WO2011067070A2 - Verfahren zum ermitteln einer anschlusskonfiguration eines feldgerätes an einem wireless adapter - Google Patents

Verfahren zum ermitteln einer anschlusskonfiguration eines feldgerätes an einem wireless adapter Download PDF

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WO2011067070A2
WO2011067070A2 PCT/EP2010/066975 EP2010066975W WO2011067070A2 WO 2011067070 A2 WO2011067070 A2 WO 2011067070A2 EP 2010066975 W EP2010066975 W EP 2010066975W WO 2011067070 A2 WO2011067070 A2 WO 2011067070A2
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wireless adapter
communication
wireless
terminals
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Stefan Probst
Christian Seiler
Marc Fiedler
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Endress+Hauser Process Solutions Ag
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    • H04L12/40169—Flexible bus arrangements
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L2012/4026—Bus for use in automation systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a connection configuration of a field device to a wireless adapter, wherein the field device is connected to the wireless adapter and wherein by the wireless adapter for the connected field device, a wireless signal transmission is feasible.
  • field devices are often used to detect and / or influence process variables.
  • Sensors such as level gauges, 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, are used to record process variables.
  • actuators such as valves or pumps, via which the flow of a liquid in a pipe section or the level in a container can be changed.
  • sensors and actuators are referred to as field devices.
  • a variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser. In modern industrial plants, field devices are usually connected to higher-level units via bus systems (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.).
  • the higher-level units are control systems or control units, such as PLC (Programmable Logic Controller) or PLC (Programmable Logic Controller).
  • the higher-level units serve, among other things, for process control, process visualization, process monitoring and commissioning of the field devices.
  • the measured values acquired by the field devices, in particular by sensors, are transmitted via the respective bus system to one (or possibly several) higher-level unit (s).
  • data transmission from the higher-level unit via the bus system to the field devices is required, in particular for configuring and parameterizing field devices and for controlling actuators.
  • wireless (wireless) data transmission or data transmission via radio
  • newer field devices are partially designed as radio field devices.
  • they may also have an integrated power source, such as a battery.
  • it is possible field equipment without radio unit ie, with only a wired communication interface) by connecting a wireless adapter, which has a radio unit to upgrade to a radio field device.
  • WO 2005/103851 A1 describes a wireless adapter.
  • a wireless adapter which is to be operated in combination with the relevant field device.
  • the field device can also be connected to an external (or else internally provided in the field device) power source.
  • Other variants result from the fact that field devices can be designed as 2-wire devices or alternatively as 4-wire devices.
  • field devices in which only an analog communication according to the 4-20 mA standard is possible.
  • field devices that allow parallel to the 4-20 mA standard, a digital communication, in particular according to the HARTO communication protocol.
  • Such field devices can also be operated in part in an operating mode in which a communication takes place exclusively digitally, in particular according to the HARTO communication protocol.
  • the object of the present invention is to provide a method and a wireless adapter that / a combination of the wireless adapter with different field devices, which may differ in terms of field device type and / or the desired operation, while allowing a user-friendly and transparent operation especially when connecting a field device to the wireless adapter.
  • the object is achieved by a method according to claim 1 and by a wireless adapter according to claim 10. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
  • the object is achieved by a method for determining a connection configuration of a field device on a wireless adapter.
  • the field device is connected to the wireless adapter and the wireless adapter allows wireless signal transmission for the connected field device.
  • the wireless adapter has a plurality of terminals (e.g., terminals) to which a field device in different terminal configurations can be connected.
  • the method has the following steps:
  • a field device in particular depending on the field device type and / or the desired mode of operation, can be connected in a corresponding connection configuration.
  • a combination of tion of terminals of the wireless adapter (which is formed for example by two connections of the wireless adapter) internally in the wireless adapter an electrical circuit (or an electrical assembly) assigned, which provides a specific function with regard to a connected field device.
  • an electrical circuit or an electrical assembly assigned, which provides a specific function with regard to a connected field device.
  • a field device must therefore be connected by the user in a specific connection configuration, in particular to a specific combination of connections (eg terminals) to the wireless adapter in order to allow the field device to operate properly.
  • the wireless adapter by automatically determining the port configuration by the wireless adapter and displaying it to a user, helpful feedback information is provided directly to a user. Based on this feedback information, he can easily see if he has actually connected the field device in the desired port configuration. In this way, an on-site diagnosis is provided. In particular, a commissioning of a system from a wireless adapter and a field device is facilitated.
  • the field device is formed in particular by a sensor and / or an actuator.
  • the wireless adapter is designed in particular such that only one field device can be connected to it at a time (and not several field devices in parallel).
  • all communication for the field device is wirelessly performed by the wireless adapter.
  • a measured value is transmitted analogously via a wired communication connection in accordance with the 4-20 mA standard, while further information (eg status and diagnostic information, etc.) is transmitted wirelessly through the wireless adapter become.
  • these data are first sent by cable from the field device to the wireless adapter for sending data via the wireless adapter, which then transmits them wirelessly to the destination.
  • the wireless can Adapter via radio receive data and (wired) forward to the field device.
  • the wireless adapter can in particular be designed such that it forms a communication participant of a radio network according to the standard IEEE 802.15.4.
  • the wireless network may also be designed according to the WirelessHARTO standard or the ISA100 standard, each based on the IEEE 802.15.4 standard.
  • the wireless adapter typically communicates with a gateway that communicates with a network (such as a wired fieldbus, a corporate network (eg, an Ethernet network), the Internet, and / or a communication network via GSM, etc.
  • a network such as a wired fieldbus, a corporate network (eg, an Ethernet network), the Internet, and / or a communication network via GSM, etc.
  • the wireless adapter may also be designed such that it has direct wireless communication (for example via GSM, Bluetooth, wireless LAN, etc.) with an associated communication unit (eg a higher-level unit, a facility asset management system, etc.). ), so no gateway is required.
  • connection configuration in particular it is determined to which combination of connections a field device is connected and whether this is possibly connected in the correct polarity.
  • the determined connection configuration is preferably displayed on the wireless adapter so that the display is also possible in the event of a field device failure or if communication between the field device and the wireless adapter fails.
  • LEDs may be provided as display, which indicate to which combination of terminals a field device is connected.
  • a voltage is applied and it is detected whether a current flows between the respective terminals. If a current flows, this means that the field device is connected to the respective combination of connections.
  • the applied voltage is selected to be sufficiently high (for example, 23 volts) so that it enables a commissioning of the field device.
  • the wireless adapter preferably has a self-sufficient power source, in particular a battery, an accumulator and / or a solar cell, on.
  • a self-sufficient power source in particular a battery, an accumulator and / or a solar cell, on.
  • the step of automated determination during operation of the field device it is detected whether a combination of connections of the wireless adapter, between which a current measurement for detecting an analog current signal can be carried out and over which no electrical power can be supplied to a connected field device , a current flows. If a current flows, this means that the field device is connected to this combination of connections.
  • the analog current signal is used for (analog) communication.
  • the analog communication can be carried out according to the 4-20 mA standard, with a measured value of a sensor or a manipulated variable for an actuator being transmitted analogously by setting a corresponding current value.
  • connections of the wireless adapter between which a current measurement for detecting an analog current signal is feasible and over which no electrical power can be provided to a connected field device, can also include other functions, such as a digital communication according to a communication protocol (US Pat. in particular according to the HARTO communication protocol).
  • the step of automated determination during operation of the field device checks whether it is possible to carry out a digital communication in accordance with a communication protocol (in particular according to the HARTO communication protocol) with a connected field device via a combination of connections of the wireless adapter is via which no electrical power to a connected field device can be provided and between which no current measurement for detecting an analog communication transmitted in the form of an analog communication current signal (for example, according to the 4-20 mA standard) can be performed, a digital communication according to Communication protocol with the connected field device is possible. If such a digital communication is possible, this means that the field device is connected to this combination of connections.
  • a communication protocol in particular according to the HARTO communication protocol
  • a wireless adapter can also have only a part or all of the combinations of connections explained above (and accordingly provide the above-explained functions via the respectively associated combination of connections).
  • a wireless adapter can also have only a part or all of the combinations of connections explained above (and accordingly provide the above-explained functions via the respectively associated combination of connections).
  • further combinations of connections via which further functions can be provided.
  • a specific function of the wireless adapter it is also possible to provide a plurality of combinations of connections via which this function can be provided.
  • connection configuration explained with reference to the first development is most frequently used, in which a supply of the connected field device with electrical power can be provided by the wireless adapter. Accordingly, it makes sense first to test in this combination of connections, if it is connected to a field device. If this is not the case, it is useful, based on the expected frequency of use, to test next whether a combination of connections of the wireless adapter, between which a current measurement for detecting an analog current signal can be carried out and on the no electrical power a connected field device can be provided, a field device is connected.
  • the wireless adapter is designed such that via at least one combination of terminals of the wireless adapter, a digital communication with a connected field device is feasible.
  • a standardized fieldbus protocol such as, for example, Profibus® (see Profibus Profile Specification, Version 3.0) or Foundation® Fieldbus (cf., Foundation® Specification, Function Block Application Process, Revision FS 1.7) is particularly suitable.
  • digital communication is in accordance with the HART® communication protocol (see HART® Field Communication Protocol Specifications, Revision 7.0), which is preferred because of the frequent use of this fieldbus system and its suitability for wireless communication.
  • HART® communication protocol see HART® Field Communication Protocol Specifications, Revision 7.0
  • the wireless communication via the wireless adapter according to the respective fieldbus standard, according to which also the (wired) communication between the field device and the wireless adapter takes place.
