DE102021122565A1 - Method for manufacturing a field device for automation technology - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik, aufweisend die folgenden Schritte:- Bereitstellen einer Sensorbaugruppe (40);- Bereitstellen einer Sensor- und/oder Aktorelektronik (30);- Bereitstellen einer Anschlusselektronik (20);- Bereitstellen eines Feldgerätegehäuses, welches zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen zweiten rotationssymmetrischen Bereich aufweist und welches in einem Seitenwandbereich eine Gehäuseöffnung zur Aufnahme bzw. Einbringung eines Feldkontaktsteckers aufweist;- Aufstecken des Feldgerätegehäuses auf die die Sensorbaugruppe, wobei diese nicht miteinander verbunden werden, sodass diese relativ zueinander rotieren bzw. drehen können;- Einbringen der Sensor- und/oder Aktorelektronik;- Aufstecken bzw. Einstecken des starren Gegensteckverbinders der Anschlusselektronik in den starren Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik und vorzugsweise gleichzeitiges- Einbringen des Feldkontaktsteckers der Anschlusselektronik in die Gehäuseöffnung des Feldgerätegehäuses;- Einbringen einer Hülse in die Gehäuseöffnung des Feldgerätegehäuses;- Fügen des Feldgerätegehäuses mit dem Sensorbaugruppengehäuse.Method for producing a field device for automation technology, having the following steps: - providing a sensor assembly (40); - providing sensor and/or actuator electronics (30); - providing connection electronics (20); - providing a field device housing which is at least partially has a substantially second rotationally symmetrical area and which has a housing opening in a side wall area for receiving or inserting a field contact plug;- attaching the field device housing to the sensor assembly, whereby these are not connected to one another, so that they can rotate or turn relative to one another;- Introducing the sensor and/or actuator electronics;- Attaching or plugging in the rigid mating connector of the connection electronics into the rigid connector of the sensor and/or actuator electronics and preferably simultaneously- introducing the field contact plug of the connection electronics into the housing opening of the field device housing;- introducing a sleeve into the housing opening of the field device housing;- joining the field device housing to the sensor assembly housing.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik und ein Feldgeräte der Automatisierungstechnik erhältlich durch das Verfahren.The invention relates to a method for producing a field device for automation technology and a field device for automation technology obtainable by the method.
Aus dem Stand der Technik sind Feldgeräte bekannt, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.Field devices that are used in industrial plants are known from the prior art. Field devices are often used in process automation technology as well as in production automation technology. In principle, all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information are referred to as field devices. Thus, field devices are used to record and/or influence process variables. Measuring devices or sensors are used to record process variables. These are used, for example, for pressure and temperature measurement, conductivity measurement, flow rate measurement, etc. and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, fill level, flow rate, etc. Actuators are used to influence process variables. These are, for example, pumps or valves that can influence the flow of a liquid in a pipe or the fill level in a container. In addition to the measuring devices and actuators mentioned above, field devices also include remote I/Os, wireless adapters or devices in general that are arranged at the field level.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.A large number of such field devices are produced and sold by the Endress+Hauser Group.
Bei hygienischen Prozessen werden besonders hohe Anforderungen hinsichtlich derer Verarbeitung und/oder Sauberkeit gestellt. Beispiele für derartige hygienische Prozess sind Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, wo die Gefahr besteht, dass Ablagerungen und/oder Verunreinigungen die Haltbarkeit beeinträchtigenden und/oder zu gesundheitsschädlichen Kontaminationen von Lebensmitteln führen können. In the case of hygienic processes, particularly high demands are placed on their processing and/or cleanliness. Examples of such a hygienic process are applications in the food industry, where there is a risk that deposits and/or contaminants will impair the shelf life and/or lead to contamination of food that is harmful to health.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden die Gehäuse der Feldgeräte speziell ausgestaltet. Beispielsweise werden sie aus einem metallischen Werkstoff, wie bspw. 316L Edelstahl gefertigt und/oder so entworfen, dass es möglichst wenig Stellen gibt, an denen Ablagerungen und/oder Verunreinigungen anhaften können.In order to meet these requirements, the housings of the field devices are specially designed. For example, they are made of a metallic material, such as 316L stainless steel, and/or designed to minimize the number of places for debris and/or contaminants to adhere.
