DE102020124434A1

DE102020124434A1 - Feldgeräteadapter zur drahtlosen Datenübertragung

Info

Publication number: DE102020124434A1
Application number: DE102020124434.7A
Authority: DE
Inventors: Harald Schäuble; Reinhard Griech; Simon Gerwig; Marco Buscemi; Julian Bockstaller
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2022-03-24
Also published as: WO2022058104A1

Abstract

Feldgeräteadapter (6) zur drahtlosen Datenübertragung, zumindest aufweisend:- ein Adaptergehäuse (7);- eine in dem Adaptergehäuse (7) angeordnete Adapterelektronik (14) umfassend eine in die erste Verbindungsleitung (25) eingebrachte erste Versorgungsschaltung (15a) zum Bereitstellen einer ersten Versorgungsspannung aus einem in der ersten Verbindungsleitung (25) fließenden Schleifenstrom (I), wobei die erste Versorgungsschaltung (15a) ferner dazu ausgebildet ist, während einer Startphase der Adapterelektronik die erste Versorgungsspannung auf einen ersten Startspannungswert (UStart1) und während einer Betriebsphase die erste Versorgungsspannung auf einen im Verhältnis zum ersten Startspannungswert (UStart1) niedrigeren ersten Betriebsspannungswert (UBetrieb1) umzuschalten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feldgeräteadapter zur drahtlosen Datenübertragung
In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik, werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Bestimmung, Optimierung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also auch Remote I/Os (elektrische Schnittstellen), Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
Gegenwärtig sind in einer Vielzahl der bestehenden Automatisierungsanlagen noch Zweileiterfeldgeräte, die über eine Zweidrahtleitung zu einer übergeordneten Einheit, bspw. eine Steuereinheit SPS, verbunden sind, gängig. Die Zweileiterfeldgeräte sind derartig ausgebildet, dass die Mess- bzw. Stellwerte als Haupt-Prozessvariable über die Zweidrahtleitung bzw. das Zweileiterkabel analog in Form eines 4-20 mA Signals kommuniziert, d.h. übertragen, werden. Zur Übertragung aller anderen Daten hat sich insbesondere das HART Protokoll bewährt, bei welchem dem analogen Stromsignal von 4-20 mA ein Frequenzsignal als digitales Zweileitersignal zur Datenübertragung überlagert wird. Gemäß dem HART Protokoll wird zwischen 1200 Hz und 2200 Hz zur Datenübertragung umgeschaltet, wobei die niedrigere Frequenz für eine logische „1“ und die höhere Frequenz für eine logische „0“ steht. Auf diese Weise bleibt das sich nur langsam veränderliche analoge Stromsignal von der Frequenzüberlagerung unberührt, sodass mittels HART analoge und digitale Kommunikation vereint wird.
Im Zuge der zunehmenden Digitalisierung ist es jedoch wünschenswert, dass die Daten nicht nur über die Zweidrahtleitung, also rein drahtgebunden, übertragen werden können, sondern dass die Daten auch drahtlos kommuniziert werden. Sei es um die Daten drahtlos zu einer Datenbank, bspw. einer Cloud-Datenbank, zu übertragen und dort verfügbar zu machen oder um Daten zwischen dem Feldgerät und einer mobilen Bedieneinheit drahtlos zu übertragen, um bspw. das Feldgerät über das mobile Bediengerät drahtlos zu parametrieren.
Eine Möglichkeit, um die Daten auch drahtlos kommunizieren zu können, besteht in dem Einsatz von sogenannten Feldgeräteadapter. Diese werden bzw. können nachträglich, d.h. nachdem das Feldgerät bereits in Betrieb genommen wurde, installiert werden. Die Feldgeräteadapter werden hierzu in das 4-20 mA Netzwerk, welches zumindest eine übergeordnete Einheit, eine Zweidrahtleitung und ein mit der übergeordneten Einheit über die Zweidrahtleitung verbundenes Feldgerät umfasst, in Reihe zu dem Feldgerät geschaltet. Zum Betreiben des Feldgeräteadapters kann durch eine interne Adapterelektronik ein Spannungsabfall erzeugt werden, sodass die notwendige elektrische Energie zum Versorgen der einzelnen internen elektrischen Komponenten bereitgestellt wird. Der Spannungsabfall sorgt allerdings wiederum dafür, dass eine am Feldgerät anliegende Spannung (Klemmspannung) reduziert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, mit der der Spannungsabfall möglichst geringgehalten werden kann, umso eine möglichst große Klemmspannung an dem Feldgerät bereitstellen zu können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Feldgeräteadapter gemäß Patentanspruch 1.
Der erfindungsgemäße Feldgeräteadapter zur drahtlosen Datenübertragung umfasst zumindest:

- ein Adaptergehäuse mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende ein erstes Anschlusselement und ein zweites Anschlusselement zum elektrischen Anschließen an eine Feldgerätelektronikeines Feldgerätes und das zweite Ende ein drittes Anschlusselement und ein viertes Anschlusselement zum elektrischen Anschließen einer Zweidrahtleitung aufweist;
- eine in dem Adaptergehäuse angeordnete Adapterelektronik, die das erste Anschlusselement mit dem dritten Anschlusselement durch eine erste elektrische Verbindungsleitung und das zweite Anschlusselement mit dem vierten Anschlusselement durch eine zweite elektrische Verbindungsleitung verbindet, wobei die Adapterelektronik eine in die erste Verbindungsleitung eingebrachte erste Versorgungsschaltung zum Bereitstellen einer ersten Versorgungsspannung aus einem in der ersten Verbindungsleitung fließenden Schleifenstrom umfasst, wobei die Adapterelektronik ferner ein HART-Modem, welches auf einem HART Protokoll basiert, umfasst, welches zumindest über einen in der zweiten Verbindungsleitung angeordneten Abgriffspunkt mit der zweiten Verbindungsleitung verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, ein auf den Schleifenstrom aufmoduliertes Zweileitersignal abzugreifen und in ein Signal, vorzugsweise ein UART-Signal zu übersetzen und/oder ein zugeführtes Signal, vorzugsweise ein UART-Signal in ein Zweileitersignal zu übersetzen und das übersetzte Zweileitersignal über den Abgriffspunkt auf den Schleifenstrom aufzumodulieren, wobei die Adapterelektronik ferner ein Funkmodul mit einer Antenne zum Senden und/oder Empfangen umfasst und dazu eingerichtet ist, das durch das HART-Modem übersetzte und zugeführte Signal, vorzugsweise UART-Signal als ein Funksignal auszusenden und/oder ein Funksignal welches durch das HART-Modem in ein Zweileitersignal übersetzt werden soll, zu empfangen und als Signal, vorzugsweise UART-Signal dem HART-Modem zuzuführen, wobei die Adapterelektronik derartig ausgebildet ist, dass die erste Versorgungsschaltung das HART-Modem und/oder das Funkmodul mit der ersten Versorgungspannung speist und wobei die erste Versorgungsschaltung ferner dazu ausgebildet ist, während einer Startphase der Adapterelektronik die erste Versorgungsspannung auf einen ersten Startspannungswert und während einer Betriebsphase die erste Versorgungsspannung auf einen im Verhältnis zum ersten Startspannungswert niedrigeren ersten Betriebsspannungswert umzuschalten.

