WO2012052207A1 - Arrangement comprising a first and a second radio unit and a field device and a method for operating the same - Google Patents

Arrangement comprising a first and a second radio unit and a field device and a method for operating the same Download PDF

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WO2012052207A1
WO2012052207A1 PCT/EP2011/064662 EP2011064662W WO2012052207A1 WO 2012052207 A1 WO2012052207 A1 WO 2012052207A1 EP 2011064662 W EP2011064662 W EP 2011064662W WO 2012052207 A1 WO2012052207 A1 WO 2012052207A1
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WO
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radio unit
radio
current loop
field device
current
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PCT/EP2011/064662
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Inventor
Christian Seiler
Marc Fiedler
Stefan Probst
Uwe Mannbar
Werner Thoren
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Endress+Hauser Process Solutions Ag
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/12—Arrangements for remote connection or disconnection of substations or of equipment thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/4026—Bus for use in automation systems
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Definitions

  • the invention relates to an arrangement comprising a first and a second radio unit and a field device.
  • the invention also relates to a first and a second radio unit and a radio adapter for use in such an arrangement.
  • the invention relates to a method for operating the arrangement.
  • radio unit field devices are, for example, from DE 102007045884 A1, DE 102007043328 A1, DE
  • the radio unit of such field devices is based, for example, on the IEEE 802.1 1 b / g (WLAN) standard and as a result of the absorption capacity of the environment for the
  • Radio transmission used radiation a certain range.
  • this range is, for example, up to about 150 m.
  • the IEEE 802.1 1 b / g standard like the Bluetooth standard, is to be attributed to wireless local transmission, while transmission standards such as GSM, GPRS and UMTS are to be attributed to wireless remote transmission, since they can be communicated worldwide, in particular.
  • transmission standards such as GSM, GPRS and UMTS are to be attributed to wireless remote transmission, since they can be communicated worldwide, in particular.
  • Equip energy source which serves both energy source for supplying the radio module and the connected field device with energy. Furthermore, from o.g. Publications have become known to provide corresponding energy-saving operating modes, so that the
  • Application number 102009055186.7 known, which have both a primary and a secondary radio interface, which primary and secondary radio interface have different functionalities and / or serve different purposes.
  • the field devices there have a number of, in particular hardware-different, radio interfaces on the field device whose operation requires additional resources. It is an object of the invention to provide a field device of the process automation technology, both the operation of a first, in particular the wireless Nahübertragung serving, radio unit as well as by a second, in particular the wireless remote transmission serving, radio unit accessible.
  • the object is achieved by an arrangement in which the first radio unit is connected to a current loop between the field device and the second radio unit, wherein the first radio unit, a first radio interface and the second radio unit, a second
  • Radio interface and wherein the first radio interface in particular for wireless Nahübertragung of signals and the second radio interface in particular for wireless remote transmission of signals, wherein the second radio unit has a power source, by means of which energy source, a current in the current loop is adjustable, wherein in the Current set current at least serves to operate the field device, and wherein the first radio unit and the second radio unit are used for communication with the field device via the current loop.
  • Radio adapter exists, for example, to the wired interface of the field device
  • the first radio unit preferably in parallel, can be connected to the current loop by the first radio unit, for example, to the current loop via
  • Communication interface is then connected according to an embodiment of the proposed invention to the current loop, to which the first and second radio unit are connected. If necessary, the signals received by the first radio unit or by the second radio unit by means of the first and second radio interface can be converted, that is to say the data can be converted between the different protocols used and transmitted to the field device via the current loop.
  • the first and the second radio interface can be converted, that is to say the data can be converted between the different protocols used and transmitted to the field device via the current loop.
  • Radio interface Send and / or receive data in the form of signals according to different transmission standards.
  • signals transmitted by the field device via the current loop can be converted by the first and / or second radio unit and, for example, sent to a higher-order unit via the first or second radio interface.
  • the field device thus continues to communicate directly only via its wired
  • the first radio unit serve for near transmission and the second radio unit for remote transmission of signals or data.
  • the field device or the first radio interface can also be supplied and / or operated via a transmission line separate from the current loop by means of energy, in particular from the energy source of the second radio unit.
  • the first radio unit which is connected to the current loop between the field device and the second radio unit, has no permanent power itself
  • the first radio unit can also be operated at least temporarily, for example, with energy removed from the current loop. In particular, we operated the first radio only with energy removed from the current loop.
  • the current set in the current loop can be provided for the purpose of supplying power to the field device and / or the first radio unit (exclusively) from the energy source of the second radio unit.
  • the field device connected via the current loop to the second radio unit does not have its own energy source or other energy supply and is supplied exclusively with energy removed from the current loop.
  • the field device can also be supplied and / or operated via a transmission line separate from the current loop by means of energy, in particular from the energy source of the second radio unit.
  • the energy source of the second radio unit may be, for example, a limited energy source, which thus has only a certain amount of energy - in the sense of a battery.
  • the first and second radio units may also be, as mentioned, mutually redundant radio units, i. to radio units using the same transmission standard for wireless communication act.
  • a specific transmission standard can include both hardware-based configurations and the use of specific protocols for data exchange.
  • the first radio unit is connected to the current loop between the field device and the second radio unit.
  • the arrangement consists in this case only of the field device and the first and second radio unit, which are connected to each other via the current loop.
  • the field device is thus preferably a self-sufficient field device in which the energy required for operation is supplied by the energy source of the second radio unit, in particular permanently connected to the field device via the current loop.
  • a self-sufficient field device has become known, for example, from the published patent application DE 102008043199 A1.
  • the arrangement consisting of first and second radio unit and field device by means of the power source of the second radio unit can be operated in an advantageous manner.
  • the current loop preferably consists of a two-wire current loop.
  • the current loop can serve both for power supply and / or for communication between the first radio unit and the field device or the second radio unit and the field device.
  • the current loop can also be used for communication between the first and the second radio unit.
  • About the current loop can, for example, a
  • the communication of the field device with a higher-level unit can, for example.
  • Such a higher-level unit may, for example, for process control, process visualization, process monitoring and / or
  • Parameterization of the field device serve. The measured values recorded by the field device or
  • This higher-level unit can, for example, also be used for parameterizing the field device or for diagnostic purposes.
  • the plant operator and / or a service provider of maintenance of a system of process automation technology but it may be necessary to make this information available locally or just in a remote control room.
  • Field devices are often arranged on site but only in hard to reach places in the system.
  • the first radio unit which is used in particular for wireless near transmission, can be used.
  • the energy source in particular if the second radio unit is a wireless remote transmission radio unit, which usually has a higher energy requirement than radio units for wireless local transmission, can be spared and thus the service life of the arrangement, in particular maintenance-free, be extended.
  • the second radio unit may preferably be designed for wireless remote transmission, for example, according to one of the standards UMTS, GPRS, GSM.
  • the first radio unit may then preferably be for wireless local transmission in accordance with one of the standards WLAN or infrared (IEEE 802.15.7), but particularly preferably according to the Bluetooth standard (IEEE 802.15.1).
  • the first radio unit is preferably a low-energy unit, which has a lower power consumption, in particular compared to the second radio unit, ie, the first radio unit preferably has so-called low-power electronics.
  • Such low-power electronics is, for example, characterized by a current consumption of a few ⁇ (microamps), in particular by a current consumption of a maximum of 10 ⁇ (microamps).
  • the first radio unit may be a, in particular passive, unit which at least temporarily does not draw energy from the current loop.
  • At least the second radio interface in a first operating mode, is switched off or in a standby mode, wherein in the first
  • the current in the current loop is further adjustable by means of the power source of the second radio unit, and wherein in the first operating mode, the first radio unit is used for communication with the field device.
  • the power supply of the field device and / or the first radio unit can take place via the current set in the current loop.
  • the current set in the current loop can also be used for communication between the field device and the first radio unit. The communication takes place, for example, via the modulation of the current set in the current loop, so that in the
  • the second radio unit can be operated such that, for example, not only the second radio interface but also at least part of the operating electronics of the second radio unit is switched off or in a standby mode.
  • Standby mode is, for example, characterized in that it has a reduced energy consumption compared to the normal operation in which the second radio unit sends, for example, signals via the second radio interface.
  • the energy for operating the field device and / or the first radio unit can during this first mode of operation, a
  • Embodiment of the invention further be provided by the power source contained in the first radio unit via the current loop.
  • the power supply of the field device and the first radio unit can be done but instead via the current loop or in addition to the current loop via a separate transmission line.
  • only the first radio unit can be used for communication with the field device.
  • the field device is then wireless only via the first radio unit, which is preferably a wireless unit for wireless transmission, operable.
  • the field device can always be operated via an optionally existing on-site operating unit, which is arranged on the field device itself.
  • the first radio unit has an energy store.
  • the energy store can be an accumulator, a battery or a capacitor, in particular a double-layer capacitor, for example a so-called gold cap.
  • This energy store can serve, for example, to supply the first radio unit with energy at least temporarily, in particular during the first operating mode.
  • Energy storage of the first radio unit is preferably a (re) rechargeable energy storage.
  • a unit other than a radio unit which has the proposed energy store and is connected to the current loop. This other unit may, for example, be a display unit.
  • Energy storage can then just as well. For example, cached (measurement or parameter) values are displayed when no current is set in the current loop, or no energy can be removed from the current loop.
  • the values can be about the
  • a memory unit in particular the display unit.
  • the field device may, for example, be switched off or continue to be operated with power from the current loop or otherwise with energy from the energy source of the second radio unit.
  • the energy store is used in the event that the current loop is free of an electric current to supply at least the first radio unit with energy.
  • the first radio unit can be supplied with energy from the energy store when no current in the current loop, in particular by means of the energy source of the second radio unit, is set.
  • the arrangement and in particular the second radio interface in the first mode of operation i. is off or in standby mode.
  • data stored or stored in the first radio unit, in particular measuring or parameter values of the field device, of the first or second radio unit can continue to be retrievable. Since the energy storage can only absorb a limited amount of energy, we the
  • the first radio unit further comprises a circuit which serves to charge the energy store, if necessary, when an electric current set in the current loop exceeds a first predetermined threshold value. Since the field device has a certain current consumption, it can be advantageous to remove the energy required for charging the energy store only in the case of the current loop if sufficient energy is available for operating the field device. This can be specified by a corresponding first threshold value.
  • the first threshold value can be, for example, in the case that the field device is a measuring device.
  • the energy storage When the energy storage is filled, it needs eg no further current drain, for example from the current loop, in order to fill up the energy store.
  • the energy storage is also used to provide the first radio unit with energy when the current set in the current loop falls below a second predetermined threshold.
  • a second threshold value which is identical to the first threshold value, for example, although a current in the current loop is set
  • the power supply of the first radio unit can be at least partially made from the energy store. This can ensure that sufficient energy is transmitted via the current loop to the field device in order, for example, to fully or at least the functionalities of the field device
  • Operation of the first radio unit and the field device is transmitted via the Stormschleife.
  • the circuit in the case that, a current in the current loop is present, serves to charge the energy storage.
  • Circuits which, for example, serve to detect a current value in the current loop and to compare this value with a predetermined value, in particular the first or second threshold value, are known from the prior art. Furthermore, at least the first radio unit can be operated with energy from the energy store just when no current is set in the current loop.
  • the first radio unit is a radio unit for near-transmission of signals in accordance with the Bluetooth standard.
  • the first radio unit is provided, which preferably has just a first radio interface operating in accordance with the Bluetooth standard. Another advantage is that the first radio unit or its first radio interface in the case that the Bluetooth transmission standard is used as low-power, i.
  • Low energy circuit can be designed.
  • the second radio unit or second radio interface to be used for example, is used for wireless remote transmission and therefore has a higher energy consumption.
  • the second radio unit is a radio unit for remote transmission according to the Global System for Mobile Communication standard, GSM standard for short.
  • the first radio unit and / or the second radio unit in particular if a current is set in the current loop, serve for communication with the field device, preferably for making settings on the field device or for interrogating data from the field device via current loop.
  • the communication ie the transmission of data via the current loop, can take place, for example, in accordance with one of the current fieldbus protocols, such as, for example, HART, PROFIBUS, FOUNDATION FIELDBUS, etc. In this case, either a constant current can be fed into the current loop, then to the
  • Communication signals are modulated, or on a variable background current, the communication signals are modulated.
  • a second operating mode in a second operating mode no current is set by means of the energy source of the second radio unit in the current loop and the current loop is substantially free of an electrical current in the second operating mode.
  • the field device then no longer draws any energy from the current loop, that is, in particular has no current consumption from the current loop more. Instead, however, it can also be provided that only a minimum current value is fed into the current loop by the energy source of the second radio unit, which minimum current value serves to maintain a basic function of the field device and / or the first radio unit. The field device can therefore be switched off in the second operating mode or only via
  • the first radio unit is operated in the second operating mode from the energy store of the first radio unit, so that a communication with the first radio unit is possible.
  • the second radio unit is preferably switched off in the second operating mode, so that it has no or only a small energy intake from the energy source.
  • the first radio unit further comprises means for, in the event that the first radio unit receives a first wake-up signal via the first radio interface, transmitting a corresponding second wake-up signal via the current loop, the second wake-up signal for waking the second radio unit from the second operating mode via the current loop is used.
  • the first wake-up signal is, for example, issued by a user via a handheld and received by the first radio unit.
  • the arrangement may, for example, be in the second operating mode, in which, for example, no current is set in the current loop and the first radio unit is operated with energy from the energy store. If the first wake-up signal enters via the first radio interface, a corresponding second wake-up signal is sent via the current loop.
  • the first wake-up signal can be implemented, for example, by means of a modem, or a corresponding stored second wake-up signal can be transmitted via the current loop.
  • the energy required for this can be taken from the energy store of the first radio unit.