Zum Anschluss derartiger Feldgeräte, bspw. an eine übergeordnete Einheit, werden für gewöhnlich Feldkontaktstecker eingesetzt, die in die Gehäuse eingebracht werden. Über die Feldkontaktstecker können Daten, insbesondere Messwerte, und/oder Energie von dem Feldgerät zu einer externen Einheit, bspw. der übergeordneten Einheit, übertragen werden. Feldkontaktstecker weisen üblicherweise eine Rastnase oder ähnliche ausgestaltete mechanische Positionierungshilfen auf, über die ein entsprechender Gegenstecker, der auf den Feldkontaktstecker gesteckt wird, ausgerichtet bzw. positioniert wird.To connect such field devices, for example to a higher-level unit, field contact plugs are usually used, which are placed in the housing. Data, in particular measured values, and/or energy can be transmitted from the field device to an external unit, for example the superordinate unit, via the field contact plug. Field contact plugs usually have a latching lug or similarly designed mechanical positioning aids, via which a corresponding mating plug that is plugged onto the field contact plug is aligned or positioned.
Bei heutigen Feldgeräten sind derartige Feldkontaktstecker nicht definiert ausgerichtet, so dass entsprechende Gegenstecker von Feldgerät zu Feldgerät immer eine andere Position im eingesteckten Zustand einnehmen. Dies ist insofern nachteilig, da bei einem Tausch des Feldgerätes in einer Automatisierungsanlage oftmals die Verkabelung geändert werden muss, da diese auf den Feldkontaktstecker des auszutauschenden Feldgeräts abgestimmt war. Im einfachsten Fall bedeutet dies, dass das Bestandskabel lediglich neu ausgerichtet werden muss. Im ungünstigsten Fall kann es aber auch bedeuten, dass das Kabel verlängert oder gänzlich neu gelegt werden muss, wenn durch die neue Orientierung des Feldkontaktsteckers bzw. des Gegensteckers dazu die Länge des Bestandskabels nicht mehr ausreicht.In today's field devices, such field contact plugs are not aligned in a defined manner, so that corresponding mating plugs from field device to field device always assume a different position when plugged in. This is disadvantageous in that when the field device is replaced in an automation system, the wiring often has to be changed since it was matched to the field contact plug of the field device to be replaced. In the simplest case, this means that the existing cable only needs to be realigned. In the worst case, however, it can also mean that the cable has to be lengthened or laid entirely new if the length of the existing cable is no longer sufficient due to the new orientation of the field contact connector or the mating connector.
Um zu gewährleisten, dass sich bei einem Tausch eines Feldgerätes die Orientierung des Feldkontaktsteckers immer gleich ist, muss das Gehäuse des Feldgerätes passend zu einer Sensorbaugruppe, die den Prozessanschluss umfasst, ausgerichtet und montiert werden.In order to ensure that the orientation of the field contact connector is always the same when a field device is replaced, the housing of the field device must be aligned and mounted to match a sensor assembly that includes the process connection.