Erfindungsgemäß wird das Umschalten der ersten Versorgungspannung während der Startphase der Adapterelektronik auf einen höheren Spannungswert als während der eigentlichen Betriebsphase vorgeschlagen. Hierdurch kann im eigentlichen Betrieb (Betriebsphase) die Versorgungsspannung geringer gehalten werden, sodass ein größerer Spannungsabfall an einem in Reihe zu dem Feldgeräteadapter angeschlossenen Feldgerät anliegt.
Über den in Reihe zu dem Feldgerät in die Zweidrahtleitung eingebrachten Feldgeräteadapter können beispielsweise Daten zu einer Cloud-Datenbank übertragen werden. Als Cloud-Datenbank soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Datenbank verstanden werden, die von einem Benutzer über das Internet kontaktiert werden kann. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die Datenbank eine Applikation aufweist, beispielsweise zum Visualisieren der Daten, welche auf der Datenbank abgelegt sind. Ein Benutzer kann per Internet von seinem Gerät, beispielsweise einem PC oder einem mobilen Endgerät, auf die Applikation der Datenbank und somit die Daten zugreifen.
Ebenfalls ist die Bedienung eines „proprietären“ Feldgerätes, welches eigentlich kein Funkmodul aufweist, über den an das Feldgerät angeschlossenen Funkadapter möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräteadapters sieht vor, dass die Adapterelektronik ferner zumindest eine, vorzugsweise parallel zu der ersten Versorgungsschaltung geschaltete erste spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme aufweist, welche dazu eingerichtet ist, einen Spannungsabfall auf einen ersten Ex-Schutz-Spannungswert zu begrenzen, und wobei die erste Versorgungsschaltung dazu eingerichtet ist, während der Startphase der Adapterelektronik auf den durch die erste spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme erzeugten ersten Ex-Schutz-Spannungswert als ersten Startspannungswert umzuschalten. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass die erste Versorgungsschaltung ferner dazu eingerichtet ist, die Umschaltung zwischen dem ersten Ex-Schutz-Spannungswert und dem ersten Betriebsspannungswert derartig durchzuführen, dass die Umschaltung über eine Umschaltzeit erfolgt, die vorzugsweise im Millisekundenbereich liegt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräteadapters sieht vor, dass die Adapterelektronik ferner eine in die zweite Verbindungsleitung eingebrachte zweite Versorgungsschaltung zum Bereitstellen einer zweiten Versorgungsspannung aus dem in der zweiten Verbindungsleitung fließenden Schleifenstrom umfasst und die Adapterelektronik derartig ausgebildet ist, dass die erste Versorgungsschaltung das HART-Modem mit der ersten Versorgungsspannung und die zweite Versorgungsschaltung das Funkmodul mit der zweiten Versorgungspannung, vorzugsweise unabhängig voneinander speist, wobei die zweite Versorgungsschaltung ferner ebenfalls dazu ausgebildet ist, während der Startphase der Adapterelektronik die zweite Versorgungsspannung auf einen zweiten Startspannungswert und während der Betriebsphase die zweite Versorgungsspannung auf einen im Verhältnis zum zweiten Startspannungswert niedrigeren zweiten Betriebsspannungswert umzuschalten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräteadapters sieht vor, dass die Adapterelektronik ferner zumindest eine, vorzugsweise parallel zu der zweiten Versorgungsschaltung geschaltete zweite spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme aufweist, welche dazu eingerichtet ist, einen Spannungsabfall auf einen zweiten Ex-Schutz-Spannungswert zu begrenzen, und wobei die zweite Versorgungsschaltung dazu eingerichtet ist, während der Startphase der Adapterelektronik auf den durch die zweite spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme erzeugten zweiten Ex-Schutz-Spannungswert als zweiten Startspannungswert umzuschalten. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass die zweite Versorgungsschaltung ferner dazu eingerichtet ist, die Umschaltung zwischen dem zweiten Ex-Schutz-Spannungswert und dem zweiten Betriebsspannungswert derartig durchzuführen, dass die Umschaltung direkt, d.h. dass die Umschaltzeit insbesondere deutlich kürzer als eine Millisekunde ist, erfolgt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräteadapters sieht vor, dass die erste und/oder die zweite Versorgungsschaltung jeweils einen Current Shunt Regulator und einen derartig in Reihe zu dem Current Shunt Regulator geschalteten Feldeffekttransistor umfasst bzw. umfassen, dass über ein Signal an einem Gateanschluss des Feldeffekttransistors der Wert der ersten bzw. zweiten Versorgungsschaltung veränderlich ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräteadapters sieht vor, dass das Signal ein pulsweitenmoduliertes Signal umfasst, dessen Pulsweitenverhältnis während der Umschaltzeit, vorzugsweise kontinuierlich, verändert wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Adapterelektronik eine galvanische Trennung aufweist, die das HART-Moden galvanisch von dem Funkmodul trennt und das HART-Modem und das Funkmodul über die galvanische Trennung zumindest das Signal kommunizieren.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das HART-Modem als ein Primary oder Secondary Master gemäß dem HART Protokoll eingerichtet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Adapterelektronik zumindest einen zwischen der ersten Versorgungsschaltung und dem dritten Anschlusselement in die erste Verbindungsleitung eingebrachten Kommunikationswiderstand aufweist.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Adapterelektronik ferner zumindest einen zwischen die zweite Versorgungsschaltung und dem vierten Anschlusselement in die zweite Verbindungsleitung eingebrachten Kommunikationswiderstand aufweist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Funkmodul dazu eingerichtet ist, das Funksignal gemäß eines der folgenden Funkprotokolle:

