EP4028838A1 - Automation field device - Google Patents

Automation field device

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Publication number
EP4028838A1
EP4028838A1 EP20761545.1A EP20761545A EP4028838A1 EP 4028838 A1 EP4028838 A1 EP 4028838A1 EP 20761545 A EP20761545 A EP 20761545A EP 4028838 A1 EP4028838 A1 EP 4028838A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
field device
housing
electromagnetic waves
circuit board
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Withdrawn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
EP20761545.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Simon Gerwig
Christian Strittmatter
Eric Bergmann
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 EP4028838A1 publication Critical patent/EP4028838A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24215—Scada supervisory control and data acquisition
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25011—Domotique, I-O bus, home automation, building automation

Definitions

  • the invention relates to a field device in automation technology.
  • field devices are often used which are used to determine, monitor, optimize and / or influence especially variable process variables.
  • sensors are used that record process variables such as fill level, flow rate, pressure, temperature or conductivity.
  • Actuators such as valves or pumps, are used to influence process variables
  • Field devices often have a sensor unit, in particular at least temporarily and / or at least in sections, which is in contact with a process medium and which is used to generate a signal that is dependent on the process variable.
  • these often have an electronic unit arranged in a housing, the electronic unit serving to process and / or forward signals generated by the sensor unit, in particular electrical and / or electronic signals.
  • the electronics unit typically comprises at least one printed circuit board with components arranged thereon.
  • field devices In principle, all devices that are used close to the process, that supply or process process-relevant information are referred to as field devices.
  • field devices are also understood to mean remote I / Os (electrical interfaces), radio adapters or, in general, devices that are arranged on the field level. A large number of such field devices are manufactured and sold by the applicant.
  • the higher-level units are control systems or control units, such as a PLC (programmable logic controller) or PLC (programmable logic controller).
  • PLC programmable logic controller
  • PLC programmable logic controller
  • the higher-level units are used, among other things, for process control, visualization and monitoring as well as for commissioning the field devices.
  • the process variables or data recorded by the field devices, in particular by their sensors, are transmitted to one or, if necessary, to several higher-level devices via the connected fieldbus
  • the end device is, for example, a smartphone, a tablet, data glasses, or a mobile end device specific to process automation technology such as the FieldXpert sold by Endress + Hauser. So that wireless data transmission can be implemented, the field devices must be equipped with a corresponding radio antenna that is set up to emit and receive electromagnetic waves.
  • the field device housings are mostly made of a conductive material, in particular metal, which ensure that the electromagnetic waves are only greatly weakened or possibly not allowed through at all. This in turn means that the range of the radio signal for wireless data transmission with the field device is very short.
  • the prior art in DE 102014 118 391 A1 proposes a field device in which electromagnetic waves emitted by a primary antenna located inside the field device couple to a first secondary antenna inside the housing and then from the first Secondary antenna to a second secondary antenna outside the
  • Housing are transmitted so as to be decoupled from the second secondary antenna.
  • the transmission from the inside of the housing to the outside of the housing takes place here by means of guided waves, the losses of which are lower than free waves.
  • the secondary antennas are placed in an unused cable gland.
  • the disadvantage of the solution described in DE 10 2014 118 391 A1 is its complex structure, consisting of several individual antennas, which must be coordinated with one another. Another disadvantage is that the screwed cable gland with the secondary antenna integrated in it can no longer be used for the intended use of passing a cable through.
  • a disadvantage of the solution disclosed in DE 10 2012 109 539 A1 is, on the one hand, that the coil arrangement for transmission from the housing opening must be arranged at a certain point inside the housing, and on the other hand, that the coil arrangement disclosed therein does not go into the electronics unit of the field device can be integrated.
  • DE 10 2017 110 597 A1 discloses the solution of using a flexible film to apply an antenna to a plastic cable screw connection of a feed-through cable.
  • the antenna is in turn connected to the electronics unit of the field device by means of a coaxial conductor, so that a wireless communication link with the electronics unit can be established by means of the antenna.
  • the disadvantage of the solution disclosed in DE 10 2017 110 597 A1 is that the special adaptation of the feed-through cable described therein is relatively cumbersome or may even be undesirable in the industries mentioned above. Last but not least, as standard feed-through cables are preferred.
  • the object of the invention is therefore to specify a field device that is easy to manufacture and has an electronics unit with an antenna integrated therein.
  • the task is solved by a field device of automation technology, having:
  • an electronics unit arranged in the interior of a housing and having at least one printed circuit board; -a arranged in the housing opening and leading into the interior of the housing
  • Cable connection with a plastic component wherein a cable with a further plastic component can be connected to the cable connection;
  • an antenna which is arranged on a first printed circuit board of the electronics unit, - the antenna being designed to transmit and receive electromagnetic waves with at least one predetermined wavelength
  • the antenna being aligned in such a way that it is designed to transmit electromagnetic waves in the direction of the housing opening and to receive electromagnetic waves to be received from the direction of the housing opening, --and wherein the plastic components are permeable to the electromagnetic waves, so that electromagnetic waves emitted by the antenna can be transmitted from the inside of the housing via the plastic components, and electromagnetic waves to be received by the antenna can be transmitted via the plastic components into the interior of the housing, whereby by means of the antenna, a wireless communication link can be established between the electronics unit and a transmitting / receiving unit arranged outside the housing of the field device.
  • the plastic components are permeable to the electromagnetic waves
  • the integration of the antenna into the electronics unit can take place very easily in the context of the manufacture of the electronics unit of the field device, for example in the manufacture and / or assembly of the circuit board of the electronics unit.
  • the antenna is designed in such a way that it can be used for a predetermined
  • Frequency or wavelength is matched.
  • Usual communication frequencies are, for example, usually 2.4 GHz (WLAN, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, Wi-Fi, etc.
  • the antenna can be designed by means of appropriate antenna structures in such a way that it is used to transmit data in accordance with the Bluetooth standard IEEE 802.15 or a variant modified therefrom, e.g. Bluetooth LE (Low Energy).
  • Bluetooth LE Low Energy
  • the antenna and the plastic parts that are permeable to the emitted / received electromagnetic waves i.e. the plastic part of the cable connection and the further plastic part of a cable connected to it
  • a wireless communication link is established between the electronics unit and a corresponding (ie on the specified wavelength tuned) transmitter / receiver unit can be produced.
  • the transmitting / receiving unit is, for example, part of an above-mentioned mobile terminal.
  • the housing can be designed as an otherwise fully welded housing.
  • it is a metallic housing with exactly one housing opening which is filled by the cable connection leading into the housing interior.
  • the antenna arranged on the first printed circuit board is integrated into the electronics unit, that it is encompassed by a component soldered onto the first printed circuit board and / or that it is formed by a conductor track arranged on the first printed circuit board.
  • the antenna is part of the production of the printed circuit board (if the antenna is formed by a conductor track arranged on the first printed circuit board) and / or as part of the production of the electronics unit when the printed circuit board is processed (if the antenna is encompassed by a component soldered onto the printed circuit board ) can be integrated into the electronics unit.
  • the addition of the antenna in the usual context of manufacturing and / or processing a circuit board leads to very little additional effort.
  • the field device is therefore very easy to manufacture.
  • a cable connected to it is connected to the electronics unit via the cable connection, so that the electronics unit can be supplied with electrical energy by means of the cable and / or can be communicated with the electronics unit in a wired manner.
  • wired communication reference is again made to the field buses described at the beginning.
  • the wired communication and / or energy supply can also take place via the cable of an analog measurement transmission path, e.g. via a 4-20 mA measurement transmission path, to which the field device is connected, e.g. via a 2 or 4-wire cable.
  • the antenna is a monopole antenna, in particular with a length of 1/4 of the predetermined wavelength.
  • the field device comprises a further component, arranged on the first printed circuit board, with a signal generation / evaluation unit which is used to generate the electromagnetic waves emitted by the antenna and for the
  • the component comprising the antenna and / or the signal generation / evaluation unit is / are designed as an SMD component. Since an SMD component is soldered together with other SMD components in a single reflow process, the integration of the antenna in the electronics unit does not cause any additional process steps in production in this case.
  • the first circuit board with the signal generation / evaluation unit and the antenna forms a module which is arranged on a second circuit board of the electronics unit.
  • the component comprising the antenna and / or the conductor track forming the antenna for transmitting and / or receiving the electromagnetic waves through the housing opening with respect to the housing opening is / are arranged at an essentially arbitrarily predeterminable position on the first circuit board , or the module for transmitting and / or receiving the electromagnetic waves through the housing opening is in relation to the
  • Housing opening arranged at a substantially arbitrarily predeterminable position on the second printed circuit board.
  • the direction of transmission or reception of the antenna is essentially only determined via its alignment.
