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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Inbetriebnahme wenigstens eines Feldgerätes, wobei mehrere Feldgeräte an eine Spannungsversorgung angeschlossen werden, wobei die Feldgeräte vermittels der Spannungsversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei die Feldgeräte über einen Feldbus mit einer übergeordneten Einheit verbunden sind bzw. verbunden werden.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung umfassend ein Feldgerät und eine über einen Feldbus mit dem Feldgerät verbundene übergeordnete Einheit; sowie auf ein Feldgerät und eine übergeordnete Einheit zur Verwendung in einer solchen Anordnung.
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Feldgeräte in industriellen Anlagen sind heutzutage oftmals über sog. Feldbusse miteinander verbunden. Die Feldgeräte in einer solchen Anlage dienen dabei zum Erfassen und/oder Beeinflussen von Prozessvariablen. Üblicherweise handelt es sich bei Feldgeräten also um Aktoren und/oder um Sensoren. Derartige Feldgeräte starten, sobald sie an den Feldbus angeschlossen werden. Im Fall vom gleichzeitigen Starten mehrerer Feldgeräte können allerdings Versorgungsengpässe auf dem Feldbus entstehen. Zudem können aufgrund von Sicherheitsvorkehrungen weniger Feldgeräte an den Feldbus angeschlossen werden als theoretisch möglich.
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Nach dem sog. Powern des Busses fahren alle Feldgeräte gleichzeitig hoch. Da ein Gerät beim Hochfahren mehr Strom benötigt wie zur Laufzeit, kann es bei voller Auslastung des Feldbusses zur Unterversorgung kommen oder es muss so viel Reserve eingebaut werden, dass dieser Mehrbedarf an elektrischer Leistung gedeckt werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mehrere an einen Feldbus angeschlossene Feldgeräte zuverlässig in Betrieb zu nehmen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Wecksignal von der übergeordneten Einheit über den Feldbus an zumindest eines der Feldgeräte oder zumindest eine Gruppe von Feldgeräten übertragen wird, welches Wecksignal dazu dient, das Feldgerät oder die Gruppe von Feldgeräten in Betrieb zu nehmen.
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Bei dem wenigstens einen Feldgerät oder der Gruppe von Feldgeräten, kann es sich bspw. um einen Sensor und/oder einen Aktor bzw. mehrere Sensoren und/oder Aktoren handeln, welcher/welche vorzugsweise in einer industriellen Anlage, besonders bevorzugt einer Anlage der Prozess- und/oder Automatisierungstechnik eingesetzt wird/werden bzw. für vorgenannte Zwecke geeignet sind.
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Die über den Feldbus miteinander verbunden Feldgeräte können dabei an eine Spannungsversorgung angeschlossen werden und somit aus einer vorzugsweise einzigen Spannungsquelle mit Energie versorgt. Vorzugsweise erfolgt dabei die Energieversorgung der Feldgeräte aus der Spannungsversorgung bzw. der Spannungsquelle über den Feldbus.
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Während der Inbetriebnahme oder zur Inbetriebnahme eines Feldgerätes wird bspw. ein Programm in einen Speicher des Feldgerätes geladen oder werden Parameter des Feldgerätes in dem Feldgerät eingestellt bzw. initialisiert, welches Programm bzw. welche Parameter zum Betreiben des Feldgerätes notwendig sind. Dieser Vorgang wird auch als Hochfahren bezeichnet.
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Bei der übergeordneten Einheit kann es sich bspw. um ein Leitsystem handeln, das einen in der Anlage in der das Feldgerät installiert ist, ablaufenden Prozess steuert und/oder regelt. Die übergeordnete Einheit kann aber auch über eine Feldbus-Zugriffseinheit, die mit dem Feldbus verbunden ist, mit dem Feldgerät verbunden sein. Ferner kann es sich bei der übergeordneten Einheit um die Feldbus-Zugriffseinheit selbst handeln. Heutzutage sind intelligente Feldbus-Zugriffseinheiten bekannt geworden, die neben der reinen Protokollumsetzung, bspw. zwischen einem übergeordneten Bussystem und einem untergeordneten Feldbus, auch weitere Funktionalitäten aufweisen.