- ein Bluetooth-Protokoll oder einer davon abgewandelten Variante,
- ein 6LoWPAN-Protokoll,
- ein WirelessHART-Protokoll, und/oder
- ein 6TiSCH-Protokoll

Ferner kann vorgesehen sein, dass das erste Ende des Adaptergehäuses ferner derartig ausgebildet ist, dass das erste Ende ein abgeschlossenes Ende ist, sodass der Feldgeräteadapter und das Feldgerät zwei separat voneinander getrennte mechanische Einheiten bilden.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass das erste Ende des Adaptergehäuses ferner derartig ausgebildet ist, dass der Feldgeräteadapter an ein Feldgerät, bevorzugt einen Kabelverschraubungsanschluss eines Feldgeräts, besonders bevorzugt an ein M20-Kabelverschraubungsanschluss des Feldgerätes mechanisch anschließbar ist, sodass der Feldgeräteadapter und das Feldgerät eine mechanisch verbundene Einheit bilden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1: eine schematische Darstellung eines Zweileiterfeldgerätes, wie es gegenwärtig in einer Vielzahl der bestehenden Automatisierungsanlagen vorzufinden ist und mit welchem rein drahtgebunden über eine Zweidrahtleitung Daten kommuniziert werden können,
2: eine schematische Darstellung eines Feldgeräteadapters,
3: eine Schaltungsbeispiel, wie eine Versorgungsschaltung ausgebildet sein kann,
4: Spannungsverläufe während der Start-, Umschalt- und der eigentlichen Betriebsphase der Adapterelektronik,
5: eine schematische Darstellung eines Feldgerätes, an dem ein Feldgeräteadapter mechanisch angebracht ist, sodass das Feldgerät und der Feldgeräteadapter eine mechanisch verbundene Einheit bilden, und
6: eine schematische Darstellung eines Feldgerätes und eines Feldgeräteadapters, die jeweils eine voneinander getrennte Einheit bilden und über eine Verbindungsleitung elektrisch miteinander verbunden sind.

1 zeigt schematisch ein Zweileiterfeldgerät, welches ein metallisches Gehäuse 2 umfasst, indem eine Feldgeräteelektronik 4 angeordnet ist. Die Feldgeräteelektronik 4 ist derartig ausgebildet, dass diese Anschlussklemmen 13 aufweist, über die eine Zweidrahtleitung 12 elektrisch angeschlossen ist. Über die Zweidrahtleitung wird die Feldgeräteelektronik 4 und somit das Feldgerät 1 an eine, in 1 nicht gesondert dargestellte, übergeordnete Einheit 31 angeschlossen, um mit der übergeordneten Einheit Daten 31 drahtgebunden zu kommunizieren. Hierbei werden die Mess- bzw. Stellwerte als Haupt-Prozessvariable über die Zweidrahtleitung 12 analog in Form eines 4-20 mA Stromsignals kommuniziert und alle anderen Daten werden in Form eines digitalen Zweileitersignals gemäß dem HART Standard übertragen.
Um die von außerhalb des Gehäuses 2 kommende Zweidrahtleitung 12 mit der im Gehäuse 2 angeordneten Feldgeräteelektronik 4 elektrisch kontaktieren zu können, weist das metallische Gehäuse 2 eine Gehäuseöffnung 3 auf. In die Gehäuseöffnung 3 ist eine Kabelverschraubung 5 eingebracht, so dass die Zweidrahtleitung 12 durch die Kabelverschraubung 5 in das Gehäuse 2 einbringbar ist. Die Kabelverschraubung 5 ist vorzugsweise in Form einer PG-Kabelverschraubung, d.h. eine Kabelverschraubung mit Stahlpanzerrohrgewinde, gemäß der im Mai 2014 veröffentlichten Norm DIN EN 62444 ausgebildet. Die Kabelverschraubung 5 kann bspw. als M20, d.h. einen Außendurchmesser von 20 mm aufweisende, PG-Kabelverschraubung ausgebildet sein.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Feldgeräteadapters 6., der in Reihe zu dem Feldgerät 1 geschaltet ist. Der Feldgeräteadapter 6 weist ein Adaptergehäuse 7 mit einer Adapterkammer 10 auf. Das Adaptergehäuse 7 kann derartig ausgebildet sein, dass der Feldgeräteadapter 6 an einem ersten Ende 8 mechanisch an eine Kabelverschraubung 5, insb. eine PG-Kabelverschraubung, eines Feldgerätes 1 befestigbar ist. Vorzugsweise weist das erste Ende 8 des Adaptergehäuses hierfür ein M20 Gewinde auf, über welches der Adapter an die Kabelverschraubung des Feldgerätes mechanisch anschraubbar ist. Insbesondere kann das erste Ende 8 derartig ausgebildet sein, dass es an eine PG-Kabelverschraubung mit einem M20 Gewinde, gemäß der im Mai 2014 veröffentlichten Norm DIN EN 62444, eines Feldgerätes anschließbar ist.
Zur elektrischen Kontaktierung weist der Feldgeräteadapter 6 an seinem ersten Ende 8 ein erstes und ein zweites Anschlusselement 16a und 16b auf. Das erste und zweite Anschlusselement 16a und 16b kann jeweils eine elektrische Anschluss- bzw. Verbindungsleitung zum elektrischen anschließen an eine Feldgeräteelektronik 4 umfassen. Insbesondere kann der Anschluss über eine Zweidrahtleitung 27 erfolgen.