  • the antenna (the module) is therefore arranged at any position on the first circuit board (second circuit board) that can be predetermined.
  • the direction of reception / transmission with regard to the arrangement of the antenna on the first (second) circuit board.
  • the housing opening has a cable screw connection for the cable, in particular with a metric thread.
  • the cable is connected to the cable connection by means of the cable gland.
  • the field device is preferably used in the aforementioned industries with increased hygiene requirements. The configurations mentioned below are relevant for this.
  • the cable connection and the cable connected to it by means of the screwed cable connection essentially completely fills the housing opening and seals it, in particular, in a liquid-tight manner.
  • the housing apart from the housing opening completely filled by the cable connection and the cable connected to it, is an otherwise completely closed, in particular fully welded, metallic housing.
  • the field device conforms to an IP degree of protection with a degree of protection of IP69K in accordance with the DIN EN 60529 standard.
  • the invention is explained in more detail with reference to the following figures, which are not true to scale, with the same reference symbols denoting the same features. If it is necessary for clarity or if it appears to be useful in some other way, the reference symbols already mentioned are dispensed with in the following figures.
  • FIG. 1 A perspective view of a field device in automation technology according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2a-2c top views of various configurations of the electronics unit of a field device according to the invention in automation technology.
  • the field device has a sensor unit (not shown) which enables the generation of one of the Process variable-dependent signal is used, as well as an electronics unit 3 with a first printed circuit board 4 arranged in a housing interior G1.
  • a cable connection 5 leading into a housing interior G1 is disposed in a housing opening 2.
  • the field device can be connected to a pipe and / or a container wall via a process connection PA, so that the sensor unit is in contact with a medium arranged in a pipe or container for determining and / or monitoring the Process size of the medium can be brought.
  • the housing opening 2 additionally comprises a screwed cable connection 15, here a metric M12 thread, by means of which a cable 14 can be connected to the cable connection 5.
  • the cable connection 5 (see dashed lines) is shown again in more detail in a plan view (from above, i.e. rotated by 90 ° in relation to the perspective view, about an axis running horizontally along the plane of the paper).
  • the cable connection 5 comprises an external metallic part and an internal plastic part KA, into which the 4-conductors (black dots) of the cable connection 5 are integrated.
  • the plastic component KA of the cable connection 5 is formed, for example, by insulating the cable connection 5.
  • the cable connection 5 is here an M12 plug, that is to say a standardized plug, to which a standardized cable 14 is connected by means of the screwed cable connection 15 with a metric thread of a specific diameter is connectable.
  • the cable 14 connected to the cable connection 5 also comprises a (further) plastic component KA2.
  • the cable 14 connected to the cable connection 5 with a first end section is thus connected to the electronics unit 3 arranged in the housing interior G1.
  • the cable 14 is used to supply the electronics unit 3 or the field device with electrical energy and / or for wired communication with the electronics unit 3 or the field device.
  • the cable 14 is connected to a higher-level unit (not shown), for example the aforementioned SPS or PLC, with possibly a voltage supply, with its second end section essentially opposite the first end section,
  • the electronics unit 3 has an antenna 6.
  • the antenna 6 is arranged on the first printed circuit board 4 of the electronics unit 3, the antenna 6 being oriented in such a way that it is used for emitting electromagnetic waves EW in the direction of the housing opening 2 and for receiving electromagnetic waves to be received from the direction of the housing opening 2 EW is designed.
  • the transmission or reception direction is therefore essentially determined on the basis of an alignment of the antenna 6.
  • the electromagnetic waves EW representing the received or transmitted signal can be sent out or sent in through the plastic component KA of the cable connection 5, in this case the M12 cable connector.
  • a wireless communication link KV can be established between the electronics unit 3 and a corresponding transmitting / receiving unit 7.
  • the antenna is tuned to a common communication frequency, usually 2.4 GHz (WLAN, Bluetooth, ANT).
  • a common communication frequency usually 2.4 GHz (WLAN, Bluetooth, ANT).
  • the antenna 6 is designed in such a way that it is used to transmit data in accordance with the Bluetooth standard IEEE 802.15 or a variant modified thereof, for example Bluetooth LE (for “Low Energy”).
  • FIGS. 2a to 2c show top views of different configurations of the first printed circuit board 4 and a second printed circuit board 13 of the electronics unit.
  • the configurations each show different options for integrating the antenna 6 into the first printed circuit board of the electronics unit 3.
  • the antenna 6 is designed as an SMD-solderable component 8 which is arranged on the first printed circuit board 4. Furthermore, a further component 10, which has the signal generation / evaluation unit 11, is arranged on the first printed circuit board 4.
  • the further component 10 is thus a highly integrated component (so-called “system-on-chips”), which has the task of generating and evaluating signals of the electromagnetic waves EW emitted or received by the antenna 6 with a customary type mentioned above Communication frequency or wavelength takes over.
  • the further component 11 is advantageously also designed as an SMD component.
  • FIG. 2b a configuration similar to the configuration shown in FIG. 2a shows, only that, in contrast to FIG. 2a in FIG. 2b, the antenna 6 is formed by means of a specially structured and aligned conductor track 9.
  • the component e already shown in FIG. 2a with the antenna 6, the further component 10 with the signal generation / evaluation unit 11 and the first circuit board 4 form a module 12.
  • the module 12 is in turn on a second circuit board 13 the electronics unit 3 arranged.
  • the antenna 6 is designed as a monopole antenna, preferably a Lamba / 4 or quarter-wave radiator.
  • the transmission / reception direction of the antenna 6 is advantageously essentially independent of the position of the antenna 6 on the first circuit board 4 (FIGS.
  • the transmission / reception direction of the antenna 6 determined by the alignment of the component 8, the structured conductor track 9 or the module 12 is specified according to the invention in that (in the event that the first circuit board 4 or the second circuit board 13 is specified in a Installation position is built into the housing 1) shows the transmission / reception direction in the direction of the housing opening 2 (ie in the direction of the cable connection 5 arranged therein with the plastic component KA).
  • the invention is particularly advantageous in the case of a housing 1 that is otherwise fully welded apart from the housing opening 2, which is configured, for example, conforming to an IP protection rating with a protection rating of IP69K in accordance with the DIN EN 60529 standard.
  • a wireless communication link KV can also be established in this case between the electronics unit 3 and a corresponding transmitting / receiving unit 7 (ie which is designed to receive / transmit electromagnetic waves EW of the specified wavelength).

Landscapes

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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

The invention relates to an automation field device having: - a metal housing (1) having a housing opening (2); - an electronic unit (3) which is arranged in a housing interior (Gl) and has at least one printed circuit board (4; 13); - a cable connection (5) arranged in the housing opening (2) and leading into the housing interior (Gl) and having a plastic portion (KA), a cable having another plastic portion (KA2) being able to be connected to said cable connection (5), - an antenna (6) which is arranged on a first printed circuit board (4) of the electronic unit (3), - the antenna (6) being designed to transmit and receive electromagnetic waves (EW) of at least one predefined wavelength, - the antenna (6) being configured such that is it designed to transmit electromagnetic waves (EW) towards the housing opening (2) and to receive electromagnetic waves (EW) to be received from the direction of the housing opening (2), - and the plastic portions (KA,KA2) being permeable to the electromagnetic waves (EW) such that electromagnetic waves (EW) transmitted by the antenna (6) can be transmitted out of the housing interior (GI) via the plastic portions (KA,KA2) and electromagnetic waves (EW) to be received by the antenna (6) can be transmitted into the housing interior (GI) via the plastic portions (KA, KA2).

Description

Feldgerät der Automatisierungstechnik Field device of automation technology
Die Erfindung betrifft ein Feldgerät der Automatisierungstechnik. In der Automatisierungstechnik, insb. in der Prozessautomatisierungstechnik, werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Bestimmung, Überwachung Optimierung und/oder Beeinflussung von insb. variablen Prozessgrößen dienen. Zur Erfassung der Prozessgrößen dienen Sensoren, die Prozessgrößen wie Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die derThe invention relates to a field device in automation technology. In automation technology, especially in process automation technology, field devices are often used which are used to determine, monitor, optimize and / or influence especially variable process variables. To record the process variables, sensors are used that record process variables such as fill level, flow rate, pressure, temperature or conductivity. Actuators, such as valves or pumps, are used to influence process variables
Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Feldgeräte weisen oftmals eine, insb. zumindest zeitweise und/oder zumindest abschnittsweise mit einem Prozessmedium in Kontakt stehende Sensoreinheit auf, welche der Erzeugung eines von der Prozessgröße abhängigen Signals dient. Ferner weisen diese oftmals eine in einem Gehäuse angeordnete Elektronikeinheit auf, wobei die Elektronikeinheit der Verarbeitung und/oder Weiterleitung von von der Sensoreinheit erzeugten Signalen, insb. elektrischen und/oder elektronischen Signalen, dient. Typischerweise umfasst die Elektronikeinheit zumindest eine Leiterplatte mit darauf angeordneten Bauelementen. Flow of a liquid in a pipe section or the level in a container can be changed. Field devices often have a sensor unit, in particular at least temporarily and / or at least in sections, which is in contact with a process medium and which is used to generate a signal that is dependent on the process variable. Furthermore, these often have an electronic unit arranged in a housing, the electronic unit serving to process and / or forward signals generated by the sensor unit, in particular electrical and / or electronic signals. The electronics unit typically comprises at least one printed circuit board with components arranged thereon.
Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden, die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also auch Remote I/Os (elektrische Schnittstellen), Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Anmelderin hergestellt und vertrieben. In principle, all devices that are used close to the process, that supply or process process-relevant information are referred to as field devices. In connection with the invention, field devices are also understood to mean remote I / Os (electrical interfaces), radio adapters or, in general, devices that are arranged on the field level. A large number of such field devices are manufactured and sold by the applicant.
In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Feldbusse mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) bzw. PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, - Visualisierung, -Überwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insb. von deren Sensoren, erfassten Prozessvariablen bzw. -daten werden über den angeschlossenen Feldbus an eine oder ggf. auch an mehrere übergeordneteIn modern industrial plants, field devices are usually connected to higher-level units via field buses. Normally, the higher-level units are control systems or control units, such as a PLC (programmable logic controller) or PLC (programmable logic controller). The higher-level units are used, among other things, for process control, visualization and monitoring as well as for commissioning the field devices. The process variables or data recorded by the field devices, in particular by their sensors, are transmitted to one or, if necessary, to several higher-level devices via the connected fieldbus
Einheit(en) übermittelt. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich; diese kann bspw. zu Diagnosezwecken dienen. Allgemein gesprochen wird das Feldgerät über den Feldbus von der übergeordneten Einheit her bedient. Neben einer drahtgebundenen Datenübertragung muss bei derartigen Feldgeräten auch zunehmend die Möglichkeit geschaffen werden, dass Daten drahtlos (auch als „wireless“ bezeichnet) übertragen werden können. Hierbei geht es bspw. um eine drahtlose Übertragung von Messwerten und/oder Parametrierungsdaten zu der übergeordneten Einheit und/oder einem mobilen Endgerät. Bei dem mobilenUnit (s) transmitted. In addition, data transmission from the higher-level unit to the field devices via the bus system is required; this can be used for diagnostic purposes, for example. Generally speaking, the field device is operated via the field bus from the higher-level unit. In addition to wired data transmission, field devices of this type increasingly have to create the possibility that data can be transmitted wirelessly (also referred to as “wireless”). This involves, for example, wireless transmission of measured values and / or parameterization data to the higher-level unit and / or a mobile terminal. With the mobile
Endgerät handelt es sich bspw. um ein Smartphone, ein Tablet, eine Datenbrille, oder ein für die Prozessautomatisierungstechnik spezifisches mobiles Endgerät wie bspw. der von Endress+Hauser vertriebene FieldXpert. Damit eine drahtlose Datenübertragung realisiert werden kann, müssen die Feldgeräte mit einer entsprechenden Funkantenne ausgestattet sein, die zur Abstrahlung und zum Empfang elektromagnetischer Wellen eingerichtet ist. The end device is, for example, a smartphone, a tablet, data glasses, or a mobile end device specific to process automation technology such as the FieldXpert sold by Endress + Hauser. So that wireless data transmission can be implemented, the field devices must be equipped with a corresponding radio antenna that is set up to emit and receive electromagnetic waves.
Die Ausstattung der Feldgeräte mit Antennen weist jedoch die Problematik auf, dass die Feldgerätegehäuse zumeist aus einem leitfähigen Material, insb. Metall, ausgebildet sind, welche dafür sorgen, dass die elektromagnetischen Wellen nur stark abgeschwächt oder evtl auch gar nicht durchgelassen werden. Dies führt wiederum dazu, dass die Reichweite des Funksignals zur drahtlosen Datenübertragung mit dem Feldgerät sehr gering ist. Equipping the field devices with antennas has the problem, however, that the field device housings are mostly made of a conductive material, in particular metal, which ensure that the electromagnetic waves are only greatly weakened or possibly not allowed through at all. This in turn means that the range of the radio signal for wireless data transmission with the field device is very short.
Um eine größere Reichweite des Funksignals zu erreichen, ist im Stand der Technik in der DE 102014 118 391 A1 ein Feldgerät vorgeschlagen, bei dem von einer innerhalb des Feldgerätes angeordneten Primärantenne ausgesendete elektromagnetische Wellen an eine erste Sekundärantenne innerhalb des Gehäuses koppeln und anschließend von der ersten Sekundärantenne zu einer zweiten Sekundärantenne außerhalb desIn order to achieve a greater range of the radio signal, the prior art in DE 102014 118 391 A1 proposes a field device in which electromagnetic waves emitted by a primary antenna located inside the field device couple to a first secondary antenna inside the housing and then from the first Secondary antenna to a second secondary antenna outside the
Gehäuses übertragen werden, um so von der zweiten Sekundärantenne ausgekoppelt zu werden. Die Übertragung vom Gehäuseinneren ins Gehäuseäußere erfolgt hierbei mittels geführter Wellen, deren Verluste geringer sind als freie Wellen. Die Sekundärantennen sind in eine ungenutzte Kabelverschraubung eingebracht. Nachteilig an der in der DE 10 2014 118 391 A1 beschriebenen Lösung ist deren komplexer Aufbau, bestehend aus mehreren einzelnen Antennen, welche aufeinander abgestimmt sein müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Kabelverschraubung mit der darin integrierten Sekundärantenne nicht mehr für den eigentlich vorgesehen Einsatz des Durchführens eines Kabels verwendet werden kann. Housing are transmitted so as to be decoupled from the second secondary antenna. The transmission from the inside of the housing to the outside of the housing takes place here by means of guided waves, the losses of which are lower than free waves. The secondary antennas are placed in an unused cable gland. The disadvantage of the solution described in DE 10 2014 118 391 A1 is its complex structure, consisting of several individual antennas, which must be coordinated with one another. Another disadvantage is that the screwed cable gland with the secondary antenna integrated in it can no longer be used for the intended use of passing a cable through.
Zudem erfordern insb. bei einem Einsatz des Feldgeräts in der lebensmittelverarbeitenden und/oder der pharmazeutischen Industrie („Life Science“) die darin gelten Hygienestandards oftmals ein flüssigkeitsdicht abgeschlossenes Gehäuse. Dieses wird bspw. dadurch gewährleistet, indem das Feldgerät konform zu einer IP Schutzart mit einem Schutzgrad von IP69K gemäß der Norm DIN EN 60529 ausgestaltet ist. In diesem Fall ist der in der DE 102014 118 391 A1 für die Sekundärantenne erforderliche Blindstopfen ungewünscht, da dadurch ggf. Dichtigkeitsprobleme verursacht werden. Die DE 10 2012 109 539 A1 offenbart wiederum eine Spulenanordnung, die im Inneren eines Gehäuses eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik derart angeordnet sind, dass eine maximale Sendeleistung entlang einer Gehäuseöffnung vorliegt. Nachteilig an der in der DE 10 2012 109 539 A1 offenbarten Lösung ist zum einen, dass die Spulenanordnung zum Aussenden aus der Gehäuseöffnung an einer bestimmten Stelle im Innern des Gehäuses angeordnet sein muss, und zum anderen, dass die darin offenbarte Spulenanordnung nicht in die Elektronikeinheit des Feldgeräts integrierbar ist. In addition, especially when the field device is used in the food processing and / or the pharmaceutical industry (“life science”), the hygiene standards that apply therein often require a liquid-tight sealed housing. This is ensured, for example, in that the field device conforms to an IP protection class with a protection level of IP69K in accordance with the DIN EN 60529 standard is. In this case, the blind plug required for the secondary antenna in DE 102014 118 391 A1 is undesirable, since it may cause sealing problems. DE 10 2012 109 539 A1 in turn discloses a coil arrangement which is arranged in the interior of a housing of a field device in automation technology in such a way that a maximum transmission power is present along a housing opening. A disadvantage of the solution disclosed in DE 10 2012 109 539 A1 is, on the one hand, that the coil arrangement for transmission from the housing opening must be arranged at a certain point inside the housing, and on the other hand, that the coil arrangement disclosed therein does not go into the electronics unit of the field device can be integrated.