  • the method has the following steps:
  • the step of checking (the mode of operation) comprises one or more of the following steps:
  • testing which type of communication the connected field device allows, in particular testing digital communication and / or analog communication (via an analogue current signal);
  • step a) is advantageous in order to check which type (s) of communication the connected field device makes possible and whether the system of field device and wireless adapter functions properly (in particular whether communication is possible).
  • other functionalities of the field device can also be checked and displayed, as indicated, for example, in steps b) to e). If the field device allows digital communication, status information is generally transmitted with a measured value indicates whether the measured value is usable or valid. This is the case, for example, with the status "GOOD", while the measured value with a status "BAD" is invalid or not utilizable. If the field device only allows analog communication according to the 4-20 mA standard, it can be measured by measuring the current signal in the Rule will be traced whether the field device provides a measured value.
  • a plurality of parameters are also provided in a wireless adapter.
  • these are preset by the manufacturer of the wireless adapter and / or can be adjusted by a user, in particular modified, activated and / or disabled.
  • the parameters are stored in particular in a memory of the wireless adapter, so that a controller of the wireless adapter (eg a microprocessor) can access these parameters and operate the wireless adapter according to the parameter settings.
  • energy supply parameters are provided in the wireless adapter according to a further development, wherein the properties or parameters of the power supply (or power supply) provided by the wireless adapter can be set by the parameter setting of these energy supply parameters.
  • the properties or parameters of the power supply (or power supply) provided by the wireless adapter can be set by the parameter setting of these energy supply parameters.
  • the power supply or power supply
  • corresponding parameter settings of the power supply parameters must therefore be made in order to be able to ensure an optimum power supply for the connected field device through the wireless adapter.
  • parameter settings of the power supply parameters are stored in the connected field device, which indicate a suitable power supply for this field device by the wireless adapter.
  • the parameter settings of the power supply parameters are read out of the connected field device by the wireless adapter. This ensures that parameter settings of the power supply parameters are available in the wireless adapter to ensure sufficient power to the connected field device while avoiding excessive power consumption. It also reduces the user's effort by ensuring that the correct parameter settings are already available in the wireless adapter.
  • the wireless adapter adopts the read-out parameter settings as parameter settings of the energy supply parameters.
  • the field device (here: sensor) is switched clocked for processing a measured value request.
  • the system of wireless adapter and field device are preferably turned off (or possibly in a sleep mode).
  • the inventive method is started by a user. This can take place, for example, via an operating unit provided on the wireless adapter or else by an external communication unit which is in wired communication with the wireless adapter by means of wire and / or radio. Furthermore, the method according to the invention can also be started from a configuration unit on which a corresponding configuration tool (for example FieldCare® from Endress + Hauser) is implemented and which is in communication connection with the wireless adapter, automated or initiated by a user. Furthermore, it can be provided that the wireless adapter monitors whether a new field device type is connected and, if it detects such a change, carries out the method according to the invention. Furthermore, the wireless adapter can be designed so that (for example, via a configuration tool) is configurable when or under what conditions, the inventive method is performed.
  • a configuration tool for example FieldCare® from Endress + Hauser
  • the present invention further relates to a wireless adapter having a plurality of terminals, to which a field device can be connected in different connection configurations, wherein the wireless adapter is designed such that a wireless signal transmission can be performed by the wireless adapter for a connected field device in that the wireless adapter can be used to determine automatically in which connection configuration a field device is connected, and that the ascertained connection configuration can be displayed on the wireless adapter.
  • the wireless adapter according to the invention the advantages explained above with respect to the method according to the invention are achieved. Furthermore, the refinements and variants explained in relation to the method according to the invention can be implemented correspondingly in the case of the wireless adapter.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of part of a system of process automation technology with a radio network
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing by way of example the profile of a voltage requirement of a HARTO field device
  • 3 shows a block diagram of a wireless adapter and a connected field device
  • 4 shows a schematic representation of a wireless adapter with a plurality of connections, to which a field device in a first connection configuration is connected;
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a wireless adapter with a plurality of connections, to which a field device in a second connection configuration is connected; and 6 shows a schematic representation of a wireless adapter with a plurality of connections, to which a field device in a third connection configuration is connected.
  • FIG. 1 schematically shows part of a plant of process automation technology with a radio network FN.
  • the radio network FN has a plurality of field devices FG with respectively connected wireless adapters WA and a gateway G.
  • the wireless adapters WA are in radio communication with each other and with the gateway G, which is shown in Fig. 1 by the dashed lines.
  • the radio network is designed in accordance with the wireless HARTO standard.
  • the gateway G (for example the product "Fieldgate" from Endress + Hauser) is in communication connection with two servers S1 and S2 via a wired Ethernet® company network N.
  • the one server S1 forms a superordinated unit that is connected with respect to the
  • the further server S2 forms a plant asset management system, and further network servers (not shown), fieldbus systems, etc. can also be connected to the company network N.
  • FIG. 2 shows schematically the course of a voltage requirement (voltage V plotted against the time t) of a HARTO field device. Based on FIG. 2, this course, which may differ depending on the field device type, as well as the energy supply parameters provided in a wireless adapter are explained.
  • the field device is powered by a wireless adapter with electrical energy and forms a sensor.
  • the field device is switched clocked for processing a measured value request. In the periods in which no measured value request is to be processed, the system consisting of wireless adapter and field device are switched off.
  • the field device is switched on at the time t 0 . This is needed during a startup phase
  • Field device a starting voltage V s . Furthermore, a certain starting current is required by the field device, which can also vary (over time) as needed during the starting phase.
  • the field device loads capacitors inside the field device, carries out self-checks, etc. Communication between the field device and the connected wireless adapter is not yet possible.
  • the start phase of the field device is terminated at the time t- ⁇ and the field device then goes into normal operation.
  • the wireless adapter provides the power supply parameters "start voltage”, "start time” and "start current”, whereby the wireless adapter provides the set start voltage for the duration of the set start time. the maximum current value that the field device needs during the startup phase is set.
  • this setting is needed internally in the wireless adapter to provide the correct startup voltage.
  • the field device requires an operating voltage V B , which in the illustrated embodiment is lower than the starting voltage V s .
  • the operating voltage may also be higher than the starting voltage.
  • communication of the field device (for example according to the HART ⁇ communication protocol) with the wireless adapter is already possible.
  • the wireless adapter is provided with the power supply parameter "Operating voltage", which sets the voltage to be supplied by the wireless adapter after the set start time has expired For example, the field device still needs time to record one or more readings, perform calculations, etc.
  • Power supply parameter "set-up time duration" by which the time duration from the end of the starting time up to de m time at which the field device provides a valid reading, can be set.
  • the set setup time is waited in use by the wireless adapter after switching the field device into normal operation, before it queries the field device for a measured value. Before that, the wireless adapter can be operated in an energy-saving mode, allowing for energy-efficient operation. In the voltage curve shown in FIG. 2, the measured value request has been completely processed at the time t 3 and the field device is switched off again.
  • the power supply parameters of the wireless adapter must be set such that they ensure a sufficient energy supply during the various operating phases of the connected field device.
  • the power supply through the wireless adapter should be adapted to the particular field device type in such a way that unnecessarily high energy consumption is avoided. This can, as explained above, be achieved in that in the connected field device parameter settings of the power supply parameters are stored indicating a suitable power supply for this field device that these parameter settings are read by the wireless adapter from the connected field device and that Wireless Adapter is operated with these parameter settings.
  • the field device 2 is again a sensor and is designed as a 2-conductor device, which indicates that both the communication and the power supply of the field device 2 takes place via a common 2-wire connection.
  • the field device 2 has a transducer 6 and a control unit, which is designed as a microprocessor 8 on.
  • the field device 2 has a wired HART ⁇ communication interface 10 that is connected to the microprocessor 8.
  • the HARTO communication interface 10 is associated with a functional unit 12, which is formed by an ASIC (English: application specific integrated circuit) and the transmission and / or reception of signals (according to the HARTO communication protocol) via performs the HARTO communication interface 10.
  • the field device 2 Via the HART ⁇ communication interface 10, the field device 2 can alternatively be connected to the illustrated connection to the wireless adapter 4 to a wired HARTO fieldbus system.
  • the field device 2 has a data memory 14 and a display and operating unit 16. In the data memory 14 while parameter settings of the power supply parameters are stored, specify a suitable for this field device power supply by a wireless adapter and can be read by a connected wireless adapter.
  • the wireless adapter 4 also has a control unit in the form of a microprocessor 26.
  • the microprocessor 26 is connected to a radio unit 28 comprising an RF chipset and an antenna 30.
  • the radio unit 28 is designed such that the wireless communication takes place according to the WirelessHARTO standard.
  • the microprocessor 26 is further connected to a data memory 32. In the data memory 32, the parameter settings of the wireless adapter 4 are stored. The microprocessor 26 may access these parameter settings to operate the wireless adapter 4 according to the parameter settings.
  • the wireless adapter 4 also has a display and
  • the wireless adapter 4 For communication with the field device 2, the wireless adapter 4 has a wired HARTO communication interface 34, which in turn has a functional unit 36 (in the form of an ASIC) that transmits and / or receives signals via the HARTO communication interface 34 (according to HARTO Standard).
  • the HARTO communication interface 10 of the field device 2 and the HART ⁇ communication interface 34 of the wireless adapter 4 are connected to one another via a 2-conductor connection line 38.
  • the wireless adapter 4 has a power source in the form of a battery 40 and a connected to the battery 40 power supply 42.
  • the system components of the wireless adapter 4 (not shown power supply lines) and the system components of the field device 2 via the HARTO communication interface 34, the 2-wire connection line 38, the HARTO communication interface 10 and a connected thereto senes power supply 44 of the field device 2 is supplied with electrical power.