  • the second wake-up signal the second radio unit can be woken up and transferred from the second operating mode, for example.
  • a current in the current loop is set or is adjustable.
  • the field device can then be put into operation again or settings or queries can be made by the field device or the second radio unit.
  • This current or current value can then be used to operate the field device, the first radio unit and / or the second radio unit and / or to charge the energy store of the first radio unit.
  • the first and / or the second radio unit are integrated in a single radio adapter.
  • a wireless adapter can therefore be connected to a wired
  • Communication interface of a field device connected and has two radio interfaces. The communication and the energy supply takes place via the
  • a reprogrammable logic module is provided, wherein the logic module is used for operating the first and / or the second radio unit, in particular for operating the first and second radio interface.
  • programs or instructions for controlling or generally for operating the first and / or the second radio unit can be stored in the logic module and / or in an associated memory unit.
  • a single logic device may be used to operate the first radio and the second radio by reprogramming the device as needed.
  • the logic module is, for example, programmed to operate the first radio unit, since the second radio unit is, for example, switched off in this operating mode or its radio interface is not operated. If the second radio interface is put back into operation, the logic module can be programmed with a corresponding program for operating the second radio unit.
  • the logic module is a reconfigurable FPGA. From the prior art, corresponding reconfigurable, i. especially reprogrammable, FPGAs become known.
  • Communication interfaces are not flexible and can only one standard or one Support implementation by means of hardware. For the manufacturers of such field devices, it is also costly to offer different standards / implementations simultaneously in one device, since as a rule several communication modules have to be present in the device at the same time. Standards that would be particularly suitable for the sporadic configuration of a field device, such as Bluetooth, make a field device more expensive, although this interface is used very rarely.
  • the proposed refinement allows a cost-effective implementation of a field device with a flexible radio interface by means of the reconfigurable logic module, without the respective implementations in the form of modules or chipsets having to be present in the device at the same time.
  • the field device is then able to identify existing wireless applications and accordingly offer the activation of the corresponding radio interface to the user.
  • the field device is also able to realize sporadic radio links for on-site diagnostics and configuration on customer request for the time of application, without this radio interface must be permanently available.
  • Radio units are generally built according to the ISO / OSI layer model, with the lowest layers corresponding to the physical interface PHY and the MAC layer with data link and medium access functionalities. Overlying are Network, Transport and Application Layer. PHY and MAC are today implemented in hardware, in the form of modules or chipsets and the layers above usually in software. It will therefore
  • the radio interface reconfigurable logic device in particular FPGA devices, which are able to dynamically implement a variety of PHYs and the information to one of the system, i. the radio unit and / or the field device, such as e.g. Flash to load.
  • FPGA devices which are able to dynamically implement a variety of PHYs and the information to one of the system, i. the radio unit and / or the field device, such as e.g. Flash to load.
  • FPGA field device
  • All necessary data is loaded from the existing storage unit.
  • the reconfiguration of corresponding logic devices can be done in fractions of a second, so that the system is very fast to switch between the different wireless transmission standards.
  • the customer has the option of selecting a standard for the application or the system is able to perform a car detection by alternately switching between the individual wireless transmission standards.
  • a field device is to be configured, for example, via Bluetooth
  • a corresponding signal can be sent via a corresponding operating unit
  • a detection algorithm of the radio unit recognizes the Bluetooth request or, in particular, manually activates the user Bluetooth support in the field device and / or the radio unit, whereupon the current wireless transmission standard removes from the reconfigurable hardware and the corresponding one
  • Bluetooth Stack is loaded from the attached memory unit and remains active for the duration of the configuration.
  • a single hardware field device can support multiple wireless transmission standards.
  • the automatic detection of the wireless transmission standard used is enabled. Thus, only one radio unit is needed.
  • a reconfigurable hardware enables faster switching between wireless transmission standards.
  • the object is further achieved by a first radio unit for use in an arrangement according to one of the embodiments of the arrangement.
  • the object is achieved by a second radio unit for use in an arrangement according to one of the embodiments of the arrangement.
  • the object is achieved by a radio adapter for use in an arrangement according to one of the embodiments.
  • the radio adapter can then, for example, via such
  • reconfigurable logic device which can be reprogrammed depending on the purpose. For example, for wireless configuration by a user on site de
  • Bluetooth or another wireless near-end standard while in normal operation it supports the GSM standard or another wireless remote transmission standard.
  • the object is achieved by a method for operating an arrangement comprising a first and a second radio unit and a field device, wherein the first radio unit is connected to a current loop between the field device and the second radio unit, wherein the first radio unit has a first radio interface and the second radio Radio unit a second
  • Power source has, by means of which power source, a current in the current loop is set, wherein the current set in the current loop is used to operate the field device, and wherein the first radio unit and the second radio unit communicate with the field device via the current loop.
  • Fig. 1 a schematic representation of an embodiment of the proposed invention.
  • a field device F is attached to a tank T, which is intended to monitor and / or determine the fill level of the tank T.
  • a field device F is for this purpose just usually attached at some height to the tank T and not or only with difficulty accessible.
  • an on-site operating unit not shown, of the field device F is made more difficult.
  • Such an on-site operating unit consists, for example, of buttons or corresponding operating elements which are attached to the housing of the field device F.
  • a second radio unit F2 is provided in particular for the remote transmission of measured values and / or other process-relevant data of the field device F2.
  • the transmission of data via the second radio unit F2 is, in particular if this for
  • a first radio unit F1 which uses a wireless transmission standard which is not redundant with respect to the second radio unit F2. Via this first radio unit F1, communication with the field device F can then take place locally, in particular if it is a wireless unit F1 for wireless local transmission.
  • the communication can, for example, by a user by a handheld H with a corresponding radio interface HF for
  • the handheld H has, for example, a display A
  • the measured values of the field device F can then also be displayed locally on the handheld H and read by the user.
  • the proposed arrangement thus consists of the field device F, the first and the second radio unit F1, F2. Furthermore, the handheld H can still serve for operation and / or display.
  • the second radio unit F2 can be woken up via the first radio unit F1 in the event that it is in a standby mode.
  • the arrangement can, for example, have a first and / or a second operating mode, as defined above, in which at least the second radio interface S2 is switched off or in a standby mode and yet a current in the current loop S can be adjusted by means of the energy source E or at no current in the current loop S is set.
  • the second radio unit and / or the field device can be put back into operation and a current in the current loop can be set.
  • the field device F is supplied with the required energy from a power source E accommodated in the second radio unit F2 via the current loop S.
  • a power source E accommodated in the second radio unit F2 via the current loop S.
  • the first radio unit F1 preferably has an energy store G, such as. Goldcaps, via the current loop S and with out of the current loop S.
  • removed energy can be charged.
  • an accumulator can also be used.
  • the first radio unit F1 can furthermore also have an energy-saving standby mode during which it waits for wake-up signals arriving via the first radio interface F1.
  • the operation is in particular the standby mode of the first radio unit F1 independent of the power supply from the current loop S.
  • this standby mode preferably an input circuit, not shown, the first radio unit F1, which input circuit comprises at least the first radio interface S1, supplied with energy so that incoming wake-up signals can be detected.
  • Such a wake-up signal may, for example, be sent from the handheld H to the first radio unit F1, thereby initiating a wake-up procedure.
  • Handheids H can also be used any display and / or operating device.
  • the transmission of the first wake-up signal is shown in FIG. 1 by means of a dashed line between the handheld H and the first radio unit F1.
  • the wake-up procedure comprises sending the first wake-up signal from the handheld H to the first radio unit F1.
  • the first radio unit F1 may have a modem M which triggers signals corresponding to the received first wake-up signal, in particular a second wake-up signal, in the current loop S.
  • the wide wake-up signal is shown in FIG. 1 by a dashed line between the first radio unit and the second radio unit and is transmitted via the current loop S. It can be used to communicate the second
  • This signal transmission via the current loop S then represents the second wake-up signal, which causes the second radio unit F2 to wake up from the first or second standby mode. This can, for example, simply by the detection of a
  • a corresponding detection or a corresponding standby mode can be realized according to the method disclosed in DE 102007048476 A1, namely by operating the corresponding interface to the current loop, not shown, in a clocked manner. So will one
  • the power supply for other electronic units of the second radio unit F2 can be turned on. Furthermore, then by means of the energy source E of the second radio unit F2, a current in the current loop S can be set, which supplies the field device F with energy.
  • the energy storage G of the first radio unit F1 or the modem M integrated therein can be recharged, for this purpose a circuit L in the provided first radio unit, by which the charging of the energy storage can be controlled and / or monitored.
  • the waking of the field device F or the second radio unit F2 is also possible when the second radio unit F2 off or in a
  • Standby mode is. As a result of the fact that wireless signal transmission takes place between the handheld H and the first radio unit F1, it is possible to wake up even if the second radio unit F2 or field device F is difficult to access. In addition, a quick wake-up by a user on site is now possible without having to wait long for an active phase of the second radio unit F2.
  • only one energy source E such as, for example, a battery is required, which may need to be serviced and / or replaced.
  • the first radio unit F1 or its modem M is essentially maintenance-free.
  • the first and second radio units F1, F2 and the first and second radio interface S1, S2 can be integrated into a single device, not shown. So that one current can be set in the current loop S, the second one has
  • Radio unit F2 via a corresponding supply circuit V, which, for example, in the first
  • Operation mode also allows a current in the current loop is set by means of the power source E, when the second radio unit F2 is in a standby mode or the second radio interface S2 is turned off.
  • the communication between handheld H and the first radio unit F1 can be done via the 433Mhz band or the ZigBee standard.
  • the communication between the handheld H and the first radio unit F1 can be used, for example, for on-site monitoring during the filling of the tank T.
  • the communication between handheld H and the first radio unit F1 can be used for the configuration of the field device F and / or the second radio interface F2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

The invention relates to an arrangement comprising a first and a second radio unit (F1, F2) and a field device (F), wherein the first radio unit (F1) is connected to a current loop (S) between the field device (F) and the second radio unit (F2), wherein the first radio unit (F1) has a first radio interface (S1) and the second radio unit (F2) comprises a second radio interface (S2), and wherein the first radio interface (S1) serves particularly for locally transmitting signals in a wireless manner and the second radio interface (S2) serves particularly for remotely transmitting signals in a wireless manner, wherein the second radio unit (F2) has an energy source (E) by means of which energy source (E) a current can be adjusted in the current loop (S), wherein the current adjusted in the current loop (S) serves at least for operating the field device (F), and wherein the first radio unit (F1) and the second radio unit (F2) serve for communicating with the field device via the current loop (S).

Description

Anordnung umfassend eine erste und eine zweite Funkeinheit sowie ein Feldgerät und ein  Arrangement comprising a first and a second radio unit and a field device and a
Verfahren zum Betreiben derselben  Method for operating the same
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung umfassend eine erste und eine zweite Funkeinheit sowie ein Feldgerät. The invention relates to an arrangement comprising a first and a second radio unit and a field device.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine erste und eine zweite Funkeinheit sowie einen Funkadapter zur Verwendung in einer solchen Anordnung. The invention also relates to a first and a second radio unit and a radio adapter for use in such an arrangement.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben der Anordnung. Furthermore, the invention relates to a method for operating the arrangement.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt geworden, mit einer Funkeinheit versehene Feldgeräte oder mit einem Funkadapter nachgerüstete Feldgeräte zu verwenden. Solche Funkeinheiten bzw. Feldgeräte sind bspw. aus der DE 102007045884 A1 , der DE 102007043328 A1 , der DE From the prior art it has become known to use provided with a radio unit field devices or retrofitted with a radio adapter field devices. Such radio units or field devices are, for example, from DE 102007045884 A1, DE 102007043328 A1, DE
102007048476 A1 , DE 102007054924 A1 sowie der DE 102007053057 A1 bekannt geworden. Die Funkeinheit derartiger Feldgeräte basiert dabei bspw. auf dem IEEE 802.1 1 b/g (WLAN) Standard und hat dadurch in Abhängigkeit der Absorptionsfähigkeit der Umgebung für die zur 102007048476 A1, DE 102007054924 A1 and DE 102007053057 A1 become known. The radio unit of such field devices is based, for example, on the IEEE 802.1 1 b / g (WLAN) standard and as a result of the absorption capacity of the environment for the
Funkübertragung verwendete Strahlung eine gewisse Reichweite. Im Fall von IEEE 802.1 1 b/g beträgt diese Reichweite bspw. bis zu ca. 150 m. Entsprechend ist der Standard IEEE 802.1 1 b/g genauso wie der Bluetooth-Standard der drahtlosen Nahübertragung zuzurechnen, während Übertragungsstandards wie GSM, GPRS und UMTS der drahtlosen Fernübertragung zuzurechnen sind, da mittels ihnen insbesondere weltweit kommuniziert werden kann. Entsprechend Radio transmission used radiation a certain range. In the case of IEEE 802.1 1 b / g, this range is, for example, up to about 150 m. Accordingly, the IEEE 802.1 1 b / g standard, like the Bluetooth standard, is to be attributed to wireless local transmission, while transmission standards such as GSM, GPRS and UMTS are to be attributed to wireless remote transmission, since they can be communicated worldwide, in particular. Corresponding
unterscheidet sich der Energiebedarf der Geräte, die unterschiedliche Übertragungsstandards nutzen, da es um größere Reichweiten zu realisieren, für gewöhnlich auch eines größeren There is a difference in the energy requirements of devices that use different transmission standards, as it is to realize greater ranges, usually a larger one
Energieeinsatzes bedarf. Energy use required.
