DE102020210429A1

DE102020210429A1 - Verfahren für schleifengespeiste Verbraucher

Info

Publication number: DE102020210429A1
Application number: DE102020210429.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Isenmann; Ralf Schätzle; Juan Garcia; Ralf Höll
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2020-08-17
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2022-02-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messgerät und/oder Feldgerät (100) mit einem Sensor zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung, zur Durchflussmessung, zur Druckmessung und/oder zur Temperaturmessung. Das Messgerät (100) weist ein Sensorgerät (120) und ein Verbrauchergerät (140) auf, die seriell in einer Zweileiterschleife (180) angeordnet sind, wobei das Verbrauchergerät (140) eine Vielzahl von Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) aufweist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Bestimmen einer aktuellen Spannung (U2) an dem Sensorgerät (120); und, wenn die aktuelle Spannung (U2) kleiner ist als eine vordefinierte Spannung (Umin), abschalten mindestens einer der Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) des Verbrauchergeräts (140).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Messgerät, z.B. ein Feldgerät, mit einem Sensor zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung, zur Durchflussmessung, und/oder zur Druckmessung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein schleifengespeistes Messgerät oder Feldgerät, ein Verfahren, eine Verwendung, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.
Hintergrund
Zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung, zur Durchflussmessung, zur Druckmessung und/oder zur Temperaturmessung werden in vielen Fällen Messgeräte, z.B. Feldgeräte, eingesetzt, die mit einem Sensor über eine Zweileiterschleife verbunden sind. Dabei können, je nach Einsatzfall, verschiedene Arten von Sensoren verwendet werden, beispielsweise ein Impedanzgrenzschalter, ein Vibrationsgrenzschalter, ein Hochfrequenzfrontend, z.B. ein Radarsensor, und/oder weitere Arten von Sensoren. Das Messgerät kann weitere Verbraucher - z.B. ein Anzeigegerät - aufweisen, die ebenfalls in der Zweileiterschleife angeordnet sind. Für zumindest manche Messgeräte kann die verfügbare Leistung in einer Zweileiterschleife begrenzt sein, z.B. weil die speisende Einheit bzw. Stromversorgung leistungsbegrenzt ist. Dies trifft beispielsweise bei sog. eigensicheren Trennbarrieren (speisende Einheit) zu, die zur Speisung des Zweileiters z.B. für Applikationen in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise zum Reduzieren der angebotenen Leistung bei dem Messgerät geschehen, oder aus Sicherheitsgründen. Durch die Leistungsbegrenzung kann die Funktionsweise zumindest einiger Arten von Sensoren und/oder die Übermittlung der Messwerte des Sensors beeinträchtigt sein.
Zusammenfassung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Funktionsweise eines Messgeräts, z.B. eines Feldgeräts, zumindest teilweise zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren für ein schleifengespeistes Messgerät, z.B. ein Feldgerät, zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung, zur Druckmessung und/oder zur Temperaturmessung, wobei das Messgerät ein Sensorgerät und ein Verbrauchergerät aufweist, die seriell in einer Zweileiterschleife angeordnet sind, und wobei das Verbrauchergerät eine Vielzahl von Funktionseinheiten aufweist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Bestimmen einer aktuellen Spannung an dem Sensorgerät; und, wenn die aktuelle Spannung kleiner ist als eine vordefinierte Spannung, abschalten mindestens einer der Funktionseinheiten des Verbrauchergeräts.