  • the power supply 42 of the wireless adapter 4 is controlled by the microprocessor 26 according to the parameter settings of the power supply parameters.
  • the power supply 42 accordingly provides a power supply corresponding to the parameter settings.
  • a plurality of connections is not shown for reasons of clarity. Rather, only the HARTO communication interface 34 is shown schematically, which is formed by two (not shown in detail) connections.
  • a wireless adapter according to the invention has a plurality of connections, so that a field device can be connected in different connection configurations. An embodiment of the method according to the invention will be explained below with reference to FIGS. 4-6.
  • a wireless adapter 45 has six terminals (here: terminals) I, II, III, IV, V and VI, which are each shown schematically in Figures 4-6.
  • terminals terminals
  • FIG. 4 a field device FG1 in a first connection configuration is connected to the terminals I and II.
  • a field device FG2 is connected in a second connection configuration at the terminals II and III.
  • a field device FG3 in a third connection configuration is connected to the terminals V and VI.
  • the field devices FG1, FG2 and FG3 each form HART ⁇ field devices and are each sensors.
  • the terminals III and VI and the terminals IV and V are each short-circuited with each other.
  • the field device FG1 constituting a 2-wire device is connected to the terminals I and II via a 2-wire connection 46.
  • the terminals I and II form a combination of terminals, which is internally associated with such an electrical circuit, that about a supply of a connected field device with electrical power is available.
  • a current measurement feasible between the terminals I and II by the wireless adapter 45, a current measurement feasible, so that an analog communication according to the 4-20 mA standard is feasible.
  • a digital communication according to the HARTO communication protocol feasible.
  • the field device FG2 forms a 4-wire device, which means that the communication via a 2-wire connection 48 and the power supply of the field device via another (not shown in Fig. 5) 2-wire connection respectively.
  • the field device FG 2 is connected via the 2-conductor connection 48 to the terminals II and III.
  • the terminals II and III form a combination of terminals, which is internally associated with such an electrical circuit, that therebetween a current measurement (via a measuring resistor, not shown) and to allow analog communication to be carried out according to the 4-20mA standard.
  • a digital communication according to the HARTO communication protocol feasible. No supply of the field device FG2 with electrical power is provided via the connections II and III.
  • the field device FG3 again forms a 2-wire device.
  • This is connected with its 2-wire connection 50 to a control and regulation unit 52, which internally has a communication resistor 54.
  • the control and regulation unit 52 provides a supply of the field device FG3 with electrical power. Furthermore, it communicates with the field device FG3 in the context of an analog communication according to the 4-20 mA standard.
  • the wireless adapter 45 is connected to the 2-wire connection 50 via its terminals V and VI in parallel with the control and regulation unit 52. Terminals V and VI form a combination of terminals internally associated with such an electrical circuit as to provide digital communication in accordance with HART ⁇ .
  • the wireless adapter 45 determines whether a field device is connected to the terminals I and II. For this purpose, between the terminals I and II such a high voltage (for example, 23 volts) is applied that this is sufficient for a variety of field device types both in a start-up phase as well as in normal operation. It is detected whether a current flows between the two terminals I and II. If this is the case, it is determined that a field device is connected to the terminals I and II. This determined connection configuration is displayed on a display and operating unit (not shown) of the wireless adapter 45. Furthermore, the mode of operation of the connected field device is checked as to which types of communication the field device allows (which is dependent on the field device type).
  • the wireless adapter 45 can now determine whether the attached field device FG1 is responding in accordance with the HARTO communications protocol, thereby enabling digital communication. By measuring the current between the two terminals I and II (which preferably takes place only after the set-up period has elapsed), it is also possible to determine whether the field device analog transmits a measured value and thus communicates according to the 4-20 mA standard. The result of the check with respect to the communication is again displayed on the display and control unit of the wireless adapter 45.
  • the parameter settings of the power supply parameters indicating a power supply suitable for this field device are read out of the field device FG1 by the wireless adapter 45 and as parameter settings on the next startup of the system from Wireless Adapter 45 and field device FG1 used.
  • the system is driven in clocked fashion from wireless adapter 45 and field device FG1, so that the wireless adapter 45 is operated at the next start (eg at a next measurement request to be processed) with the parameter settings of the energy supply parameters read out. If no current flow is measured after applying the voltage between terminals I and II, it is determined that no field device is connected to the combination of terminals I and II. The power supply at terminals I and II is switched off.
  • the field device it is checked whether a current flows between terminals II and III. If this is the case, it is determined that a field device is connected to the terminals II and III. This determined connection configuration is displayed on the display and control unit of the wireless adapter 45. Subsequently, in turn, the functioning of the connected field device is checked to see what types of communication the field device allows. For this purpose, the current between the terminals II and III is measured by the wireless adapter 45, as described above (to determine whether an analog communication according to the 4-20 mA standard is possible) and a HARTO request to the field device , The result of the check with respect to the communication is again displayed on the display and control unit of the wireless adapter 45.
  • the Wireless Adapter 45 makes a HARTO request to the field device. If digital communication is possible, it is determined that a field device is connected to terminals V and VI. This determined connection configuration as well as the result of the check with regard to the communication are displayed on the display and operating unit of the wireless adapter 45.
  • the wireless adapter may also have a different number (than six) of ports.
  • other or further combinations of terminals can be provided, which provide the described or other functions.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes (FG1) an einem Wireless Adapter (45), wobei das Feldgerät (FG1) an dem Wireless Adapter (45) angeschlossen ist, wobei durch den Wireless Adapter (45) für das angeschlossene Feldgerät (FG1) eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist, wobei der Wireless Adapter (45) eine Mehrzahl von Anschlüssen (I, II, III, IV, V, VI) aufweist, an denen ein Feldgerät (FG1) in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist, und wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: Automatisiertes Ermitteln durch den Wireless Adapter (45), in welcher Anschlusskonfiguration das angeschlossene Feldgerät (FG1) an dem Wireless Adapter (45) angeschlossen ist; und Anzeigen der ermittelten Anschlusskonfiguration auf dem Wireless Adapter (45) und/oder auf dem angeschlossenen Feldgerät (FG1).

Description

Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes
an einem Wireless Adapter
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes an einem Wireless Adapter, wobei das Feldgerät an dem Wireless Adapter angeschlossen ist und wobei durch den Wireless Adapter für das angeschlossene Feldgerät eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen 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. Als Feldgeräte werden insbesondere solche Sensoren und Aktoren bezeichnet. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben. In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisuali- sierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfigurierung und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.
Neben einer drahtgebundenen Datenübertragung in einem Feldbus-System besteht auch die Möglichkeit einer drahtlosen (wireless) Datenübertragung (bzw. Datenübertragung über Funk). Zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung sind neuere Feldgeräte teilweise als Funk- Feldgeräte ausgebildet. Zusätzlich können sie auch eine integrierte Stromquelle, wie beispielsweise eine Batterie, aufweisen. Daneben besteht die Möglichkeit, Feldgeräte ohne Funkeinheit (d.h. mit lediglich einer drahtgebundenen Kommunikationsschnittstelle) durch Anschluss eines Wireless Adapters, der eine Funkeinheit aufweist, zu einem Funk-Feldgerät aufzurüsten. Beispielsweise ist in der Druckschrift WO 2005/103851 A1 ein Wireless Adapter beschrieben. In Abhängigkeit von einem Feldgerätetyp eines Feldgerätes und/oder in Abhängigkeit von einer Betriebsweise, in der das betreffende Feldgerät betrieben werden soll, bestehen unterschiedliche Anforderungen an einen Wireless Adapter, der in Kombination mit dem betreffenden Feldgerät betrieben werden soll. Beispielsweise kann erforderlich sein, dass die elektrische Leistung für das Feldgerät durch den Wireless Adapter bereitzustellen ist. Alternativ kann das Feldgerät aber auch an einer externen (oder auch intern in dem Feldgerät vorgesehenen) Stromquelle angeschlossen sein. Weitere Varianten ergeben sich dadurch, dass Feldgeräte als 2-Leiter-Geräte oder alternativ als 4-Leiter-Geräte ausgebildet sein können. Ferner existieren Feldgeräte, bei denen ausschließlich eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard möglich ist. Darüber hinaus existieren Feldgeräte, die parallel zu dem 4-20 mA-Standard eine digitale Kommunikation, insbesondere gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll, ermöglichen. Solche Feldgeräte sind zum Teil auch in einer Betriebsweise betreibbar, in denen eine Kommunikation ausschließlich digital, insbesondere gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll, erfolgt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie einen Wireless Adapter bereitzustellen, das/der eine Kombination des Wireless Adapters mit verschiedenen Feldgeräten, die sich hinsichtlich des Feldgerätetyps und/oder der gewünschten Betriebsweise unterscheiden können, ermöglicht und gleichzeitig eine benutzerfreundliche und transparente Bedienung, insbesondere beim Anschließen eines Feldgerätes an den Wireless Adapter, bereitstellt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Wireless Adapter gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes an einem Wireless Adapter gelöst. Das Feldgerät ist dabei an dem Wireless Adapter angeschlossen und durch den Wireless Adapter ist für das angeschlossene Feldgerät eine drahtlose Signalübertragung durchführbar. Der Wireless Adapter weist eine Mehrzahl von Anschlüssen (z.B. Anschlussklemmen) auf, an denen ein Feldgerät in unterschiedlichen Anschlusskonfigurati- onen anschließbar ist. Das Verfahren weist nachfolgende Schritte auf:
A) Automatisiertes Ermitteln durch den Wireless Adapter, in welcher Anschlusskonfiguration das angeschlossene Feldgerät an dem Wireless Adapter angeschlossen ist; und
B) Anzeigen der ermittelten Anschlusskonfiguration auf dem Wireless Adapter und/oder auf dem angeschlossenen Feldgerät.
