noch weitere Funktionen ausführen.
  • In einem Feldgerät-Stromversorgungsmodul sind dabei in entsprechender Weise, wie dies oberhalb in Bezug auf einen Wireless Adapter erläutert wird, Parameter vorgesehen, durch die eine Betriebsweise des Feldgerät-Stromversorgungsmoduls einstellbar ist. Die Parameter werden dabei insbesondere in einem Speicher des Feldgerät-Stromversorgungsmoduls gespeichert, so dass eine Steuerung des Feldgerät-Stromversorgungsmoduls (z. B. ein Mikroprozessor) auf diese Parameter zugreifen und das Feldgerät-Stromversorgungsmodul entsprechend den Parametereinstellungen betreiben kann. Insbesondere sind in dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul Energieversorgungs-Parameter vorgesehen, wobei durch die Parametereinstellung dieser Energieversorgungs-Parameter die Eigenschaften bzw. Kenngrößen der von dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul bereitgestellten Energieversorgung (bzw. Stromversorgung) einstellbar sind.
  • Das Feldgerät-Stromversorgungsmodul ist dabei an ausschließlich einem Feldgerät angeschlossen. Insbesondere ist es nicht zur Energieversorgung von mehreren, parallel angeschlossenen Feldgeräten ausgebildet. Dementsprechend können auch die Energieversorgungs-Parameter speziell für den jeweils angeschlossenen Feldgerätetyp eingestellt werden, so dass dessen Energieversorgung optimiert wird. Vorzugsweise ist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul lösbar an einem Feldgerät angeschlossen. Dadurch ist es auf einfache Weise an verschiedene Feldgeräte, insbesondere auch an verschiedene Feldgerätetypen, anschließbar.
  • Die Energieversorgungs-Parameter betreffen eine Energieversorgung des angeschlossenen Feldgerätes durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul. Insbesondere kann über diese die von dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul bereitgestellte elektrische Energie (insbesondere elektrische Leistung) an einen Leistungsbedarf des jeweils angeschlossenen Feldgerätetyps und gegebenenfalls auch an verschiedene Betriebsphasen dieses Feldgerätetyps angepasst werden. Beispiele für Energieversorgungs-Parameter sind unter anderem Stromwerte, Spannungswerte und/oder Zeiträume (über welche beispielsweise ein bestimmter Spannungswert bereitzustellen ist), etc.. Sofern bei einigen Schritten bzw. Abläufen des Verfahrens angegeben ist, dass diese „automatisiert” durchgeführt werden, ist damit gemeint, dass diese ohne menschliches Eingreifen, insbesondere durch Soft- und/oder Hardware, ausgeführt werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden insbesondere die Schritte des Variierens, des Überwachens sowie des Ermittelns automatisiert durchgeführt.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird das Feldgerät-Stromversorgungsmodul durch einen Wireless Adapter gebildet, durch den für das angeschlossene Feldgerät eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist. Auf diese Weise kann ein herkömmliches Feldgerät zu einem Funkfeldgerät aufgerüstet werden und gleichzeitig energiesparend betrieben werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass durch den Wireless Adapter sämtliche Kommunikation für das Feldgerät drahtlos durchgeführt wird. Dies ist jedoch nicht zwingend. Vielmehr 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 drahtlos durch den Wireless Adapter übermittelt werden.
  • 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 WirelessHART®-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. ein Ethernet®-Netzwerk), dem Internet und/oder eine Kommunikation über GSM, etc. ermöglicht. An dem übergeordneten Netzwerk kann beispielsweise eine übergeordnete Einheit, die eine Prozesssteuerung ausführt, ein Anlagen-Asset-Managementsystem, ein Visualisierungssystem, etc. angeschlossen sein, so dass zwischen diesem und dem Feldgerät eine Kommunikation (über das Gateway und den Wireless Adapter) ermöglicht wird. 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.) ermöglicht. Auf diese Weise kann er drahtlos direkt mit einer Kommunikationseinheit (z. B. eine übergeordnete Einheit, die eine Prozesssteuerung ausführt, ein Anlagen-Asset-Managementsystem, ein Visualisierungssystem, ein Vendor Asset Management System, etc.), die beispielsweise einen übermittelten Messwert benötigt oder Steuerungsbefehle für den Wireless Adapter sendet, etc., kommunizieren.
  • Gemäß einer Weiterbildung weist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul mindestens eine autarke Stromquelle auf. Dadurch ist das System aus Feldgerät und Feldgerät-Stromversor-gungsmodul entkoppelt von einem Netzstrom betreibbar. Ist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul gleichzeitig als Wireless Adapter ausgebildet, so kann das System aus Feldgerät und Wireless Adapter vollständig autark (d. h. ohne Anschluss an ein externes Stromnetz und ohne drahtgebundenen Anschluss an einen Feldbus oder an ein Netzwerk) betrieben werden. Dies ist insbesondere bei ausgesetzten, schwer zugänglichen und/oder extremen Bedingungen ausgesetzten Einsatzorten in einer Anlage vorteilhaft. Das Feldgerät-Stromversorgungsmodul kann insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator und/oder eine Solarzelle als autarke Stromquelle aufweisen.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul an einer Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes angeschlossen. Ist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul als Wireless Adapter ausgebildet, so werden zum Senden von Daten über den Feldbus diese Daten über die Kommunikationsschnittstelle (drahtgebunden) 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) über die Kommunikationsschnittstelle an das Feldgerät weiterleiten. Gemäß einer Weiterbildung ist die Kommunikationsschnittselle als Feldbus-Kommunikationsschnittstelle ausgebildet und eine Kommunikation darüber erfolgt gemäß dem jeweiligen Feldbus-Protokoll. Hierbei ist insbesondere ein standardisiertes Feldbus-System, 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, wobei eine Feldbus-Kommunikationsschnittstelle gemäß dem HART®-Standard (vgl. HART® Field Communication Protocol Specifications, Revision 7.0) aufgrund der häufigen Anwendung dieses Feldbus-Systems und aufgrund seiner guten Eignung für eine drahtlose Kommunikation bevorzugt ist. Ist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul gleichzeitig als Wireless Adapter ausgebildet, so erfolgt vorzugsweise auch die drahtlose Kommunikation gemäß dem jeweiligen Feldbus-Standard, gemäß dem auch die (drahtgebundene) Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes ausgebildet ist. In Bezug auf die drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes kann das Feldgerät als 2-Leiter-Gerät ausgebildet sein, was bedeutet, dass sowohl die Kommunikation als auch die Energieversorgung (bzw. Stromversorgung) des Feldgerätes über eine gemeinsame 2-Leiter-Verbindung erfolgt. Ferner kann das Feldgerät auch als 4-Leiter-Gerät ausgebildet sein, was bedeutet, dass die Kommunikation über eine 2-Leiter-Verbindung und die Energieversorgung des Feldgerätes über eine weitere 2-Leiter-Verbindung erfolgen.