Ein schleifengespeistes Messgerät kann beispielsweise als Feldgerät ausgeführt sein. Im Folgenden gelten die Ausführungen zu einem Feldgerät in analoger Weise für eine Vielzahl von Messgeräten. Bei einem schleifengespeisten Messgerät, z.B. einem Feldgerät, werden zumindest einige Komponenten des Feldgeräts, z.B. der Sensor des Feldgeräts, durch einen Feldbus in Form einer Zweileiterschleife mit Leistung versorgt. Weiterhin kann die Zweileiterschleife zur Übermittlung von Daten des Sensors dienen, z.B. von Messdaten oder Spezifikationsdaten des Sensors. Die Zweileiterschleife kann alternativ oder zusätzlich zur Übermittlung von weiteren Daten verwendet werden, die von weiteren Komponenten des Feldgeräts erzeugt werden können. Der Feldbus bzw. die Zweileiterschleife kann dabei eines oder mehrere Protokolle unterstützen. Zumindest einige Zweileiterschleifen können zur gleichzeitigen Übertragung von Leistung und von Daten eingerichtet sein. In manchen Fällen kann dabei die Leistungsversorgung, z.B. des Sensors, mit der Datenübermittlung, beispielsweise mit der korrekten Übermittlung der Messwerte des Sensors und/oder anderer Daten vom Sensor und/oder von weiteren Komponenten kollidieren. Dies kann beispielsweise bei Protokollen der Fall sein, bei denen die speisende Einheit bzw. Stromversorgung leistungsbegrenzt ist und/oder die Daten mittels eines eingeprägten Stroms übermittelt werden, wie dies z.B. beim sog. HART-Protokoll (HART: Highway Addressable Remote Transducer), bei dem sog. „Brain-Protokoll“ (Yokogawa), Baily (STC02), Foxcom und/oder weiteren derartigen Protokollen der Fall ist.
Das schleifengespeiste Feldgerät kann zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung, zur Erfassung der Topologie einer Füllgutoberfläche und/oder zur Durchflussmessung, zur Druckmessung beispielsweise in einem Behälter oder einem Gerinne verwendet werden. Der Sensor oder das Sensorgerät kann ein Impedanzgrenzschalter, ein Vibrationsgrenzschalter, ein Füllstandmessgerät mit einem Hochfrequenzfrontend, Ultraschallfrontend oder Laserfrontend, oder eine radiometrische Messvorrichtung sein. Das Verbrauchergerät kann in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Sensorgerät angeordnet sein, oder in einem getrennten Gehäuse. Das Verbrauchergerät kann eine Vielzahl von Funktionseinheiten aufweisen, beispielsweise ein Anzeigegerät und/oder ein Messwiderstand.
Für das Verfahren kann das Bestimmen einer aktuellen Spannung an dem Sensorgerät explizit und/oder implizit erfolgen. Beispiele für eine explizite Bestimmung kann eine Spannungsmessung innerhalb der Zweileiterschleife sein, beispielsweise an einem wohldefinierten Punkt in der Nähe des Verbrauchergeräts, eine Stromüberwachung oder eine Leistungsüberwachung in der Zweileiterschleife. Eine implizite Bestimmung kann beispielsweise durch Feststellen eines „Absturzes“ des Sensors oder des Verbrauchergeräts durchgeführt werden, z.B. mittels einer kondensatorgepufferten Funktionseinheit. Das Bestimmen der aktuellen Spannung an dem Sensorgerät kann z.B. bei der Herstellung, oder regelmäßig oder auch ereignisgetriggert - z.B. durch einen „Absturz“ - durchgeführt werden.
Wenn die aktuelle Spannung kleiner ist als eine vordefinierte Spannung, kann das Abschalten oder Deaktivieren mindestens einer der Funktionseinheiten des Verbrauchergeräts veranlasst werden. Das Abschalten kann z.B. durch eine der Funktionseinheiten geschehen. Die abzuschaltenden Funktionseinheiten können zufällig oder gezielt ausgewählt werden. Das Abschalten kann beispielsweise sukzessiv geschehen, etwa in der Weise, dass zunächst eine einzelne Funktionseinheit abgeschaltet wird und, wenn die aktuelle Spannung anschließend immer noch kleiner ist als die vordefinierte Spannung, eine weitere Funktionseinheit abgeschaltet wird, usw. Das Abschalten kann auch mehrere Funktionseinheiten umfassen. Das Abschalten der Art und/oder Anzahl der Funktionseinheiten kann von der gemessenen Spannung abhängig sein. Welche Funktionseinheiten abzuschalten sind, kann z.B. von deren Leistungsbedarf, von deren funktionaler Notwendigkeit und/oder von den bereits abgeschalteten Funktionseinheiten abhängig sein. Die vordefinierte Spannung kann z.B. die minimale Spannung sein, die für das Funktionieren des Sensorgeräts - z.B. für eine Messung und/oder Datenübermittlung - erforderlich ist. Es kann in einigen Fällen, gewissermaßen als „Sicherheitsabstand“ auch eine etwas höhere Spannung als vordefinierte Spannung gewählt werden.