Aus der Patentschrift EP 17541 16 B1 ist bekannt geworden, eine Funkeinheit mit einer From the patent EP 17541 16 B1 has become known, a radio unit with a
Energiequelle auszustatten, welche Energiequelle sowohl zur Versorgung des Funkmoduls als auch des daran angeschlossenen Feldgerätes mit Energie dient. Ferner ist aus o.g. Offenlegungsschriften bekannt geworden entsprechende energiesparende Betriebsmodi vorzusehen, so dass die Equip energy source, which serves both energy source for supplying the radio module and the connected field device with energy. Furthermore, from o.g. Publications have become known to provide corresponding energy-saving operating modes, so that the
Lebenszeit der Energiequelle und damit die wartungsfreie Zeit des Feldgerätes und/oder des Funkeinheit verlängert werden kann. Lifetime of the power source and thus the maintenance-free time of the field device and / or the radio unit can be extended.
Außerdem sind Feldgeräte mit mehreren Funkeinheiten aus der Patentanmeldung mit In addition, field devices with multiple radio units from the patent application with
Anmeldenummer 102009055186.7 bekannt, die sowohl eine primäre als auch eine sekundäre Funkschnittstelle aufweisen, welche primäre und sekundäre Funkschnittstelle unterschiedliche Funktionalitäten aufweisen und/oder unterschiedlichen Zwecken dienen. Die Feldgeräte dort weisen aber mehrere, insbesondere hardwaremäßig unterschiedliche, Funkschnittstellen am Feldgerät auf, deren Betrieb zusätzlicher Ressourcen bedarf. Es ist Aufgabe der Erfindung ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, sowohl der Bedienung durch eine erste, insbesondere der drahtlosen Nahübertragung dienende, Funkeinheit als auch durch eine zweite, insbesondere der drahtlosen Fernübertragung dienende, Funkeinheit zugänglich zu machen. Application number 102009055186.7 known, which have both a primary and a secondary radio interface, which primary and secondary radio interface have different functionalities and / or serve different purposes. However, the field devices there have a number of, in particular hardware-different, radio interfaces on the field device whose operation requires additional resources. It is an object of the invention to provide a field device of the process automation technology, both the operation of a first, in particular the wireless Nahübertragung serving, radio unit as well as by a second, in particular the wireless remote transmission serving, radio unit accessible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst, bei der die erste Funkeinheit an eine Stromschleife zwischen dem Feldgerät und der zweiten Funkeinheit angeschlossen ist, wobei die erste Funkeinheit eine erste Funkschnittstelle und die zweite Funkeinheit eine zweite The object is achieved by an arrangement in which the first radio unit is connected to a current loop between the field device and the second radio unit, wherein the first radio unit, a first radio interface and the second radio unit, a second
Funkschnittstelle aufweisen, und wobei die erste Funkschnittstelle insbesondere zur drahtlosen Nahübertragung von Signalen und die zweite Funkschnittstelle insbesondere zur drahtlosen Fernübertragung von Signalen dienen, wobei die zweite Funkeinheit über eine Energiequelle verfügt, vermittels welcher Energiequelle ein Strom in der Stromschleife einstellbar ist, wobei der in der Stromschleife eingestellte Strom zumindest zum Betreiben des Feldgerätes dient, und wobei die erste Funkeinheit als auch die zweite Funkeinheit zur Kommunikation mit dem Feldgerät über die Stromschleife dienen. Radio interface, and wherein the first radio interface in particular for wireless Nahübertragung of signals and the second radio interface in particular for wireless remote transmission of signals, wherein the second radio unit has a power source, by means of which energy source, a current in the current loop is adjustable, wherein in the Current set current at least serves to operate the field device, and wherein the first radio unit and the second radio unit are used for communication with the field device via the current loop.
An die Stromschleife die zwischen der zweiten Funkeinheit, die bevorzugt aus einem sog. To the current loop between the second radio unit, preferably from a so-called.
Funkadapter besteht, der bspw. an die drahtgebundene Schnittstelle des Feldgerätes Radio adapter exists, for example, to the wired interface of the field device
angeschlossen ist, kann also die erste Funkeinheit, vorzugsweise parallel, an die Stromschleife angeschlossen werden, indem die erste Funkeinheit bspw. an die Stromschleife über is connected, so the first radio unit, preferably in parallel, can be connected to the current loop by the first radio unit, for example, to the current loop via
Verbindungsleitungen angeklemmt wird. Es ist aber auch möglich die erste Funkeinheit in Reihe an die Stromschleife anzuschließen. Somit kann das Feldgerät über beide Funkeinheiten Connecting cables is clamped. But it is also possible to connect the first radio unit in series to the current loop. Thus, the field device can transmit over both radio units
kommunizieren, d.h. Daten übertragen, und also bedient werden. Die Kommunikation der ersten Funkeinheit und/oder der zweiten Funkeinheit mit dem Feldgerät findet dabei über die Stromschleife statt. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass keine zusätzliche, mit dem von der ersten Funkeinheit verwendeten Übertragungsstandard kompatible Kommunikationsschnittstelle am Feldgerät selbst vorzusehen ist. Es kann eine einzige, meist sowieso am Feldgerät vorhandene, insbesondere drahtgebundene, Kommunikationsschnittstelle genutzt werden. Diese drahtgebundene communicate, i. Transfer data, and so be served. The communication of the first radio unit and / or the second radio unit with the field device takes place via the current loop. An advantage of this arrangement is that no additional communication interface compatible with the transmission standard used by the first radio unit is to be provided on the field device itself. It can be used a single, usually anyway on the field device existing, in particular wired, communication interface. This wired
Kommunikationsschnittstelle ist gemäß einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Erfindung dann an die Stromschleife angeschlossen, an die auch die erste und zweite Funkeinheit angeschlossen sind. Die von der ersten Funkeinheit bzw. von der zweiten Funkeinheit vermittels der ersten bzw. zweiten Funkschnittstelle empfangenen Signale können falls erforderlich umgesetzt, dass heißt die Daten zwischen den verwendeten unterschiedlichen Protokollen gewandelt werden und über die Stromschleife an das Feldgerät übertragen werden. Dabei können die erste und die zweite Communication interface is then connected according to an embodiment of the proposed invention to the current loop, to which the first and second radio unit are connected. If necessary, the signals received by the first radio unit or by the second radio unit by means of the first and second radio interface can be converted, that is to say the data can be converted between the different protocols used and transmitted to the field device via the current loop. Here, the first and the second
Funkschnittstelle Daten in Form von Signalen gemäß unterschiedlichen Übertragungsstandards senden und/oder empfangen. Ebenso können von dem Feldgerät über die Stromschleife gesendete Signale von der ersten und/oder zweiten Funkeinheit umgesetzt und über die erste bzw. zweite Funkschnittstelle bspw. an eine übergeordnete Einheit gesendet werden. Das Feldgerät kommuniziert also weiterhin unmittelbar nur über seine drahtgebundene Radio interface Send and / or receive data in the form of signals according to different transmission standards. Likewise, signals transmitted by the field device via the current loop can be converted by the first and / or second radio unit and, for example, sent to a higher-order unit via the first or second radio interface. The field device thus continues to communicate directly only via its wired
Kommunikationsschnittstelle, die mit der Stromschleife verbunden ist. Über die erste und die zweite Funkeinheit ist aber nun, einer Ausgestaltung der Erfindung folgend, auch eine drahtlose Kommunikation auch über verschiedene Übertragungsstandards und insbesondere im Fall nicht redundanter erster und zweiter Funkeinheit auch über unterschiedliche Entfernungen möglich. Communication interface connected to the current loop. About the first and the second Radio unit but is now, according to an embodiment of the invention, also wireless communication over different transmission standards and in particular in the case of non-redundant first and second radio unit also possible over different distances.
Vorzugsweise dienen die erste Funkeinheit dabei zur Nahübertragung und die zweite Funkeinheit zur Fernübertragung von Signalen bzw. Daten. Preferably, the first radio unit serve for near transmission and the second radio unit for remote transmission of signals or data.
Zusätzlich als über die Stromschleife oder anstelle der Stromschleife kann das Feldgerät oder auch die erste Funkschnittstelle auch über eine von der Stromschleife gesonderte Übertragungsleitung vermittels Energie, insbesondere aus der Energiequelle der zweiten Funkeinheit, versorgt und/oder betrieben werden. In addition, as via the current loop or instead of the current loop, the field device or the first radio interface can also be supplied and / or operated via a transmission line separate from the current loop by means of energy, in particular from the energy source of the second radio unit.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste Funkeinheit, die an die Stromschleife zwischen dem Feldgerät und der zweiten Funkeinheit angeschlossen ist, selbst über keine ständige Furthermore, it can be provided that the first radio unit, which is connected to the current loop between the field device and the second radio unit, has no permanent power itself
Energieversorgung bzw. Energiequelle verfügt. Die erste Funkeinheit kann ferner zumindest zeitweise bspw. mit aus der Stromschleife entnommener Energie betrieben werden. Insbesondere wir die erste Funkeinheit nur mit aus der Stromschleife entnommener Energie betrieben. Der in der Stromschleife eingestellte Strom kann zum Zweck der Energieversorgung des Feldgerätes und/oder der ersten Funkeinheit (ausschließlich) von der Energiequelle der zweiten Funkeinheit bereitgestellt werden. Bevorzugt verfügt auch das über die Stromschleife mit der zweiten Funkeinheit verbundene Feldgerät über keine eigene Energiequelle oder anderweitige Energieversorgung und wird ausschließlich mit aus der Stromschleife entnommener Energie versorgt. Allerdings kann auch das Feldgerät über eine von der Stromschleife gesonderte Übertragungsleitung vermittels Energie, insbesondere aus der Energiequelle der zweiten Funkeinheit, versorgt und/oder betrieben werden. Bei der Energiequelle der zweiten Funkeinheit kann es sich bspw. um eine begrenzte Energiequelle, die also nur über eine bestimmte Menge an Energie -im Sinne einer Batterie- verfügt, handeln. Power supply or energy source has. The first radio unit can also be operated at least temporarily, for example, with energy removed from the current loop. In particular, we operated the first radio only with energy removed from the current loop. The current set in the current loop can be provided for the purpose of supplying power to the field device and / or the first radio unit (exclusively) from the energy source of the second radio unit. Preferably, the field device connected via the current loop to the second radio unit does not have its own energy source or other energy supply and is supplied exclusively with energy removed from the current loop. However, the field device can also be supplied and / or operated via a transmission line separate from the current loop by means of energy, in particular from the energy source of the second radio unit. The energy source of the second radio unit may be, for example, a limited energy source, which thus has only a certain amount of energy - in the sense of a battery.
Bei der ersten und der zweiten Funkeinheit kann es sich auch, wie erwähnt, um zueinander redundante Funkeinheiten, d.h. um Funkeinheiten die denselben Übertragungsstandard zur drahtlosen Kommunikation nutzen, handeln. Ein bestimmter Übertragungsstandard kann dabei sowohl hardwaremäßige Ausgestaltungen als auch die Verwendung bestimmter Protokolle zum Datenaustausch beinhalten. The first and second radio units may also be, as mentioned, mutually redundant radio units, i. to radio units using the same transmission standard for wireless communication act. A specific transmission standard can include both hardware-based configurations and the use of specific protocols for data exchange.
Ferner ist vorzugsweise nur die erste Funkeinheit an die Stromschleife zwischen dem Feldgerät und der zweiten Funkeinheit angeschlossen. Die Anordnung besteht in diesem Fall ausschließlich aus dem Feldgerät und der ersten und zweiten Funkeinheit, die über die Stromschleife miteinander verbunden sind. Bei dem Feldgerät handelt es sich also bevorzugt um ein autarkes Feldgerät, bei dem die zum Betrieb benötigte Energie von der Energiequelle der, insbesondere dauerhaft mit dem Feldgerät über die Stromschleife verbundenen, zweiten Funkeinheit geliefert wird. Ein autarkes Feldgerät ist bspw. aus der Offenlegungsschrift DE 102008043199 A1 bekannt geworden. Handelt es sich bei der ersten Funkeinheit im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bspw. um eine Funkeinheit zur drahtlosen Nahübertragung, die oftmals energiesparend oder sogar passiv ausgelegt sind, kann die Anordnung bestehend aus erster und zweiter Funkeinheit sowie Feldgerät vermittels der Energiequelle der zweiten Funkeinheit in vorteilhafter Weise betreiben werden. Furthermore, preferably only the first radio unit is connected to the current loop between the field device and the second radio unit. The arrangement consists in this case only of the field device and the first and second radio unit, which are connected to each other via the current loop. The field device is thus preferably a self-sufficient field device in which the energy required for operation is supplied by the energy source of the second radio unit, in particular permanently connected to the field device via the current loop. A self-sufficient field device has become known, for example, from the published patent application DE 102008043199 A1. Is it in the first radio unit in connection with the present invention, for example, to a Wireless unit for wireless local transmission, which are often designed to save energy or even passively, the arrangement consisting of first and second radio unit and field device by means of the power source of the second radio unit can be operated in an advantageous manner.
In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Stromschleife dabei vorzugsweise aus einer Zweileiterstromschleife. Die Stromschleife kann dabei sowohl zur Energieversorgung und/oder zur Kommunikation zwischen der ersten Funkeinheit und dem Feldgerät bzw. der zweiten Funkeinheit und dem Feldgerät dienen. Die Stromschleife kann ferner auch zur Kommunikation zwischen der ersten und der zweiten Funkeinheit dienen. Über die Stromschleife kann dabei bspw. eine In one embodiment of the invention, the current loop preferably consists of a two-wire current loop. The current loop can serve both for power supply and / or for communication between the first radio unit and the field device or the second radio unit and the field device. The current loop can also be used for communication between the first and the second radio unit. About the current loop can, for example, a
Kommunikation gemäß dem HART-Protokoll oder einem anderen Feldbus-Protokoll erfolgen. Das verwendete Protokoll wird im Wesentlichen durch die insbesondere drahtgebundene Communication according to the HART protocol or another fieldbus protocol. The protocol used is essentially by the particular wired
Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes vorgegeben. Communication interface of the field device specified.