Indem der Wireless Adapter eine Mehrzahl von Anschlüssen, die unterschiedliche Anschlusskonfigurationen eines Feldgerätes ermöglichen, aufweist, kann ein Feldgerät, insbesondere in Abhängigkeit von dessen Feldgerätetyp und/oder der gewünschten Betriebsweise, in einer entsprechenden Anschlusskonfiguration angeschlossen werden. Insbesondere ist jeweils einer Kombina- tion von Anschlüssen des Wireless Adapters (die beispielsweise durch zwei Anschlüsse des Wi- reless Adapters gebildet wird) intern in dem Wireless Adapter eine elektrische Schaltung (bzw. eine elektrische Baugruppe) zugeordnet, welche eine bestimmte Funktion im Hinblick auf ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellt. Je nach Feldgerätetyp und/oder je nach gewünschter Betriebsweise muss ein Feldgerät durch den Benutzer folglich in einer bestimmten Anschlusskonfiguration, insbesondere an einer bestimmten Kombination von Anschlüssen (z.B. Anschlussklemmen), an dem Wireless Adapter angeschlossen werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Feldgerätes zu ermöglichen. Ist ein Feldgerät in einer falschen Anschlusskonfiguration angeschlossen, so kann dies zu Fehlfunktionen führen. Ohne Vorsehung zusätzlicher Kontrollmechanismen und Feedback- Informationen würde solch eine Fehlfunktion erst nach Inbetriebnahme des gesamten Netzwerkes erkennbar sein. Dann wiederum wäre es schwierig, ausgehend von dem gesamten Netzwerk die Fehlfunktion dem betreffenden System aus Wireless Adapter und Feldgerät zuzuordnen. Wenn dann die Fehlfunktion dem betreffenden System aus Wireless Adapter und Feldgerät zugeordnet werden konnte, so müsste, sofern keine zusätzlichen Kontrollmechanismen und Feedback-Informationen bereitgestellt werden, ein Service-Techniker unter Zuhilfenahme zusätzlicher Geräte, wie beispielsweise eines Multimeters und/oder eines Handbediengerätes (z.B. HART©- Handheld), die Fehlerursache ermitteln. Dieses Vorgehen wäre zeit- und kostenaufwändig. Indem gemäß der vorliegenden Erfindung die Anschlusskonfiguration durch den Wireless Adapter automatisiert ermittelt wird und einem Benutzer angezeigt wird, werden einem Benutzer direkt vor Ort hilfreiche Feedback-Informationen bereitgestellt. Anhand dieser Feedback-Informationen kann er auf einfache Weise erkennen, ob er das Feldgerät tatsächlich in der gewünschten Anschlusskonfiguration angeschlossen hat. Auf diese Weise wird eine Vor-Ort-Diagnose bereitge- stellt. Insbesondere wird eine Inbetriebnahme eines Systems aus einem Wireless Adapter und einem Feldgerät erleichtert.
Das Feldgerät wird dabei insbesondere durch einen Sensor und/oder einen Aktor gebildet. Der Wireless Adapter ist insbesondere derart ausgebildet, dass an diesem jeweils nur ein Feldgerät anschließbar ist (und nicht mehrere Feldgeräte parallel). In dem System aus Wireless Adapter und angeschlossenem Feldgerät kann vorgesehen sein, dass durch den Wireless Adapter sämtliche Kommunikation für das Feldgerät drahtlos durchgeführt wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Teil der Kommunikation drahtgebunden erfolgt. Beispielsweise kann bei einem HARTO-Feldgerät vorgesehen sein, dass ein Messwert über eine drahtgebundene Kommunikati- onsverbindung gemäß dem 4-20 mA-Standard analog übertragen wird, während weitere Informationen (z.B. Status- und Diagnoseinformationen, etc.) drahtlos durch den Wireless Adapter übermittelt werden. Im Einsatz des Wireless Adapters werden zum Senden von Daten über den Wireless Adapter diese Daten zunächst drahtgebunden von dem Feldgerät an den Wireless Adapter gesendet, der diese dann über Funk an den Zielort übermittelt. Umgekehrt kann der Wireless Adapter über Funk Daten empfangen und (drahtgebunden) an das Feldgerät weiterleiten. Der Wireless Adapter kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass er einen Kommunikationsteilnehmer eines Funknetzwerkes gemäß dem Standard IEEE 802.15.4 bildet. Das Funknetzwerk kann ferner gemäß dem WirelessHARTO-Standard oder gemäß dem ISA100-Standard ausgebil- det sein, die jeweils auf dem Standard IEEE 802.15.4 aufbauen. Bei den genannten Funknetzwerken kommuniziert der Wireless Adapter in der Regel mit einem Gateway, das eine Kommunikation mit einem (dem Funknetzwerk) übergeordneten Netzwerk, wie beispielsweise einem drahtgebundenen Feldbus, einem Firmennetzwerk (z.B. einem EthernetO-Netzwerk), dem Internet und/oder eine Kommunikation über GSM, etc. ermöglicht. Alternativ zu den oberhalb genann- ten standardisierten Funknetzwerken können aber auch anderweitige Funknetzwerke eingesetzt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Wireless Adapter auch derart ausgebildet sein, dass er eine direkte drahtlose Kommunikation (beispielsweise über GSM, Bluetooth, Wireless LAN, etc.) mit einer zugehörigen Kommunikationseinheit (z.B. einer übergeordneten Einheit, einem Anlagen-Asset-Managementsystem, etc.) ermöglicht, so dass kein Gateway erforderlich ist.
Sofern bei einigen Schritten bzw. Abläufen angegeben ist, dass diese„automatisiert" durchgeführt werden, ist damit gemeint, dass diese ohne menschliches Eingreifen, insbesondere durch Soft- und/oder Hardware, ausgeführt werden. Eine Initiierung dieser Schritte kann gegebenenfalls auch durch einen Benutzer erfolgen. Bei dem Ermitteln der„Anschlusskonfiguration" wird insbe- sondere ermittelt, an welcher Kombination von Anschlüssen ein Feldgerät angeschlossen ist und ob dieses gegebenenfalls in der korrekten Polung angeschlossen ist. Die Anzeige der ermittelten Anschlusskonfiguration erfolgt vorzugsweise auf dem Wireless Adapter, so dass die Anzeige auch bei Ausfall des Feldgerätes oder bei Ausfall einer Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem Wireless Adapter möglich ist. Als Anzeige können beispielsweise LEDs vorgesehen sein, die anzeigen, an welcher Kombination von Anschlüssen ein Feldgerät angeschlossen ist. Weitergehende Informationen können gegebenenfalls auf einer Anzeigeeinheit (mit entsprechendem Display) auf dem Wireless Adapter (sofern dieser solch eine Anzeigeeinheit aufweist) und/oder auf dem Feldgerät angezeigt werden. Gemäß einer Weiterbildung wird bei dem Schritt des automatisierten Ermitteins zwischen einer Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, über die eine Versorgung eines Feldgerätes mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist, eine Spannung angelegt und es wird erfasst, ob zwischen den betreffenden Anschlüssen ein Strom fließt. Fließt ein Strom, so bedeutet dies, dass an der betreffenden Kombination von Anschlüssen das Feldgerät angeschlossen ist. Vorzugs- weise wird die angelegte Spannung ausreichend hoch (beispielsweise 23 Volt) gewählt, so dass diese eine Inbetriebnahme des Feldgerätes ermöglicht. Beispielsweise kann eine so hohe (z.B. maximale) Spannung, die eine Inbetriebnahme einer Vielzahl von Feldgerätetypen ermöglicht, angelegt werden. Zur Versorgung eines angeschlossenen Feldgerätes mit elektrischer Leistung weist der Wireless Adapter vorzugsweise eine autarke Stromquelle, insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator und/oder eine Solarzelle, auf. Über die Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, über die eine Versorgung eines Feldgerätes mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist, können auch noch weitere Funktionen, wie beispielsweise eine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals (insbesondere gemäß dem 4-20 mA-Standard) und/oder eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll (insbesondere gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll), bereitgestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird bei dem Schritt des automatisierten Ermitteins während eines Betriebs des Feldgerätes erfasst, ob zwischen einer Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist, ein Strom fließt. Fließt ein Strom, so bedeutet dies, dass an dieser Kombination von Anschlüssen das Feldgerät angeschlossen ist. Das analoge Stromsignal wird dabei zur (analogen) Kommunikation eingesetzt. Insbesondere kann die analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard erfolgen, wobei ein Messwert eines Sensors oder ein Stellwert für einen Aktor analog durch Einstellung eines entsprechenden Stromwertes übertragen wird. Über die Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein ange- schlossenes Feldgerät bereitstellbar ist, können auch noch weitere Funktionen, wie beispielsweise eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll (insbesondere gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll), bereitgestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird bei dem Schritt des automatisierten Ermitteins während eines Betriebs des Feldgerätes geprüft, ob über eine Kombination von Anschlüssen des Wireless A- dapters, über die eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll (insbesondere gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll) mit einem angeschlossenen Feldgerät durchführbar ist, über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist und zwischen der keine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer ana- logen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals (beispielsweise gemäß dem 4-20 mA- Standard) durchführbar ist, eine digitale Kommunikation gemäß dem Kommunikationsprotokoll mit dem angeschlossenen Feldgerät möglich ist. Ist solch eine digitale Kommunikation möglich, so bedeutet dies, dass an dieser Kombination von Anschlüssen das Feldgerät angeschlossen ist. Ob solch eine digitale Kommunikation möglich ist, kann insbesondere dadurch überprüft werden, dass der Wireless Adapter nach einer Inbetriebnahme des Feldgerätes eine Anfrage gemäß dem Kommunikationsprotokoll (z.B. eine HARTO-Anfrage) an das Feldgerät stellt und prüft, ob er eine Antwort von dem Feldgerät erhält. Bezüglich der drei oberhalb erläuterten Weiterbildungen der Erfindung kann ein Wireless Adapter auch nur einen Teil oder sämtliche der oberhalb erläuterten Kombinationen von Anschlüssen aufweisen (und dementsprechend die oberhalb erläuterten Funktionen über die jeweils zugehörige Kombination von Anschlüssen bereitstellen). Darüber hinaus können auch weitere Kombinati- onen von Anschlüssen vorgesehen sein, über die weitere Funktionen bereitstellbar sind. Ferner können im Hinblick auf eine bestimmte Funktion des Wireless Adapters auch mehrere Kombinationen von Anschlüssen vorgesehen werden, über welche diese Funktion bereitstellbar ist. Auf diese Weise werden verschiedene Anschlussmöglichkeiten eines Feldgerätes zur Erzielung derselben Funktion bereitgestellt. Dadurch können in einigen Fällen eine aufwändige Verkabelung zwischen dem Feldgerät und dem Wireless Adapter und/oder der Einsatz von weiteren, extern von dem Wireless Adapter vorzusehenden elektrischen Bauteilen vermieden werden.
