DE102019215409A1

DE102019215409A1 - Feldgerät-Koppeleinrichtung und Feldgerät

Info

Publication number: DE102019215409A1
Application number: DE102019215409.3A
Authority: DE
Inventors: Steffen Wunderlich
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-04-08
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: DE102019215409B4; US20210104153A1; FI20205937A1; CN112636786A; US11373517B2; FI130772B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) zur Ankopplung eines Feldgeräts (16) an eine übergeordnete Steuerung (17), umfassend eine Stromschnittstelle mit einem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt (37) und einem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt (38), mit denen die Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) an die übergeordnete Steuerung anschließbar (17) ist, um einen Schnittstellenstrom (19) zu empfangen, ferner umfassend eine zwischen den ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt (37) und den zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt (38) geschaltete Bürdenschaltung (44), die eine ansteuerbare Bürde (B1) umfasst und ausgebildet ist, unter Verwendung der ansteuerbaren Bürde (B1) auf Basis des Schnittstellenstroms (19) eine Versorgungsspannung für das Feldgerät bereitzustellen, wobei die Bürdenschaltung (44) einen AC-Gegenkopplungspfad (58) umfasst, der von einem Ausgangszweig (48) der Bürdenschaltung (44) zu einem Eingangsanschluss (51) der ansteuerbaren Bürde (B1) verläuft und dazu dient, die AC-Impedanz zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt (37) und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt (38) zu erhöhen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feldgerät-Koppeleinrichtung zur Ankopplung eines Feldgeräts an eine übergeordnete Steuerung. Die Feldgerät-Koppeleinrichtung umfasst eine Stromschnittstelle mit einem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt und einem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt, mit denen die Feldgerät-Koppeleinrichtung an die übergeordnete Steuerung anschließbar ist, um einen Schnittstellenstrom zu empfangen. Die Feldgerät-Koppeleinrichtung umfasst ferner eine zwischen den ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt und den zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt geschaltete Bürdenschaltung, die eine ansteuerbare Bürde umfasst. Die Bürdenschaltung ist ausgebildet, unter Verwendung der ansteuerbaren Bürde auf Basis des Schnittstellenstroms eine Versorgungsspannung für das Feldgerät bereitzustellen.
Die Feldgerät-Koppeleinrichtung umfasst zweckmäßigerweise einen Messwiderstand, der zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt in Reihe zur Bürdenschaltung geschaltet ist und der dazu dient, ein (über den Schnittstellenstrom übertragenes) Steuerungs-Kommunikationssignal von der übergeordneten Steuerung zu empfangen.
Die WO2017/025140 beschreibt eine Feldgerät-Koppeleinrichtung mit einer ansteuerbaren Bürde.
Die WO 2006/127421 A2 beschreibt eine Vorrichtung für Feldgeräte zur Ableitung von Leistung aus einem Kommunikationsschleifensignal.
Die DE 102 97 504 T5 beschreibt eine 4-20 mA Stromschnittstelle zur Anbindung eines Ventilpositionierers an ein System.
Es besteht der Wunsch, bei der Bereitstellung der Versorgungsspannung möglichst viel elektrische Leistung aus der Stromschnittstelle zu entnehmen, um energieintensive Verbraucher wie Pilotventile und/oder Prozessoren mit der Versorgungsspannung betreiben zu können. Zu diesem Zweck soll die Feldgerät-Koppeleinrichtung so ausgelegt sein, dass eine große Bürdenschaltungs-Spannung über der Bürdenschaltung abfällt. Eine große Bürdenschaltungs-Spannung ermöglicht die Bereitstellung einer großen Versorgungsspannung. Eine große Bürdenschaltungs-Spannung kann z.B. dadurch erzielt werden, dass der Messwiderstand reduziert wird.
Ferner besteht der Wunsch, dass die Stromschnittstelle zwischen den Schnittstellen-Anschlusspunkten eine bestimmte Mindest-AC-Impedanz aufweist. Die Einhaltung der Mindest-AC-Impedanz kann z.B. erforderlich sein, um die Kompatibilität zu einem Kommunikationssystem, beispielsweise zu HART (Highway Adressable Remote Transducer), zu gewährleisten. Typischerweise wird die Mindest-AC-Impedanz mit Hilfe des Messwiderstands bereitgestellt. Dies schränkt jedoch die Möglichkeit ein, den Messwiderstand wie vorstehend erwähnt zum Zwecke der Erhöhung der Bürdenschaltungs-Spannung zu reduzieren, da bei einer solchen Reduzierung des Messwiderstands unter Umständen die Mindest-AC-Impedanz nicht mehr erzielt wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die eingangs genannte Feldgerät-Koppeleinrichtung so zu modifizieren, dass gleichzeitig eine hohe Bürdenschaltungs-Spannung und eine ausreichend große AC-Impedanz erzielt werden können.
Die Aufgabe wird durch eine Feldgerät-Koppeleinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Bürdenschaltung umfasst einen AC-Gegenkopplungspfad, der von einem Ausgangszweig der Bürdenschaltung zu einem Eingangsanschluss der ansteuerbaren Bürde verläuft und dazu dient, die AC-Impedanz zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt zu erhöhen.
Auf diese Weise kann insbesondere erzielt werden, dass die geforderte Mindest-AC-Impedanz mittels der Bürdenschaltung bereitgestellt wird. Dies macht es möglich, den Messwiderstand (sofern vorhanden) zu reduzieren und trotzdem die geforderte Mindest-AC-Impendanz zu erfüllen.
