EP3526928A1 - Method for transferring data between an automation field device and a communication box - Google Patents

Method for transferring data between an automation field device and a communication box

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EP3526928A1
EP3526928A1 EP17761235.5A EP17761235A EP3526928A1 EP 3526928 A1 EP3526928 A1 EP 3526928A1 EP 17761235 A EP17761235 A EP 17761235A EP 3526928 A1 EP3526928 A1 EP 3526928A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
field device
communication signal
communication
current
supply voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17761235.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Simon Gerwig
Harald SCHÄUBLE
Wolfgang Brutschin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Publication of EP3526928A1 publication Critical patent/EP3526928A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/10—Current supply arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/542—Systems for transmission via power distribution lines the information being in digital form
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/548—Systems for transmission via power distribution lines the power on the line being DC
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40045—Details regarding the feeding of energy to the node from the bus

Definitions

  • the invention relates to a method for data transmission between a field device of automation technology and a communication box, a field device of automation technology and a communication box.
  • Flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc. which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity.
  • actuators such as valves or pumps, via which the flow of a liquid in a pipe section or the level can be changed in a container.
  • Such field devices have for this purpose an analog current or voltage output, for example a 4 to 20 mA current output or a 0 to 10 V voltage output. Only the transmission of the process variable or the measured value is possible via this current or voltage output.
  • the HART protocol for example, is used.
  • the field devices can be very flexibly parameterized and put into operation or read out additional determined and stored measured values or data.
  • the HART protocol enables bidirectional communication even in a potentially explosive environment via a point-to-point transmission of at least two subscribers.
  • an FSK method Frequency Shift Keying
  • Differentiating the binary states uses different frequencies of a sinusoidal signal (eg Bell 202 standard: “0" 2200 Hz, "1" 1200 Hz).
  • the discretized and digitized data are provided by a special modem, which is in each case Participants must be present in a Hart protocol using the FSK method transmitted and received.
  • the components used for realizing a HART communication require a relatively large amount of space and, moreover, are also relatively expensive, which is undesirable particularly in the case of field devices that are inexpensive to produce.
  • the object is achieved by a method for data transmission between a field device of automation technology and a communication box, wherein the communication box is connected to the field device via a two-wire line and via the two-wire line, a supply voltage is applied to the field device to provide the field device with energy, the method includes the following steps:
  • a method is proposed in which data can be communicated via the current consumption of the field device and its supply voltage.
  • a communication box is introduced into a two-wire line between the field device and a supply unit.
  • the communication box is
  • the invention modulates a request in the form of a first communication signal to the supply voltage and demodulates the request in the field device.
  • the response in the form of a second communication signal is modulated onto an output current of the field device and this is demodulated again in the communication box.
  • the data to be communicated are modulated one to one, ie without change, to the supply voltage and not, as with others Communication method, such as HART, in which Frequency Shift Keying (Frequency Shift Keying) occurs, usually, for the purpose of data transmission changed.
  • the proposed communication method can be used, for example, in the production for programming the field device and during the final adjustment and the so-called load check. Furthermore, it is also possible via the communication method to connect the communication box to the field device in a data-conducting manner and to connect the communication box with further functionalities, e.g. Radio communications,
  • Supply voltage is varied such that the supply voltage having the first communication signal.
  • Output current is varied such that the output current is the second
  • An advantageous embodiment of the invention provides that for the demodulation of the first communication signal from the supply voltage DC voltage components of the supply voltage are filtered out by the field device.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the first and / or the second communication signal are generated according to a UART protocol, SPI or an MC protocol.
  • a field device of automation technology which can be connected to a two-wire line for power supply, comprising: a demodulation unit having a capacitance, wherein the capacitance separates a first communication signal, which is modulated onto the supply voltage of the field device, from the supply voltage, so that the first communication signal is available to the field device;
  • Field device is transferable.
  • An advantageous embodiment of the field device according to the invention provides that the demodulation unit and / or the modulation unit has no modem, in particular no FSK modem, or to have to separate the first communication signal from the supply voltage and / or to modulate the second communication signal.
  • a further advantageous embodiment of the field device according to the invention provides that the demodulation unit consists of the capacitance. Because of that
  • Demodulation unit consists solely of a capacity, can be the
  • Integrate demodulation unit particularly simple and space-saving in the field device or realize.
  • a further advantageous embodiment of the field device according to the invention provides that the field device is adapted to transmit a process variable via a loop current, in particular a 4 to 20mA loop current, wherein a means for current regulation, in particular a current regulator, sets the loop current according to the process variable and the current-regulating means is part of the modulation unit and further configured to modulate the second communication signal to the loop current so that the loop current comprises the second communication signal.
  • a means for current regulation in particular a current regulator
  • An alternative embodiment of the field device according to the invention provides that the field device is adapted to transmit a process variable via a voltage signal, in particular a 0 to 10 V voltage signal, wherein the
  • Modulation unit is designed such that a first terminal with a second connection for the two-wire line via a means for current regulation, which
  • a communication box for data transmission with a field device of automation technology wherein the communication box can be connected to the field device via a two-wire line, and has the following:
  • a modulation unit that is configured to perform a voltage modulation of a voltage signal of the two-wire line, so that the voltage signal of the two-wire line to a first communication signal to
  • a demodulation unit configured to generate a current signal of
  • a system of automation technology which is a field device according to one of the previously described embodiment, a communication box according to the previously described embodiment and a
  • Two-wire line which connects the field device with the communication box and over which the field device is supplied with energy has.
  • the communication box has at least one further functionality in order to also equip the field device with this functionality, the communication box exchanging data with the field device according to the method described above in relation to the further functionality Provide that the communication box is formed on the at least one further functionality to a connection of the communication box via a radio protocol or a
  • Field device exchanges data related to the radio protocol or the wired protocol.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the system according to the invention, comprising a field device, a communication box and a two-wire line.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the system 1 according to the invention, which is a field device 2 of automation technology, a communication box 4 for
  • the communication box 4 and the field device 2 are connected in a data-conducting manner via a two-wire line 3.
  • the field device 2 is supplied with a supply voltage Uv, for example.
  • a power adapter which is not shown in Fig. 1.
  • About the two-wire line 3 is next to the
  • Field device 2 is detected, to one, also not shown in Fig. 1, higher-level unit, for example.
  • a PLC instead. It goes without saying that in the case that the field device 2 acts as an actuator, via the two-wire line 3, a transmission of the
  • Control value from the parent unit to the field device 2 takes place.
  • the communication box 4 For the transmission of data going beyond that, for example for parameterization, between the communication box 4 and the field device 2, the communication box 4 has the following: A first terminal pair 13 for input-side connection of the two-wire line 3, so that the communication box 4 via the two-wire line 3 to a supply unit, such as a transmitter power supply, not shown in Fig. 1, is connected.
  • a supply unit such as a transmitter power supply, not shown in Fig. 1, is connected.
  • a modulation unit 11 which is arranged between the first and the second terminal pair 13, 14 in the communication box 4.
  • the modulation unit 11 is set up such that a voltage modulation or an amplitude modulation of a voltage signal of the two-wire line 3 takes place in accordance with a first communication signal 5 for data transmission.
  • This can, for example, by one or more diodes, which has a
  • Switch in particular a controllable field effect transistor, short-circuited, be realized.