  • Gemäß einer Weiterbildung werden die Schritte des automatisierten Variierens, des automatisierten Überwachens und des automatisierten Ermittelns durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul ausgeführt. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren vollständig in dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul ausgeführt werden. Folglich besteht keine Abhängigkeit von Drittsystemen und es ist keine Kommunikation mit solchen Drittsystemen erforderlich.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird bei dem Schritt des automatisierten Variierens in einer Betriebsphase des Feldgerätes eine Parametereinstellung eines Energieversorgungs-Parameters einer Spannung, die in der betreffenden Betriebsphase von dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul an das Feldgerät bereitzustellen ist, variiert und die Betriebsweise des Feldgerätes wird überwacht (Schritte unter B)). Durch das Variieren dieser Parametereinstellung wird dementsprechend auch die von dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul an das Feldgerät bereitgestellte Spannung variiert. Auf diese Weise kann auf einfache Weise die für die jeweilige Betriebsphase erforderliche Spannung ermittelt werden.
  • Dabei sind die vorbestimmten Regeln, nach denen der Schritt des automatisierten Variierens durchgeführt wird, insbesondere derart ausgestaltet, dass dann, wenn in einer Betriebsphase des Feldgerätes bei dem Schritt des automatisierten Überwachens keine Fehlfunktion des Feldgerätes feststellbar ist (die durch eine unzureichende Energieversorgung bedingt ist), in dieser Betriebsphase eine Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters der Spannung zu einem niedrigeren Spannungswert hin reduziert wird und die Betriebsweise des Feldgerätes (erneut) überwacht wird. Ferner sind die vorbestimmten Regeln, nach denen der Schritt des automatisierten Variierens durchgeführt wird, insbesondere derart ausgestaltet, dass dann, wenn in einer Betriebsphase des Feldgerätes bei dem Schritt des automatisierten Überwachens eine Fehlfunktion des Feldgerätes feststellbar ist (die durch eine unzureichende Energieversorgung bedingt ist), in dieser Betriebsphase eine Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters der Spannung zu einem höheren Spannungswert hin erhöht wird und die Betriebsweise des Feldgerätes (erneut) überwacht wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird bei dem Schritt des automatisierten Überwachens die Betriebsweise des Feldgerätes auf das Auftreten von einer oder mehreren der nachfolgenden Fehlfunktionen überwacht:
    • a) Auftreten eines Geräteabsturzes des Feldgerätes;
    • b) Auftreten eines Stromabfalls des von dem Feldgerät aufgenommenen Stromwertes unter einen vorbestimmten Grenzwert; und/oder
    • c) Auftreten einer Störung einer Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul.
  • Bei Auftreten von solchen Fehlfunktionen kann insbesondere festgestellt werden, dass bei den jeweiligen Parametereinstellungen kein sicherer Betrieb des Feldgerätes mehr möglich ist. Dabei kann das Überwachen auf eine oder mehrere der genannten Fehlfunktionen, ggf. auch in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsphase, erfolgen. Das Auftreten eines Stromabfalls ist insbesondere dann ein Hinweis auf eine Fehlfunktion, wenn es sich um ein HART®-Feldgerät handelt, das in der Betriebsphase des normalen Betriebs in einem Multidrop-Modus betrieben wird. In solch einem Multidrop-Modus wird der Stromwert im Gegensatz zu einem 4–20 mA-Modus auf einen festen, möglichst niedrigen Stromwert (z. B. 4 mA) eingestellt und eine Kommunikation über die HART®-Kommunikationsschnittstelle erfolgt ausschließlich digital. Auch kann anhand eines Stromabfalls erkannt werden, dass ein Geräteabsturz aufgetreten ist und das Feldgerät neu gestartet wurde. Das Auftreten einer Störung einer Kommunikation ist in solchen Betriebsphasen, in denen eine Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul grundsätzlich möglich ist, wie beispielsweise in der Betriebsphase des normalen Betriebs, ein Hinweis auf eine Fehlfunktion. Daneben kann das Überwachen auch noch auf weitere mögliche Fehlfunktionen, wie beispielsweise daraufhin, ob eine, in der Regel mit einem Messwert übermittelte Statusmeldung positiv (Status „GOOD”) oder negativ (Status „BAD”) ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung weist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul einen oder mehrere der nachfolgenden Energieversorgungs-Parameter auf:
    • a) eine Startspannung, die durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul nach einem Einschalten des Feldgerätes für eine Startzeit bereitgestellt wird;
    • b) einen Startstrom, der den maximal von dem Feldgerät benötigten Strombedarf während der Startzeit angibt;
    • c) eine Startzeit, während der durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul für das Feldgerät die Startspannung bereitgestellt wird;
    • d) eine Betriebsspannung, die durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul nach Ablauf der Startzeit für einen normalen Betrieb des angeschlossenen Feldgerätes bereitgestellt wird; und/oder
    • e) eine Set-up-Zeitdauer (deutsch: Einstellungs-Zeitdauer), welche die Zeitdauer vom Ende der Startzeit bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Feldgerät einen gültigen Messwert liefert, angibt.
  • Die Einstellung der Energieversorgungs-Parameter der Startspannung, Startzeit und Startstrom sollte dabei (in Abhängigkeit von dem jeweils angeschlossenen Feldgerätetyp) derart erfolgen, dass eine ausreichende Energieversorgung des Feldgerätes während dessen Startphase sichergestellt ist. Nach der Startphase schaltet das Feldgerät in den normalen Betrieb um, in dem es ebenfalls eine ausreichend hohe Spannung, die von der benötigten Spannung während der Startphase abweichen kann, benötigt. Diese für den normalen Betrieb (das heißt nach Ablauf der Startzeit) durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul bereitgestellte Spannung wird durch die Einstellung des Energieversorgungs-Parameters „Betriebsspannung” bestimmt. Das Feldgerät kann dabei die Startphase und das Umschalten in den normalen Betrieb bei einem Einschalten aus einem Aus-Zustand und/oder aus einem Sleep-Modus (deutsch: Schlaf-Modus) durchlaufen. Insbesondere können diese Phasen bei jedem Einschalten durchlaufen werden, wenn es getaktet betrieben wird. Je nach Feldgerätetyp können hierbei aber auch andere und/oder weitere Betriebsphasen des Feldgerätes mit entsprechendem Spannungs- und Strombedarf vorgesehen sein. In entsprechender Weise können auch in dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul andere oder weitere Energieversorgungs-Parameter vorgesehen sein, durch die jeweils eine Energieversorgung des angeschlossenen Feldgerätes während dessen verschiedener Betriebsphasen eingestellt werden kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird zur Ermittlung einer Parametereinstellung eines Energieversorgungs-Parameters einer Zeitdauer einer Betriebsphase des Feldgerätes oder einer Zeitdauer eines Abschnittes einer Betriebsphase des Feldgerätes durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul eine ausreichende Energieversorgung des Feldgerätes bereitgestellt und die Zeitdauer gemessen, die das Feldgerät zum Durchlaufen der Betriebsphase bzw. des Abschnittes der Betriebsphase benötigt. Die Bereitstellung einer ausreichenden Energieversorgung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass für die jeweils relevanten Energieversorgungs-Parameter Default-Parametereinstellungen oder bereits zuvor (beispielsweise durch das erfindungsgemäße Verfahren) ermittelte Parametereinstellungen verwendet werden.