An einem dem ersten Ende 8 gegenüberliegenden zweiten Ende 9, ist das Adaptergehäuse 7 derartig ausgebildet, dass eine Zweidrahtleitung 12 zur Datenübertragung an den Feldgeräteadapter 6 über ein drittes und ein viertes Anschlusselement 11a, 11b elektrisch anschließbar ist. Zum elektrischen Anschließen der Zweidrahtleitung 12 kann das dritte und vierte Anschlusselement 11a und 11b bspw. eine Anschlussklemme umfassen.
Ferner weist der Feldgeräteadapter 6 eine innerhalb der Adapterkammer angeordnete Adapterelektronik 14 auf, die das erste Anschlusselement 16a mit dem dritten Anschlusselement 11a über eine erste elektrische Verbindungsleitung 25 und das zweite Anschlusselement 16b mit dem vierten Anschlusselement 11b über eine zweite elektrische Verbindungsleitung 26 verbindet, so dass der Feldgeräteadapter in Reihe zu dem Feldgerät und der übergeordneten Einheit in die Zweidrahtleitung eingebunden ist.
Über die erste elektrische Verbindungsleitung 25 wird ein Schleifenstrom I von der Zweidrahtleitung 12 zu der Feldgeräteelektronik 4 und über die zweite elektrische Verbindungsleitung 26 wird der Schleifenstrom I wieder zurück zu der an den Feldgeräteadapter 6 angeschlossenen Zweidrahtleitung 12 geführt. Die Adapterelektronik 14 ist also dazu eingerichtet, digitale Zweileitersignal, die gemäß dem HART Standard ausgebildet sind, zwischen der über das dritte und vierte Anschlusselement angeschlossenen Zweidrahtleitung 12 und der über das erste und zweite Anschlusselement 16a 16b angeschlossenen Feldgeräteelektronik 4 in beide Richtungen zu kommunizieren.
Zur autarken Energieversorgung des Feldgeräteadapters 6 weist die Adapterelektronik 14 eine erste Versorgungsschaltung 15a und ggfls. eine zweite Versorgungsschaltung 15b auf, die jeweils eine erste bzw. eine zweite Versorgungsspannung bereitstellen. Die Versorgungsschaltungen 15a, 15b sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausgestaltet und durch eine galvanische Trennung 30 voneinander getrennt.
Die Versorgungsschaltungen 15a, 15b können jeweils eine Z-Diode bzw. Zener-Diode aufweisen, die derartig in die erste bzw. zweite Verbindungsleitung eingebracht sind, dass sie jeweils in Sperrrichtung zu dem durch die erste bzw. zweite Verbindungsleitung fließenden Schleifenstrom geschaltet sind und jeweils ein Spannungsabgriff als erste bzw. zweite Versorgungsspannung über der Diode erfolgen kann. Alternativ können die erste und/oder zweite Versorgungsschaltung 15a und 15b jeweils zumindest einen Current Shunt Regulator, insbesondere einen Higher Current Shunt Regulator aufweisen, die jeweils derartig ausgebildet und in die erste bzw. zweite Verbindungsleitung eingebracht sind, dass jeweils eine fest einstellbare, d.h. von dem Schleifenstrom I zunächst unabhängige erste bzw. zweite Versorgungsspannung U₁, U₂ erzeugt wird.
Erfindungsgemäß ist die erste Versorgungsschaltung 15a dazu ausgebildet, die bereitgestellte erste Versorgungsspannung U₁ während einer Startphase der Adapterelektronik, in der kurzfristig mehr Energie zum Anlaufen der Adapterelektronik benötigt wird, bspw. um Kondensatoren und ähnliche Bauteile zu laden, auf einen Startspannungswert U_Start1 und anschließend während einer Betriebsphase der Adapterelektronik die erste Versorgungsspannung auf einen im Verhältnis zum ersten Startspannungswert U_Start1 niedrigeren ersten Betriebsspannungswert U_Betrieb1 umzuschalten. Eine derartige Startphase dauert typischerweise nicht länger als ca. 200 Millisekunden (ms), vorzugsweise nicht länger als ca. 150 ms, besonders bevorzugt nicht länger als ca. 100 ms. In der an die Startphase anschließende Betriebsphase wird grundsätzlich weniger Energie für den eigentlichen Betrieb des Feldgeräteadapters benötigt. Durch die erfindungsgemäße Umschaltung zwischen dem ersten Startspanungswert und dem ersten Betriebsspannungswert U_Betrieb1 kann während der Betriebsphase, der durch die erste Versorgungsschaltung erzeugte Spannungsabfall klein gehalten werden. Dies führt wiederum dazu, dass eine größere Klemmspannung an dem Feldgerät und somit mehr Energie bereitgestellt werden kann.
Ferner kann die Adapterelektronik 14 spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahmen 28a, 28b und ergänzend ggfls. auch noch strombegrenzende Ex-Schutzmaßnahmen 32a, 32b umfassen, umso den Vorgaben in der Norm IEC EN DIN 60079-ff für die Zündschutzart „Eigensicherheit“ (basiert auf dem Prinzip der Strom- und Spannungsbegrenzung in einem Stromkreis) Rechnung zu tragen. Beispielsweise können die strombegrenzenden Ex-Schutzmaßnahmen 32a und 32b Widerstände umfassen, die in eine Leitung 22a zwischen der ersten Versorgungsschaltung 15a und dem HART-Modem 17 und/oder in eine Leitung 22b zwischen der zweiten Versorgungsschaltung 15b und dem Funkmodul 19 zur jeweiligen Spannungsversorgung eingebracht sein.
Die spannungsbegrenzenden Ex-Schutzmaßnahmen 28a und 28b können jeweils zumindest einen Current Shunt Regulator, insbesondere einen Higher Current Shunt Regulator umfassen, der parallel zur ersten und/oder der zweiten Versorgungsschaltung 15a, 15b geschaltet ist, umso den Spannungsabfall auf einen Ex-Schutz-Spannungswert zu begrenzen. Konkret bedeutet dies, dass die erste spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme 28a dazu eingerichtet ist, einen Spannungsabfall auf einen ersten Ex-Schutz-Spannungswert U_{EX_max1} und (falls vorhanden) die zweite spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme 28b auf einen zweiten Ex-Schutz-Spannungswert U_{EX_max1} zu begrenzen.