  • the controllable switch and the diode or diodes the first communication signal to the voltage signal of
  • the voltage signal is thus available to the field device 2 as a supply voltage at the second connection terminal pair 14 of the communication box 4, so that the first communication signal 5 is transmitted via the two-wire line 3 to the field device 2. That by the
  • a demodulation unit 12 which is arranged between the first and the second terminal pair 13, 14 in the communication box 4. The demodulation unit 12 is set up so that one of the second
  • Terminal pair 14 connected two-wire line 3 derived current signal is demodulated.
  • the demodulation unit 12 preferably comprises a resistor, which is arranged between the first and the second terminal pair such that the current signal flows through the resistor, and an operational amplifier, which consists of a through the
  • Resistance generated voltage drop generates the second communication signal.
  • Communication signal 6 is shown by way of example in FIG. 1 by a "1010" signal.
  • the communication box 4 can also be equipped with a different functionality than the parameterization.
  • it can have a radio module, so that data can be exchanged wirelessly with another device via the radio module of the communication box 4 and the data between the communication box and the field device wired, according to the inventive method, be replaced.
  • a corresponding field device 2 For transmission of the additional data, a corresponding field device 2 has the following:
  • the field device 2 is supplied with energy.
  • the field device 2 is supplied with a voltage of 24 V.
  • Communication box 4 on the supply voltage V s modulated first communication signal 5 demodulates or separates.
  • the capacitor 8 can be formed, for example, by a capacitor or a plurality of capacitors connected in series and / or in parallel.
  • the first communication signal 5 is thus available after the capacitor 8 without a modem, in particular without a FSK modem, and can, for example, by a microcontroller
  • 1 shows by way of example the simplest case in which the demodulation unit 7 requires only a single capacitance 8, for example in the form of a capacitor.
  • the demodulation unit 7 requires only a single capacitance 8, for example in the form of a capacitor.
  • a modulation unit 9 which is adapted to a second
  • Output current I A of the field device 2 to the communication box 4 is transferable.
  • the modulation unit 9 performs a current modulation of
  • Output current l A or an amplitude modulation of the output current is designed as a two-wire or two-wire field device according to the 4 to 20 mA standard, and a process variable detected by the field device 2 is applied via a loop current generated by a current regulator 10 is adjustable, transmitted.
  • the current controller 10 receives in the normal measurement mode, for example from the microprocessor, a current setpoint value, which represents the process variable, and regulates the loop current to a value corresponding to the current setpoint value.
  • the current regulator 10 is also part of the modulation unit and is further adapted to apply the second communication signal 6 to the
  • the current controller adds the second one
  • Communication signal to the loop current to be set It is also conceivable, however, an alternative embodiment of the field device 2 such that the process variable is not transmitted via a loop current, but via a voltage signal.
  • the process variable can be represented by a 0 to 10V
  • the modulation unit has a means for current regulation, wherein the means comprises a first
  • Communication signal 6 are modulated on a self-current of the field device.
  • the means may comprise, for example, a resistor and a field effect transistor, wherein the field effect transistor is arranged in series with the resistor, so that the current flowing through the resistor is modulated by the field effect transistor.
  • the method for data transmission provides that in a first method step, the supply voltage V s of the field device 2 is amplitude-modulated by the communication box 4, so that a first communication signal 5 is generated.
  • the first communication signal 5 can be generated according to a UART, SPI or MC protocol.
  • the supply voltage V s applied via the two-wire line 3 to the field device 2 is demodulated so that the first communication signal 5 is obtained from the supply voltage V s applied to the field device.
  • the first communication signal 5 can subsequently
  • a microcontroller or microprocessor the field device according to the means of the first communication signal. 5
  • transmitted parameter information parameterize the field device 2.
  • a current modulation or an amplitude modulation of the output current I A of the field device takes place by the field device, so that the
  • Output current has the second communication signal.
  • Communication signal 6 is thus transmitted via the output current I A to the communication box 4.
  • the communication box 4 demodulates the output current I A , so that the second communication signal 6 from the

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for transferring data between an automation field device (2) and a communication box (4), wherein the method comprises the following steps: voltage modulation of the supply voltage (Uv) of the field device (2) by the communication box (4) such that a first communication signal (5) is produced and the supply voltage (Uv) has the first communication signal (5); demodulation of the first communication signal (5) from the supply voltage (Uv) applied to the field device (2) by means of the two-wire line (3) such that the first communication signal (5) is separated from the supply voltage (Uv); current modulation of an output current (IA) of the field device by the field device (2) such that a second communication signal (6) is produced and the output current (IA) has the second communication signal (6); demodulation of the second communication signal (6) from the output current (IA) by the communication box (4) such that the second communication signal (6) is separated from the output current (IA).

Description

Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Feldgerät der  Method for data transmission between a field device of
Automatisierungstechnik und einer Kommunikationsbox  Automation technology and a communication box
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Feldgerät der Automatisierungstechnik und einer Kommunikationsbox, ein Feldgerät der Automatisierungstechnik sowie eine Kommunikationsbox. The invention relates to a method for data transmission between a field device of automation technology and a communication box, a field device of automation technology and a communication box.
In der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomati- sierungstechnik werden üblicherweise Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen dienen. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte bzw. Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, In process automation technology as well as in production automation technology, field devices are usually used which serve to detect and / or influence process variables. Measuring devices or sensors, such as level gauges,
Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperatur-messgeräte, pH- Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc., which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity. To influence process variables are actuators, such as valves or pumps, via which the flow of a liquid in a pipe section or the level can be changed in a container.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress + Hauser-Gruppe hergestellt und vertrieben. A large number of such field devices are manufactured and distributed by the Endress + Hauser Group.
Darüber hinaus ist es in der Automatisierungstechnik auch üblich, die Feldgeräte in einer so genannten Zweileiter-Technik aufzubauen und miteinander zu verbinden, so dass die Energiespeisung und die Kommunikation der Prozessgröße zwischen den Feldgeräten über ein einziges Paar Leitungen (Zweidrahtleitung) erfolgen kann. In addition, it is also customary in automation technology to construct and connect the field devices in a so-called two-wire technique, so that the energy supply and the communication of the process variable between the field devices can take place via a single pair of lines (two-wire line).
Derartige Feldgeräte weisen hierfür einen analogen Strom- oder Spannungsausgang auf, bspw. einen 4 bis 20 mA Stromausgang oder einen 0 bis 10 V Spannungsausgang. Über diesen Strom- bzw. Spannungsausgang ist lediglich die Übertragung der Prozessgröße bzw. des Messwertes möglich. Ist eine darüber hinaus gehende Datenübertragung zwischen den an der Zweidrahtleitung angebundenen Teilnehmern gewünscht, wird bspw. auf das HART Protokoll zurückgegriffen. Mittels der HART-Kommunikation lassen sich die Feldgeräte sehr flexibel parametrieren und in Betrieb nehmen oder zusätzliche ermittelte und gespeicherte Messwerte bzw. Daten auslesen. Das HART Protokoll ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation auch in einer explosionsgefährdeten Umgebung über eine Punkt-zu-Punkt Übertragung von zumindest zwei Teilnehmern. Hierbei wird ein FSK-Verfahren (Frequency Shift Keying) eingesetzt, dass zur Such field devices have for this purpose an analog current or voltage output, for example a 4 to 20 mA current output or a 0 to 10 V voltage output. Only the transmission of the process variable or the measured value is possible via this current or voltage output. If an additional data transmission between the participants connected to the two-wire line is desired, the HART protocol, for example, is used. By means of the HART communication, the field devices can be very flexibly parameterized and put into operation or read out additional determined and stored measured values or data. The HART protocol enables bidirectional communication even in a potentially explosive environment via a point-to-point transmission of at least two subscribers. In this case, an FSK method (Frequency Shift Keying) is used, that for
Unterscheidung der binären Zustände unterschiedliche Frequenzen eines sinusförmigen Signals (z. B. Bell 202-Standard:„0" 2200 Hz,„1 " 1200 Hz) nutzt. Die diskretisierten und digitalisierten Daten werden u.a. von einem speziellen Modem, welches in jedem Teilnehmer vorhanden sein muss, in ein Hart-Protokoll mittels des FSK-Verfahrens übertragen und empfangen. Differentiating the binary states uses different frequencies of a sinusoidal signal (eg Bell 202 standard: "0" 2200 Hz, "1" 1200 Hz). The discretized and digitized data are provided by a special modem, which is in each case Participants must be present in a Hart protocol using the FSK method transmitted and received.