Damit können beispielsweise Leistungsprobleme in der Stromschleife erkannt werden. Dies kann verwendet werden, um mit weniger Leistung in der Stromschleife auszukommen. Daraus kann vorteilhafterweise resultieren, dass das Feldgerät über den gesamten Arbeitsbereich stabil arbeiten kann. Das Erkennen kann auch mit weiteren Maßnahmen kombiniert werden. Beispiele für derartige Maßnahmen können das Abspeichern und/oder Anzeigen der abgeschalteten Funktionseinheiten umfassen. So können die Maßnahmen beispielsweise dazu führen, dass beim nächsten Hochfahren weniger Funktionseinheiten aktiv sind. Es können dabei in manchen Fällen die meisten oder sogar alle Funktionseinheiten deaktiviert werden, so dass das Feldgerät die Last in der Zweileiterschleife minimiert. Damit kann die Wahrscheinlichkeit, dass beim nächsten Hochfahren oder Starten des schleifengespeisten Verbrauchers die Stromschleife oder Zweileiterschleife im vorgegebenen Leistungsbereich betrieben werden kann, steigen.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens kann darin bestehen, dass damit auch auf nicht-geplante und/oder unerwartete Probleme reagiert werden kann. Ein Beispiel kann das Auftreten von höheren Temperaturen sein, welche die daraus resultierenden höheren Gesamtlasten und/oder Widerstände können im laufenden Betrieb negativ beeinflussen können. So kann die Stromschleife beispielsweise bei 20°C noch hinreichend funktionieren, bei 60°C - z.B. aufgrund veränderter, erhöhter Widerstände in der Stromschleife - aber nicht mehr. Das Hochfahren vom schleifengespeisten Anzeiger kann dann durch Abschalten von Funktionseinheiten die Leistungsbilanz in der Stromschleife wieder „kompensieren“ und damit in einen funktionierenden Bereich bringen, d.h. „gangfähig machen“.
Ein weiteres Beispiel kann das Reagieren auf Korrosion(en) umfassen, die z.B. von erhöhten Übergangswiderständen bei Verdrahtungen verursacht sein können. Das Abschalten kann, z.B. zusammen mit Diagnosemaßnahmen, zum Erkennen der Ursachen beitragen. Das Verfahren kann auch als Teil einer vorbeugenden Wartung in Bezug auf mögliche Probleme eingesetzt werden, wie z.B. um Korrosion, Temperatureinwirkungen und weitere Probleme rechtzeitig zu erkennen. Dies kann zu einer Reduktion der Stillstände einer gesamten Anlage von Teilen betragen. Ein Vorteil besteht auch darin, dass das Verfahren auch unabhängig von der Analyse der Ursache gewissermaßen „Sofortmaßnahmen“ einleiten kann, um die Funktionsfähigkeit der Anlage zu gewährleisten, so dass zumindest in manchen Fällen Zeit für eine gründliche Analyse der Ursache(n) gewonnen werden kann. Dies kann sogar im Fall einer überlasteten, falsch ausgelegten Stromschleife zur Funktionsfähigkeit des Feldgeräts beitragen. Auch bei einer Nachrüstung von Funktionseinheiten kann damit z.B. eine fehlerhafte Dimensionierung schneller erkannt werden und/oder kann deren Wirkung abmildern.