Bezüglich der drei oberhalb erläuterten Weiterbildungen der Erfindung ist bei HART®- Feldgeräten wahrscheinlich, dass am häufigsten die unter Bezugnahme auf die erste Weiterbil- dung erläuterte Anschlusskonfiguration eingesetzt wird, bei der durch den Wireless Adapter eine Versorgung des angeschlossenen Feldgerätes mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist. Dementsprechend ist es sinnvoll, zunächst bei dieser Kombination von Anschlüssen zu testen, ob daran ein Feldgerät angeschlossen ist. Ist dies nicht der Fall, so ist aufgrund der zu erwartenden Anwendungshäufigkeit sinnvoll, als nächstes zu testen, ob an einer Kombination von Anschlüs- sen des Wireless Adapters, zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist, ein Feldgerät angeschlossen ist. Ist dies nicht der Fall, so ist aufgrund der zu erwartenden Anwendungshäufigkeit sinnvoll, als nächstes zu testen, ob an einer Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters, über die eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem angeschlossenen Feldgerät durchführbar ist, über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar ist und zwischen der keine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals durchführbar ist, ein Feldgerät angeschlossen ist. Die angegebene bevorzugte Reihenfolge ist jedoch nicht zwingend.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Wireless Adapter derart ausgebildet, dass über mindestens eine Kombination von Anschlüssen des Wireless Adapters eine digitale Kommunikation mit einem daran angeschlossenen Feldgerät durchführbar ist. Hierbei ist insbesondere ein standardisiertes Feldbus-Protokoll, wie beispielsweise Profibus® (vgl. Profibus Profile Specification, Versi- on 3.0) oder Foundation® Fieldbus (vgl. Foundation® Specification, Function Block Application Process, Revision FS 1.7) geeignet. Insbesondere erfolgt die digitale Kommunikation gemäß dem HART®-Kommunikationsprotokoll (vgl. HART® Field Communication Protocol Specifications, Revision 7.0), das aufgrund der häufigen Anwendung dieses Feldbus-Systems und aufgrund seiner guten Eignung für eine drahtlose Kommunikation bevorzugt ist. Vorzugsweise erfolgt auch die drahtlose Kommunikation über den Wireless Adapter gemäß dem jeweiligen Feldbus- Standard, gemäß dem auch die (drahtgebundene) Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem Wireless Adapter erfolgt. Gemäß einer Weiterbildung weist das Verfahren nachfolgende Schritte auf:
C) Überprüfen einer Funktionsweise des angeschlossenen Feldgerätes; und
D) Anzeigen des Ergebnisses der Überprüfung auf dem Wireless Adapter und/oder auf dem Feldgerät.
Auf diese Weise kann eine weitergehende Diagnose bereitgestellt werden. Insbesondere können im Bereich des Wireless Adapters und des daran angeschlossenen Feldgerätes Fehler diagnostiziert und direkt vor Ort einem Benutzer angezeigt werden. Wiederum ist bevorzugt, dass das Ergebnis der Überprüfung auf dem Wireless Adapter angezeigt wird. Insbesondere können Details der Überprüfung und des Ergebnisses auf einer Anzeigeeinheit des Wireless Adapters (und/oder des Feldgerätes) angezeigt werden. Dabei ist nicht zwingend, dass die Schritte A) bis D) in dieser (d.h. alphabetischer) Reihenfolge ausgeführt werden. Beispielsweise können das Anzeigen der ermittelten Anschlusskonfiguration und das Anzeigen des Ergebnisses der Überprüfung auch parallel erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Schritt des Überprüfens (der Funktionsweise) einen oder mehrere der nachfolgenden Schritte auf:
a) Testen, welche Art der Kommunikation das angeschlossene Feldgerät ermöglicht, insbesondere Testen einer digitalen Kommunikation und/oder einer analogen Kommunikation (über ein analoges Stromsignal);
b) Prüfen, ob durch das Feldgerät ein gültiger Messwert bereitgestellt wird;
c) Prüfen von Statusinformationen des Feldgerätes;
d) Prüfen von Diagnoseinformationen des Feldgerätes; und/oder
e) Ermitteln des Betriebszustandes, in dem sich das angeschlossene Feldgerät befindet.
Dabei ist insbesondere die Vorsehung des Schrittes a) vorteilhaft, um zu prüfen, welche Art(en) von Kommunikation das angeschlossene Feldgerät ermöglicht und ob das System aus Feldgerät und Wireless Adapter ordnungsgemäß funktioniert (insbesondere ob eine Kommunikation möglich ist). Daneben können auch noch weitere Funktionsweisen des Feldgerätes überprüft und angezeigt werden, wie es beispielsweise unter den Schritten b) bis e) angegeben ist.. Ermöglicht das Feldgerät eine digitale Kommunikation, so wird mit einem Messwert in der Regel auch jeweils eine Statusinformation übermittelt, welche angibt, ob der Messwert verwertbar bzw. gültig ist. Dies ist beispielsweise bei dem Status„GOOD" der Fall, während der Messwert bei einem Status„BAD" ungültig bzw. nicht verwertbar ist. Ermöglicht das Feldgerät nur eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard, so kann durch Messen des Stromsignals in der Regel nachvollzogen werden, ob das Feldgerät einen Messwert liefert. Weitergehende Informationen, ob dieser Messwert gültig ist, sind jedoch nicht erhältlich. Ferner sind bei solch einem Feldgerät in der Regel auch nicht die Schritte c) und d) möglich. Ähnlich wie in einem Feldgerät sind auch in einem Wireless Adapter eine Mehrzahl von Parametern vorgesehen. Zum Teil sind diese von dem Hersteller des Wireless Adapters voreingestellt und/oder können durch einen Benutzer eingestellt, insbesondere geändert, aktiviert und/oder deaktiviert werden. Die Parameter werden dabei insbesondere in einem Speicher des Wireless Adpaters gespeichert, so dass eine Steuerung des Wireless Adapters (z.B. ein Mikroprozessor) auf diese Parameter zugreifen und den Wireless Adapter entsprechend den Parametereinstellungen betreiben kann. Insbesondere sind in dem Wireless Adapter gemäß einer Weiterbildung Energieversorgungs-Parameter vorgesehen, wobei durch die Parametereinstellung dieser Energieversorgungs-Parameter die Eigenschaften bzw. Kenngrößen der von dem Wireless Adapter bereitgestellten Energieversorgung (bzw. Stromversorgung) einstellbar sind. In Abhängigkeit von dem Feldgerätetyp, der an dem Wireless Adapter angeschlossen ist, liegen unterschiedliche Anforderungen bezüglich der Energieversorgung durch den Wireless Adapter vor. In Abhängigkeit von dem angeschlossenen Feldgerätetyp müssen folglich entsprechende Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter vorgenommen werden, um durch den Wireless Adapter eine optimale Energieversorgung für das angeschlossene Feldgerät sicherstellen zu können. Gemäß der Weiterbildung sind in dem angeschlossenen Feldgerät Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter gespeichert, die eine für dieses Feldgerät geeignete Energieversorgung durch den Wireless Adapter angeben. Gemäß der Weiterbildung werden durch den Wireless Adapter die Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter aus dem angeschlossenen Feldgerät ausgelesen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass in dem Wireless Adapter Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter verfügbar sind, die eine ausreichende Energieversorgung des angeschlossenen Feldgerätes sicherstellen und gleichzeitig einen übermäßigen Energieverbrauch vermeiden. Ferner wird der Aufwand für den Benutzer reduziert, da sichergestellt wird, dass in dem Wireless Adapter bereits die korrekten Parametereinstellungen verfügbar sind. Gemäß einer weiteren Weiterbildung übernimmt der Wireless Adap- ter die ausgelesenen Parametereinstellungen als Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter. Diese Weiterbildungen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn das angeschlossene Feldgerät durch den Wireless Adapter mit elektrischer Leistung versorgt wird. Weist der Wireless Adapter eine autarke Energiequelle, wie beispielsweise eine Batterie, auf, so kann durch Verwendung der für den jeweiligen Feldgerätetyp spezifischen Energieversorgungs- Parameter eine längere Lebensdauer der Energiequelle erzielt werden. Wird das Feldgerät durch den Wireless Adapter mit elektrischer Leistung versorgt, so wird das Feldgerät, um den
Verbrauch an elektrischer Energie zu reduzieren, insbesondere getaktet betrieben. Insbesondere wird das Feldgerät (hier: Sensor) getaktet für die Abarbeitung einer Messwertanfrage eingeschaltet. In den Zeiträumen, in denen keine Messwertanfrage durch das Feldgerät abzuarbeiten ist, sind das System aus Wireless Adapter und Feldgerät vorzugsweise ausgeschaltet (oder gegebenenfalls in einem Schlaf-Modus).
