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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinheit zur Anzeige von Prozessdaten
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
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In der Prozessautomatisierungstechnik kommen verbreitet Feldbussysteme zum Einsatz. Diese insbesondere digitalen Feldbussysteme ermöglichen eine Kommunikation zwischen mehreren Feldbusteilnehmern. Die zentrale Prozesssteuerung erfolgt dabei in der Regel von einem Prozessleitsystem, auch als Steuereinheit bezeichnet, das mit den Feldgeräten bzw. Feldbusteilnehmern verbunden ist. Die Feldgeräte liefern entweder Informationen über den Prozessablauf oder steuern diesen.
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Bei den Feldgeräten handelt es sich meist entweder um Sensoren z.B. für Temperatur, Druck, Durchfluss oder Füllstand oder Aktoren wie z.B. Ventile. Die Sensoren erfassen die Prozessvariablen und wandeln die analogen Messsignale in digitale Messwerte um, die über das Feldbussystem bspw. an das Prozessleitsystem gesendet werden. Das Prozessleitsystem wiederum wertet die digitalen Messwerte aus und steuert die Aktoren mittels digitaler Steuerbefehle, die ebenfalls über den Feldbus gesendet werden.
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Häufig ist es erforderlich, den von einem Sensor aufgenommenen aktuellen Messwert optisch, z.B. für das Bedienpersonal vor Ort wiederzugeben. Die meisten Sensoren weisen daher ein Anzeigeelement zur direkten Anzeige des Messwerts auf. Ist der Sensor jedoch ungünstig platziert oder weist kein Anzeigeelement auf, ist es aus dem Stand der Technik bekannt geworden, eine Anzeigeeinheit zu verwenden, die an einer beliebigen Stelle an das Feldbussystem angeschlossen werden kann. Eine solche Anzeigeeinheit ist bspw. aus der europäischen Patentschrift
EP 1079291 B1 bekannt geworden.
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Eine Anzeigeeinheit ohne eigene Feldbusadresse kann im Feldbussystem nicht erkannt werden, obwohl die Anzeigeeinheit ihre Energie aus dem Feldbussystem bezieht.
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Gem. den aus dem Stand der Technik bekannten Anzeigeeinheiten ist es somit nur möglich über den Feldbus von einem der Feldgeräte übertragene Daten anzuzeigen oder vermittels der Anzeigeeinheit weiterzuverarbeiten.
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Für die Berechnung einiger Prozessdaten kann aber u.U. die Rechenleistung der Anzeigeinheit nicht ausreichen – insbesondere wenn die Anzeigeinheit nur über einen bspw. energetisch leistungsbegrenzten Feldbus mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung auch kompliziertere und rechenaufwändige Prozessdaten vor Ort auf einer Anzeigeeinheit zur Verfügung zu stellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Anordnung gelöst.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinheit zur Anzeige von Prozessdaten gelöst, wobei die Anzeigeeinheit vermittels eines Feldbusprotokolls mit einer Steuereinheit kommuniziert, und vorzugsweise über einen Feldbus an die Steuereinheit angeschlossen ist, wobei die Steuereinheit zum Betreiben eines Prozesses in einer industriellen Anlage dient, und wobei in einem ersten Betriebsmodus Daten gemäß dem Master/Slave-Prinzip zwischen der Steuereinheit und der Anzeigeeinheit übertragen werden, wobei in dem ersten Betriebsmodus die Steuereinheit als Master und die Anzeigeeinheit als Slave betrieben wird, wobei in diesem ersten Betriebsmodus von der Steuereinheit Prozessdaten an die Anzeigeinheit übermittelt werden, welche Prozessdaten auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden.
