WO2017072042A1 - Monitoring unit and field device arrangement comprising a monitoring unit - Google Patents

Monitoring unit and field device arrangement comprising a monitoring unit Download PDF

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WO2017072042A1
WO2017072042A1 PCT/EP2016/075384 EP2016075384W WO2017072042A1 WO 2017072042 A1 WO2017072042 A1 WO 2017072042A1 EP 2016075384 W EP2016075384 W EP 2016075384W WO 2017072042 A1 WO2017072042 A1 WO 2017072042A1
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WO
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electronics
control
monitoring unit
connector
operating
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/075384
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German (de)
French (fr)
Inventor
Guido König
Peter Arzbach
Melanie Dürr
Harald Kah
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Samson Aktiengesellschaft
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423Input/output
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/126Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a diaphragm, bellows, or the like
    • F16K31/1262Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a diaphragm, bellows, or the like one side of the diaphragm being spring loaded
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005Fault detection or monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration

Definitions

  • the invention relates to a signaling, device-specific monitoring unit for a particular controlled by a control room control device.
  • the invention also relates to a field device arrangement of a process plant, such as a food processing plant, such as a brewery, a power plant, a petrochemical plant, or the like, which includes a control device and a signaling, device-specific monitoring unit.
  • the monitoring electronics comprises a display for outputting a predetermined signaling code, which can indicate, for example visually or acoustically, whether the actuating device is working faultlessly or incorrectly or whether the actuating device has possibly even been switched off.
  • a positioner which is integrated in a connector.
  • the positioner can be connected to a control valve so as to realize a control device that can be controlled from a control room.
  • the plug-like housing of the positioner displays are provided to indicate the status of the positioner. To indicate safety-critical errors, the plug-in positioner has proved to be poorly suited, since positioner errors can go undetected if, for example, as a result of an error, no correct activation of the control unit's own display takes place.
  • WO 99/21066 A1 discloses a method and a device for verifying the operating state of a safety-related actuating device which has a monitoring unit with indicator lights which signal the state of the actuating device.
  • the microprocessor of the positioner may send messages to the monitoring unit to control them such that the display indicates, for example, the execution of a diagnostic or a fault alarm.
  • a communication link in the form of a paired cable is provided for all communication between a control room and the control device located in the field.
  • the control message from the positioner to the monitoring unit is sent by the microprocessor of the positioner by changing a signal in the communication link from the microprocessor.
  • the positioner may, if errors occur that affect the diagnostic and / or communication function of the positioner, may no longer send messages to the monitoring unit to control their display.
  • the display of the monitoring unit indicates that the actuator is operating correctly, although in reality there may be serious errors.
  • the known field device arrangement requires a control device specially configured to control a monitoring unit with a correspondingly adapted positioner. In order to nachzurösten existing field devices with a monitoring unit, so must be replaced or reconfigured according to the known field device arrangement, the control electronics of the existing actuator at high cost and time.
  • a signaling, device-specific monitoring unit for a particular controlled by a control room control device is provided with a control armature.
  • the signaling monitoring unit can in particular be such Stellstellindividuell that, for example, one, several or all actuators of a process plant, such as a food processing plant, a power plant, a petrochemical plant or the like, each assigned its own monitoring unit.
  • a control device usually has an actuating armature, such as a control valve, a control armature confirming, in particular pneumatic actuator and an actuator driving the control electronics, such as a positioner, on.
  • the signaling, device-specific monitoring unit comprises a signal receiver for receiving at least one control-system-specific and / or setting device-specific, in particular setting-electronics-specific, operating information.
  • operating information may be an error state, an emergency shutdown state, or a maintenance state.
  • An operating information may also be an actual operating state, such as a distance measured value, which may relate, for example, to a travel of an actuator or control valve, a pressure reading, for example regarding a pressure in a process fluid of the process plant or in a pneumatic fluid for actuating a pneumatic actuator, or a temperature reading that may relate, for example, to the temperature of the process fluid or the temperature of a component of the actuator.
  • a desired operating state can realize operating information.
  • the signaling device-specific monitoring unit comprises, for example, an acoustic or visual display for outputting a predetermined signaling code, for example a signal color or a signal tone.
  • the signaling, device-specific monitoring unit comprises non-electronic processing electronics, which is adapted to evaluate the at least one received operating information such that according to a predetermined monitoring key, the predetermined signaling code of the at least one operating information is assigned, and causes the output of the predetermined signaling code. It is clear that with control electronics the complete electronics of the - -
  • Actuator can be designated and inasmuch as the processing electronics can also be referred to as terte de change device.
  • the processing electronics can determine which predetermined signaling code the display issues as a result of the at least one received operating information.
  • the monitoring unit is capable of independent of any malfunction of the actuator independently on the basis of the received operating information to recognize what type of signaling code to be issued has to be.
  • the processing electronics is designed to evaluate at least two, preferably four or six, received operating information such that according to the predetermined monitoring key the predetermined signaling code is assigned to the at least two evaluated operating information.
  • the processing electronics can be designed to evaluate a plurality of pressure measurement values recorded in chronological succession according to predetermined pressure values which form a key and, in the case of a deviation from the predetermined pressure value key, to associate the pressure measurement values with, for example, a leakage error code.
  • the processing electronics comprises a microprocessor, in particular a microcontroller, and / or an analog logic circuit for assigning the received device-specific operating information to the predetermined signaling code and / or for initiating the output of the predetermined signaling code by the display.
  • a microcontroller may be configured to evaluate a pressure reading against a pressure setpoint key to detect if it is detected - -
  • An analog logic circuit can, for example, assign a predetermined signaling code to a received controller-specific operating information as a function of a current or voltage threshold. For example, when the threshold is undershot or exceeded by the received actuator-specific operational information, the logic circuitry may associate a predetermined signaling code representing an error condition or a properly-functioning condition.
  • An analog logic circuit may in particular be designed to assign a predetermined error signaling code to a received actuator-specific operating information in the form of an either active or inactive analog signal.
  • an analog output active on an output pin during normal operation can become inactive in a faulty error, which assigns the analog logic circuit to a predetermined error signaling code.
  • the processing electronics comprise the signal receiver.
  • Signal receiver and processing electronics can be realized in particular in functional union, for example by a microcontroller.
  • the signal receiver actively extracts the setting device-specific operating information from the actuating device, in particular the adjusting electronics.
  • the signal receiver is designed to subtract the operating information by the signal receiver sends a request for a particular specific actuator-specific operating information to the control device, in particular the control electronics to cause the actuator, in particular the control electronics to tell the signal receiver the actuator-specific operating information ,
  • a monitoring unit which is designed to actively extract the operating information from the actuating device can realize a type of master-slave connection, in which the monitoring - -
  • the control unit in particular the control electronics, commands the monitoring unit for delivering a specific actuator-specific information sequence follows.
  • the signal receiver is adapted to receive the actuator-specific operating information by the actuator-specific operating information derives from an operating signal that is addressed to the control electronics, or derives from an operating signal, which comes from the control electronics and the control electronics is addressed to a non-monitoring addressee, such as a control room.
  • the adjusting electronics are designed to receive and / or to output formatted operating signals in accordance with a HART protocol or according to a fieldbus protocol.
  • the signal receiver of the monitoring unit listens for communication between the adjusting electronics and an addressee, such as a control room, which differs from the monitoring unit and the adjusting electronics.
  • the signal receiver can subtract an electrical operating signal from a cable connection between the control electronics and control room inductively or by parallel connection, without disturbing the operating signal.
  • the signal receiver can also be designed to listen to a wireless, for example by wireless, in particular WLAN or Bluetooth, or infrared transmitted operating signal between a control room and a monitoring unit foreign communication unit, such as a control room, and to receive the setting device-specific operating information.
  • the signal receiver can receive operating signals that are formatted according to a HART protocol or according to a fieldbus protocol, which originate from the electronic control unit or addressed to the control electronics, recognize as operating device-specific operating information and pass it on to the processing electronics external to the control electronics for evaluation.
  • the monitoring unit has a housing which accommodates the processing electronics and comprises at least one housing wall, which is arranged between the processing electronics and the adjusting electronics and separates the processing electronics from the adjusting electronics.
  • the housing comprises a connection which corresponds to a connector strip.
  • the housing comprises a connector for connection to the actuator.
  • the connector may be designed as a two-wire connector, RS-232 connector, USB connector, M8 connector, M12 connector, device socket, or the like.
  • the connector of the housing is preferably male.
  • the housing has another connector, such as a two-wire connector, an RS-232 connector, USB connector; M8 connector, M12 connector, device connector or the like, for connecting to a computer, a control room or the like.
  • Another connector may preferably be female.
  • Such a housing may be adapted to be connected to a housing of a control electronics by an existing output slot of the control electronics, in which a cable connection is connected to a control room or a computer, for connection of the monitoring unit for use. If the housing of the monitoring unit is equipped with a further connector, it can be positioned as an additional module between the control electronics housing and a normally directly connected signal transmission cable or the like.
  • the housing of the monitoring electronics picks up the display or a separate display housing is provided which receives the display which is separate or separate from the housing for the monitoring electronics.
  • the monitoring electronics can be connected to the display by cable or wirelessly by means of wireless signals.
  • a housing can be arranged with the monitoring electronics directly to the actuator to receive the at least one Leitwartenspezifische and / or stelltechnikspezifi- cal operating information, while the display with the display housing freely selectable, for example on the actuator or spaced from the actuator to a good visible location can be arranged.
  • the monitoring unit has an energy supply for the processing electronics which is independent in particular of the power supply of the control electronics.
  • the monitoring unit may comprise an accumulator, such as a battery, or a generator, which converts the auxiliary pneumatic power of the actuator into electrical supply energy.
  • the invention also relates to a field device arrangement of a process plant, such as a food processing plant, such as a brewery, a power plant, a chemical plant, such as a petrochemical plant, or the like.
  • the field device arrangement comprises an actuating device with a control electronics, which has a positioner for controlling a particular pneumatic actuator and a signaling, device-specific monitoring unit.
  • the monitoring unit can in particular be designed as described above.
  • the signaling, device-specific monitoring unit of the field device arrangement comprises a signal receiver for receiving at least one actuating device-specific, in particular setting electronics-specific, operating data, such as operating information, in particular an error state or a maintenance state.
  • the actuator-specific operating date may also be an actual operating state, such as a distance measured value, a pressure measured value or a temperature measured value, or a desired operating state.
  • Actuator-specific operating data may in particular be a leakage value or a leakage state when a predetermined leakage limit value is exceeded.
  • the signaling, device-specific monitoring unit comprises a display for outputting a predetermined signaling code.
  • the control electronics has at least one control signal input via which the positioner receives the at least one operating data, for example, from the control room and / or has at least one power supply input via which the positioner is supplied with electrical energy.
  • control electronics comprises an additional communication interface which is coupled directly to the monitoring unit to output via the display actuator-specific operating data associated signaling codes. Since the adjusting electronics has an additional communication interface in addition to or alongside the at least one control signal input and / or the power supply input, it is possible to ensure be made that the information transmitted via the control signal input information is not corrupted by the transmission of operating data to the monitoring unit.
  • the additional communication interface has at least one, preferably exactly one, exactly two or exactly three pins.
  • an RS-232 connector, a USB connector, an M8 connector, an M12 connector or a device connector has the at least one pin.
  • a control electronics has an output with three pins. Of these three pins is often exactly one pin unused.
  • the device-specific monitoring electronics for example, be placed as an intermediate connector for such a standard three-pin output of the actuator such that the two standard pins used are connected by the intermediate connector with a line that is usually sitting directly on the three-pin connector, to transmit signals to a control room.
  • the third, usually unused pin can then be used exclusively to provide field device specific operating data of the monitoring unit.
  • the adjusting electronics are arranged in a housing having an opening, in particular with a screw thread, which can be assigned to a signal conductor, such as a cable connection, for communication of the control electronics with the control room, a computer or the like ,
  • the screw thread may preferably be a so-called PG thread.
  • the adjusting electronics is arranged in a housing having an opening, wherein the adjusting electronics has a particular arranged in the opening connector, in particular a device connector for a cable connection for communication with the control room, a computer or the like , - -
  • the additional communication interface is designed to transmit the setting device-specific operating data as at least one, preferably exactly one or two, continuous or modulated, binary signal.
  • an error operating date can be transmitted via a pin of a device plug connector, which is provided for error signal transmission.
  • the additional communication interface is adapted to transmit the at least one setting device-specific operating date to the monitoring unit as an addressed operating signal, for example as a HART signal, or as a desired signaling code for the display.
  • an addressed operating signal for example as a HART signal
  • a desired signaling code for the display for example, it is possible to speak of a master-slave communication between the actuating device and the device-specific monitoring unit, with the monitoring unit operating as a hierarchically subordinate slave in accordance with the commands of the actuating device acting as the master.
  • the monitoring unit may be designed to control the display in accordance with the desired signaling code.
  • the additional communication interface can, for example, communicate an operating date as an operating signal addressed to the monitoring unit, for example if the actuating device has detected an error on the basis of an internal error detection routine, or if a diagnostic routine of the actuating device has detected an impaired operation of the actuating device, the error detection or the diagnosis result ,
  • the field device has a control electronics housing in which the control electronics is housed, and the field device further comprises an additional housing in which the processing electronics is housed.
  • the control electronics and the processing electronics are separated from each other by at least one housing wall of the housing and / or a housing wall of the positioner housing.
  • the control electronics housing and the additional housing create two separate spaces for on the one hand the control electronics and, on the other hand, the processing electronics.
  • the processing electronics comprises a microprocessor, in particular a microcontroller, and / or an analog logic circuit for assigning the at least one actuator specific operating date to the predetermined signaling code and / or for causing the output of the predetermined signaling code by the display.
  • a microcontroller in particular a microprocessor, may be equipped with a HART communicator to receive and interpret a HART signal coded operating date from the control electronics to cause the display of the predetermined signaling code by the display.
  • the monitoring unit has a particular independent of the power supply of the control electronics power supply for the processing electronics.
  • An independent energy supply as described above, for example, as an accumulator, in particular as a battery or as a generator, be realized.