In der DE 10 2017 110 597 A1 offenbart hingegen die Lösung, mit einer flexiblen Folie eine Antenne auf einer genutzten Kabelkunststoffverschraubung eines Durchführungskabels aufzubringen. Die Antenne ist wiederum mittels einem Koaxialleiter mit der Elektronikeinheit des Feldgeräts verbunden ist, so dass mittels der Antenne eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit der Elektronikeinheit herstellbar ist. Nachteilig an der in der DE 10 2017 110 597 A1 offenbarten Lösung ist, dass die darin beschriebene spezielle Anpassung des Durchführungskabels relativ umständlich oder in den vorstehend genannten Industrien ggf. sogar unerwünscht ist. Letzteres auch nicht zuletzt, da bevorzugt Standard-Durchführungskabel verwendet werden. In contrast, DE 10 2017 110 597 A1 discloses the solution of using a flexible film to apply an antenna to a plastic cable screw connection of a feed-through cable. The antenna is in turn connected to the electronics unit of the field device by means of a coaxial conductor, so that a wireless communication link with the electronics unit can be established by means of the antenna. The disadvantage of the solution disclosed in DE 10 2017 110 597 A1 is that the special adaptation of the feed-through cable described therein is relatively cumbersome or may even be undesirable in the industries mentioned above. Last but not least, as standard feed-through cables are preferred.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein einfach herstellbares Feldgerät mit einer Elektronikeinheit mit einer darin integrierten Antenne anzugeben. The object of the invention is therefore to specify a field device that is easy to manufacture and has an electronics unit with an antenna integrated therein.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Feldgerät der Automatisierungstechnik, aufweisend:The task is solved by a field device of automation technology, having:
-ein metallisches Gehäuse mit einer Gehäuseöffnung; -a metallic housing with a housing opening;
-eine in einem Gehäuseinneren angeordnete Elektronikeinheit mit zumindest einer Leiterplatte; -ein in der Gehäuseöffnung angeordneter und in das Gehäuseinnere führenderan electronics unit arranged in the interior of a housing and having at least one printed circuit board; -a arranged in the housing opening and leading into the interior of the housing
Kabelanschluss mit einem Kunststoffanteil, wobei an den Kabelanschluss ein Kabel mit einem weiteren Kunststoffanteil anschließbar ist; und Cable connection with a plastic component, wherein a cable with a further plastic component can be connected to the cable connection; and
- eine Antenne, die auf einer ersten Leiterplatte der Elektronikeinheit angeordnet ist, --wobei die Antenne zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen mit zumindest einer vorgegebenen Wellenlänge ausgestaltet ist, - an antenna which is arranged on a first printed circuit board of the electronics unit, - the antenna being designed to transmit and receive electromagnetic waves with at least one predetermined wavelength,
-wobei die Antenne derart ausgerichtet ist, dass sie zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen in Richtung der Gehäuseöffnung und zum Empfangen von aus Richtung der Gehäuseöffnung her zu empfangender elektromagnetischer Wellen ausgestaltet ist, --und wobei die Kunststoffanteile für die elektromagnetischen Wellen durchlässig sind, so dass von der Antenne ausgesandte elektromagnetische Wellen über die Kunststoffanteile aus dem Gehäuseinneren heraus sendbar sind, und von der Antenne zu empfangende elektromagnetische Wellen über die Kunststoffanteile in das Gehäuseinnere hinein sendbar sind, wodurch mittels der Antenne eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der Elektronikeinheit und einer außerhalb des Gehäuses des Feldgeräts angeordneten Sende-/Empfangseinheit herstellbar ist. Erfindungsgemäß wird also eine in die Leiterplatte der Elektronikeinheit integrierte- the antenna being aligned in such a way that it is designed to transmit electromagnetic waves in the direction of the housing opening and to receive electromagnetic waves to be received from the direction of the housing opening, --and wherein the plastic components are permeable to the electromagnetic waves, so that electromagnetic waves emitted by the antenna can be transmitted from the inside of the housing via the plastic components, and electromagnetic waves to be received by the antenna can be transmitted via the plastic components into the interior of the housing, whereby by means of the antenna, a wireless communication link can be established between the electronics unit and a transmitting / receiving unit arranged outside the housing of the field device. According to the invention, one is integrated into the printed circuit board of the electronics unit
Antenne vorgeschlagen. Die Integration der Antenne in die Elektronikeinheit kann sehr einfach im Rahmen der Fertigung der Elektronikeinheit des Feldgeräts erfolgen, bspw. bei der Fertigung -und/oder Bestückung der Leiterplatte der Elektronikeinheit. Die Antenne ist dabei derartig ausgebildet, dass sie für eine vorherbestimmteAntenna proposed. The integration of the antenna into the electronics unit can take place very easily in the context of the manufacture of the electronics unit of the field device, for example in the manufacture and / or assembly of the circuit board of the electronics unit. The antenna is designed in such a way that it can be used for a predetermined
Frequenz bzw. Wellenlänge abgestimmt ist. Übliche Kommunikationsfrequenzen liegen bspw. für gewöhnlich bei 2,4 GHz (WLAN, Frequency or wavelength is matched. Usual communication frequencies are, for example, usually 2.4 GHz (WLAN,
Bluetooth, ANT). So kann die Antenne bspw. durch entsprechende Antennenstrukturen derartig ausgebildet sein, dass diese zur Übertragung von Daten gemäß dem Bluetooth- Standard IEEE 802.15 odereiner davon abgewandelten Variante, bspw. Bluetooth LE (engl für „Low Energy“) dient. Bluetooth, ANT). For example, the antenna can be designed by means of appropriate antenna structures in such a way that it is used to transmit data in accordance with the Bluetooth standard IEEE 802.15 or a variant modified therefrom, e.g. Bluetooth LE (Low Energy).
Mittels der Antenne und der für die ausgesandten/zu empfangenden elektromagnetischen Wellen durchlässigen Kunststoffanteile (d.h. der Kunststoffanteil des Kabelanschlusses und der weitere Kunststoffanteil eines daran angeschlossenen Kabels) ist eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der Elektronikeinheit und einer außerhalb des Gehäuses des Feldgeräts angeordneten, entsprechenden (d.h. auf die vorgegebene Wellenlänge abgestimmten) Sende-/Empfangseinheit herstellbar. Die Sende- /Empfangseinheit ist dabei bspw. Teil eines vorstehend genannten mobilen Endgeräts. By means of the antenna and the plastic parts that are permeable to the emitted / received electromagnetic waves (i.e. the plastic part of the cable connection and the further plastic part of a cable connected to it), a wireless communication link is established between the electronics unit and a corresponding (ie on the specified wavelength tuned) transmitter / receiver unit can be produced. The transmitting / receiving unit is, for example, part of an above-mentioned mobile terminal.
Dadurch, dass der Kunststoffanteil zum Weiterleiten der elektromagnetischen Wellen in das Gehäuseinnere hinein bzw. aus dem Gehäuseinneren heraus verwendet wird, wird keine weitere Durchführung und/oder ein Blindstopfen benötigt. Dies bedeutet, dass das Gehäuse als ansonsten vollverschweißtes Gehäuse ausgebildet sein kann. Insb. handelt es sich also um ein metallisches Gehäuse mit genau einer Gehäuseöffnung, die durch den ins Gehäuseinnere führenden Kabelanschluss ausgefüllt ist. Because the plastic component is used to transmit the electromagnetic waves into the interior of the housing or out of the interior of the housing, no further bushing and / or a blind plug is required. This means that the housing can be designed as an otherwise fully welded housing. In particular, it is a metallic housing with exactly one housing opening which is filled by the cable connection leading into the housing interior.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Feldgeräts ist die auf der ersten Leiterplatte angeordnete Antenne dadurch in die Elektronikeinheit integriert, dass sie von einem auf die erste Leiterplatte aufgelöteten Bauelement umfasst wird und/oder dass sie durch eine auf der ersten Leiterplatte angeordneten Leiterbahn gebildet ist. In a preferred embodiment of the field device, the antenna arranged on the first printed circuit board is integrated into the electronics unit, that it is encompassed by a component soldered onto the first printed circuit board and / or that it is formed by a conductor track arranged on the first printed circuit board.
Damit ist also die Antenne im Rahmen der Herstellung der Leiterplatte (falls Antenne durch eine auf der ersten Leiterplatte angeordneten Leiterbahn gebildet) und/oder im Rahmen der Fertigung der Elektronikeinheit bei der Verarbeitung der Leiterplatte (falls Antenne von einem auf die Leiterplatte aufgelöteten Bauelement umfasst wird) in die Elektronikeinheit integrierbar. Das Hinzufügen der Antenne im üblichen Rahmen der Fertigung und/oder Verarbeitung einer Leiterplatte führt zu einem sehr geringen Mehraufwand. Damit ist das Feldgerät also sehr einfach herzustellen. This means that the antenna is part of the production of the printed circuit board (if the antenna is formed by a conductor track arranged on the first printed circuit board) and / or as part of the production of the electronics unit when the printed circuit board is processed (if the antenna is encompassed by a component soldered onto the printed circuit board ) can be integrated into the electronics unit. The addition of the antenna in the usual context of manufacturing and / or processing a circuit board leads to very little additional effort. The field device is therefore very easy to manufacture.