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Gem. der vorgeschlagenen Erfindung können also Prozessdaten von der Steuereinheit an die Anzeigeeinheit übertragen werden. Die Anzeigeeinheit dient dann also nicht einzig dazu den Telegrammverkehr auf dem Feldbus zu überwachen und/oder anzuzeigen. Vielmehr können nun Daten von der Steuereinheit an die Anzeigeeinheit übertragen werden. Zu diesem Zweck weist die Anzeigeeinheit bspw. eine eigene Feldbusadresse auf. Gem. der vorgeschlagenen Erfindung können also Prozessdaten durch die Steuereinheit weiter- und/oder vorverarbeitet werden, so dass sie dann über den Feldbus an die Anzeigeeinheit gesendet werden können, um sie dort vor Ort anzuzeigen. Bei den Prozessdaten handelt es sich dabei ebenfalls um über den Feldbus von wenigstens einem der an den Feldbus angeschlossenen Feldbusteilnehmern, d.h. Feldgeräten, stammende Daten, wie bspw. Messwerte, Diagnosewerte etc. Diese von einem der Feldgeräte oder von mehreren Feldgeräten stammenden Daten können dann weiter- oder vorverarbeitet werden und über den Feldbus wieder an Anzeigeeinheit übertragen werden. Derart kann also die Datenverarbeitung aus der Anzeigeinheit ausgelagert werden, so dass selbst eine Anzeigeinheit, die an einen leistungsbegrenzten Feldbus angeschlossen ist, zum Darstellen von u.U. nur rechenintensiv erhaltbaren Daten dienen kann.
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Alternativ können die Prozessdaten über einen ersten Feldbus, der mit der Steuereinheit verbunden ist, gesammelt und anschließend von der Steuereinheit weiter- oder vorverarbeitet werden und dann an die an einen zweiten mit der Steuereinheit verbundenen Feldbus an die Anzeigeeinheit übertragen werden. Der erste und der zweite Feldbus können dabei das gleiche Feldbusprotokoll verwenden oder aber auch unterschiedliche Feldbusprotokolle verwenden um Daten über den jeweiligen Feldbus zu übertragen. Der erste und der zweite Feldbus sind dabei jedoch physikalisch von einander getrennt.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist neben der Anzeigeeinheit wenigstens ein Feldgerät an die Steuereinheit angeschlossen, wobei von dem Feldgerät Daten, insbesondere Messdaten, an die Steuereinheit übertragen werden, wobei die von dem wenigstens einen Feldgerät an die Steuereinheit übertragenen Daten oder wenigstens ein Teil dieser Daten von der Steuereinheit ausgewertet und/oder weiterverarbeitet werden und in Form von Prozessdaten an die Anzeigeeinheit übertragen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kommunizieren die Anzeigeeinheit, das wenigstens eine Feldgerät und die Steuereinheit gem. dem Feldbusprotokoll miteinander und sind über einen Feldbus miteinander verbunden. Bei dem Feldbus handelt es sich vorzugsweise um einen leistungsbegrenzten Feldbus wie bspw. um eine 4–20 mA Signal, das insbesondere von einem HART-Signal überlagert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird in einem zweiten Betriebsmodus die Anzeigeeinheit als sog. secondary Master betrieben, wobei die Prozessdaten in diesem zweiten Betriebsmodus direkt von dem wenigstens einen Feldgerät, vorzugsweise über den Feldbus, an die Anzeigeeinheit übertragen werden.
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Gem. dem vorgeschlagenen Verfahren kann das Feldgerät also in zwei Betriebsmodi betrieben werden. Diese Betriebsmodi können von einem Benutzer vor Ort ausgewählt werden. In dem ersten Betriebsmodus dient die Anzeigeinheit als sog. Slave auf dem Feldbus und im zweiten Betriebsmodus dient die Anzeigeeinheit als sog. secondary Master auf dem Feldbus. Als Slave kann das Feldgerät im Gegensatz zum Betrieb als secondary Master keine Befehle oder Anfragen an eines der anderen als Slave betrieben Feldbusteilnehmer senden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden vermittels des Feldbusprotokolls Daten in Form von Telegrammen zwischen der Steuereinheit und der Anzeigeeinheit, und besonders bevorzugt dem Feldgerät, übertragen, wobei sowohl die Anzeigeeinheit als auch die Steuereinheit, und besonders bevorzugt auch das Feldgerät, über eine Adresse verfügen, an welche Adresse die Telegramme adressierbar sind. Die heutzutage üblichen Feldbusprotokolle verwenden zur Datenübertragung Telegramme, die bspw. einen Adresseblock, einen Nutzdatenblock und/oder einen Prüfblock aufweisen, um einen konsistente Datenübertragung über den Feldbus zu gewährleisten. Dabei dient im Wesentlichen der Nutzdatenblock zur Übertragung der Prozessdaten.