Dies erfolgt im einfachsten Fall optisch durch einen Fertigungsmitarbeiter des Feldgeräteherstellers. Die optische Ausrichtung ist aber zum einen fehleranfällig und zum anderen auch nicht besonders präzise.In the simplest case, this is done optically by a production employee of the field device manufacturer. However, the optical alignment is error-prone on the one hand and not particularly precise on the other.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie Feldgeräte so in der Fertigung hergestellt werden können, dass die Orientierung des jeweiligen Feldkontaktsteckers immer gleich ist.The invention is therefore based on the object of demonstrating a possibility of how field devices can be manufactured in such a way that the orientation of the respective field contact plug is always the same.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und das Feldgerät gemäß Patentanspruch 7.The object is achieved according to the invention by the method according to patent claim 1 and the field device according to patent claim 7.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik sieht die folgenden Schritte vor:
- - Bereitstellen einer Sensorbaugruppe umfassend ein, insbesondere metallisches Sensorbaugruppengehäuse mit einem zumindest abschnittsweise im Wesentlichen ersten rotationssymmetrischen Bereich, ein in oder an dem Sensorbaugruppengehäuse befestigtes Sensor- und/oder Aktorelement zum Erfassen und/oder Stellen einer Prozessgröße und einen endseitig an dem Sensorbaugruppengehäuse angebrachter Prozessanschluss mit einem Gewinde, welches ein Gewindeanfang und ein Gewindeende aufweist;
- - Bereitstellen einer Sensor- und/oder Aktorelektronik zum Bereitstellen und/oder Aufbereiten eines Aktor- und/oder Sensorsignals mit einem starren Steckverbinder zum elektrischen und mechanischen Verbinden der Sensor- und/oder Aktorelektronik;
- - Bereitstellen einer Anschlusselektronik mit einem zu dem starren Steckverbinder passenden starren Gegensteckverbinder und einem Feldkontaktstecker, wobei der starre Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik, der Gegensteckverbinder und der Feldkontaktstecker definiert zueinander ausgerichtet sind;
- - Bereitstellen eines, insbesondere metallischen Feldgerätegehäuses, welches zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen zweiten rotationssymmetrischen Bereich aufweist und welches in einem Seitenwandbereich eine Gehäuseöffnung zur Aufnahme bzw. Einbringung eines Feldkontaktsteckers aufweist;
- - Aufstecken des Feldgerätegehäuses mit dem zweiten rotationssymmetrischen Bereich auf den ersten rotationssymmetrischen Bereich des Sensorbaugruppengehäuses, wobei das Feldgerätegehäuse und das Sensorbaugruppengehäuse nicht miteinander verbunden werden, sodass diese relativ zueinander rotieren bzw. drehen können;
- - Einbringen der Sensor- und/oder Aktorelektronik in das Sensorbaugruppengehäuse und/oder Feldgerätegehäuse derartig, dass der starre Steckverbinder mit einer definierten Orientierung zumindest zu dem Gewindeende des Prozessanschlusses ausgerichtet ist;
- - Aufstecken bzw. Einstecken des starren Gegensteckverbinders der Anschlusselektronik in den starren Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik, so dass sich die Anschlusselektronik und die Sensor- und/oder Aktorelektronik zueinander ausrichten bzw. positionieren und vorzugsweise gleichzeitiges
- - Einbringen des Feldkontaktsteckers der Anschlusselektronik in die Gehäuseöffnung des Feldgerätegehäuses, so dass sich das Feldgerätegehäuse und das Sensorbaugruppengehäuse zueinander ausrichten bzw. positionieren;
- - Einbringen einer zu dem Feldkontaktstecker passenden Hülse in die Gehäuseöffnung des Feldgerätegehäuses;
- - Fügen, insbesondere Schweißen des Feldgerätegehäuses mit dem Sensorbaugruppengehäuse.
- - Providing a sensor assembly comprising a, in particular metallic sensor assembly housing with an at least partially substantially first rotationally symmetrical area, a sensor and / or actuator element mounted in or on the sensor assembly housing for detecting and / or setting a process variable and a Process connection attached to the end of the sensor assembly housing and having a thread, which has a thread start and a thread end;
- - Providing a sensor and / or actuator electronics for providing and / or processing an actuator and / or sensor signal with a rigid connector for electrical and mechanical connection of the sensor and / or actuator electronics;
- - Providing connection electronics with a rigid mating connector matching the rigid plug connector and a field contact plug, the rigid plug connector of the sensor and/or actuator electronics, the mating connector and the field contact plug being aligned with one another in a defined manner;
- providing a field device housing, in particular a metal one, which at least in sections has a substantially second rotationally symmetrical area and which has a housing opening in a side wall area for receiving or inserting a field contact plug;
- - Attaching the field device housing with the second rotationally symmetrical area to the first rotationally symmetrical area of the sensor assembly housing, wherein the field device housing and the sensor assembly housing are not connected to one another, so that they can rotate or turn relative to one another;
- - Introducing the sensor and / or actuator electronics in the sensor assembly housing and / or field device housing such that the rigid connector is aligned with a defined orientation at least to the threaded end of the process connection;
- - Plugging or plugging in the rigid mating connector of the connection electronics in the rigid connector of the sensor and / or actuator electronics, so that the connection electronics and the sensor and / or actuator electronics align or position each other and preferably simultaneously
- - Introducing the field contact plug of the connection electronics into the housing opening of the field device housing, so that the field device housing and the sensor assembly housing are aligned or positioned with respect to one another;
- - Insertion of a sleeve that fits the field contact plug into the housing opening of the field device housing;
- - Joining, in particular welding, of the field device housing with the sensor assembly housing.