In einer Ausgestaltung des Feldgeräts ist über den Kabelanschluss ein daran angeschlossenes Kabel mit der Elektronikeinheit verbunden, so dass mittels des Kabels die Elektronikeinheit mit elektrischer Energie versorgbar ist und/oder drahtgebunden mit der Elektronikeinheit kommuniziert werden kann. Bzgl. der drahtgebundenen Kommunikation sei hierbei wieder auf die eingangs beschriebenen Feldbusse verwiesen. Selbstverständlich kann die drahtgebundene Kommunikation und/oder Energieversorgung auch über das Kabel einer analogen Messübertragungsstrecke, bspw. über eine 4-20mA Messübertragungsstrecke, erfolgen, an die das Feldgerät, bspw. über einen 2 oder4-Leiter Kabel, angeschlossen ist. In one embodiment of the field device, a cable connected to it is connected to the electronics unit via the cable connection, so that the electronics unit can be supplied with electrical energy by means of the cable and / or can be communicated with the electronics unit in a wired manner. With regard to wired communication, reference is again made to the field buses described at the beginning. Of course, the wired communication and / or energy supply can also take place via the cable of an analog measurement transmission path, e.g. via a 4-20 mA measurement transmission path, to which the field device is connected, e.g. via a 2 or 4-wire cable.
In einer Weiterbildung des Feldgeräts handelt es sich bei der Antenne um eine Monopolantenne, insb. mit einer Länge von 1/4 der vorgegebenen Wellenlänge. In a further development of the field device, the antenna is a monopole antenna, in particular with a length of 1/4 of the predetermined wavelength.
Vorteilhaft handelt es sich also um eine spulenfreie Antenne. It is therefore advantageously a question of a coil-free antenna.
In einer Ausgestaltung des Feldgeräts umfasst dieses ein auf der ersten Leiterplatte angeordnetes, weiteres Bauelement mit einer Signalerzeugungs-ZAuswerteeinheit, die zur Erzeugung der von der Antenne ausgesandten elektromagnetischen Wellen und zumIn one embodiment of the field device, it comprises a further component, arranged on the first printed circuit board, with a signal generation / evaluation unit which is used to generate the electromagnetic waves emitted by the antenna and for the
Auswerten der von der Antenne empfangenen elektromagnetischen Wellen ausgestaltet ist. Vorteilhaft ist damit auch eine Signalerzeugungs-/Auswerteeinheit in die Elektronikeinheit der Leiterplatte integriert. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Feldgeräts ist/sind das die Antenne umfassende Bauelement und/oder die Signalerzeugungs-/Auswerteinheit als ein SMD- Bauelement ausgestaltet. Da ein SMD-Bauelement gemeinsam in einem einzigen Reflow- Prozess mit weiteren SMD-Bauelementen verlötet wird, verursacht die Integration der Antenne in die Elektronikeinheit in diesem Fall keine zusätzlichen Verfahrensschritte in der Fertigung. In einer Ausgestaltung des Feldgeräts bildet die erste Leiterplatte mit der Signalerzeugungs-/Auswerteeinheit und der Antenne ein Modul, das auf einer zweiten Leiterplatte der Elektronikeinheit angeordnet ist. In einer Weiterbildung des Feldgeräts ist/sind das die Antenne umfassende Bauelement und/oder die die Antenne bildende Leiterbahn zum Aussenden und/oder Empfangen der elektromagnetischen Wellen durch die Gehäuseöffnung in Bezug auf die Gehäuseöffnung an einer im Wesentlichen beliebig vorgebbaren Position auf der ersten Leiterplatte angeordnet, oder das Modul zum Aussenden und/oder Empfangen der elektromagnetischen Wellen durch die Gehäuseöffnung ist in Bezug auf dieEvaluation of the electromagnetic waves received by the antenna is designed. A signal generation / evaluation unit is therefore also advantageously integrated into the electronics unit of the circuit board. In a particularly preferred embodiment of the field device, the component comprising the antenna and / or the signal generation / evaluation unit is / are designed as an SMD component. Since an SMD component is soldered together with other SMD components in a single reflow process, the integration of the antenna in the electronics unit does not cause any additional process steps in production in this case. In one embodiment of the field device, the first circuit board with the signal generation / evaluation unit and the antenna forms a module which is arranged on a second circuit board of the electronics unit. In a further development of the field device, the component comprising the antenna and / or the conductor track forming the antenna for transmitting and / or receiving the electromagnetic waves through the housing opening with respect to the housing opening is / are arranged at an essentially arbitrarily predeterminable position on the first circuit board , or the module for transmitting and / or receiving the electromagnetic waves through the housing opening is in relation to the
Gehäuseöffnung an einer im Wesentlichen beliebig vorgebbaren Position auf der zweiten Leiterplatte angeordnet. Housing opening arranged at a substantially arbitrarily predeterminable position on the second printed circuit board.
Vorteilhaft wird im Rahmen der Erfindung also die Aussende- bzw. Empfangsrichtung der Antenne im Wesentlichen nur über ihre Ausrichtung bestimmt. Die Antenne (das Modul) ist also an einer beliebig vorgebbaren Position auf der ersten Leiterplatte (zweiten Leiterplatte) angeordnet. Anders als im Stand der Technik liegen in Bezug auf die Empfangs-/Senderichtung vorteilhaft keine Einschränkungen bzgl. der Anordnung der Antenne auf der ersten (zweiten) Leiterplatte vor. Advantageously, within the scope of the invention, the direction of transmission or reception of the antenna is essentially only determined via its alignment. The antenna (the module) is therefore arranged at any position on the first circuit board (second circuit board) that can be predetermined. In contrast to the prior art, there are advantageously no restrictions with regard to the direction of reception / transmission with regard to the arrangement of the antenna on the first (second) circuit board.
In einer Ausgestaltung des Feldgeräts weist die Gehäuseöffnung eine Kabelverschraubung für das Kabel, insb. mit einem metrischen Gewinde, auf. In one embodiment of the field device, the housing opening has a cable screw connection for the cable, in particular with a metric thread.
Mittels der Kabelverschraubung ist das Kabel an den Kabelanschluss angeschlossen. Bevorzugt kommt das Feldgerät in den vorstehend genannten Industrien mit erhöhten Hygieneanforderungen zum Einsatz. Hierfür sind die nachfolgend genannten Ausgestaltungen relevant. The cable is connected to the cable connection by means of the cable gland. The field device is preferably used in the aforementioned industries with increased hygiene requirements. The configurations mentioned below are relevant for this.
In einer Ausgestaltung des Feldgeräts füllt der Kabelanschluss und das mittels der Kabelverschraubung daran angeschlossene Kabel die Gehäuseöffnung im Wesentlichen vollständig aus, und dichtet diese insb. flüssigkeitsdicht ab. In one embodiment of the field device, the cable connection and the cable connected to it by means of the screwed cable connection essentially completely fills the housing opening and seals it, in particular, in a liquid-tight manner.
In einer Ausgestaltung des Feldgeräts handelt es sich bei dem Gehäuse, bis auf die durch den Kabelanschluss und das daran angeschlossene Kabel vollständig ausgefüllte Gehäuseöffnung, um ein ansonsten vollständig abgeschlossenes, insb. vollverschweißtes, metallisches Gehäuse. In one embodiment of the field device, the housing, apart from the housing opening completely filled by the cable connection and the cable connected to it, is an otherwise completely closed, in particular fully welded, metallic housing.
In einer Ausgestaltung des Feldgerät ist das Feldgerät konform zu einer IP Schutzart mit einem Schutzgrad von IP69K gemäß der Norm DIN EN 60529 ausgestaltet. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, nicht maßstabsgetreuen Figuren näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale bezeichnen. Wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. In one embodiment of the field device, the field device conforms to an IP degree of protection with a degree of protection of IP69K in accordance with the DIN EN 60529 standard. The invention is explained in more detail with reference to the following figures, which are not true to scale, with the same reference symbols denoting the same features. If it is necessary for clarity or if it appears to be useful in some other way, the reference symbols already mentioned are dispensed with in the following figures.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1: Ein perspektivische Ansicht eines Feldgerät der Automatisierungstechnik nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung; 1: A perspective view of a field device in automation technology according to a first embodiment of the invention;
Fig. 2a-2c: Draufsichten auf verschiedene Ausgestaltungen der Elektronikeinheit eines erfindungsgemäßen Feldgeräts der Automatisierungstechnik. 2a-2c: top views of various configurations of the electronics unit of a field device according to the invention in automation technology.