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens dient die Anzeigeeinheit hauptsächlich zum Anzeigen von Prozessdaten. Typischerweise wird eine Anzeigeeinheit, wie sie gem. der vorgeschlagenen Erfindung vorgesehen ist, zur Anzeige von Prozessdaten vor Ort in einer industriellen Anlage verwendet. Derartige Anzeigeeinheiten dienen also primär zur Anzeige von Prozessdaten für einen Benutzer, der sich vor Ort in der Anlage befindet.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei der auf der Anzeigeeinheit angezeigten Prozessdaten um von der Steuereinheit ausgewertete und/oder weiterverarbeitete Daten, die von wenigstens einem der Feldgeräte an die Steuereinheit übertragen wurden. Ferner können wie bereits erwähnt die Messdaten und/oder Diagnosewerte bzw. -zustände eines oder mehrerer Feldgeräte vermittels der Steuereinheit miteinander verrechnet werden, um Prozessdaten zu erhalten, die bspw. für einen von Benutzer vor Ort benötigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem Feldbusprotokoll um das sog. HART-Protokoll.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist die Anzeigeeinheit mit der Steuereinheit über eine Point-to-Point- oder über eine Multidrop-Verbindung angeschlossen.
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Hinsichtlich der Anordnung wird die Aufgabe durch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorherigen Ausführungsformen gelöst, wobei die Anordnung wenigstens eine Steuereinheit und eine Anzeigeeinheit, und besonders bevorzugt wenigstens ein weiteres Feldgerät, umfasst.
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Ferner kann die Aufgabe auch durch ein entsprechend ausgestaltetes Feldgerät und eine entsprechend ausgestaltet Steuereinheit gelöst werden. Zu diesem Zweck kann bspw. ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt vorgesehen sein, dass über Programmcodemittel verfügt, die wenn sie ausgeführt werden, das Verfahren nach einem der genannten Ausführungsformen ausführt.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1: eine schematische Darstellung einer über eine Point-to-Point-Verbindung mit einer Steuereinheit verbundenen Anzeigeeinheit,
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2: eine schematische Darstellung einer Steuereinheit, an die eine Anzeigeeinheit und mehrere Feldgeräte angeschlossen sind,
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3: ein Blockschaltbild der Anzeigeeinheit aus 2, und
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4: eine weitere schematische Darstellung einer Verbindung der Anzeigeeinheit aus 2 an einen Feldbus, mit einer Steuereinheit und mehreren Feldgeräten.
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1 zeigt eine Steuereinheit S, die über eine Zweileiterstromschleife 2L mit einer Anzeigeeinheit A verbunden ist. Anstelle der Stromschleife kann auch eine andere Art der Verbindung zw. der Steuereinheit und der Anzeigeeinheit gewählt werden bspw. kann es sich allgemein um eine Zweidrahtleitung handeln. Die Steuereinheit S dient dabei als Master und die Anzeigeeinheit A als Slave. Über die Stromschleife 2L wird gem. 1 ein 4–20 mA Stromsignal übertragen, vermittels welchem die Anzeigeeinheit A mit elektrischer Energie versorgt wird. Prinzipiell kann es sich dabei um einen beliebigen leistungsbegrenzten Feldbus bspw. 0–20 mA handeln. Ferner kann von der Steuereinheit S ein Stromwert, der zur Versorgung der Anzeigeeinheit A mit elektrischer Energie dient, eingeprägt werden. Bei der Steuereinheit S kann es sich bspw. um eine sog. speicherprogrammierbare Steuerung kurz SPS handeln. Dem analogen Stromsignal überlagert können die Steuereinheit und die Anzeigeinheit A Daten in digitaler Form übertragen. Dabei handelt es sich um Prozessdaten, die von der Steuereinheit S weiter oder vorverarbeitet werden und zur Darstellung auf der Anzeigeinheit bestimmt sind. Diese Prozessdaten erhält die Steuereinheit S bspw. von einem anderen Feldbus, nicht gezeigt, der mit der Steuereinheit S verbunden ist und an dem bspw. wenigsten ein weiteres Feldgerät angeschlossen ist, das Prozessdaten wie bspw. Messdaten oder Diagnosewerte über diesen anderen Feldbus an die Steuereinheit S sendet. Diese Daten werden dann von der Steuereinheit S oder einer mit der Steuereinheit S verbunden Recheneinheit, nicht gezeigt, aufbereitet, so dass sie an die Anzeigeeinheit A übertragen und dort nur noch angezeigt zu werden brauchen.