Erfindungsgemäß wird ein Herstellungsverfahren für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik vorgeschlagen, bei dem das Feldgerätegehäuse zunächst nicht fest mit dem Sensorbaugruppengehäuse verbunden wird, sondern lose, so dass diese noch relativ zueinander rotierbar bzw. verdrehbar sind. Ferner wird vorgeschlagen, eine in das Feldgerätegehäuse und/oder das Sensorbaugruppengehäuse einzubringende Elektronik, die aus mehreren Leiterplatten besteht, so auszugestalten, dass die einzelnen Leiterplatten jeweils über eine starre Steckverbindung mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden und die Sensor- und/oder Aktorelektronik mit einer definierten Orientierung zumindest zu dem Gewindeende des Prozessanschlusses ausgerichtet wird, so dass durch das Rotieren des Feldgerätegehäuses und des Sensorbaugruppengehäuse und der starr ausgebildeten Steckverbindung(en) der Feldkontaktstecker immer gleich zu dem Gewindeende ausgerichtet wird.According to the invention, a manufacturing method for a field device in automation technology is proposed, in which the field device housing is initially not firmly connected to the sensor assembly housing, but rather loosely, so that they can still be rotated or twisted relative to one another. It is also proposed to design the electronics to be installed in the field device housing and/or the sensor assembly housing, which consists of several printed circuit boards, in such a way that the individual printed circuit boards are mechanically and electrically connected to one another via a rigid plug connection and the sensor and/or actuator electronics are connected to a defined orientation is aligned at least to the threaded end of the process connection, so that by rotating the field device housing and the sensor assembly housing and the rigidly designed connector(s), the field contact plug is always aligned in the same way to the threaded end.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Feldkontaktstecker ein Rundstecker, insbesondere ein M12-Rundstecker oder ein Ethernet-Stecker verwendet wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that a round plug, in particular an M12 round plug or an Ethernet plug, is used as the field contact plug.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Sensorbaugruppe und/oder das Feldgerätegehäuse mit einer mechanischen Positionierungshilfe bereitgestellt wird und der starre Steckverbinder durch die mechanische Positionierungshilfe mit der definierten Orientierung zu dem Gewindeanfang des Prozessanschlusses ausgerichtet wird. Insbesondere kann die Ausführungsform vorsehen, dass der starre Steckverbinder durch Einklipsen oder Anschrauben in bzw. an die mechanische Positionierungshilfe ausgerichtet wird.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the sensor assembly and/or the field device housing is provided with a mechanical positioning aid and the rigid plug connector is aligned by the mechanical positioning aid with the defined orientation to the start of the thread of the process connection. In particular, the embodiment can provide for the rigid plug connector to be aligned by clipping or screwing it into or onto the mechanical positioning aid.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine Zwischenelektronik, insbesondere in Form einer Hauptelektronik zum Weiterverarbeiten und/oder Kompensieren des Aktor- und/oder Sensorsignals, bereitgestellt wird, wobei die Zwischenelektronik einen weiteren starren Steckverbinder und einen weiteren starren Gegensteckverbinder aufweist und wobei der starre Gegensteckverbinder der Anschlusselektronik nicht in den starren Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik sondern den weiteren starren Steckverbinder der Zwischenelektronik und der starre Gegensteckverbinder der Zwischenelektronik in den starren Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik eingesteckt wird, so dass so dass sich die Anschlusselektronik, die Sensor- und/oder Aktorelektronik und die Zwischenelektronik zueinander ausrichten bzw. positionieren.