  • Ein Energieversorgungs-Parameter einer Zeitdauer einer Betriebsphase ist beispielsweise die oberhalb genannte „Startzeit”. Zur Ermittlung der Parametereinstellung dieses Energieversorgungs-Parameters wird insbesondere durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul eine ausreichende Energieversorgung des Feldgerätes bereitgestellt und es wird die Zeitdauer ab Einschalten des Feldgerätes bis zu einem Umschalten des Feldgerätes in den normalen Betrieb gemessen. Das Umschalten des Feldgerätes in den normalen Betrieb wird insbesondere dann festgestellt, wenn der von dem Feldgerät benötigte Strom auf einen festen Stromwert eingestellt wird und/oder wenn zwischen dem Feldgerät und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul eine Kommunikation (beispielsweise eine HART®-Kommunikation) ermöglicht wird. Das Einstellen auf einen festen Stromwert ist insbesondere dann ein Anzeichen für ein Umschalten in den normalen Betrieb, wenn das Feldgerät in dem normalen Betrieb in einem Multidrop-Modus betrieben wird.
  • Ein Energieversorgungs-Parameter einer Zeitdauer eines Abschnittes einer Betriebsphase ist beispielsweise die oberhalb genannte „Set-up-Zeitdauer”. Zur Ermittlung der Parametereinstellung dieses Energieversorgungs-Parameters wird insbesondere durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul eine ausreichende Energieversorgung des Feldgerätes bereitgestellt und die Zeitdauer ab Umschalten des Feldgerätes in den normalen Betrieb bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Feldgerät einen gültigen Messwert liefert, gemessen.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird für den Fall, dass das Feldgerät in einer nachfolgenden Betriebsphase eine höhere Spannung benötigt, als Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters (der Zeitdauer einer Betriebsphase des Feldgerätes oder der Zeitdauer eines Abschnittes einer Betriebsphase des Feldgerätes) von der gemessenen Zeitdauer ein vorbestimmter Offset abgezogen. Zusätzlich oder alternativ wird für den Fall, dass das Feldgerät in einer nachfolgenden Betriebsphase eine niedrigere Spannung benötigt, als Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters der gemessenen Zeitdauer ein vorbestimmter Offset (d. h. eine vorbestimmte Zeitdauer) hinzuaddiert. Durch einen derartigen Offset wird auch während des Umschaltens des Feldgerätes von einer Betriebsphase in eine andere Betriebsphase eine ausreichende Energieversorgung sichergestellt, selbst wenn das Umschalten nicht genau zu dem erwarteten Zeitpunkt erfolgt.
  • Gemäß einer Weiterbildung werden zur Ermittlung einer Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters der Startspannung nachfolgende Schritte durchgeführt:
    • D) In Betrieb nehmen des Systems aus dem Feldgerät und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul mit einer vorbestimmten Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters der Startspannung und Überwachen der Betriebsweise des Feldgerätes daraufhin, ob es in einen normalen Betrieb umschaltet; und
    • E) Erhöhen der Parametereinstellung der Startspannung auf einen höheren Spannungswert, wenn das Feldgerät nicht in einen normalen Betrieb umschaltet; oder
    • F) Erniedrigen der Parametereinstellung der Startspannung auf einen niedrigeren Spannungswert, wenn das Feldgerät in einen normalen Betrieb umschaltet; und
    • G) Erneutes in Betrieb Nehmen des Systems aus dem Feldgerät und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul mit der geänderten Parametereinstellung der Startspannung und Überwachen der Betriebsweise des Feldgerätes daraufhin, ob es in einen normalen Betrieb umschaltet.
  • Dabei wird vorzugsweise die Überwachung während des Durchlaufens der gesamten Startphase (sofern sie ohne Abbruch durchlaufen wird) durchgeführt. Das Umschalten des Feldgerätes in den normalen Betrieb gibt an, dass die Energieversorgung während der Startphase ausreichend war. Durch die Schritte des Erniedrigens (Schritt F)) und der erneuten Inbetriebnahme (Schritt G)) kann dann getestet werden, ob auch eine niedrigere Parametereinstellung der Startspannung und damit ein geringerer Energieverbrauch möglich ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird zur Ermittlung einer Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters der Betriebsspannung bei dem Schritt des automatisierten Variierens in der Betriebsphase des normalen Betriebs des Feldgerätes die eingestellte Betriebsspannung variiert und die Betriebsweise des Feldgerätes wird überwacht.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird zur Ermittlung einer Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters des Startstroms das System aus Feldgerät und Feldgerät-Stromversorgungsmodul in Betrieb genommen, wobei durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul eine ausreichende Spannung für die Startphase bereitgestellt wird und durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul der maximal von dem Feldgerät während der Startzeit aufgenommene Stromwert gemessen wird. Der von dem Feldgerät während der Startphase aufgenommene Strom kann dabei während der Startphase auch variieren. Die Bereitstellung einer ausreichend hohen Spannung für die Startphase kann beispielsweise durch eine Default-Parametereinstellung der Startspannung erzielt werden. Vorzugsweise wird als Parametereinstellung für die Startspannung ein Spannungswert verwendet, der bereits im Voraus für den jeweiligen Feldgerätetyp (beispielsweise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren) ermittelt wurde.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird die ermittelte Parametereinstellung des mindestens einen Energieversorgungs-Parameters in dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul übernommen. Folglich wird das Feldgerät-Stromversorgungsmodul mit dieser ermittelten Parametereinstellung betrieben.