  • Figure 1 is a schematic representation of a field device arrangement with a control device and a monitoring unit, which are connected via a common two-wire connection with a control room;
  • FIG. 2 shows a field device with a positioning device whose positioning electronics are connected to a control room and a monitoring unit connected to the adjusting electronics; - -
  • FIG. 3 shows a field device arrangement with a control device connected to a control room and with a monitoring unit whose processing electronics accesses the connection between the actuating device and the control room for supplying energy;
  • FIG. 4 shows a field device arrangement with a positioning device and a monitoring unit with a common power supply
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a monitoring unit whose housing can be inserted between a conventional actuator-side plug and a standard control-room-side cable socket;
  • FIG. 5 a shows the monitoring unit according to FIG. 5 in the mounted state
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a monitoring unit with a housing with a threaded connection for screwing into the usual positioner housing;
  • FIG. 6a shows the monitoring unit according to FIG. 6 in the assembled state
  • Figure 7 shows a field device with a control valve, which is actuated by an actuator and connected thereto control electronics with a monitoring unit.
  • a monitoring unit according to the invention of the illustrated field device arrangement 100 is provided with the reference numeral 101.
  • the monitoring unit 101 is individually associated with a control device 151 which is controlled by a control room 191 in order to control a process fluid flow of a process fluid of a process plant (not closer - -
  • the control room 191 can control numerous (not shown) actuators a process engineering system, each actuator can optionally have a Stellieriindividuelle monitoring unit.
  • the actuator 151 is connected to the control room 191 by a two-wire connection 181 to energize the actuator and to communicate data or signals between the control room and the actuator.
  • a 24 volt DC supply can be provided for the power supply and for communication with the actuator
  • an analog or digital 4-20 mA control signal can be transmitted, for example via the two-wire connection 181, preferably using a HART protocol.
  • the actuator 151 includes a control valve 153, with which the actuator 151 can act on a process fluid to adjust a process fluid flow, for example, in terms of volume flow, a differential pressure or the like.
  • the actuator 151 further includes a pneumatic actuator 155, which may be connected for actuating the control valve 153, for example by means of a valve rod for power transmission.
  • the pneumatic pressure which is converted into the actuating force for the control valve 153 in the pneumatic drive 155 is provided by a pneumatic source 193, which need not be part of the actuator 151.
  • the electronic control unit 157 of the actuating device 151 comprises at least one IP converter 161.
  • the electronic control unit 157 can be realized as a positioner with an I / P converter 161. If the electronic control unit 157, as shown in Figure 1, gets specified by the control room 191 as Steuerleitwert a position control value for the control valve 153, the control electronics can learn the actual position of the control valve 153 from a position or displacement sensor 163 and the I / P converter 161 according to known control algorithms generate a control pressure for the pneumatic actuator 155 so that the control valve 153 assumes a desired position according to the Steuerleitwert. - -
  • the adjusting electronics 157 can, for example, transmit an actual position from the displacement sensor 163 to the control room 191 via the two-wire connection 181, for example for diagnostic purposes.
  • the control electronics 157 may include a communication electronics 167.
  • the communication electronics 167 may be configured to receive and optionally issue a coded HART protocol signal or signals generated according to another protocol, such as the Fieldbus Foundation protocol or the original interface protocol (SSP) of the assignee.
  • the communication electronics 167 can be realized for example as a so-called HART coupler or HART interpreter.
  • the communication electronics 167 of the control electronics 157 may be configured to receive and / or output analog continuous or modulated binary signals.
  • pulse-width modulated (PWM) signals are considered as modulated binary signals, but also frequency-modulated (FM) or amplitude modulated (AM) binary signals.
  • the monitoring unit 101 comprises a signal receiver 111, a processing electronics 121 and an optical signal code display, such as a traffic light 131.
  • the traffic light 131 has three LED lights 133, which are red, yellow and green, for example. It should be understood that other bulbs may be used instead of LED lights 133 or optical displays that are non-self-luminous, such as e-ink displays.
  • the traffic light 131 may be arranged in the housing 103 of the monitoring unit 101. However, the monitor unit 101 may instead have a display housed in a different housing than the housing 103 containing the processing electronics 121 (not shown).
  • the processing electronics 121 For receiving operating information from the control electronics, the processing electronics 121 comprises a signal receiver 111.
  • the signal receiver 111 may be realized, for example, as a HARL interpreter separated from a microcontroller-based processing electronics 121. But it is also conceivable that the processing electronics 121 is realized in functional union with the signal receiver 111, for example as analog signal processing electronics or logic circuit. - -
  • the signal receiver 111 can physically access the connection between the electronic control unit 157 and the control room 191, for example according to FIG. 1, in that the signal receiver 111 is connected to the two-wire connection 181. It is clear that a connection between a control room 191 and a control device 151 can also be wireless, for example by radio. In such a case, the monitoring unit 101 includes as a signal receiver 111 a radio transponder or the like.
  • the signal receiver 111 can receive operating information from the control electronics 157 by listening to or listening to the communication between the control electronics 157 and the control room 191 and the signals derives from sauceer communication. That is, the operation information generated by the adjusting electronics 157 to be transmitted to the control room 191 is detected by the signal receiver 111 to be evaluated by the processing electronics 121. On the basis of the evaluation of the operating information (s) received by the signal receiver 111, the processing electronics 121 decides which signal code is output by the display or if, for example, the red LED, the yellow LED or the green LED 133 of the traffic light 131 is illuminated. The operating signal transmitted between the control room 191 and the electronic control unit 157 is not falsified.
  • the signal receiver 111 may deduct operating information from the actuator 151.
  • the signal receiver 111 may request or request an actual position value which is determined by the position sensor 163. If the signal receiver 111 requests an actuator-specific operating information such as an actual operating value or actual operating state from the actuator 151, this can be done, for example, by the signal receiver 111 sending a corresponding command to the electronic control unit 151 for answering with the desired actual operating value.
  • the electronic control unit 157 informs the signal receiver 111 of the actual operating value requested.
  • electronic control unit 157 can generate and deliver an operating signal addressed to the signal receiver 111 by means of the communication electronics 167. - -
  • the signal receiver 111 may also be connected to other electronic components of the actuating device 151 as its adjusting electronics 157, for example a sensor, such as a position sensor 163. To subtract operating information of the actuator 151, the signal receiver 111 then does not need to communicate with the control electronics 157, but can pass over them and communicate directly with individual electronic components, such as the position sensor 163, the actuator 151. Such a structure may be particularly useful if the actuator 151 is not equipped with a control electronics 157, such as a typical positioner or the like, which has a certain intelligence.
  • the field device arrangement 200 illustrated in FIG. 2 differs from the field device arrangement 100 described above essentially by the type of connection of the monitoring unit 101 or 201 to the respective actuating device 151 or 251.
  • the connection between the control room 291 and the control unit 251 or its control electronics 257 is similar to the previously described embodiment by means of a two-wire connection 281.
  • About the two-wire connection 281 is to control the actuator 251 a Steuerleitwert example, as a 4 ... 20 mA signal from the Control room 291 transmitted to the control electronics 257.
  • the control signal or the entire communication between the control device 251 and the control room 291 can essentially be carried out as described above with regard to the previous embodiments.
  • the control valve 253, the pneumatic actuator 255 for actuating the control valve 153 and the pneumatic source 293 from which the supply pressure for the pneumatic actuator 255 originates may also function as described above and also in the other embodiments described below in the same way as described above.
  • the power supply of the monitoring unit is effected by a power transmission line 283 from the control electronics 257 to the monitoring unit 201 or its processing electronics 221.
  • the power transmission line 283 is separated from the connection 281 between the control room 291 and the control electronics.
  • the energy which is transmitted between adjusting electronics 251 and the processing electronics 221 via the energy transmission line 283 may originate from the connection 281 between the setting electronics 251 and the control room 291.
  • the energy to be transmitted may alternatively originate from an energy store, such as a rechargeable battery or a pneumatically operated generator, of the electronic control unit 257 (not shown).
  • the monitoring unit 201 may also have its own power supply unit, such as an accumulator or a pneumatically operated generator (not shown), in which case a power transmission line 283 is not necessary.
  • an operating signal line 285 is provided in the field device arrangement 200, which is arranged between the processing electronics 221 and the control electronics 257 to signal processing electronics 221 and 257 signal transmission connected to each other.
  • the operating signal line 285 may be routed between the signal receiver 211 of the processing electronics 221 and the communication electronics 267 of the adjusting electronics 257.
  • An operating signal line 285 may, for example, be realized by a socket, such as a USB socket or an RS232 socket of the electronic control unit 257, in which a corresponding connection, for example a USB plug or an RS232 plug of the monitoring unit 201, is inserted.
  • a slot may be provided in conventional control electronics 257, for example, for connecting the computer of a maintenance technician, so that the monitoring unit 201 can be connected by utilizing existing slots of a control electronics 257 with this.
  • the monitoring unit 201 itself can likewise be equipped with corresponding slots, for example USB sockets or RS232 sockets, so that in particular maintenance technicians have direct access to the electronic control unit 257.
  • the signal receiver 211 of the processing electronics 221 of the monitoring unit 201 can subtract operating information of the actuating device 251 from the field device arrangement 200 by requesting the desired operating information via the operating information line 285 - -
  • the requesting of operating information can, as described above, be done directly, for example, as a command to the adjusting electronics 257 or by subtracting measured data, for example from the position sensor 263.
  • a signal receiver 211 can also be connected, for example, to a control signal input of the electronic control unit 257 and in particular to an I / P converter 261, in order to be able to deduct operating information relating to the control.
  • the operation information line 285 is implemented separately from the control line 281 so as to be able to preclude unwanted interference between the monitoring unit 201 and the control communication of the actuator 251.
  • the signal code output can essentially, as described above, by a traffic light 231 with several differently colored lights 233 done.
  • the processing electronics 221 may execute software such as the applicant's original TROVIS software or the like, which is capable of using a series of operating data or operating information, such as a particular time-related control signal or Control signal and a particular time-related control position based on known diagnostic algorithms execute a related to the actuator 251 diagnosis. It is clear that the processing electronics 221 can in principle perform numerous known diagnostic functions with respect to the control unit 201 associated with the control unit 251.
  • a monitoring unit 201 may be suitable for a wide variety of actuators 251, without necessarily retrofitting an existing actuator 251 for retrofitting with the monitoring unit 201 on the hardware or software side.
  • the monitoring unit allows an independent of the control electronics 257 of the actuator 251 diagnosis, which is not disturbed in particular by such errors of the control electronics 257, which also affect their diagnostic or communication capability.
  • 201 can thus serve as an additional safety instrument of a process engineering system and is particularly suitable for field devices or actuators that fulfill safety-critical functions.
  • the field device arrangement 300 according to FIG. 3 differs above all through the in turn different connection of the actuating device 251 or its electronic control unit 357 on the one hand the monitoring unit 301 and on the other hand the control room 391 the general function of the actuator 351 may be substantially the same as in the embodiments described above.
  • the control room 391 can tell the control unit 351 or its electronic control unit 357, similar to the field device arrangement 100 according to FIG. 1, of a control signal by means of a two-wire connection 381. It should be understood that in all of the described embodiments, the connection between the control room and the actuator need not be limited to a two-wire connection, as shown, but also a four-wire connection or another type of connection can be used. From the two-wire connection 381 between the control room 391 and the adjusting electronics 357, the monitoring unit 301 feeds energy via the energy discharge lines 384, as shown in FIG.
  • the processing electronics 321 receive from the control electronics 357, which is preferably implemented here as a positioner, operating data over the operating data line 387.
  • the positioner 357 is designed in the field device assembly 300, at regular intervals or when certain operating conditions or operating state changes operating data to the processing electronics 321 on to send the service data line 387.
  • As operating data are further processed operating information of the actuator 351 to understand, in contrast to raw operating information, such as actual measurements or the like. For example, a leakage value determined on the basis of pressure measurement values can be detected as the operating data.
  • the positioner 357 can transmit operating data 321 via the data transmission line 387 to the processing electronics 321, which causes the processing - -
  • the traffic light 331 causes the traffic light 331 to illuminate with one of the LEDs 333 of the traffic light 331 and thus result in the issuing of an operating code.
  • control electronics 357 in the simplest case via the operating data line 387 transmit a binary I or O signal and the traffic light 331 have only two different LEDs 333, such as a red and a green LED, and the processing electronics 321 the operating date, of the Actuator 357 is transmitted via the operating data line 387, evaluate such that at a binary 1, the green LED 333 is activated to output a signal code indicating that the actuator is working properly, or activate the red LED 333 at a binary 0, which a Error or an emergency signaled.
  • processing electronics 321 is connected via only a single operating data line 387 for transmitting only one binary signal to the control electronics 357, more complex signals from the control electronics 357 can still be sent to the processing electronics 321, for example, by Puls shimmererrmodulation of the binary signal.
  • the processing electronics 321 can then receive and process the pulse-width-modulated binary signal received by the signal receiver 311 from a pulse width modulator 367, ie communication electronics of the positioner 357, to map more than two states and correspondingly more than two different signal codes by means of the traffic light 331 submit.
  • a monitoring unit 301 with a connection plug, for example a device plug, for both a two-wire connection 381 and for an operating data connection 387 can be made using existing functionalities.
  • the energy supply can also take place in other ways than via an energy discharge line 384, for example from a separate energy source of the monitoring unit 301.
  • the field device arrangement 400 according to FIG. 4 differs from the embodiments of preferred field device arrangements 100, 200 and 300 described above again in particular by the connection of the positioning device 451 to the monitoring unit 401 and the control room 491.
  • a separate power supply line 482 is provided in addition to the connection 481 for transmitting a 4-20 mA Steuerleitsignals from the control room 491 to the control electronics 457, from which feed both the monitoring unit 401 and the control electronics 457. It is to be understood that the power supply can also take place in the field device arrangement 400, as in one of the field device arrangements 100, 200 or 300 described above.
  • the field device arrangement 400 For transmitting operating data from the control electronics 457 to the processing electronics 421, the field device arrangement 400 has two operating data lines 487, 488. Like the operating data line 387 described above with regard to the field device arrangement 300 shown in FIG. 3, in particular continuous binary signals can be transmitted via the operating data lines 487 and 488. It is clear that further (not shown) binary lines or operating data lines from the control electronics 457 may be provided to the processing electronics 421.
  • the operating data lines 487 transmitted therewith can also be pulse-width, frequency or amplitude modulation as described above.
  • the processing electronics 421 has a binary command output (not shown) for requesting the output of one or more operating data from the actuator 451, for example by means of the operating data lines 487 and 488.
  • the monitoring unit 401 may also cause the control electronics 457 of the actuator 451 to perform a Stell confusediagnose and communicate the diagnostic result of the monitoring unit 401, for example, as described above as a binary 1 or binary 0. If the monitoring unit deducts operating information from the actuating device in that the monitoring unit causes the actuating device to output desired operating information, the monitoring unit can be regarded as a so-called master unit and the actuating device or the adjusting electronics can be regarded as a so-called slave unit.