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that intermediate electronics, in particular in the form of main electronics for further processing and/or compensating for the actuator and/or sensor signal, are provided, with the intermediate electronics having a further rigid plug connector and a further rigid mating plug connector and the rigid mating connector of the connection electronics is not plugged into the rigid connector of the sensor and/or actuator electronics, but rather the other rigid connector of the intermediate electronics and the rigid mating connector of the intermediate electronics is plugged into the rigid connector of the sensor and/or actuator electronics, so that the connection electronics, align or position the sensor and/or actuator electronics and the intermediate electronics to one another.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Elektronikbecher bereitgestellt wird, der vor dem Einbringen der Sensor- und/oder Aktorelektronik in das Sensorbaugruppengehäuse und/oder Feldgerätegehäuse in das Feldgerätegehäuse eingebracht wird.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that an electronics cup is provided, which is introduced into the field device housing before the sensor and/or actuator electronics are introduced into the sensor assembly housing and/or field device housing.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Feldgerät der Automatisierungstechnik erhältlich durch das Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.The invention also relates to a field device for automation technology that can be obtained by the method according to one of the previously described embodiments.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 : eine Sensorbaugruppe, die zum Herstellen eines Feldgeräts üblicherweise verwendet wird, -
2 : eine Anschlusselektronik mit einem Feldkontaktstecker, -
3 : exemplarisch den Verfahrensschritt bei dem das Feldgerätegehäuse auf das Sensorbaugruppengehäuse aufgesteckt wird, -
4 : exemplarisch den Verfahrensschritt bei dem die innere Elektronik des Feldgerätes durch starre Steckverbindungen aufgebaut wird, -
5 : exemplarisch den Verfahrensschritt bei dem die Hülse über den Feldkontaktstecker geschoben wird, und -
6 : exemplarisch ein fertig hergestelltes Feldgerät.
-
1 : a sensor assembly commonly used to construct a field device, -
2 : a connection electronics with a field contact plug, -
3 : an example of the process step in which the field device housing is plugged onto the sensor assembly housing, -
4 : as an example of the process step in which the internal electronics of the field device are set up using rigid plug connections, -
5 : an example of the process step in which the sleeve is pushed over the field contact plug, and -
6 : a finished field device as an example.
Das Sensorbaugruppengehäuse 41 ist vorzugsweise metallisch und weist zumindest einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Bereich 42 auf, an dem es mit einem Gehäuse eines Feldgerätes 12 im Laufe des Fertigungsprozesses fixiert wird.The
Das Sensor- und/oder Aktorelement 43 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Drucksensorelement zum Erfassen eines Druckwertes als Prozessgröße. Gleichwohl ist die Erfindung nicht auf die Art bzw. konkrete Ausgestaltung des Sensor- und/oder Aktorelements 43 als Drucksensorelement beschränkt, sondern kann prinzipiell auf jedes andere Sensor- oder Aktorprinzip übertragen werden.In the present exemplary embodiment, the sensor and/or
Zum Bereitstellen und/oder Aufbereiten eines Sensor- und/oder Aktorsignals dient eine, zumindest eine Leiterplatte aufweisende, Sensor- und/oder Aktorelektronik 43, die in dem in
Der endseitig an dem Sensorbaugruppengehäuse 40 angebrachte Prozessanschluss 44 weist, wie zuvor erwähnt, das Gewinde 45 zum Einschrauben in die Muffe auf. Das Gewinde 45 wiederum hat einen Gewindeanfang 46a und ein Gewindeende 46b, welche in dem in
Bei dem Feldkontaktstecker 21 kann es sich insbesondere um einen Rundsteckverbinder, bspw. einen M12-Rundsteckverbinder handeln. Gleichwohl kann es sich aber auch um andere gängige Steckverbinder handeln, die geeignet sind, Daten und/oder Energie zu übertragen. Beispielsweise kann es sich auch um einen Ethernet-Stecker handeln. Der Feldkontaktstecker 21 weist eine Steckorientierung auf, durch die die Orientierung bzw. Ausrichtung eines in den Feldkontaktstecker eingesteckten Gegensteckverbinders festgelegt wird. Die Steckorientierung kann beispielsweise durch eine Nase oder ähnliches im bzw. am Feldkontaktstecker 21 realisiert sein.The