Vorteilhafterweise kann nun die erste Versorgungsschaltung 15a dazu eingerichtet sein, während der Startphase der Adapterelektronik auf den durch die erste spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme 28a erzeugten ersten Ex-Schutz-Spannungswert U_{EX_max1} als ersten Startspannungswert, d.h. U_Start1 = U_{EX_max1} umzuschalten. Die erste spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme 28a erfüllt somit quasi eine Doppelfunktion, das Absichern der Adapterelektronik und gleichzeitig das Bereitstellen des ersten Spannungswertes U_Start1 = U_{EX_max1} während der Startphase der Adapterelektronik.
Ergänzend kann die erste Versorgungsschaltung 15a ferner dazu eingerichtet sein, die Umschaltung zwischen dem ersten Ex-Schutz-Spannungswert U_{EX_max1} und dem ersten Betriebsspannungswert U_Betrieb1 derartig durchzuführen, dass die Umschaltung „sanft“, d.h. über eine kontinuierlich monoton abfallende bzw. monoton ansteigende Spannungskurve, erfolgt, wie dies in 4 dargestellt ist. Durch das „sanfte“ Umschalten können Spannungseinbrüche, die zu Fehlfunktionen der Adapterelektronik führen können, vermieden werden.
Falls vorhanden, kann die zweite Versorgungspannung 15b ferner auch dazu ausgebildet sein, während der Startphase der Adapterelektronik die zweite Versorgungsspannung auf einen zweiten Startspannungswert U_Start2 und während der Betriebsphase die zweite Versorgungsspannung auf einen im Verhältnis zum zweiten Startspannungswert U_Start2 niedrigeren zweiten Betriebsspannungswert U_Betrieb2 umzuschalten.
Vorteilhafterweise kann wiederum die zweite Versorgungsschaltung 15b auch dazu eingerichtet sein, während der Startphase der Adapterelektronik auf den durch die zweite spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme 28b erzeugten zweiten Ex-Schutz-Spannungswert U_{EX_max2} als zweiten Startspannungswert, d.h. U_Start2 = U_{EX_max2} umzuschalten. Die zweite spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme 28b erfüllt somit ebenfalls eine Doppelfunktion, das Absichern der Adapterelektronik gegen Überspannungen und gleichzeitig das Bereitstellen des zweiten Spannungswertes U_Start2 = U_{EX_max2} während der Startphase der Adapterelektronik.
3 zeigt, wie eine mögliche Ausgestaltung der ersten und ggfls. auch der zweiten Versorgungschaltung 15a, 15b aussehen kann. Die Versorgungsschaltungen 15a und 15b sind jeweils parallel zu der entsprechenden spannungsbegrenzenden Ex-Schutzmaßnahme 28a bzw. 28b geschaltet. Die Versorgungsschaltungen 15a, 15b umfassen jeweils einen Current Shunt Regulator 151 und einen in Reihe dazu geschalteten Feldeffekttransistor 152 über denen der Spannungsabgriff für die erste bzw. zweite Versorgungsspannung U1 und U2 erfolgt.
Der Current Shunt Regulator 151 ist durch eine an den Pin 1 angelegte Spannung auf einen festen Betriebsspannungswert über den Pins 2 und 3 eingestellt. Beispielsweise kann der Current Shunt Regulator 151 über den Pin 1 so eingestellt sein, dass der Betriebsspannungswert ca. 1,6 V beträgt.
Der Feldeffekttransistor 152 ist über Drain und Source in Reihe zu dem Current Shunt Regulator 151 geschaltet und wird über einen Gateanschluss (Pin 3) angesteuert. Die Ansteuerung kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor 40 erfolgen.
Parallel zu dem Current Shunt Regulator 151 und dem Feldeffekttransistor 152 ist die spannungsbegrenzenden Ex-Schutzmaßnahme 28a bzw. 28b geschaltet, die jeweils derartig ausgebildet sind, dass sie den Spannungsabfall auf einen maximalen Wert (Ex-Schutz-Spannungswert U_{EX_max1} bzw. U_{EX_max2}) begrenzen, umso vor Überspannungen zu schützen.
Durch entsprechende Ansteuerung des Gateanschlusses des Feldeffekttransistors 152 kann zwischen dem Ex-Schutz-Spannungswert als Startspannungswert für die Anlauf- bzw. Startphase der Elektronik und dem eigentlichen Betriebsspannungswert für die Betriebsphase umgeschaltet werden.
Die Umschaltung kann dabei sowohl „soft“ (bei der ersten Versorgungsschaltung 15a) als auch „hart“ (beispielsweise bei der zweiten Versorgungsschaltung 15b) erfolgen. „Hart“ meint hierbei, dass direkt von dem Startspannungswert auf den Betriebsspannungswert umgeschaltet wird. Dies bedeutet, dass die Umschaltungszeit üblicherweise im unteren Mikrosekundenbereich oder sogar noch darunter liegt. „Soft“ meint dagegen, dass die Umschaltung über eine im Vergleich dazu längere Umschaltzeit t_Umschaltung, beispielsweise eine im Millisekundenbereich liegende Umschaltzeit erfolgt.
Die „softe“ Umschaltung kann dabei beispielsweise über ein pulsweitenmoduliertes Signal U_PWM erfolgen, welches an den Gateanschluss des Feldeffekttransistors angelegt wird, dessen Pulsweitenverhältnis (= Verhältnis zwischen Impuls und Pause) während der Umschaltzeit t_Umschaltung, vorzugsweise kontinuierlich, erhöht wird. Durch das Erhöhen des Pulsweitenverhältnis steigt auch die am Gateanschluss anliegende Spannung U_Gate an, sodass die Drain Source Strecke des Feldeffekttransistor, in diesem Fall ein n-Kanal Feldeffekttransistor, zunehmend leitend wird, nachdem der Feldeffekttransistor während der Startphase durch das Signal sperrend geschaltet war, sodass der erste Ex-Schutz-Spannungswert U_{EX_max1} als Startspannungswert zur Spannungsversorgung bereitgestellt wird.