  • Figures 5, 5a, 6 and 6a show special versions of monitoring units 501, 601 and their mechanical and electronic connection to a positioner 552, 652.
  • the representation of a control room and a complete actuator is omitted in favor of readability in Figures 5 and 6.
  • the connection of the monitoring unit to the actuating device for signal transmission and / or power supply can be realized according to one of the embodiments described above with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the monitoring unit 501 shown in FIG. 5 is designed to be arranged between a device plug 594 of the positioner 552 and a device socket 592, from which a communication connection 581 extends in the direction of a control room (not shown).
  • the device plug 594 and the device socket 592 may be formed in particular according to the standard DIN EN 175301-803.
  • the device plug 594 may be referred to, for example, as a valve connector or angle plug.
  • Such a device plug has at the three o'clock position and the nine o'clock position a cross-sectionally U-shaped pin and possibly another U-shaped pin in the six o'clock position and a bar-shaped pin in the twelve o'clock position. Position.
  • the appliance box 592 For receiving the pins of the appliance plug 594, the appliance box 592 comprises correspondingly shaped and positioned receptacles.
  • a plug screw is provided which extends through the device box 592 and for securing the device box 592 on the appliance plug 594 is screwed with this.
  • a monitoring unit 501 between the appliance plug 594 and appliance socket 592 a correspondingly longer locking screw is required.
  • the contact surfaces between the opposing surfaces from which the pins protrude or in which the pin receptacles are embedded can be provided with one or two seals to prevent, for example, condensation water from reaching the current-carrying pins. For this purpose, depending on a sealing washer between the plug and socket can be provided.
  • the monitoring unit 501 For signal transmission according to the insertion of the monitoring unit 501 between the positioner 552 and the (not shown) control room, the monitoring unit 501 according to the figure 5 is the device side with device dose-like receptacles 592a for the pins of the device plug 594 of the positioner 552 equipped and the wait-side with device plug-like pins 594a, the one Appliance socket 592 can be placed.
  • the receptacles 592a and / or pins 594a of the monitoring unit 501 can also be compliant with DIN EN 175301-803.
  • a connection of the monitoring unit 501 to the positioner 552 may be provided (not shown in detail in FIG. 5).
  • the connection of the monitoring unit 501 generally takes place depending on which signal transmission via the connection 581 between the control room and the - -
  • actuator is provided, that is, whether, for example, via the existing before using the monitoring unit 501 both power and control signal to the positioner 552 are provided, or if, for example via the existing line 581 no actuation energy but only control signals are transmitted.
  • the appliance plug 594 is provided with an external thread 508 for screwing into an internal thread 558 of a housing opening 556 of the positioner housing 554.
  • an internal thread 558 of a positioner housing 554 can be realized for example by a so-called PG thread or steel armored pipe thread.
  • a metric thread for example M12xl, 5, M16xl, 5, M20xl, 5 or M36x2,0 can be used.
  • the device connector can be realized as part of the positioner housing 554 without threaded adapter (not shown), so that can be dispensed with an opening 556 in the positioner housing 554.
  • the housing 554 of the positioner 552 may be provided with a display indicator 559 of the positioner operating status in a conventional manner, as shown schematically.
  • the communication electronics 567 of the positioner 552 comprises a connector strip which can be connected to the pins of the device plug 594 by cable connection signal transmission.
  • the remote unit output of the monitoring unit may be provided with a connection line to the control room instead of pins 594a - -
  • the monitoring unit at the same time realize the function of the device socket 592, so that on the device plug 594 of a control device 554 not two components, monitoring unit and additional power socket, need to be infected, but only a single component.
  • a monitoring unit may be referred to as device-dose-integrated.
  • a so-called M12 sensor connector preferably according to DIN standard IEC 61076-2-101 be used (not shown), for the connection of actuator and monitoring unit.
  • the monitoring unit 601 according to FIG. 6 differs from the monitoring unit according to FIG. 5 primarily by the shape of the actuator housing 654 (which has no display) and the terminals 608, 609 of the monitoring unit housing 603.
  • an external thread 608 is provided on the housing 603 of the monitoring unit 601, which can be screwed into a corresponding internal thread 658 of a housing opening 656 of the positioner housing 654.
  • the thread pairing can be realized in particular by means of a PG screw connection or a steel armored pipe thread screw connection, or with a standard metric thread, as described above.
  • Such a cushioned monitoring unit 601 is particularly well suited for positioner 652, whose housing 654 has a corresponding threaded opening.
  • a connector strip 667 and a further connector strip 611 are provided in the housing 603 of the monitoring unit 601, between which a cable connection can be realized.
  • a further inner (not shown) or external thread 609 may be provided for connecting the monitoring unit housing 603 to a connection 681 to the control room. If communication from the monitoring unit 601 is to take place only with the actuating device, similar to the embodiment of FIG. 4, the additional thread 609 can be distorted. - -
  • the monitoring unit 601 essentially corresponds to the monitoring unit 501, as described above with regard to FIG.
  • the electrical and / or signal transmission according to communication of the monitoring unit 601 can be carried out according to one of the above with reference to Figures 1 to 4 embodiment.
  • FIG. 7 shows a field device 51 which comprises a double-acting pneumatic drive 55 which has been actuated via an actuator of a control valve 53.
  • a positioner 52 is disposed in a positioner housing 54.
  • the positioner 52 is equipped with a monitoring unit 1.
  • the positioner 52 and / or the monitoring unit 1 can in particular be designed as described above with regard to FIG.

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Abstract

The invention relates to a signal-generating, device-specific monitoring unit (1) for a control device (55), controlled in particular from a control room, having a control fitting, such as a control valve, a control drive, in particular a pneumatic control drive, actuating the control fitting, and a control electronics system, such as a position controller, controlling the control drive, comprising: a signal receiver for receiving at least one item of control room-specific and/or control device-specific, in particular control electronics system-specific operating information, in particular an error condition, an emergency shutdown condition, a maintenance condition, an actual operating condition, such as a path measurement value, a pressure measurement value, a target operating condition; a display, such as a light for outputting a predetermined signalling code; and a processing electronics system separate from the control electronics system, which evaluates the at least one received item of operating information in such a way that the predetermined signalling code is assigned to the at least one item of operating information according to a predetermined monitoring key, and which initiates the output of the predetermined signalling code.

Description

Überwachungseinheit und Feldgeräteanordnung mit einer Überwachungseinheit  Monitoring unit and field device arrangement with a monitoring unit
Die Erfindung betrifft eine signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit für ein insbesondere von einer Leitwarte gesteuertes Stellgerät. Die Erfindung betrifft auch eine Feldgeräteanordnung einer prozesstechnischen Anlage, wie eine lebensmittelverarbeitende Anlage, beispielsweise eine Brauerei, ein Kraftwerk, eine petrochemische Anlage, oder dergleichen, die ein Stellgerät und eine signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit umfasst. Die Überwachungselektronik umfasst eine Anzeige zum Ausgeben eines vorgegebenen Signalisierungscodes, der beispielsweise optisch oder akustisch anzeigen kann, ob das Stellgerät fehlerfrei oder fehlerhaft arbeitet oder ob das Stellgerät eventuell sogar notabgeschaltet wurde. The invention relates to a signaling, device-specific monitoring unit for a particular controlled by a control room control device. The invention also relates to a field device arrangement of a process plant, such as a food processing plant, such as a brewery, a power plant, a petrochemical plant, or the like, which includes a control device and a signaling, device-specific monitoring unit. The monitoring electronics comprises a display for outputting a predetermined signaling code, which can indicate, for example visually or acoustically, whether the actuating device is working faultlessly or incorrectly or whether the actuating device has possibly even been switched off.
Von US 8,708,746 B2 ist ein Stellungsregler bekannt, der in einem Verbindungsstecker integriert ist. Der Stellungsregler kann an ein Stellventil angeschlossen werden, um so ein Stellgerät zu realisieren, das von einer Leitwarte aus steuerbar ist. In dem steckerartig ausgebildeten Gehäuse des Stellungsreglers sind Anzeigen vorgesehen, um den Status des Stellungsreglers anzuzeigen. Zum Anzeigen sicherheitskritischer Fehler hat sich der steckerintegrierte Stellungsregler als schlecht geeignet herausgestellt, da Stellungsregler-Fehler unentdeckt bleiben können, wenn beispielsweise infolge eines Fehlers keine korrekte Ansteuerung der stellgeräteeigenen Anzeige mehr erfolgt. From US 8,708,746 B2 a positioner is known, which is integrated in a connector. The positioner can be connected to a control valve so as to realize a control device that can be controlled from a control room. In the plug-like housing of the positioner displays are provided to indicate the status of the positioner. To indicate safety-critical errors, the plug-in positioner has proved to be poorly suited, since positioner errors can go undetected if, for example, as a result of an error, no correct activation of the control unit's own display takes place.
Aus WO 99/21066 AI ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verifizieren des Betriebszustands eines sicherheitstechnischen Stellgeräts bekannt, das eine Überwachungseinheit mit Anzeigeleuchten aufweist, die den Zustand des Stellgeräts signalisieren. Das Stellgerät um- - - WO 99/21066 A1 discloses a method and a device for verifying the operating state of a safety-related actuating device which has a monitoring unit with indicator lights which signal the state of the actuating device. The actuator - -
fasst einen Stellungsregler mit einem Mikroprozessor zum Durchführen von Stellgerätediagnosen. Der Mikroprozessor des Stellungsreglers kann an die Überwachungseinheit Nachrichten versenden, um sie derart zu steuern, dass die Anzeige beispielsweise die Durchführung einer Diagnose oder einen Fehleralarm anzeigt. Bei der prozesstechnischen Anlage ist eine Kommunikationsverbindung in Form eines gepaarten Kabels für sämtliche Kommunikation zwischen einer Leitwarte und dem im Feld befindlichen Stellgerät vorgesehen. Die Steuernachricht von dem Stellungsregler an die Überwachungseinheit wird vom Mikroprozessor des Stellungsreglers übersandt, indem ein Signal in der Kommunikationsverbindung von dem Mikroprozessor verändert wird. holds a positioner with a microprocessor to perform actuator diagnostics. The microprocessor of the positioner may send messages to the monitoring unit to control them such that the display indicates, for example, the execution of a diagnostic or a fault alarm. In the process engineering system, a communication link in the form of a paired cable is provided for all communication between a control room and the control device located in the field. The control message from the positioner to the monitoring unit is sent by the microprocessor of the positioner by changing a signal in the communication link from the microprocessor.
Bei der bekannten Feldgeräteanordnung hat sich als nachteilig gezeigt, dass der Stellungsregler beim Auftreten von Fehlern, die die Diagnose- und/oder Kommunikations-Funktion des Stellungsreglers beeinträchtigen, gegebenenfalls keine Nachrichten mehr an die Überwachungseinheit senden kann, um deren Anzeige zu Steuern. Die Anzeige der Überwachungseinheit zeigt dann an, dass das Stellgerät fehlerfrei arbeitet, obwohl in der Realität möglicherweise gravierende Fehler vorherrschen. Ferner hat sich herausgestellt, dass durch das Ändern der Signale auf der Kommunikationsleitung zum Übermitteln der Nachrichten vom Stellungsregler an die Überwachungseinheit die Signale, welche zum Transportieren der Nachricht verändert werden, derart verfälscht werden können, dass Folgefehler beim Betätigen der Stellarmatur auftreten. Außerdem bedarf die bekannte Feldgeräteanordnung eines speziell zum Ansteuern einer Überwachungseinheit konfigurierten Stellgeräts mit entsprechend ange- passtem Stellungsregler. Um bestehende Feldgeräte mit einer Überwachungseinheit nachzurösten, muss also gemäß der bekannten Feldgeräteanordnung die Stellelektronik des bestehenden Stellgeräts unter hohem Kosten- und Zeitaufwand ausgetauscht oder rekonfiguriert werden. In the known field device arrangement has proved to be disadvantageous that the positioner may, if errors occur that affect the diagnostic and / or communication function of the positioner, may no longer send messages to the monitoring unit to control their display. The display of the monitoring unit then indicates that the actuator is operating correctly, although in reality there may be serious errors. Furthermore, it has been found that by changing the signals on the communication line for transferring the messages from the positioner to the monitoring unit, the signals which are changed for transporting the message can be falsified in such a way that subsequent errors occur when the control valve is actuated. In addition, the known field device arrangement requires a control device specially configured to control a monitoring unit with a correspondingly adapted positioner. In order to nachzurösten existing field devices with a monitoring unit, so must be replaced or reconfigured according to the known field device arrangement, the control electronics of the existing actuator at high cost and time.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere eine signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit für ein insbesondere von einer Leitwarte gesteuertes Stellgerät und eine Feldgeräteanordnung mit einer signalgebenden Überwachungseinheit bereitzustellen, mit der unter geringem Nachröstaufwand eine sichere und fehlerresistente Überwachung eines Stellgeräts ermöglicht werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. It is the object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to provide a signaling, device-specific monitoring unit for a particular controlled by a control room control device and a field device arrangement with a signaling monitoring unit, with the low Nachröstaufwand a safe and error-resistant monitoring of Actuator can be enabled. This object is solved by the subject matters of the independent claims.
Demnach ist eine signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit für ein insbesondere von einer Leitwarte gesteuertes Stellgerät mit einer Stellarmatur vorgesehen. Die signalgebende Überwachungseinheit kann insbesondere dergestalt stellgerätindividuell sein, dass beispielsweise einem, mehreren oder sämtlichen Stellgeräten einer prozesstechnischen Anlage, wie einer lebensmittelverarbeitenden Anlage, einem Kraftwerk, einer petrochemischen Anlage oder dergleichen, jeweils eine eigene Überwachungseinheit zugeordnet ist. Ein Stellgerät weist üblicherweise eine Stellarmatur, wie ein Stellventil, einen die Stellarmatur bestätigenden, insbesondere pneumatischen Stellantrieb und eine den Stellantrieb ansteuernde Stellelektronik, wie einen Stellungsregler, auf. Accordingly, a signaling, device-specific monitoring unit for a particular controlled by a control room control device is provided with a control armature. The signaling monitoring unit can in particular be such Stellstellindividuell that, for example, one, several or all actuators of a process plant, such as a food processing plant, a power plant, a petrochemical plant or the like, each assigned its own monitoring unit. A control device usually has an actuating armature, such as a control valve, a control armature confirming, in particular pneumatic actuator and an actuator driving the control electronics, such as a positioner, on.