In einigen Ausführungsformen ist jeder der Funktionseinheiten eine Priorität zugeordnet und das Abschalten erfolgt gemäß der Priorität. Die Priorität kann zum Beispiel von dem Stromverbrauch und/oder der Funktionsweise der Funktionseinheiten abhängig sein. Die Priorität kann fest sein, oder kann in manchen Ausführungsformen variiert werden. So kann z.B. der Funkeinheit, eine niedrige Priorität zugeordnet sein, etwa wegen deren hohen Stromverbrauchs, aber deren Priorität kann in definierten Abständen hochgesetzt werden, um eine Übertragung von Daten zu ermöglichen. Mit dem Zuordnen einer Priorität kann ein gezieltes Abschalten möglich werden. Dies kann dazu beitragen, dass die korrekte Gesamtfunktion des Feldgeräts länger gewährleistet ist.
In einer Ausführungsform wird nach dem Bestimmen der aktuellen Spannung höchstens eine Funktionseinheit abgeschaltet. Dies kann vorteilhafterweise zu einer einfacheren Gestaltung der Steuereinheiten betragen.
In einigen Ausführungsformen wird vor dem Abschalten eine Liste der abzuschaltenden und/oder der einzuschaltenden Funktionseinheiten gespeichert. Diese Liste kann z.B. in einem Speicher des Verbrauchergeräts gespeichert werden. Der Speicher kann als ein nicht-flüchtiger Speicher ausgelegt sein, so dass die Liste auch nach einem „Absturz“ oder einem Herunterfahren des Feldgeräts erhalten bleibt. Damit kann vorteilhafterweise ein möglicher Schleifenstillstand rechtzeitig, z.B. vor einem Ausfall, gespeichert werden.
In einigen Ausführungsformen wird die Liste der abzuschaltenden und/oder der einzuschaltenden Funktionseinheiten beim Hochfahren des Feldgeräts für das Einschalten der Funktionseinheiten verwendet. Dementsprechend kann durch die Liste auch bestimmt sein, welche Funktionseinheiten abgeschaltet werden oder abgeschaltet bleiben. Dies kann von einer Implementierung abhängig sein. Dies kann sowohl für ein sukzessives Abschalten verwendet werden als auch für ein Abschalten mehrerer Funktionseinheiten. Dies kann dazu beitragen, nach dem Einschalten das Feldgerät funktionsfähig zu halten, so dass dieses gegebenenfalls über den gesamten Arbeitsbereich stabil arbeiten kann.
In einigen Ausführungsformen wird die Liste der abzuschaltenden und/oder der einzuschaltenden Funktionseinheiten in einem Display angezeigt, und/oder an eine externe Anzeigeeinheit und/oder an ein weiteres System übermittelt. Das Display kann beispielsweise als ein Niedrigenergie-Display ausgeführt sein, z.B. als sog. elektronisches Papier oder „e-paper“. Die Liste kann z.B. über die Zweileiterschleife, über einen drahtgebundenen und/oder einen drahtlosen Kanal an die externe Anzeigeeinheit übermittelt werden. Der drahtlose Kanal kann z.B. als Niedrigenergieweitverkehrsnetzwerk (Low Power Wide Area, LPWA-Netzwerke) oder als Netzwerk mit geringer Reichweite, z.B. Bluetooth, ausgeführt sein. Das Netzwerk kann bidirektional ausgeführt sein, z.B. auch zur Parametrierung der Funktionseinheiten und/oder des Sensorgeräts geeignet sein. Die externe Anzeigeeinheit und/oder das weitere System kann als Einzelgerät, als Automationssystem, und/oder als Teil davon - z.B. in einem Diagnosemodul - realisiert sein. Die externe Anzeigeeinheit kann vorteilhafterweise verwendet werden, um eine Gesamtübersicht über das Automationssystem zu erhalten und/oder um die Diagnose der Problemursache zu verbessern. Durch die Meldung und/oder die Visualisierung des Problems kann der Anlagenbetreiber vorteilhafterweise die Stromschleife gezielt korrigieren und/oder zentral eine Verschlechterung erfassen.
In einigen Ausführungsformen ist die Zweileiterschleife eine 4..20mA-Zweileiterschleife. Die Zweileiterschleife kann beispielsweise das HART-Protokoll (HART: Highway Addressable Remote Transducer) unterstützen. Damit kann das Verfahren die Vorteile eines standardisierten Protokolls nutzen.