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Von einer solchen übergeordneten Einheit aus kann das Wecksignal oder auch mehrere Wecksignale über den Feldbus an das Feldgerät oder die Gruppe von Feldgeräten übertragen werden. Wird ein solches Wecksignal von dem Feldgerät, das in Betrieb genommen werden soll bzw. einer Gruppe die in Betrieb genommen werden soll, empfangen, so startet dieses Feldgerät bzw. starten diese Feldgeräte. Vorzugsweise nimmt das Feldgerät bzw. die Feldgeräte seinen/ihren Normalbetrieb auf, in dem bspw. Messwerte erfasst, ausgewertet und/oder über den Feldbus übertragen werden. Ein derartiges Wecksignal kann bspw. von dem Leitsystem der Anlage gesendet werden.
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Es kann bspw. an jedes Feldgerät ein Wecksignal, das bspw. aus einem Wecksignaldatenpaket besteht, gesendet werden, welches das Feldgerät veranlasst zu starten. Unter der Bedingung, dass das Leitsystem, erstens den benötigten Strom des startenden Gerätes kennt und zweitens die benötigte Startdauer des Gerätes kennt, kann somit eine optimale Startsequenz bspw. durch das Leitsystem berechnet werden, nach welcher die Feldgeräte gestartet werden.
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Das Wecksignal kann zu diesem Zweck standardisiert sein, so dass alle Feldgeräte eines bestimmten Typs dieses Wecksignal verarbeiten können. Ein bestimmter Feldgerätetyp kann bspw. durch die Art des Protokolls, welches das Feldgerät zur Kommunikation über den Feldbus verwendet, gegeben sein. Ferner kann ein an den Feldbus angeschlossenes Feldgerät zunächst bspw. in einen Zustand gehen, in dem es nur soviel Strom bezieht, wie es benötigt, um auf das Wecksignal zu warten und/oder bei einer Linientopologie des Feldbusses, den Feldbus durchzuschleifen. Werden mehrere Wecksignale in einem zeitlichen Abstand zueinander gesendet, um eines oder mehrere Feldgeräte in betrieb zu nehmen, so können dafür identische Wecksignale oder unterschiedliche Wecksignale verwendet werden.
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Ferner kann das Feldgerät über verschiedene Betriebsmodi verfügen, so dass einerseits das sofortige Starten des Feldgerätes, wie bspw. aus dem Stand der Technik bekannt, nach dem Anschließen des Feldgerätes an den Feldbus oder nach dem Powern des Feldbusses unterstützt wird oder dass andererseits das Abwarten auf das Wecksignal nach dem Anschließen des Feldgerätes an den Feldbus gem. dem vorgeschlagenen Verfahren unterstützt wird.
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Durch die vorgeschlagene Erfindung kann ein Feldbus bzw. ein Feldbussegment mit einer gegenüber dem Stand der Technik größeren Anzahl von Feldgeräten bestückt werden. Somit können Kosten zum Betreiben und/oder zum Bau der Anlage gesenkt werden.
