DE19824146A1

DE19824146A1 - Field bus connected actuator control systems

Info

Publication number: DE19824146A1
Application number: DE1998124146
Authority: DE
Inventors: Georg Lindbuechl; Lothar Kemmler
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-16

Abstract

The control system (10) has a connection to a signal converter(12) that provides a current signal and to a regulator (14) coupled to an actuator (16). The connections are made by a two conductor wire (20). The control system has a connection to a bidirectional communication network. A number of variations are possible.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorortregelkreis in einem Feldbereich, umfassend einen Meßumformer, einen Regler und einen Aktor und verbunden mit einer Steuerung, die über ein erstes Leitungspaar, welches eine Zweileiterschleife dar stellt, zumindest mit dem Meßumformer verbunden ist, mit einer Einrichtung zum Darstellen von analogen Stromsignalen auf der Zweileiterschleife und mit einer Kommunikationsein richtung zur bidirektionalen digitalen Kommunikation, wobei die digitalen Kommunikationssignale dem Stromsignal auf der Zweileiterschleife überlagerbar sind.The invention relates to an on-site control loop in one Field area, comprising a transmitter, a controller and an actuator and connected to a control system that uses a first pair of lines, which is a two-wire loop provides, at least connected to the transmitter with a device for displaying analog current signals on the two-wire loop and with a communication direction for bidirectional digital communication, whereby the digital communication signals the current signal on the Two-wire loop can be superimposed.

Die überwiegende Zahl heutiger Feldgeräte ist nach wie vor in Form von Zweileiterfeldgeräten ausgebildet. Gemäß dem Prinzip der Zweileitergeräte führt dabei ein angeschlossen es Leitungspaar im Betriebsfall einen analogen Strom, der sowohl zur Energieversorgung des Feldgeräts als auch zur Übertragung eines analogen Stromsignals dient, das typis cherweise 4 mA bis 20 mA beträgt. Dagegen haben sich bis heute Feldbusfeldgeräte, die nur digital kommunizieren vor allem aufgrund der Vielzahl verschiedener Feldbusse noch nicht durchgesetzt. Beispielhaft seien hier nur PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, WORLDFIP, INTERBUS S, Control Net und CAN genannt. Die Anstrengungen einen einheitlichen Feldbus zu schaffen, sind neben Vorteilen einer erweiterten Funktio nalität und schnelleren Kommunikation vor allem in einer einfacheren und kostengünstigeren Installation infolge ge ringerer Verkabelung begründet.The majority of today's field devices are still trained in the form of two-wire field devices. According to the Principle of two-wire devices leads to a connected there is an analog current in the operating pair, which both for the energy supply of the field device and for Transmission of an analog current signal is used, the typis usually 4 mA to 20 mA. Against have up today fieldbus field devices that only communicate digitally mainly because of the large number of different fieldbuses not enforced. Only PROFIBUS are an example DP, PROFIBUS PA, WORLDFIP, INTERBUS S, Control Net and CAN called. Efforts to create a unified fieldbus create, are in addition to advantages of an expanded function nality and faster communication, especially in one easier and cheaper installation due to ge Ringerer cabling justified.

Bisherige Vorortregelkreise benötigen jeweils ein Leitungs paar pro Feldgerät zur Übertragung des Stromsignals zwis chen Feldgerät und Steuerung. Die Feldgeräte lassen sich dabei in Einrichtungen mit einerseits Sensorik und anderer seits Aktorik unterteilen, wobei üblicherweise einem Meßum former als Sensor mit definiertem Einheitssignal funktio nell ein Aktor zugeordnet ist, um einen Regelkreis zu bil den. Vereinfacht kann man eine bislang typische Anordnung derart beschreiben, daß beispielsweise 36 Adern vom einem Leitsystem, das in einem Kontrollraum angeordnet ist, in einen Feldbereich führen, so daß maximal 18 Feldgeräte daran anschließbar sind. Wenn ein Aktor jeweils ein Sensor signal benötigt, um die Regelgröße zuzuführen, so können somit 9 Regelstrukturen mit jeweils einem Aktor und einem Meßumformer realisiert werden.Previous local control loops each require a line pair per field device for transmission of the current signal between Chen field device and control. The field devices can be in facilities with sensors and others divide on the part of actuators, usually a measurement former as a sensor with a defined standard signal functio nell an actuator is assigned to form a control loop the. A previously typical arrangement can be simplified describe such that, for example, 36 wires from one Control system, which is arranged in a control room, in lead a field area so that a maximum of 18 field devices can be connected to it. If each actuator has one sensor signal needed to supply the controlled variable, so thus 9 control structures with one actuator and one each Transmitter can be realized.