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2 zeigt eine Steuereinheit S, die mit mehreren Feldbusteilnehmern A, F1, F2 verbunden sind. Dabei wird von der Steuereinheit S elektrische Energie auf dem Feldbus F zur Verfügung gestellt, welcher Feldbus zum Betreiben aller auf an den Feldbus F angeschlossenen Teilnehmer A, F1, F2 dient.
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Dabei sind verschiedene Schaltungen zum Verbinden der Feldgeräte auf dem Feldbus möglich. Bspw. können die Feldgeräte in Reihe oder parallel zueinander verbunden, vorzugsweise verdrahtet, sein.
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In 2 ist eine mögliche Anordnung der Verbindung zw. den Feldgeräten und der Anzeigeeinheit A gezeigt. Anzeigeeinheit A und Feldgeräte F1, F2 werden dabei gem. dem Multidrop-Betrieb betrieben und sind, was die Kommunikation über den Feldbus F anbelangt, parallel zueinander an die Steuereinheit S angeschlossen.
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Im Multidrop-Betrieb stellt bspw. die Steuereinheit S den Strom zum Betreiben der an den Feldbus F angeschlossenen Feldgeräte F1, F2 zur Verfügung. Jeder parallel an den Feldbus F angeschlossene Feldbusteilnehmer F1, F2, wie bspw ein Sensor bzw. dessen Messumformer, prägt einen Strom von 4 mA auf dem Feldbus F ein.
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Hinsichtlich der Energieversorgung ist die Anzeigeeinheit A in Reihe zu den Feldgeräten F1, F2 geschaltet und arbeitet in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel mit 8 mA. Bei bspw. vier Feldgeräten, bei denen es sich bspw. um Sensoren, Aktoren und/oder Anzeigeeinheiten handeln kann, wären es also 16 mA mit der die Anzeigeeinheit A dann arbeitet. Um einerseits die Kommunikation gem. dem Multidrop-Betrieb zu gewährleisten, bei dem die Anzeigeeinheit A parallel zu den Feldgeräten F1, F2 angeschlossen ist, und andererseits die Spannungsversorgung der Anzeigeeinheit A in Reihe zu derjenigen der Feldgeräte F1, F2 zu gewährleisten, weist die Anzeigeeinheit A (genau) drei Anschlüsse +, –, · bspw. in Form von Anschlussklemmen oder Steckkontakten, auf. Dabei dient ein erstes Paar der Anschlüsse +, – zur Verbindung der Anzeigeeinheit A in Reihe mit der Steuereinheit S und den Feldgeräten F1, F2, während ein zweites Paar der Anschlüsse +, · der Anzeigeeinheit A zur Verbindung der Anzeigeeinheit parallel zu den Feldgeräten F1, F2 dient.
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Das erste Paar der Anschlüsse +, – besteht also aus einem ersten Anschluss +, der zur Verbindung mit der Steuereinheit S dient, und einem zweiten Anschluss –, der zur Verbindung der Anzeigeeinheit A mit einem der Feldgeräte, hier dem Feldgerät F1, dient. Über dieses erste Paar +, – der Anschlüsse +, –, · wird die Energieversorgung der Anzeigeeinheit A erreicht.
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Das zweite Paar +, · der Anschlüsse +, –, · besteht aus dem ersten Anschluss + und einem dritten Anschluss ·. Über den ersten und den dritten Anschluss +, · der Anzeigeeinheit ist die Anzeigeeinheit A mit der Steuereinheit S und parallel zu den Feldgeräten F1, F1 mit der Steuereinheit verbunden. Der erste und der dritten Anschluss +, · dienen dazu, mit der Steuereinheit S bzw. den Feldgeräten, vorzugsweise in dem Multidrop-Betrieb, vermittels eines digitalen Kommunikationssignals, wie bspw. HART, zu kommunizieren.