Die Anschlusselektronik 20 umfasst ferner zumindest einen starren Gegensteckverbinder 22, der derartig auf der ersten Leiterplatte 25 angeordnet und angebracht sein kann, dass eine Steckachse 23 zu einer Hauptebene in der die erste Leiterplatte 25 ausgebildet ist geneigt bzw. gekippt ist. Ferner können auf der ersten Leiterplatte 25 elektronische Komponenten für EMV- und/oder Explosionsschutz-Maßnahmen 24 aufgebracht sein.The
Der starre Steckverbinder 32 der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 und der Gegensteckverbinder 22 der Anschlusselektronik 20 sind derartig ausgebildet, dass diese im eingesteckten Zustand eine starre und unbewegliche Verbindung eingehen.The
Die Sensorbaugruppe 40, die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 sowie die Anschlusselektronik 20 sollen nun erfindungsgemäß derartig in einem Feldgerätegehäuse 12 eingebracht bzw. an diesem angebracht werden, dass das Gewindeende 46b immer definiert zu dem Feldkontaktstecker 21 ausgerichtet ist, so dass auch nach einem Feldgerätetausch in einer Automatisierungsanlage sichergestellt ist, dass der Feldkontaktstecker das neu eingebaute Feldgerät die gleiche Orientierung hat wie der des ausgebauten Feldgerätes.According to the invention, the
Hierzu ist zunächst in einem ersten Verfahrensschritt vorgesehen, dass das Feldgerätegehäuse 12 mit einem rotationssymmetrischen Bereich 17 auf den ersten rotationssymmetrischen Bereich 42 des Sensorbaugruppengehäuses 40 aufgesteckt wird. Die rotationssymmetrischen Bereiche des Feldgerätegehäuse und der Sensorbaugruppe 17 und 42 sind dabei derartig aufeinander abgestimmt, dass diese eng ineinandergesteckt werden können aber dennoch relativ zueinander rotiert bzw. verdreht werden können. Im Gegensatz zu der üblichen Fertigungsweise, werden das Feldgerätegehäuse 12 und das Sensorbaugruppengehäuse 41 in diesem Verfahrensschritt noch nicht miteinander gefügt. Exemplarisch ist dieser Verfahrensschritt in
In einem nächsten Verfahrensschritt wird die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 in das Sensorbaugruppengehäuse 41 und/oder Feldgerätegehäuse 12 derartig eingebracht, dass der starre Steckverbinder 32 mit einer definierten Orientierung zumindest zu dem Gewindeende 46b des Prozessanschlusses 44 ausgerichtet ist. Dieser Verfahrensschritt kann sowohl vor dem ersten Verfahrensschritt als auch nach dem ersten Verfahrensschritt erfolgen. Als Hilfsmittel zur definierten Orientierung können beispielsweise Rastnasen 47 in bzw. an der Sensorbaugruppe 40 und/oder dem Feldgerätegehäuse 12 vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend kann die mechanische Fixierung und Ausrichtung auch mittels einer Schraube erfolgen, über die die Elektronik an dem Sensorbaugruppengehäuse 41 und/oder dem Feldgerätegehäuse 12 angeschraubt wird. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 vor dem Aufstecken des Feldgerätegehäuses 12 auf das Sensorbaugruppengehäuse 41 an diesem fixiert und ausgerichtet worden. Dies kann grundsätzlich aber auch erst danach erfolgen.In a next method step, the sensor and/or
In einem nächsten Verfahrensschritt wird der starre Gegensteckverbinder 22 der Anschlusselektronik 20 in den starren Steckverbinder 32 der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 ein- bzw. aufgesteckt, so dass sich die Anschlusselektronik 20 und die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 durch die starre Steckverbindung zueinander ausrichten bzw. positionieren. Im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt dabei auch der nächste Verfahrensschritt, bei dem der Feldkontaktstecker 21 der Anschlusselektronik 20 in die Gehäuseöffnung 18 des Feldgerätegehäuses 12 eingebracht wird. Durch die starre Steckverbindung und dadurch, dass das Feldgerätegehäuse 12 und die Sensorbaugruppengehäuse 41 noch nicht miteinander verschweißt sind, können diese zueinander ausgerichtet bzw. rotiert werden. In Abhängigkeit der Ausgestaltung kann dabei die Anschlusselektronik 20 direkt mit der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 über den starren Steck- und Gegensteckverbinder verbunden sein