Ferner ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren durch einen Benutzer gestartet wird. Dies kann beispielsweise über eine, an dem Wireless Adapter vorgesehene Bedieneinheit oder auch von einer externen Kommunikationseinheit, die drahtgebunden und/oder über Funk mit dem Wireless Adapter in Kommunikationsverbindung steht, erfolgen. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren auch von einer Konfigurationseinheit aus, auf der ein entsprechendes Konfigurationstool (z.B. FieldCare® von Endress + Hauser) implementiert ist und die mit dem Wireless Adapter in Kommunikationsverbindung steht, automatisiert oder durch einen Benutzer initiiert, gestartet werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Wireless Adapter überwacht, ob ein neuer Feldgerätetyp angeschlossen wird, und wenn er solch eine Änderung feststellt, das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Weiterhin kann der Wireless Adapter so ausgestaltet sein, dass (beispielsweise über ein Konfigurationstool) konfigurierbar ist, wann bzw. unter welchen Voraussetzungen das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Wireless Adapter, der eine Mehrzahl von Anschlüssen aufweist, an denen ein Feldgerät in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist, wobei der Wireless Adapter derart ausgebildet ist, dass durch den Wireless Adap- ter für ein angeschlossenes Feldgerät eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist, dass durch den Wireless Adapter automatisiert ermittelbar ist, in welcher Anschlusskonfiguration ein Feldgerät angeschlossen ist, und dass auf dem Wireless Adapter die ermittelte Anschlusskonfiguration anzeigbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Wireless Adapter werden die oberhalb, in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Vorteile erzielt. Ferner sind die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Weiterbildungen und Varianten in entsprechender Weise bei dem Wireless Adapter realisierbar.
Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Teils einer Anlage der Prozessautomatisierungs- technik mit einem Funknetzwerk;
Fig. 2: ein schematisches Diagramm, das beispielhaft den Verlauf eines Spannungsbedarfs eines HARTO-Feldgerätes zeigt;
Fig. 3: ein Blockschaltbild eines Wireless Adapters und eines angeschlossenen Feldgerätes; Fig. 4: eine schematische Darstellung eines Wireless Adapters mit mehreren Anschlüssen, an denen ein Feldgerät in einer ersten Anschlusskonfiguration angeschlossen ist;
Fig. 5: eine schematische Darstellung eines Wireless Adapters mit mehreren Anschlüssen, an denen ein Feldgerät in einer zweiten Anschlusskonfiguration angeschlossen ist; und Fig. 6: eine schematische Darstellung eines Wireless Adapters mit mehreren Anschlüssen, an denen ein Feldgerät in einer dritten Anschlusskonfiguration angeschlossen ist.
In Fig. 1 ist schematisch ein Teil einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Funknetzwerk FN dargestellt. Das Funknetzwerk FN weist eine Mehrzahl von Feldgeräten FG mit jeweils daran angeschlossenen Wireless Adaptern WA sowie ein Gateway G auf. Die Wireless Adapter WA stehen untereinander und mit dem Gateway G jeweils in Funkverbindung, was in Fig. 1 durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Das Funknetzwerk ist dabei gemäß dem Wire- lessHARTO-Standard ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht das Gateway G (beispielsweise das Produkt„Fieldgate" von Endress + Hauser) über ein drahtgebundenes Ethernet® Firmennetzwerk N mit zwei Servern S1 und S2 in Kommunikationsverbindung. Der eine Server S1 bildet eine übergeordnete Einheit, die in Bezug auf die Feldgeräte FG des Funknetzwerkes FN eine Prozesssteuerung ausführt. Der weitere Server S2 bildet ein Anlagen-Asset- Managementsystem. An dem Firmennetzwerk N können auch noch weitere (nicht dargestellte) Server, Feldbus-Systeme, etc. angeschlossen sein.
Fig. 2 zeigt schematisch den Verlauf eines Spannungsbedarfs (Spannung V aufgetragen über der Zeit t) eines HARTO-Feldgerätes. Anhand Fig. 2 werden dieser Verlauf, der sich je nach Feldgerätetyp unterscheiden kann, sowie die in einem Wireless Adapter vorgesehenen Energie- versorgungs-Parameter erläutert. Das Feldgerät wird von einem Wireless Adapter mit elektrischer Energie versorgt und bildet einen Sensor. Das Feldgerät wird getaktet für die Abarbeitung einer Messwertanfrage eingeschaltet. In den Zeiträumen, in denen keine Messwertanfrage abzuarbeiten ist, sind das System aus Wireless Adapter und Feldgerät ausgeschaltet. Das Feldgerät wird zu dem Zeitpunkt t0 eingeschaltet. Während einer Startphase benötigt das
Feldgerät eine Startspannung Vs. Ferner wird durch das Feldgerät ein gewisser Startstrom benötigt, der während der Startphase je nach Bedarf auch (über die Zeit) variieren kann. Während der Startphase werden durch das Feldgerät beispielsweise Kondensatoren innerhalb des Feldgerätes geladen, Selbstchecks durchgeführt, etc.. Eine Kommunikation zwischen dem Feldgerät und dem daran angeschlossenen Wireless Adapter ist dabei noch nicht möglich. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Startphase des Feldgerätes zu dem Zeitpunkt t-ι beendet und das Feldgerät geht anschließend in den normalen Betrieb über. In Bezug auf die Startphase sind in dem Wireless Adapter die Energieversorgungs-Parameter„Startspannung",„Startzeit" und„Startstrom" vorgesehen, wobei der Wireless Adapter die eingestellte Startspannung für die Zeitdauer der eingestellten Startzeit bereitstellt. Für den Energieversorgungs-Parameter„Startstrom" wird der maximale Stromwert eingestellt, den das Feldgerät während der Startphase benötigt. Diese Einstellung wird insbesondere intern in dem Wireless Adapter benötigt, um die korrekte Startspannung bereitstellen zu können. Während des normalen Betriebs benötigt das Feldgerät eine Betriebsspannung VB, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel niedriger als die Startspannung Vs ist. Je nach Feldgerätetyp kann die Betriebsspannung aber auch höher als die Startspannung sein. In dem normalen Betrieb ist bereits eine Kommunikation des Feldgerätes (beispielsweise gemäß dem HART©- Kommunikationsprotokoll) mit dem Wireless Adapter möglich. In Bezug auf die Betriebsphase des normalen Betriebs ist in dem Wireless Adapter der Energieversorgungs-Parameter„Betriebsspannung" vorgesehen, durch den die von dem Wireless Adapter nach Ablauf der eingestellten Startzeit bereitzustellende Spannung einstellbar ist. Direkt nach Umschalten in den normalen Betrieb kann das Feldgerät noch keinen Messwert bereitstellen. Beispielsweise benötigt das Feldgerät noch Zeit, um einen oder mehrere Messwert(e) aufzunehmen, Berechnungen durchzuführen, etc.. Die Zeitdauer von dem Umschalten in den normalen Betrieb (Zeitpunkt t-ι) bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Feldgerät einen Messwert bereitstellen kann (Zeitpunkt t2), wird als Set-up-Zeitdauer (deutsch: Einstellungs-Zeitdauer) be- zeichnet. Je nach Feldgerätetyp kann diese Zeitdauer zwischen einigen Sekunden bis zu einigen Minuten dauern. In dem Wireless Adapter ist der Energieversorgungs-Parameter„Set-up- Zeitdauer" vorgesehen, durch den die Zeitdauer vom Ende der Startzeit bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Feldgerät einen gültigen Messwert liefert, eingestellt werden kann. Die eingestellte Setup-Zeitdauer wird im Einsatz durch den Wireless Adapter nach Umschalten des Feldgerätes in den normalen Betrieb abgewartet, bevor er von dem Feldgerät einen Messwert abfragt. Davor kann der Wireless Adapter in einem energiesparenden Modus betrieben werden, was einen e- nergiesparenden Betrieb ermöglicht. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Spannungsverlauf wurde zu dem Zeitpunkt t3 die Messwert-Anfrage vollständig abgearbeitet und das Feldgerät wird wieder ausgeschaltet.