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Die Anzeigeeinheit A ist also einerseits – was die Kommunikation betrifft – parallel zu den Feldgeräten F1, F2 angeschlossen und andererseits – was die Energieversorgung betrifft – in Reihe zu den Feldgeräten F1, F2 angeschlossen.
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Die Teilnehmer A, F1, F2 bei denen es sich gem. dem Ausführungsbeispiel in 2 um ein erstes und ein zweites Feldgerät F1, F2 sowie eine Anzeigeinheit A handelt sind mit der Steuereinheit S dabei ebenfalls über eine Zweileiterstromschleife 2L verbunden. Die Steuereinheit S dient hier ebenfalls als Master und die anderen Teilnehmer A, F1, F2 als Slaves.
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Sowohl gem. dem Ausführungsbeispiel aus 1 und 2 wird die Anzeigeeinheit A aus der Stromschleife 2L mit elektrischer Energie versorgt und kann als HART-Master oder als HART-Slave betrieben werden.
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Durch die Anzeigeinheit A können somit Daten wie bspw. Symbole, Werte oder Parameter von der Anzeigeinheit A bspw. in einem Betriebsmodus, in dem die Anzeigeinheit als (secondary) Master betrieben wird, ausgelesen werden, ausgewertet werden und/oder angezeigt werden.
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In einem anderen Betriebsmodus kann die Anzeigeeinheit A dann als Slave betrieben werden, so dass Werte, Symbole oder Parameter, die von dem Master, wie bspw. der Steuereinheit S, gesendet werden, auf der Anzeigeinheit A dargestellt werden können.
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Neben der in 2 gezeigten Anschlusskonfiguration der Anzeigeeinheit ist auch ein gewöhnlicher Anschluss der Anzeigeeinheit an den Feldbus möglich. Dabei weist die Anzeigeeinheit A (genau) zwei Anschlüsse auf, die dazu dienen, die Anzeigeeinheit sowohl was die Kommunikation als auch die Energieversorgung anbelangt, vorzugsweise parallel, an den Feldbus anzuschließen.
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Der Anschluss der Anzeigeeinheit A parallel an den Feldbus bzw. ein ebenfalls an den Feldbus angeschlossenes Feldgerät was die Kommunikation anbelangt und in Reihe was die Energieversorgung anbelangt ist insbesondere von Vorteil, wenn nur ein Feldgerät an eine Steuereinheit, wie bspw. einen (primary) Master angeschlossen ist, und neben einer digitalen Kommunikation über den Feldbus auch eine Übertragung eines von dem Feldgerät aufgenommen Messwerts in Form eines Gleichstromsignals, wie bspw. eines 0–20mA oder eines 4–20 mA Signals, über den Feldbus von dem Feldgerät an die Steuereinheit über die Anzeigeeinheit erfolgt. Durch die Reihenschaltung der Anzeigeeinheit wird dann das auf dem Feldbus vorliegende Signal Gleichstromsignal nicht verfälscht und dennoch kann die Anzeigeeinheit mit dem auf dem Feldbus vorliegenden Strom betrieben werden und auch digital über den dritten Anschluss über den Feldbus kommunizieren. Eine derartige Konfiguration ist in 4 durch die durchgezogenen Linien dargestellt.
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In 2 sind die Teile des Feldbusses F über den eine digitale Kommunikation, bspw. vermittels eines Wechselstromsignals vorgenommen wird durch gestrichelte Linien gekennzeichnet, während die Teile des Feldbusses, die eine Stromschleife bilden, durch durchgezogene Linien gekennzeichnet sind. Zudem ist durch Pfeile die „Richtung“, die der Strom durch die Stromschleife nimmt, wiedergegeben.