Fig. 1 zeigt ein Feldgerät der Automatisierungstechnik zur Bestimmung und/oder Überwachung der Prozessgröße eines Mediums nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, mit einem vollverschweißten, metallischen Gehäuse 1. Das Feldgerät weist eine Sensoreinheit auf (nicht dargestellt), welche der Erzeugung eines von der Prozessgröße abhängigen Signals dient, sowie eine in einem Gehäuseinneren Gl angeordnete Elektronikeinheit 3 mit einer ersten Leiterplatte 4. In einer Gehäuseöffnung 2 ist ein in ein Gehäuseinneres Gl führender Kabelanschluss 5 angeordnet. An einem der Gehäuseöffnung 2 gegenüberliegenden Endabschnitt des Feldgeräts ist das Feldgerät über einen Prozessanschluss PA mit einem Rohr- und/oder einer Behälterwandung verbindbar, so dass die Sensoreinheit in Kontakt mit einem in einem Rohr- oder Behälter angeordnetem Medium zur Bestimmung und/oder Überwachung der Prozessgröße des Mediums bringbar ist. 1 shows a field device of automation technology for determining and / or monitoring the process variable of a medium according to a first embodiment of the invention, with a fully welded, metallic housing 1. The field device has a sensor unit (not shown) which enables the generation of one of the Process variable-dependent signal is used, as well as an electronics unit 3 with a first printed circuit board 4 arranged in a housing interior G1. A cable connection 5 leading into a housing interior G1 is disposed in a housing opening 2. At an end section of the field device opposite the housing opening 2, the field device can be connected to a pipe and / or a container wall via a process connection PA, so that the sensor unit is in contact with a medium arranged in a pipe or container for determining and / or monitoring the Process size of the medium can be brought.
Die Gehäuseöffnung 2 umfasst in dieser Ausgestaltung zusätzlich eine Kabelverschraubung 15, hier ein metrisches M12 Gewinde, mittels derer ein Kabel 14 an den Kabelanschluss 5 anschließbar ist. Der Kabelanschluss 5 (siehe gestrichelte Linien) ist im Detail in einer Draufsicht nochmal näher dargestellt (von oben, d.h. in Bezug auf die perspektivische Ansicht um 90° gedreht, um eine horizontal entlang der Papierebene verlaufende Achse). Wie die Draufsicht des Details zeigt, umfasst der Kabelanschluss 5 einen außenliegenden metallischen Teil, und einen innenliegenden Kunststoffanteil KA, in den die 4-Leiter (schwarze Punkte) des Kabelanschluss 5 integriert sind. Der Kunststoffanteil KA des Kabelanschlusses 5 wird bspw. durch eine Isolation des Kabelanschlusses 5 gebildet. In this embodiment, the housing opening 2 additionally comprises a screwed cable connection 15, here a metric M12 thread, by means of which a cable 14 can be connected to the cable connection 5. The cable connection 5 (see dashed lines) is shown again in more detail in a plan view (from above, i.e. rotated by 90 ° in relation to the perspective view, about an axis running horizontally along the plane of the paper). As the top view of the detail shows, the cable connection 5 comprises an external metallic part and an internal plastic part KA, into which the 4-conductors (black dots) of the cable connection 5 are integrated. The plastic component KA of the cable connection 5 is formed, for example, by insulating the cable connection 5.
Bei dem Kabelanschluss 5 handelt es sich hier um einen M12 Stecker, d.h. einen standardisierten Stecker, an den mittels der Kabelverschraubung 15 mit einem metrischen Gewinde eines bestimmten Durchmesser ein standardisiertes Kabel 14 anschließbar ist. Auch das an den Kabelanschluss 5 angeschlossene Kabel 14 umfasst einen (weiteren) Kunststoffanteil KA2. The cable connection 5 is here an M12 plug, that is to say a standardized plug, to which a standardized cable 14 is connected by means of the screwed cable connection 15 with a metric thread of a specific diameter is connectable. The cable 14 connected to the cable connection 5 also comprises a (further) plastic component KA2.
Das an den Kabelanschluss 5 mit einem ersten Endabschnitt angeschlossene Kabel 14 ist damit mit der in dem Gehäuseinneren Gl angeordneten Elektronikeinheit 3 angeschlossen. Das Kabel 14 dient der Versorgung der Elektronikeinheit 3 bzw. des Feldgeräts mit elektrischer Energie und/oder der drahtgebundenen Kommunikation mit der Elektronikeinheit 3 bzw. dem Feldgerät. Hierzu ist das Kabel 14 an eine übergeordnete Einheit (nicht dargestellt), bspw. die eingangs genannte SPS oder PLC, mit ggf. einer Spannungsversorgung, angeschlossen, mit seinem dem ersten Endabschnitt im Wesentlichen gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt, The cable 14 connected to the cable connection 5 with a first end section is thus connected to the electronics unit 3 arranged in the housing interior G1. The cable 14 is used to supply the electronics unit 3 or the field device with electrical energy and / or for wired communication with the electronics unit 3 or the field device. For this purpose, the cable 14 is connected to a higher-level unit (not shown), for example the aforementioned SPS or PLC, with possibly a voltage supply, with its second end section essentially opposite the first end section,
Um auch drahtlos eine Kommunikationsverbindung KV mit dem Feldgerät bzw. seiner Elektronikeinheit 3 herstellen zu können, weist die Elektronikeinheit 3 eine Antenne 6 auf. Erfindungsgemäß ist die Antenne 6 auf der ersten Leiterplatte 4 der Elektronikeinheit 3 angeordnet, wobei die Antenne 6 derart ausgerichtet ist, dass sie zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen EW in Richtung der Gehäuseöffnung 2, sowie zum Empfangen von aus Richtung der Gehäuseöffnung 2 herzu empfangender elektromagnetischer Wellen EW ausgestaltet ist. Die Sende- bzw. Empfangsrichtung wird also im Wesentlichen anhand einer Ausrichtung der Antenne 6 bestimmt. In order to also be able to establish a wireless communication link KV with the field device or its electronics unit 3, the electronics unit 3 has an antenna 6. According to the invention, the antenna 6 is arranged on the first printed circuit board 4 of the electronics unit 3, the antenna 6 being oriented in such a way that it is used for emitting electromagnetic waves EW in the direction of the housing opening 2 and for receiving electromagnetic waves to be received from the direction of the housing opening 2 EW is designed. The transmission or reception direction is therefore essentially determined on the basis of an alignment of the antenna 6.
Die das Empfangs- bzw. Sendesignal repräsentierenden elektromagnetischen Wellen EW können dabei durch den Kunststoffanteil KA des Kabelanschlusses 5, in diesem Fall den M12-Kabelanschlussstecker, hinausgesendet bzw. hineingesendet werden. Es wird also vorteilhaft die Tatsache ausgenutzt, dass der M12-Kabelanschlussstecker in seinem Inneren den Kunststoffanteil KA aufweist, durch den das Empfangs- bzw. Sendesignal aus einem Gehäuseäußeren in das Gehäuseinnere Gl hineindringen bzw. aus dem Gehäuseinneren Gl herausdringen kann. Gleiches gilt für das an den Kabelanschluss 5 angeschlossene Kabel 14 mit dem weiteren Kunststoffanteil KA2. Dadurch ist eine drahtlose Kommunikationsverbindung KV zwischen der Elektronikeinheit 3 und einer entsprechenden Sende-/Empfangseinheit 7 herstellbar. The electromagnetic waves EW representing the received or transmitted signal can be sent out or sent in through the plastic component KA of the cable connection 5, in this case the M12 cable connector. The fact that the M12 cable connector has the plastic component KA in its interior, through which the received or transmitted signal can penetrate from an exterior of the housing into the interior of the housing G1 or out of the interior of the housing G1, is therefore advantageously used. The same applies to the cable 14 connected to the cable connection 5 with the further plastic component KA2. As a result, a wireless communication link KV can be established between the electronics unit 3 and a corresponding transmitting / receiving unit 7.
Die Antenne ist dabei auf eine übliche Kommunikationsfrequenz, für gewöhnlich bei 2,4 GHz (WLAN,Bluetooth, ANT) abgestimmt. Durch entsprechende Antennenstrukturen ist die Antenne 6 derartig ausgebildet, dass diese zur Übertragung von Daten gemäß dem Bluetooth-Standard IEEE 802.15 oder einer davon abgewandelten Variante, bspw. Bluetooth LE (engl für „Low Energy“) dient. The antenna is tuned to a common communication frequency, usually 2.4 GHz (WLAN, Bluetooth, ANT). By means of appropriate antenna structures, the antenna 6 is designed in such a way that it is used to transmit data in accordance with the Bluetooth standard IEEE 802.15 or a variant modified thereof, for example Bluetooth LE (for “Low Energy”).