Ein Aspekt betrifft ein schleifengespeistes Feldgerät zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung, zur Druckmessung und/oder zur Temperaturmessung. Das Feldgerät weist ein Sensorgerät und ein Verbrauchergerät auf, die seriell in einer Zweileiterschleife angeordnet sind, wobei das Verbrauchergerät eine Vielzahl von Funktionseinheiten aufweist. Das Verbrauchergerät ist dazu eingerichtet, ein Verfahren wie oben und/oder nachfolgend beschrieben durchzuführen.
Das Sensorgerät kann ein Impedanzgrenzschalter, ein Vibrationsgrenzschalter, ein Füllstandradar bzw. ein Radarfüllstandmessgerät, oder eine radiometrische Messvorrichtung sein. Das Verbrauchergerät kann in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Sensorgerät angeordnet sein, oder in einem getrennten Gehäuse.
Das Verbrauchergerät weist einen Messwiderstand (beim HART Protokoll der sogenannte HART-Widerstand), eine Messeinrichtung, ein Display, eine Beleuchtung, eine Kommunikationseinheit, eine Funkeinheit, eine Recheneinheit, und/oder einen Speicher auf. Die Kommunikationseinheit kann drahtgebunden und/oder drahtlos ausgeführt sein. Bei der drahtlosen Kommunikationseinheit und der Funkeinheit kann es sich um dieselbe Funktionseinheit oder um getrennt Funktionseinheiten handeln. Die drahtlose Kommunikation kann z.B. über ein Niedrigenergieweitverkehrsnetzwerk (Low Power Wide Area Network, LPWAN) oder über ein Netzwerk mit geringer Reichweite, z.B. Bluetooth, durchgeführt werden.
In einigen Ausführungsformen ist das Feldgerät zur Leistungsversorgung über die Zweileiterschleife mittels eines Transmitterspeisegeräts eingerichtet. Dies kann den Einsatz von breit verfügbaren Komponenten ermöglichen, was zu einer höheren Verfügbarkeit und/oder zu einer besseren Kostensituation des Feldgeräts beitragen kann.
In einer Ausführungsform weist das Transmitterspeisegerät eine Ausgangsspannung von etwa 24 V oder von maximal etwa 17 V auf. Transmitterspeisegerät, die für maximal 17 V, oder 16.. 17 V, zugelassen sind, können eigensichere Geräte sein, die beispielsweise für eine explosionsgefährdete Umgebung zertifiziert sind. Es können auch weitere Speisegeräte eingesetzt werden, deren Speise-Spannung begrenzt sein kann. Dies kann die Feldgeräte für kritische Anwendungen, z.B. für Ex-Anwendungen (in explosionsgefährdeter Umgebung), geeignet und/oder zertifizierbar machen.
Ein Aspekt betrifft eine Verwendung eines Feldgeräts wie oben und/oder nachfolgend beschrieben oder eines Verfahrens wie oben und/oder nachfolgend beschrieben zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung und/oder zur Druckmessung, und/oder für Messungen in einer explosionsgefährdeten Umgebung. Die explosionsgefährdete Umgebung kann eine Umgebung gemäß Exi IIC einschließen. Damit können beispielsweise auch Stromschleifen realisiert werden, die mit relativ wenig Versorgungsspannung vom Transmitterspeisegerät auskommen müssen. Mindestens eines der genannten Verfahren kann dabei als helfendes Instrument zur Fehlererkennung verwendet werden.
Ein Aspekt betrifft ein Programmelement, welches, wenn es auf einem Feldgerät wie oben und/oder nachfolgend beschrieben ausgeführt wird, das Feldgerät anweist, ein Verfahren wie oben und/oder nachfolgend beschrieben durchzuführen.
Ein Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement wie oben beschrieben gespeichert ist.
Zur weiteren Verdeutlichung wird die Erfindung anhand von in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiel, nicht aber als Einschränkung zu verstehen. Die Darstellungen in den folgenden Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.