Die signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit umfasst einen Signalempfänger zum Empfangen wenigstens einer leitwartenspezifischen und/oder stellgerätespezifischen, insbesondere stellelektronikspezifischen, Betriebsinformation. Eine Betriebsinformation kann insbesondere einen Fehlerzustand, ein Notabschaltzustand oder ein Wartungszustand sein. Eine Betriebsinformation kann auch ein Ist-Betriebszustand sein, wie ein Wegmesswert, der sich beispielsweise auf einen Stellweg eines Stellantriebs oder Stellventils beziehen kann, ein Druckmesswert, beispielsweise betreffend einen Druck in einem Prozessfluid der prozesstechnischen Anlage oder in einem Pneumatikfluids zum Betätigen eines pneumatischen Stellantriebs, oder ein Temperaturmesswert sein, der sich beispielsweise auf die Temperatur des Prozessfluids oder die Temperatur einer Komponente des Stellgeräts beziehen kann. Auch ein Soll-Betriebszustand kann eine Betriebsinformation realisieren. Ferner umfasst die signalgebende geräteindividuelle Überwachungseinheit eine beispielsweise akustische oder visuelle Anzeige zum Ausgeben eines vorgegebenen Signalisierungscodes, beispielsweise einer Signalfarbe oder eines Signaltons. Außerdem umfasst die signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit eine stellelektronikfremde Verarbeitungselektronik, die dazu ausgelegt ist die wenigstens eine empfangene Betriebsinformation derart auszuwerten, dass gemäß eines vorbestimmten Überwachungsschlüssels der vorgegebene Signalisierungscode der wenigstens einen Betriebsinformationen zugeordnet wird, und die die Ausgabe des vorgegebenen Signalisierungscodes veranlasst. Es sei klar, dass mit Stellelektronik die vollständige Elektronik des - - The signaling, device-specific monitoring unit comprises a signal receiver for receiving at least one control-system-specific and / or setting device-specific, in particular setting-electronics-specific, operating information. In particular, operating information may be an error state, an emergency shutdown state, or a maintenance state. An operating information may also be an actual operating state, such as a distance measured value, which may relate, for example, to a travel of an actuator or control valve, a pressure reading, for example regarding a pressure in a process fluid of the process plant or in a pneumatic fluid for actuating a pneumatic actuator, or a temperature reading that may relate, for example, to the temperature of the process fluid or the temperature of a component of the actuator. Also, a desired operating state can realize operating information. Furthermore, the signaling device-specific monitoring unit comprises, for example, an acoustic or visual display for outputting a predetermined signaling code, for example a signal color or a signal tone. In addition, the signaling, device-specific monitoring unit comprises non-electronic processing electronics, which is adapted to evaluate the at least one received operating information such that according to a predetermined monitoring key, the predetermined signaling code of the at least one operating information is assigned, and causes the output of the predetermined signaling code. It is clear that with control electronics the complete electronics of the - -
Stellgeräts bezeichnet sein kann und insofern die Verarbeitungselektronik auch als stellgerä- tefremd bezeichnet werden kann. Anhand der Auswertung gemäß dem vorbestimmten Überwachungsschlüssel kann die Verarbeitungselektronik bestimmen, welchen vorgegebenen Sig- nalisierungscode die Anzeige infolge der wenigstens einen empfangenen Betriebsinformation ausgibt. Dadurch, dass die Betriebsinformation-Auswertung nicht seitens der Stellelektronik in dem Stellungsregler erfolgt, ist die Überwachungseinheit dazu befähigt, unabhängig von eventuellen Fehlfunktionen des Stellgeräts selbstständig anhand der empfangenen Betriebsinformation zu erkennen, welcher Art der auszugebende Signalisierungscode zu sein hat. Es besteht auch keine Notwendigkeit, die Stellelektronik oder deren Stellungsregler speziell für die Überwachungseinheit zu konfigurieren oder Signale zu verändern, um der Überwachungseinheit eine Steuerungsnachricht mitzuteilen. Wenn jedes Stellgerät einer prozesstechnischen Anlage mit einer (stell-)geräteindividuellen Überwachungseinheit ausgestattet ist, kann Betriebspersonal auch außerhalb einer Leitwarte ohne weiteres herausfinden, ob die Anlage fehlerhaft arbeitende Stellgeräte hat und schnell erkennen, wo ein Fehler auftritt. Actuator can be designated and inasmuch as the processing electronics can also be referred to as terte de change device. On the basis of the evaluation in accordance with the predetermined monitoring key, the processing electronics can determine which predetermined signaling code the display issues as a result of the at least one received operating information. The fact that the operating information evaluation is not done by the control electronics in the positioner, the monitoring unit is capable of independent of any malfunction of the actuator independently on the basis of the received operating information to recognize what type of signaling code to be issued has to be. There is also no need to configure the control electronics or their positioner specifically for the monitoring unit or to change signals in order to notify the monitoring unit of a control message. If every control unit of a process plant is equipped with a monitoring / control unit-specific monitoring unit, operating personnel outside of a control room can easily find out whether the plant has incorrectly operating control gear and quickly recognize where a fault occurs.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Verarbeitungselektronik dazu ausgelegt, wenigstens zwei, vorzugsweise vier oder sechs, empfangene Betriebsinformationen derart auszuwerten, dass gemäß dem vorbestimmten Überwachungsschlüssel der vorgegebene Signalisierungscode den wenigstens zwei ausgewerteten Betriebsinformationen zugeordnet wird. Beispielsweise kann die Verarbeitungselektronik dazu ausgelegt sein, mehrere zeitlich nacheinander erfasste Druckmesswerte gemäß vorbestimmten Druckwerten, die einen Schlüssel bilden, auszuwerten und bei einer Abweichung von dem vorbestimmten Druckwertschlüssel den Druckmesswerten beispielsweise einen Leckagefehlercode zuzuordnen. In a preferred embodiment of the invention, the processing electronics is designed to evaluate at least two, preferably four or six, received operating information such that according to the predetermined monitoring key the predetermined signaling code is assigned to the at least two evaluated operating information. By way of example, the processing electronics can be designed to evaluate a plurality of pressure measurement values recorded in chronological succession according to predetermined pressure values which form a key and, in the case of a deviation from the predetermined pressure value key, to associate the pressure measurement values with, for example, a leakage error code.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung, die mit der vorigen kombinierbar ist, umfasst die Verarbeitungselektronik einen Mikroprozessor, insbesondere einen Mik- rocontroller, und/oder eine analoge Logikschaltung zum Zuordnen der empfangenen stellgerä- tespezifischen Betriebsinformation zu dem vorgegebenen Signalisierungscode und/oder zum Veranlassen der Ausgabe des vorgegebenen Signalisierungscodes durch die Anzeige. Beispielsweise kann ein Mikrocontroller, wie oben beschrieben, ausgelegt sein, einen Druckmesswert gegenüber einem Drucksollwertschlüssel auszuwerten, um im Falle der Erkennung - - According to another preferred embodiment of the invention, which can be combined with the previous, the processing electronics comprises a microprocessor, in particular a microcontroller, and / or an analog logic circuit for assigning the received device-specific operating information to the predetermined signaling code and / or for initiating the output of the predetermined signaling code by the display. For example, as described above, a microcontroller may be configured to evaluate a pressure reading against a pressure setpoint key to detect if it is detected - -
eines Leckagefehlers die Anzeige zu veranlassen, den Leckagefehlercode auszuggeben, beispielweise durch Betätigen einer blauen LED. Eine analoge Logikschaltung kann beispielsweise einer empfangenen stellgerätespezifischen Betriebsinformation abhängig von einem Strom- oder Spannungsschwellenwert einen vorgegebenen Signalisierungscode zuordnen. Beispielsweise kann bei Unter- oder Überschreiten eines Schwellenwerts durch die empfangene stellgerätespezifische Betriebsinformation die Logikschaltung einen vorgegebenen Signalisierungscode zuordnen, der einen Fehlerzustand oder einen ordnungsgemäß funktionierenden Zustand repräsentiert. a leakage error to cause the display to issue the leakage error code, for example, by pressing a blue LED. An analog logic circuit can, for example, assign a predetermined signaling code to a received controller-specific operating information as a function of a current or voltage threshold. For example, when the threshold is undershot or exceeded by the received actuator-specific operational information, the logic circuitry may associate a predetermined signaling code representing an error condition or a properly-functioning condition.
Eine analoge Logikschaltung kann insbesondere dazu ausgelegt sein, einer empfangenen stellgerätespezifischen Betriebsinformation in Form eines entweder aktiven oder inaktiven analogen Signals einen vorgegebenen Fehler-Signalisierungscode zuzuordnen. Insbesondere kann eine an einem Ausgabepin standardmäßig bei Normalbetrieb aktive analoge Ausgabe in einem Fehleerfall inaktiv werden, was die analoge Logikschaltung einem vorgegebenen Fehler-Signalisierungscode zuordnet. An analog logic circuit may in particular be designed to assign a predetermined error signaling code to a received actuator-specific operating information in the form of an either active or inactive analog signal. In particular, an analog output active on an output pin during normal operation can become inactive in a faulty error, which assigns the analog logic circuit to a predetermined error signaling code.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Verarbeitungselektronik den Signalempfänger. Signalempfänger und Verarbeitungselektronik können insbesondere in Funktionsunion, beispielsweise durch einen MikroController realisiert sein. In a preferred embodiment of the invention, the processing electronics comprise the signal receiver. Signal receiver and processing electronics can be realized in particular in functional union, for example by a microcontroller.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung zieht der Signalempfänger die stellgerätespezifische Betriebsinformation aus dem Stellgerät, insbesondere der Stellelektronik, aktiv ab. Dabei ist insbesondere der Signalempfänger dazu ausgelegt, die Betriebsinformation abzuziehen, indem der Signalempfänger eine Anfrage bezüglich einer insbesondere spezifischen stellgerätespezifischen Betriebsinformation an das Stellgerät, insbesondere die Stellelektronik, sendet, um das Stellgerät, insbesondere die Stellelektronik, zu veranlassen, dem Signalempfänger die stellgerätspezifische Betriebsinformation mitzuteilen. In a preferred embodiment of the invention, the signal receiver actively extracts the setting device-specific operating information from the actuating device, in particular the adjusting electronics. In particular, the signal receiver is designed to subtract the operating information by the signal receiver sends a request for a particular specific actuator-specific operating information to the control device, in particular the control electronics to cause the actuator, in particular the control electronics to tell the signal receiver the actuator-specific operating information ,
Eine Überwachungseinheit, die dazu ausgelegt ist, die Betriebsinformation aktiv aus dem Stellgerät abzuziehen, kann eine Art Master-Slave-Verbindung realisieren, bei der die Über- - - A monitoring unit which is designed to actively extract the operating information from the actuating device can realize a type of master-slave connection, in which the monitoring - -
wachungseinheit als Master-Einheit dem Stellgerät, das als Slave-Einheit fungiert, hierarchisch übergeordnet ist, wobei das Stellgerät, insbesondere die Stellelektronik, Befehle der Überwachungseinheit zur Abgabe einer spezifischen stellgerätespezifischen Information Folge leistet. monitoring unit as a master unit to the actuator, which acts as a slave unit is hierarchically superior, the control unit, in particular the control electronics, commands the monitoring unit for delivering a specific actuator-specific information sequence follows.