Die zur Realisierung einer HART Kommunikation verwendeten Bauteile, insbesondere das FSK-Modem, benötigen jedoch relativ viel Platz und sind darüber hinaus auch relativ teuer, was insbesondere bei kostengünstig herzustellenden Feldgeräten nicht erwünscht ist. However, the components used for realizing a HART communication, in particular the FSK modem, require a relatively large amount of space and, moreover, are also relatively expensive, which is undesirable particularly in the case of field devices that are inexpensive to produce.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige und möglichst It is therefore an object of the invention, a cost-effective and possible
platzsparende Kommunikationsmethode vorzuschlagen. to propose space-saving communication method.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Feldgerät der Automatisierungstechnik und einer Kommunikationsbox gelöst, wobei die Kommunikationsbox mit dem Feldgerät über eine Zweidrahtleitung verbunden ist und über die Zweidrahtleitung ein Versorgungsspannung an das Feldgerät angelegt wird, um das Feldgerät mit Energie zu versorgen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte vorsieht: The object is achieved by a method for data transmission between a field device of automation technology and a communication box, wherein the communication box is connected to the field device via a two-wire line and via the two-wire line, a supply voltage is applied to the field device to provide the field device with energy, the method includes the following steps:
Spannungsmodulation der Versorgungsspannung des Feldgerätes durch die Kommunikationsbox, so dass ein erstes Kommunikationssignal erzeugt wird und die Versorgungsspannung das erste Kommunikationssignal aufweist;  Voltage modulation of the supply voltage of the field device through the communication box, so that a first communication signal is generated and the supply voltage comprises the first communication signal;
Demodulation des ersten Kommunikationssignals aus der über die  Demodulation of the first communication signal from the over the
Zweidrahtleitung an das Feldgerät angelegten Versorgungsspannung, so dass das erste Kommunikationssignal von der Versorgungsspannung getrennt wird; Strommodulation eines Ausgansstromes des Feldgerätes durch das Feldgerät, so dass ein zweites Kommunikationssignal erzeugt wird und der Ausgansstrom das zweite Kommunikationssignal aufweist;  Two-wire line to the field device applied supply voltage, so that the first communication signal is disconnected from the supply voltage; Current modulation of a Ausgansstromes of the field device by the field device, so that a second communication signal is generated and the Ausgansstrom has the second communication signal;
Demodulation des zweiten Kommunikationssignals aus dem Ausgangsstrom durch die Kommunikationsbox, so dass das zweite Kommunikationssignal von dem Ausgangsstrom getrennt wird.  Demodulating the second communication signal from the output stream through the communication box such that the second communication signal is separated from the output stream.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem über die Stromaufnahme des Feldgerätes und dessen Versorgungsspannung Daten kommuniziert werden können. Hierzu wird eine Kommunikationsbox in eine Zweidrahtleitung zwischen dem Feldgerät und einer Versorgungseinheit eingebracht. Über die Kommunikationsbox wird According to the invention, a method is proposed in which data can be communicated via the current consumption of the field device and its supply voltage. For this purpose, a communication box is introduced into a two-wire line between the field device and a supply unit. About the communication box is
erfindungsgemäß eine Anfrage in Form eines ersten Kommunikationssignals auf die Versorgungsspannung aufmoduliert und die Anfrage im Feldgerät demoduliert. Die Antwort in Form eines zweiten Kommunikationssignals wird auf einen Ausgangsstrom des Feldgerätes aufmoduliert und dieser bei der Kommunikationsbox wieder demoduliert. Die zu kommunizierenden Daten werden dabei eins zu eins, d.h. ohne Änderung, auf die Versorgungsspannung aufmoduliert und nicht, wie bei anderen Kommunikationsverfahren, bspw. HART, bei dem eine Frequenzumtastung (in Englisch: Frequency Shift Keying) erfolgt, üblich, zum Zweck der Datenübertragung verändert. The invention modulates a request in the form of a first communication signal to the supply voltage and demodulates the request in the field device. The response in the form of a second communication signal is modulated onto an output current of the field device and this is demodulated again in the communication box. The data to be communicated are modulated one to one, ie without change, to the supply voltage and not, as with others Communication method, such as HART, in which Frequency Shift Keying (Frequency Shift Keying) occurs, usually, for the purpose of data transmission changed.
Das vorgeschlagene Kommunikationsverfahren kann bspw. in der Fertigung zum Programmieren des Feldgerätes sowie beim Endabgleich und dem so genannten Last Check verwendet werden. Weiterhin ist es über das Kommunikationsverfahren auch möglich, die Kommunikationsbox an das Feldgerät datenleitend anzubinden und die Kommunikationsbox mit weiteren Funktionalitäten, z.B. Funkkommunikation, The proposed communication method can be used, for example, in the production for programming the field device and during the final adjustment and the so-called load check. Furthermore, it is also possible via the communication method to connect the communication box to the field device in a data-conducting manner and to connect the communication box with further functionalities, e.g. Radio communications,
auszustatten, um so das Feldgerät ebenfalls mit diesen Funktionalitäten zu erweitern. equip the field device with these functionalities as well.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zur An advantageous embodiment of the invention provides that the
Spannungsmodulation der Versorgungsspannung ein Spannungswert der Voltage modulation of the supply voltage a voltage value of
Versorgungsspannung derartig variiert wird, dass die Versorgungsspannung das erste Kommunikationssignal aufweist. Supply voltage is varied such that the supply voltage having the first communication signal.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zur A further advantageous embodiment of the invention provides that the
Strommodulation des Ausgansstromes des Feldgerätes ein Stromwert des Current modulation of the output current of the field device, a current value of the
Ausgangsstromes derartig variiert wird, dass der Ausgangsstrom das zweite Output current is varied such that the output current is the second
Kommunikationssignal aufweist. Communication signal has.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zur Demodulation des ersten Kommunikationssignals aus der Versorgungsspannung Gleichspannungsanteile der Versorgungsspannung durch das Feldgerät herausgefiltert werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste und/oder das zweite Kommunikationssignal gemäß einem UART-Protokoll, SPI oder einem MC- Protokoll erzeugt werden. An advantageous embodiment of the invention provides that for the demodulation of the first communication signal from the supply voltage DC voltage components of the supply voltage are filtered out by the field device. An advantageous embodiment of the invention provides that the first and / or the second communication signal are generated according to a UART protocol, SPI or an MC protocol.