Die Erhöhung der AC-Impedanz der Bürdenschaltung erfolgt durch den AC-Gegenkopplungspfad, der von dem Ausgangszweig zu dem Eingangsanschluss der ansteuerbaren Bürde verläuft. Der AC-Gegenkopplungspfad bewirkt eine negative Rückkopplung von AC-Signalen vom Ausgangszweig zum Eingangsanschluss. Dies hat zur Folge, dass die Bürdenschaltung, insbesondere die ansteuerbare Bürde, verlangsamt wird, so dass sie den Wechselsignalen nicht folgen kann, wodurch die AC-Impedanz der Bürdenschaltung erhöht wird. Die AC-Impedanz wird insbesondere gegenüber dem Fall erhöht, in dem der AC-Gegenkopplungspfad nicht vorhanden ist oder unterbrochen ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft ferner ein Feldgerät, umfassend die Feldgerät-Koppeleinrichtung. Das Feldgerät ist ausgebildet, unter Verwendung der Feldgerät-Koppeleinrichtung die zum Betrieb des Feldgeräts benötigte Energie auf Basis des Schnittstellenstroms bereitzustellen und unter Verwendung der Feldgerät-Koppeleinrichtung über den Schnittstellenstrom mit der übergeordneten Steuerung zu kommunizieren.
Exemplarische Details und Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figur erläutert. Dabei zeigt

1 eine schematische Darstellung eines Systems aus einer übergeordneten Steuerung und einem Feldgerät mit einer Feldgerät-Koppeleinrichtung.

Die 1 zeigt ein System 10, das eine übergeordnete Steuerung 17 und ein Feldgerät 16 mit einer Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 zeigt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das System 10 ferner ein (in der Figur nicht gezeigtes) Ventil, das durch das Feldgerät 16 betätigt wird. Das System 10 ist beispielsweise eine industrielle Anlage, insbesondere eine Prozesstechnikanlage.
Das System 10 dient als exemplarische Anwendungsumgebung der Feldgerät-Koppeleinrichtung 30. Die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 (oder das Feldgerät 16) kann auch für sich genommen - also insbesondere ohne die anderen Komponenten des Systems 10 - bereitgestellt werden.
Die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 stellt eine Stromschnittstelle bereit, über die das Feldgerät 16 kommunikativ mit der übergeordneten Steuerung 17 verbunden ist. Die Stromschnittstelle ist vorzugsweise eine 4-20 mA Stromschnittstelle. Exemplarisch ist die Stromschnittstelle eine analoge Stromschnittstelle. Der durch die übergeordnete Steuerung 17 und die Stromschnittstelle gebildete Stromkreis kann auch als Stromschleife bezeichnet werden.
Die übergeordnete Steuerung 17 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, über die Stromschnittstelle ein Steuerungs-Kommunikationsinformation, beispielsweise einen Steuerbefehl, insbesondere einen Sollwert, an das Feldgerät 16 zu übertragen. Das Feldgerät 16 ist vorzugsweise ausgebildet, gemäß der Steuerungs-Kommunikationsinformation eine Aktion durchzuführen, beispielsweise eine Betätigung des Ventils.
Die übergeordnete Steuerung 17 ist zweckmäßigerweise ferner ausgebildet, das Feldgerät 16 über die Stromschnittstelle mit Energie zu versorgen, insbesondere mit der gesamten elektrischen Energie, die dem Feldgerät 16 zur Verfügung steht.
Das Feldgerät 16 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, über die Stromschnittstelle eine Feldgerät-Kommunikationsinformation an die übergeordnete Steuerung 17 zu übertragen, beispielsweise eine Zustandsinformation. Die Zustandsinformation zeigt beispielsweise einen Zustand des Feldgeräts 16 und/oder des Ventils an.
Die übergeordnete Steuerung 17 ist vorzugsweise der Leitebene zugehörig. Beispielsweise ist die übergeordnete Steuerung 17 als speicherprogrammierbare Steuerung, SPS, ausgebildet. Die übergeordnete Steuerung 17 umfasst zweckmäßigerweise ein eigenes Steuerungs-Gehäuse und ist vorzugsweise beabstandet von dem Feldgerät 16 angeordnet. Die übergeordnete Steuerung 17 umfasst einen ersten Steuerungs-Anschlusspunkt 41 und einen zweiten Steuerungs-Anschlusspunkt 42, mit denen die übergeordnete Steuerung 17 mit der Stromschnittstelle verbunden ist. Die übergeordnete Steuerung stellt einen Schnittstellenstrom 19 bereit, der von dem ersten Steuerungs-Anschlusspunkt 41 zu dem zweiten Steuerungs-Anschlusspunkt 42 fließt.
Das Feldgerät 16 ist insbesondere in 2-Leiter-Technik implementiert, wobei die Stromschnittstelle den 2-Leiter-Anschluss darstellt. Zweckmäßigerweise ist die Stromschnittstelle die einzige Stromversorgung des Feldgeräts 16. Das Feldgerät 16 ist insbesondere ausgebildet, die zum Betrieb des Feldgeräts 16 benötigte Energie mittels der Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 auf Basis des Schnittstellenstroms 19 bereitzustellen. Das Feldgerät 16 ist zweckmäßigerweise ferner ausgebildet, mittels der Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 über den Schnittstellenstrom 19 mit der übergeordneten Steuerung 17 zu kommunizieren.
Das Feldgerät 16 umfasst zweckmäßigerweise einen Verbraucher 43, der vorzugsweise durch die über die Stromschnittstelle bereitgestellte elektrische Energie versorgt wird. Das Feldgerät 16 dient, wie vorstehend bereits erwähnt, insbesondere dazu, ein Ventil zu betätigen. Vorzugsweise ist das Feldgerät 16 als Positioner ausgebildet. Der Verbraucher 43 umfasst insbesondere einen elektropneumatischen Wandler, um ein pneumatisches Betätigungssignal zur Betätigung des Ventils bereitzustellen. Exemplarisch umfasst der Verbraucher 43 ein Pilotventil, insbesondere ein Magnetventil. Ferner kann der Verbraucher 43 eine Feldgerät-Steuereinheit, insbesondere einen Prozessor, beispielsweise einen Mikrocontroller, umfassen.