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3 zeigt ein Blockschaltbild der Anzeigeeinheit aus 2. Die Anzeigeeinheit A weist (genau) drei Anschlüsse +, –, · auf, die zum Verbinden der Anzeigeeinheit A mit einem Feldbus F, wie bspw. einer Zweidrahtleitung wie bspw. einer Zweileiter-Stromschleife dienen. Dabei dienen der erste und der zweite Anschluss +, – der Anzeigeeinheit A dazu, die Anzeigeeinheit A in Reihe an den Feldbus F anzuschließen, so dass die Energieversorgung der Anzeigeeinheit (ausschließlich) über dieses erste Paar +, – von Anschlüssen erfolgt. Ferner kann die Anzeigeeinheit A über den ersten Anschluss + und den dritten Anschluss · auch parallel an den Feldbus F angeschlossen werden. Diese Verbindung der Anzeigeeinheit A parallel zum Feldbus F dient dabei (ausschließlich) der Kommunikation über den Feldbus F mit der Steuereinheit S oder anderen an den Feldbus F angeschlossenen Feldgeräten F1, F2, F3. Diese Form der Anschaltung an den Feldbus F ist in 4 nochmal veranschaulicht.
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An dem ersten Paar +, – von Anschlüssen, d.h. dem ersten und dem zweiten Anschluss, kann bspw. ein Eingangssignal anliegen, das einen Gleichstromanteil aufweist, der von einem Wechselstromanteil überlagert wird. Bei dem Gleichstromanteil handelt es sich bspw. um ein Signal, das zur Energieversorgung der Anzeigeeinheit A genutzt wird, während das Wechselstromsignal zur digitalen Kommunikation mit der Anzeigeeinheit A genutzt wird. Das zw. dem ersten und dem zweiten Anschluss +, – vorliegende Eingangssignal kann gem. der Ausführungsform in 3 zur Energieversorgung der Betriebselektronik der Anzeigeeinheit verwendet werden. Die Betriebselektronik umfasst dabei bspw. eine Recheneinheit CPU, und eine oder mehrere Speichereinheiten RAM, ROM. Ferner kann die Betriebselektronik auch einen nichtflüchtige Speichereinheit FRAM, ein Display LCD, und Bedieneinheiten KEYS, sowie ein HART-Modem umfassen.
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Zur Energieversorgung der Anzeigeeinheit A bzw. deren Betriebselektronik ist ein Gleichstromwandler DCDC vorgesehen, der eine Versorgungsspannung für die Betriebselektronik und/oder weitere Komponenten der Anzeigeeinheit A zur Verfügung stellt. Zudem kann, wie bspw. in 3 dargestellt ein Analog-Digital-Wandler ADC vorgesehen sein, der eine über einem Messwiderstand RM abfallende Spannung in ein Digitalsignal wandelt und der Recheneinheit CPU zur Verfügung stellt. Über die Recheneinheit CPU kann dann der auf dem Feldbus F vorliegende (Gleich-)Stromwert, bspw. in dem Fall, dass ein ein Messignal repräsentierender Stromwert auf dem Feldbus F eingestellt ist, angezeigt werden.
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Ferner weist die Anzeigeeinheit A gem. 3 ein Modem, in diesem Fall ein HART-Modem, das zur digitalen Kommunikation mit der Steuereinheit S bzw. den Feldgeräten dient. Das Modem ist mit einer Recheneinheit CPU der Anzeigeeinheit A verbunden und weist einen Modulator MOD und einen Demodulator DEM zum Empfangen bzw. Senden von Signalen über den Feldbus F auf. Dieses HART-Modem ist über das zweite Anschlusspaar +, ·, d.h. den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss, mit dem Feldbus F verbunden. Das HART-Modem weist ferner einen Bandpass BP, welcher dem Demodulator vorgeschaltet ist auf. Ferner weist das HART-Modem eine Sendestufe ST auf, die dem Modulator MOD nachgeschaltet ist. Demodulator DEM und Bandpass BP bzw. Sendestufe ST und Modulator MOD sind parallel zueinander mit dem dritten Anschluss · der Anzeigeeinheit A verbunden. Das HART-Modem ist zudem mit der Recheneinheit CPU der Anzeigeeinheit A über einen ersten Anschluss mit dem Demodulator DEM und über einen zweiten Anschluss mit dem Modulator MOD verbunden.