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Vorzugsweise kann auf dem Feldbus zur Datenübertragung ein Ethernet/IP Protokoll verwendet werden. Es können jedoch auch andere Protokolle verwendet werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Feldgerät bzw. die Gruppe von Feldgeräten während der Inbetriebnahme eine höhere Leistungsaufnahme auf als zu einer auf die Inbetriebnahme folgenden Laufzeit des Feldgerätes bzw. der Gruppe von Feldgeräten. Zum Laden eines Programms, bspw. eines Betriebsprogramms, oder zur Initialisierung von Parameter weisen o. g. Feldgeräte oftmals einen erhöhten Energiebedarf und damit eine höhere Leistungsaufnahme auf. Damit nun die Geräte nicht alle gleichzeitig in Betrieb genommen werden, wenn sie an den Feldbus angeschlossen werden oder wenn eine zur Energieversorgung der Feldgeräte vorgesehenen Energiequelle, bspw. in Form eines Speisegerätes an den Feldbus angeschlossen wird, wird ein Wecksignal verwendet und von der übergeordneten Einheit über den Feldbus an das in Betrieb zu nehmende Feldgerät bzw. Gruppe von Feldgeräten gesendet. Die Feldgeräte bleiben gem. einer Idee der vorgeschlagenen Erfindung bis sie das Wecksignal empfangen in einem Bereitschaftsbetrieb, in welchem sie auf das Wecksignal warten.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Zeitpunkt zu dem das Wecksignal übertragen wird, in Abhängigkeit der während der Inbetriebnahme eines der Feldgeräte benötigten Leistungsaufnahme oder der zur Inbetriebnahme eines der Feldgeräte benötigten Dauer bestimmt. Zu diesem Zweck kann bspw. die Leistungsaufnahme des Feldgerätes oder der Gruppe von Feldgeräten gemessen werden. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck die Stromaufnahme oder die Spannungsaufnahme des Feldgerätes bzw. der Gruppe von Feldgeräten gemessen. Andererseits kann die Dauer der Zeitspanne, während welcher ein Feldgerät gegenüber dem Normalbetrieb zur Laufzeit eine erhöhten Leistungsaufnahme aufweist, der übergeordneten Einheit bekannt sein und das Wecksignal bzw. die Wecksignale in Abhängigkeit dieser Dauer über den Feldbus übertragen werden. Bspw. kann vermittels der übergeordneten Einheit ein Wecksignal in konstanten Abständen gesendet werden, um der Reihe nach Feldgeräte und/oder Gruppen von Feldgeräten in Betrieb zu nehmen. Dabei ist es auch möglich Feldgeräte, die zur Durchführung der vorgeschlagenen Erfindung geeignet sind mit herkömmlichen aus dem Stand der Technik bekannten Feldgeräten in einem Feldbus bzw. Feldbussegment zu mischen. So kann bspw. die Inbetriebnahme eines Feldgerätes bzw. von Feldgeräten, das bzw. die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist bzw. sind, verzögert werden und dadurch die sicherer Inbetriebnahme aller der an den Feldbus angeschlossenen Geräte gewährleistet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird daher die Information bzgl. der zur Inbetriebnahme des wenigstens einen Feldgerätes erforderlichen Leistungsaufnahme oder Dauer der Inbetriebnahme in der übergeordneten Einheit hinterlegt oder vermittels der übergeordneten Einheit bestimmt. Zu diesem Zweck kann bspw. ein entsprechendes Programm zur Bestimmung der Starsequenz in der übergeordneten Einheit hinterlegt sein. Alternativ können auch entsprechende Daten, anhand derer das Wecksignal oder die Wecksignale gesendet werden, in der übergeordneten Einheit hinterlegt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird also ein erstes Wecksignal zur Inbetriebnahme wenigstens eines ersten Feldgerätes oder einer ersten Gruppe von Feldgeräten übertragen, und anschließend ein zweites Wecksignal zur Inbetriebnahme wenigstens eines zweiten Feldgerätes oder einer zweiten Gruppe von Feldgeräten übertragen. Somit können mehrere Feldgeräte und/oder Gruppen von Feldgeräten nacheinander bspw. entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge in Betrieb genommen werden. Zu diesem Zweck kann eines oder mehrere Wecksignale verwendet werden. Bspw. kann ein Wecksignal verwendet werden, welches an eines der Feldgeräte adressiert ist oder welches an eine Gruppe von Feldgeräten adressiert ist. Die Adressierung