Figurenliste
Es zeigt:

1 eine schematische Skizze eines schleifengespeisten Feldgeräts gemäß einer Ausführungsform;
2a eine schematische Skizze einer Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform;
2b eine schematische Skizze einer Stromversorgung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
3 ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt eine schematische Skizze eines schleifengespeisten Feldgeräts 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Feldgerät 100 weist eine Zweileiterschleife oder Stromschleife 180 auf, die mit einer Spannung U₁ versorgt wird. Die Spannung U₁ kann von einem Transmitterspeisegerät 210, 220 (siehe 2a oder 2b) zur Verfügung gestellt werden.
Die Spannung U₁ kann vom Strom - und damit von der Last in der Zweileiterschleife 180 - abhängig ein und wird in diesem Zweileitersystem von einem Sensor oder Sensorgerät 120 gewissermaßen als Senke in der Stromschleife bestimmt. Der gestrichelt gezeichnete Widerstand R_L1 stellt den Leitungswiderstand zwischen einem schleifengespeisten Verbrauchergerät 140 und den Anschlüssen 180a bzw. 180b dar, d.h. jeweils R_L1 / 2 an jedem Draht. Der Leitungswiderstand R_L1 wird bestimmt z.B. durch Länge der Leitung, Querschnitt der Adern, dem Material (z.B. bei Kupfer: elektrische Leitfähigkeit Kappa = 56), gegebenenfalls noch von weiteren Faktoren, wie z.B. der Temperatur. Der Widerstand R_L1 kann Schwankungen, z.B. aufgrund Temperaturänderungen, unterliegen. Der Leitungswiderstand R_L2 stellt den Leitungswiderstand vom dem Verbrauchergerät 140 zu dem Sensor oder Sensorgerät 120 dar.
Das Verbrauchergerät 140 kann, abhängig von der Funktion, Auslegung, etc. des Feldgeräts 100, eine Vielzahl von Funktionseinheiten aufweisen. So kann das Verbrauchergerät 140 beispielsweise eine oder mehrere Funktionseinheiten umfassen, wie beispielsweise einen HART-Widerstand 141, eine Messeinrichtung 142 (z.B. für Strom oder Spannung), ein Display 144, eine Beleuchtung 145, eine Kommunikationseinheit 146, eine Funkeinheit 148, eine Recheneinheit 150, und/oder einen Speicher 152. Die verbleibende Spannung U₂ am Sensor 120 ist damit: U₂ = U₁ - U_RL1 - U_RL2 - U_v. Die Spannung U2 kann beispielsweise bestimmt werden, indem eine Spannung U(140a, 140b) an den Punkten 140a und 140b gemessen wird und U₂ durch eine Substraktion U₂ = U(140a, 140b) - U_RL1 berechnet wird. Es sind auch noch weitere Methoden zur Bestimmung von U₂ möglich, z.B. durch Einstellung einer fixen Spannungsdifferenz. Für eine funktionierende Messung muss U₂ größer oder gleich einer vordefinierten Spannung Umin sein. Wenn die aktuelle Spannung kleiner ist als Umin, arbeitet der Sensor 120 nicht korrekt und die Stromschleife kann damit für zumindest einen Teil ihrer Funktionen unbrauchbar sein. Durch Abschalten mindestens einer der Funktionseinheiten kann die Spannung U₁ soweit reduziert werden, dass U₂ wieder hoch genug ist für eine korrekte Funktion des Sensorgeräts 120. Eine derartige Messung kann z.B. von der Messeinrichtung 142 durchgeführt werden. Das Abschalten kann z.B. durch eine der Funktionseinheiten geschehen, z.B. durch eine dedizierte Abschalteinheit 149, und/oder durch dezentrale Schalter (z.B. Halbleiterschalter) an jeder der Funktionseinheiten. Es können in einem Schritt eine oder mehrere der Funktionseinheiten abgeschaltet werden. Die abzuschaltenden Funktionseinheiten können zufällig oder gezielt ausgewählt werden.