Die Umschaltung kann dabei dadurch erfolgen, dass das Pulsweitenverhältnis kontinuierlich ansteigt, sodass die am Gateanschluss anliegende Spannung U_Gate auch stetig ansteigt. Dies führt dazu, dass die Umschaltung auf die Betriebsspannung sehr langsam erfolgt.
4 zeigt hierzu exemplarisch den Spannungsverlauf der durch die erste Versorgungsschaltung bereitgestellten ersten Versorgungsspannung U1 sowie des pulsweitenmodulierten Signals U_PWM und der Spannung am Gateanschluss des Feldeffekttransistors U_Gate.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nur die erste Versorgungsschaltung zur „soften“ Umschaltung ausgebildet, wohingegen die zweite Versorgungsschaltung zur „harten“ Umschaltung ausgebildet ist. Denkbar ist aber auch, dass die zweite Versorgungsschaltung 15b auch zur „soften“ Umschaltung ausgebildet ist. Denkbar ist ebenfalls, dass die Ansteuerung des Gateanschlusses nicht durch ein pulsweitenmoduliertes Signal, sondern ein anderes entsprechendes Signal, beispielsweise ein rampenförmiges Signal, erfolgt.
Die Adapterelektronik 14 weist ferner ein Funkmodul 19 mit einer Antenne zum Senden bzw. Empfangen von Funksignalen und ein HART-Modem 17 zum Umsetzen/Wandeln der digitalen Zweileitersignal auf. Erfindungsgemäß wird das Funkmodul 19 von einer der beiden Versorgungsschaltungen und das HART-Modem 17 von der anderen Versorgungsschaltung mit Energie versorgt. Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel versorgt die erste Versorgungsschaltung 15a das HART-Modem 17 mit der ersten und die zweite Versorgungsschaltung 15b das Funkmodul 19 mit der zweiten Versorgungsspannung.
Das Funkmodul 19 ist derartig ausgebildet, dass insbesondere Funksignale gemäß einem Bluetooth-Protokoll oder einer davon abgewandelten Variante, ein 6LoWPAN-Protokoll, ein WirelessHART-Protokoll, und/oder ein 6TiSCH-Protokoll, übertragbar sind.
Um die auf der angeschlossenen Zweidrahtleitung 12 kommunizierten digitalen Zweileitersignale abgreifen zu können bzw. auf den Schleifenstrom I aufmodulieren zu können, weist die Adapterelektronik 14 einen in die zweite Verbindungsleitung 26 eingebrachten Abgriffspunkt 23 auf. Der Abgriffspunkt 23 ist vorzugsweise zwischen die in die zweite Verbindungsleitung 26 eingebrachte zweite Versorgungsschaltung 15b und dem vierten Anschlusselement 11b eingebracht. Ferner ist die Adapterelektronik 14 derartig ausgebildet, dass das Funkmodul 19 und das HART-Modem 17 Daten, bspw. über eine UART-Schnittstelle 33, miteinander kommunizieren können. Auf diese Weisen können die durch das Funkmodul 19 empfangenen Funksignale über die UART-Schnittstelle 33 zu dem HART-Modem 17 übertragen werden und von dem HART-Modem 17 in entsprechende digitale Zweilitersignale gewandelt werden, welche wiederum über den Abgriffspunkt 23 auf den Schleifenstrom aufmoduliert werden können. Ebenfalls können die auf dem Schleifenstrom kommunizierten digitalen Zweileitersignale durch das HART-Modem an dem Abgriffspunkt 23 abgegriffen werden und von dem HART-Modem 17 in UART-Signale gewandelt werden, welche wiederum über die UART-Schnittstelle 33 zu dem Funkmodul 19 übertragen werden und von diesem als Funksignale ausgesendet werden.
Um die beiden in den unterschiedlichen Verbindungsleitung sitzenden Versorgungsschaltungen unabhängig voneinander auszubilden, kann die Adapterelektronik eine galvanische Trennung aufweisen, über die lediglich die Daten zwischen dem Funkmodul und dem HART-Modem kommuniziert werden und keine Energie.
Damit die Adapterelektronik 14 die digitalen Zweileitersignale über den Abgriffspunkt 23 abgreifen oder auf den Schleifenstrom I aufmodulieren kann, ist ferner ein Kommunikationswiderstand 18 in der ersten elektrischen Verbindungsleitung 25 vorgesehen. Der Kommunikationswiderstand 18 kann hierbei zwischen der ersten Versorgungsschaltung 15a und dem dritten Anschlusselement 11a in der ersten elektrischen Verbindungsleitung 25 eingebracht sein.
Alternativ kann der Kommunikationswiderstand 18 auch zwischen der zweiten Versorgungsschaltung und dem vierten Anschlusselement in die zweite Verbindungsleitung 26 eingebracht sein. In 2 ist dies exemplarisch durch den gestrichelten Widerstand angedeutet. Es versteht sich von selbst, dass sich in diesem Fall kein Kommunikationswiderstand in der ersten Verbindungsleitung 25 befindet.
Damit die Adapterelektronik 14 digitale Zweileitersignale zu dem Feldgerät 1 kommunizieren kann, ist das HART Modem 17 vorzugsweise als ein sekundärer Master eingerichtet. Auf diese Weise lässt sich bspw. ein Feldgerät 1 drahtlos über Funksignale, die von dem Funkmodul 19 des Feldgeräteadapters 6 empfangen und durch das HART-Moden 17 in entsprechende digitale Zweileitersignale umgewandelt werden, parametrieren.
Alternativ kann das HART Modem 17 auch als Primary Master eingerichtet sein. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn nur eine übergeordnete Einheit 31 ohne HART Kommunikationsmittel und somit kein anderer Primary Master vorhanden ist. In diesem Fall kann, bspw. zur Parametrierung des Feldgerätes, die Adapterelektronik 14 mit der Feldgeräteelektronik 4 über die Zweidrahtleitung 27 mittels HART kommunizieren.