kann bspw. vermittels der Feldbusadresse des jeweiligen Feldgerätes oder der Gruppe von Feldgeräten erfolgen. Ferner kann/können das in Betrieb zu nehmende Feldgerät und/oder die Gruppe von Feldgeräten so eingestellt sein, dass es bzw. sie bspw. erst nach dem Empfangen des ersten, des zweiten oder dritten etc. über den Feldbus gesendeten Wecksignals in Betrieb gehen, d. h. starten. Dabei könne wie bereits erwähnt identische Wecksignale oder unterschiedliche Wecksignale verwendet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Feldgerät einen ersten Betriebsmodus auf, in welchem das Feldgerät unmittelbar nach dem Anschließen des Feldgerätes an den Feldbus bzw. die Energieversorgung in Betrieb genommen wird, wobei Feldgerät einen zweiten Betriebsmodus aufweist, in welchem das Feldgerät erst nach dem Empfangen eines Wecksignals in Betrieb genommen wird. Zum Empfangen des Wecksignals können die an den Feldbus angeschlossenen bzw. anschliessbaren Feldgeräte eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die zum Empfangen und/oder Senden von Signalen über den Feldbus dient. Das Wecksignal kann ferner bspw. in Form eines Telegramms, das entsprechend dem Feldbusprotokoll, das zur Kommunikation über den Feldbus verwendet wird, aufgebaut sein. Die Betriebsmodi können bspw. vom Hersteller oder Nutzer vor der Inbetriebnahme des Feldgerätes eingestellt werden. dafür können bspw. hard- oder softwaremäßige Schalter am Feldgerät oder der Elektronik des Feldgerätes vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Feldgerät in dem zweiten Betriebsmodus, also nachdem das Feldgerät an den Feldbus angeschlossen wurde und vor Empfangen des Aufwecksignals eine Leistungsaufnahme, auf, die geringer ist als die Leistungsaufnahme während der Laufzeit des Feldgerätes und welche Leistungsaufnahme vorzugsweise ausschließlich dazu verwendet wird bzw. dazu dient, eine Kommunikationseinheit des Feldgerätes zur Kommunikation über den Feldbus zu betreiben und Daten, bevorzugt das Wecksignal, über den Feldbus zu empfangen. Bei der Kommunikationseinheit kann es sich dabei um o. g. Kommunikationsschnittstelle handeln. Während des zweiten Betriebsmodus wartet das Feldgerät bzw. die Gruppe von Feldgeräten auf ein Wecksignal. Dabei ist vorzugsweise nur die Kommunikationseinheit des Feldgerätes bzw. der Feldgeräte aktiv und hört den Feldbus auf Signale insbesondere ein Wecksignal oder allgemein auf Wecksignale ab. Die Kommunikationseinheit kann zu diesem Zweck intermittierend oder rein passiv, d. h. ohne aktive Energieversorgung bspw. in Form eines Schwingkreises, betrieben werden. Dadurch kann also Energie eingespart werden, indem bspw. nicht die gesamte Betriebselektronik des Feldgerätes sondern nur die Kommunikationseinheit aktiviert ist.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden das wenigstens eine erste Feldgerät oder die erste Gruppe von Feldgeräten und das wenigstens eine zweite Feldgerät oder die zweite Gruppe von Feldgeräten nacheinander in Betrieb genommen, wobei das zweite Wecksignal vorzugsweise übertragen wird, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, insbesondere zumindest die Zeitspanne, die zur Inbetriebnahme des ersten Feldgeräts oder der ersten Gruppe von Feldgeräten benötigt wird. Die Dauer der Inbetriebnahme kann dabei bspw. durch den Zeitraum des erhöhten Strombedarfs nach dem Starten des Feldgerätes bestimmt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Feldgeräte entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge in Betrieb genommen, wobei entsprechende Wecksignale an die Feldgeräte gesendet werden, um die Feldgeräte entsprechend der vorgegebenen Reihenfolge in Betrieb zu nehmen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist die Reihenfolge, entsprechend der die Feldgeräte gestartet werden, editierbar und/oder in der übergeordneten Einheit hinterlegt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Spannungsversorgung der Feldgeräte und die Übertragung der Aufwecksignale über die Feldbusleitung. Bei dem Feldbus kann es sich insbesondere um drahtgebundene Leitungen, die sog. Feldbusleitungen, handeln.