Die Kommunikation des Feldgerätes mit einer übergeordneten Einheit kann dabei bspw. The communication of the field device with a higher-level unit can, for example.
(hauptsächlich) über die zweite (primäre) Funkeinheit erfolgen. Eine solche übergeordnete Einheit kann bspw. zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und/oder (mainly) via the second (primary) radio unit. Such a higher-level unit may, for example, for process control, process visualization, process monitoring and / or
Parametrierung des Feldgerätes dienen. Die von dem Feldgerät erfassten Messwerte oder Parameterization of the field device serve. The measured values recorded by the field device or
Einstellungen des Feldgerätes wie bspw. Parameter werden bspw. vermittels der zweiten Settings of the field device, such as parameters, for example, by means of the second
Funkeinheit an eine oder mehrere übergeordnete Einheiten übertragen. Diese übergeordnete Einheit kann bspw. auch zur Parametrierung des Feldgerätes oder zu Diagnosezwecken dienen. Je nach Standort eines Benutzers, bspw. des Anlagenbetreibers und/oder eines Dienstleisters von Wartungsarbeiten einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik, kann es aber erforderlich sein, diese Informationen vor Ort oder eben in einer entfernten Warte zugänglich zu machen. Feldgeräte sind aber oftmals auch vor Ort an nur an schwer zugänglichen Stellen in der Anlage angeordnet. Um die erforderlichen Informationen dann dennoch einem Benutzer, insbesondere vor Ort, verfügbar zu machen, kann die erste Funkeinheit, die insbesondere zur drahtlosen Nahübertragung dient, genutzt werden. Dadurch kann die Energiequelle, insbesondere wenn es sich bei der zweiten Funkeinheit um eine Funkeinheit zur drahtlosen Fernübertragung handelt, die für gewöhnlich einen höheren Energiebedarf aufweisen als Funkeinheiten für die drahtlose Nahübertragung, geschont werden und somit die, insbesondere wartungsfreie, Standzeit der Anordnung verlängert werden. Transmit wireless unit to one or more higher-level units. This higher-level unit can, for example, also be used for parameterizing the field device or for diagnostic purposes. Depending on the location of a user, for example, the plant operator and / or a service provider of maintenance of a system of process automation technology, but it may be necessary to make this information available locally or just in a remote control room. Field devices are often arranged on site but only in hard to reach places in the system. In order to then make the required information available to a user, in particular on site, the first radio unit, which is used in particular for wireless near transmission, can be used. As a result, the energy source, in particular if the second radio unit is a wireless remote transmission radio unit, which usually has a higher energy requirement than radio units for wireless local transmission, can be spared and thus the service life of the arrangement, in particular maintenance-free, be extended.
Die zweite Funkeinheit kann dabei vorzugsweise zur drahtlosen Fernübertragung bspw. gemäß einem der Standards UMTS, GPRS, GSM ausgelegt sein. Die erste Funkeinheit kann dann vorzugsweise zur drahtlosen Nahübertragung gemäß einem der Standards WLAN oder Infrarot (IEEE 802.15.7), jedoch besonders bevorzugt gemäß dem Bluetooth-Standard (IEEE 802.15.1) erfolgen. Ferner handelt es sich bei der ersten Funkeinheit bevorzugt um eine Niedrigenergieeinheit, die besonders im Vergleich zur zweiten Funkeinheit eine geringere Leistungsaufnahme aufweist, d.h. dass die erste Funkeinheit vorzugsweise über eine sog. low-power Elektronik verfügt. Eine solche low-power Elektronik ist bspw. durch eine Stromaufnahme von wenigen μΑ (Mikroampere), insbesondere durch eine Stromaufnahme von höchsten 10 μΑ (Mikroampere) gekennzeichnet. Darüber hinaus kann es sich bei der ersten Funkeinheit um eine, insbesondere passive, Einheit, die zumindest zeitweise keine Energie aus der Stromschleife entnimmt, handeln. The second radio unit may preferably be designed for wireless remote transmission, for example, according to one of the standards UMTS, GPRS, GSM. The first radio unit may then preferably be for wireless local transmission in accordance with one of the standards WLAN or infrared (IEEE 802.15.7), but particularly preferably according to the Bluetooth standard (IEEE 802.15.1). Furthermore, the first radio unit is preferably a low-energy unit, which has a lower power consumption, in particular compared to the second radio unit, ie, the first radio unit preferably has so-called low-power electronics. Such low-power electronics is, for example, characterized by a current consumption of a few μΑ (microamps), in particular by a current consumption of a maximum of 10 μΑ (microamps). In addition, the first radio unit may be a, in particular passive, unit which at least temporarily does not draw energy from the current loop.
In einer Ausgestaltung der Anordnung ist in einem ersten Betriebsmodus zumindest die zweite Funkschnittstelle ausgeschaltet oder in einem Bereitschaftsbetrieb, wobei in dem ersten In one embodiment of the arrangement, in a first operating mode, at least the second radio interface is switched off or in a standby mode, wherein in the first
Betriebsmodus der Strom in der Stromschleife jedoch weiterhin vermittels der Energiequelle der zweiten Funkeinheit einstellbar ist, und wobei in dem ersten Betriebsmodus die erste Funkeinheit zur Kommunikation mit dem Feldgerät dient. Wie bereits erwähnt, kann die Energieversorgung des Feldgerätes und/oder der ersten Funkeinheit über den in der Stromschleife eingestellten Strom erfolgen. Ferner kann durch den in der Stromschleife eingestellten Strom auch eine Kommunikation zwischen dem Feldgerät und der ersten Funkeinheit erfolgen. Die Kommunikation erfolgt dabei bspw. über die Modulation des in der Stromschleife eingestellten Stroms, so dass in der Operation mode, the current in the current loop, however, is further adjustable by means of the power source of the second radio unit, and wherein in the first operating mode, the first radio unit is used for communication with the field device. As already mentioned, the power supply of the field device and / or the first radio unit can take place via the current set in the current loop. Furthermore, the current set in the current loop can also be used for communication between the field device and the first radio unit. The communication takes place, for example, via the modulation of the current set in the current loop, so that in the
vorgeschlagenen Ausgestaltung auch während des ersten Betriebsmodus eine Kommunikation über die Stromschleife möglich ist. Dabei ist es auch möglich, bspw. entsprechend der Kombination von HART-Protokoll und dem 4..20 mA-Standard in verschiedenen Frequenzbändern Signale über die Stromschleife zu übertragen und gleichzeitig die Energieversorgung der angeschlossenen Geräte zu gewährleisten. proposed embodiment, during the first operating mode communication via the current loop is possible. It is also possible, for example. According to the combination of HART protocol and the 4..20 mA standard in different frequency bands to transmit signals on the current loop and at the same time to ensure the power supply of the connected devices.
Während des ersten Betriebsmodus kann die zweite Funkeinheit so betrieben werden, dass bspw. nicht nur die zweite Funkschnittstelle sondern auch zumindest ein Teil der Betriebselektronik der zweiten Funkeinheit ausgeschaltet ist oder in einem Bereitschaftsbetrieb ist. Der During the first operating mode, the second radio unit can be operated such that, for example, not only the second radio interface but also at least part of the operating electronics of the second radio unit is switched off or in a standby mode. Of the
Bereitschaftsbetrieb ist bspw. dadurch gekennzeichnet, dass er im Vergleich zum Normalbetrieb, in welchem die zweite Funkeinheit bspw. Signale über die zweite Funkschnittstelle sendet, eine verringerte Energieaufnahme aufweist bzw. benötigt. Die Energie zum Betreiben des Feldgerätes und/oder der ersten Funkeinheit kann während dieses ersten Betriebsmodus, einer Standby mode is, for example, characterized in that it has a reduced energy consumption compared to the normal operation in which the second radio unit sends, for example, signals via the second radio interface. The energy for operating the field device and / or the first radio unit can during this first mode of operation, a
Ausführungsform der Erfindung folgend, weiterhin von der in der ersten Funkeinheit enthaltenen Energiequelle über die Stromschleife bereitgestellt werden. Die Energieversorgung des Feldgeräts und der ersten Funkeinheit kann dabei aber anstatt über die Stromschleife oder zusätzlich zu der Stromschleife auch über eine davon gesonderte Übertragungsleitung erfolgen. Des Weiteren kann im ersten Betriebsmodus bspw. ausschließlich die erste Funkeinheit zur Kommunikation mit dem Feldgerät verwendet werden. Das Feldgerät ist dann drahtlos nur noch über die erste Funkeinheit, bei der es sich bevorzugt um eine Funkeinheit zur drahtlosen Nahübertragung handelt, bedienbar. Natürlich kann das Feldgerät jedoch stets über eine ggfs. vorhandene vor Ort Bedieneinheit, die am Feldgerät selbst angeordnet ist, bedient werden. Embodiment of the invention further be provided by the power source contained in the first radio unit via the current loop. The power supply of the field device and the first radio unit can be done but instead via the current loop or in addition to the current loop via a separate transmission line. Furthermore, in the first operating mode, for example, only the first radio unit can be used for communication with the field device. The field device is then wireless only via the first radio unit, which is preferably a wireless unit for wireless transmission, operable. Of course, however, the field device can always be operated via an optionally existing on-site operating unit, which is arranged on the field device itself.
In einer weiteren Ausgestaltung der vorgeschlagenen Anordnung weist die erste Funkeinheit einen Energiespeicher auf. Bei dem Energiespeicher kann es sich um einen Akkumulator, eine Batterie oder einen Kondensator, insbesondere einen Doppelschicht-Kondensator, bspw. ein sog. Goldcap, handeln. Dieser Energiespeicher kann bspw. dazu dienen, die erste Funkeinheit zumindest zeitweise, insbesondere während des ersten Betriebsmodus, mit Energie zu versorgen. Bei dem Energiespeicher der ersten Funkeinheit handelt es bevorzugt um einen (wieder-)aufladbaren Energiespeicher. Es kann aber auch eine andere Einheit als eine Funkeinheit vorgesehen sein, die über den vorgeschlagenen Energiespeicher verfügt und an die Stromschleife angeschlossen ist. Bei dieser anderen Einheit kann es sich bspw. um eine Anzeigeeinheit handeln. Durch den In a further embodiment of the proposed arrangement, the first radio unit has an energy store. The energy store can be an accumulator, a battery or a capacitor, in particular a double-layer capacitor, for example a so-called gold cap. This energy store can serve, for example, to supply the first radio unit with energy at least temporarily, in particular during the first operating mode. In which Energy storage of the first radio unit is preferably a (re) rechargeable energy storage. However, it is also possible to provide a unit other than a radio unit, which has the proposed energy store and is connected to the current loop. This other unit may, for example, be a display unit. By the
Energiespeicher können dann eben auch bspw. zwischengespeicherte (Mess- oder Parameter- )Werte angezeigt werden, wenn kein Strom in der Stromschleife eingestellt ist, bzw. keine Energie aus der Stromschleife entnommen werden kann. Bei den Werten kann es sich um über die Energy storage can then just as well. For example, cached (measurement or parameter) values are displayed when no current is set in the current loop, or no energy can be removed from the current loop. The values can be about the
Stromschleife übertragene Werte handeln, die bspw. in einer Speichereinheit, insbesondere der Anzeigeinheit, hinterlegt sind. Alternativ zu den vorangegangen Ausgestaltungen wird Stromschleife transmitted values that are stored, for example. In a memory unit, in particular the display unit. As an alternative to the preceding embodiments
vorgeschlagen, ein an einem Feldbus angeschlossenes Feldgerät mit einem solchen insbesondere wiederaufladbaren Energiespeicher zu versehen, so dass die Funktionen und Funktionalitäten dieses Messgerätes auch im Fall eines Ausfalls des Energieversorgung zumindest für einen vorübergehenden Zeitraum mit Energie aus dem Energiespeicher betrieben werden können. proposed to provide a field device connected to a field device with such a particular rechargeable energy storage, so that the functions and functionalities of this meter can be operated in the event of failure of the power supply at least for a temporary period of energy from the energy storage.
In diesem Fall kann das Feldgerät bspw. ausgeschaltet sein oder wird weiterhin mit Strom aus der Stromschleife oder anderweitig mit Energie aus der Energiequelle der zweiten Funkeinheit betrieben. In this case, the field device may, for example, be switched off or continue to be operated with power from the current loop or otherwise with energy from the energy source of the second radio unit.
In einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung dient der Energiespeicher in dem Fall, dass die Stromschleife frei von einem elektrischen Strom ist, dazu, zumindest die erste Funkeinheit mit Energie zu versorgen. So kann die erste Funkeinheit mit Energie aus dem Energiespeicher versorgt werden, wenn kein Strom in der Stromschleife, insbesondere vermittels der Energiequelle der zweiten Funkeinheit, eingestellt ist. Dadurch kann eine Kommunikation mit der ersten Funkeinheit und/oder über die erste Funkeinheit bzw. die erste Funkschnittstelle mit dem Feldgerät,  In a further embodiment of the arrangement, the energy store is used in the event that the current loop is free of an electric current to supply at least the first radio unit with energy. Thus, the first radio unit can be supplied with energy from the energy store when no current in the current loop, in particular by means of the energy source of the second radio unit, is set. As a result, a communication with the first radio unit and / or via the first radio unit or the first radio interface with the field device,
gewährleistet werden, selbst wenn die Anordnung und insbesondere die zweite Funkschnittstelle im ersten Betriebsmodus ist, d.h. ausgeschaltet ist oder in einem Bereitschaftsbetrieb ist. Dadurch können bspw. in der ersten Funkeinheit gespeicherte oder hinterlegte Daten insbesondere Messoder Parameterwerte des Feldgerätes, der ersten oder zweiten Funkeinheit weiterhin abrufbar sein. Da der Energiespeicher nur eine begrenzte Menge an Energie aufnehmen kann, wir der be ensured, even if the arrangement and in particular the second radio interface in the first mode of operation, i. is off or in standby mode. As a result, for example, data stored or stored in the first radio unit, in particular measuring or parameter values of the field device, of the first or second radio unit, can continue to be retrievable. Since the energy storage can only absorb a limited amount of energy, we the
Energiespeicher durch das Betreiben der ersten Funkeinheit jedoch entladen. However, energy storage by the operation of the first radio unit discharged.
In einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung weist die erste Funkeinheit ferner eine Schaltung auf, die dazu dient, den Energiespeicher bedarfsweise aufzuladen, wenn ein in der Stromschleife eingestellter elektrischer Strom einen ersten vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Da das Feldgerät eine bestimmte Stromaufnahme aufweist, kann es vorteilhaft sein, die zum Aufladen des Energiespeichers benötigte Energie nur in dem Fall der Stromschleife zu entnehmen, wenn genügend Energie zum Betreiben des Feldgerätes vorhanden ist. Dies kann durch einen entsprechenden ersten Schwellwert vorgegeben werden. Der erste Schwellwert kann dabei, insbesondere für den Fall, dass es sich bei dem Feldgerät um ein Messgerät handelt, bspw. In a further embodiment of the arrangement, the first radio unit further comprises a circuit which serves to charge the energy store, if necessary, when an electric current set in the current loop exceeds a first predetermined threshold value. Since the field device has a certain current consumption, it can be advantageous to remove the energy required for charging the energy store only in the case of the current loop if sufficient energy is available for operating the field device. This can be specified by a corresponding first threshold value. The first threshold value can be, for example, in the case that the field device is a measuring device.
abhängig von dem verwendeten Messprinzip sein. Wenn der Energiespeicher gefüllt ist, bedarf es bspw. keiner weiteren Stromentnahme, bspw. aus der Stromschleife, um den Energiespeicher aufzufüllen. be dependent on the measuring principle used. When the energy storage is filled, it needs eg no further current drain, for example from the current loop, in order to fill up the energy store.
In einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung dient der Energiespeicher ferner dazu, die erste Funkeinheit mit Energie zu versorgen, wenn der in der Stromschleife eingestellte Strom einen zweiten vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. Unterschreitet der in der Stromschleife eingestellte Strom hingegen einen zweiten Schwellwert, der bspw. mit dem ersten Schwellwert identisch ist, so kann obwohl ein Strom in der Stromschleife eingestellt ist, die Energieversorgung der ersten Funkeinheit wenigstens teilweise aus dem Energiespeicher erfolgen. Damit kann gewährleistet werden, dass genügend Energie über die Stromschleife an das Feldgerät übertragen wird, um bspw. die Funktionalitäten des Feldgerätes in vollem Umfang oder zumindest In a further embodiment of the arrangement of the energy storage is also used to provide the first radio unit with energy when the current set in the current loop falls below a second predetermined threshold. On the other hand, if the current set in the current loop falls below a second threshold value, which is identical to the first threshold value, for example, although a current in the current loop is set, the power supply of the first radio unit can be at least partially made from the energy store. This can ensure that sufficient energy is transmitted via the current loop to the field device in order, for example, to fully or at least the functionalities of the field device
Basisfunktionalitäten des Feldgerätes auszuführen. Ferner kann dadurch gleichzeitig die erste Funkeinheit und das Feldgerät betrieben werden, selbst wenn nicht genügend Energie zum Basic functionalities of the field device. Furthermore, this can simultaneously operate the first radio unit and the field device, even if not enough energy for
Betreiben der ersten Funkeinheit und des Feldgerätes über die Stormschleife übertragen wird. Operation of the first radio unit and the field device is transmitted via the Stormschleife.
In einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung dient die Schaltung, in dem Fall dass, ein Strom in der Stromschleife vorhanden ist, dazu, den Energiespeicher aufzuladen. Entsprechende In a further embodiment of the arrangement, the circuit, in the case that, a current in the current loop is present, serves to charge the energy storage. Appropriate
Schaltungen die bspw. zur Detektion eines Stromwertes in der Stromschleife und zum Vergleich dieses Wertes mit einem vorgegebenen Wert, insbesondere dem ersten bzw. zweiten Schwellwert dienen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ferner kann zumindest die erste Funkeinheit genau dann mit Energie aus dem Energiespeicher betrieben werden, wenn kein Strom in der Stromschleife eingestellt ist. Circuits which, for example, serve to detect a current value in the current loop and to compare this value with a predetermined value, in particular the first or second threshold value, are known from the prior art. Furthermore, at least the first radio unit can be operated with energy from the energy store just when no current is set in the current loop.
In einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich bei der ersten Funkeinheit um eine Funkeinheit zur Nahübertragung von Signalen gemäß dem Bluetooth-Standard. Heutzutage verfügen viele In a further refinement, the first radio unit is a radio unit for near-transmission of signals in accordance with the Bluetooth standard. There are many nowadays
Bediengeräte zum Bedienen von Gerätschaften oder auch Bediengeräte wie Handheids in Anlagen der Prozessautomatisierungstechnik über eine Bluetooth-Schnittstelle. Ferner sind gerade autarke Feldgeräte oftmals nur schwer zugänglich, so dass eine drahtlose Bedienung vorteilhaft ist. Um dann selbst für den Fall, dass insbesondere die zweite Funkeinheit im ersten Betriebsmodus ist, Einstellungen an dem Feldgerät vornehmen zu können, ist die erste Funkeinheit vorgesehen, die vorzugsweise eben über eine erste Funkschnittstelle, die gemäß dem Bluetooth-Standard arbeitet, verfügt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die erste Funkeinheit bzw. deren erste Funkschnittstelle in dem Fall, dass der Bluetooth-Übertragungsstandard verwendet wird, als low-power-, d.h. HMI devices for operating equipment or HMI devices such as handhelds in process automation technology plants via a Bluetooth interface. Furthermore, self-sufficient field devices are often difficult to access, so that wireless operation is advantageous. In order to be able to make adjustments to the field device even in the event that in particular the second radio unit is in the first operating mode, the first radio unit is provided, which preferably has just a first radio interface operating in accordance with the Bluetooth standard. Another advantage is that the first radio unit or its first radio interface in the case that the Bluetooth transmission standard is used as low-power, i.
Niedrigenergieschaltung, ausgelegt sein kann. Zudem muss, bspw. wenn ein Benutzer vor Ort in der Anlage ist, nicht die zweite Funkeinheit bzw. zweite Funkschnittstelle genutzt werden, die bspw. zur drahtlosen Fernübertragung dient und daher einen höheren Energiebedarf aufweist. Low energy circuit, can be designed. In addition, for example, if a user is on site in the system, not the second radio unit or second radio interface to be used, for example, is used for wireless remote transmission and therefore has a higher energy consumption.
In einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich bei der zweiten Funkeinheit um eine Funkeinheit zur Fernübertragung gemäß dem Global-System-for-Mobile-Communications-Standard kurz GSM- Standard. In einer weiteren Ausgestaltung dienen die erste Funkeinheit und/oder die zweite Funkeinheit, insbesondere wenn ein Strom in der Stromschleife eingestellt ist, zur Kommunikation mit dem Feldgerät, bevorzugt zum Vornehmen von Einstellungen an dem Feldgerät oder zum Abfragen von Daten von dem Feldgerät, über die Stromschleife. Die Kommunikation, d.h. die Übertragung von Daten über die Stromschleife, kann dabei bspw. gemäß einem der heutzutage gängigen Feldbus- Protokolle, wie bspw. HART, PROFIBUS, FOUNDATION FIELDBUS etc., erfolgen. Dabei kann entweder ein Konstantstrom in die Stromschleife eingespeist werden, auf den dann die In a further refinement, the second radio unit is a radio unit for remote transmission according to the Global System for Mobile Communication standard, GSM standard for short. In a further refinement, the first radio unit and / or the second radio unit, in particular if a current is set in the current loop, serve for communication with the field device, preferably for making settings on the field device or for interrogating data from the field device via current loop. The communication, ie the transmission of data via the current loop, can take place, for example, in accordance with one of the current fieldbus protocols, such as, for example, HART, PROFIBUS, FOUNDATION FIELDBUS, etc. In this case, either a constant current can be fed into the current loop, then to the
Kommunikationssignale aufmoduliert sind, oder aber auf einen veränderlichen Grundstrom werden die Kommunikationssignale aufmoduliert. Communication signals are modulated, or on a variable background current, the communication signals are modulated.
In einer weiteren Ausgestaltung ist in einem zweiten Betriebsmodus kein Strom vermittels der Energiequelle der zweiten Funkeinheit in der Stromschleife eingestellt und die Stromschleife ist im zweiten Betriebsmodus im Wesentlichen frei von einem elektrischen Strom. In diesem zweiten Betriebsmodus entnimmt bspw. das Feldgerät dann keine Energie mehr aus der Stromschleife, weist also insbesondere keine Stromaufnahme aus der Stromschleife mehr auf. Stattdessen kann aber auch vorgesehen sein, dass durch die Energiequelle der zweiten Funkeinheit, nur ein minimaler Stromwert in die Stromschleife eingespeist wird, welcher minimale Stromwert zum Aufrechterhalten einer Grundfunktion des Feldgerätes und/oder der ersten Funkeinheit dient. Das Feldgerät kann im zweiten Betriebsmodus also ausgeschaltet sein oder nur noch über In a further embodiment, in a second operating mode no current is set by means of the energy source of the second radio unit in the current loop and the current loop is substantially free of an electrical current in the second operating mode. In this second operating mode, for example, the field device then no longer draws any energy from the current loop, that is, in particular has no current consumption from the current loop more. Instead, however, it can also be provided that only a minimum current value is fed into the current loop by the energy source of the second radio unit, which minimum current value serves to maintain a basic function of the field device and / or the first radio unit. The field device can therefore be switched off in the second operating mode or only via
Basisfunktionalitäten verfügen. Vorzugsweise wird die erste Funkeinheit im zweiten Betriebsmodus aus dem Energiespeicher der ersten Funkeinheit betrieben, so dass eine Kommunikation mit der ersten Funkeinheit möglich ist. Die zweite Funkeinheit ist im zweiten Betriebsmodus vorzugsweise ausgeschaltet, so dass sie keine oder nur eine geringe Energieaufnahme aus der Energiequelle aufweist. Basic functionalities. Preferably, the first radio unit is operated in the second operating mode from the energy store of the first radio unit, so that a communication with the first radio unit is possible. The second radio unit is preferably switched off in the second operating mode, so that it has no or only a small energy intake from the energy source.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die erste Funkeinheit ferner Mittel auf, die dazu dienen, dass in dem Fall, dass die erste Funkeinheit ein erstes Aufwecksignal über die erste Funkschnittstelle empfängt, ein entsprechendes zweites Aufwecksignal über die Stromschleife zu senden, wobei das zweite Aufwecksignal zum Aufwecken der zweiten Funkeinheit aus dem zweiten Betriebsmodus über die Stromschleife dient. Das erste Aufwecksignal wird bspw. von einem Benutzer über ein Handheld abgesetzt und von der ersten Funkeinheit empfangen. Die Anordnung kann sich dabei bspw. in dem zweiten Betriebsmodus befinden, in welchem bspw. kein Strom in der Stromschleife eingestellt ist und die erste Funkeinheit mit Energie aus dem Energiespeicher betrieben werden. Geht das erste Aufwecksignal über die erste Funkschnittstelle ein, so wird ein entsprechendes zweites Aufwecksignal über die Stromschleife gesendet. Dafür kann das erste Aufwecksignal bspw. vermittels eines Modems umgesetzt werden, öder es kann ein entsprechendes hinterlegtes zweites Aufwecksignal über die Stromschleife übertragen werden. Die dafür benötigte Energie kann dem Energiespeicher der ersten Funkeinheit entnommen werden. Durch das zweite Aufwecksignal kann die zweite Funkeinheit aufgeweckt und aus dem zweiten Betriebsmodus bspw. in den ersten oder einen anderen Betriebsmodus überführt werden, so dass wieder vermittels der Energiequelle der zweiten Funkeinheit ein Strom in der Stromschleife eingestellt ist oder einstellbar ist. Dadurch kann dann auch bspw. das Feldgerät wieder in Betrieb genommen werden oder Einstellungen oder Abfragen von dem Feldgeräte oder der zweiten Funkeinheit vorgenommen werden. In a further embodiment, the first radio unit further comprises means for, in the event that the first radio unit receives a first wake-up signal via the first radio interface, transmitting a corresponding second wake-up signal via the current loop, the second wake-up signal for waking the second radio unit from the second operating mode via the current loop is used. The first wake-up signal is, for example, issued by a user via a handheld and received by the first radio unit. The arrangement may, for example, be in the second operating mode, in which, for example, no current is set in the current loop and the first radio unit is operated with energy from the energy store. If the first wake-up signal enters via the first radio interface, a corresponding second wake-up signal is sent via the current loop. For this purpose, the first wake-up signal can be implemented, for example, by means of a modem, or a corresponding stored second wake-up signal can be transmitted via the current loop. The energy required for this can be taken from the energy store of the first radio unit. By the second wake-up signal, the second radio unit can be woken up and transferred from the second operating mode, for example. In the first or another mode of operation, so that again by means of the energy source of second radio unit a current in the current loop is set or is adjustable. As a result, for example, the field device can then be put into operation again or settings or queries can be made by the field device or the second radio unit.