Bei einer anderen Ausführung der Erfindung ist der Signalempfänger dazu ausgelegt, die stellgerätespezifische Betriebsinformation zu empfangen, indem er die stellgerätespezifische Betriebsinformation aus einem Betriebssignal ausleitet, das an die Stellelektronik adressiert ist, oder aus einem Betriebssignal ausleitet, das von der Stellelektronik stammt und von der Stellelektronik an einen überwachungseinheitsfremden Adressaten, wie eine Leitwarte, adressiert ist. Insbesondere ist die Stellelektronik dazu ausgelegt, gemäß einem HART-Protokoll oder gemäß einem Feldbus-Protokoll formatierte Betriebssignale zu empfangen und/oder abzugeben. Bei dieser Ausführung lauscht der Signalempfänger der Überwachungseinheit einer Kommunikation zwischen der Stellelektronik und einem Adressaten, wie einer Leitwarte, der sich von der Überwachungseinheit und der Stellelektronik unterscheidet. Beispielsweise kann der Signalempfänger induktiv oder durch Parallelschaltung ein elektrisches Betriebssignal aus einer Kabelverbindung zwischen Stellelektronik und Leitwarte abziehen, ohne das Betriebssignal zu stören. Der Signalempfänger kann auch dazu ausgelegt sein, ein kabelloses, beispielsweise per Funk, insbesondere WLAN oder Bluetooth, oder Infrarot übermitteltes Betriebssignal zwischen einer Stellwarte und einer überwachungseinheitsfremden Kommunikationseinheit, wie einer Leitwarte, mitzuhören und daraus die stellgerätespezifische Betriebsinformation zu empfangen. Insbesondere kann der Signalempfänger Betriebssignale, die gemäß einem HART-Protokoll oder gemäß einem Feldbus-Protokoll formatiert sind, welche von der Stellelektronik stammen oder an die Stellelektronik adressiert sind, empfangen, als stellgerätespezifische Betriebsinformationen erkennen und entsprechend an die stellelektronikfremde Verarbeitungselektronik zur Auswertung weitergeben. In another embodiment of the invention, the signal receiver is adapted to receive the actuator-specific operating information by the actuator-specific operating information derives from an operating signal that is addressed to the control electronics, or derives from an operating signal, which comes from the control electronics and the control electronics is addressed to a non-monitoring addressee, such as a control room. In particular, the adjusting electronics are designed to receive and / or to output formatted operating signals in accordance with a HART protocol or according to a fieldbus protocol. In this embodiment, the signal receiver of the monitoring unit listens for communication between the adjusting electronics and an addressee, such as a control room, which differs from the monitoring unit and the adjusting electronics. For example, the signal receiver can subtract an electrical operating signal from a cable connection between the control electronics and control room inductively or by parallel connection, without disturbing the operating signal. The signal receiver can also be designed to listen to a wireless, for example by wireless, in particular WLAN or Bluetooth, or infrared transmitted operating signal between a control room and a monitoring unit foreign communication unit, such as a control room, and to receive the setting device-specific operating information. In particular, the signal receiver can receive operating signals that are formatted according to a HART protocol or according to a fieldbus protocol, which originate from the electronic control unit or addressed to the control electronics, recognize as operating device-specific operating information and pass it on to the processing electronics external to the control electronics for evaluation.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Überwachungseinheit ein Gehäuse auf, das die Verarbeitungselektronik aufnimmt und wenigstens eine Gehäusewand umfasst, die zwischen der Verarbeitungselektronik und der Stellelektronik angeordnet ist und die Verarbeitungselektronik von der Stellelektronik separiert. Vorzugsweise ist das Gehäuse für die - - In a preferred embodiment of the invention, the monitoring unit has a housing which accommodates the processing electronics and comprises at least one housing wall, which is arranged between the processing electronics and the adjusting electronics and separates the processing electronics from the adjusting electronics. Preferably, the housing for the - -
Überwachungselektronik von einem Gehäuse der Stellelektronik separat ausgebildet. Insbesondere umfasst das Gehäuse einen Anschluss, der zu einer Steckerleiste korrespondiert. Monitoring electronics separately formed by a housing of the control electronics. In particular, the housing comprises a connection which corresponds to a connector strip.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Gehäuse einen Steckverbinder zum Verbinden mit dem Stellgerät. Der Steckverbinder kann beispielsweise als Zwei- Leiter-Steckverbinder, RS-232-Steckverbinder, USB-Steckverbinder, M8-Steckverbinder, M12-Steckverbinder, Gerätesteckdose oder dergleichen ausgelegt sein. Der Steckverbinder des Gehäuses ist vorzugsweise männlich. Insbesondere weist das Gehäuse einen weiteren Steckverbinder, wie einen Zwei-Leiter- Steckverbinder, einen RS-232-Steckverbinder, USB- Steckverbinder; M8-Steckverbinder, M12-Steckverbinder, Gerätesteckverbinder oder dergleichen, zum Verbinden mit einem Computer, einer Leitwarte oder dergleichen auf. Ein weiterer Steckverbinder kann vorzugsweise weiblich sein. Ein solches Gehäuse kann dazu ausgelegt sein, an ein Gehäuse einer Stellelektronik angeschlossen zu werden, indem ein vorhandener Ausgangssteckplatz der Stellelektronik, in der eine Kabelverbindung zu einer Leitwarte oder einem Computer verbunden ist, zum Anschluss der Überwachungseinheit zu Nutzen. Wenn das Gehäuse der Überwachungseinheit mit einem weiteren Steckverbinder ausgestattet ist, kann es als Zusatzmodul zwischen dem Stellelektronik-Gehäuse und einem damit normalerweise unmittelbar verbundenen Signalübertragungskabel oder dergleichen positioniert werden. In a preferred embodiment of the invention, the housing comprises a connector for connection to the actuator. For example, the connector may be designed as a two-wire connector, RS-232 connector, USB connector, M8 connector, M12 connector, device socket, or the like. The connector of the housing is preferably male. In particular, the housing has another connector, such as a two-wire connector, an RS-232 connector, USB connector; M8 connector, M12 connector, device connector or the like, for connecting to a computer, a control room or the like. Another connector may preferably be female. Such a housing may be adapted to be connected to a housing of a control electronics by an existing output slot of the control electronics, in which a cable connection is connected to a control room or a computer, for connection of the monitoring unit for use. If the housing of the monitoring unit is equipped with a further connector, it can be positioned as an additional module between the control electronics housing and a normally directly connected signal transmission cable or the like.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung, die mit der vorherigen kombinierbar ist, nimmt das Gehäuse der Überwachungselektronik die Anzeige auf oder es ist ein separates Anzeigengehäuse vorgesehen, das die Anzeige aufnimmt, welche von dem Gehäuse für die Überwachungselektronik separat bzw. getrennt ist. Die Überwachungselektronik kann in letzterem Fall mit der Anzeige per Kabel oder über kabellose Signale übertragungsgemäß verbunden sein. Ein Gehäuse kann mit der Überwachungselektronik unmittelbar an dem Stellgerät angeordnet werden, um dort die wenigstens eine leitwartenspezifische und/oder stellgerätespezifi- sche Betriebsinformation zu empfangen, während die Anzeige mit dem Anzeigengehäuse frei wählbar, beispielsweise an dem Stellgerät oder beabstandet zu dem Stellgerät an einer gut sichtbaren Stelle angeordnet sein kann. - - In a further development of the invention, which can be combined with the previous one, the housing of the monitoring electronics picks up the display or a separate display housing is provided which receives the display which is separate or separate from the housing for the monitoring electronics. In the latter case, the monitoring electronics can be connected to the display by cable or wirelessly by means of wireless signals. A housing can be arranged with the monitoring electronics directly to the actuator to receive the at least one Leitwartenspezifische and / or stellgerätespezifi- cal operating information, while the display with the display housing freely selectable, for example on the actuator or spaced from the actuator to a good visible location can be arranged. - -
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Überwachungseinheit eine insbesondere von der Energieversorgung der Stellelektronik unabhängige Energieversorgung für die Verarbeitungselektronik auf. Beispielsweise kann die Überwachungseinheit einen Akkumulator, wie eine Batterie, oder einen Generator, der die pneumatische Hilfsenergie des Stellgeräts in elektrische Versorgungsenergie umwandelt, umfassen. In a preferred embodiment of the invention, the monitoring unit has an energy supply for the processing electronics which is independent in particular of the power supply of the control electronics. For example, the monitoring unit may comprise an accumulator, such as a battery, or a generator, which converts the auxiliary pneumatic power of the actuator into electrical supply energy.
Die Erfindung betrifft auch eine Feldgeräteanordnung einer prozesstechnischen Anlage, wie einer lebensmittelverarbeitenden Anlage, beispielsweise eine Brauerei, ein Kraftwerk, eine chemische Anlage, beispielsweise eine petrochemische Anlage, oder dergleichen. Die Feldgeräteanordnung umfasst ein Stellgerät mit einer Stellelektronik, die einen Stellungsregler zum Ansteuern eines insbesondere pneumatischen Stellantriebs aufweist und eine signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit. Die Überwachungseinheit kann insbesondere wie oben beschrieben ausgebildet sein. Die signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit der Feldgeräteanordnung umfasst einen Signalempfänger zum Empfangen wenigstens eines stellgerätspezifischen, insbesondere stellelektronikspezifischen, Betriebsdatums, wie eine Betriebsinformation, insbesondere ein Fehlerzustand oder ein Wartungszustand. Das stellgerätspezifische Betriebsdatum kann auch ein Ist-Betriebszustand, wie ein Weg- Messwert, ein Druck-Messwert oder ein Temperatur-Messwert, oder ein Soll-Betriebszustand sein. Stellgerätspezifische Betriebsdaten können insbesondere ein Leckagewert oder ein Leckagezustand beim Überschreiten eines vorbestimmten Leckagegrenzwerts sein. Ferner umfasst die signalgebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit eine Anzeige zum Ausgeben eines vorgegebenen Signalisierungscodes. Die Stellelektronik weist wenigstens einen Steuersignaleingang auf, über den der Stellungsregler das wenigstens eine Betriebsdatum beispielsweise von der Leitwarte empfängt und/oder weist wenigstens einen Energieversorgungseingang auf, über den der Stellungsregler mit elektrischer Energie versorgt wird. The invention also relates to a field device arrangement of a process plant, such as a food processing plant, such as a brewery, a power plant, a chemical plant, such as a petrochemical plant, or the like. The field device arrangement comprises an actuating device with a control electronics, which has a positioner for controlling a particular pneumatic actuator and a signaling, device-specific monitoring unit. The monitoring unit can in particular be designed as described above. The signaling, device-specific monitoring unit of the field device arrangement comprises a signal receiver for receiving at least one actuating device-specific, in particular setting electronics-specific, operating data, such as operating information, in particular an error state or a maintenance state. The actuator-specific operating date may also be an actual operating state, such as a distance measured value, a pressure measured value or a temperature measured value, or a desired operating state. Actuator-specific operating data may in particular be a leakage value or a leakage state when a predetermined leakage limit value is exceeded. Furthermore, the signaling, device-specific monitoring unit comprises a display for outputting a predetermined signaling code. The control electronics has at least one control signal input via which the positioner receives the at least one operating data, for example, from the control room and / or has at least one power supply input via which the positioner is supplied with electrical energy.
Erfindungsgemäß umfasst die Stellelektronik eine zusätzliche Kommunikationsschnittstelle, die direkt mit der Überwachungseinheit gekoppelt ist, um über die Anzeige stellgerätspezifischen Betriebsdaten zugeordnete Signalisierungscodes auszugeben. Indem die Stellelektronik über eine zusätzliche Kommunikationsschnittstelle zusätzlich zu bzw. neben dem wenigstens einem Steuersignaleingang und/oder dem Energieversorgungseingang verfügt, kann sicherge- stellt werden, dass die über den Steuersignaleingang übertragenen Informationen nicht durch das Übermitteln von Betriebsdaten an die Überwachungseinheit verfälscht werden. According to the invention the control electronics comprises an additional communication interface which is coupled directly to the monitoring unit to output via the display actuator-specific operating data associated signaling codes. Since the adjusting electronics has an additional communication interface in addition to or alongside the at least one control signal input and / or the power supply input, it is possible to ensure be made that the information transmitted via the control signal input information is not corrupted by the transmission of operating data to the monitoring unit.
Bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Feldgeräteanordnung weist die zusätzliche Kommunikationsschnittstelle wenigstens einen, vorzugsweise genau einen, genau zwei oder genau drei Pins auf. Insbesondere weist ein RS-232-Steckverbinder, ein USB- Steckverbinder, ein M8-Steckverbinder, ein M12-Steckverbinder oder ein Gerätesteckverbinder den wenigstens einen Pin auf. Bei vielen Stellgeräten hat eine Stellelektronik einen Ausgang mit drei Pins. Von diesen drei Pins ist oftmals genau ein Pin ungenutzt. Die geräteindividuelle Überwachungselektronik kann beispielsweise als Zwischensteckverbinder für einen solchen standardmäßig vorhandenen Drei-Pin- Ausgang des Stellgeräts derart aufgesetzt sein, dass die zwei standardmäßig verwendeten Pins durch den Zwischensteckverbinder mit einer Leitung verbunden sind, die üblicherweise direkt auf dem Drei-Stecker-Anschluss sitzt, um Signale zu einer Leitwarte zu übermitteln. Der dritte, üblicherweise ungenutzte Pin kann dann exklusiv dazu genutzt werden, feldgerätspezifische Betriebsdaten der Überwachungseinheit bereitzustellen. In a preferred embodiment of the field device arrangement according to the invention, the additional communication interface has at least one, preferably exactly one, exactly two or exactly three pins. In particular, an RS-232 connector, a USB connector, an M8 connector, an M12 connector or a device connector has the at least one pin. For many actuators, a control electronics has an output with three pins. Of these three pins is often exactly one pin unused. The device-specific monitoring electronics, for example, be placed as an intermediate connector for such a standard three-pin output of the actuator such that the two standard pins used are connected by the intermediate connector with a line that is usually sitting directly on the three-pin connector, to transmit signals to a control room. The third, usually unused pin can then be used exclusively to provide field device specific operating data of the monitoring unit.
Bei einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Feldgeräts ist die Stellelektronik in einem Gehäuse angeordnet, das eine Öffnung, insbesondere mit einem Schraubgewinde, aufweist, die mit einem Signalleiter, wie einer Kabelverbindung, zur Kommunikation der Stellelektronik mit der Leitwarte, einem Computer oder dergleichen, belegbar ist. Das Schraubgewinde kann vorzugsweise ein sogenanntes PG-Gewinde sein. In a preferred embodiment of a field device according to the invention, the adjusting electronics are arranged in a housing having an opening, in particular with a screw thread, which can be assigned to a signal conductor, such as a cable connection, for communication of the control electronics with the control room, a computer or the like , The screw thread may preferably be a so-called PG thread.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eines erfindungsgemäßen Feldgeräts ist die Stellelektronik in einem Gehäuse angeordnet, das eine Öffnung aufweist, wobei die Stellelektronik einen insbesondere in der Öffnung angeordneten Steckverbinder, insbesondere einen Gerätesteckverbinder für eine Kabelverbindung zur Kommunikation mit der Leitwarte, einem Computer oder dergleichen aufweist. - - In a preferred embodiment of the invention of a field device according to the invention the adjusting electronics is arranged in a housing having an opening, wherein the adjusting electronics has a particular arranged in the opening connector, in particular a device connector for a cable connection for communication with the control room, a computer or the like , - -
Bei einer erfindungsgemäßen Ausfuhrung einer Feldgeräteanordnung ist die zusätzliche Kommunikationsschnittstelle dazu ausgelegt, die stellgerätespezifischen Betriebsdaten als wenigstens ein, vorzugsweise genau ein oder zwei, kontinuierliches oder moduliertes, binäres Signal zu übermitteln. Beispielsweise kann über einen Pin eines Gerätesteckverbinders, der zur Fehlersignalübermittlung vorgesehen ist, ein Fehler-Betriebsdatum übermittelt werden. In an embodiment of a field device arrangement according to the invention, the additional communication interface is designed to transmit the setting device-specific operating data as at least one, preferably exactly one or two, continuous or modulated, binary signal. For example, an error operating date can be transmitted via a pin of a device plug connector, which is provided for error signal transmission.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrung eines erfindungsgemäßen Feldgerätes ist die zusätzliche Kommunikationsschnittstelle dazu ausgelegt, das wenigstens eine stellgerätespezifische Betriebsdatum an die Überwachungseinheit als adressiertes Betriebssignal, beispielsweise als HART-Signal, oder als Soll-Signalisierungscode für die Anzeige zu übermitteln. Bei einer solchen AusMrrung kann von einer Master-Slave-Kommunikation zwischen dem Stellgerät und der geräteindividuellen Überwachungseinheit gesprochen werden, wobei die Überwachungseinheit als hierarchisch untergeordneter Slave gemäß den Befehlen des als Master agierenden Stellgeräts arbeitet. Beispielsweise kann die Überwachungseinheit dazu ausgelegt sein, gemäß dem Soll-Signalisierungscode die Anzeige anzusteuern. Die zusätzliche Kommu- nikationsschnittstelle kann beispielsweise ein Betriebsdatum als an die Überwachungseinheit adressiertes Betriebssignal mitteilen, etwa, wenn das Stellgerät anhand einer internen Fehlererkennungsroutine einen Fehler erkannt hat, oder falls eine Diagnoseroutine des Stellgeräts einen beeinträchtigten Betrieb des Stellgeräts festgestellt hat, die Fehlererkennung oder das Diagnoseergebnis. In a preferred embodiment of a field device according to the invention, the additional communication interface is adapted to transmit the at least one setting device-specific operating date to the monitoring unit as an addressed operating signal, for example as a HART signal, or as a desired signaling code for the display. In such an embodiment, it is possible to speak of a master-slave communication between the actuating device and the device-specific monitoring unit, with the monitoring unit operating as a hierarchically subordinate slave in accordance with the commands of the actuating device acting as the master. For example, the monitoring unit may be designed to control the display in accordance with the desired signaling code. The additional communication interface can, for example, communicate an operating date as an operating signal addressed to the monitoring unit, for example if the actuating device has detected an error on the basis of an internal error detection routine, or if a diagnostic routine of the actuating device has detected an impaired operation of the actuating device, the error detection or the diagnosis result ,
Bei einer bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Feldgeräteanordnung weist das Feldgerät ein Stellelektronikgehäuse auf, in dem die Stellelektronik untergebracht ist, und das Feldgerät weist ferner ein zusätzliches Gehäuse auf, in dem die Verarbeitungselektronik untergebracht ist. Dabei sind die Stellelektronik und die Verarbeitungselektronik durch zumindest eine Gehäusewand des Gehäuses und/oder eine Gehäusewand des Stellungsreglergehäuses voneinander separiert. Anders gesagt schaffen das Stellelektronikgehäuse und das zusätzliche Gehäuse zwei voneinander getrennte Räume für einerseits die Stellelektronik und andererseits die Verarbeitungselektronik. - - In a preferred embodiment of a field device according to the invention, the field device has a control electronics housing in which the control electronics is housed, and the field device further comprises an additional housing in which the processing electronics is housed. The control electronics and the processing electronics are separated from each other by at least one housing wall of the housing and / or a housing wall of the positioner housing. In other words, the control electronics housing and the additional housing create two separate spaces for on the one hand the control electronics and, on the other hand, the processing electronics. - -
Bei einer bevorzugten Ausfuhrung einer erfindungsgemäßen Feldgeräteanordnung umfasst die Verarbeitungselektronik einen Mikroprozessor, insbesondere einen Mikrocontroller, und/oder eine analoge Logikschaltung zum Zuordnen des wenigstens einen stellgerätespezifi- schen Betriebsdatums zu dem vorgegebenen Signalisierungscode und/oder zum Veranlassen der Ausgabe des vorgegebenen Signalisierungscodes durch die Anzeige. Beispielsweise kann ein Mikrocontroller, insbesondere ein Mikroprozessor, mit einem HART-Communicator ausgestattet sein, um ein als HART-Signal codiertes Betriebsdatum von der Stellelektronik zu empfangen und zu interpretieren, um die Ausgabe des vorgegebenen Signalisierungscodes durch die Anzeige zu veranlassen. In a preferred embodiment of a field device arrangement according to the invention, the processing electronics comprises a microprocessor, in particular a microcontroller, and / or an analog logic circuit for assigning the at least one actuator specific operating date to the predetermined signaling code and / or for causing the output of the predetermined signaling code by the display. For example, a microcontroller, in particular a microprocessor, may be equipped with a HART communicator to receive and interpret a HART signal coded operating date from the control electronics to cause the display of the predetermined signaling code by the display.