Das Feldgerät 16 umfasst zweckmäßigerweise ein eigenes Feldgerät-Gehäuse, in dem beispielsweise die Feldgerät-Koppeleinrichtung 44 und/oder der Verbraucher 43, beispielsweise der elektropneumatische Wandler und/oder die Feldgerät-Steuereinheit, angeordnet sind. Zweckmäßigerweise ist das Feldgerät 16 mit seinem Feldgerät-Gehäuse an dem Ventil befestigt, beispielsweise mittels einer mechanischen Schnittstelle, die am Feldgerät-Gehäuse angeordnet ist.
Die übergeordnete Steuerung 17 und das Feldgerät 16 sind vorzugsweise über elektrische Leitungen, beispielsweise ein oder mehrere Kabel, miteinander verbunden. Exemplarisch verläuft eine erste elektrische Leitung von dem ersten Steuerungs-Anschlusspunkt 41 zu einem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 des Feldgeräts 16 und eine zweite elektrische Leitung verläuft von dem zweiten Steuerungs-Anschlusspunkt 42 zu einem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 des Feldgeräts 16.
Die übergeordnete Steuerung 17 gibt an ihrem ersten Steuerungs-Anschlusspunkt 41 den Schnittstellenstrom 19 aus, beispielsweise einen 4-20 mA Schnittstellenstrom, der zum Feldgerät 16 übertragen wird, das Feldgerät 16 durchläuft und schließlich über den zweiten Steuerungs-Anschlusspunkt 42 zurück in die übergeordnete Steuerung 17 fließt.
Die Kommunikation zwischen der übergeordneten Steuerung 17 und dem Feldgerät 16 erfolgt vorzugsweise über Kommunikationssignale 3, die in den durch die Stromschnittstelle fließenden Schnittstellenstrom 19 eingeprägt werden. Bei den Kommunikationssignalen 3 handelt es sich insbesondere um Wechselstromkomponenten des Schnittstellenstroms 19. Die Kommunikationssignale 3 sind vorzugsweise höherfrequent als 50 Hz oder 60 Hz, insbesondere höherfrequent als 1 kHz. Beispielsweise beträgt die Frequenz der Kommunikationssignale 2 kHz. Die Kommunikationssignale 3 umfassen vorzugsweise ein Steuerungs-Kommunikationssignal, das von der übergeordneten Steuerung 17 an das Feldgerät 16 übertragen wird, und/oder ein Feldgerät-Kommunikationssignal, das von dem Feldgerät 16 an die übergeordnete Steuerung 17 übertragen wird.
Die Kommunikation zwischen der übergeordneten Steuerung 17 und dem Feldgerät 16 erfolgt insbesondere gemäß dem HART-Kommunikationssystem (Highway Addressable Remote Transducer). Die Kommunikationssignale 3 sind vorzugsweise HART-Kommunikationssignale. Zweckmäßigerweise erfüllt die Stromschnittstelle die Anforderungen der HART-Spezifikation, beispielsweise von HCF_SPEC-54.
Die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 umfasst den ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 und den zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38, mit denen die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 an die übergeordnete Steuerung 17 anschließbar ist, um den Schnittstellenstrom 19 zu empfangen. Zweckmäßigerweise beträgt die AC-Impedanz zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 mindestens 230 Ohm, insbesondere in einem Frequenzbereich von 500 Hz bis 10 kHz.
Die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 umfasst eine zwischen den ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 und den zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 geschaltete Bürdenschaltung 44. Die Bürdenschaltung 44 umfasst eine ansteuerbare Bürde B1 und ist ausgebildet, unter Verwendung der ansteuerbaren Bürde B1 die Versorgungsspannung für das Feldgerät 16 bereitzustellen. Die Bürdenschaltung 44 stellt die Versorgungsspannung auf Basis des Schnittstellenstroms 19 bereit. Insbesondere erzeugt die Bürdenschaltung 44 die Versorgungsspannung aus dem Schnittstellenstrom 19. Zweckmäßigerweise ist die Bürdenschaltung 44 ausgebildet, unter Verwendung der ansteuerbaren Bürde B1 die Versorgungsspannung auf einen vorbestimmten Spannungswert, insbesondere einen konstanten Spannungswert, zu regeln.
Die Bürdenschaltung 44 umfasst einen ersten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 45 und einen zweiten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46, mit denen die Bürdenschaltung 44 zwischen die Schnittstellen-Anschlusspunkte 37, 38 geschaltet ist. Der Schnittstellenstrom 19 fließt durch die Bürdenschaltung von dem ersten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 45 zu dem zweiten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46.
Die Bürdenschaltung 44 umfasst ferner einen Versorgungsanschluss 56 zum Bereitstellen der Versorgungsspannung für das Feldgerät 16. Zwischen den Versorgungsanschluss 56 und den Verbraucher 43 kann eine (in der Figur nicht gezeigte) Verarbeitungseinheit zur Verarbeitung der Versorgungsspannung, beispielsweise ein Filter, insbesondere ein Tiefpassfilter, geschaltet sein. Die Versorgungsspannung durchläuft zweckmäßigerweise diese Verarbeitungseinheit, bevor die Versorgungsspannung dem Verbraucher 43 zugeführt wird. Der erste Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 45, der Versorgungsanschluss 56 und der erste Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 sind exemplarisch direkt an einen ersten Schaltungsknoten K1 angeschlossen. Der erste Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 45, der Versorgungsanschluss 56 und der erste Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 liegen exemplarisch auf demselben Potential - dem Potential des ersten Schaltungsknotens K1.
Über der Bürdenschaltung 44 - also von dem ersten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 45 zu dem zweiten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46 - fällt eine Bürdenschaltungs-Spannung ab. Die Bürdenschaltungs-Spannung wird durch den Schnittstellenstrom 19 verursacht. Die Bürdenschaltung 44 stellt die Versorgungsspannung auf Basis dieser Bürdenschaltungs-Spannung bereit. Zweckmäßigerweise ist die Bürdenschaltung 44 ausgebildet, unter Verwendung der ansteuerbaren Bürde B1 die Bürdenschaltungs-Spannung auf einen vorbestimmten Spannungswert, insbesondere einen konstanten Spannungswert, zu regeln.