  • Ferner ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren durch einen Benutzer gestartet wird. Dies kann beispielsweise über eine, an dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul vorgesehen Bedieneinheit oder auch von einer externen Kommunikationseinheit, die drahtgebunden und/oder über Funk mit dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul 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, automatisiert oder durch einen Benutzer initiiert, gestartet werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Feldgerät-Stromversorgungsmodul überwacht, ob ein neuer Feldgerätetyp angeschlossen wird, und wenn es solch eine Änderung feststellt, das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Weiterhin kann das Feldgerät-Stromversorgungsmodul 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 ein Feldgerät-Stromversorgungsmodul, das eine elektrische Energiequelle aufweist oder an einer solchen anschließbar ist und das derart ausgebildet ist, dass es an ausschließlich einem Feldgerät anschließbar ist, dass durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul ein angeschlossenes Feldgerät mit elektrischer Energie versorgbar ist, dass es Energieversorgungs-Parameter aufweist, die eine Energieversorgung eines angeschlossenen Feldgerätes durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul betreffen, und dass durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul das erfindungsgemäße Verfahren, gegebenenfalls auch gemäß einer oder mehrerer der erläuterten Weiterbildungen und/oder Varianten, ausführbar ist. Durch solch ein Feldgerät-Stromversorgungsmodul sind insbesondere die oberhalb erläuterten Vorteile erzielbar. Insbesondere ist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul derart ausgebildet, dass durch dieses die Schritte des automatisierten Variierens und des automatisierten Überwachens (Schritte unter B)) sowie des automatisierten Ermittelns (Schritt C)) durchführbar sind.
  • 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 eines ersten Feldgerätetyps zeigt;
  • 3: ein schematisches Diagramm, das beispielhaft den Verlauf eines Spannungsbedarfs eines HART®-Feldgerätes eines zweiten Feldgerätetyps zeigt;
  • 4: ein Blockschaltbild eines Feldgerätes und eines angeschlossenen Wireless Adapters;
  • 5: ein Blockschaltbild eines Feldgerätes und eines angeschlossenen Feldgerät-Stromversorgungsmoduls; und
  • 6A–6C: ein Flussdiagramm, in dem schematisch eine Ausführungsform zur Optimierung der Parametereinstellungen von Energieversorgungs-Parametern eines Wireless Adapters dargestellt 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 WirelessHART®-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 gleichzeitig eine übergeordnete Einheit, die in Bezug auf die Feldgeräte FG des Funknetzwerkes FN eine Prozesssteuerung ausführt. Der weitere Server S2 bildet gleichzeitig 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 eines ersten Feldgerätetyps, das, wie in 1 dargestellt ist, von einem Wireless Adapter mit elektrischer Energie versorgt wird und das einen Sensor bildet. Das Feldgerät wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 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 ausgeschaltet.
  • In 2 wird das Feldgerät 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 VB, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel niedriger als die Startspannung VS ist. In dem normalen Betrieb ist bereits eine Kommunikation des Feldgerätes über dessen HART®-Kommunikationsschnittstelle mit dem Wireless Adapter möglich. In dem normalen Betrieb wird das HART®-Feldgerät, das in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein 2-Leiter-Gerät gebildet wird, insbesondere in einem (energiesparenden) Multidrop-Modus betrieben. Alternativ kann das HART®-Feldgerät aber auch in einem 4–20 mA-Modus betrieben werden, in dem der Stromwert (in bekannter Weise) jeweils entsprechend dem durch das Feldgerät erfassten Messwert analog eingestellt wird. Zusätzlich kann das 4–20 mA-Signal in bekannter Weise durch ein digitales Signal überlagert werden. 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, die nach dem Umschalten in den normalen Betrieb (Zeitpunkt t1) bis zu dem Zeitpunkt vergeht, bis 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. Diese Set-up-Zeitdauer kann je nach Feldgerätetyp variieren. 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.
  • 3 zeigt schematisch den Verlauf eines Spannungsbedarfs eines HART®-Feldgerätes eines zweiten Feldgerätetyps. Im Unterschied zu dem in 2 dargestellten Spannungsbedarf ist bei dem in 3 dargestellten Verlauf die benötigte Betriebsspannung VB' des Feldgerätes höher als die benötigte Startspannung Vs'. Im Übrigen wird auf die Beschreibung der 2 verwiesen.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 4 beispielhaft anhand des dargestellten schematischen Blockschaltbildes ein Feldgerät 2 und ein daran angeschlossener Wireless Adapter 4 erläutert. Das Feldgerät 2 ist wiederum ein Sensor und ist als 2-Leiter-Gerät ausgebildet. Insbesondere bildet das System aus Feldgerät 2 und Wireless Adapter 4 ein System, wie es in 1 jeweils durch die Paare aus einem Feldgerät FG und einem Wireless Adapter WA dargestellt ist.
  • 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 HART®-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®-Standard) über die HART®-Kommunikationsschnittstelle 10 durchführt. Über die HART®-Kommunikationsschnittstelle 10 könnte 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. Ferner ist an dem Feldgerät 2 schematisch eine Service-Schnittstelle 22 dargestellt, der wiederum eine Funktionseinheit 24 in Form eines ASIC zugeordnet ist.
  • 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 WirelessHART®-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, die das Senden und/oder Empfangen von Signalen über die HART®-Kommunikationsschnittstelle 34 (gemäß dem HART®-Standard) durchführt, zugeordnet ist. Die Funktionseinheit 36 wird dabei wiederum durch einen ASIC gebildet. Die HART®-Kommunikationsschnittstelle 10 des Feldgerätes 2 und die HART®-Kommunikationsschnittstelle 34 des Wireless Adapters 4 werden über eine 2-Leiter-Verbindungsleitung 38 miteinander verbunden. Über diese Verbindung erfolgt sowohl die Kommunikation zwischen dem Feldgerät 2 und dem Wireless Adapter 4 als auch die Stromversorgung des Feldgerätes 2 durch den Wireless Adapter 4. Durch den Wireless Adapter 4 ist folglich für das angeschlossene Feldgerät 2 eine drahtlose Signalübertragung durchführbar.
  • 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 HART®-Kommunikationsschnittstelle 34, die 2-Leiter-Verbindungsleitung 38, die HART®-Kommunikationsschnittstelle 10 und ein daran angeschlossenes Netzteil 44 des Feldgerätes 2 mit elektrischer Energie (bzw. elektrischer Leistung) versorgt. Dabei können die einzelnen Netzteile 42 und 44 auch jeweils in mehrere Netzteilstufen unterteilt sein. 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.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 beispielhaft anhand des dargestellten schematischen Blockschaltbildes ein Feldgerät 2 und ein daran angeschlossenes Feldgerät-Stromversorgungsmodul 4' erläutert. Im Folgenden werden vorwiegend die Unterschiede gegenüber der in 4 dargestellten Anordnung erläutert. Das Feldgerät 2 ist entsprechend dem in 4 dargestellten Feldgerät 2 aufgebaut, so dass wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul 4' ist im Unterschied zu dem Wireless Adapter 4 der 4 keine drahtlose Signalübertragung für das Feldgerät 2 durchführbar. Dementsprechend weist das Feldgerät-Stromversorgungsmodul 4' auch keine Funkeinheit und keine Antenne auf. Im Übrigen ist das dargestellte Feldgerät-Stromversorgungsmodul 4' in entsprechender Weise wie der in 4 dargestellte Wireless Adapter 4 aufgebaut. Insbesondere weist es einen Mikroprozessor 26', einen Datenspeicher 32', eine Anzeige- und Bedieneinheit 33', eine HART®-Kommunikationsschnittstelle 34', eine dieser zugeordnete Funktionseinheit 36', eine Batterie 40' und ein Netzteil 42' auf. Die HART®-Kommunikationsschnittstelle 10 des Feldgerätes 2 und die HART®-Kommunikationsschnittstelle 34' des Feldgerät-Stromversorgungsmoduls 4' sind wiederum über eine 2-Leiter-Verbindungsleitung 38 miteinander verbunden, so dass eine Kommunikation gemäß dem HART®-Standard zwischen dem Feldgerät 2 und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul 4' möglich ist. Um im Rahmen der Prozesssteuerung mit einer übergeordneten Einheit kommunizieren zu können, ist das Feldgerät 2 über dessen HART®-Kommunikationsschnittstelle 10 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ferner drahtgebunden an einem Feldbus angeschlossen, was in 4 durch den Abzweig 46 von der 2-Leiter-Verbindungsleitung 38 schematisch dargestellt ist.