Die Aufgabe wird ferner auch durch ein Feldgerät der Automatisierungstechnik gelöst, welches an eine Zweidrahtleitung zur Energieversorgung anbindbar ist, aufweisend: eine Demodulationseinheit mit einer Kapazität, wobei die Kapazität ein erstes Kommunikationssignal, welches auf die Versorgungsspannung des Feldgerätes aufmoduliert ist, von der Versorgungsspannung trennt, so dass das erste Kommunikationssignal dem Feldgerät zur Verfügung steht; The object is further achieved by a field device of automation technology, which can be connected to a two-wire line for power supply, comprising: a demodulation unit having a capacitance, wherein the capacitance separates a first communication signal, which is modulated onto the supply voltage of the field device, from the supply voltage, so that the first communication signal is available to the field device;
- eine Modulationseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein zweites  a modulation unit that is set up, a second one
Kommunikationssignal auf einen Ausgangsstrom des Feldgerätes zu modulieren, so dass das zweite Kommunikationssignal über den Ausgangstrom des  To modulate the communication signal to an output current of the field device, so that the second communication signal via the output current of the
Feldgerätes übertragbar ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass die Demodulationseinheit und/oder die Modulationseinheit kein Modem, insbesondere kein FSK-Modem, aufweist bzw. aufweisen, um das erste Kommunikationssignal von der Versorgungsspannung zu trennen und/oder das zweite Kommunikationssignal zu modulieren. Field device is transferable. An advantageous embodiment of the field device according to the invention provides that the demodulation unit and / or the modulation unit has no modem, in particular no FSK modem, or to have to separate the first communication signal from the supply voltage and / or to modulate the second communication signal.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass die Demodulationseinheit aus der Kapazität besteht. Dadurch, dass die A further advantageous embodiment of the field device according to the invention provides that the demodulation unit consists of the capacitance. Because of that
Demodulationseinheit ausschließlich aus einer Kapazität besteht, lässt sich die Demodulation unit consists solely of a capacity, can be the
Demodulationseinheit besonders einfach und platzsparend im Feldgerät integrieren bzw. realisieren. Integrate demodulation unit particularly simple and space-saving in the field device or realize.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass das Feldgerät dazu eingerichtet ist, eine Prozessgröße über einen Schleifenstrom, insbesondere einen 4 bis 20mA Schleifenstrom, zu übertragen, wobei ein Mittel zum Stromregeln, insbesondere ein Stromregler, den Schleifenstrom entsprechend der Prozessgröße einstellt und das Mittel zum Stromregeln Teil der Modulationseinheit ist und ferner dazu eingerichtet ist, das zweite Kommunikationssignal auf den Schleifenstrom zu modulieren, so dass der Schleifenstrom das zweite Kommunikationssignal aufweist. A further advantageous embodiment of the field device according to the invention provides that the field device is adapted to transmit a process variable via a loop current, in particular a 4 to 20mA loop current, wherein a means for current regulation, in particular a current regulator, sets the loop current according to the process variable and the current-regulating means is part of the modulation unit and further configured to modulate the second communication signal to the loop current so that the loop current comprises the second communication signal.
Eine hierzu alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass das Feldgerät dazu eingerichtet ist, eine Prozessgröße über ein Spannungssignal, insbesondere ein 0 bis 10 V Spannungssignal, zu übertragen, wobei die An alternative embodiment of the field device according to the invention provides that the field device is adapted to transmit a process variable via a voltage signal, in particular a 0 to 10 V voltage signal, wherein the
Modulationseinheit derartig ausgebildet ist, dass ein erster Anschluss mit einem zweiten Anschluss für die Zweidrahtleitung über ein Mittel zum Stromregeln, welches Modulation unit is designed such that a first terminal with a second connection for the two-wire line via a means for current regulation, which
insbesondere einen steuerbaren Widerstand aufweist, verbunden ist und das Mittel das zweite Kommunikationssignal auf einen Eigenstrom des Feldgerätes als Ausgangsstrom moduliert. Die Aufgabe wird ferner auch durch eine Kommunikationsbox zur Datenübertragung mit einem Feldgerät der Automatisierungstechnik gelöst, wobei die Kommunikationsbox über eine Zweidrahtleitung mit dem Feldgerät verbindbar ist, und folgendes aufweist: in particular has a controllable resistor, is connected and the means modulates the second communication signal to an internal current of the field device as an output current. The object is also achieved by a communication box for data transmission with a field device of automation technology, wherein the communication box can be connected to the field device via a two-wire line, and has the following:
eine Modulationseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Spannungsmodulation eines Spannungssignals der Zweidrahtleitung durchzuführen, so dass das Spannungssignal der Zweidrahtleitung ein erstes Kommunikationssignal zur a modulation unit that is configured to perform a voltage modulation of a voltage signal of the two-wire line, so that the voltage signal of the two-wire line to a first communication signal to
Datenübertragung aufweist; Having data transmission;
eine Demodulationseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Stromsignal der  a demodulation unit configured to generate a current signal of
Zweidrahtleitung zu demodulieren, so dass ein zweites Kommunikationssignal der Kommunikationsbox zur Verfügung steht. Darüber hinaus wird die Aufgabe auch durch ein System der Automatisierungstechnik gelöst, welches ein Feldgerät nach einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltung, eine Kommunikationsbox nach der zuvor beschriebenen Ausgestaltung und eine Demodulate a two-wire line, so that a second communication signal of the communication box is available. In addition, the object is also achieved by a system of automation technology, which is a field device according to one of the previously described embodiment, a communication box according to the previously described embodiment and a
Zweidrahtleitung, die das Feldgerät mit der Kommunikationsbox verbindet und über die das Feldgerät mit Energie versorgbar ist, aufweist. Two-wire line, which connects the field device with the communication box and over which the field device is supplied with energy has.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die Kommunikationsbox zumindest eine weitere Funktionalität aufweist, um das Feldgerät ebenfalls mit dieser Funktionalität auszustatten, wobei die Kommunikationsbox mit dem Feldgerät gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren Daten in Bezug auf die weitere Funktionalität austauscht Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass die Kommunikationsbox über die zumindest eine weitere Funktionalität dazu ausgebildet ist, eine Anbindung der Kommunikationsbox über ein Funkprotokoll oder ein An advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the communication box has at least one further functionality in order to also equip the field device with this functionality, the communication box exchanging data with the field device according to the method described above in relation to the further functionality Provide that the communication box is formed on the at least one further functionality to a connection of the communication box via a radio protocol or a
kabelgebundenes Protokoll zu ermöglichen und die Kommunikationsbox mit dem to allow wired protocol and the communication box with the
Feldgerät Daten in Bezug auf das Funkprotokoll oder das kabelgebunden Protokoll austauscht. Field device exchanges data related to the radio protocol or the wired protocol.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 : eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems, umfassend ein Feldgerät, eine Kommunikationsbox und eine Zweidrahtleitung. The invention will be explained in more detail with reference to the following drawing. 1 shows a schematic representation of the system according to the invention, comprising a field device, a communication box and a two-wire line.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems 1 , welches ein Feldgerät 2 der Automatisierungstechnik, eine Kommunikationsbox 4 zur 1 shows a schematic representation of the system 1 according to the invention, which is a field device 2 of automation technology, a communication box 4 for
Datenübertragung und eine Zweidrahtleitung 3 aufweist. Data transmission and a two-wire line 3 has.