Bei einer weiteren, mit der vorigen kombinierbaren bevorzugten Ausfuhrung der erfindungsgemäßen Feldgeräteanordnung weist die Überwachungseinheit eine insbesondere von der Energieversorgung der Stellelektronik unabhängige Energieversorgung für die Verarbeitungselektronik auf. Eine unabhängige Energieversorgung kann, wie oben beschrieben, beispielsweise als Akkumulator, insbesondere als Batterie oder als Generator, realisiert sein. In a further, with the previous combinable preferred embodiment of the field device arrangement according to the invention, the monitoring unit has a particular independent of the power supply of the control electronics power supply for the processing electronics. An independent energy supply, as described above, for example, as an accumulator, in particular as a battery or as a generator, be realized.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erkennbar, in denen zeigen: Further preferred embodiments are specified in the subclaims. Further characteristics, advantages and features of the invention can be seen in the following description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Feldgeräteanordnung mit einem Stellgerät und einer Überwachungseinheit, die über eine gemeinsame Zweileiter- Verbindung mit einer Leitwarte verbunden sind; Figure 1 is a schematic representation of a field device arrangement with a control device and a monitoring unit, which are connected via a common two-wire connection with a control room;
Figur 2 ein Feldgerät mit einem Stellgerät, dessen Stellelektronik an eine Leitwarte angebunden ist, und einer an die Stellelektronik angebundenen Überwachungseinheit; - - FIG. 2 shows a field device with a positioning device whose positioning electronics are connected to a control room and a monitoring unit connected to the adjusting electronics; - -
Figur 3 eine Feldgerätanordnung mit einem mit einer Leitwarte verbundenem Stellgerät und mit einer Überwachungseinheit, deren Verarbeitungselektronik zur Energieversorgung auf die Verbindung zwischen dem Stellgerät und der Leitwarte zugreift; FIG. 3 shows a field device arrangement with a control device connected to a control room and with a monitoring unit whose processing electronics accesses the connection between the actuating device and the control room for supplying energy;
Figur 4 eine Feldgerätanordnung mit einem Stellgerät und einer Überwachungseinheit mit gemeinsamer Energieversorgung; FIG. 4 shows a field device arrangement with a positioning device and a monitoring unit with a common power supply;
Figur 5 eine bespielhafte Ausführung einer Überwachungseinheit, deren Gehäuse zwischen einem üblichen stellgerätseitigen Stecker und einer üblichen leitwarten- seitigen Leitungsdose einsetzbar ist; FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a monitoring unit whose housing can be inserted between a conventional actuator-side plug and a standard control-room-side cable socket;
Figur 5 a die Überwachungseinheit gemäß Figur 5 in montiertem Zustand; FIG. 5 a shows the monitoring unit according to FIG. 5 in the mounted state;
Figur 6 eine beispielhafte Ausführung einer Überwachungseinheit mit einem Gehäuse mit einem Gewindeanschluss zum Einschrauben in übliche Stellungsreglergehäuse; FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a monitoring unit with a housing with a threaded connection for screwing into the usual positioner housing;
Figur 6a die Überwachungseinheit gemäß Figur 6 in montiertem Zustand; und FIG. 6a shows the monitoring unit according to FIG. 6 in the assembled state; and
Figur 7 ein Feldgerät mit einem Stellventil, das von einem Stellantrieb betätigt ist und daran angeschlossener Stellelektronik mit einer Überwachungseinheit. Figure 7 shows a field device with a control valve, which is actuated by an actuator and connected thereto control electronics with a monitoring unit.
In den Figuren 1 bis 7 sind gleiche oder ähnliche Bauteile im Allgemeinen mit gleichen oder ähnlichen, um 100, 200, 300, 400, 500 oder 600 erhöhten Bezugsziffern versehen. In FIGS. 1 to 7, identical or similar components are generally provided with the same or similar reference numbers increased by 100, 200, 300, 400, 500 or 600.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Überwachungseinheit der dargestellten Feldgeräteanordnung 100 mit dem Bezugszeichen 101 versehen. Die Überwachungseinheit 101 ist individuell einem Stellgerät 151 zugeordnet, das von einer Leitwarte 191 gesteuert ist, um eine Pro- zessfluidströmung eines Prozessfluids einer prozesstechnischen Anlage zu regeln (nicht näher - - In FIG. 1, a monitoring unit according to the invention of the illustrated field device arrangement 100 is provided with the reference numeral 101. The monitoring unit 101 is individually associated with a control device 151 which is controlled by a control room 191 in order to control a process fluid flow of a process fluid of a process plant (not closer - -
dargestellt). Die Leitwarte 191 kann zahlreiche (nicht dargestellte) Stellgeräte einer prozesstechnischen Anlage ansteuern, wobei jedes Stellgerät optional eine Stellgeräteindividuelle Überwachungseinheit aufweisen kann. shown). The control room 191 can control numerous (not shown) actuators a process engineering system, each actuator can optionally have a Stellgeräteindividuelle monitoring unit.
Das Stellgerät 151 ist mit der Leitwarte 191 durch eine Zweileiterverbindung 181 verbunden, um das Stellgerät mit Energie zu versorgen und um Daten bzw. Signale zwischen der Leitwarte und dem Stellgerät zu übermitteln. Zur Energieversorgung kann beispielsweise eine 24 Volt DC-Versorgung vorgesehen sein und zur Kommunikation mit dem Stellgerät kann beispielsweise über die Zweileiterverbindung 181 ein analoges oder digitales 4 - 20 mA Steuerleitsignal übertragen werden, vorzugsweise unter Benutzung eines HART-Protokolls. The actuator 151 is connected to the control room 191 by a two-wire connection 181 to energize the actuator and to communicate data or signals between the control room and the actuator. For example, a 24 volt DC supply can be provided for the power supply and for communication with the actuator, an analog or digital 4-20 mA control signal can be transmitted, for example via the two-wire connection 181, preferably using a HART protocol.
Das Stellgerät 151 umfasst ein Stellventil 153, mit dem das Stellgerät 151 auf ein Prozessfluid einwirken kann, um eine Prozessfluidströmung einzustellen, beispielsweise hinsichtlich des Volumenstroms, eines Differenzdrucks oder dergleichen. Zur Betätigung des Stellventils 153 umfasst das Stellgerät 151 ferner einen pneumatischen Antrieb 155, der zum Betätigen des Stellventils 153 beispielsweise mittels einer Ventilstange zur Kraftübertragung verbunden sein kann. Der Pneumatikdruck, der in dem pneumatischen Antrieb 155 in die Stellkraft für das Stellventil 153 umgewandelt wird, ist durch eine pneumatische Quelle 193 bereitgestellt, die nicht Teil des Stellgeräts 151 sein muss. The actuator 151 includes a control valve 153, with which the actuator 151 can act on a process fluid to adjust a process fluid flow, for example, in terms of volume flow, a differential pressure or the like. For actuation of the control valve 153, the actuator 151 further includes a pneumatic actuator 155, which may be connected for actuating the control valve 153, for example by means of a valve rod for power transmission. The pneumatic pressure which is converted into the actuating force for the control valve 153 in the pneumatic drive 155 is provided by a pneumatic source 193, which need not be part of the actuator 151.
Zum Ansteuern des pneumatischen Antriebs 155 mit einem Antriebs- oder Stelldruck umfasst die Stellelektronik 157 des Stellgeräts 151 zumindest einen IP- Wandler 161. Beispielsweise kann die Stellelektronik 157 als Stellungsregler mit einem I/P-Wandler 161 realisiert sein. Wenn die Stellelektronik 157, wie in Figur 1 dargestellt, von der Leitwarte 191 als Steuerleitwert einen Positions-Stellwert für das Stellventil 153 vorgegeben bekommt, kann die Stellelektronik die Ist-Position des Stellventils 153 von einem Positions- oder Wegsensor 163 erfahren und über den I/P-Wandler 161 gemäß bekannten Regelalgorithmen einen Stelldruck für den pneumatischen Antrieb 155 erzeugen, damit das Stellventil 153 eine Soll-Position gemäß dem Steuerleitwert einnimmt. - - For controlling the pneumatic drive 155 with a drive or actuating pressure, the electronic control unit 157 of the actuating device 151 comprises at least one IP converter 161. For example, the electronic control unit 157 can be realized as a positioner with an I / P converter 161. If the electronic control unit 157, as shown in Figure 1, gets specified by the control room 191 as Steuerleitwert a position control value for the control valve 153, the control electronics can learn the actual position of the control valve 153 from a position or displacement sensor 163 and the I / P converter 161 according to known control algorithms generate a control pressure for the pneumatic actuator 155 so that the control valve 153 assumes a desired position according to the Steuerleitwert. - -
Die Stellelektronik 157 kann beispielsweise eine Ist-Position vom Wegsensor 163 beispielsweise zu Diagnosezwecken über die Zweileiterverbindung 181 an die Leitwarte 191 übertragen. Zu diesem Zweck kann die Stellelektronik 157 eine Kommunikationselektronik 167 umfassen. Die Kommunikationselektronik 167 kann dazu ausgelegt sein, ein gemäß einem HART-Protokoll codiertes Signal zu empfangen und gegebenenfalls auch auszugeben oder Signale, die gemäß einem anderen Protokoll generiert werden, beispielsweise dem Fieldbus- Foundation-Protokoll oder dem originären Schnittstellenprotokoll (SSP) der Anmelderin. Die Kommunikationselektronik 167 kann beispielsweise als sogenannter HART-Koppler oder HART-Interpreter realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Kommunikationselektronik 167 der Stellelektronik 157 zum Empfangen und/oder Ausgeben von analogen kontinuierlichen oder modulierten Binärsignalen ausgelegt sein. Als modulierte Binärsignale kommen insbesondere pulsweitenmodulierte (PWM) Signale in Betracht, aber auch frequenzmodulierte (FM) oder amplituderrmodulierte (AM) Binärsignale. The adjusting electronics 157 can, for example, transmit an actual position from the displacement sensor 163 to the control room 191 via the two-wire connection 181, for example for diagnostic purposes. For this purpose, the control electronics 157 may include a communication electronics 167. The communication electronics 167 may be configured to receive and optionally issue a coded HART protocol signal or signals generated according to another protocol, such as the Fieldbus Foundation protocol or the original interface protocol (SSP) of the assignee. The communication electronics 167 can be realized for example as a so-called HART coupler or HART interpreter. Additionally or alternatively, the communication electronics 167 of the control electronics 157 may be configured to receive and / or output analog continuous or modulated binary signals. In particular, pulse-width modulated (PWM) signals are considered as modulated binary signals, but also frequency-modulated (FM) or amplitude modulated (AM) binary signals.
Die Überwachungseinheit 101 umfasst einen Signalempfänger 111, eine Verarbeitungselektronik 121 und eine optische Signalcode- Anzeige, wie eine Ampel 131. Die Ampel 131 weist drei LED-Leuchten 133 auf, die beispielsweise rot, gelb und grün sind. Es sei klar, dass an Stelle von LED-Leuchten 133 auch andere Leuchtmittel verwendet werden können oder optische Anzeigen, die nicht-selbstleuchtend sind, wie etwa E-Ink- Anzeigen. Die Ampel 131 kann in dem Gehäuse 103 der Überwachungseinheit 101 angeordnet sein. Die Überwachungseinheit 101 kann aber stattdessen auch eine Anzeige haben, die in einem anderen Gehäuse untergebracht ist, als dem Gehäuse 103, das die Verarbeitungselektronik 121 enthält (nicht dargestellt). The monitoring unit 101 comprises a signal receiver 111, a processing electronics 121 and an optical signal code display, such as a traffic light 131. The traffic light 131 has three LED lights 133, which are red, yellow and green, for example. It should be understood that other bulbs may be used instead of LED lights 133 or optical displays that are non-self-luminous, such as e-ink displays. The traffic light 131 may be arranged in the housing 103 of the monitoring unit 101. However, the monitor unit 101 may instead have a display housed in a different housing than the housing 103 containing the processing electronics 121 (not shown).