Der zweite Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46 liegt exemplarisch auf einem Referenzpotential, zweckmäßigerweise auf dem Massepotential. Zweckmäßigerweise ist der zweite Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46 (insbesondere direkt) mit einem Massenanschluss GND verbunden. Der zweite Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46 ist direkt mit einem zweiten Schaltungsknoten K2 verbunden und liegt auf dem Potential des zweiten Schaltungsknotens K2.
Die Bürdenschaltung B1 umfasst einen ersten Ausgangszweig 48. Durch den ersten Ausgangszweig 48 fließt zumindest ein Teil des Schnittstellenstroms 19. Der durch den ersten Ausgangszweig 48 fließende Strom soll auch als erster Bürdenschaltungs-Strom bezeichnet werden. Der erste Bürdenschaltungs-Strom wird durch die Ansteuerung der Bürde B1 bestimmt. Der erste Bürdenschaltungs-Strom hängt also davon ab, wie die Bürde B1 angesteuert wird. Der erste Ausgangszweig 48 verläuft von dem ersten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 45 zu dem zweiten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46. Der erste Ausgangszweig 48 umfasst exemplarisch einen fünften Widerstand R5 und einen Transistor T1, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Der erste Ausgangszweig 48 umfasst einen dritten Schaltungsknoten K3, der exemplarisch zwischen dem Transistor T1 und dem fünften Widerstand R5 angeordnet ist. Der dritte Schaltungsknoten K3 kann auch als erster Ausgangsknoten bezeichnet werden.
Der Transistor T1 weist einen ersten Stromführungsanschluss 7, einen zweiten Stromführungsanschluss 8 und einen Steuerungsanschluss 9 auf. Der erste Stromführungsanschluss 7 ist exemplarisch an den fünften Widerstand R5 angeschlossen. Der zweite Stromführungsanschluss 8 ist exemplarisch an den zweiten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46 angeschlossen. Der Steuerungsanschluss 9 ist (exemplarisch über einen vierten Widerstand R4) an einen fünften Schaltungsknoten K5 angeschlossen (der auch als zweiter Ausgangsknoten bezeichnet werden kann).
Zweckmäßigerweise ist der Transistor T1 ein Bipolartransistor, insbesondere ein PNP-Transistor. Exemplarisch ist der erste Stromführungsanschluss 7 ein Emitteranschluss, der zweite Stromführungsanschluss 8 ist ein Kollektoranschluss und der Steuerungsanschluss 9 ist ein Basisanschluss.
Die Bürdenschaltung 44 umfasst ferner einen Eingangszweig 47. Der Eingangszweig 47 ist zweckmäßigerweise parallel zum ersten Ausgangszweig 48 geschaltet. Der Eingangszweig 47 verläuft exemplarisch vom ersten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 45 zum zweiten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46. Der durch den Eingangszweig 47 fließende Strom soll auch als dritter Bürdenschaltungs-Strom bezeichnet werden. An den Eingangszweig 47 ist der Eingangsanschluss 51 der Bürde B1 angeschlossen. Über den Eingangszweig 47 erfolgt die Ansteuerung der Bürde B1, über welche Ansteuerung der Strom im ersten Ausgangszweig 48 festgelegt wird. Der Eingangszweig 47 umfasst einen Spannungsteiler, der exemplarisch durch einen ersten Widerstand R1 und einen in Reihe zu dem ersten Widerstand R1 geschalteten zweiten Widerstand R2 gebildet wird. Der Spannungsteiler stellt auf Basis der über der Bürdenschaltung 44 abfallenden Bürdenschaltungs-Spannung eine Teilspannung bereit. Exemplarisch stellt der Spannungsteiler die Teilspannung an einem vierten Schaltungsknoten K4 bereit. Der vierte Schaltungsknoten K4 kann auch als Eingangsknoten bezeichnet werden. Der Eingangsanschluss 51 ist an den vierten Schaltungsknoten K4 angeschlossen.
Die Bürdenschaltung 44 umfasst ferner einen zweiten Ausgangszweig 49. Der zweite Ausgangszweig 49 ist parallel zum ersten Ausgangszweig 48 und/oder parallel zum Eingangszweig 47 geschaltet. Der durch den zweiten Ausgangszweig 49 fließende Strom soll auch als zweiter Bürdenschaltungs-Strom bezeichnet werden. Der zweite Bürdenschaltungs-Strom wird durch die Ansteuerung der Bürde B1 bestimmt. Der zweite Bürdenschaltungs-Strom hängt also davon ab, wie die Bürde B1 angesteuert wird. Der zweite Ausgangszweig 49 verläuft von dem ersten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 45 zu dem zweiten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46. Der zweite Ausgangszweig 49 umfasst exemplarisch einen dritten Widerstand R3 und die ansteuerbare Bürde B1, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Der dritte Widerstand R3 dient zweckmäßigerweise dazu, den Arbeitspunkt der Bürde B1 einzustellen.
Der zweite Ausgangszweig 49 umfasst den fünften Schaltungsknoten K5, der zwischen der ansteuerbaren Bürde B1 und dem dritten Widerstand R3 angeordnet ist.