Untersuchungen der Anmelderin mit einem Tablet als mobilen Endgerät 16 mit einer Bluetooth-Sende-/Empfangseinheit 7 zeigen, dass mit dem erfindungsgemäßen Feldgerät eine drahtlose Kommunikationsverbindung KV zwischen der Elektronikeinheit 3 und der Sende-/Empfangseinheit 7 herstellbar ist. Es wird eine Reichweite des Funksignals von zumindest 5m, insb. zumindest 10m erzielt. Dies jeweils für unterschiedlichen Längen des an den Kabelanschluss 5 angeschlossenen Kabels 14. Investigations by the applicant with a tablet as the mobile terminal 16 with a Bluetooth transmitting / receiving unit 7 show that with the field device according to the invention a wireless communication link KV can be established between the electronics unit 3 and the transceiver unit 7. A range of the radio signal of at least 5m, in particular at least 10m, is achieved. This in each case for different lengths of the cable 14 connected to the cable connection 5.
Fig. 2a bis 2c zeigen Draufsichten auf verschiedene Ausgestaltungen der ersten Leiterplatte 4 bzw. einer zweiten Leiterplatte 13 der Elektronikeinheit. Die Ausgestaltungen zeigen jeweils verschiedene Möglichkeiten der Integration der Antenne 6 in die erste Leiterplatte der Elektronikeinheit 3. 2a to 2c show top views of different configurations of the first printed circuit board 4 and a second printed circuit board 13 of the electronics unit. The configurations each show different options for integrating the antenna 6 into the first printed circuit board of the electronics unit 3.
In Fig. 2a ist die Antenne 6 als ein SMD-lötbares Bauelement 8 ausgebildet, das auf der ersten Leiterplatte 4 angeordnet ist. Ferner ist auf der ersten Leiterplatte 4 ein weiteres Bauelement 10 angeordnet, das die Signalerzeugungs-/Auswerteeinheit 11 aufweist. Bei dem weiteren Bauelement 10 handelt es sich also um ein hochintegriertes Bauelement (sog. „System-on-Chips“), welches die Aufgabe der Signalerzeugung und -auswertung der von der Antenne 6 ausgesandten bzw. empfangenen elektromagnetischen Wellen EW mit einer vorstehend genannten üblichen Kommunikationsfrequenz bzw. Wellenlänge übernimmt. Das weitere Bauelement 11 ist vorteilhaft auch als ein SMD-Bauelement ausgebildet. In FIG. 2 a, the antenna 6 is designed as an SMD-solderable component 8 which is arranged on the first printed circuit board 4. Furthermore, a further component 10, which has the signal generation / evaluation unit 11, is arranged on the first printed circuit board 4. The further component 10 is thus a highly integrated component (so-called “system-on-chips”), which has the task of generating and evaluating signals of the electromagnetic waves EW emitted or received by the antenna 6 with a customary type mentioned above Communication frequency or wavelength takes over. The further component 11 is advantageously also designed as an SMD component.
In Fig. 2b zeigt eine ähnliche Ausgestaltung zu der in Fig. 2a gezeigten Ausgestaltung, nur das im Unterschied zu Fig. 2a in Fig. 2b die Antenne 6 mittels einer speziell strukturierten und ausgerichteten Leiterbahn 9 gebildet ist. In Fig. 2c wiederum bilden das schon in Fig. 2a gezeigte Bauelement e mit der Antenne 6, das weitere Bauelement 10 mit der Signalerzeugungs-/Auswerteeinheit 11 und die erste Leiterplatte 4 ein Modul 12. Das Modul 12 ist wiederum auf einer zweiten Leiterplatte 13 der Elektronikeinheit 3 angeordnet. In allen Fällen ist die Antenne 6 als eine Monopolantenne ausgestaltet, bevorzugt ein Lamba/4 oder auch Viertelwellenstrahler. Erfindungsgemäß ist dabei vorteilhaft die Aussende-/Empfangsrichtung der Antenne 6 im Wesentlichen unabhängig von der Position der Antenne 6 auf der ersten Leiterplatte 4 (Fig. 2a;2b) bzw. des Moduls 12 auf der zweiten Leiterplatte 13 (Fig. 2c) ist. Die durch die Ausrichtung des Bauelements 8, der strukturierten Leiterbahn 9 oder des Moduls 12 bestimmte Aussende-/Empfangsrichtung der Antenne 6 ist dabei erfindungsgemäß dadurch vorgegeben, dass (für den Fall, dass die erste Leiterplatte 4 bzw. die zweite Leiterplatte 13 in einer vorgegeben Einbaulage in das Gehäuse 1 eingebaut ist) die Aussende-/Empfangsrichtung in Richtung der Gehäuseöffnung 2 (d.h. in Richtung des darin angeordneten Kabelanschlusses 5 mit dem Kunststoffanteil KA) zeigt. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei einem bis auf die Gehäuseöffnung 2 ansonsten vollverschweißten Gehäuse 1, das bspw. konform zu einer IP Schutzart mit einem Schutzgrad von IP69K gemäß der Norm DIN EN 60529 ausgestaltet ist. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist auch in diesem Fall eine drahtlose Kommunikationsverbindung KV zwischen der Elektronikeinheit 3 und einer entsprechenden Sende-/Empfangseinheit 7 herstellbar (d.h. die zum Empfang/Aussenden von elektromagnetischen Wellen EW der vorgebebenen Wellenlänge ausgestaltet ist). In FIG. 2b, a configuration similar to the configuration shown in FIG. 2a shows, only that, in contrast to FIG. 2a in FIG. 2b, the antenna 6 is formed by means of a specially structured and aligned conductor track 9. In FIG. 2c, the component e already shown in FIG. 2a with the antenna 6, the further component 10 with the signal generation / evaluation unit 11 and the first circuit board 4 form a module 12. The module 12 is in turn on a second circuit board 13 the electronics unit 3 arranged. In all cases, the antenna 6 is designed as a monopole antenna, preferably a Lamba / 4 or quarter-wave radiator. According to the invention, the transmission / reception direction of the antenna 6 is advantageously essentially independent of the position of the antenna 6 on the first circuit board 4 (FIGS. 2a; 2b) or of the module 12 on the second circuit board 13 (FIG. 2c). The transmission / reception direction of the antenna 6 determined by the alignment of the component 8, the structured conductor track 9 or the module 12 is specified according to the invention in that (in the event that the first circuit board 4 or the second circuit board 13 is specified in a Installation position is built into the housing 1) shows the transmission / reception direction in the direction of the housing opening 2 (ie in the direction of the cable connection 5 arranged therein with the plastic component KA). The invention is particularly advantageous in the case of a housing 1 that is otherwise fully welded apart from the housing opening 2, which is configured, for example, conforming to an IP protection rating with a protection rating of IP69K in accordance with the DIN EN 60529 standard. By means of the solution according to the invention, a wireless communication link KV can also be established in this case between the electronics unit 3 and a corresponding transmitting / receiving unit 7 (ie which is designed to receive / transmit electromagnetic waves EW of the specified wavelength).