Es ist bereits bekannt, Meßumformer mit einem integrierten PTD-Regler (PID = Proportional Integral Differential) aus zustatten, um einen lokale Regelkreis aufzubauen, der in nerhalb einer Zweileiterschleife sowohl einen Meßumformer als auch einen Aktor in Reihe anordnet. Der PID-Regler eines derartigen Meßumformers kann über ein dem Stromsignal überlagertes digitales Signal gemäß dem HART-Feld-Kommuni kations-Protokoll (HART = Highway Addressable Remote Trans ducer) fernparametrisiert werden. Dies eignet sich jedoch im allgemeinen nicht zur Anbindung an Leitsysteme, da das eigentliche Meßsignal des Meßumformers nicht mehr direkt zur Verfügung steht. Das analoge Stromsignal auf der Zwei leiterschleife stellt nur das Stellsignal des Reglers an den Aktor dar, das sich aus den PID-Charakteristika des Reglers ergibt. Das Leitsystem benötigt jedoch die physika lischen Meßgrößen zur Überwachung und Steuerung der Prozeß abläufe.It is already known to have a transmitter with an integrated PTD controller (PID = Proportional Integral Differential) allow to build a local control loop that is in Both a transmitter within a two-wire loop as well as arranging an actuator in series. The PID controller Such a transducer can the current signal superimposed digital signal according to the HART field communication cation protocol (HART = Highway Addressable Remote Trans ducer) can be parameterized remotely. However, this is suitable generally not for connection to control systems, because the actual measuring signal of the transmitter no longer directly is available. The analog current signal on the two conductor loop only turns on the control signal of the controller the actuator, which results from the PID characteristics of the Controller results. However, the control system needs the physika mical parameters for monitoring and controlling the process processes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, den gat tungsgemäßen Vorortregelkreis derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, d. h. insbesondere die Anzahl an Leitungen in den Feldbe reich ohne Einschränkung hinsichtlich der physikalischen Meßgrößen besser ausgenutzt werden.The object of the present invention is therefore the gat to further develop the local control loop that the disadvantages of the prior art are overcome, d. H. especially the number of lines in the field rich without limitation in physical Measured variables can be better used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste Leitungspaar den Regler in Reihe mit dem Meßumformer an die Steuerung anschließt, ein analoges Stromsignal auf dem ersten Leitungspaar, die von dem Meßumformer gemessene physikalische Größe darstellt und als Regelgröße des Reg lers dient, und der Regler mit dem Aktor zur Übermittlung von Stellsignalen verbunden ist.This object is achieved in that the first pair of wires the controller in series with the transmitter connected to the control, an analog current signal the first pair of lines, the one measured by the transmitter represents physical quantity and as a control quantity of the reg lers serves, and the controller with the actuator for transmission of control signals is connected.

Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Steuer ung in einem mobilen Handterminal enthalten ist.It can be provided according to the invention that the tax is contained in a mobile handheld terminal.