Die ansteuerbare Bürde B1 umfasst einen Bürden-Eingangsanschluss 51, einen ersten Bürden-Ausgangsanschluss 52 und einen zweiten Bürden-Ausgangsanschluss 53. Der erste Bürden-Ausgangsanschluss 52 kann auch als Kathode bezeichnet werden und der zweite Bürden-Ausgangsanschluss 53 kann auch als Anode bezeichnet werden. Der Bürden-Eingangsanschluss 52 kann auch als Referenz-Anschluss bezeichnet werden. Der Bürden-Eingangsanschluss 51 ist an dem Eingangszweig 47, insbesondere an den vierten Schaltungsknoten K4, angeschlossen. Zweckmäßigerweise wird dem Bürden-Eingangsanschluss 51 die von dem Spannungsteiler bereitgestellte Teilspannung zugeführt. Der erste Bürden-Ausgangsanschluss 52 ist an den Steuerungsanschluss 9 des Transistors T1 angeschlossen, exemplarisch über einen vierten Widerstand R4. Der zweite Bürden-Ausgangsanschluss 53 ist an den zweiten Bürdenschaltungs-Anschlusspunkt 46 angeschlossen.
Die ansteuerbare Bürde B1 ist ausgebildet, den von dem ersten Bürden-Ausgangsanschluss 52 zu dem zweiten Bürden-Ausgangsanschluss 53 fließenden Strom (also den zweiten Bürdenschaltungs-Strom) auf Basis der am Bürden-Eingangsanschluss 51 anliegenden Spannung - exemplarisch der durch den Spannungsteiler bereitgestellten Teilspannung - einzustellen. Insbesondere ist die ansteuerbare Bürde B1 ausgebildet, die am Bürden-Eingangsanschluss 51 anliegende Spannung mit einer Referenzspannung, beispielsweise einer internen Referenzspannung, zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs den zweiten Bürdenschaltungs-Strom einzustellen. Die Referenzspannung beträgt exemplarisch 2,5V. Beispielsweise ist die ansteuerbare Bürde B1 ausgebildet, den zweiten Bürdenschaltungs-Strom als Reaktion darauf zu erhöhen, dass die am Bürden-Eingangsanschluss 51 anliegende Spannung größer ist als die Referenzspannung. Ferner ist die ansteuerbare Bürde B1 zweckmäßigerweise ausgebildet, den zweiten Bürdenschaltungs-Strom in Reaktion darauf zu verringern, dass die am Bürden-Eingangsanschluss 51 anliegende Spannung kleiner ist als die Referenzspannung. Insbesondere wird mittels der ansteuerbaren Bürde B1 die Bürdenschaltungs-Spannung auf einen Spannungswert geregelt, der sich aus der Referenzspannung und dem Teilerverhältnis des Spannungsteilers ergibt. Beispielsweise wird die Bürdenschaltungs-Spannung auf einen Spannungswert geregelt, der gleich dem Produkt aus der Referenzspannung und dem inversen Teilerverhältnis des Spannungsteilers ist.
Vorzugsweise wird bei der Bürde B1 über eine Ansteuerung des Eingangsanschlusses 51 die Strom-/Spannungskennlinie zwischen dem ersten und dem zweiten Bürden-Ausgangsanschluss 52, 53 geändert. Beispielsweise handelt es sich bei der Bürde B1 um einen Shunt-Spannungsregler oder einen Shunt-Spannungsregulator. Beispielsweise kann als Bürde B1 das Bauteil Zetex ZHT431 des Unternehmens Diodes Incorporated eingesetzt werden oder ein Bauteil, das die gleiche Funktion wie dieses Bauteil aufweist, beispielsweise das Bauteil „TL431“. Die Bürde B1 ist zum Beispiel als „Adjustable Precision Zener Shunt Regulator“ ausgebildet - also als einstellbarer Präzisions-Zener-Shunt-Regler. Die Bürde B1 kann auch als einstellbare Z-Diode bezeichnet werden.
Die Bürde B1 hat vorzugsweise eine sehr niedrige Impedanz, insbesondere im Wechselspannungsbereich, was zur Spannungsregelung vorteilhaft ist.
Die Bürdenschaltung 44 umfasst exemplarisch einen Stromverstärker 61. Der Stromverstärker 61 wird zweckmäßigerweise durch den Transistor T1 gebildet. Der Stromverstärker 61 legt den durch den ersten Ausgangszweig 48 fließenden ersten Bürdenschaltungs-Strom fest.
Zweckmäßigerweise wird der Stromverstärker 61 von der Bürde B1 angesteuert und ist insbesondere an den ersten Bürden-Ausgangsanschluss 52 angeschlossen. Exemplarisch legt der Stromverstärker 61 den ersten Bürdenschaltungs-Strom in Abhängigkeit von der an dem ersten Bürden-Ausgangsanschluss 52 anliegenden Spannung fest. Die am ersten Bürden-Ausgangsanschluss 52 anliegende Spannung hängt wiederum von der am ersten Bürden-Eingangsanschluss 51 anliegenden Spannung - exemplarisch der vom Eingangszweig 47 bereitgestellten Teilspannung - ab.
Im Betrieb bestimmt der aus den Widerständen R1, R2 gebildete Spannungsteiler in Verbindung mit der Bürde B1 die Bürdenschaltungs-Spannung, welche sich über den Transistor T1 und den fünften Widerstand R5 geregelt einstellt. Der vierte Widerstand R4 begrenzt den maximalen Strom durch die Kathode der Bürde B1 und durch den Basisanschluss des Transistors T1 (in Verbindung mit dessen Stromverstärkungsfaktor).
Wie eingangs erwähnt, soll die Bürdenschaltung 44 eine ausreichend hohe AC-Impedanz bereitstellen - also einen ausreichend hohen Wechselstromwiderstand. Die Bürdenschaltung 44 umfasst einen AC-Gegenkopplungspfad 58, der von dem ersten Ausgangszweig 48, exemplarisch dem dritten Schaltungsknoten K3, zu dem Eingangsanschluss 51 der ansteuerbaren Bürde B1 verläuft. Der AC-Gegenkopplungspfad 58 dient insbesondere dazu, die AC-Impedanz zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 zu erhöhen. Der AC-Gegenkopplungspfad 58 verläuft exemplarisch zu dem Eingangszweig 47, insbesondere zu dem vierten Schaltungsknoten K4.