Die Kommunikationsbox 4 und das Feldgerät 2 sind über eine Zweidrahtleitung 3 miteinander datenleitend verbunden. Über die Zweidrahtleitung 3 wird das Feldgerät 2 mit einer Versorgungsspannung Uv gespeist, bspw. durch einen Speiseadapter, welcher in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Über die Zweidrahtleitung 3 findet neben der The communication box 4 and the field device 2 are connected in a data-conducting manner via a two-wire line 3. Via the two-wire line 3, the field device 2 is supplied with a supply voltage Uv, for example. By a power adapter, which is not shown in Fig. 1. About the two-wire line 3 is next to the
Energieversorgung auch die Übertragung einer Prozessgröße, welche durch das  Energy supply also the transmission of a process variable, which by the
Feldgerät 2 erfasst wird, zu einer, ebenfalls nicht in Fig. 1 dargestellten, übergeordneten Einheit, bspw. einer SPS, statt. Es versteht sich von selbst, dass in dem Fall, dass das Feldgerät 2 als Aktor fungiert, über die Zweidrahtleitung 3 eine Übertragung des Field device 2 is detected, to one, also not shown in Fig. 1, higher-level unit, for example. A PLC instead. It goes without saying that in the case that the field device 2 acts as an actuator, via the two-wire line 3, a transmission of the
Stellwerts von der übergeordneten Einheit zu dem Feldgerät 2 erfolgt. Control value from the parent unit to the field device 2 takes place.
Zur Übertragung darüber hinaus gehender Daten, bspw. zur Parametrierung, zwischen der Kommunikationsbox 4 und dem Feldgerät 2, weist die Kommunikationsbox 4 folgendes auf: Ein erstes Anschlussklemmenpaar 13 zum eingangsseitigen Anschließen der Zweidrahtleitung 3, so dass die Kommunikationsbox 4 über die Zweidrahtleitung 3 mit einer Versorgungseinheit, z.B. ein Messumformerspeisegerät, in Fig. 1 nicht dargestellt, verbunden ist. For the transmission of data going beyond that, for example for parameterization, between the communication box 4 and the field device 2, the communication box 4 has the following: A first terminal pair 13 for input-side connection of the two-wire line 3, so that the communication box 4 via the two-wire line 3 to a supply unit, such as a transmitter power supply, not shown in Fig. 1, is connected.
- Ein zweites Anschlussklemmenpaar 14 zum ausgangsseitigen Anschließen der A second terminal pair 14 for output side connection of the
Zweidrahtleitung 3, so dass die Kommunikationsbox 4 über die Zweidrahtleitung 3 mit dem Feldgerät 2 verbunden ist. Two-wire line 3, so that the communication box 4 is connected via the two-wire line 3 to the field device 2.
Eine Modulationseinheit 11 , welche zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussklemmenpaar 13, 14 in der Kommunikationsbox 4 angeordnet ist. Die Modulationseinheit 1 1 ist derartig eingerichtet, dass eine Spannungsmodulation bzw. eine Amplitudenmodulation eines Spannungssignals der Zweidrahtleitung 3 entsprechend einem ersten Kommunikationssignal 5 zur Datenübertragung erfolgt. Dies kann bspw. durch eine oder mehrere Dioden, die über einen  A modulation unit 11, which is arranged between the first and the second terminal pair 13, 14 in the communication box 4. The modulation unit 11 is set up such that a voltage modulation or an amplitude modulation of a voltage signal of the two-wire line 3 takes place in accordance with a first communication signal 5 for data transmission. This can, for example, by one or more diodes, which has a
Schalter, insbesondere einen steuerbaren Feldeffekttransistor, kurzschließbar sind, realisiert sein. Über den steuerbaren Schalter und die Diode bzw. Dioden wird das erste Kommunikationssignal auf das Spannungssignal der  Switch, in particular a controllable field effect transistor, short-circuited, be realized. About the controllable switch and the diode or diodes, the first communication signal to the voltage signal of
Zweidrahtleitung aufmoduliert. Das Spannungssignal steht somit am zweiten Anschlussklemmenpaar 14 der Kommunikationsbox 4 dem Feldgerät 2 als Versorgungsspannung zur Verfügung, so dass das erste Kommunikationssignal 5 über die Zweidrahtleitung 3 zu dem Feldgerät 2 übertragen wird. Das durch die Two-wire line modulated. The voltage signal is thus available to the field device 2 as a supply voltage at the second connection terminal pair 14 of the communication box 4, so that the first communication signal 5 is transmitted via the two-wire line 3 to the field device 2. That by the
Spannungsmodulation übertragene erste Kommunikationssignal 5 ist in Fig. 1 exemplarisch durch ein„01010" Signal am Eingang des Feldgerätes 2 dargestellt. Eine Demodulationseinheit 12, welche zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussklemmenpaar 13, 14 in der Kommunikationsbox 4 angeordnet ist. Die Demodulationseinheit 12 ist derartig eingerichtet, dass ein von der am zweiten1 is represented by a "01010" signal at the input of the field device 2. A demodulation unit 12 which is arranged between the first and the second terminal pair 13, 14 in the communication box 4. The demodulation unit 12 is set up so that one of the second
Anschlussklemmenpaar 14 angeschlossenen Zweidrahtleitung 3 stammendes Stromsignal demoduliert wird. Hierzu umfasst die Demodulationseinheit 12 vorzugsweise einen Widerstand, welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussklemmenpaar derartig angeordnet ist, dass das Stromsignal durch den Widerstand fließt, und einen Operationsverstärker, der aus einem durch denTerminal pair 14 connected two-wire line 3 derived current signal is demodulated. For this purpose, the demodulation unit 12 preferably comprises a resistor, which is arranged between the first and the second terminal pair such that the current signal flows through the resistor, and an operational amplifier, which consists of a through the
Widerstand erzeugten Spannungsabfall das zweite Kommunikationssignal erzeugt. Das durch die Strommodulation übertragene zweite Resistance generated voltage drop generates the second communication signal. The second transmitted by the current modulation
Kommunikationssignal 6 ist in Fig.1 exemplarisch durch ein„1010" Signal dargestellt.  Communication signal 6 is shown by way of example in FIG. 1 by a "1010" signal.
Prinzipiell kann die Kommunikationsbox 4 auch mit einer anderen Funktionalität, als die zur Parametrierung, ausgestattet sein. Beispielsweise kann diese ein Funkmodul aufweisen, so dass Daten über das Funkmodul der Kommunikationsbox 4 drahtlos mit einem anderen Gerät austauschbar sind und die Daten zwischen der Kommunikationsbox und dem Feldgerät drahtgebunden, entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, ausgetauscht werden. In principle, the communication box 4 can also be equipped with a different functionality than the parameterization. For example, it can have a radio module, so that data can be exchanged wirelessly with another device via the radio module of the communication box 4 and the data between the communication box and the field device wired, according to the inventive method, be replaced.