Alternativerweise wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Steuerung Teil eines Leitsystems ist, das über die Ein richtung zum Darstellen des Stromsignals auf dem ersten Leitungspaar verfügt, und die Kommunikationseinrichtung mit dem Leitsystem verbunden oder in demselben integriert ist.Alternatively, the invention proposes that the control system is part of a control system that uses the direction for displaying the current signal on the first Line pair has, and the communication device with is connected to or integrated into the control system.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekenn zeichnet, daß der Regler und/oder der Meßumformer eine Einheit zum Empfangen und Senden von digitalen Signalen, die dem Stromsignal überlagerbar sind, enthält.Further embodiments of the invention are characterized thereby records that the controller and / or the transmitter a Unit for receiving and transmitting digital signals, which can be superimposed on the current signal.

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Regler und der Aktor 16 miteinander verbundene Gehäuse besitzen, oder der Regler und der Aktor baulich getrennte Gehäuse besitzen und über mindestens ein drittes Leitungspaar Sig nale zwischen dem Regler und dem Aktor übertragbar sind.Furthermore, it can be provided according to the invention that the controller and the actuator 16 have interconnected housings, or the controller and the actuator have structurally separate housings and can be transmitted via at least a third pair of lines Sig signals between the controller and the actuator.

Der Regler kann als PID-Regler ausgelegt sein.The controller can be designed as a PID controller.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch ge kennzeichnet, daß das Leitsystem mit dem Meßumformer unter Zwischenschaltung mindestens eines zweiten Leitungspaares und eines Speisetrenners über das erste Leitungspaar ver bunden ist, wobei vorzugsweise das analoge Stromsignal des ersten Leitungspaares unter Zwischenschaltung des Speise trenners über das zweite Leitungspaar am Leitsystem an liegt.Another embodiment of the invention is thereby ge indicates that the control system with the transmitter under Interposition of at least a second pair of lines and a supply isolator via the first pair of lines is bound, preferably the analog current signal of the first pair of lines with the interposition of the food isolator via the second pair of cables to the control system lies.

Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das Leit system über das zweite Leitungspaar rein digital mit dem Speisetrenner kommuniziert, oder ein Buskoppler zwischen dem Leitsystem und dem Speisetrenner die Umformung in rein digitale Signale ermöglicht.It can be provided according to the invention that the guide system over the second pair of lines purely digital with the Isolator communicates, or a bus coupler between the control system and the feed separator the transformation into pure enables digital signals.

Ferner wird erfindungsgemäß auch vorgeschlagen, daß der Regler oder der Meßumformer eine Anschlußeinheit mit min destens vier Leitungsanschlüssen aufweist, an die das erste Leitungspaar zwischen dem Speisetrenner und dem Regler und ein viertes Leitungspaar zwischen dem Meßumformer und dem Regler angeschlossen sind, wobei eine Leitung des ersten Leitungspaares mit einer Leitung des vierten Leitungspaares derart gebrückt ist, daß der Regler und der Meßumformer in Reihe angeordnet sind. It is also proposed according to the invention that the Controller or the transmitter a connection unit with min at least four line connections to which the first Cable pair between the supply isolator and the controller and a fourth wire pair between the transmitter and the Controllers are connected, one line of the first Line pair with a line of the fourth line pair is bridged such that the controller and the transmitter in Row are arranged.

Die dem Stromsignal auf der Zweileiterschleife überlager baren digitalen Kommunikationssignale können erfindungsge mäß mittelwertfrei sein.The superimposed on the current signal on the two-wire loop baren digital communication signals can fiction be median free.

Die dem Stromsignal auf der Zweileiterschleife überlager baren digitalen Kommunikationssignale können nach der Er findung dem HART-Feld-Kommunikations-Protokoll genügen.The superimposed on the current signal on the two-wire loop baren digital communication signals can after Er find the HART field communication protocol.