  • In den 6A–6C ist schematisch eine Ausführungsform zur Optimierung der Parametereinstellungen von Energieversorgungs-Parametern eines Wireless Adapters dargestellt, wobei der Wireless Adapter in entsprechender Weise, wie es oberhalb in Bezug auf die 1, 4 und 5 erläutert wurde, an einem Feldgerät angeschlossen ist. Dabei handelt es sich bei dem Feldgerät um ein HART®-Feldgerät, das einen Sensor bildet. Die Parametereinstellungen werden dabei für eine Betriebsweise des Feldgerätes in einem Multidrop-Modus ermittelt.
  • In 6A ist ein Ablauf zur Bestimmung der (vorläufigen) Parametereinstellung einer Startzeit TS* und der Parametereinstellungen eines Startstromes I_MAX und einer Betriebsspannung UB dargestellt. Zunächst wird das Feldgerät gestartet, wobei die Parametereinstellungen der betreffenden Energieversorgungs-Parameter auf Default-Werte gesetzt sind, so dass eine ausreichende Energieversorgung für eine Vielzahl von Feldgerätetypen sichergestellt ist und das angeschlossene Feldgerät sicher gestartet werden kann (vgl. „START (U: DEFAULT)” in Feld 50). Nachdem das Feldgerät in den normalen Betrieb gewechselt hat, wird als Betriebsweise der Multidrop-Modus eingestellt (vgl. „EINSTELLEN MULTIDROP” in Feld 50). Anschließend wird das Feldgerät wieder ausgeschaltet. Die erläuterten, in Feld 50 dargestellten Schritte sind nicht erforderlich, wenn in dem Feldgerät bereits der Multidrop-Modus voreingestellt ist.
  • Anschließend wird ein Neustart des Feldgerätes durchgeführt, wobei die Parametereinstellungen der betreffenden Energieversorgungs-Parameter wiederum auf Default-Werte gesetzt sind (vgl. „NEUSTART” (U: DEFAULT)” in Feld 52). Das Feldgerät kann damit sicher starten und in den normalen Betrieb gehen. Es wird die Zeit ab dem Zeitpunkt des Einschaltens des Feldgerätes gemessen (vgl. „START ZEITMESSUNG” in Feld 52). Wie oberhalb unter Bezugnahme auf 2 erläutert wurde, durchläuft das Feldgerät die Startphase. Währenddessen wird der von dem Feldgerät aufgenommene Strom gemessen und der während der Startphase maximal erreichte Stromwert I_MAX erfasst. Dieser maximal erreichte Stromwert I_MAX wird als Parametereinstellung für den Startstrom übernommen (vgl. „MESSEN I, I_MAX” in Feld 54). Nach Durchlaufen der Startphase wechselt das Feldgerät automatisch in den normalen Betrieb (vorliegend aufgrund der Voreinstellung in den Multidrop-Modus).
  • Das Umschalten in den normalen Betrieb kann daran festgestellt werden, dass der Stromwert an der HART®-Kommunikationsschnittstelle des Wireless Adapters von einem bedarfsabhängigen Stromwert (der in der Regel über die Zeit variiert) der Startphase auf einen festen, niedrigen Stromwert (hier: 4 mA) eingestellt wird. Hierzu wird während der Startphase der von dem Feldgerät aufgenommene Stromwert daraufhin überwacht, ob dieser auf einen konstanten Strom von 4 mA eingestellt wird (vgl. „I = 4 mA?” in Feld 56). Ist dies noch nicht der Fall, wird weiter gewartet (vgl. „WARTEN” in Feld 58) und die Überwachung des Stromwertes fortgesetzt. Sobald sich ein konstanter Strom von 4 mA einstellt, wird die Zeitdauer ab Einschalten des Feldgerätes bis zu diesem Zeitpunkt als T4 gespeichert (vgl. „SPEICHERN T4” in Feld 60). T4 ist dabei als Hilfsparameter in dem Wireless Adapter vorgesehen. Direkt nach Umschalten in den normalen Betrieb (oder ggf. auch geringfügig später) ist auch eine HART®-Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem Wireless Adapter über die HART®-Kommunikationsschnittstelle möglich. Dies wird bei der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls unmittelbar nach Einstellen des Stromwertes von 4 mA überprüft (vgl. „TEST HART” in Feld 62). Hierzu kann der Wireless Adapter beispielsweise permanent eine Anfrage an das Feldgerät stellen und den Zeitpunkt ermitteln, zu dem das Feldgerät erstmals antwortet (vgl. „HART?” in Feld 64). Ist eine HART®-Kommunikation noch nicht möglich, wird weiter gewartet (vgl. „WARTEN” in Feld 66) und die Überprüfung bezüglich der HART®-Kommunikation fortgesetzt. Sobald eine HART®-Kommunikation möglich ist, wird die Zeitdauer ab Einschalten des Feldgerätes bis zu diesem Zeitpunkt als TH, der als Hilfsparameter in dem Wireless Adapter vorgesehen ist, gespeichert (vgl. „SPEICHERN TH” in Feld 67). Die Hilfsparameter T4 und TH sind bei der dargestellten Ausführungsform zur Bestimmung der Startzeit TS vorgesehen. Vorzugsweise kann ein Benutzer keine Einstellungen für diese Hilfsparameter vornehmen.