In einer weiteren Ausgestaltung stellt die Energiequelle der zweiten Funkeinheit einen In a further embodiment, the energy source of the second radio unit
vorgegebenen Strom in der Stromschleife nach dem Empfangen des zweiten Aufwecksignals über die Stromschleife ein. Dieser Strom bzw. Stromwert kann dann zum Betreiben des Feldgerätes, der ersten Funkeinheit und/oder der zweiten Funkeinheit und/oder zum Aufladen des Energiespeichers der ersten Funkeinheit dienen. predetermined current in the current loop after receiving the second wake-up signal via the current loop. This current or current value can then be used to operate the field device, the first radio unit and / or the second radio unit and / or to charge the energy store of the first radio unit.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und/oder die zweite Funkeinheit in einen einzigen Funkadapter integriert. Ein solcher Funkadapter kann also an eine drahtgebundene In a further embodiment, the first and / or the second radio unit are integrated in a single radio adapter. Such a wireless adapter can therefore be connected to a wired
Kommunikationsschnittstelle eines Feldgerätes angeschlossen werden und verfügt über zwei Funkschnittstellen. Die Kommunikation und die Energieversorgung erfolgt dabei über die Communication interface of a field device connected and has two radio interfaces. The communication and the energy supply takes place via the
Stromschleife, über die die erste Funkeinheit, die zweite Funkeinheit und das Feldgerät miteinander verbunden sind. Current loop, via which the first radio unit, the second radio unit and the field device are connected to one another.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein umprogrammierbarer Logikbaustein vorgesehen, wobei der Logikbaustein zum Betreiben der ersten und/oder der zweiten Funkeinheit, insbesondere zum Betreiben der ersten und zweiten Funkschnittstelle, dient. In dem Logikbaustein und/oder in einer damit verbundenen Speichereinheit können bspw. Programme oder Anweisungen zum Steuern oder allgemein zum Betreiben der ersten und/oder der zweiten Funkeinheit hinterlegt sein. Somit läst sich ein einziger Logikbaustein verwenden, um die erste Funkeinheit und die zweite Funkeinheit zu Betreiben, indem der Logikbaustein je nach Bedarf umprogrammiert wird. Im ersten und/oder im zweiten Betriebsmodus ist der Logikbaustein bspw. zum Betreiben der ersten Funkeinheit programmiert, da die zweite Funkeinheit in diesem Betriebsmodus bspw. ausgeschaltet ist bzw. deren Funkschnittstelle nicht betrieben wird. Wird die zweite Funkschnittstelle wieder in Betrieb genommen, so kann der Logikbaustein mit einem entsprechenden zum Betreiben der zweiten Funkeinheit dienenden Programm programmiert werden. In a further refinement, a reprogrammable logic module is provided, wherein the logic module is used for operating the first and / or the second radio unit, in particular for operating the first and second radio interface. For example, programs or instructions for controlling or generally for operating the first and / or the second radio unit can be stored in the logic module and / or in an associated memory unit. Thus, a single logic device may be used to operate the first radio and the second radio by reprogramming the device as needed. In the first and / or in the second operating mode, the logic module is, for example, programmed to operate the first radio unit, since the second radio unit is, for example, switched off in this operating mode or its radio interface is not operated. If the second radio interface is put back into operation, the logic module can be programmed with a corresponding program for operating the second radio unit.
In einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich bei dem Logikbaustein um ein rekonfigurierbares FPGA. Aus dem Stand der Technik sind entsprechende rekonfigurierbare, d.h. insbesondere umprogrammierbare, FPGAs bekannt geworden. In a further refinement, the logic module is a reconfigurable FPGA. From the prior art, corresponding reconfigurable, i. especially reprogrammable, FPGAs become known.
Heutzutage existieren eine Vielzahl verschiedener drahtlos Übertragungsstandards, die für teils gleiche oder unterschiedliche Anwendungsszenarien in der Automatisierungstechnik entwickelt wurden. Beispiele dafür sind IEEE 802.15.4 basierte Schnittstellen wie WirelessHART, Zigbee oder ISA100.1 1 a oder weitere Standards wie WLAN, Bluetooth oder Wimax. Gleichzeitig existiert eine Vielzahl proprietärer Implementierungen, welche meist in frei verfügbaren ISM Frequenzbändern arbeiten. Entsprechend sind Feldgeräte mit einer oder mehreren solchen drahtlosen  Today, there are a variety of different wireless transmission standards that have been developed for some of the same or different application scenarios in automation technology. Examples include IEEE 802.15.4 based interfaces such as WirelessHART, Zigbee or ISA100.1 1 a or other standards such as WLAN, Bluetooth or Wimax. At the same time, there is a large number of proprietary implementations, which mostly work in freely available ISM frequency bands. Accordingly, field devices with one or more such wireless ones
Kommunikationsschnittstellen nicht flexibel und können nur einen Standard bzw. eine Implementierung vermittels einer Hardware unterstützen. Für die Hersteller solcher Feldgeräte ist es zudem kostenaufwendig verschiedene Standards/Implementierungen gleichzeitig in einem Gerät anzubieten, da in der Regel mehrere Kommunikationsmodule dazu gleichzeitig im Gerät vorhanden sein müssen. Standards, die insbesondere für die sporadische Konfiguration eines Feldgerätes geeignet wären, wie z.B. Bluetooth, verteuern ein Feldgerät, obwohl diese Schnittstelle nur sehr selten gebraucht wird. Communication interfaces are not flexible and can only one standard or one Support implementation by means of hardware. For the manufacturers of such field devices, it is also costly to offer different standards / implementations simultaneously in one device, since as a rule several communication modules have to be present in the device at the same time. Standards that would be particularly suitable for the sporadic configuration of a field device, such as Bluetooth, make a field device more expensive, although this interface is used very rarely.
Die vorgeschlagene Ausgestaltung ermöglicht durch den rekonfigurierbaren Logikbaustein eine kostengünstige Implementierung eines Feldgerätes mit flexibler Funkschnittstelle, ohne dass die jeweiligen Implementierungen in Form von Modulen oder Chipsets im Gerät gleichzeitig vorhanden sein müssen. Das Feldgerät ist dann in der Lage, vorhandene drahtlos Anwendungen zu identifizieren und entsprechend die Aktivierung der entsprechenden Funkschnittstelle dem Benutzer anzubieten. Das Feldgerät ist zudem in der Lage sporadische Funkverbindungen zur Diagnose und Konfiguration vor Ort auf Kundenwunsch für die Zeit der Anwendung zu realisieren, ohne dass diese Funkschnittstelle dauerhaft vorhanden sein muss. Alternativ besteht die Möglichkeit bestimmte Funkschnittstellen anhand eines verschlüsselten steckbaren Data Moduls freizuschalten, hierbei erhält der Benutzer dann genau die bestellte(n) Funkschnitstelle(n). The proposed refinement allows a cost-effective implementation of a field device with a flexible radio interface by means of the reconfigurable logic module, without the respective implementations in the form of modules or chipsets having to be present in the device at the same time. The field device is then able to identify existing wireless applications and accordingly offer the activation of the corresponding radio interface to the user. The field device is also able to realize sporadic radio links for on-site diagnostics and configuration on customer request for the time of application, without this radio interface must be permanently available. Alternatively, it is possible to enable certain radio interfaces using an encrypted plug-in Data Module, in which case the user receives exactly the ordered radio interface (s).
Funkeinheiten sind in der Regel nach dem ISO / OSI Schichten-Modell aufgebaut, wobei die untersten Schichten der physikalischen Schnittstelle PHY und der MAC Schicht mit Data Link und Medium Access Funktionalitäten entsprechen. Darüberliegend befinden sich Network, Transport und Application Schicht. PHY und MAC sind heute in Hardware, in Form von Modulen oder Chipsets umgesetzt und die darüberliegenden Schichten in der Regel in Software. Es wird daher Radio units are generally built according to the ISO / OSI layer model, with the lowest layers corresponding to the physical interface PHY and the MAC layer with data link and medium access functionalities. Overlying are Network, Transport and Application Layer. PHY and MAC are today implemented in hardware, in the form of modules or chipsets and the layers above usually in software. It will therefore
vorgeschlagen zur Implementierung der Funkschnittstelle rekonfigurierbare Logikbaustein, insbesondere FPGA Bausteine, zu verwenden, die in der Lage sind verschiedenste PHYs dynamisch umzusetzen und die Information dazu aus einer im System, d.h. der Funkeinheit und/oder dem Feldgerät, enthaltenen Speichereinheit wie z.B. Flash zu laden. Es besteht hierbei die Möglichkeit, außer der unteren Schicht der Schnittstelle, auch weitere höhere schichten durch das FPGA in konfigurierbarer Hardware zu implementieren. Alle notwendigen Daten dazu werden aus der vorhandenen Speichereinheit geladen. Die Umkonfigurierung entsprechender Logikbausteine kann in Sekundenbruchteilen erfolgen, so dass es dem System möglich ist sehr schnell zwischen den verschiedenen drahtlosen Übertragungsstandards zu wechseln. Der Kunde hat hierbei die Möglichkeit gezielt einen Standard für die Anwendung auszuwählen oder das System ist in der Lage, eine Autodetektion durchzuführen, indem es abwechselnd zwischen den einzelnen drahtlos Übertragungsstandards wechselt. Somit wäre es theoretisch sogar möglich mit einer Hardware zwei drahtlos Anwendungen zur gleichen Zeit zu bedienen, indem der Übertragungsstandard proposed to implement the radio interface reconfigurable logic device, in particular FPGA devices, which are able to dynamically implement a variety of PHYs and the information to one of the system, i. the radio unit and / or the field device, such as e.g. Flash to load. In addition to the lower layer of the interface, it is also possible to implement further higher layers through the FPGA in configurable hardware. All necessary data is loaded from the existing storage unit. The reconfiguration of corresponding logic devices can be done in fractions of a second, so that the system is very fast to switch between the different wireless transmission standards. The customer has the option of selecting a standard for the application or the system is able to perform a car detection by alternately switching between the individual wireless transmission standards. Thus, theoretically, it would even be possible to use two wireless applications at the same time using one hardware, by the transmission standard
abwechselnd oder je nach Bedarf in die Hardware, d.h. den Logikbaustein, geladen werden. Soll ein Feldgerät beispielsweise über Bluetooth konfigurieren werden, kann über ein entsprechende Bedieneinheit ein entsprechendes Signal gesendet werden, und ein Detektionsalgorithmus der Funkeinheit erkennt die Bluetooth Anfrage bzw. der Benutzer aktiviert insbesondere manuell die Bluetooth Unterstützung im Feldgerät und/oder der Funkeinheit, worauf der aktuelle drahtlose Übertragungstandard aus der rekonfigurierbaren Hardware entfernt und der entsprechende alternately or as needed in the hardware, ie the logic block loaded. If a field device is to be configured, for example, via Bluetooth, a corresponding signal can be sent via a corresponding operating unit, and a detection algorithm of the radio unit recognizes the Bluetooth request or, in particular, manually activates the user Bluetooth support in the field device and / or the radio unit, whereupon the current wireless transmission standard removes from the reconfigurable hardware and the corresponding one
Bluetooth Stack aus der angeschlossenen Speichereinheit geladen wird und für die Zeitdauer der Konfiguration aktiv bleibt. Bluetooth Stack is loaded from the attached memory unit and remains active for the duration of the configuration.
Durch das Umprogrammieren dieser flexiblen drahtlosen Schnittstelle kann ein Feldgerät mit einer einzigen Hardware mehrere drahtlose Übertragungsstandards unterstützen. Zudem wird die automatische Erkennung des verwendeten drahtlosen Übertragungsstandards ermöglicht. Es wird somit nur noch eine Funkeinheit benötigt. Zudem wird durch eine rekonfigurierbare Hardware ein schneller Wechsel zwischen den drahtlosen Übertragungsstandards ermöglicht. By reprogramming this flexible wireless interface, a single hardware field device can support multiple wireless transmission standards. In addition, the automatic detection of the wireless transmission standard used is enabled. Thus, only one radio unit is needed. In addition, a reconfigurable hardware enables faster switching between wireless transmission standards.
Die Aufgabe wird ferner durch eine erste Funkeinheit zur Verwendung in einer Anordnung gemäß einer der Ausgestaltungen der Anordnung gelöst. The object is further achieved by a first radio unit for use in an arrangement according to one of the embodiments of the arrangement.
Weiterhin wird die Aufgabe durch eine zweite Funkeinheit zur Verwendung in einer Anordnung gemäß einer der Ausgestaltungen der Anordnung gelöst. Furthermore, the object is achieved by a second radio unit for use in an arrangement according to one of the embodiments of the arrangement.
Ferner wird die Aufgabe durch einen Funkadapter zur Verwendung in einer Anordnung gemäß einer der Ausgestaltungen gelöst. Der Funkadapter kann dann bspw. über einen solchen Furthermore, the object is achieved by a radio adapter for use in an arrangement according to one of the embodiments. The radio adapter can then, for example, via such
rekonfigurierbaren Logikbaustein verfügen, der je nach Verwendungszweck umprogrammiert werden kann. So kann bspw. zur drahtlosen Konfiguration durch einen Benutzer vor Ort de have reconfigurable logic device, which can be reprogrammed depending on the purpose. For example, for wireless configuration by a user on site de
Bluetooth oder ein anderer drahtloser Nahübertragungs-Standard unterstützt werden, während im Normalbetrieb der GSM-Standard oder ein anderer drahtloser Fernübertragungsstandard unterstützt wird. Bluetooth or another wireless near-end standard, while in normal operation it supports the GSM standard or another wireless remote transmission standard.