Zweckmäßigerweise umfasst der AC-Gegenkopplungspfad 58 einen Hochpass. Exemplarisch umfasst der AC-Gegenkopplungspfad 58 einen Kondensator, nachstehend als „zweiter Kondensator C2“ bezeichnet. Ferner umfasst der AC-Gegenkopplungspfad 58 einen Widerstand, nachstehend als „neunter Widerstand R9“ bezeichnet, der zweckmäßigerweise in Reihe zu dem zweiten Kondensator C2 geschaltet ist. Der zweite Kondensator C2 kann auch als Gegenkopplungs-Kondensator bezeichnet werden. Der neunte Widerstand R9 kann auch als Gegenkopplungs-Widerstand bezeichnet werden.
Der AC-Gegenkopplungspfad 58 führt von dem dritten Schaltungsknoten K3 zurück zu dem Eingangsanschluss 51, über den das Potential des dritten Schaltungsknotens K3 vorgegeben wird. Die Kopplung zwischen dem Eingangsanschluss 51 und dem Schaltungsknoten K3 über die Bürde B1 ist exemplarisch derart, dass eine Erhöhung des Potentials am Eingangsanschluss 51 zu einer Verringerung des Potentials am dritten Schaltungsknoten K3 führt und eine Verringerung des Potentials am Eingangsanschluss 51 zu einer Erhöhung des Potentials am dritten Schaltungsknoten K3 führt. Über den AC-Gegenkopplungspfad 58 wird die am dritten Schaltungsknoten auftretende Potentialänderung, die entgegengesetzt zu der am Eingangsanschluss 51 vorliegenden Potentialänderung ist, zum Eingangsanschluss 51 zurückgeführt, um der Potentialänderung am Eingangsanschluss 51 entgegenzuwirken. Es liegt eine negative Rückkopplungsschleife vor, die vom Eingangsanschluss 51 über die Bürde B1 (und optional den Stromverstärker T1) zum dritten Schaltungsknoten K3 verläuft und von dort aus über den AC-Gegenkopplungspfad 58 zurück zum Eingangsanschluss 51.
Exemplarisch wird über den fünften Widerstand R5 ein Teil des Ausgangssignals (z.B. ein Teil der Bürdenschaltungs-Spannung) der Bürdenschaltung 44 abgegriffen. Dieses Ausgangssignal gelangt über den AC-Gegenkopplungspfad 58 mit dem zweiten Kondensator C2 und dem neunten Widerstand R9 frequenzabhängig an den Eingangsanschluss der Bürde B1. Diese Gegenkopplung verlangsamt die Bürde B1 derart, dass sie einem „schnellen“ Signal auf der Stromschnittstelle nicht mehr folgen kann und somit die AC-Impedanz über dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 erhöht ist.
Zweckmäßigerweise werden über den AC-Gegenkopplungspfad 58 nur AC-Komponenten - also insbesondere keine DC-Komponenten - übertragen.
Der AC-Gegenkopplungspfad 58 ist exemplarisch zusätzlich zu einem oder mehreren weiteren Gegenkopplungspfaden, beispielsweise DC-Gegenkopplungspfaden, der Bürdenschaltung 44 vorhanden. Beispielsweise führt ein erster DC-Gegenkopplungspfad vom dritten Schaltungsknoten K3 über den ersten Schaltungsknoten K1 zum Eingangsanschluss 51 - also exemplarisch über die beiden Widerstände R5 und R1. Ferner führt exemplarisch ein zweiter DC-Gegenkopplungspfad von dem fünften Schaltungsknoten K5 über den ersten Schaltungsknoten zum Eingangsanschluss 51 (also exemplarisch über die beiden Widerstände R3 und R1).
Vorzugsweise umfasst die Bürdenschaltung 44 keine Induktivität, insbesondere keine Induktivität zur Erhöhung der AC-Impedanz.
Die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 ist vorzugsweise ausgebildet, dem Schnittstellenstrom 19 das Feldgerät-Kommunikationssignal zu überlagern, um die in dem Feldgerät-Kommunikationssignal enthaltene Feldgerät-Kommunikationsinformation an die übergeordnete Steuerung zu übertragen. Exemplarisch ist die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 ausgebildet, die ansteuerbare Bürde B1 über den Eingangsanschluss 51 gemäß der Feldgerät-Kommunikationsinformation anzusteuern, um das Feldgerät-Kommunikationssignal 3 dem Schnittstellenstrom 19 zu überlagern.
Die Ansteuerung des Eingangsanschlusses 51 gemäß der Feldgerät-Kommunikationsinformation erfolgt exemplarisch dadurch, dass ein die Feldgerät-Kommunikationsinformation enthaltenes Ansteuersignal in den Eingangsanschluss 51 eingekoppelt wird, exemplarisch über einen Einkopplungspfad, der einen ersten Kondensator C1 umfasst und an den Eingangsanschluss 51, insbesondere direkt an den vierten Schaltungsknoten K4, angeschlossen ist. Der Einkopplungspfad umfasst exemplarisch ferner einen achten Widerstand R8, der in Reihe zu dem ersten Kondensator C1 geschaltet ist. Der Einkopplungspfad führt von einem Sendeanschluss 55 zu dem Eingangsanschluss 51. Der Sendeanschluss 55 ist mit einer Sendeinheit verbunden, die beispielsweise Teil des Verbrauchers 53 ist und die das Ansteuersignal erzeugt. Die Sendeeinheit umfasst beispielsweise eine HART-Sendeeinheit.