Schließlich kann auch vorgesehen sein, daß der Regler einen Stellungsregler mit pneumatischem Ausgangssignal zur An steuerung eines pneumatischen Stellantriebs als Aktor dar stellt.Finally, it can also be provided that the controller has a Positioner with pneumatic output signal for on control of a pneumatic actuator as an actuator poses.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zu grunde, daß es durch eine Reihenanordnung von einem Meßum former und einem Regler in einer Zweileiterschleife möglich ist, das Signal der physikalischen Meßgröße des Meßumfor mers als Stromsignal beizubehalten, welches gleichzeitig als Regelgröße des Reglers dient. Das Stellsignal des Reg lers zu dem entsprechenden Aktor muß dabei allerdings nicht als analoges Stromsignal zur Verfügung stehen.The invention is therefore based on the surprising finding reason that it is by a series arrangement of a Meßum former and a controller possible in a two-wire loop is the signal of the physical quantity of the measuring transducer mers to maintain as a current signal, which simultaneously serves as the controlled variable of the controller. The control signal of the Reg However, it is not necessary to learn about the corresponding actuator are available as an analog current signal.

Die Parametrisierung, die Übertragung der Führungsgröße und die Überwachung des Reglers kann vom Leitsystem oder mit tels eines Handterminals über beispielsweise das HART-Feld- Kommunikations-Protokoll erfolgen, das für diese Aufgaben ausreichende Übertragungsgeschwindigkeiten ermöglicht.The parameterization, the transfer of the command variable and The controller can be monitored by the control system or with of a handheld terminal via, for example, the HART field Communication protocol done for these tasks sufficient transmission speeds.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der der Aufbau und die Funktionsweise erfindungsgemäßer Ausführungsformen an hand schematischer Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt: Further features and advantages of the invention result from the description below, in which the structure and the mode of operation of embodiments according to the invention hand schematic drawings are explained in detail. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Aus führungsform eines erfindungsgemäßen Vorort regelkreises; Fig. 1 is a block diagram of a preferred embodiment of an on-site control loop according to the invention;

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 einer alter nativen Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Vorortregelkreises; und FIG. 2 shows a representation according to FIG. 1 of an old native embodiment of an on-site control loop according to the invention; and

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 einer wei teren Ausführungsform eines erfindungsgemä ßen Vorortregelkreises. Fig. 3 is a view according to Fig. 1 of an embodiment of an inventive direct wei SEN local control circuit.

Bei der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungs form ist die Steuerung durch ein Leitsystem 10 realisiert, das mit einem Meßumformer 12 über ein erstes Leitungspaar 20 verbunden ist, welches eine Zweileiterschleife dar stellt. Die durch das erste Leitungspaar 20 realisierte Zweileiterschleife trägt dabei im Betriebsfall einen vom Meßumformer 12 eingeprägten Strom als Signal. Die Zweilei terschleife schließt ebenfalls einen Regler 14 in Reihe mit dem Meßumformer 12 an, wobei das analoge Stromsignal auf dem ersten Leitungspaar 20 die vom Meßumformer 12 gemessene physikalische Größe darstellt und als Regelgröße des Reg lers 14 dient. Der Regler 14 ist mit einem Aktor 16 verbun den, der vom Regler 14 ein Stellsignal als Antriebsbefehl erhält, wobei der Regler 14 und der Aktor 16 eine Einheit bilden. Das Stromsignal auf der Zweileiterschleife kann mittels des Leitsystems 10 dargestellt werden. Das Leit system 10 ist ferner mit einer nicht dargestellten Kommuni kationseinrichtung zur bidirektionalen digitalen Kommuni kation assoziiert, wobei die digitalen Kornunikationssig nale dem Stromsignal auf der Zweileiterschleife überlager bar sind und die Kommunikationseinrichtung sowohl in das Leitsystem 10 integriert als auch getrennt davon mit einer Verbindung zum Leitsystem 10 und einer weiteren Verbindung zu dem ersten Leitungspaar 20 realisiert werden kann. In the embodiment according to the invention shown in FIG. 1, the control is implemented by a control system 10 , which is connected to a transmitter 12 via a first line pair 20 , which represents a two-wire loop. The two-wire loop implemented by the first pair of lines 20 carries a current impressed by the transmitter 12 as a signal during operation. The two-wire loop also connects a controller 14 in series with the transmitter 12 , the analog current signal on the first pair of lines 20 representing the physical quantity measured by the transmitter 12 and serving as the controlled variable of the controller 14 . The controller 14 is connected to an actuator 16 which receives a control signal as a drive command from the controller 14 , the controller 14 and the actuator 16 forming a unit. The current signal on the two-wire loop can be represented by means of the control system 10 . The control system 10 is also associated with a communication device, not shown, for bidirectional digital communication, the digital communication signals being superimposed on the current signal on the two-wire loop, and the communication device both being integrated into the control system 10 and separated therefrom with a connection to the control system 10 and a further connection to the first pair of lines 20 can be realized.