  • Es existieren Feldgeräte, die bereits während der Startphase einen konstanten Stromwert von beispielsweise 4 mA aufnehmen. Dementsprechend ist bei solchen Feldgeräten das Umschalten in den normalen Betrieb nicht anhand des Stromwertes erkennbar. Für solche Geräte wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Umschalten in den normalen Betrieb mit dem Zeitpunkt gleichgesetzt, in dem erstmals eine HART®-Kommunikation möglich ist. Hierzu wird überprüft, ob als Zeitdauer für T4 null erfasst wurde (vgl. „T4 = 0?” in Feld 68). Ist dies der Fall, so weist das darauf hin, dass das angeschlossene Feldgerät bereits während der Startphase einen konstanten Stromwert von 4 mA aufgenommen hat. Ist diesem Fall wird als vorläufige Parametereinstellung für die Startzeit TS* die für TH erfasste Zeitdauer übernommen (vgl. „TS* = TH” in Feld 70). Wurde für T4 eine Zeitdauer größer als null erfasst, so wird als vorläufige Parametereinstellung für die Startzeit TS* die für T4 erfasste Zeitdauer übernommen (vgl. „TS* = T4” in Feld 72).
  • Die nachfolgenden Schritte dienen der Optimierung der Betriebsspannung UB. Zunächst wird die aktuell eingestellte Spannung U, die für den normalen Betrieb ausreichend ist und hier einer Default-Einstellung entspricht, als Betriebsspannung UB gespeichert (vgl. „SPEICHERN UB = U” in Feld 73). Anschließend wird die eingestellte Spannung U (um einen vorbestimmten Wert) reduziert (vgl. „U↓” in Feld 73) und gewartet (vgl. „WARTEN” in Feld 74). Dabei wird die Betriebsweise des Feldgerätes auf das Auftreten von Fehlfunktionen überwacht. Insbesondere wird hier überprüft, ob eine HART®-Kommunikation möglich ist (vgl. „HART?” in Feld 76), ob ein Geräteabsturz des Feldgerätes auftritt und/oder ob ein Stromabfall des von dem Feldgerät aufgenommenen Stromwertes unter einen vorbestimmten Grenzwert auftritt (vgl. „FKT. OK?” in Feld 76). Tritt keine Fehlfunktion auf, so werden die oberhalb erläuterten Schritte des Speicherns der aktuell eingestellten Spannung U als Betriebsspannung UB und des Reduzierens der eingestellten Spannung U erneut durchgeführt und die erläuterte Schleife wird erneut durchlaufen (vgl. den rückführenden Pfeil und die Felder 73, 74 und 76 in 6A). Wird bei dem Schritt des Überwachens eine Fehlfunktion, die durch eine unzureichende Energieversorgung des Feldgerätes bedingt ist, festgestellt („NEIN” in Feld 76), so wird als Parametereinstellung für die Betriebsspannung UB der zuletzt gespeicherte Wert plus ein vorbestimmter Spannungswert ΔU als Sicherheits-Offset gespeichert (vgl. „SPEICHERN UB = UB + ΔU” in Feld 78).
  • Anschließend können die in 6B dargestellten Schritte zur Optimierung der Startspannung US und der Startzeit TS durchgeführt werden. Hierzu wird das Feldgerät zunächst ausgeschaltet und ein Neustart durchgeführt (vgl. „NEUSTART” in Feld 80). Dabei wird als Spannungswert für die Startspannung US der für die Betriebsspannung UB ermittelte Wert eingesetzt (vgl. „US = UB” in Feld 80). Es wird die Zeit ab dem Zeitpunkt des Einschaltens (bzw. des Neustarts) des Feldgerätes gemessen (vgl. „START ZEITMESSUNG” in Feld 80). Es wird dann gewartet, bis die für den Hilfsparameter TH ermittelte Zeitdauer abgelaufen ist („WARTEN BIS T = TH” in Feld 82). Sofern das Feldgerät ordnungsgemäß die Startphase durchlaufen und in den normalen Betrieb umgeschaltet hat, ist nun eine HART®-Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem Wireless Adapter möglich. Dies wird nach Ablauf der Zeitdauer TH überprüft (vgl. „TEST HART” in Feld 84 und „HART?” in Feld 86). Ist eine HART®-Kommunikation möglich, so bedeutet dies, dass der eingestellte Wert für die Startspannung US ausreichend war und somit die für das Feldgerät während der Startphase erforderliche Startspannung kleiner oder gleich dem für die Betriebsspannung UB ermittelten Spannungswert ist. In diesem Fall wird der in 6B auf der linken Seite dargestellte Zweig des Flussdiagramms durchlaufen. Ist umgekehrt eine HART®-Kommunikation nicht möglich, so bedeutet dies, dass der eingestellte Wert für die Startspannung US nicht ausreichend war und somit die für das Feldgerät während der Startphase erforderliche Startspannung größer als der für die Betriebsspannung UB ermittelte Spannungswert ist. In diesem Fall wird der in 6B auf der rechten Seite dargestellte Zweig durchlaufen.
  • Im Folgenden wird der linke Zweig des Flussdiagramms der 6B erläutert. Als Parametereinstellung für die Startzeit TS wird von der ermittelten bzw. gemessenen Zeitdauer TS* (vgl. 6A) ein vorbestimmter Offset ΔT abgezogen (vgl. „TS = TS* – ΔT” in Feld 88). Diese Parametereinstellung wird für die Startzeit TS übernommen. Dadurch wird auch während des Umschaltens des Feldgerätes von der Startphase in den normalen Betrieb eine ausreichende Energieversorgung sichergestellt, selbst wenn das Umschalten nicht genau zu dem erwarteten Zeitpunkt erfolgt (vgl. 3). Ferner wird die bisher eingestellte Startspannung (bei der die Startphase ordnungsgemäß durchlaufen wurde) gespeichert (vgl. „SPEICHERN US” in Feld 90). Anschließend wird die Spannung reduziert (vgl. „U↓” in Feld 90) und das Feldgerät mit dieser Einstellung für die Startspannung neu gestartet (vgl. „NEUSTART” in Feld 90). Ab dem Einschalten (bzw. dem Neustart) des Feldgerätes wird mit der Zeitmessung begonnen (vgl. „START ZEITMESS.” in Feld 90). Nach Ablauf der (bereits ermittelten) Startzeit TS (vgl. „WARTEN BIS T = TS” in Feld 92) wird der (bereits ermittelte) Spannungswert für die Betriebsspannung UB eingestellt (vgl. „EINSTELLEN UB” in Feld 94). Nach Ablauf der Zeitdauer TH (die gleich oder gegebenenfalls größer als TS ist) (vgl. „WARTEN BIS T = TH” in Feld 96) wird überprüft, ob eine HART®-Kommunikation möglich ist (vgl. „TEST HART” in Feld 98). Daneben wird die Betriebsweise auch auf das Auftreten von weiteren Fehlfunktionen, wie es oberhalb unter Bezugnahme auf Feld 76 der 6A erläutert wurde, überprüft (vgl. „HART? FKT. OK?” in Feld 100). Dadurch kann festgestellt werden, ob die Startspannung ausreichend hoch war und das Feldgerät ordnungsgemäß die Startphase durchlaufen und in den normalen Betrieb umgeschaltet hat. Tritt keine Fehlfunktion auf, so wird die erläuterte Schleife erneut durchlaufen (vgl. den rückführenden Pfeil und die Felder 90, 92, 94, 96, 98 und 100). Insbesondere werden die oberhalb erläuterten Schritte des Speicherns des als Startspannung bisher verwendeten Spannungswertes und des Reduzierens des als Startspannung bei dem nächsten Durchlauf zu verwendenden Spannungswertes durchgeführt. Tritt bei der Überprüfung (vgl. Feld 100) eine Fehlfunktion auf, so wird als Parametereinstellung für die Startspannung US der zuletzt gespeicherte Wert plus ein vorbestimmter Spannungswert ΔU als Sicherheits-Offset gespeichert (vgl. „SPEICHERN US = US + ΔU” in Feld 102). Der Sicherheits-Offset ΔU für die Startspannung US muss dabei nicht gleich hoch wie der Sicherheits-Offset ΔU für die Betriebsspannung UB sein.