Zur Übertragung der darüber hinaus gehender Daten weist ein entsprechendes Feldgerät 2 folgendes auf: For transmission of the additional data, a corresponding field device 2 has the following:
Ein Anschlussklemmenpaar 15 zum Anschließen der Zweidrahtleitung 3. Über die angeschlossene Zweidrahtleitung 3, wird das Feldgerät 2 mit Energie versorgt. In dem in Fig. 1 exemplarisch dargestellten Beispiel, wird das Feldgerät 2 mit einer Spannung von 24 V gespeist.  A terminal pair 15 for connecting the two-wire line 3. About the connected two-wire line 3, the field device 2 is supplied with energy. In the example shown by way of example in FIG. 1, the field device 2 is supplied with a voltage of 24 V.
Eine Demodulationseinheit 7 mit einer Kapazität 8, die das von der  A demodulation unit 7 with a capacity 8 which is that of the
Kommunikationsbox 4 auf die Versorgungsspannung Vs aufmodulierte erste Kommunikationssignal 5 demoduliert bzw. trennt. Die Kapazität 8 kann bspw. durch einen Kondensator oder eine Vielzahl von in Reihe und/oder parallel geschalteten Kondensatoren gebildet werden. Das erste Kommunikationssignal 5 steht somit nach der Kapazität 8 ohne ein Modem, insbesondere ohne ein FSK- Modem, zur Verfügung und kann bspw. durch einen Microcontroller Communication box 4 on the supply voltage V s modulated first communication signal 5 demodulates or separates. The capacitor 8 can be formed, for example, by a capacitor or a plurality of capacitors connected in series and / or in parallel. The first communication signal 5 is thus available after the capacitor 8 without a modem, in particular without a FSK modem, and can, for example, by a microcontroller
weiterverarbeitet werden. Fig. 1 zeigt exemplarisch den einfachsten Fall, bei dem die Demodulationseinheit 7 ausschließlich eine einzige Kapazität 8, bspw. in Form eines Kondensators, benötigt. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Kommunikationsmethoden, insbesondere HART, ist es somit möglich eine platzsparende und kostengünstige Datenübertragung zu realisieren.  be further processed. 1 shows by way of example the simplest case in which the demodulation unit 7 requires only a single capacitance 8, for example in the form of a capacitor. In contrast to the communication methods known from the prior art, in particular HART, it is thus possible to realize a space-saving and cost-effective data transmission.
Eine Modulationseinheit 9, die dazu eingerichtet ist, ein zweites  A modulation unit 9, which is adapted to a second
Kommunikationssignal 6 auf einen Ausgangsstrom lA des Feldgerätes zu modulieren, so dass das zweite Kommunikationssignal 6, welches bspw. als ein Antwortsignal auf das erste Kommunikationssignal 5 dient, über den To modulate communication signal 6 to an output current I A of the field device, so that the second communication signal 6, which serves, for example, as a response signal to the first communication signal 5, via the
Ausgangstrom lA des Feldgerätes 2 zur Kommunikationsbox 4 übertragbar ist. Hierzu führt die Modulationseinheit 9 eine Strommodulation des Output current I A of the field device 2 to the communication box 4 is transferable. For this purpose, the modulation unit 9 performs a current modulation of
Ausgangsstromes lA bzw. eine Amplitudenmodulation des Ausgangsstromes durch. In dem in Fig. 1 exemplarisch dargestellten Beispiel, ist das Feldgerät 2 als ein Zweidraht- bzw. Zweileiter-Feldgerät entsprechend dem 4 bis 20 mA Standard ausgebildet, und eine durch das Feldgerät 2 erfasste Prozessgröße wird über einen Schleifenstrom, der durch einen Stromregler 10 einstellbar ist, übertragen. Der Stromregler 10 erhält hierfür im normalen Messbetrieb, bspw. von dem Mikroprozessor, ein Strom-Sollwert, welcher die Prozessgröße repräsentiert, und regelt den Schleifenstrom auf einen dem Strom-Sollwert entsprechenden Wert. Erfindungsgemäß ist der Stromregler 10 auch Teil der Modulationseinheit und ist ferner dazu eingerichtet, das zweite Kommunikationssignal 6 auf den Output current l A or an amplitude modulation of the output current. In the example shown by way of example in FIG. 1, the field device 2 is designed as a two-wire or two-wire field device according to the 4 to 20 mA standard, and a process variable detected by the field device 2 is applied via a loop current generated by a current regulator 10 is adjustable, transmitted. For this purpose, the current controller 10 receives in the normal measurement mode, for example from the microprocessor, a current setpoint value, which represents the process variable, and regulates the loop current to a value corresponding to the current setpoint value. According to the invention, the current regulator 10 is also part of the modulation unit and is further adapted to apply the second communication signal 6 to the
entsprechend der Prozessgröße einzustellenden Schleifenstrom auf zu modulieren. Im Wesentlichen addiert der Stromregler das zweite  to modulate according to the process variable loop current. Essentially, the current controller adds the second one
Kommunikationssignal auf den einzustellenden Schleifenstrom. Denkbar ist aber auch eine alternative Ausgestaltung des Feldgerätes 2 derart, dass die Prozessgröße nicht über einen Schleifenstrom, sondern über ein Spannungssignal übertragen wird. Beispielsweise kann die Prozessgröße durch ein 0 bis 10 V Communication signal to the loop current to be set. It is also conceivable, however, an alternative embodiment of the field device 2 such that the process variable is not transmitted via a loop current, but via a voltage signal. For example, the process variable can be represented by a 0 to 10V
Spannungssignal übertragen werden. Bei Feldgeräten gemäß dieser Ausgestaltung ist kein Stromregler zum Einstellen des Stromes vorgesehen. Aufgrund dessen weist die Modulationseinheit ein Mittel zum Stromregeln auf, wobei das Mittel einen ersten Voltage signal to be transmitted. In field devices according to this embodiment, no current regulator is provided for adjusting the current. Due to this, the modulation unit has a means for current regulation, wherein the means comprises a first
Anschluss des Anschlussklemmenpaares mit einem zweiten Anschluss des Connection of the terminal pair with a second connection of the
Anschlussklemmenpaares verbindet. Durch das Mittel kann das zweite Connecting terminal pair connects. By the means, the second
Kommunikationssignal 6 auf einen Eigenstrom des Feldgerätes aufmoduliert werden. Das Mittel kann bspw. einen Widerstand und einen Feldeffekttransistor umfassen, wobei der Feldeffekttransistor in Reihe zum Widerstand angeordnet ist, so dass der Strom, welcher durch den Widerstand fließt, durch den Feldeffekttransistor modulierbar ist. Communication signal 6 are modulated on a self-current of the field device. The means may comprise, for example, a resistor and a field effect transistor, wherein the field effect transistor is arranged in series with the resistor, so that the current flowing through the resistor is modulated by the field effect transistor.