Eine Liste der abzuschaltenden und/oder der einzuschaltenden Funktionseinheiten und/oder eine Marke oder Markierung der Funktionseinheiten kann in dem Speicher 152 gespeichert sein; dieser Speicher 152 kann als nicht-flüchtiger Speicher ausgelegt sein. Eine Liste der abzuschaltenden und/oder der einzuschaltenden Funktionseinheiten kann beim Hochfahren des Feldgeräts für das Einschalten der Funktionseinheiten verwendet werden. Die Liste kann, alternativ oder zusätzlich, z.B. an dem Display 144 angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Liste weiterhin an eine externe Anzeigeeinheit und/oder an ein weiteres System übermittelt wird (beides ist hier nicht dargestellt). Das weitere System kann z.B. ein Anzeigesystem, ein Diagnosesystem und/oder ein Automationssystem oder ein Teil davon sein. In einem Fall, in dem alle Abschaltvorgänge nicht zum Ziel der korrekten Funktion des Sensorgeräts 120 führen, kann die Fehlfunktion wenigstens gezielt gemeldet und/oder angezeigt werden. Darüber hinaus wird dem Sensorgerät 120 systematisch eine größtmögliche Leistung bzw. Spannung angeboten, so dass zumindest möglich schnell die korrekte Funktion wiederhergestellt werden kann.
2a zeigt eine schematische Skizze einer Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform. Die Stromversorgung stellt eine Spannung U₁ für das schleifengespeiste Feldgerät 100 (siehe 1) zur Verfügung. Die Stromversorgung weist ein Transmitterspeisegerät 210 auf. Das Transmitterspeisegerät 210 wird extern und von einer separaten Stromversorgung mit einer Spannung U_PS versorgt. Das Transmitterspeisegerät 210 ist weiterhin an eine passive SPS/PLC analoge Eingangskarte 310 angeschlossen (SPS: speicherprogrammierbare Steuerung; PLC: programmable logic controller). Diese erhält vom Transmitterspeisegerät 210 ein aktives 4..20mA Stromsignal I₂, z.B. ein Messsignal proportional zur Messung - z.B. zu einer Füllstandmessung - von dem Sensor 120, und/oder weitere Daten, z.B. von den Funktionseinheiten. In der Eingangskarte 310 kann das Signal weiterverarbeitet und/oder an andere Systeme (nicht dargestellt) übermittelt werden.
2b zeigt eine schematische Skizze einer Stromversorgung gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Stromversorgung weist eine aktive SPS/PLC analoge Eingangskarte 320 auf, die das das 4-polige (passive) Transmitterspeisegerät 220 und die dahinterliegenden Verbraucher mittels eines 4..20mA Stromsignals I₃ speist. Das Transmitterspeisegerät 220 wird in diesem Fall nicht separat versorgt, sondern versorgt sich aus dem von der SPS/PLC angebotenen 4..20mA Signal, und besitzt selbst einen eigenen Spannungsabfall U_T2, welcher in die Berechnung der Spannung U₂ am Sensor 120 eingeht.
3 zeigt ein Flussdiagramm 500 eines Verfahren gemäß einer Ausführungsform. In einem Schritt 501 wird eine aktuelle Spannung U₂ an einem Sensorgerät 120 (siehe 1) bestimmt. Das Bestimmen kann z.B. in einer Funktionseinheit eines Verbrauchergeräts 140 durchgeführt werden. Wenn die aktuelle Spannung U₂ kleiner ist als eine vordefinierte Spannung Umin, wird in einem Schritt 502 mindestens eine der Funktionseinheiten des Verbrauchergeräts 140 abgeschaltet. Die abzuschaltenden Funktionseinheiten können beispielsweise einen HART-Widerstand 141, eine Messeinrichtung 142, ein Display 144, eine Beleuchtung 145, eine Kommunikationseinheit 146, eine Funkeinheit 148, eine Recheneinheit 150, einen Speicher 152, und/oder weitere Komponenten umfassen. Der Speicher 152 kann eine Liste der abzuschaltenden Funktionseinheiten enthalten. Wenn nach dem Abschalten einer oder mehrerer der Funktionseinheiten die aktuelle Spannung U₂ kleiner ist als eine vordefinierte Spannung Umin, dann können die Schritte 501 und 502 wiederholt werden, gegebenenfalls bis alle abschaltbaren Funktionseinheiten abgeschaltet sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens und/oder der Vorrichtung beliebig miteinander kombiniert werden können, soweit dies nicht ausdrücklich oder durch deren Funktion ausgeschlossen ist.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
Bezugszeichenliste

100: schleifengespeistes Messgerät, z.B. Feldgerät