Wie anhand der Fig. 2 ersichtlich ist, müssen die Energieversorgungs-Parameter des Wireless Adapters derart eingestellt werden, dass sie während der verschiedenen Betriebsphasen des angeschlossenen Feldgerätes eine ausreichende Energieversorgung sicherstellen. Gleichzeitig sollte die Energieversorgung durch den Wireless Adapter derart auf den jeweiligen Feldgerätetyp abgestimmt sein, dass ein unnötig hoher Energieverbrauch vermieden wird. Dies kann, wie oberhalb erläutert wird, dadurch erreicht werden, dass in dem angeschlossenen Feldgerät Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter gespeichert sind, die eine für dieses Feldgerät geeignete Energieversorgung angeben, dass diese Parametereinstellungen durch den Wireless Adapter aus dem angeschlossenen Feldgerät ausgelesen werden und dass der Wireless Adapter mit diesen Parametereinstellungen betrieben wird.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 beispielhaft anhand des dargestellten schematischen Blockschaltbildes ein Wireless Adapter 4 und ein daran angeschlossenes Feldgerät 2 erläutert. Das Feldgerät 2 ist wiederum ein Sensor und ist als 2-Leiter-Gerät ausgebildet, was be- deutet, dass sowohl die Kommunikation als auch die Energieversorgung des Feldgerätes 2 über eine gemeinsame 2-Leiter-Verbindung erfolgt. Das Feldgerät 2 weist einen Messwertaufnehmer 6 und eine Steuereinheit, die als Mikroprozessor 8 ausgebildet ist, auf. Ferner weist das Feldgerät 2 eine mit dem Mikroprozessor 8 in Verbindung stehende drahtgebundene HART©- Kommunikationsschnittstelle 10 auf. Der HARTO-Kommunikationsschnittstelle 10 ist eine Funktionseinheit 12 zugeordnet, die durch einen ASIC (engl.: application specific integrated circuit; deutsch: anwendungsspezifische integrierte Schaltung) gebildet wird und die das Senden und/oder Empfangen von Signalen (entsprechend dem HARTO-Kommunikationsprotokoll) über die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 10 durchführt. Über die HART©- Kommunikationsschnittstelle 10 kann das Feldgerät 2 alternativ zu dem dargestellten Anschluss an den Wireless Adapter 4 an ein drahtgebundenes HARTO-Feldbussystem angeschlossen werden. Weiterhin weist das Feldgerät 2 einen Datenspeicher 14 und eine Anzeige- und Bedieneinheit 16 auf. In dem Datenspeicher 14 sind dabei Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter gespeichert, die eine für dieses Feldgerät geeignete Energieversorgung durch einen Wireless Adapter angeben und die durch einen angeschlossenen Wireless Adapter ausgelesen werden können.
Der Wireless Adapter 4 weist ebenfalls eine Steuereinheit in Form eines Mikroprozessors 26 auf. Zum Datenaustausch über das Funk-Netzwerk ist der Mikroprozessor 26 mit einer Funkeinheit 28 verbunden, die ein RF-Chipset und eine Antenne 30 aufweist. Die Funkeinheit 28 ist dabei derart ausgebildet, dass die drahtlose Kommunikation gemäß dem WirelessHARTO-Standard erfolgt. Der Mikroprozessor 26 ist ferner mit einem Datenspeicher 32 verbunden. In dem Datenspeicher 32 sind die Parametereinstellungen des Wireless Adapters 4 gespeichert. Der Mikroprozessor 26 kann auf diese Parametereinstellungen zugreifen, um den Wireless Adapter 4 entsprechend den Parametereinstellungen zu betreiben. Der Wireless Adapter 4 weist ferner eine Anzeige- und
Bedieneinheit 33 auf. Zur Kommunikation mit dem Feldgerät 2 weist der Wireless Adapter 4 eine drahtgebundene HARTO-Kommunikationsschnittstelle 34 auf, der wiederum eine Funktionseinheit 36 (in Form eines ASIC), die das Senden und/oder Empfangen von Signalen über die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 34 (gemäß dem HARTO-Standard) durchführt, zugeordnet ist. Die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 10 des Feldgerätes 2 und die HART©- Kommunikationsschnittstelle 34 des Wireless Adapters 4 werden über eine 2-Leiter- Verbindungsleitung 38 miteinander verbunden.
Zur Bereitstellung der Stromversorgung des Feldgerätes 2 (und des Wireless Adapters 4) weist der Wireless Adapter 4 eine Stromquelle in Form einer Batterie 40 und ein an der Batterie 40 angeschlossenes Netzteil 42 auf. Über das Netzteil 42 werden die System komponenten des Wireless Adapters 4 (über nicht dargestellte Stromversorgungsleitungen) sowie die Systemkomponenten des Feldgerätes 2 über die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 34, die 2-Leiter- Verbindungsleitung 38, die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 10 und ein daran angeschlos- senes Netzteil 44 des Feldgerätes 2 mit elektrischer Leistung versorgt. Das Netzteil 42 des Wire- less Adapters 4 wird durch den Mikroprozessor 26 entsprechend den Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter angesteuert. Durch das Netzteil 42 wird dementsprechend eine den Parametereinstellungen entsprechende Energieversorgung bereitgestellt.
Bei dem Wireless Adapter 4 in Fig. 3 ist dabei aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eine Mehrzahl von Anschlüssen dargestellt. Vielmehr ist nur die HARTO-Kommunikationsschnittstelle 34 schematisch dargestellt, die durch zwei (nicht im Detail dargestellte) Anschlüsse gebildet wird. Wie anhand der Fig. 4-6 ersichtlich ist, weist ein erfindungsgemäßer Wireless Adapter eine Mehrzahl von Anschlüssen auf, so dass ein Feldgerät in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4-6 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist ein (schematisch in gestrichelter Linie dargestellter) Wireless Adapter 45 sechs Anschlüsse (hier: Anschlussklemmen) I, II, III, IV, V und VI auf, die in den Figuren 4-6 jeweils schematisch dargestellt sind. In Fig. 4 ist dabei ein Feldgerät FG1 in einer ersten Anschlusskonfiguration an den Anschlüssen I und II angeschlossen. In Fig. 5 ist ein Feldgerät FG2 in einer zweiten Anschlusskonfiguration an den Anschlüssen II und III angeschlossen. In Fig. 6 ist ein Feldgerät FG3 in einer dritten Anschlusskonfiguration an den An- Schlüssen V und VI angeschlossen. Die Feldgeräte FG1 , FG2 und FG3 bilden jeweils HART©- Feldgeräte und sind jeweils Sensoren. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Anschlüsse III und VI sowie die Anschlüsse IV und V jeweils miteinander kurzgeschlossen.
In Fig. 4 ist das Feldgerät FG1 , das ein 2-Leiter-Gerät bildet, über eine 2-Leiter-Verbindung 46 an den Anschlüssen I und II angeschlossen. Die Anschlüsse I und II bilden eine Kombination von Anschlüssen, der intern eine derartige elektrische Schaltung zugeordnet ist, dass darüber eine Versorgung eines angeschlossenen Feldgerätes mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist. Ferner ist zwischen den Anschlüssen I und II durch den Wireless Adapter 45 eine Strommessung durchführbar, so dass eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard durchführbar ist. Weiterhin ist über diese Kombination von Anschlüssen (Anschlüsse I und II) durch den Wireless Adapter 45 eine digitale Kommunikation gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll durchführbar.
In Fig. 5 bildet das Feldgerät FG2 ein 4-Leiter-Gerät, was bedeutet, dass die Kommunikation über eine 2-Leiter-Verbindung 48 und die Energieversorgung des Feldgerätes über eine weitere (in Fig. 5 nicht dargestellte) 2-Leiter-Verbindung erfolgen. Das Feldgerät FG 2 ist dabei über die 2-Leiter-Verbindung 48 an den Anschlüssen II und III angeschlossen. Die Anschlüsse II und III bilden eine Kombination von Anschlüssen, der intern eine derartige elektrische Schaltung zugeordnet ist, dass dazwischen eine Strommessung (über einen nicht dargestellten Messwiderstand) und damit eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard durchführbar ist. Weiterhin ist über diese Kombination von Anschlüssen (Anschlüsse II und III) durch den Wireless Adapter 45 eine digitale Kommunikation gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll durchführbar. Über die Anschlüsse II und III wird dabei keine Versorgung des Feldgerätes FG2 mit elektrischer Leistung bereitgestellt.
In Fig. 6 bildet das Feldgerät FG3 wiederum ein 2-Leiter-Gerät. Dieses ist mit seiner 2-Leiter- Verbindung 50 an einer Regelungs- und Steuerungseinheit 52, die intern einen Kommunikationswiderstand 54 aufweist, angeschlossen. Die Regelungs- und Steuerungseinheit 52 stellt da- bei eine Versorgung des Feldgerätes FG3 mit elektrischer Leistung bereit. Ferner kommuniziert sie mit dem Feldgerät FG3 im Rahmen einer analogen Kommunikation gemäß dem 4-20 mA- Standard. Der Wireless Adapter 45 ist über seine Anschlüsse V und VI parallel zu der Regelungsund Steuerungseinheit 52 an der 2-Leiter-Verbindung 50 angeschlossen. Die Anschlüsse V und VI bilden eine Kombination von Anschlüssen, der intern eine derartige elektrische Schaltung zu- geordnet ist, dass darüber eine digitale Kommunikation gemäß dem HART©-
Kommunikationsprotokoll mit dem Feldgerät FG3 durchführbar ist. Dadurch, dass die Regelungsund Steuerungseinheit 52 bereits intern einen Kommunikationswiderstand 54 aufweist, wird ein geeigneter Pegel für die Einkopplung des FSK-Signals (FSK: frequency shift keying; deutsch: Frequenzumtastung) durch den Wireless Adapter 45 bereitgestellt. Dabei ist über die Kombinati- on von Anschlüssen V und VI keine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard durchführbar und auch keine elektrische Leistung an das Feldgerät FG3 bereitstellbar.