Zudem wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Anordnung umfassend eine erste und eine zweite Funkeinheit sowie ein Feldgerät gelöst, wobei die erste Funkeinheit an eine Stromschleife zwischen dem Feldgerät und der zweiten Funkeinheit angeschlossen ist, wobei die erste Funkeinheit eine erste Funkschnittstelle und die zweite Funkeinheit eine zweite In addition, the object is achieved by a method for operating an arrangement comprising a first and a second radio unit and a field device, wherein the first radio unit is connected to a current loop between the field device and the second radio unit, wherein the first radio unit has a first radio interface and the second radio Radio unit a second
Funkschnittstelle aufweisen, und wobei über die erste Funkschnittstelle Signale insbesondere zur drahtlosen Nahübertragung und die über die zweite Funkschnittstelle Signale insbesondere zur drahtlosen Fernübertragung übertragen werden, wobei die zweite Funkeinheit über eine Have radio interface, and being transmitted via the first radio interface signals in particular for wireless Nahübertragung and the second radio interface signals in particular for wireless remote transmission, wherein the second radio unit via a
Energiequelle verfügt, vermittels welcher Energiequelle ein Strom in der Stromschleife eingestellt wird, wobei der in der Stromschleife eingestellte Strom zum Betreiben des Feldgerätes verwendet wird, und wobei die erste Funkeinheit als auch die zweite Funkeinheit mit dem Feldgerät über die Stromschleife kommunizieren. Power source has, by means of which power source, a current in the current loop is set, wherein the current set in the current loop is used to operate the field device, and wherein the first radio unit and the second radio unit communicate with the field device via the current loop.
Die in Zusammenhang mit der Anordnung genannten Ausführungsformen der vorgeschlagenen Erfindung sind entsprechend auf das Verfahren zum Betreiben der Anordnung anwendbar.  The embodiments of the proposed invention mentioned in connection with the arrangement are correspondingly applicable to the method for operating the arrangement.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Erfindung. The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. It shows: Fig. 1: a schematic representation of an embodiment of the proposed invention.
In einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik ist bspw. an einem Tank T ein Feldgerät F angebracht, welches den Füllstand des Tanks T überwachen und/oder bestimmen soll. Ein solches Feldgerät F ist zu diesem Zweck eben meist in einiger Höhe an dem Tank T angebracht und nicht oder nur schwer zugänglich. Dadurch wird das Vornehmen bspw. von Einstellungen über eine vor Ort Bedieneinheit, nicht gezeigt, des Feldgerätes F erschwert. Eine solche vor Ort Bedieneinheit besteht bspw. aus Tasten oder entsprechenden Bedienelementen die am Gehäuse des Feldgerätes F angebracht sind. In a system of process automation technology, for example, a field device F is attached to a tank T, which is intended to monitor and / or determine the fill level of the tank T. Such a field device F is for this purpose just usually attached at some height to the tank T and not or only with difficulty accessible. As a result, the making of, for example, settings via an on-site operating unit, not shown, of the field device F is made more difficult. Such an on-site operating unit consists, for example, of buttons or corresponding operating elements which are attached to the housing of the field device F.
Zur drahtlosen Kommunikation ist eine zweite Funkeinheit F2 insbesondere zur Fernübertragung von Messwerten und/oder anderen prozessrelevanten Daten des Feldgerätes F2 vorgesehen. Die Übertragung von Daten über die zweite Funkeinheit F2 ist, insbesondere wenn diese zur For wireless communication, a second radio unit F2 is provided in particular for the remote transmission of measured values and / or other process-relevant data of the field device F2. The transmission of data via the second radio unit F2 is, in particular if this for
Fernübertragung dient, sehr energieaufwendig. Daher muss die zweite Funkeinheit F2 aus Remote transmission serves, very energy consuming. Therefore, the second radio unit F2 must off
Energiespargründen oft ausgeschaltet bleiben. Eine Kommunikation mit dem Feldgerät F über die zweite Funkeinheit F2 ist daher nicht möglich oder es muss gewartet werden, bis die zweite Funkeinheit F2 wieder in Betrieb geht. Energy saving reasons often stay off. A communication with the field device F via the second radio unit F2 is therefore not possible or it must be maintained until the second radio unit F2 goes back into operation.
Es ist daher eine erste Funkeinheit F1 vorgesehen, die einen gegenüber der zweiten Funkeinheit F2 nicht redundanten drahtlosen Übertragungsstandard nutzt. Über diese erste Funkeinheit F1 kann dann, insbesondere wenn es sich um eine Funkeinheit F1 zur drahtlosen Nahübertragung handelt, eine Kommunikation mit dem Feldgerät F vor Ort stattfinden. Die Kommunikation kann bspw. seitens eines Benutzers durch ein Handheld H mit einer entsprechenden Funkschnittstelle HF zur Therefore, a first radio unit F1 is provided, which uses a wireless transmission standard which is not redundant with respect to the second radio unit F2. Via this first radio unit F1, communication with the field device F can then take place locally, in particular if it is a wireless unit F1 for wireless local transmission. The communication can, for example, by a user by a handheld H with a corresponding radio interface HF for
Kommunikation mit der ersten Funkeinheit F1 erfolgen. Weist das Handheld H bspw. ein Display A auf, können die Messwerte des Feldgerätes F dann auch vor Ort auf dem Handheld H angezeigt und von dem Benutzer abgelesen werden. Communication with the first radio unit F1 done. If the handheld H has, for example, a display A, the measured values of the field device F can then also be displayed locally on the handheld H and read by the user.
Die vorgeschlagene Anordnung besteht also aus dem Feldgerät F, der ersten und der zweiten Funkeinheit F1 , F2. Ferner kann noch zur Bedienung und/oder Anzeige das Handheld H dienen. Die zweite Funkeinheit F2 kann in dem Fall, dass sie sich in einem Bereitschaftsbetrieb befindet, über die erste Funkeinheit F1 aufgeweckt werden. Die Anordnung kann bspw. einen ersten und/oder einen zweiten Betriebsmodus, wie eingangs definiert, aufweisen, bei dem zumindest die zweite Funkschnittstelle S2 ausgeschaltet oder in einem Bereitschaftsbetrieb ist und trotzdem ein Strom in der Stromschleife S vermittels der Energiequelle E einstellbar ist bzw. bei dem kein Strom in der Stromschleife S eingestellt ist. Durch die erste Funkeinheit kann dann die zweite Funkeinheit und/oder das Feldgerät wieder in Betrieb genommen und ein Strom in der Stromschleife eingestellt werden. The proposed arrangement thus consists of the field device F, the first and the second radio unit F1, F2. Furthermore, the handheld H can still serve for operation and / or display. The second radio unit F2 can be woken up via the first radio unit F1 in the event that it is in a standby mode. The arrangement can, for example, have a first and / or a second operating mode, as defined above, in which at least the second radio interface S2 is switched off or in a standby mode and yet a current in the current loop S can be adjusted by means of the energy source E or at no current in the current loop S is set. By the first radio unit then the second radio unit and / or the field device can be put back into operation and a current in the current loop can be set.
Über die zweite Funkeinheit F2 wird das Feldgerät F dabei mit der benötigten Energie aus einer in der zweiten Funkeinheit F2 untergebrachten Energiequelle E über die Stromschleife S versorgt. An dieser Stromschleife S ist zwischen der zweiten Funkeinheit F2 und dem Feldgerät F die erste Funkeinheit F1 eingeschleift. Die erste Funkeinheit F1 besitzt vorzugsweise einen Energiespeicher G, wie bspw. Goldcaps, der über die Stromschleife S bzw. mit aus der Stromschleife S Via the second radio unit F2, the field device F is supplied with the required energy from a power source E accommodated in the second radio unit F2 via the current loop S. At This current loop S is looped between the second radio unit F2 and the field device F, the first radio unit F1. The first radio unit F1 preferably has an energy store G, such as. Goldcaps, via the current loop S and with out of the current loop S.
entnommener Energie geladen werden kann. Anstelle eines oder mehrere Goldcaps kann auch ein Akkumulator verwendet werden. removed energy can be charged. Instead of one or more gold caps, an accumulator can also be used.
Die erste Funkeinheit F1 kann ferner ebenfalls über einen energiesparenden Bereitschaftsbetrieb verfügen, während welchem auf über die erste Funkschnittstelle F1 eintreffende Aufwecksignale gewartet wird. Dabei ist der Betrieb insbesondere der Bereitschaftsbetrieb der ersten Funkeinheit F1 unabhängig von der Energieversorgung aus der Stromschleife S. In diesem Bereitschaftsbetrieb wird bevorzugt im Wesentlichen eine Eingangsschaltung, nicht gezeigt, der ersten Funkeinheit F1 , welche Eingangsschaltung zumindest die erste Funkschnittstelle S1 umfasst, mit Energie versorgt, so dass eingehende Aufwecksignale erkannt werden können. The first radio unit F1 can furthermore also have an energy-saving standby mode during which it waits for wake-up signals arriving via the first radio interface F1. In this case, the operation is in particular the standby mode of the first radio unit F1 independent of the power supply from the current loop S. In this standby mode, preferably an input circuit, not shown, the first radio unit F1, which input circuit comprises at least the first radio interface S1, supplied with energy so that incoming wake-up signals can be detected.
Ein solches Aufwecksignal kann bspw. von dem Handheld H an die erste Funkeinheit F1 gesendet werden, wodurch eine Aufweckprozedur in Gang gesetzt wird. Anstelle des Handheids H kann auch ein beliebiges Anzeige- und/oder Bediengerät verwendet werden. Die Übertragung des ersten Aufwecksignals ist in Figur 1 mittels gestrichelter Linie zwischen dem Handheld H und der ersten Funkeinheit F1 dargestellt. Such a wake-up signal may, for example, be sent from the handheld H to the first radio unit F1, thereby initiating a wake-up procedure. Instead of Handheids H can also be used any display and / or operating device. The transmission of the first wake-up signal is shown in FIG. 1 by means of a dashed line between the handheld H and the first radio unit F1.
Die Aufweckprozedur umfasst dabei das Senden des ersten Aufwecksignals von dem Handheld H zu der ersten Funkeinheit F1. Die erste Funkeinheit F1 kann über ein Modem M verfügen, welches ausgelöst von dem empfangenen ersten Aufwecksignal entsprechende Signale, insbesondere ein zweites Aufwecksignal, in der Stromschleife S einstellt. Das weite Aufwecksignal ist in Figur 1 durch eine gestrichelte Linie zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit dargestellt und wird über die Stromschleife S übertragen. Dabei kann zur Kommunikation des zweiten The wake-up procedure comprises sending the first wake-up signal from the handheld H to the first radio unit F1. The first radio unit F1 may have a modem M which triggers signals corresponding to the received first wake-up signal, in particular a second wake-up signal, in the current loop S. The wide wake-up signal is shown in FIG. 1 by a dashed line between the first radio unit and the second radio unit and is transmitted via the current loop S. It can be used to communicate the second
Aufwecksignals über die Stromschleife S das HART-Protokoll verwendet werden. Über die Wake-up signal via the current loop S HART protocol used. About the
Stromschleife S findet dann eine Signalübertragung statt, die vermittels des Energiespeichers G der ersten Funkeinheit F1 gespeist wird. Diese Signalübertragung über die Stromschleife S stellt dann das zweite Aufwecksignal dar, das ein Aufwecken der zweiten Funkeinheit F2 aus dem ersten bzw. zweiten Bereitschaftsbetrieb bewirkt. Dies kann bspw. einfach durch die Detektion einer Current loop S then takes place a signal transmission, which is fed by means of the energy storage G of the first radio unit F1. This signal transmission via the current loop S then represents the second wake-up signal, which causes the second radio unit F2 to wake up from the first or second standby mode. This can, for example, simply by the detection of a
Kommunikation, d.h. Datenübertragung bspw. gemäß dem HART-Protokoll, erfolgen. Eine entsprechende Detektion bzw. ein entsprechender Bereitschaftsbetrieb kann gemäß dem in der DE 102007048476 A1 offenbarten Verfahren verwirklicht werden, indem nämlich die entsprechende Schnittstelle zur Stromschleife, nicht gezeigt, getaktet betrieben wird. Wird also eine solche Communication, i. Data transmission, for example, according to the HART protocol done. A corresponding detection or a corresponding standby mode can be realized according to the method disclosed in DE 102007048476 A1, namely by operating the corresponding interface to the current loop, not shown, in a clocked manner. So will one
Datenübertragung detektiert, kann die Energieversorgung für weitere Elektronikeinheiten der zweiten Funkeinheit F2 eingeschaltet werden. Ferner kann dann vermittels der Energiequelle E der zweiten Funkeinheit F2 ein Strom in der Stromschleife S eingestellt werden, der das Feldgerät F mit Energie versorgt. Zudem kann der Energiespeicher G der ersten Funkeinheit F1 bzw. des darin integrierten Modems M wieder aufgeladen werden, zu diesem Zweck ist eine Schaltung L in der ersten Funkeinheit vorgesehen, durch die das Aufladen des Energiespeichers gesteuert und/oder überwacht werden kann. Das Aufwecken des Feldgerätes F bzw. der zweiten Funkeinheit F2 ist auch dann möglich, wenn die zweite Funkeinheit F2 ausgeschaltet bzw. in einem Data transmission detected, the power supply for other electronic units of the second radio unit F2 can be turned on. Furthermore, then by means of the energy source E of the second radio unit F2, a current in the current loop S can be set, which supplies the field device F with energy. In addition, the energy storage G of the first radio unit F1 or the modem M integrated therein can be recharged, for this purpose a circuit L in the provided first radio unit, by which the charging of the energy storage can be controlled and / or monitored. The waking of the field device F or the second radio unit F2 is also possible when the second radio unit F2 off or in a
Bereitschaftsbetrieb ist. Dadurch, dass eine drahtlose Signalübertragung zwischen dem Handheld H und der ersten Funkeinheit F1 erfolgt, ist ein Aufwecken auch bei schwer zugänglicher zweiter Funkeinheit F2 oder Feldgerät F möglich. Außerdem ist nun ein schnelles Aufwecken durch einen Benutzer vor Ort möglich, ohne dass lange auf eine aktive Phase der zweiten Funkeinheit F2 gewartet werden muss. Zudem ist nur noch eine Energiequelle E, wie bspw. eine Batterie erforderlich, die ggfs. gewartet und/oder ausgetauscht werden muss. Die erste Funkeinheit F1 bzw. deren Modem M ist im Wesentlichen wartungsfrei. Die erste und zweite Funkeinheit F1 , F2 bzw. die erste und zweite Funkschnittstelle S1 , S2 können in ein einziges Gerät, nicht gezeigt, integriert werden. Damit ein Strom in der Stromschleife S eingestellt werden kann, verfügt die zweite Standby mode is. As a result of the fact that wireless signal transmission takes place between the handheld H and the first radio unit F1, it is possible to wake up even if the second radio unit F2 or field device F is difficult to access. In addition, a quick wake-up by a user on site is now possible without having to wait long for an active phase of the second radio unit F2. In addition, only one energy source E, such as, for example, a battery is required, which may need to be serviced and / or replaced. The first radio unit F1 or its modem M is essentially maintenance-free. The first and second radio units F1, F2 and the first and second radio interface S1, S2 can be integrated into a single device, not shown. So that one current can be set in the current loop S, the second one has
Funkeinheit F2 über ein entsprechende Versorgungsschaltung V, die es bspw. im ersten Radio unit F2 via a corresponding supply circuit V, which, for example, in the first
Betriebsmodus auch ermöglicht, dass ein Strom in der Stromschleife vermittels der Energiequelle E eingestellt wird, wenn die zweite Funkeinheit F2 in einem Bereitschaftsbetrieb ist oder die zweite Funkschnittstelle S2 ausgeschaltet ist. Operation mode also allows a current in the current loop is set by means of the power source E, when the second radio unit F2 is in a standby mode or the second radio interface S2 is turned off.