Bezugszeichen und Symbole Reference signs and symbols
1 Gehäuse 1 housing
2 Gehäuseöffnung 3 Elektronikeinheit 2 Housing opening 3 Electronics unit
4 erste Leiterplatte 4 first circuit board
5 Kabelanschluss 5 cable connection
6 Antenne 7 Sende-/Empfangseinheit 8 Bauelement 6 Antenna 7 Transmitter / receiver unit 8 Component
9 Leiterbahn 9 track
10 weiteres Bauelement 11 Signalerzeugungs-/Auswerteeinheit 12 Modul 13 zweite Leiterplatte 10 further component 11 signal generation / evaluation unit 12 module 13 second printed circuit board
14 Kabel 14 cables
15 Kabelverschraubung 15 cable gland
16 Mobiles Endgerät Gl Gehäuseinnere 16 mobile terminal Gl housing interior
KA, KA2 Kunststoffanteil, weiterer Kunststoffanteil EW elektromagnetische Wellen KV drahtlose Kommunikationsverbindung PA Prozessanschluss KA, KA2 plastic component, further plastic component EW electromagnetic waves KV wireless communication link PA process connection

Claims

Ansprüche Expectations
1. Feldgerät der Automatisierungstechnik, aufweisend: 1. Field device of automation technology, having:
-ein metallisches Gehäuse (1) mit einer Gehäuseöffnung (2); -eine in einem Gehäuseinneren (Gl) angeordnete Elektronikeinheit (3) mit zumindest einer Leiterplatte (4 ; 13) ; - a metallic housing (1) with a housing opening (2); - an electronics unit (3) arranged in a housing interior (Gl) with at least one printed circuit board (4; 13);
- ein in der Gehäuseöffnung (2) angeordneter und in das Gehäuseinnere (Gl) führender Kabelanschluss (5) mit einem Kunststoffanteil (KA), wobei an den Kabelanschluss ein Kabel mit einem weiteren Kunststoffanteil (KA2) anschließbar ist, - eine Antenne (6), die auf einer ersten Leiterplatte (4) der Elektronikeinheit (3) angeordnet ist, - a cable connection (5) with a plastic component (KA) arranged in the housing opening (2) and leading into the housing interior (Gl), a cable with a further plastic component (KA2) being connectable to the cable connection, - an antenna (6) which is arranged on a first printed circuit board (4) of the electronics unit (3),
--wobei die Antenne (6) zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen (EW) mit zumindest einer vorgegebenen Wellenlänge ausgestaltet ist,- Wherein the antenna (6) is designed to transmit and receive electromagnetic waves (EW) with at least one predetermined wavelength,
-wobei die Antenne (6) derart ausgerichtet ist, dass sie zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen (EW) in Richtung der Gehäuseöffnung (2) und zum Empfangen von aus Richtung der Gehäuseöffnung (2) her zu empfangender elektromagnetischer Wellen (EW) ausgestaltet ist, - the antenna (6) being aligned in such a way that it is designed to transmit electromagnetic waves (EW) in the direction of the housing opening (2) and to receive electromagnetic waves (EW) to be received from the direction of the housing opening (2),
-und wobei die Kunststoffanteile (KA,KA2) für die elektromagnetischen Wellen (EW) durchlässig sind, so dass von der Antenne (6) ausgesandte elektromagnetische Wellen (EW) über die Kunststoffanteile (KA,KA2) aus dem Gehäuseinneren (Gl) heraus sendbar sind, und von der Antenne (6) zu empfangende elektromagnetische Wellen (EW) über die Kunststoffanteile (KA1.KA2) in das Gehäuseinnere (Gl) hinein sendbar sind, wodurch mittels der Antenne (6) eine drahtlose Kommunikationsverbindung (KV) zwischen der Elektronikeinheit (3) und einer außerhalb des Gehäuses des Feldgeräts angeordneten Sende-/Empfangseinheit (7) herstellbar ist. -and wherein the plastic components (KA, KA2) are permeable to the electromagnetic waves (EW), so that electromagnetic waves (EW) emitted by the antenna (6) can be transmitted via the plastic components (KA, KA2) out of the housing interior (Gl) and electromagnetic waves (EW) to be received by the antenna (6) can be transmitted via the plastic components (KA1.KA2) into the interior of the housing (Gl), whereby a wireless communication link (KV) between the electronic unit by means of the antenna (6) (3) and a transmitter / receiver unit (7) arranged outside the housing of the field device can be produced.
2. Feldgerät nach Anspruch 1 , wobei die auf der ersten Leiterplatte (4) angeordnete Antenne (6) dadurch in die Elektronikeinheit (3) integriert ist, - dass sie von einem auf die erste Leiterplatte (4) aufgelöteten Bauelement (8) umfasst wird und/oder dass sie durch eine auf der ersten Leiterplatte (4) angeordneten Leiterbahn (9) gebildet ist. 2. Field device according to claim 1, wherein the antenna (6) arranged on the first printed circuit board (4) is integrated into the electronics unit (3), - that it is encompassed by a component (8) soldered onto the first printed circuit board (4) and / or that it is formed by a conductor track (9) arranged on the first printed circuit board (4).
3. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei über den Kabelanschluss (5) ein daran angeschlossenes Kabel (14) mit der Elektronikeinheit (3) verbunden, so dass mittels des Kabels (14) die Elektronikeinheit (3) mit elektrischer Energie versorgbar ist und/oder drahtgebunden mit der Elektronikeinheit (3) kommuniziert werden kann. 3. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein a cable (14) connected to it is connected to the electronics unit (3) via the cable connection (5), so that the electronics unit (3) can be supplied with electrical energy by means of the cable (14) and / or wired to communicate with the electronics unit (3).
4. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei der Antenne (6) um eine Monopolantenne handelt, insb. mit einer Länge von 1/4 der vorgegebenen Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen (EW ). 4. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the antenna (6) is a monopole antenna, in particular with a length of 1/4 of the predetermined wavelength of the electromagnetic waves (EW).
5. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, umfassend ein auf der ersten Leiterplatte (4) angeordnetes, weiteres Bauelement (10) mit einer Signalerzeugungs-/Auswerteeinheit (11), die zur Erzeugung der von der Antenne (6) ausgesandten elektromagnetischen Wellen (EW) und zum Auswerten der von der Antenne (6) empfangenen elektromagnetischen Wellen (EW) ausgestaltet ist. 5. Field device according to at least one of the preceding claims, comprising a further component (10) arranged on the first printed circuit board (4) with a signal generation / evaluation unit (11) which is used to generate the electromagnetic waves ( EW) and is designed to evaluate the electromagnetic waves (EW) received by the antenna (6).
6. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das die Antenne (6) umfassende Bauelement und/oder die Signalerzeugungs-/Auswerteinheit (11) als ein SMD-Bauelement ausgestaltet ist. 6. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the component comprising the antenna (6) and / or the signal generation / evaluation unit (11) is designed as an SMD component.
7. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Leiterplatte (4) mit der Signalerzeugungs-/Auswerteeinheit (11) und der Antenne (6) ein Modul (12) bildet, das auf einer zweiten Leiterplatte (13) der Elektronikeinheit (3) angeordnet ist. 7. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the first circuit board (4) with the signal generation / evaluation unit (11) and the antenna (6) forms a module (12) which is mounted on a second circuit board (13) of the electronics unit ( 3) is arranged.
8. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das die Antenne (6) umfassende Bauelement (8) und/oder die die Antenne (6) bildende Leiterbahn zum Aussenden und/oder Empfangen der elektromagnetischen Wellen (EW) durch die Gehäuseöffnung (2) in Bezug auf die Gehäuseöffnung (2) an einer im Wesentlichen beliebig vorgebbaren Position auf der ersten Leiterplatte (4) angeordnet ist/sind oder wobei das Modul (12) zum Aussenden und/oder Empfangen der elektromagnetischen Wellen (EW) durch die Gehäuseöffnung (2) in Bezug auf die Gehäuseöffnung (2) an einer im Wesentlichen beliebig vorgebbaren Position auf der zweiten Leiterplatte (13) angeordnet ist. 8. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the component (8) comprising the antenna (6) and / or the conductor track forming the antenna (6) for transmitting and / or receiving the electromagnetic waves (EW) through the housing opening (2 ) is / are arranged in relation to the housing opening (2) at an essentially arbitrarily predeterminable position on the first printed circuit board (4) or the module (12) for transmitting and / or receiving the electromagnetic waves (EW) through the housing opening ( 2) is arranged in relation to the housing opening (2) at an essentially arbitrarily predeterminable position on the second printed circuit board (13).
9. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Gehäuseöffnung (2) eine Kabelverschraubung eine Kabelverschraubung (15) für das Kabel (14), insb. mit einem metrischen Gewinde, aufweist. 9. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the housing opening (2) has a screwed cable connection (15) for the cable (14), in particular with a metric thread.
10. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kabelanschluss (5) und das mittels der Kabelverschraubung (15) daran angeschlossene Kabel (14) die Gehäuseöffnung (2) im Wesentlichen vollständig ausfüllt und insb. flüssigkeitsdicht abdichtet. 10. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the cable connection (5) and the cable (14) connected thereto by means of the screwed cable connection (15) essentially completely fills the housing opening (2) and in particular seals it in a liquid-tight manner.
11. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei dem Gehäuse (1), bis auf die durch den Kabelanschluss (5) und das daran angeschlossene Kabel (14) vollständig ausgefüllte Gehäuseöffnung (2), um ein ansonsten vollständig abgeschlossenes, insb. vollverschweißtes, metallisches Gehäuse (1) handelt. 11. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the housing (1), apart from the housing opening (2) which is completely filled by the cable connection (5) and the cable (14) connected to it, is an otherwise completely closed, especially fully welded, metallic housing (1).
12. Feldgerät nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Feldgerät konform zu einer IP Schutzart mit einem Schutzgrad von IP69K gemäß der Norm DIN EN 60529 ausgestaltet ist. 12. Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the field device conforms to an IP degree of protection with a degree of protection of IP69K in accordance with the DIN EN 60529 standard.
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