Ergänzend kann die Adapterelektronik 14 EMV- Maßnahmen 29a und 29b aufweisen, die derartig ausgebildet sind, dass zumindest die erste und/oder zweite Versorgungsschaltung 15a, 15b vor EMV-Störungen geschützt sind. Die EMV-Maßnahmen 29a, 29b können insbesondere ein oder mehrere Suppressordioden aufweisen, die zumindest zu der ersten bzw. zweiten Versorgungsschaltung 15a, 15b parallelgeschaltet sind. Je nach dem in welcher Verbindungsleitung der Kommunikationswiderstand 18 angeordnet ist, ist die Suppressordiode zu der in dieser Versorgungsleitung befindlichen Versorgungsschaltung und dem Kommunikationswiderstand parallelgeschaltet.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Feldgerätes 1, an dem ein Feldgeräteadapter 6 mit seinem ersten Ende 8 mechanisch angebracht ist, sodass das Feldgerät 1 und der Feldgeräteadapter 6 eine mechanisch verbundene Einheit bilden. Der Feldgeräteadapter 6 kann dabei, wie in 3 dargestellt, derartig angeordnet sein, dass er sich zwischen der Gehäuseöffnung 3 des Feldgerätes 1 und der eigentlich auf die Gehäuseöffnung des Feldgerätes gehörende Kabelverschraubung 5 befindet. In diesem Fall ist das Adaptergehäuse 7 derartig ausgebildet, dass die Kabelverschraubung 5 an dem entsprechend ausgebildeten zweiten Ende 9 befestigbar bzw. anschraubbar ist. Beispielsweise kann das zweite Ende 9 in Form einer PG-Kabelverschraubung mit einem M20 Gewinde gemäß der im Mai 2014 veröffentlichten Norm DIN EN 62444 ausgebildet sein.
Alternativ kann der Feldgeräteadapter 6 auch derartig ausgebildet sein, dass das Adaptergehäuse 7 als Kabelverschraubung dient und somit eine separate Kabelverschraubung beim Anschließen an das Feldgerät 1 entfällt.
In beiden Fällen bilden das Feldgerät 1 und der an die Gehäuseöffnung 3 des Feldgerätes 1 mechanisch angebrachte Feldgeräteadapter eine mechanisch verbundene Einheit.
Im Gegensatz dazu, zeigt 6 eine schematische Darstellung eines Feldgerätes 1 und eines Feldgeräteadapters 6, die jeweils eine, voneinander getrennte mechanische Einheit bilden und elektrisch über eine Verbindungsleitung, insbesondere eine zweite Zweidrahtleitung 27miteinander verbunden sind. Dadurch, dass der Feldgeräteadapter 6 nur über die Verbindungsleitung 27 elektrisch und nicht über eine mechanische Verbindung mit dem Feldgerät 1 verbunden ist, ist der Feldgeräteadapter 6 flexibel in einer Automatisierungsanlage platzierbar, sodass er sich quasi unabhängig vom Einbauort des Feldgerätes 1 aufstellen lässt.
Bezugszeichenliste

1: Feldgerät der Automatisierungstechnik
2: Feldgerätegehäuse
3: Gehäuseöffnung
4: Feldgeräteelektronik
5: Kabelverschraubung
6: Feldgeräteadapter
7: Adaptergehäuse
8: Erstes Ende des Adaptergehäuses
9: Zweites Ende des Adaptergehäuses
10: Adapterkammer
11a: Drittes Anschlusselement
11b: Viertes Anschlusselement
12: (Erste) Zweidrahtleitung
13: Anschlussklemmen des Feldgerätes
14: Adapterelektronik
15a: Erste Versorgungsschaltung zur Speisung des HART Modems
15b: Zweite Versorgungsschaltung zur Speisung des Funkmoduls
151: Current Shunt Regulator
152: Feldeffekttransistor
16a: Erstes Anschlusselement
16b: Zweites Anschlusselement
17: HART Modem
18: Kommunikationswiderstand
19: Funkmodul
20: Mechanisches Anschlusselement, bspw. M20-Gewinde zum mechanischen Anschluss des Adapters an eine Kabelverschraubung eines Feldgerätes
21: Bidirektionale galvanisch getrennte Datenübertragungseinheit
22a, 22b: Leitungen zur Spannungsversorgung
23: Abgriffspunkt
25: Erste elektrische Verbindungsleitung
26: Zweite elektrische Verbindungsleitung
27: Verbindungsleitung, vorzugsweise zweite Zweidrahtleitung
28: Spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahmen, insb. Higer Current Shunt Regulators
29: EMV-Maßnahmen
30: Galvanische Trennung
31: Übergeordnete Einheit, z.B. Leitsystem
32: Strombegrenzende Ex-Schutzmaßnahmen, insb. Widerstände
33: Schnittstelle, insb. UART-Schnittstelle
I: Schleifenstrom
U1, U2: Erste bzw. Zweite Versorgungspannung
UPWM: Spannung am Gateanschluss des Feldeffekttransistors
tStart: Startzeit in der Startphase
tUmschaltung: Umschaltzeit
tBetrieb: Betriebszeit

Claims

Feldgeräteadapter (6) zur drahtlosen Datenübertragung, zumindest aufweisend: - ein Adaptergehäuse (7) mit einem ersten Ende (8) und einem zweiten Ende (9), wobei das erste Ende (8) ein erstes Anschlusselement (16a) und ein zweites Anschlusselement (16b) zum elektrischen Anschließen an eine Feldgerätelektronik (4) eines Feldgerätes (1) und das zweite Ende (9) ein drittes Anschlusselement (11a) und ein viertes Anschlusselement (11b) zum elektrischen Anschließen einer Zweidrahtleitung (12) aufweist; - eine in dem Adaptergehäuse (7) angeordnete Adapterelektronik (14), die das erste Anschlusselement (16a) mit dem dritten Anschlusselement (11a) durch eine erste elektrische Verbindungsleitung (25) und das zweite Anschlusselement (16b) mit dem vierten Anschlusselement (11b) durch eine zweite elektrische Verbindungsleitung (26) verbindet, wobei die Adapterelektronik (14) eine in die erste Verbindungsleitung (25) eingebrachte erste Versorgungsschaltung (15a) zum Bereitstellen einer ersten Versorgungsspannung aus einem in der ersten Verbindungsleitung (25) fließenden Schleifenstrom (I) umfasst, wobei die Adapterelektronik (14) ferner ein HART-Modem (17), welches auf einem HART Protokoll basiert, umfasst, welches zumindest über einen in der zweiten