Zum Empfangen von Betriebsinformationen von der Stellelektronik umfasst die Verarbeitungselektronik 121 einen Signalempfänger 111. Der Signalempfänger 111 kann beispielsweise als HARL-Interpreter getrennt von einer mikrocontrollerbasierten Verarbeitungselektronik 121 realisiert sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Verarbeitungselektronik 121 in Funktionsunion mit dem Signalempfänger 111 realisiert ist, beispielsweise als analoge Signalverarbeitungselektronik oder Logikschaltung. - - For receiving operating information from the control electronics, the processing electronics 121 comprises a signal receiver 111. The signal receiver 111 may be realized, for example, as a HARL interpreter separated from a microcontroller-based processing electronics 121. But it is also conceivable that the processing electronics 121 is realized in functional union with the signal receiver 111, for example as analog signal processing electronics or logic circuit. - -
Der Signalempfänger 111 kann physikalisch auf die Verbindung zwischen der Stellelektronik 157 und der Leitwarte 191 zugreifen, beispielsweise gemäß Figur 1, indem der Signalempfänger 111 mit der Zweileiterverbindung 181 verbunden ist. Es ist klar, dass eine Verbindung zwischen einer Leitwarte 191 und einem Stellgerät 151 auch kabellos beispielsweise per Funk erfolgen kann. In einem solchen Fall umfasst die Überwachungseinheit 101 als Signalempfänger 111 einen Funktransponder oder dergleichen. The signal receiver 111 can physically access the connection between the electronic control unit 157 and the control room 191, for example according to FIG. 1, in that the signal receiver 111 is connected to the two-wire connection 181. It is clear that a connection between a control room 191 and a control device 151 can also be wireless, for example by radio. In such a case, the monitoring unit 101 includes as a signal receiver 111 a radio transponder or the like.
Der Signalempfänger 111 kann Betriebsinformation von der Stellelektronik 157 empfangen, indem er die Kommunikation zwischen der Stellelektronik 157 und der Leitwarte 191 abhört oder mithört und die Signale aus abgehörter Kommunikation ausleitet. Das heißt, die Betriebsinformationen, die von der Stellelektronik 157 erzeugt werden, um sie an die Leitwarte 191 zu übermitteln, werden vom Signalempfänger 111 erfasst, um von der Verarbeitungselektronik 121 ausgewertet zu werden. Anhand der Auswertung der vom Signalempfänger 111 empfangenen Betriebsinformation(en) entscheidet die Verarbeitungselektronik 121, welcher Signalcode von der Anzeige ausgegeben wird beziehungsweise ob etwa die rote LED, die gelbe LED oder die grüne LED 133 der Ampel 131 beleuchtet wird. Dabei wird das zwischen Leitwarte 191 und Stellelektronik 157 übertragene Betriebssignal nicht verfälscht. The signal receiver 111 can receive operating information from the control electronics 157 by listening to or listening to the communication between the control electronics 157 and the control room 191 and the signals derives from abgehörter communication. That is, the operation information generated by the adjusting electronics 157 to be transmitted to the control room 191 is detected by the signal receiver 111 to be evaluated by the processing electronics 121. On the basis of the evaluation of the operating information (s) received by the signal receiver 111, the processing electronics 121 decides which signal code is output by the display or if, for example, the red LED, the yellow LED or the green LED 133 of the traffic light 131 is illuminated. The operating signal transmitted between the control room 191 and the electronic control unit 157 is not falsified.
Bei einer alternativen Ausführung kann der Signalempfänger 111 eine Betriebsinformation aus dem Stellgerät 151 abziehen. Beispielsweise kann der Signalempfänger 111 einen Ist- Positionswert, welcher von dem Positionssensor 163 ermittelt wird, erfragen oder anfordern. Wenn der Signalempfänger 111 von dem Stellgerät 151 eine stellgerätespezifische Betriebsinformation, wie einen Ist-Betriebswert oder Ist-Betriebszustand anfordert, kann dies beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Signalempfänger 111 einen entsprechenden Befehl an Stellelektronik 151 zur Beantwortung mit dem gewünschten Ist-Betriebswert versendet. Auf einen solchen Befehl hin teilt die Stellelektronik 157 dem Signalempfänger 111 den erfragten Ist- Betriebswert mit. Dazu kann Stellelektronik 157 mittels der Kommunikationselektronik 167 ein an den Signalempfänger 111 adressiertes Betriebssignal erzeugen und abgeben. - - In an alternative embodiment, the signal receiver 111 may deduct operating information from the actuator 151. For example, the signal receiver 111 may request or request an actual position value which is determined by the position sensor 163. If the signal receiver 111 requests an actuator-specific operating information such as an actual operating value or actual operating state from the actuator 151, this can be done, for example, by the signal receiver 111 sending a corresponding command to the electronic control unit 151 for answering with the desired actual operating value. In response to such a command, the electronic control unit 157 informs the signal receiver 111 of the actual operating value requested. For this purpose, electronic control unit 157 can generate and deliver an operating signal addressed to the signal receiver 111 by means of the communication electronics 167. - -
Zum Abziehen von Betriebsinformationen des Stellgeräts 151 kann der Signalempfänger 111 auch mit anderen Elektronikkomponenten des Stellgeräts 151 als dessen Stellelektronik 157, beispielsweise einem Sensor, wie einem Positionssensor 163, verbunden sein. Zum Abziehen von Betriebsinformationen des Stellgeräts 151 braucht der Signalempfänger 111 dann nicht mit der Stellelektronik 157 zu kommunizieren, sondern kann diese übergehen und direkt mit einzelnen Elektronikkomponenten, wie dem Positionssensor 163, des Stellgeräts 151 kommunizieren. Ein solcher Aufbau kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn das Stellgerät 151 nicht mit einer Stellelektronik 157, wie einem typischen Stellungsregler oder dergleichen, ausgestattet ist, die eine gewisse Intelligenz aufweist. For subtracting operating information of the actuating device 151, the signal receiver 111 may also be connected to other electronic components of the actuating device 151 as its adjusting electronics 157, for example a sensor, such as a position sensor 163. To subtract operating information of the actuator 151, the signal receiver 111 then does not need to communicate with the control electronics 157, but can pass over them and communicate directly with individual electronic components, such as the position sensor 163, the actuator 151. Such a structure may be particularly useful if the actuator 151 is not equipped with a control electronics 157, such as a typical positioner or the like, which has a certain intelligence.
Die in Figur 2 dargestellte Feldgeräteanordnung 200 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Feldgeräteanordnung 100 im Wesentlichen durch die Art der Anbindung der Überwachungseinheit 101 bzw. 201 an das jeweilige Stellgerät 151 bzw. 251. The field device arrangement 200 illustrated in FIG. 2 differs from the field device arrangement 100 described above essentially by the type of connection of the monitoring unit 101 or 201 to the respective actuating device 151 or 251.
Die Verbindung zwischen der Leitwarte 291 und dem Stellgerät 251 bzw. dessen Stellelektronik 257 erfolgt ähnlich der zuvor beschriebenen Ausführung mittels einer Zweileiterverbindung 281. Über die Zweileiterverbindung 281 wird zum Ansteuern des Stellgeräts 251 ein Steuerleitwert beispielsweise als 4...20 mA-Signal von der Leitwarte 291 an die Stellelektronik 257 übermittelt. Das Steuerleitsignal bzw. die gesamte Kommunikation zwischen dem Stellgerät 251 und der Leitwarte 291 kann im Wesentlichen wie oben hinsichtlich der vorherigen Ausführungen beschrieben erfolgen. Es sei klar, dass das Stellventil 253, der pneumatische Antrieb 255 zum Betätigen des Stellventils 153 und die pneumatische Quelle 293, aus der der Versorgungsdruck für den pneumatischen Antrieb 255 stammt, ebenfalls wie oben beschrieben funktionieren können und auch bei den weiteren, unten beschriebenen Ausführungen auf dieselbe oben beschriebene Art und Weise erfolgen kann. The connection between the control room 291 and the control unit 251 or its control electronics 257 is similar to the previously described embodiment by means of a two-wire connection 281. About the two-wire connection 281 is to control the actuator 251 a Steuerleitwert example, as a 4 ... 20 mA signal from the Control room 291 transmitted to the control electronics 257. The control signal or the entire communication between the control device 251 and the control room 291 can essentially be carried out as described above with regard to the previous embodiments. It should be understood that the control valve 253, the pneumatic actuator 255 for actuating the control valve 153 and the pneumatic source 293 from which the supply pressure for the pneumatic actuator 255 originates, may also function as described above and also in the other embodiments described below in the same way as described above.
Bei der Ausführung gemäß Figur 2 erfolgt die Energieversorgung der Überwachungseinheit durch eine Energieübertragungsleitung 283 von der Stellelektronik 257 an die Überwachungseinheit 201, beziehungsweise deren Verarbeitungselektronik 221. Die Energieübertragungsleitung 283 ist getrennt von der Verbindung 281 zwischen Leitwarte 291 und Stellelekt- - - In the embodiment according to FIG. 2, the power supply of the monitoring unit is effected by a power transmission line 283 from the control electronics 257 to the monitoring unit 201 or its processing electronics 221. The power transmission line 283 is separated from the connection 281 between the control room 291 and the control electronics. - -
ronik 251. Die Energie, welche zwischen Stellelektronik 251 und der Verarbeitungselektronik 221 über die Energieübertragungsleitung 283 übermittelt wird, kann von der Verbindung 281 zwischen Stellelektronik 251 und Leitwarte 291 stammen. Die zu übertragende Energie kann alternativ aus einem Energiespeicher, wie einem Akkumulator oder pneumatischen betriebenen Generator, der Stellelektronik 257 stammen (nicht dargestellt). Die Überwachungseinheit 201 kann auch eine eigene Energieversorgungseinheit, wie einen Akkumulator oder einen pneumatisch betriebenen Generator, aufweisen (nicht dargestellt), in diesem Fall ist eine Energieübertragungsleitung 283 nicht notwendig. ronik 251. The energy which is transmitted between adjusting electronics 251 and the processing electronics 221 via the energy transmission line 283 may originate from the connection 281 between the setting electronics 251 and the control room 291. The energy to be transmitted may alternatively originate from an energy store, such as a rechargeable battery or a pneumatically operated generator, of the electronic control unit 257 (not shown). The monitoring unit 201 may also have its own power supply unit, such as an accumulator or a pneumatically operated generator (not shown), in which case a power transmission line 283 is not necessary.
Zur Kommunikation zwischen der Stellelektronik 257 und der Verarbeitungselektronik 221 ist bei der Feldgeräteanordnung 200 eine Betriebssignalleitung 285 vorgesehen, die zwischen der Verarbeitungselektronik 221 und der Stellelektronik 257 angeordnet ist, um Verarbeitungselektronik 221 und Stellelektronik 257 signalübertragungsgemäß miteinander zu verbinden. Die Betriebssignalleitung 285 kann zwischen dem Signalempfänger 211 der Verarbeitungselektronik 221 und der Kommunikationselektronik 267 der Stellelektronik 257 verlegt sein. Eine Betriebssignalleitung 285 kann beispielsweise realisiert sein durch eine Steckbuchse, wie eine USB-Buchse oder eine RS232-Buchse der Stellelektronik 257, in der ein entsprechender Anschluss, also beispielsweise ein USB-Stecker oder ein RS232-Stecker der Überwachungseinheit 201, eingesetzt ist. Ein solcher Steckplatz kann bei herkömmlicher Stellelektronik 257 beispielsweise zum Anschluss des Computers eines Wartungstechnikers vorgesehen sein, sodass die Überwachungseinheit 201 unter Ausnutzung bestehender Steckplätze einer Stellelektronik 257 mit dieser verbunden werden kann. For communication between the control electronics 257 and the processing electronics 221, an operating signal line 285 is provided in the field device arrangement 200, which is arranged between the processing electronics 221 and the control electronics 257 to signal processing electronics 221 and 257 signal transmission connected to each other. The operating signal line 285 may be routed between the signal receiver 211 of the processing electronics 221 and the communication electronics 267 of the adjusting electronics 257. An operating signal line 285 may, for example, be realized by a socket, such as a USB socket or an RS232 socket of the electronic control unit 257, in which a corresponding connection, for example a USB plug or an RS232 plug of the monitoring unit 201, is inserted. Such a slot may be provided in conventional control electronics 257, for example, for connecting the computer of a maintenance technician, so that the monitoring unit 201 can be connected by utilizing existing slots of a control electronics 257 with this.
Die Überwachungseinheit 201 selbst kann ebenfalls mit entsprechenden Steckplätzen, beispielsweise USB-Buchsen oder RS232-Buchsen ausgestattet sein, damit insbesondere Wartungstechnikern ein Zugriff auf die Stellelektronik 257 unmittelbar bereitgestellt ist. The monitoring unit 201 itself can likewise be equipped with corresponding slots, for example USB sockets or RS232 sockets, so that in particular maintenance technicians have direct access to the electronic control unit 257.