Durch die entsprechend ausgebildete Kommunikationsbox 4 und das Feldgerät 2 lässt sich somit ein Verfahren zur Datenübertragung auf einfache Art und Weise realisieren. Das Verfahren zur Datenübertragung sieht vor, dass in einem ersten Verfahrensschritt, die Versorgungsspannung Vs des Feldgerätes 2 durch die Kommunikationsbox 4 amplitudenmoduliert, so dass ein erstes Kommunikationssignal 5 erzeugt wird. Das erste Kommunikationssignal 5 kann dabei gemäß einem UART- , SPI- oder MC-Protokoll erzeugt werden. In einem zweiten Verfahrensschritt wird die über die Zweidrahtleitung 3 an dem Feldgerät 2 anliegende Versorgungsspannung Vs demoduliert, so dass das erste Kommunikationssignals 5 aus der an dem Feldgerät angelegten Versorgungsspannung Vs gewonnen wird. Das erste Kommunikationssignal 5 kann anschließend By appropriately trained communication box 4 and the field device 2, thus a method for data transmission can be realized in a simple manner. The method for data transmission provides that in a first method step, the supply voltage V s of the field device 2 is amplitude-modulated by the communication box 4, so that a first communication signal 5 is generated. The first communication signal 5 can be generated according to a UART, SPI or MC protocol. In a second method step, the supply voltage V s applied via the two-wire line 3 to the field device 2 is demodulated so that the first communication signal 5 is obtained from the supply voltage V s applied to the field device. The first communication signal 5 can subsequently
weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann ein Microcontroller bzw. Mikroprozessor das Feldgerät entsprechend der mittels dem ersten Kommunikationssignal 5 be further processed. For example, a microcontroller or microprocessor, the field device according to the means of the first communication signal. 5
übertragenen Parameterinformation das Feldgerät 2 parametrieren. In einem dritten Verfahrensschritt findet eine Strommodulation bzw. eine Amplitudenmodulation des Ausgangsstromes lA des Feldgerätes durch das Feldgerät statt, so dass der transmitted parameter information parameterize the field device 2. In a third method step, a current modulation or an amplitude modulation of the output current I A of the field device takes place by the field device, so that the
Ausgangsstrom das zweite Kommunikationssignal aufweist. Das zweite Output current has the second communication signal. The second
Kommunikationssignal 6 wird also über den Ausgangsstrom lA an die Kommunikationsbox 4 übertragen. In einem vierten Verfahrensschritt demoduliert die Kommunikationsbox 4 den Ausgangsstrom lA, so dass das zweite Kommunikationssignal 6 von dem Communication signal 6 is thus transmitted via the output current I A to the communication box 4. In a fourth method step, the communication box 4 demodulates the output current I A , so that the second communication signal 6 from the
Ausgangsstrom lA getrennt wird und der Kommunikationsbox 4 zur Weiterverarbeitung vorliegt. Bezugszeichenliste Output current l A is disconnected and the communication box 4 is present for further processing. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 System der Automatisierungstechnik 1 system of automation technology
2 Feldgerät  2 field device
3 Zweidrahtleitung  3 two-wire line
4 Kommunikationsbox  4 communication box
5 Erstes Kommunikationssignal  5 First communication signal
6 Zweites Kommunikationssignal  6 Second communication signal
7 Demodulationseinheit des Feldgerätes  7 demodulation unit of the field device
8 Kapazität  8 capacity
9 Modulationseinheit des Feldgerätes  9 modulation unit of the field device
10 Mittel zum Stromregel, z.B. ein Stromregler  10 means for current regulation, e.g. a current regulator
1 1 Modulationseinheit der Kommunikationsbox  1 1 Modulation unit of the communication box
12 Demodulationsbox der Kommunikationsbox  12 Demodulation box of the communication box
13 Erstes Anschlussklemmenpaar der Kommunikationsbox 13 First terminal pair of the communication box
14 Zweites Anschlussklemmenpaar der Kommunikationsbox14 Second terminal pair of the communication box
15 Anschlussklemmenpaar des Feldgerätes 15 terminal pair of the field device
Uv Versorgungsspannung U v supply voltage
IA Ausgangsstrom  IA output current

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Feldgerät (2) der 1. A method for data transmission between a field device (2) of
Automatisierungstechnik und einer Kommunikationsbox (4), wobei die Automation technology and a communication box (4), the
Kommunikationsbox (4) mit dem Feldgerät (2) über eine Zweidrahtleitung (3) verbunden ist und über die Zweidrahtleitung (3) ein Versorgungsspannung (Uv) an das Feldgerät (2) angelegt wird, um das Feldgerät (2) mit Energie zu versorgen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte vorsieht: Communication box (4) with the field device (2) via a two-wire line (3) is connected and via the two-wire line (3) a supply voltage (U v ) to the field device (2) is applied to supply the field device (2) with energy The method includes the following steps:
Spannungsmodulation der Versorgungsspannung (Uv) des Feldgerätes (2) durch die Kommunikationsbox (4), so dass ein erstes Kommunikationssignal (5) erzeugt wird und die Versorgungsspannung (Uv) das erste Kommunikationssignal (5) aufweist; Voltage modulation of the supply voltage (U v ) of the field device (2) by the communication box (4), so that a first communication signal (5) is generated and the supply voltage (U v ), the first communication signal (5);
Demodulation des ersten Kommunikationssignals (5) aus der über die  Demodulation of the first communication signal (5) from the over the
Zweidrahtleitung (3) an das Feldgerät (2) angelegten Versorgungsspannung (Uv), so dass das erste Kommunikationssignal (5) von der Versorgungsspannung (Uv) getrennt wird; Two-wire line (3) to the field device (2) applied supply voltage (Uv), so that the first communication signal (5) from the supply voltage (U v ) is disconnected;
Strommodulation eines Ausgansstromes (lA) des Feldgerätes durch das Feldgerät (2), so dass ein zweites Kommunikationssignal (6) erzeugt wird und der Current modulation of a Ausgansstromes (l A ) of the field device by the field device (2), so that a second communication signal (6) is generated and the
Ausgansstrom (lA) das zweite Kommunikationssignal (6) aufweist; Having Ausgansstrom (l A), the second communication signal (6);
- Demodulation des zweiten Kommunikationssignals (6) aus dem Ausgangsstrom - Demodulation of the second communication signal (6) from the output current
( ) durch die Kommunikationsbox (4), so dass das zweite Kommunikationssignal (6) von dem Ausgangsstrom (lA) getrennt wird. () through the communication box (4) so that the second communication signal (6) is disconnected from the output stream (I A ).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zur Spannungsmodulation der 2. The method of claim 1, wherein for the voltage modulation of
Versorgungsspannung (Uv) ein Spannungswert der Versorgungsspannung (Uv) derartig variiert wird, dass die Versorgungsspannung (Uv) das erste Kommunikationssignal (5) aufweist. Supply voltage (Uv) is a voltage value of the supply voltage (Uv) is varied such that the supply voltage (U v ), the first communication signal (5).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zur Strommodulation des Ausgansstromes (lA) des Feldgerätes (2) ein Stromwert des Ausgangsstromes (lA) derartig variiert wird, dass der Ausgangsstrom (lA) das zweite Kommunikationssignal (6) aufweist. 3. The method of claim 1 or 2, wherein the current modulation of Ausgansstromes (l A ) of the field device (2) a current value of the output current (l A ) is varied such that the output current (l A ), the second communication signal (6).
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Demodulation des ersten Kommunikationssignals (5) aus der Versorgungsspannung (Vs) Gleichspannungsanteile der Versorgungsspannung durch das Feldgerät (2) 4. The method according to one or more of the preceding claims, wherein for the demodulation of the first communication signal (5) from the supply voltage (V s ) DC components of the supply voltage through the field device (2)
herausgefiltert werden. be filtered out.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder das zweite Kommunikationssignal (5, 6) gemäß einem UART-Protokoll, einem SPI-Protokoll oder einem MC-Protokoll erzeugt werden. 5. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the first and / or the second communication signal (5, 6) are generated according to a UART protocol, an SPI protocol or an MC protocol.