Verbindungsleitung angeordneten Abgriffspunkt (23) mit der zweiten Verbindungsleitung verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, ein auf den Schleifenstrom (I) aufmoduliertes Zweileitersignal abzugreifen und in ein Signal, vorzugsweise ein UART-Signal zu übersetzen und/oder ein zugeführtes Signal, vorzugsweise ein UART-Signal in ein Zweileitersignal zu übersetzen und das übersetzte Zweileitersignal über den Abgriffspunkt (23) auf den Schleifenstrom (I) aufzumodulieren, wobei die Adapterelektronik ferner ein Funkmodul (19) mit einer Antenne zum Senden und/oder Empfangen umfasst und dazu eingerichtet ist, das durch das HART-Modem (17) übersetzte und zugeführte Signal, vorzugsweise UART-Signal als ein Funksignal auszusenden und/oder ein Funksignal welches durch das HART-Modem (17) in ein Zweileitersignal übersetzt werden soll, zu empfangen und als Signal, vorzugsweise UART-Signal dem HART-Modem zuzuführen, wobei die Adapterelektronik derartig ausgebildet ist, dass die erste Versorgungsschaltung (15a) das HART-Modem (17) und/oder das Funkmodul (19) mit der ersten Versorgungspannung speist und wobei die erste Versorgungsschaltung (15a) ferner dazu ausgebildet ist, während einer Startphase der Adapterelektronik die erste Versorgungsspannung auf einen ersten Startspannungswert (U_Start1) und während einer Betriebsphase die erste Versorgungsspannung auf einen im Verhältnis zum ersten Startspannungswert (U_Start1) niedrigeren ersten Betriebsspannungswert (U_Betrieb1) umzuschalten.
Feldgeräteadapter nach Anspruch 1, wobei die Adapterelektronik (14) ferner zumindest eine, vorzugsweise parallel zu der ersten Versorgungsschaltung (15a) geschaltete erste spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme (28a) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, einen Spannungsabfall auf einen ersten Ex-Schutz-Spannungswert (U_{EX_max1}) zu begrenzen, und wobei die erste Versorgungsschaltung (15a) dazu eingerichtet ist, während der Startphase der Adapterelektronik auf den durch die erste spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme (28a) erzeugten ersten Ex-Schutz-Spannungswert (U_{EX_max1}) als ersten Startspannungswert (d.h. U_Start1 = U_{EX_max1}) umzuschalten.
Feldgeräteadapter nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Versorgungsschaltung (15a) ferner dazu eingerichtet ist, die Umschaltung zwischen dem ersten Ex-Schutz-Spannungswert (U_{EX_max1}) und dem ersten Betriebsspannungswert (U_Betrieb1) derartig durchzuführen, dass die Umschaltung über eine Umschaltzeit erfolgt, die vorzugsweise im Millisekundenbereich liegt.
Feldgeräteadapter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Adapterelektronik ferner eine in die zweite Verbindungsleitung (26) eingebrachte zweite Versorgungsschaltung (15b) zum Bereitstellen einer zweiten Versorgungsspannung aus dem in der zweiten Verbindungsleitung (26) fließenden Schleifenstrom (I) umfasst und die Adapterelektronik derartig ausgebildet ist, dass die erste Versorgungsschaltung (15a) das HART-Modem (17) mit der ersten Versorgungsspannung und die zweite Versorgungsschaltung (15b) das Funkmodul (19) mit der zweiten Versorgungspannung, vorzugsweise unabhängig voneinander speist, wobei die zweite Versorgungsschaltung (15b) ferner ebenfalls dazu ausgebildet ist, während der Startphase der Adapterelektronik die zweite Versorgungsspannung auf einen zweiten Startspannungswert (U_Start2) und während der Betriebsphase die zweite Versorgungsspannung auf einen im Verhältnis zum zweiten Startspannungswert (U_Start2) niedrigeren zweiten Betriebsspannungswert (U_Betrieb2) umzuschalten.
Feldgeräteadapter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Adapterelektronik (14) ferner zumindest eine, vorzugsweise parallel zu der zweiten Versorgungsschaltung (15b) geschaltete zweite spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme (28b) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, einen Spannungsabfall auf einen zweiten Ex-Schutz-Spannungswert (U_{EX_max2}) zu begrenzen, und wobei die zweite Versorgungsschaltung (15b) dazu eingerichtet ist, während der Startphase der Adapterelektronik auf den durch die zweite spannungsbegrenzende Ex-Schutzmaßnahme (28b) erzeugten zweiten Ex-Schutz-Spannungswert (U_{EX_max2}) als zweiten Startspannungswert (d.h. U_Start2 = U_{EX_max2}) umzuschalten.
Feldgeräteadapter nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zweite Versorgungsschaltung (15b) ferner dazu eingerichtet ist, die Umschaltung zwischen dem zweiten Ex-Schutz-Spannungswert (U_{EX_max2}) und dem zweiten Betriebsspannungswert (U_Betrieb2) derartig durchzuführen, dass die Umschaltung direkt, d.h. dass die Umschaltzeit insbesondere deutlich kürzer als eine Millisekunde ist, erfolgt.
Feldgeräteadapter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Versorgungsschaltung (15a, 15b) jeweils einen Current Shunt Regulator und einen derartig in Reihe zu dem Current Shunt Regulator geschalteten Feldeffekttransistor umfasst bzw. umfassen, dass über ein Signal an einem Gateanschluss des Feldeffekttransistors der Wert der ersten bzw. zweiten Versorgungsschaltung veränderlich ist.
Feldgeräteadapter nach dem vorhergehenden Anspruch sowie Anspruch 3, wobei das Signal ein pulsweitenmoduliertes Signal umfasst, dessen Pulsweitenverhältnis während der Umschaltzeit, vorzugsweise kontinuierlich, verändert wird.