Die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 umfasst zweckmäßigerweise ferner eine Schalteinrichtung 60. Die Schalteinrichtung 60 ist ausgebildet, den AC-Gegenkopplungspfad 58 zu deaktivieren, um die AC-Impedanz zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 zu verringern. Die Schalteinrichtung 60 ist ferner ausgebildet, den AC-Gegenkopplungspfad 58 zu aktivieren, um die AC-Impedanz zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 zu erhöhen. Zweckmäßigerweise ist die Schalteinrichtung 60 ausgebildet, den AC-Gegenkopplungspfad 58 wahlweise zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Die Schalteinrichtung 60 umfasst einen Schalter, der in dem AC-Gegenkopplungspfad 58 angeordnet ist und exemplarisch seriell zum zweiten Kondensator C2 und/oder dem neunten Widerstand R9 geschaltet ist. Durch Öffnen des Schalters wird der AC-Gegenkopplungspfad unterbrochen und somit deaktiviert. Durch Schließen des Schalters wird der AC-Gegenkopplungspfad hergestellt und somit aktiviert.
Die Schalteinrichtung 60 wird exemplarisch über einen Schaltanschluss 57 angesteuert. Der Schaltanschluss 57 ist vorzugsweise mit dem Verbraucher 43, insbesondere der Feldgerät-Steuereinheit, verbunden. Zweckmäßigerweise wird die Schalteinrichtung 60 von der Feldgerät-Steuereinheit angesteuert.
Das Feldgerät 16 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, wahlweise einen Sendemodus oder einen Empfangsmodus einzunehmen. Vorzugsweise ist das Feldgerät 16 ausgebildet, im Sendemodus den AC-Gegenkopplungspfad zu unterbrechen, insbesondere mittels der Schalteinrichtung 60. Zweckmäßigerweise ist das Feldgerät 16 ausgebildet, im Sendemodus den Schnittstellenstrom 19 mit dem Feldgerät-Kommunikationssignal zu überlagern, insbesondere auf die vorstehend erläuterte Art und Weise, um das Feldgerät-Kommunikationssignal an die übergeordnete Steuerung 17 zu übertragen. Ferner ist das Feldgerät 16 ausgebildet, im Empfangsmodus den AC-Gegenkopplungspfad zu herzustellen, insbesondere mittels der Schalteinrichtung 60. Zweckmäßigerweise ist das Feldgerät 16 ausgebildet, im Empfangsmodus das Steuerungs-Kommunikationssignal zu empfangen. Vorzugsweise ist das Feldgerät ausgebildet, vom Sendemodus in den Empfangsmodus umzuschalten und/oder vom Empfangsmodus in den Sendemodus umzuschalten.
Die Feldgerät-Koppeleinrichtung 30 ist zweckmäßigerweise durch die Schalteinrichtung 60 in der Lage, ihre AC-Impedanz zu verändern, insbesondere ohne Einfluss auf die DC-Shunt-Spannung zu nehmen (also beispielsweise auf die über der Bürdenschaltung 44 abfallende DC-Bürdenschaltungs-Spannung). Somit kann zeitweise in eine niederohmigeren Zustand derselben Anordnung gewechselt werden. Dadurch kann beispielsweise ein HART-Sendesignal (beispielsweise das Feldgerät-Kommunikationssignal) auf die 2-Draht Leitung, insbesondere auf den Schnittstellenstrom 19, moduliert werden. In dem Empfangsmodus steht die Bürdenschaltung 44 auf Empfang und ist (in Bezug auf AC-Signale) hochohmig. In dem Sendemodus ist die Bürdenschaltung 44 niederohmig (in Bezug auf AC-Signale) und beispielsweise als HART-Sender ausgeprägt. In beiden Modi wird zweckmäßigerweise die Spezifikation HCF_SPEC-54 erfüllt.
Im Sendemodus, also wenn der AC-Gegenkopplungspfad deaktiviert ist, ist die AC-Impedanz verringert, sodass das Feldgerät-Kommunikationssignal (beispielsweise ein HART-Sendesignal) niederohmig in die Stromschleife eingekoppelt wird. Das Feldgerät-Kommunikationssignal wird mit der Spannungsverstärkung V = -(R1/R8) in die Stromschleife als Spannungsänderung eingekoppelt. Der Kondensator C1 dient der DC-Entkopplung des Feldgerät-Kommunikationssignals bzw. des Ansteuersignals. Das Feldgerät-Kommunikationssignal kann auch als Modulationssignal bezeichnet werden.
Das von der Steuerung 17 zum Feldgerät 16 übertragene Steuerungs-Kommunikationssignal umfasst zweckmäßigerweise ein ersten Steuerungs-Kommunikationssignal und ein zweites Steuerungskommunikationssignal. Das erste Steuerungs-Kommunikationssignal wird zweckmäßigerweise auf den DC-Stromwert des Schnittstellenstroms 19 abgebildet und enthält als Steuerungs-Kommunikationsinformation beispielsweise einen Sollwert. Das zweite Steuerungs-Kommunikationssignal wird zweckmäßigerweise über eine AC-Komponente des Schnittstellenstrom 19 übertragen und ist beispielsweise ein HART-Signal, insbesondere ein Hart-Empfangssignal.
Zweckmäßigerweise ist das Feldgerät 16 ausgebildet, das Steuerungs-Kommunikationssignal, insbesondere das erste Steuerungs-Kommunikationssignal und/oder das zweite Steuerungs-Kommunikationssignal mittels des Messwiderstands R6 zu empfangen. Beispielsweise werden über den Messwiderstand R6 der Sollwert und/oder das HART-Empfangssignal aus der Stromschleife gewonnen. Der Messwiderstand R6 kann auch als sechster Widerstand bezeichnet werden. Der Messwiderstand R6 ist vorzugsweise kleiner als 230 Ohm.
Der Messwiderstand R6 ist zwischen den ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 und den zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 geschaltet ist, und zwar seriell zur Bürdenschaltung 44. Exemplarisch ist der Messwiderstand R6 zwischen den zweiten Schaltungsknoten K2 und einen sechsten Schaltungsknoten K6 geschaltet. Der sechste Schaltungsknoten ist mit dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 und (zweckmäßigerweise über den siebten Widerstand R7) mit einem Empfangsanschluss 54 verbunden. Der Empfangsanschluss 54 ist zweckmäßigerweise mit dem Verbraucher 43, insbesondere der Feldgerät-Steuereinheit, verbunden.