Mit diesem so eben beschriebenen Aufbau steht das Stellsig nal des Reglers 14 zwar nicht als analoges Stromsignal dem Leitsystem 10 zur Verfügung, was auch nicht notwendig ist, da die Parametrisierung, die Übertragung der Führungsgröße und die Überwachung des Reglers 14 vom Leitsystem 10, bei spielsweise, über das HART-Feld-Kommunikations-Protokoll erfolgen kann, welches für diese Aufgabe ausreichende Über tragungsgeschwindigkeiten ermöglicht.With this construction just described, the Stellsig signal of the controller 14 is not available as an analog current signal to the control system 10 , which is also not necessary because the parameterization, the transmission of the command variable and the monitoring of the controller 14 from the control system 10 , for example , can be done via the HART field communication protocol, which enables sufficient transmission speeds for this task.

Bei einer weiteren, in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein Leitsystem 10' mit einem Meßumformer 12' unter Zwischenschaltung mindestens eines zweiten Leitungs paares 24' und eines Speisetrenners 22' über ein erstes Leitungspaar 20' verbunden, das auch für den Anschluß eines Reglers 14' und eines Aktors 16' sorgt. Insbesondere für den Einsatz von Feldgeräten in explosionsgefährdeten Be reichen ist eine galvanische Trennung der Stromkreise vom sicheren Bereich in den explosionsgefährdeten Bereich mit tels solch eines Speisetrenners 22' vorteilhaft.In a further embodiment of the invention shown in FIG. 2, a control system 10 'is connected to a measuring transducer 12 ' with the interposition of at least one second line pair 24 'and a feed isolator 22 ' via a first line pair 20 ', which is also used for connecting a Regulator 14 'and an actuator 16 ' provides. In particular for the use of field devices in potentially explosive areas, galvanic isolation of the circuits from the safe area to the potentially explosive area by means of such a power isolator 22 'is advantageous.

Außerdem weist die Ausführungsform gemäß Fig. 2 im Unter schied zu der gemäß Fig. 1 baulich getrennte Gehäuse für den Regler 14' und den Aktor 16' auf. Dabei sorgt ein drit tes Leitungspaar 26' für eine Übertragung von Signalen zwischen dem Regler 14' und dem Aktor 16'. Die Signale auf dem dritten Leitungspaar 26' können sowohl digitaler als auch analoger Art sein.In addition, the embodiment according to FIG. 2 differs from the structurally separate housing according to FIG. 1 for the controller 14 'and the actuator 16 '. A third pair of lines 26 'ensures a transmission of signals between the controller 14 ' and the actuator 16 '. The signals on the third pair of lines 26 'can be both digital and analog.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung stellt der Regler 14' einen Stellungsregler mit pneu matischem Ausgangssignal zur Ansteuerung eines pneumatis chen Stellantriebs als Aktor 16' dar. Dabei wird mindestens ein pneumatisches Ansteuersignal vom Regler 14' zum Aktor 16' übertragen und ein meist elektrisches Signal als Rück meldung der Stellgliedposition vom Aktor 16' zum Regler 14' übertragen. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the controller 14 'represents a positioner with a pneumatic output signal for controlling a pneumatic actuator as an actuator 16 '. At least one pneumatic control signal is transmitted from the controller 14 'to the actuator 16 ' and a mostly electrical one Transfer the signal as feedback of the actuator position from the actuator 16 'to the controller 14 '.