120: Sensor, Sensorgerät
140: Verbrauchergerät
140a-d: Anschlüsse
141: HART-Widerstand
142: Messeinrichtung
144: Display
145: Beleuchtung
146: Kommunikationseinheit
148: Funkeinheit
149: Abschalteinheit
150: Recheneinheit
152: Speicher
180: Stromschleife, Zweileiterschleife
180a-b: Anschlüsse
210: aktives Transmitterspeisegerät
220: passives Transmitterspeisegerät
310: Passive SPS/PLC Eingangskarte
320: Aktive SPS/PLC Eingangskarte
500: Flussdiagramm
501, 502: Schritte

Claims

Verfahren für ein schleifengespeistes Messgerät (100) zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung und/oder zur Druckmessung, wobei das Feldgerät (100) ein Sensorgerät (120) und ein Verbrauchergerät (140) aufweist, die seriell in einer Zweileiterschleife (180) angeordnet sind, und wobei das Verbrauchergerät (140) eine Vielzahl von Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) aufweist, das Verfahren aufweisend die Schritte: Bestimmen einer aktuellen Spannung (U2) an dem Sensorgerät (120); und wenn die aktuelle Spannung (U2) kleiner ist als eine vordefinierte Spannung (Umin), abschalten mindestens einer der Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) des Verbrauchergeräts (140).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeder der Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) eine Priorität zugeordnet ist und das Abschalten gemäß der Priorität erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei nach dem Bestimmen der aktuellen Spannung (U2) höchstens eine Funktionseinheit (142) abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Abschalten eine Liste der abzuschaltenden und/oder der einzuschaltenden Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Liste der abzuschaltenden und/oder der einzuschaltenden Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) beim Hochfahren des Feldgeräts (100) für das Einschalten der Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Liste der abzuschaltenden und/oder der einzuschaltenden Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) in einem Display (144) angezeigt, und/oder an eine externe Anzeigeeinheit und/oder an ein weiteres System übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zweileiterschleife (180) eine 4..20mA-Zweileiterschleife ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zweileiterschleife (180) ein HART-Protokoll unterstützt.
Schleifengespeistes Messgerät und/oder Feldgerät (100) zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung und/oder zur Druckmessung, aufweisend: ein Sensorgerät (120) und ein Verbrauchergerät (140), die seriell in einer Zweileiterschleife (180) angeordnet sind, wobei das Verbrauchergerät (140) eine Vielzahl von Funktionseinheiten (141, 142, 144, 145, 146, 150, 152) aufweist, und das Verbrauchergerät (140) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Schleifengespeistes Messgerät (100) nach Anspruch 9, wobei das Verbrauchergerät (140) einen HART-Widerstand (141), eine Messeinrichtung (142), ein Display (144), eine Beleuchtung (145), eine Kommunikationseinheit (146), eine Funkeinheit (148), eine Recheneinheit (150), und/oder einen Speicher (152), aufweist.
Schleifengespeistes Messgerät (100) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Feldgerät (100) zur Leistungsversorgung über die Zweileiterschleife (180) mittels eines Transmitterspeisegeräts (210, 220) eingerichtet ist.
Schleifengespeistes Messgerät (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Transmitterspeisegerät (210, 220) eine Ausgangsspannung (U1) von etwa 24 V oder von maximal etwa 17 V aufweist.
Verwendung eines Messgeräts und/oder Feldgeräts (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Füllstandmessung, zur Grenzstandbestimmung, zur Druckmessung und/oder zur Temperaturmessung, und/oder für Messungen in einer explosionsgefährdeten Umgebung.
Programmelement, welches, wenn es auf einem Messgerät und/oder Feldgerät (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 ausgeführt wird, das Messgerät und/oder Feldgerät (100) anweist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach Anspruch 14 gespeichert ist.