  • Im Folgenden wird der rechte Zweig des Flussdiagramms der 6B erläutert. Als Parametereinstellung für die Startzeit TS wird der ermittelten bzw. gemessenen Zeitdauer TS* (vgl. 6A) ein vorbestimmter Offset ΔT hinzuaddiert (vgl. „TS = TS* + ΔT” in Feld 88'). Diese Parametereinstellung wird für die Startzeit TS übernommen. Dadurch wird auch während des Umschaltens des Feldgerätes von der Startphase in den normalen Betrieb eine ausreichende Energieversorgung sichergestellt, selbst wenn das Umschalten nicht genau zu dem erwarteten Zeitpunkt erfolgt (vgl. 2). Ferner wird die bisher eingestellte Startspannung erhöht und dieser Spannungswert als Startspannung gespeichert (vgl. „U↑; SPEICHERN US” in Feld 90'). Die nachfolgende Durchführung des Neustarts und das Durchlaufen der Felder 90', 92', 94', 96', 98' und 100' erfolgt in entsprechender Weise, wie es bezüglich des linken Zweiges unter Bezugnahme auf die Felder 90, 92, 94, 96, 98 und 100 erläutert wurde. Wird bei der Überprüfung des Feldgerätes auf Fehlfunktionen (vgl. „HART? FKT. OK” in Feld 100') eine Fehlfunktion festgestellt, so wird die Schleife erneut durchlaufen (vgl. den rückführenden Pfeil und die Felder 90', 92', 94', 96', 98' und 100'). Insbesondere werden die Schritte des Erhöhens des als Startspannung bei dem nächsten Durchlauf zu verwendenden Spannungswertes und des Speicherns dieses (geänderten) Spannungswertes als Startspannung durchgeführt. Tritt bei der Überprüfung keine Fehlfunktion auf (vgl. Feld 100'), so wird, wie bereits oberhalb erläutert ist, als Parametereinstellung für die Startspannung US der zuletzt gespeicherte Wert plus ein vorbestimmter Spannungswert ΔU als Sicherheits-Offset gespeichert (vgl. „SPEICHERN US = US + ΔU” in Feld 102).
  • Anschließend können die in 6C dargestellten Schritte zur Optimierung der Set-up-Zeitdauer durchgeführt werden. Hierzu wird ein Neustart des Feldgerätes durchgeführt, wobei für die Startspannung US die zuvor ermittelte Parametereinstellung eingesetzt wird (vgl. „START MIT US” in Feld 104). Nach Ablauf der (bereits ermittelten) Startzeit TS (vgl. „WARTEN BIS T = TS” in Feld 106) wird der (bereits ermittelte) Spannungswert für die Betriebsspannung UB eingestellt (vgl. „EINSTELLEN UB” in Feld 108). Wie bereits oberhalb erläutert wurde, kann das Feldgerät nach dem Ende der Startzeit erst nach Ablauf einer als Set-up-Zeitdauer bezeichneten Zeitdauer einen gültigen Messwert bereitstellen. Zur Bestimmung der Set-up-Zeitdauer T_SET wird die Zeit ab Ablauf der Startzeit TS gemessen (vgl. „START ZEITMESS. VON T_SET AB TS” in Feld 110). Ferner stellt der Wireless Adapter permanent eine Messwert-Anfrage an das Feldgerät und überprüft, zu welchem Zeitpunkt er erstmals einen gültigen Messwert (d. h. einen Messwert mit einer entsprechend positiven Statusinformation) erhält (vgl. „MESSWERT GÜLTIG?” in Feld 114, rückführender Pfeil und „WARTEN” in Feld 112). Vor Ablauf der feldgerätetypspezifischen Set-up-Zeitdauer kann das Feldgerät dabei keinen gültigen Messwert bereitstellen, so dass es in Antwort auf die Anfrage entweder keinen Messwert oder einen ungültigen Messwert (z. B. mit einem Status „BAD” (deutsch: schlecht)) bereitstellt. Sobald das Feldgerät einen gültigen Messwert bereitstellt, wird der ab Ablauf der Startzeit TS bis zu diesem Zeitpunkt gemessenen Zeitdauer ein Offset ΔT hinzuaddiert und diese (erhöhte) Zeitdauer als Parametereinstellung für die Set-up-Zeitdauer T_SET gespeichert (vgl. „SPEICHERN T_SET = T_SET + ΔT” in Feld 116). Damit wurden geeignete Parametereinstellungen für sämtliche, in dem Wireless Adapter vorgesehene Energieversorgungs-Parameter (Startspannung, Startstrom, Startzeit, Betriebsspannung und Set-up-Zeitdauer) ermittelt. Mit diesen kann der Wireless Adapter nun betrieben werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere können zur Bestimmung der Startzeit auch andere Hilfsparameter (hier: T4 und TH) eingesetzt werden. Ferner können einzelne Schritte auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden. Insbesondere kann der maximal während der Startphase durch das Feldgerät aufgenommene Strom auch dann gemessen werden, wenn bereits eine optimierte Startspannung eingestellt ist (z. B. bei dem in 6C dargestellten Ablauf). Ferner können auch gleichzeitig Parametereinstellungen von mehreren Energieversorgungs-Parametern variiert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/103851 A1 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
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    • ISA100-Standard [0019]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Optimierung der Parametereinstellung von mindestens einem Energieversorgungs-Parameter eines Feldgerät-Stromversorgungsmoduls (WA; 4; 4'), das an ausschließlich einem Feldgerät (FG; 2) angeschlossen ist, das eine elektrische Energiequelle (40; 40') aufweist oder an einer solchen angeschlossen ist und durch welches das eine angeschlossene Feldgerät (FG; 2) mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei der mindestens eine Energieversorgungs-Parameter eine Energieversorgung des Feldgerätes (FG; 2) durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') betrifft und wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: A) Betreiben des Systems aus dem Feldgerät (FG; 2) und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') in einer Betriebsphase des Feldgerätes (FG; 2); B) Automatisiertes Variieren einer Parametereinstellung von mindestens einem Energieversorgungs-Parameter des Feldgerät-Stromversorgungsmoduls (WA; 4; 4'), der für diese Betriebsphase relevant ist, nach vorbestimmten Regeln und automatisiertes Überwachen der Betriebsweise des Feldgerätes (FG; 2); und C) Automatisiertes Ermitteln einer Parametereinstellung des mindestens einen variierten Energieversorgungs-Parameters, bei der ein relativ niedriger Energieverbrauch des Feldgerätes (FG; 2) und gleichzeitig ein sicherer Betrieb des Feldgerätes (FG; 2) in der betreffenden Betriebsphase realisierbar sind.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät-Stromversorgungsmodul durch einen Wireless Adapter (WA; 4) gebildet wird, durch den für das angeschlossene Feldgerät (FG; 2) eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') mindestens eine autarke Stromquelle (40; 40'), insbesondere eine Batterie (40; 40'), einen Akkumulator und/oder eine Solarzelle, aufweist.