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Die Aufgabe wird ferner durch eine Anordnung umfassend ein Feldgerät und eine über einen Feldbus mit dem Feldgerät verbundene übergeordnete Einheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche gelöst.
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Die Aufgabe wird ferner durch ein Feldgerät zur Verwendung in der vorgeschlagenen Anordnung gelöst. Zu diesem Zweck ist das Feldgerät entsprechend ausgestaltet bzw. geeignet. Ein derartiges Feldgerät verfügt daher bspw. über eine Kommunikationseinheit bzw. eine Feldbuskommunikationsschnittstelle und/oder über einen ersten und zweiten Betriebsmodus wie im Zusammenhang mit dem Verfahren vorgeschlagen.
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Die Aufgabe wird zudem durch eine übergeordnete Einheit zur Verwendung in der vorgeschlagenen Anordnung gelöst. Zu diesem Zweck ist auch die übergeordnete Einheit entsprechend ausgestaltet bzw. geeignet. Die übergeordnete Einheit kann also entsprechende Wecksignale gemäß einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens über den Feldbus übertragen.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1: eine schematische Darstellung einer Anordnung umfassend mehrere Feldgeräte und eine übergeordnete Einheit,
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2: eine schematische Darstellung der Stromaufnahme mehrerer an einen Feldbus angeschlossener Feldgeräte als Funktion der Zeit.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung wie sie oftmals in einer Anlage der Prozess- bzw. Automatisierungstechnik vorliegt. Eine übergeordnete Einheit UG, bei der es sich bspw. um eine Steuereinheit der Anlage oder ein Feldbus-Zugriffseinheit handelt, ist dabei mit einem Feldbus FB verbunden. An den Feldbus FB wiederum sind mehrere Feldgeräte F11...F25 angeschlossen und miteinander verbunden.
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Die Energieversorgung der Feldgeräte F11...F25 erfolgt dabei über den Feldbus FB, über den ebenfalls eine Kommunikation zwischen den Feldgeräten F11...F25 und/oder der übergeordneten Einheit UG erfolgt. Die Energieversorgung der Feldgeräte F11...F25 kann dabei über ein sog. Messumformerspeisegerät oder die übergeordnete Einheit UG erfolgen. Dabei wird bspw. eine Spannung vorgegeben oder ein Strom auf dem Feldbus FB eingeprägt. Jedenfalls ist die Leistung, die dem Feldbus FB entnommen werden kann, oftmals bspw. aufgrund sicherheitstechnischer Anforderungen begrenzt und/oder der Klemmenspannung der Spannungsquelle bzw. der Spannungsversorgung, nicht gezeigt, begrenzt.
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Um zu vermeiden, dass alle Feldgeräte F11...F25 gleichzeitig nach dem Anschließen der Energieversorgung an den Feldbus FB bzw. der Feldgeräte F11...F25 an den Feldbus FB in Betrieb genommen werden und starten, wartet ein mit dem vorgeschlagenen Betriebsmodus ausgestattetes Feldgerät F11...F25 auf ein Wecksignal, das von der übergeordneten Einheit UG gesendet wird, bis es in Betrieb geht und startet. Nach dem Anschließen eines solchen Feldgerätes F11...F25 geht dieses also in einen Betriebsmodus in dem es eine gegenüber dem Nomalbetrieb, d. h. zur Laufzeit, oder der Inbetriebnahme einen verringerten Energiebedarf aufweist, vgl. dazu auch den Anfangsstromwert IA in 2. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass nur die Kommunikationsschnittstelle, nicht gezeigt, zum Datenaustausch über den Feldbus FB mit Energie versorgt wird, während eine auch als Hauptelektronik bezeichnete Betriebselektronik des Feldgerätes F11...F25, die zur Bereitstellung der Funktionalitäten des Feldgerätes F11...F25 dient, in einem Energiesparmodus betrieben wird oder nur intermittierend mit Energie versorgt oder ganz ausgeschaltet wird.