Außerdem kann die Kommunikation zw. Handheld H und der ersten Funkeinheit F1 über das 433Mhz Band oder den ZigBee-Standard erfolgen. Die Kommunikation zw. Handheld H und erster Funkeinheit F1 kann bspw. zur Überwachung vor Ort bei der Befüllung des Tanks T genutzt werden. Außerdem kann die Kommunikation zwischen Handheld H und der ersten Funkeinheit F1 für die Konfiguration des Feldgerätes F und/oder der zweiten Funkschnittstelle F2 genutzt werden. In addition, the communication between handheld H and the first radio unit F1 can be done via the 433Mhz band or the ZigBee standard. The communication between the handheld H and the first radio unit F1 can be used, for example, for on-site monitoring during the filling of the tank T. In addition, the communication between handheld H and the first radio unit F1 can be used for the configuration of the field device F and / or the second radio interface F2.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
T Tank T tank
X Medium  X medium
F Feldgerät  F field device
H Handheld/Bediengerät  H Handheld / HMI device
A Display/Anzeigeinheit  A display / display unit
S Stromschleife  S current loop
F1 erste Funkeinheit  F1 first radio unit
F2 zweite Funkeinheit  F2 second radio unit
51 erste Funkschnittstelle  51 first radio interface
52 zweite Funkschnittstelle  52 second radio interface
L Schaltung L circuit
M Modem  M modem
G Energiespeicher  G Energy storage
E Energiequelle  E energy source
V Versorgungseinheit  V supply unit
HF Handheld-Funkschnittstelle  HF handheld wireless interface

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung umfassend eine erste und eine zweite Funkeinheit (F1 , F2) sowie ein Feldgerät (F), wobei die erste Funkeinheit (F1) an eine Stromschleife (S) zwischen dem Feldgerät (F) und der zweiten Funkeinheit (F2) angeschlossen ist, An arrangement comprising a first and a second radio unit (F1, F2) and a field device (F), wherein the first radio unit (F1) is connected to a current loop (S) between the field device (F) and the second radio unit (F2) .
wobei die erste Funkeinheit (F1) eine erste Funkschnittstelle (S1) und die zweite Funkeinheit (F2) eine zweite Funkschnittstelle (S2) aufweisen, und wherein the first radio unit (F1) has a first radio interface (S1) and the second radio unit (F2) has a second radio interface (S2), and
wobei die erste Funkschnittstelle (S1) insbesondere zur drahtlosen Nahübertragung von Signalen und die zweite Funkschnittstelle (S2) insbesondere zur drahtlosen Fernübertragung von Signalen dienen, wherein the first radio interface (S1) is used in particular for the wireless near-transmission of signals and the second radio interface (S2) in particular for the wireless remote transmission of signals,
wobei die zweite Funkeinheit (F2) über eine Energiequelle (E) verfügt, vermittels welcher wherein the second radio unit (F2) has an energy source (E) by means of which
Energiequelle (E) ein Strom in der Stromschleife (S) einstellbar ist, Energy source (E) a current in the current loop (S) is adjustable,
wobei der in der Stromschleife (S) eingestellte Strom zumindest zum Betreiben des Feldgerätes (F) dient, und wherein the current set in the current loop (S) at least serves to operate the field device (F), and
wobei die erste Funkeinheit (F1) als auch die zweite Funkeinheit (F2) zur Kommunikation mit dem Feldgerät über die Stromschleife (S) dienen. wherein the first radio unit (F1) and the second radio unit (F2) are used for communication with the field device via the current loop (S).
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, 2. Arrangement according to claim 1, characterized
dass in einem ersten Betriebsmodus zumindest die zweite Funkschnittstelle (S2) ausgeschaltet oder in einem Bereitschaftsbetrieb ist, in a first operating mode, at least the second radio interface (S2) is switched off or in a standby mode,
wobei in dem ersten Betriebsmodus der Strom in der Stromschleife (S) jedoch weiterhin vermittels der Energiequelle (E) der zweiten Funkeinheit (F2) einstellbar ist, und wobei in dem ersten however, in the first operating mode, the current in the current loop (S) is still adjustable by means of the energy source (E) of the second radio unit (F2), and wherein in the first
Betriebsmodus die erste Funkeinheit (F1) zur Kommunikation mit dem Feldgerät (F) dient. Operating mode, the first radio unit (F1) for communication with the field device (F) is used.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized
dass die erste Funkeinheit (F1) einen Energiespeicher (G) aufweist. the first radio unit (F1) has an energy store (G).
4. Anordnung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, 4. Arrangement according to the preceding claim, characterized
dass die erste Funkeinheit (F1) ferner eine Schaltung (L) aufweist, die dazu dient, den the first radio unit (F1) further comprises a circuit (L) serving to connect the
Energiespeicher (G) bedarfsweise aufzuladen, wenn ein in der Stromschleife (S) eingestellter elektrischer Strom einen ersten vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Energy storage (G), if necessary, to charge, when in the current loop (S) set electrical current exceeds a first predetermined threshold.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, 5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized
dass der Energiespeicher (G) ferner dazu dient, die erste Funkeinheit (F1) mit Energie zu versorgen, wenn der in der Stromschleife (S) eingestellte Strom einen zweiten vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. the energy store (G) also serves to supply energy to the first radio unit (F1) when the current set in the current loop (S) falls below a second predetermined threshold value.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, 6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized
dass, in dem Fall dass, ein Strom in der Stromschleife (S) vorhanden ist, die Schaltung dazu dient, den Energiespeicher (G) aufzuladen. in that, in the case that there is a current in the current loop (S), the circuit serves to charge the energy store (G).
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, 7. Arrangement according to one of claims 3 to 6, characterized
dass, in dem Fall dass die Stromschleife (S) frei von einem elektrischen Strom ist, der that, in the case that the current loop (S) is free of an electric current, the
Energiespeicher (G) dazu dient, die erste Funkeinheit (F1) mit Energie zu versorgen. Energy storage (G) serves to provide the first radio unit (F1) with energy.
8. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der ersten Funkeinheit (F1) um eine Funkeinheit zur Nahübertragung von Signalen gemäß dem Bluetooth-Standard oder dem WLAN-Standard handelt. 8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first radio unit (F1) is a radio unit for close transmission of signals according to the Bluetooth standard or the WLAN standard.
9. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zweiten Funkeinheit (F2) um eine Funkeinheit zur Fernübertragung gemäß dem Global-System- for-Mobile-Communications-Standard kurz GSM-Standard handelt 9. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second radio unit (F2) is a radio unit for remote transmission according to the Global System for Mobile Communications standard short GSM standard
10. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funkeinheit (F1) und/oder die zweite Funkeinheit (F2), insbesondere wenn ein Strom in der Stromschleife (S) eingestellt ist, zur Kommunikation mit dem Feldgerät (F), bevorzugt zum 10. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first radio unit (F1) and / or the second radio unit (F2), in particular when a current in the current loop (S) is set, for communication with the field device (F) , preferably for
Vornehmen von Einstellungen an dem Feldgerät (F) oder zum Abfragen von Daten von dem Feldgerät (F), über die Stromschleife (S) dienen. Making adjustments to the field device (F) or polling data from the field device (F) over which current loop (S) is provided.
1 1. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Betriebsmodus kein Strom vermittels der Energiequelle (E) der zweiten Funkeinheit (F2) in der Stromschleife (S) eingestellt wird und die Stromschleife (S) im zweiten Betriebsmodus im Wesentlichen frei von einem elektrischen Strom ist. 1 1. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in a second operating mode no current by means of the energy source (E) of the second radio unit (F2) in the current loop (S) is set and the current loop (S) in the second operating mode in Essentially free of an electric current.
12. Anordnung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, 12. Arrangement according to the preceding claim, characterized
dass die erste Funkeinheit (F1) ferner Mittel (M) aufweist, die dazu dienen, dass in dem Fall, dass die erste Funkeinheit (F1) ein erstes Aufwecksignal über die erste Funkschnittstelle empfängt, ein entsprechendes zweites Aufwecksignal über die Stromschleife zu senden, in that the first radio unit (F1) further comprises means (M) for transmitting, in the event that the first radio unit (F1) receives a first wake-up signal via the first radio interface, a corresponding second wake-up signal via the current loop,
wobei das zweite Aufwecksignal zum Aufwecken der zweiten Funkeinheit (F2) aus dem zweiten Betriebsmodus über die Stromschleife (S) dient. wherein the second wake-up signal is for waking up the second radio unit (F2) from the second mode of operation via the current loop (S).
13. Anordnung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem 13. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that after the
Empfangen des zweiten Aufwecksignals über die Stromschleife (S) die Energiequelle (E) der zweiten Funkeinheit einen vorgegebenen Strom in der Stromschleife (S) einstellt. Receiving the second wake-up signal via the current loop (S), the energy source (E) of the second radio unit sets a predetermined current in the current loop (S).
14. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Funkeinheit (F1 , F2) in einen einzigen Funkadapter integriert sind. 14. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second radio unit (F1, F2) are integrated into a single radio adapter.
15. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein umprogrammierbarer Logikbaustein vorgesehen ist, wobei der Logikbaustein zum Betreiben der ersten und/oder der zweiten Funkeinheit (F1 , F2), insbesondere zum Betreiben der ersten und zweiten Funkschnittstelle (S1 , S2), dient. 15. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a reprogrammable logic module is provided, wherein the logic module for operating the first and / or the second radio unit (F1, F2), in particular for operating the first and second radio interface (S1, S2), is used.
16. Anordnung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Logikbaustein um ein rekonfigurierbares FPGA handelt. 16. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that it is the logic device is a reconfigurable FPGA.
17. Eine erste Funkeinheit (F1) zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche. 17. A first radio unit (F1) for use in an arrangement according to one of the preceding claims.
18. Eine zweite Funkeinheit (F2) zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16.  18. A second radio unit (F2) for use in an arrangement according to one of claims 1 to 16.
19. Einen Funkadapter zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16. 19. A radio adapter for use in an arrangement according to one of claims 14 to 16.
20. Verfahren zum Betreiben einer Anordnung umfassend eine erste und eine zweite Funkeinheit (F1 , F2) sowie ein Feldgerät (F), wobei die erste Funkeinheit (F1) an eine Stromschleife (S) zwischen dem Feldgerät (F) und der zweiten Funkeinheit (F2) angeschlossen ist, wobei die erste Funkeinheit (F1) eine erste Funkschnittstelle (S1) und die zweite Funkeinheit (F2) eine zweite Funkschnittstelle (S2) aufweisen, und 20. A method for operating an arrangement comprising a first and a second radio unit (F1, F2) and a field device (F), wherein the first radio unit (F1) to a current loop (S) between the field device (F) and the second radio unit ( F2), the first radio unit (F1) having a first radio interface (S1) and the second radio unit (F2) having a second radio interface (S2), and
wobei über die erste Funkschnittstelle (S1) Signale insbesondere zur Nahübertragung und die über die zweite Funkschnittstelle (S2) Signale insbesondere zur Fernübertragung übertragen werden, wobei die zweite Funkeinheit (F2) über eine Energiequelle (E) verfügt, vermittels welcher wherein signals are transmitted in particular for close transmission via the first radio interface (S1) and signals for remote transmission in particular via the second radio interface (S2), the second radio unit (F2) having an energy source (E) by means of which
Energiequelle (E) ein Strom in der Stromschleife (S) eingestellt wird, Energy source (E) a current in the current loop (S) is set,
wobei der in der Stromschleife (S) eingestellte Strom zum Betreiben des Feldgerätes (F) verwendet wird, und wobei die erste Funkeinheit (F1) als auch die zweite Funkeinheit (F2) mit dem Feldgerät (F) über die Stromschleife (S) kommunizieren. wherein the current set in the current loop (S) is used to operate the field device (F), and wherein the first radio unit (F1) and the second radio unit (F2) communicate with the field device (F) via the current loop (S).
PCT/EP2011/064662 2010-10-20 2011-08-25 Arrangement comprising a first and a second radio unit and a field device and a method for operating the same WO2012052207A1 (en)

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