Die von dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt 37 zu dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt 38 abfallende Spannung teilt sich auf in die Bürdenschaltungs-Spannung und eine über dem Messwiderstand R6 abfallende Messspannung. Zweckmäßigerweise ist das Feldgerät 16 ausgebildet, über den Empfangsanschluss 54 das Steuerungs-Kommunikationssignal zu empfangen, insbesondere durch Erfassen der über dem Messwiderstand R6 abfallenden Messspannung.
Beispielsweise ist das Feldgerät 16 ausgebildet, die über dem Messwiderstand R6 abfallende Spannung mit einem (in der Figur nicht gezeigten) Verstärker, insbesondere einem Instrumentenverstärker, zu verstärken und einem (in der Figur nicht gezeigten) Modem, insbesondere einem HART-Modem, zuzuführen. Das Modem führt eine Demodulation des in der Messspannung enthaltenen Steuerungs-Kommunikationssignals durch. Der Verstärker und/oder das Modem sind vorzugsweise Teil des Verbrauchers 43.
Es sei angemerkt, dass die verwendeten Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. lediglich dazu dienen, den jeweiligen Bauteilen eine eindeutige Bezeichnung zu geben. Durch diese Begriffe soll nicht impliziert werden, wie viele Bauteile vorhanden sind. So soll durch die Bezeichnung „neunter Widerstand“ beispielsweise nicht impliziert werden, dass es zwingend neun Widerstände gibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017/025140 [0003]
WO 2006/127421 A2 [0004]
DE 10297504 T5 [0005]

Claims

Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) zur Ankopplung eines Feldgeräts (16) an eine übergeordnete Steuerung (17), umfassend eine Stromschnittstelle mit einem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt (37) und einem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt (38), mit denen die Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) an die übergeordnete Steuerung anschließbar (17) ist, um einen Schnittstellenstrom (19) zu empfangen, ferner umfassend eine zwischen den ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt (37) und den zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt (38) geschaltete Bürdenschaltung (44), die eine ansteuerbare Bürde (B1) umfasst und ausgebildet ist, unter Verwendung der ansteuerbaren Bürde (B1) auf Basis des Schnittstellenstroms (19) eine Versorgungsspannung für das Feldgerät bereitzustellen, wobei die Bürdenschaltung (44) einen AC-Gegenkopplungspfad (58) umfasst, der von einem Ausgangszweig (48) der Bürdenschaltung (44) zu einem Eingangsanschluss (51) der ansteuerbaren Bürde (B1) verläuft und dazu dient, die AC-Impedanz zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt (37) und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt (38) zu erhöhen.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach Anspruch 1, wobei der erste Ausgangszweig (48) einen ersten Bürdenschaltungs-Strom führt, der über die Ansteuerung des Eingangsanschlusses (51) vorgegeben wird.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei der AC-Gegenkopplungspfad (58) einen Hochpass umfasst.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei der AC-Gegenkopplungspfad (58) einen Kondensator (C2) und einen in Reihe zu dem Kondensator (C2) geschalteten Widerstand (R9) umfasst.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach einem voranstehenden Anspruch, ferner umfassend eine Schalteinrichtung (60), die ausgebildet ist, den AC-Gegenkopplungspfad (58) zu deaktivieren, um die AC-Impedanz zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt (37) und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt (38) zu verringern.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) ausgebildet ist, die ansteuerbare Bürde (B1) über den Eingangsanschluss (51) gemäß einer Feldgerät-Kommunikationsinformation anzusteuern, um dem Schnittstellenstrom (19) ein Feldgerät-Kommunikationssignal (3) zu überlagern und so mittels des Feldgerät-Kommunikationssignals die Feldgerät-Kommunikationsinformation an die übergeordnete Steuerung (17) zu übertragen.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach einem voranstehenden Anspruch, ferner umfassend einen Messwiderstand (R6), der zwischen dem ersten Schnittstellen-Anschlusspunkt (37) und dem zweiten Schnittstellen-Anschlusspunkt (38) seriell zur Bürdenschaltung (44) geschaltet ist, wobei die Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) ausgebildet ist, unter Verwendung des Messwiderstands (R6) ein über den Schnittstellenstrom (19) übertragenes Steuerungs-Kommunikationssignal von der übergeordneten Steuerung (17) zu empfangen.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Bürdenschaltung (44) ferner einen Stromverstärker (61) umfasst, der von der Bürde (B1) angesteuert wird und der gemäß dieser Ansteuerung den durch den ersten Ausgangszweig (48) fließenden ersten Bürdenstrom festlegt.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Bürdenschaltung (B1) einen parallel zum ersten Ausgangszweig (48) geschalteten Eingangszweig (47) umfasst, an den der Eingangsanschluss (51) der ansteuerbaren Bürde (B1) angeschlossen ist und wobei der AC-Gegenkopplungspfad (58) von dem ersten Ausgangszweig (48) zu dem Eingangszweig (47) verläuft.
Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach Anspruch 9, wobei der Eingangszweig (47) einen Spannungsteiler umfasst, der auf Basis der über der Bürdenschaltung (44) abfallenden Bürdenschaltungs-Spannung eine Teilspannung bereitstellt, die dem Eingangsanschluss (51) zugeführt wird.
Feldgerät (16), umfassend eine Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Feldgerät (16) ausgebildet ist, die zum Betrieb des Feldgeräts (16) benötigte Energie mittels der Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) auf Basis des Schnittstellenstroms (19) bereitzustellen und mittels der Feldgerät-Koppeleinrichtung (30) über den Schnittstellenstrom (19) mit der übergeordneten Steuerung (17) zu kommunizieren.
Feldgerät (16) nach Anspruch 11, wobei das Feldgerät (16) ausgebildet ist, ein Ventil zu betätigen.