  4. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') an einer Kommunikationsschnittstelle (10) des Feldgerätes (FG; 2) angeschlossen ist.
  5. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des automatisierten Variierens, des automatisierten Überwachens und des automatisierten Ermittelns durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') ausgeführt werden.
  6. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des automatisierten Variierens in einer Betriebsphase des Feldgerätes (FG; 2) eine Parametereinstellung eines Energieversorgungs-Parameters einer Spannung, die in der betreffenden Betriebsphase von dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') an das Feldgerät (FG; 2) bereitzustellen ist, variiert wird und die Betriebsweise des Feldgerätes (FG; 2) überwacht wird.
  7. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des automatisierten Überwachens die Betriebsweise des Feldgerätes (FG; 2) auf das Auftreten von einer oder mehreren der nachfolgenden Fehlfunktionen überwacht wird: a) Auftreten eines Geräteabsturzes des Feldgerätes (FG; 2); b) Auftreten eines Stromabfalls des von dem Feldgerät (FG; 2) aufgenommenen Stromwertes unter einen vorbestimmten Grenzwert; und/oder c) Auftreten einer Störung einer Kommunikation zwischen dem Feldgerät (FG; 2) und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4').
  8. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') einen oder mehrere der nachfolgenden Energieversorgungs-Parameter aufweist: a) eine Startspannung, die durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') nach einem Einschalten des Feldgerätes (FG; 2) für eine Startzeit bereitgestellt wird; b) einen Startstrom, der den maximal von dem Feldgerät (FG; 2) benötigten Strombedarf während der Startzeit angibt; c) eine Startzeit, während der durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') für das Feldgerät (FG; 2) die Startspannung bereitgestellt wird; d) eine Betriebsspannung, die durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') nach Ablauf der Startzeit für einen normalen Betrieb des angeschlossenen Feldgerätes (FG; 2) bereitgestellt wird; und/oder e) eine Set-up-Zeitdauer (deutsch: Einstellungs-Zeitdauer), welche die Zeitdauer vom Ende der Startzeit bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Feldgerät (FG; 2) einen gültigen Messwert liefert, angibt.
  9. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Parametereinstellung eines Energieversorgungs-Parameters einer Zeitdauer einer Betriebsphase des Feldgerätes (FG; 2) oder einer Zeitdauer eines Abschnittes einer Betriebsphase des Feldgerätes (FG; 2) durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') eine ausreichende Energieversorgung des Feldgerätes (FG; 2) bereitgestellt wird und die Zeitdauer gemessen wird, die das Feldgerät (FG; 2) zum Durchlaufen der Betriebsphase bzw. des Abschnittes der Betriebsphase benötigt.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass das Feldgerät (FG; 2) in einer nachfolgenden Betriebsphase eine höhere Spannung benötigt, als Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters von der gemessenen Zeitdauer ein vorbestimmter Offset abgezogen wird, und/oder dass für den Fall, dass das Feldgerät (FG; 2) in einer nachfolgenden Betriebsphase eine niedrigere Spannung benötigt, als Parametereinstellung des Energieversorgungs-Parameters der gemessenen Zeitdauer ein vorbestimmter Offset hinzuaddiert wird.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Parametereinstellung der Startspannung nachfolgende Schritte durchgeführt werden: D) In Betrieb Nehmen des Systems aus dem Feldgerät (FG; 2) und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') mit einer vorbestimmten Parametereinstellung der Startspannung und Überwachen der Betriebsweise des Feldgerätes (FG; 2) daraufhin, ob es in einen normalen Betrieb umschaltet; und E) Erhöhen der Parametereinstellung der Startspannung auf einen höheren Spannungswert, wenn das Feldgerät (FG; 2) nicht in einen normalen Betrieb umschaltet; oder F) Erniedrigen der Parametereinstellung der Startspannung auf einen niedrigeren Spannungswert, wenn das Feldgerät (FG; 2) in einen normalen Betrieb umschaltet; G) Erneutes in Betrieb Nehmen des Systems aus dem Feldgerät (FG; 2) und dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') mit der geänderten Parametereinstellung der Startspannung und Überwachen der Betriebsweise des Feldgerätes (FG; 2) daraufhin, ob es in einen normalen Betrieb umschaltet.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Parametereinstellung der Betriebsspannung bei dem Schritt des automatisierten Variierens in der Betriebsphase des normalen Betriebs des Feldgerätes (FG; 2) die eingestellte Betriebsspannung variiert wird und die Betriebsweise des Feldgerätes (FG; 2) überwacht wird.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Parametereinstellung des Startstroms das System aus Feldgerät (FG; 2) und Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') in Betrieb genommen wird, wobei durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') eine ausreichende Spannung für die Startphase bereitgestellt und der maximal von dem Feldgerät (FG; 2) während der Startzeit aufgenommene Stromwert gemessen wird.
  14. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Parametereinstellung des mindestens einen Energieversorgungs-Parameters in dem Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') übernommen wird.
  15. Feldgerät-Stromversorgungsmodul, das eine elektrische Energiequelle (40; 40') aufweist oder an einer solchen anschließbar ist und das derart ausgebildet ist, dass es an ausschließlich einem Feldgerät (FG; 2) anschließbar ist, dass durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') ein angeschlossenes Feldgerät (FG; 2) mit elektrischer Energie versorgbar ist, dass es Energieversorgungs-Parameter aufweist, die eine Energieversorgung eines angeschlossenen Feldgerätes (FG; 2) durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') betreffen, und dass durch das Feldgerät-Stromversorgungsmodul (WA; 4; 4') das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche ausführbar ist.
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