6. Feldgerät der Automatisierungstechnik, welches an eine Zweidrahtleitung (3) zur Energieversorgung anbindbar ist, aufweisend: 6. Field device of automation technology, which is connectable to a two-wire line (3) for supplying energy, comprising:
eine Demodulationseinheit (7) mit einer Kapazität (8), wobei die Kapazität (8) ein erstes Kommunikationssignal (5), welches auf die Versorgungsspannung (Vs) des Feldgerätes (2) aufmoduliert ist, von der Versorgungsspannung (Vs) trennt, so dass das erste Kommunikationssignal (5) dem Feldgerät (2) zur Verfügung steht; eine Modulationseinheit (9), die dazu eingerichtet ist, ein zweites a demodulation unit (7) having a capacitance (8), wherein the capacitance (8) separates a first communication signal (5), which is modulated onto the supply voltage (V s ) of the field device (2), from the supply voltage (V s ), so that the first communication signal (5) is available to the field device (2); a modulation unit (9) arranged to have a second one
Kommunikationssignal (6) auf einen Ausgangsstrom (lA) des Feldgerätes (2) zu modulieren, so dass das zweite Kommunikationssignal (6) über den Communication signal (6) to an output current (l A ) of the field device (2) to modulate, so that the second communication signal (6) via the
Ausgangstrom (lA) des Feldgerätes (2) übertragbar ist. Output current (l A ) of the field device (2) is transferable.
7. Feldgerät nach Anspruch 6, wobei die Demodulationseinheit (7) und/oder die 7. Field device according to claim 6, wherein the demodulation unit (7) and / or the
Modulationseinheit (9) kein Modem, insbesondere kein FSK-Modem, aufweist bzw. Modulation unit (9) has no modem, in particular no FSK modem, or
aufweisen, um das erste Kommunikationssignal von der Versorgungsspannung zu trennen und/oder das zweite Kommunikationssignal zu modulieren. to separate the first communication signal from the supply voltage and / or to modulate the second communication signal.
8. Feldgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Demodulationseinheit (7) aus der Kapazität (8) besteht. 8. Field device according to one of claims 6 to 8, wherein the demodulation unit (7) consists of the capacitance (8).
9. Feldgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Feldgerät (2) dazu eingerichtet ist eine Prozessgröße über einen Schleifenstrom, insbesondere einen 4 bis 20mA Schleifenstrom, zu übertragen, wobei ein Mittel zum Stromregeln (10), 9. Field device according to one of claims 6 to 8, wherein the field device (2) is adapted to transmit a process variable via a loop current, in particular a 4 to 20mA loop current, wherein a means for current regulation (10),
insbesondere ein Stromregler, den Schleifenstrom entsprechend der Prozessgröße einstellt und das Mittel zum Stromregeln (10) Teil der Modulationseinheit (9) ist und ferner dazu eingerichtet ist, das zweite Kommunikationssignal (6) auf den Schleifenstrom zu modulieren, so dass der Schleifenstrom das zweite Kommunikationssignal (6) aufweist. in particular, a current regulator that sets loop current according to the process variable, and the current regulating means (10) is part of the modulation unit (9) and is further configured to modulate the second communication signal (6) to the loop current such that the loop current is the second communication signal (6).
10. Feldgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Feldgerät (2) dazu eingerichtet ist eine Prozessgröße über ein Spannungssignal, insbesondere ein 0 bis 10 V Spannungssignal, zu übertragen, wobei die Modulationseinheit (9) derartig ausgebildet ist, dass ein erster Anschluss mit einem zweiten Anschluss für die Zweidrahtleitung über ein Mittel zum Stromregeln, welches insbesondere einen steuerbaren Widerstand aufweist, verbunden ist und das Mittel das zweite Kommunikationssignal auf einen Eigenstrom des Feldgerätes als Ausgangsstrom moduliert. 10. Field device according to one of claims 6 to 8, wherein the field device (2) is adapted to a process variable via a voltage signal, in particular a 0 to 10 V voltage signal to transmit, wherein the modulation unit (9) is designed such that a first Connection with a second connection for the two-wire line via a means for current regulation, which in particular has a controllable resistance, is connected and the means modulates the second communication signal to an own current of the field device as output current.
1 1. Kommunikationsbox zur Datenübertragung mit einem Feldgerät (2) der 1 1. Communication box for data transmission with a field device (2) of
Automatisierungstechnik, wobei die Kommunikationsbox (4) über eine Zweidrahtleitung (3) mit dem Feldgerät (2) verbindbar ist, aufweisend: Automation technology, wherein the communication box (4) via a two-wire line (3) with the field device (2) is connectable, comprising:
eine Modulationseinheit (1 1 ), die dazu eingerichtet ist, eine Spannungsmodulation eines Spannungssignals der Zweidrahtleitung (3) durchzuführen, so dass das Spannungssignal der Zweidrahtleitung (3) ein erstes Kommunikationssignal (5) zur Datenübertragung aufweist; a modulation unit (1 1) which is adapted to perform a voltage modulation of a voltage signal of the two-wire line (3), so that the Voltage signal of the two-wire line (3) has a first communication signal (5) for data transmission;
eine Demodulationseinheit (12), die dazu eingerichtet ist, ein Stromsignal der Zweidrahtleitung (3) zu demodulieren, so dass ein zweites Kommunikationssignal (6) der Kommunikationsbox (4) zur Verfügung steht.  a demodulation unit (12) which is adapted to demodulate a current signal of the two-wire line (3), so that a second communication signal (6) of the communication box (4) is available.
12. System der Automatisierungstechnik aufweisend zumindest ein Feldgerät (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, eine Kommunikationsbox (4) nach Anspruch 1 1 und eine Zweidrahtleitung (3) die das Feldgerät (2) mit der Kommunikationsbox (4) verbindet und über die das Feldgerät (2) mit Energie versorgbar ist. 12. System of automation technology comprising at least one field device (2) according to one of claims 6 to 10, a communication box (4) according to claim 1 1 and a two-wire line (3) which connects the field device (2) with the communication box (4) and via the field device (2) can be supplied with energy.
13. System nach Anspruch 12, wobei die Kommunikationsbox (4) zumindest eine weitere Funktionalität aufweist, um das Feldgerät (2) ebenfalls mit dieser Funktionalität auszustatten, wobei die Kommunikationsbox mit dem Feldgerät gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 Daten in Bezug auf die weitere Funktionalität austauscht 13. The system of claim 12, wherein the communication box (4) has at least one further functionality to equip the field device (2) also with this functionality, wherein the communication box with the field device according to the method of claim 1 data related to the further functionality exchange
14. System nach Anspruch 13, wobei die Kommunikationsbox über die zumindest eine weitere Funktionalität dazu ausgebildet ist, eine Anbindung der Kommunikationsbox über ein Funkprotokoll oder ein kabelgebundenes Protokoll zu ermöglichen und die 14. The system of claim 13, wherein the communication box is formed on the at least one further functionality to allow a connection of the communication box via a radio protocol or a wired protocol and the
Kommunikationsbox mit dem Feldgerät Daten in Bezug auf das Funkprotokoll oder das kabelgebunden Protokoll austauscht. Communication box with the field device exchanges data relating to the radio protocol or the wired protocol.
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