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In diesem Zustand wartet das Feldgerät F11...F25 bzw. die Feldgeräte F11...F25 bis ein entsprechendes Wecksignal, das für dieses Feldgerät F11...F25 bzw. diese Feldgeräte F11...F25 bestimmt ist von der übergeordneten Einheit UG gesendet und von dem entsprechenden Feldgerät F11...F25 empfangen wird. Daraufhin wird das Feldgerät F11...F25 in Betrieb genommen und startet. Bei dem Start des Feldgerätes F11...F25 wird nun bspw. auch die Hauptelektronik des Feldgerätes F11...F25 mit Energie versorgt, so dass die vorgesehenen Funktionalitäten des Feldgerätes F11...F25 genutzt werden können. Eine solche primäre Funktionalität kann bspw. das Bestimmen eines Durchflusses, eines Füllstands einer Temperatur oder einer sonstigen chemischen und/oder physikalischen Messgröße sein.
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Die Feldgeräte F11...F25 können wie in 1 gezeigt auch in mehrere Gruppen unterteilt sein, die nacheinander in Betrieb genommen werden. Dabei kann bspw. eine erste Gruppe in einem ersten Zeitfenster T1 und eine zweite Gruppe in einem zweiten Zeitfenster T2 in Betrieb genommen werden. Zu diesem Zweck kann die übergeordnete Einheit UG mehrere Wecksignale über den Feldbus FB übertragen. So kann bspw. ein erstes Wecksignal dazu dienen, die erste Gruppe von Feldgeräten F11...F14 in Betrieb zu nehmen und ein zeitlich von dem ersten Wecksignal beabstandetes zweites von der übergeordneten Einheit UG über den Feldbus FB übertragenes Wecksignal dazu dienen, die zweite Gruppe von Feldgeräten F21...F25 in Betrieb zu nehmen. Die Feldgeräte F11...F25 müssen dann nicht mehr entsprechend einer vorgegebenen Anschlussreihenfolge an den Feldbus FB angeschlossen werden, sondern können bspw. rein softwaretechnisches so konfiguriert werden, dass die in Abhängigkeit eines für sie vorgesehenen Wecksignals in Betrieb genommen und gestartet werden.
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Anstelle der gezeigten ersten und zweiten Gruppe von Feldgeräten F11...F14 bzw. F21...F25 können die Feldgeräte F11...F25 auch in noch weitere Gruppen oder Untergruppen unterteilt werden, die in Abhängigkeit eines über den Feldbus FB übertragenen Wecksignals in Betrieb gehen. bzw. in Betrieb genommen werden.
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Der zeitliche Abstand in dem Wecksignale über den Feldbus FB übertragen werden ist dabei bspw. vorgegeben, indem entsprechende Zeitfenster in der übergeordneten Einheit UG hinterlegt sind denen entsprechend Wecksignale gesendet werden. Diese Zeitfenster T1, T2 können bspw. von den am Feldbus FB angeschlossenen Feldgeräten F11...F25 abhängig sein, da unterschiedliche Feldgeräte unterschiedliche Inbetriebnahmezeiten und/oder Einschaltströme aufweisen, während sie in Betrieb genommen werden. Andererseits kann das Übertragen von Wecksignalen auch von der Leistungsaufnahme, bspw. dem Strombedarf der Feldgeräte F11...F25 abhängig sein. Diese Leistungsaufnahme kann bspw. von der übergeordneten Einheit gemessen werden und in der Folge entsprechend Wecksignale über den Feldbus FB übertragen werden, so dass eine maximale Leistungsaufnahme oder ein maximaler Stromwert IM nicht überschritten wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Stromaufnahme I1...I5 einzelner an einen Feldbus FB angeschlossener Feldgeräte, nicht gezeigt, sowie die Stromaufnahme IG am Feldbus FB insgesamt. Bei den Feldgeräten handelt es sich um sog. busversorgte Feldgeräte, Feldgeräte also, die über den Feldbus FB mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Die einzelnen Feldgeräte werden dabei nacheinander in Betrieb genommen, also gestartet. Dabei können die Feldgeräte entweder in einem entsprechenden zeitlichen Abstand in Betrieb genommen werden oder ein auf ein erstes Feldgerät nachfolgendes zweites Feldgerät kann sobald das erste Feldgerät oder der Gesamtstrombedarf des Feldbusses FB unter einen vorgegebenen Schwellwert gefallen ist bzw. einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschritten ist in Betrieb genommen werden. In 2 ist ein beispielhafter Verlauf der Stromaufnahme I1...I5 von Feldgeräten und Feldbus FB gezeigt. Dabei ist die Kapazität des Feldbusses auf einen Maximalstrombedarf IM begrenzt. Die Feldgeräte werden dann nacheinander vermittels Wecksignalen in Betrieb genommen, so dass dieser Maximalstromwert IM nicht überschritten wird.