oder alternativ kann auch eine Zwischenelektronik 50 vorgesehen sein, die die elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 über jeweils auf einer Leiterplatte endseitig angeordneten starren Steck- bzw. Gegensteckverbinder realisiert. Bei der Zwischenelektronik 50 kann es sich beispielsweise um eine Hauptelektronik handeln, die die Weiterverarbeitung und/oder Kompensation des Aktor- und/oder Sensorsignals ermöglicht. Insbesondere kann eine Temperaturkompensation des Aktor- und/oder Sensorsignals durch die Zwischenelektronik erfolgen. Es versteht sich von selbst, dass in diesem Fall der starre Gegensteckverbinder 22 der Anschlusselektronik 20 nicht in den starren Steckverbinder 32 der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 sondern einen weiteren starren Steckverbinder 52 der Zwischenelektronik 50 und ein starrer Gegensteckverbinder 51 der Zwischenelektronik in den starren Steckverbinder 32 der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 eingesteckt wird, so dass sich die Anschlusselektronik 20, die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 und die Zwischenelektronik 50 durch die starren Steckverbindungen 32 und 51 sowie 22 und 52 zueinander mechanisch ausrichten bzw. positionieren. Das Ausführungsbeispiel in
In einem daran anschließenden in
Nachdem das Feldgerätegehäuse 12 nun korrekt zu der Sensorbaugruppe 40 ausgerichtet ist, so dass auch das Gewindeende 46b definiert zu dem Feldkontaktstecker 21 ausgerichtet ist, werden das Feldgerätegehäuse 12 und das Sensorbaugruppengehäuse 41 miteinander gefügt. Für gewöhnlich erfolgt die Fügung durch Schweißen, da sowohl das Feldgerätegehäuse 12 als auch das Sensorbaugruppengehäuse 41 aus Stahl, insbesondere Edelstahl gefertigt sind. Die Fügung ist in Figure 6 exemplarisch durch zwei Dreiecke dargestellt.After the
In einem abschließenden Schritt wird das Feldgerät in Abhängigkeit der später angedachten Einsatzortes und der Konfiguration fertig hergestellt. Dies kann zum Beispiel das Einbringen eines Displays 19 sowie weiterer elektronischer Komponenten umfassen, wie es in
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Feldgerät der AutomatisierungstechnikField device of automation technology
- 1212
- Feldgerätegehäusefield device housing
- 1313
- Innenrauminner space
- 1616
- Feldgeräteschnittstellefield device interface
- 1717
- Rotationssymmetrischer BereichRotationally symmetrical area
- 1818
- Gehäuseöffnungcase opening
- 2020
- Anschlusselektronik bzw. erste LeiterplatteConnection electronics or first printed circuit board
- 2121
- Feldkontaktsteckerfield contact plug
- 2222
- Starrer GegensteckverbinderRigid mating connector
- 2323
- Steckachse des starren GegensteckverbindersThru axle of rigid mating connector
- 2424
- EMV- und/oder Explosionsschutz-MaßnahmenEMC and/or explosion protection measures
- 2525
- Erste LeiterplatteFirst circuit board
- 2626
- Hülsesleeve
- 3030
- Sensor- und/oder AktorelektronikSensor and/or actuator electronics
- 3131
- Leiterplatte der Sensor- und/oder AktorelektronikPrinted circuit board of the sensor and/or actuator electronics
- 3232
- Starrer SteckverbinderRigid connector
- 4040
- Sensorbaugruppesensor assembly
- 4141
- Sensorbaugruppengehäusesensor assembly housing
- 4242
- rotationssymmetrischen Bereichrotationally symmetrical area
- 4343
- Sensor- und/oder AktorelementSensor and/or actuator element
- 4444
- Prozessanschlussprocess connection
- 4545
- Gewindethread
- 46a46a
- Gewindeanfangstart of thread
- 46b46b
- Gewindeendethread end
- 4747
- mechanischen Positionierungshilfe, z.B. Rastnasemechanical positioning aid, e.g. locking lug
- 5050
- Zwischenelektronikintermediate electronics
- 5151
- Starrer GegensteckverbinderRigid mating connector
- 5252
- Starrer SteckverbinderRigid connector
- 6060
- Elektronikbecherelectronics mug
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021122565.5A DE102021122565A1 (en) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | Method for manufacturing a field device for automation technology |
PCT/EP2022/071047 WO2023030769A1 (en) | 2021-08-31 | 2022-07-27 | Method for producing an automation field device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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