Gemäß Fig. 2 kann das Leitsystem 10' über das zweite Lei tungspaar 24' rein digital mit dem Speisetrenner 22' kom munizieren. Natürlich kann alternativerweise auch vorge sehen sein, daß ein Buskoppler zwischen dem Leitsystem und dem Speisetrenner die Umformung in rein digitale Signale ermöglicht.Referring to FIG. 2, the control system 10 'can 24 via the second Lei tung few' purely digital nicate with the feed separator 22 'kom. Of course, it can alternatively also be seen that a bus coupler between the control system and the feed isolator enables the conversion into purely digital signals.

Ebenso vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß das Leitsystem eine integrierte Kommunikationseinrichtung zur bidirektio nalen digitalen Kommunikation enthält, die digitale Signale sendet und empfängt, welche dem Stromsignal auf der Zwei leiterschleife überlagerbar sind. Zu diesem Zweck kann ein spezieller Speisetrenner eingesetzt werden, der sowohl die Übertragung des analogen Stromsignals als auch des über lagerten digitalen Signals ermöglicht.It can also be advantageously provided that the control system an integrated communication device for bidirection nalen digital communication contains digital signals sends and receives which the current signal on the two conductor loop can be superimposed. For this purpose, a special feed isolator can be used, which both Transmission of the analog current signal as well as the over stored digital signal allows.

In Fig. 3 ist eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung mit einem Leitsystem 10'', einem Meßumformer 12'', einem Regler 14'', einem Aktor 16'', einem Speise trenner 22'' und ersten, zweiten sowie dritten Leitungs paaren 20'', 24'', 26'' dargestellt, die sich dadurch von der gemäß Fig. 2 unterscheidet, daß der Regler 14'' eine Anschlußeinheit 30'' mit mindestens vier Leitungsanschlüs sen aufweist, an die das erste Leitungspaar 20'' zwischen dem Speisetrenner 22'' und dem Regler 14'' und ein viertes Leitungspaar 32'' zwischen dem Meßumformer 12'' und dem Regler 14'' angeschlossen sind. Dabei ist eine Leitung des ersten Leitungspaars 20'' mit einer Leitung des vierten Leitungspaares 32'' derart gebrückt, daß der Regler 14'' und Meßumformer 12'' in Reihe angeordnet sind. Eine derar tige Anschlußeinheit 30'' ermöglicht eine Vereinfachung der Kabelinstallation, da kein Leitungspaar räumlich getrennt werden muß und somit eine größere Übersichtlichkeit sicher gestellt wird.In Fig. 3 is a further alternative embodiment of the invention with a control system 10 ", a transmitter 12 ", a controller 14 ", an actuator 16 ", a feed separator 22 "and first, second and third line pairs 20 ″, 24 ″, 26 ″, which differs from that according to FIG. 2 in that the controller 14 ″ has a connection unit 30 ″ with at least four line connections to which the first line pair 20 ″ are connected between the feed separator 22 ″ and the controller 14 ″ and a fourth pair of lines 32 ″ between the transmitter 12 ″ and the controller 14 ″. A line of the first line pair 20 ″ is bridged with a line of the fourth line pair 32 ″ such that the controller 14 ″ and transmitter 12 ″ are arranged in series. Such a connection unit 30 '' enables a simplification of the cable installation, since no pair of lines has to be spatially separated and thus a greater clarity is ensured.