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Anstelle der Anzeigeeinheit A kann die in 3 dargestellte Schaltung auch in einem anderen Feldgerät verwendet werden, das an einen Feldbus anschliessbar ist. Es ist somit ein Feldgerät oder allgemein ein Feldbusteilnehmer mit drei Anschlüssen +, –, · möglich, wobei ein erstes Paar der Anschlüsse +, – zur Energieversorgung des Feldgerätes F und ein zweites Paar von Anschlüssen +, · zur Kommunikation über den Feldbus dient. Ferner kann der Feldbus bspw. eine Zweidrahtleitung aufweisen, und das Feldgerät F über das erste Anschlusspaar +, – in Reihe in diese Zweidrahtleitung angeschlossen werden und über das zweite Anschlusspaar +, · parallel an die Zweidrahtleitung 2L angeschlossen werden.
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4 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer im Wesentlichen der Anordnung in 2 entsprechenden Feldbuskonfiguration. In 4 ist ein weiteres Feldgerät F3 parallel zu den Feldgeräten F1, F2 angeschlossen. Die Anzeigeeinheit A ist dabei was die Kommunikation anbelangt parallel an den Feldbus und die Feldgeräte F1, F2, F3 angeschlossen, während die Anzeigeeinheit A was die Energieversorgung betrifft in Reihe zu der Gruppe von Feldgeräten F1, F2, F3 angeschlossen ist. Die Steuereinheit S umfasst in dem Ausführungsbeispiel gem. 4 eine Spannungsquelle V, die eine zum Betrieben des Feldbusses und der daran angeschlossenen Feldgeräte benötigte Spannung, von bspw. 24V, zur Verfügung stellt. Ferner umfasst die Steuereinheit einen sog. Master, der zur Durchführung der Kommunikation gem. dem Master-Slave-Prinzip auf dem Feldbus dient. Über einen Kommunikationswiderstand R1-COM können von dem Master entsprechend modulierte Signale abgesetzt werden, die zur Kommunikation mit den Feldgeräten bzw. der Anzeigeeinheit dienen.
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Der Anschluss des Anzeigeeinheit hinsichtlich der Kommunikation auf dem Feldbus kann dabei über einen einzigen Anschluss an der Anzeigeeinheit, nämlich den dritten Anschluss · der Anzeigeeinheit erfolgen. Alternativ kann die Anzeigeeinheit A auch über zwei Anschlüsse, die zum Verbinden der Anzeigeeinheit A mit dem Feldbus zum Zwecke der Kommunikation dienen, an den Feldbus Fangeschlossen werden. In diesem Fall weist die Anzeigeeinheit A (genau) vier Anschlüsse, neben den beiden zur Anschluss betreffend die Kommunikation auch den ersten und zweiten Anschluss der zur Energieversorgung der Anzeigeeinheit dient.
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Anstatt einer Anzeigeeinheit A kann die vorgeschlagene Feldbusanbindung auch in einem anderen Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- S
- Steuereinheit
- A
- Anzeigeinheit
- 2L
- Zweileiterstromschleife
- HART
- HART-Signalübertragung
- F1
- erstes Feldgerät
- F2
- zweites Feldgerät
- F3
- drittes Feldgerät
- F
- Feldbus
- R1-COM
- Kommunikationswiderstand (des primary Masters)
- +
- Erster Anschluss der Anzeigeeinheit
- –
- Zweiter Anschluss der Anzeigeeinheit
- ·
- Dritter Anschluss der Anzeigeeinheit
- ADC
- Analog-Digital-Wandler
- DCDC
- Gleichstromwandler
- CPU
- Recheneinheit
- RAM
- Speichereinheit
- ROM
- Speichereinheit
- FRAM
- Nichtflüchtige Speichereinheit
- I2C
- Interner Bus der Anzeigeeinheit zur Verbindung der Komponenten
- der
- Anzeigeeinheit bzw. der Betriebselektronik der Anzeigeeinheit
- CDI
- Service-Schnittstelle der Anzeigeeinheit
- LCD
- Display
- Keys
- Bedienelemente der Anzeigeinheit
- DEM
- Demodulator
- MOD
- Modulator
- BP
- Bandpass
- ST
- Sendestufe
- C
- Kapazität zum Abgreifen eines Wechselstromsignals vom Feldbus
- HART-
- HART-Modem
- Modem
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- GND
- Bezugspotential/Masse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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