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Wie in 2 gezeigt weisen die Feldgeräte dabei während der Inbetriebnahme eine erhöhte Stromaufnahme auf, und haben nach der Inbetriebnahme in einem Normalbetrieb eine im Wesentlichen konstante Stromaufnahme IE. Beim gleichzeitigen Starten der Feldgeräte würde der Maximalstromwert IM aber überschritten. Durch das sequentielle Starten der Feldgeräte können nun aber mehr Felgeräte an einem Feldbus FB angeschlossen und in Betrieb genommen werden. Nachdem die Feldgeräte aan den Feldbus physikalisch angeschlossen werden, weisen sie eine Stromaufnahme IA auf, die zur Versorgung der Kommunikationseinheit der jeweiligen Feldgeräte dient, so dass die Feldgeräte den Feldbus FB auf ein entsprechendes Wecksignal abhören können. Wird ein Solches Wecksignal detektiert fährt das Feldgerät hoch. In diesem Zeitraum steigt die Stromaufnahme des Feldgerätes an und fällt danach wieder ab. Dies ist schematisch durch den dreieckigen Kurvenverlauf der Stromaufnahme in 2 dargestellt. Während des auf die Inbetriebnahme folgenden Normalbetriebs, d. h. zur Laufzeit des Feldgerätes, weist das Feldgerät eine im Wesentlichen konstante Stromaufnahme IE auf. Die Inbetriebnahme ist also durch den Zeitraum zwischen dem Anfangsstromwert IA und dem Endstromwert IE gekennzeichnet. Werden die Feldgeräte vermittels eines oder mehreren Wecksignalen zeitlich verzögert gestartet so wird der maximale auf dem Feldbus FB verfügbare Stromwert IM nicht überschritten. Die Gesamtstromaufnahme auf dem Feldbus IG liegt stets unter dem maximalen Stromwert IM.
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Bezugszeichenliste
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- F11
- erstes Feldgerät
- F12
- zweites Feldgerät
- F13
- drittes Feldgerät
- F14
- viertes Feldgerät
- F21
- fünftes Feldgerät
- F22
- sechstes Feldgerät
- F23
- siebtes Feldgerät
- F24
- achtes Feldgerät
- F25
- neuntes Feldgerät
- UG
- übergeordnete Einheit
- FB
- Feldbus
- mA
- Milliampere
- t
- Zeit
- I1
- Stromaufnahme zehntes Feldgerät
- I2
- Stromaufnahme elftes Feldgerät
- I3
- Stromaufnahme zwölftes Feldgerät
- I4
- Stromaufnahme dreizehntes Feldgerät
- I5
- Stromaufnahme vierzehntes Feldgerät
- IA
- Anfangsstromwert
- IE
- Endstromwert
- IG
- Gesamtstromaufnahme
- IM
- maximaler auf dem Feldbus zur Verfügung stehender Stromwert
- T1
- erstes Zeitfenster
- T2
- zweites Zeitfenster