In einer ebenso vorteilhaften Realisierung der Erfindung weist der Meßumformer eine Anschlußeinheit mit mindestens vier Leitungsanschlüssen auf, an die das erste Leitungspaar zwischen dem Speisetrenner und dem Meßumformer und ein viertes Leitungspaar zwischen dem Meßumformer und dem Reg ler angeschlossen sind, wobei eine Leitung des ersten Lei tungspaares mit einer Leitung des vierten Leitungspaares derart gebrückt ist, daß der Regler und der Meßumformer in Reihe angeordnet sind.In an equally advantageous implementation of the invention the transmitter has a connection unit with at least four line connections to which the first pair of lines between the supply isolator and the transmitter and a fourth pair of lines between the transmitter and the reg ler are connected, one line of the first Lei tion pair with a line of the fourth line pair is bridged such that the controller and the transmitter in Row are arranged.

Weiterhin günstig ist eine Ausführungsform, in welcher der Regler eine Einheit zum Empfangen und Senden von digitalen Signalen, die dem Stromsignal überlagerbar sind, enthält. Diese Einheit kann dazu verwendet werden, erstens den Reg ler über das Leitsystem zu parametrisieren, zweitens Füh rungsgrößen zu übertragen, drittens Statussignale des Reg lers abzufragen, viertens Testsignale des Reglers zu er zeugen und fünftens eine Diagnose des Aktorzustands zu er möglichen.An embodiment in which the Controller a unit for receiving and sending digital Contains signals that can be superimposed on the current signal. This unit can be used, firstly, the Reg parameterize via the control system, secondly, guide third, status signals of the reg fourth, test signals from the controller testify and fifth, a diagnosis of the actuator status possible.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Meßumformer eine Einheit zum Empfangen und Senden von digitalen Signalen, die dem Stromsignal überlagerbar sind, aufweist. Neben einer Fern parametrisierung des Meßumformers über das Leitsystem kön nen dadurch auch Statussignale des Meßumformers an das Leitsystem übertragen werden.It is also advantageous if the transmitter is a unit for receiving and sending digital signals that the Current signal are superimposed. Besides a long distance parameterization of the transmitter via the control system can NEN thereby also status signals of the transmitter to the Control system are transmitted.

Die Übertragung digitaler Daten zwischen dem Feldgerät und dem Leitsystem kann alternativerweise mittels des Meßumfor mers oder des Reglers erfolgen.The transmission of digital data between the field device and the control system can alternatively by means of the measurement mers or the controller.

Weiterhin kann nach der Erfindung vorgesehen sein, daß der Regler als PID-Regler ausgelegt ist.Furthermore, it can be provided according to the invention that the Controller is designed as a PID controller.

Ebenso können die dem Stromsignal auf der Zweileiterschlei fe überlagerten digitalen Kommunikationssignale in einer alternativen Ausführungsform mittelwertfrei sein. Likewise, the current signal on the two-wire loop fe superimposed digital communication signals in one alternative embodiment to be free of mean.

Weiterhin günstig ist, wenn die dem Stromsignale auf der Zweileiterschleife überlagerbaren digitalen Kommunikations signale dem HART-Feld-Kommunikations-Protokoll genügen. Infolge der weiten Verbreitung des HART-Protokolls stellt dieses nämlich einen Quasistandard dar und wird von vielen Geräten unterstützt.It is also advantageous if the current signals on the Two-wire loop overlayable digital communication signals meet the HART field communication protocol. As a result of the widespread use of the HART protocol this is a quasi standard and is used by many Devices supported.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Vorortregelkreises bes tehen vor allem in der Erhöhung der Zahl an ein Leitsystem anschließbarer Regelstrukturen, ohne die Funktionalität der Überwachung und Steuerung zu verringern.The advantages of the local control loop according to the invention mainly in increasing the number of a control system connectable rule structures without the functionality of the Reduce monitoring and control.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombina tion für die Verwirklichung der Erfindung in ihren ver schiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The in the above description, in the claims and features of the invention disclosed in the drawings can be used individually or in any combination tion for the implementation of the invention in their ver different embodiments may be essential.