Dadurch, dass die Anschlüsse III und VI sowie die Anschlüsse IV und V intern in dem Adapter jeweils miteinander kurzgeschlossen sind, sind, wie für den Fachmann ersichtlich ist, abgesehen von den in den Fig. 4-6 dargestellten Anschlussvarianten teilweise auch weitere Anschlussvarianten möglich, bei denen ebenfalls durch den Wireless Adapter die jeweils beschriebenen Funktionen an ein angeschlossenes Feldgerät bereitstellbar sind.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Zunächst wird durch den Wireless Adapter 45 ermittelt, ob an den Anschlüssen I und II ein Feldgerät angeschlossen ist. Hierzu wird zwischen den Anschlüssen I und II eine so hohe Spannung (beispielsweise 23 Volt) angelegt, dass diese für eine Vielzahl von Feldgerätetypen sowohl in einer Startphase als auch in einem normalen Betrieb ausreichend ist. Dabei wird erfasst, ob zwischen den beiden Anschlüssen I und II ein Strom fließt. Ist dies der Fall, so wird festgestellt, dass an den Anschlüssen I und II ein Feldgerät angeschlossen ist. Diese ermittelte Anschlusskonfiguration wird auf einer (nicht dargestellten) Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt. Ferner wird die Funktionsweise des angeschlossenen Feldgerätes dahingehend überprüft, welche Arten der Kommunikation das Feldgerät ermöglicht (was abhängig von dem Feldgerätetyp ist). Dabei kann auch gleichzeitig überprüft werden, ob die für den betreffenden Feldgerätetyp erwarteten Arten der Kommunikation ordnungsgemäß durch das Feldgerät durchgeführt werden. Hierzu wird zunächst (unter Bereitstellung einer ausreichend hohen elektrischen Leistung für den Betrieb des Feldgerätes) eine ausreichende Zeitdauer (mindestens die Startzeit) abgewartet, so dass das Feldgerät in den normalen Betrieb umgeschaltet hat. Durch Stellen einer HART©- Anfrage kann der Wireless Adapter 45 nun ermitteln, ob das angeschlossene Feldgerät FG1 gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll antwortet und damit eine digitale Kommunikation ermöglicht. Durch Messen des Stromes zwischen den beiden Anschlüssen I und II (was vorzugsweise erst nach Ablauf der Set-up-Zeitdauer erfolgt) kann ferner ermittelt werden, ob das Feldgerät analog einen Messwert übermittelt und damit gemäß dem 4-20 mA-Standard kommuniziert. Das Ergebnis der Überprüfung bezüglich der Kommunikation wird wiederum auf der Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt.
Ermöglicht das Feldgerät eine digitale Kommunikation, so werden, wie oberhalb beschrieben ist, die Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter, die eine für dieses Feldgerät geeignete Energieversorgung angeben, durch den Wireless Adapter 45 aus dem Feldgerät FG1 ausgelesen und als Parametereinstellungen bei einem nächsten Start des Systems aus Wireless Adapter 45 und Feldgerät FG1 verwendet. Insbesondere wird das System aus Wireless Adapter 45 und Feldgerät FG1 getaktet getrieben, so dass der Wireless Adapter 45 bei dem nächsten Start (z.B. bei einer nächsten abzuarbeitenden Messwertanfrage) mit den ausgelesenen Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter betrieben wird. Wird nach Anlegen der Spannung zwischen den Anschlüssen I und II kein Stromfluss gemessen, so wird festgestellt, dass kein Feldgerät an der Kombination von Anschlüssen I und II angeschlossen ist. Die Spannungsversorgung an den Anschlüssen I und II wird abgeschaltet. Als nächstes wird während eines Betriebs des Feldgerätes geprüft, ob zwischen den Anschlüssen II und III ein Strom fließt. Ist dies der Fall, so wird festgestellt, dass an den Anschlüssen II und III ein Feldgerät angeschlossen ist. Diese ermittelte Anschlusskonfiguration wird auf der Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt. Anschließend wird wiederum die Funktionsweise des angeschlossenen Feldgerätes dahingehend überprüft, welche Arten der Kommunikation das Feldgerät ermöglicht. Hierzu wird durch den Wireless Adapter 45, wie oberhalb beschrieben ist, der Strom zwischen den Anschlüssen II und III gemessen (zur Ermittlung, ob eine analoge Kommunikation gemäß dem 4-20 mA-Standard möglich ist) sowie eine HARTO-Anfrage an das Feldgerät gestellt. Das Ergebnis der Überprüfung bezüglich der Kommunikation wird wiederum auf der Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt. Wird bei der Strommessung zwischen den Anschlüssen II und III kein Stromfluss gemessen, so wird festgestellt, dass an der Kombination von Anschlüssen II und III kein Feldgerät angeschlossen ist. Als nächstes wird während eines Betriebs des Feldgerätes geprüft, ob über die Kombination der Anschlüsse V und VI eine digitale Kommunikation gemäß dem HART©- Kommunikationsprotokoll möglich ist. Hierzu stellt der Wireless Adapter 45, wie oberhalb erläutert wird, eine HARTO-Anfrage an das Feldgerät. Ist eine digitale Kommunikation möglich, so wird festgestellt, dass an den Anschlüssen V und VI ein Feldgerät angeschlossen ist. Diese ermittelte Anschlusskonfiguration sowie das Ergebnis der Überprüfung bezüglich der Kommunikation werden auf der Anzeige- und Bedieneinheit des Wireless Adapters 45 angezeigt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann der Wireless Adapter auch eine andere Anzahl (als sechs) von Anschlüssen aufweisen. Ferner können auch andere oder weitere Kombinationen von Anschlüssen vorgesehen sein, welche die beschriebenen oder auch andere Funktionen bereitstellen. Ferner können bei dem Schritt des Überprüfens der Funktionsweise des Feldgerätes auch andere oder weitere Funktionsweisen als nur die Kommunikation des Feldgerätes überprüft werden.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Ermitteln einer Anschlusskonfiguration eines Feldgerätes (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) an einem Wireless Adapter (WA; 4; 45),
wobei das Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) an dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) angeschlossen ist,
wobei durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) für das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist,
wobei der Wireless Adapter (WA; 4; 45) eine Mehrzahl von Anschlüssen (I, II, III, IV, V, VI) aufweist, an denen ein Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist, und
wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist:
A) Automatisiertes Ermitteln durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45), in welcher Anschlusskonfiguration das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) an dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) angeschlossen ist; und
B) Anzeigen der ermittelten Anschlusskonfiguration auf dem Wireless Adapter (WA; 4;
45) und/oder auf dem angeschlossenen Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3).
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des automatisierten Ermitteins zwischen einer Kombination von Anschlüssen (I, II) des Wireless Adapters (45), über die eine Versorgung eines Feldgerätes (FG1 ) mit elektrischer Leistung bereitstellbar ist, eine Spannung angelegt wird und erfasst wird, ob zwischen den betreffenden Anschlüssen (I, II) ein Strom fließt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des automatisierten Ermitteins während eines Betriebs des Feldgerätes (FG2) erfasst wird, ob zwischen einer Kombination von Anschlüssen (II, III) des Wireless Adapters (45), zwischen der eine Strommessung zur Erfassung eines analogen Stromsignals durchführbar ist und über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät (FG2) bereitstellbar ist, ein Strom fließt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des automatisierten Ermitteins während eines Betriebs des Feldgerätes (FG3) geprüft wird, ob über eine Kombination von Anschlüssen (V, VI) des Wireless Adapters (45), über die eine digitale Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem angeschlossenen Feldgerät (FG3) durchführbar ist, über die keine elektrische Leistung an ein angeschlossenes Feldgerät (FG3) bereitstellbar ist und zwischen der keine Strommessung zur Erfassung eines im Rahmen einer analogen Kommunikation übermittelten analogen Stromsignals durchführbar ist, eine digitale Kommunikation gemäß dem Kommunikationsprotokoll mit dem angeschlossenen Feldgerät (FG3) möglich ist.
5. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über mindestens eine Kombination von Anschlüssen (I, II; II, III; V, VI) des Wireless Adapters (45) eine digitale Kommunikation gemäß dem HARTO-Kommunikationsprotokoll mit einem daran angeschlossenen Feldgerät (FG1 ; FG2; FG3) durchführbar ist.
6. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es nachfolgende Schritte aufweist:
C) Überprüfen einer Funktionsweise des angeschlossenen Feldgerätes (FG; 2; FG1 ;
FG2; FG3); und
D) Anzeigen des Ergebnisses der Überprüfung auf dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) und/oder auf dem Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3).
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Überprüfens einen oder mehrere der nachfolgenden Schritte aufweist:
a) Testen, welche Art der Kommunikation das angeschlossene Feldgerät (FG; 2; FG1 ;
FG2; FG3) ermöglicht, insbesondere Testen einer digitalen Kommunikation und/oder einer analogen Kommunikation;
b) Prüfen, ob durch das Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) ein gültiger Messwert bereitgestellt wird;
c) Prüfen von Statusinformationen des Feldgerätes (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3);
d) Prüfen von Diagnoseinformationen des Feldgerätes (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3);
und/oder
e) Ermitteln des Betriebszustandes, in dem sich das angeschlossene Feldgerät (FG; 2;
FG1 ; FG2; FG3) befindet.
8. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) Energieversorgungs-Parameter vorgesehen sind, die eine Energieversorgung eines angeschlossenen Feldgerätes (FG; 2; FG1 ) durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) betreffen,
dass in dem angeschlossenen Feldgerät (FG; 2; FG1 ) Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter gespeichert sind, die eine für dieses Feldgerät (FG; 2; FG1 ) geeignete Energieversorgung durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) angeben; und dass durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) die Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter aus dem angeschlossenen Feldgerät (FG; 2; FG1 ) ausgelesen werden. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wireless Adapter (WA; 4; 45) die ausgelesenen Parametereinstellungen als Parametereinstellungen der Energieversorgungs-Parameter übernimmt. 10. Wireless Adapter, der eine Mehrzahl von Anschlüssen (I, II, III, IV, V, VI) aufweist, an denen ein Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) in unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen anschließbar ist, wobei der Wireless Adapter (WA; 4; 45) derart ausgebildet ist,
dass durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) für ein angeschlossenes Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) eine drahtlose Signalübertragung durchführbar ist,
dass durch den Wireless Adapter (WA; 4; 45) automatisiert ermittelbar ist, in welcher Anschlusskonfiguration ein Feldgerät (FG; 2; FG1 ; FG2; FG3) angeschlossen ist, und dass auf dem Wireless Adapter (WA; 4; 45) die ermittelte Anschlusskonfiguration anzeigbar ist.
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