Reference list

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'' Leitsystem
'' Control system

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'' drittes Leitungspaar
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'' Anschlußeinheit
'' Connection unit

3232

'' viertes Leitungspaar
'' fourth pair of lines

Claims

1. On-site control loop in a field area, comprising a transmitter, a controller and an actuator and connected to a controller, which is connected via a first line pair, which is a two-wire loop, at least to the transmitter, with a device for displaying analog current signals the two-wire loop and with a communication device for bidirectional digital communication, the digital communication signals being superimposed on the current signal on the two-wire loop, characterized in that
the first pair of lines ( 20 , 20 ', 20 '') the controller ( 14 , 14 ', 14 '') in series with the transmitter ( 12 , 12 ', 12 '') to the controller ( 10 , 10 ', 10 ''),
an analog current signal on the first pair of lines ( 20 , 20 ', 20 '') represents the physical quantity measured by the transmitter ( 12 , 12 ', 12 '') and as the controlled variable of the controller ( 14 , 14 ', 14 '' ) serves, and
the controller ( 14 , 14 ', 14 '') is connected to the actuator ( 16 , 16 ', 16 '') for the transmission of control signals.

2. On-site control loop according to claim 1, characterized net that the control is contained in a mobile hand-held terminal.

3. On-site control loop according to claim 1, characterized in that the control is part of a control system ( 10 , 10 ', 10 ''), which via the device for displaying the current signal on the first pair of lines ( 20 , 20 ', 20 '' ), and the communication device is connected to the control system ( 10 , 10 ', 10 '') or integrated in it.

4. On-site control loop according to one of the preceding claims, characterized in that the controller and / or the transmitter a unit for Em receive and send digital signals that flow signal are superimposed.

5. On-site control loop according to one of the preceding claims, characterized in that
the controller ( 14 ) and the actuator ( 16 ) have interconnected housings, or
the controller ( 14 ', 14 '') and the actuator ( 16 ', 16 '') have structurally separate housings and signals between the controller ( 14 ', 14 '') via at least a third pair of lines ( 26 ', 26 '') ) and the actuator ( 16 ', 16 '') are transferable.

6. Local control loop according to one of the preceding claims, characterized in that the controller ( 14 ) is designed as a PID controller.

7. On-site control loop according to one of claims 3 to 6, characterized in that the control system ( 10 ', 10 '') with the transmitter ( 12 ', 12 '') with the interposition of at least one second line pair ( 24 ', 24 '') and a feed separator (22', 22 '') on the first line pair (20 ', 20' ') is connected, preferably wherein the analog current signal of the first Lei tung pair (20', 20 '') by means of the supply isolator ( 22 ', 22 '') is applied to the control system ( 10 ', 10 '') via the second pair of lines ( 24 ', 24 '').

8. On-site control loop according to claim 7, characterized in that the control system ( 10 ', 10 '') communicates purely digitally with the feed separator ( 22 ', 22 '') via the second line pair ( 24 ', 24 ''), or a bus coupler between the control system and the supply isolator enables the conversion into purely digital signals.

9. On-site control loop according to claim 7 or 8, characterized in that
the controller ( 14 '') or the transmitter has a connection unit ( 30 '') with at least four line connections, to which the first pair of lines ( 20 '') between the supply isolator ( 22 '') and the controller ( 14 '') and a fourth pair of lines ( 32 '') are connected between the transmitter ( 12 '') and the controller ( 14 ''),
wherein a line of the first pair of lines ( 20 ') is bridged with a line of the fourth pair of lines ( 32 '') such that the controller ( 14 '') and the transmitter ( 12 '') are arranged in series.

10. Local control loop according to one of the preceding An sayings, characterized in that which are superimposed on the current signal on the two-wire loop digital communication signals are mean free.

11. Local control loop according to one of the preceding An sayings, characterized in that which are superimposed on the current signal on the two-wire loop digital communication signals to the HART field comm communication protocol are sufficient.

12. Local control loop according to one of the preceding An sayings, characterized in that the controller is a positioner with pneumatic off output signal to control a pneumatic actuator represents drive as an actuator.