Der Signalempfänger 211 der Verarbeitungselektronik 221 der Überwachungseinheit 201 kann bei der Feldgeräteanordnung 200 Betriebsinformationen des Stellgeräts 251 abziehen, indem über die Betriebsinformationsleitung 285 die gewünschte Betriebsinformation erfragt - - The signal receiver 211 of the processing electronics 221 of the monitoring unit 201 can subtract operating information of the actuating device 251 from the field device arrangement 200 by requesting the desired operating information via the operating information line 285 - -
wird. Das Anfordern von Betrieb sinformationen kann, wie oben beschrieben, beispielsweise als Befehl an die Stellelektronik 257 oder durch das Abziehen von Messdaten beispielsweise vom Positionssensor 263 direkt geschehen. Über eine Betriebsinformationsleitung 285 kann ein Signalempfänger 211 auch beispielsweise mit einem Steuersignaleingang der Stellelektronik 257 und insbesondere einem I/P-Wandler 261 verbunden sein, um auf diese Weise Betriebsinformationen betreffend die Ansteuerung abziehen zu können. Bei der Feldgeräteanordnung 200 ist die Betriebsinformationsleitung 285 gesondert zu der Steuerleitung 281 realisiert, um unerwünschte Interferenz zwischen der Überwachungseinheit 201 und der Steuer- Kommunikation des Stellgeräts 251 ausschließen zu können. Die Signalcodeausgabe kann im Wesentlichen, wie oben beschrieben, durch eine Ampel 231 mit mehreren unterschiedlich farblichen Leuchten 233 erfolgen. becomes. The requesting of operating information can, as described above, be done directly, for example, as a command to the adjusting electronics 257 or by subtracting measured data, for example from the position sensor 263. Via an operating information line 285, a signal receiver 211 can also be connected, for example, to a control signal input of the electronic control unit 257 and in particular to an I / P converter 261, in order to be able to deduct operating information relating to the control. In the field device arrangement 200, the operation information line 285 is implemented separately from the control line 281 so as to be able to preclude unwanted interference between the monitoring unit 201 and the control communication of the actuator 251. The signal code output can essentially, as described above, by a traffic light 231 with several differently colored lights 233 done.
Zur Auswertung der Betriebsinformationen der Betriebsdaten des Stellgeräts 251 kann die Verarbeitungselektronik 221 eine Software, wie die originäre TROVIS- Software der Anmelderin oder dergleichen, ausführen, welche dazu in der Lage ist, anhand einer Reihe von Betriebsdaten oder Betriebsinformationen, wie einem insbesondere zeitbezogenen Steuersignal oder Stellsignal und einer insbesondere zeitbezogenen Stellposition anhand von bekannten Diagnosealgorithmen eine auf das Stellgerät 251 bezogene Diagnose auszuführen. Es sei klar, dass die Verarbeitungselektronik 221 grundsätzlich zahlreiche bekannte Diagnosefunktionen bezogen auf das der Überwachungseinheit 201 zugeordnete Stellgerät 251 durchführen kann. For evaluating the operating information of the operating data of the actuator 251, the processing electronics 221 may execute software such as the applicant's original TROVIS software or the like, which is capable of using a series of operating data or operating information, such as a particular time-related control signal or Control signal and a particular time-related control position based on known diagnostic algorithms execute a related to the actuator 251 diagnosis. It is clear that the processing electronics 221 can in principle perform numerous known diagnostic functions with respect to the control unit 201 associated with the control unit 251.
Ferner sei klar, dass anstelle des exemplarisch dargestellten pneumatischen Antriebs 255 mit einer Stellstange zum Betätigen eines Stellventils 257 beispielsweise auch ein hydraulischer oder elektrischer Antrieb (nicht dargestellt), und ein Schwenk- Ventil (nicht dargestellt) oder eine Pumpe (nicht dargestellt) als Stellarmatur vorgesehen sein kann. Anders gesagt kann eine Überwachungseinheit 201 für unterschiedlichste Stellgeräte 251 geeignet sein, ohne dass ein vorhandenes Stellgerät 251 zur Nachrüstung mit der Überwachungseinheit 201 notwendigerweise hardware- oder software-seitig nachzurösten ist. Gleichzeitig erlaubt die Überwachungseinheit eine von der Stellelektronik 257 des Stellgeräts 251 unabhängige Diagnose, die insbesondere durch solche Fehler der Stellelektronik 257 nicht gestört ist, welche deren Diagnose- oder Kommunikationsfähigkeit ebenfalls beeinträchtigen. Die Überwachungseinheit - - Further, it is clear that instead of the exemplified pneumatic drive 255 with an actuating rod for actuating a control valve 257, for example, a hydraulic or electric drive (not shown), and a swivel valve (not shown) or a pump (not shown) as a control valve can be provided. In other words, a monitoring unit 201 may be suitable for a wide variety of actuators 251, without necessarily retrofitting an existing actuator 251 for retrofitting with the monitoring unit 201 on the hardware or software side. At the same time, the monitoring unit allows an independent of the control electronics 257 of the actuator 251 diagnosis, which is not disturbed in particular by such errors of the control electronics 257, which also affect their diagnostic or communication capability. The monitoring unit - -
201 kann insofern als zusätzliches Sicherheitsinstrument einer prozesstechnischen Anlage dienen und eignet sich besonders für Feldgeräte oder Stellgeräte, die sicherheitskritische Funktionen erfüllen. 201 can thus serve as an additional safety instrument of a process engineering system and is particularly suitable for field devices or actuators that fulfill safety-critical functions.
Im Vergleich zu den Feldgerätanordnungen 100 und 200 der Figuren 1 und 2 unterscheidet sich die Feldgeräteanordnung 300 gemäß Figur 3 vor allem durch die wiederum unterschiedliche Anbindung des Stellgeräts 251 beziehungsweise dessen Stellelektronik 357 an einerseits die Überwachungseinheit 301 und andererseits die Leitwarte 391. Der generelle Aufbau und die generelle Funktion des Stellgeräts 351 können im Wesentlichen wie bei den oben beschriebenen Ausführungen erfolgen. In comparison to the field device arrangements 100 and 200 of FIGS. 1 and 2, the field device arrangement 300 according to FIG. 3 differs above all through the in turn different connection of the actuating device 251 or its electronic control unit 357 on the one hand the monitoring unit 301 and on the other hand the control room 391 the general function of the actuator 351 may be substantially the same as in the embodiments described above.
Die Leitwarte 391 kann dem Stellgerät 351 beziehungsweise dessen Stellenelektronik 357, ähnlich der Feldgeräteanordnung 100 gemäß Figur 1, mittels einer Zweileiterverbindung 381 ein Steuerleitsignal mitteilen. Es sei klar, dass bei sämtlichen beschriebenen Ausführungen die Verbindung zwischen der Leitwarte und dem Stellgerät nicht auf eine Zweileiterverbindung, wie dargestellt, beschränkt zu sein braucht, sondern auch eine Vierleiterverbindung oder eine andersartige Verbindung verwendbar ist. Aus der Zweileiterverbindung 381 zwischen der Leitwarte 391 und der Stellelektronik 357 speist sich gemäß Fig. 3 die Überwachungseinheit 301 mit Energie über die Energieabzugsleitungen 384. The control room 391 can tell the control unit 351 or its electronic control unit 357, similar to the field device arrangement 100 according to FIG. 1, of a control signal by means of a two-wire connection 381. It should be understood that in all of the described embodiments, the connection between the control room and the actuator need not be limited to a two-wire connection, as shown, but also a four-wire connection or another type of connection can be used. From the two-wire connection 381 between the control room 391 and the adjusting electronics 357, the monitoring unit 301 feeds energy via the energy discharge lines 384, as shown in FIG.
Die Verarbeitungselektronik 321 empfängt von der Stellelektronik 357, die hier vorzugsweise als Stellungsregler realisiert ist, Betriebsdaten über die Betriebsdatenleitung 387. Der Stellungsregler 357 ist bei der Feldgeräteanordnung 300 dazu ausgelegt, in regelmäßigen Zeitabständen oder beim Auftreten bestimmter Betriebszustände oder Betriebszustandsänderungen Betriebsdaten an die Verarbeitungselektronik 321 über die Betriebsdatenleitung 387 zu senden. Als Betriebsdaten sind weiterverarbeitete Betriebsinformationen des Stellgeräts 351 zu verstehen, im Unterschied zu rohen Betriebsinformationen, wie Ist-Messwerten oder dergleichen. Als Betriebsdatum kann zum Beispiel ein basierend auf Druckmesswerten ermittelter Leckagewert erfasst werden. Der Stellungsregler 357 kann über die Datenübertragungsleitung 387 der Verarbeitungselektronik 321 Betriebsdaten übermitteln, die bewirken, dass die Verar- - - The processing electronics 321 receive from the control electronics 357, which is preferably implemented here as a positioner, operating data over the operating data line 387. The positioner 357 is designed in the field device assembly 300, at regular intervals or when certain operating conditions or operating state changes operating data to the processing electronics 321 on to send the service data line 387. As operating data are further processed operating information of the actuator 351 to understand, in contrast to raw operating information, such as actual measurements or the like. For example, a leakage value determined on the basis of pressure measurement values can be detected as the operating data. The positioner 357 can transmit operating data 321 via the data transmission line 387 to the processing electronics 321, which causes the processing - -
beitungselektronik 321 die Ampel 331 dazu veranlasst, mit eine der LEDs 333 der Ampel 331 zu beleuchten und so die Ausgabe eines Betriebscodes zur Folge haben. 321 causes the traffic light 331 to illuminate with one of the LEDs 333 of the traffic light 331 and thus result in the issuing of an operating code.
Beispielsweise kann die Stellelektronik 357 im einfachsten Fall über die Betriebsdatenleitung 387 ein binäres 1- oder O-Signal übermitteln und die Ampel 331 nur zwei unterschiedliche LEDs 333 aufweisen, etwa eine rote und eine grüne LED, und die Verarbeitungselektronik 321 das Betriebsdatum, das von der Stellelektronik 357 über die Betriebsdatenleitung 387 übermittelt wird, derart auswerten, dass bei einer binären 1 die grüne LED 333 zum Abgeben eines Signalcodes aktiviert wird, welcher angibt, dass das Stellgerät ordnungsgemäß funktioniert, oder bei einer binären 0 die rote LED 333 aktivieren, welche eine Fehler oder einen Notfall signalisiert. For example, the control electronics 357 in the simplest case via the operating data line 387 transmit a binary I or O signal and the traffic light 331 have only two different LEDs 333, such as a red and a green LED, and the processing electronics 321 the operating date, of the Actuator 357 is transmitted via the operating data line 387, evaluate such that at a binary 1, the green LED 333 is activated to output a signal code indicating that the actuator is working properly, or activate the red LED 333 at a binary 0, which a Error or an emergency signaled.
Wenn die Verarbeitungselektronik 321 über nur eine einzige Betriebsdatenleitung 387 zum Übermitteln nur eines Binärsignals mit der Stellelektronik 357 verbunden ist, können dennoch komplexere Signale von der Stellelektronik 357 an die Verarbeitungselektronik 321 versandt werden, beispielsweise durch Pulsweiterrmodulation des Binärsignals. Die Verarbeitungselektronik 321 kann dann das pulsweitenmodulierte Binärsignal, welches sie durch den Signalempfänger 311 von einem Pulsweitenmodulator 367, also einer Kommunikationselektronik des Stellungsreglers 357, empfängt, erhalten und verarbeiten, um mehr als zwei Zustände abzubilden und dementsprechend mehr als zwei unterschiedliche Signalcodes mittels der Ampel 331 abgeben. If the processing electronics 321 is connected via only a single operating data line 387 for transmitting only one binary signal to the control electronics 357, more complex signals from the control electronics 357 can still be sent to the processing electronics 321, for example, by Pulsweiterrmodulation of the binary signal. The processing electronics 321 can then receive and process the pulse-width-modulated binary signal received by the signal receiver 311 from a pulse width modulator 367, ie communication electronics of the positioner 357, to map more than two states and correspondingly more than two different signal codes by means of the traffic light 331 submit.
Zahlreiche handelsübliche Stellgeräte sind standardmäßig mit einem Anschluss ausgestattet, der mit einer Zweileiterverbindung insbesondere zur Verbindung mit einer Leitwarte und ferner einer zusätzlichen binären Verbindung versehen ist. Um Kosten für zusätzliche Leitungen, deren Verlegung und Wartung einzusparen, ist dieser dritte Anschluss in der Regel unbenutzt. Die erfindungsgemäße Überwachungseinheit 301 kann insbesondere für einen solchen Anschluss geeignet sein. So kann eine Überwachungseinheit 301 mit einem Verbindungsstecker, beispielsweise einem Gerätestecker, sowohl für eine Zweileiterverbindung 381 als auch für eine Betriebsdatenverbindung 387 unter Ausnutzung vorhandener Funktionalitä- - - Many commercially available actuators are equipped with a standard connection, which is provided with a two-wire connection, in particular for connection to a control room and also an additional binary connection. In order to save costs for additional cables, their installation and maintenance, this third connection is usually unused. The monitoring unit 301 according to the invention may be suitable in particular for such a connection. Thus, a monitoring unit 301 with a connection plug, for example a device plug, for both a two-wire connection 381 and for an operating data connection 387 can be made using existing functionalities. - -
ten üblicher Stellgeräte zusätzliche Überwachungsfunktionen bereitstellen. Die Energieversorgung kann auch auf anderem Wege als über eine Energieabzugsleitung 384 erfolgen, beispielsweise aus einer eigenen Energiequelle der Überwachungseinheit 301. ten standard control devices provide additional monitoring functions. The energy supply can also take place in other ways than via an energy discharge line 384, for example from a separate energy source of the monitoring unit 301.
Die Feldgeräteanordnung 400 gemäß Figur 4 unterscheidet sich von den oben beschriebenen Ausführungen bevorzugter Feldgeräteanordnungen 100, 200 und 300 wiederum insbesondere durch die Anbindung des Stellgeräts 451 an die Überwachungseinheit 401 und die Leitwarte 491. The field device arrangement 400 according to FIG. 4 differs from the embodiments of preferred field device arrangements 100, 200 and 300 described above again in particular by the connection of the positioning device 451 to the monitoring unit 401 and the control room 491.
Bei der Feldgeräteanordnung 400 ist neben der Verbindung 481 zur Übertragung eines 4-20 mA Steuerleitsignals von der Leitwarte 491 an die Stellelektronik 457 eine separate Energieversorgungsleitung 482 vorgesehen, aus der sich sowohl die Überwachungseinheit 401 als auch die Stellelektronik 457 speisen. Es sei klar, dass die Energieversorgung auch bei der Feldgeräteanordnung 400, wie bei einer der oben beschriebenen Feldgeräteanordnungen 100, 200 oder 300 erfolgen kann. In the field device arrangement 400, a separate power supply line 482 is provided in addition to the connection 481 for transmitting a 4-20 mA Steuerleitsignals from the control room 491 to the control electronics 457, from which feed both the monitoring unit 401 and the control electronics 457. It is to be understood that the power supply can also take place in the field device arrangement 400, as in one of the field device arrangements 100, 200 or 300 described above.
Zur Übertragung von Betriebsdaten von der Stellelektronik 457 an die Verarbeitungselektronik 421 weist die Feldgeräteanordnung 400 zwei Betriebsdatenleitungen 487, 488 auf. Wie die zuvor bezüglich der in Figur 3 dargestellten Feldgeräteanordnung 300 beschriebene Betriebsdatenleitung 387 können über die Betriebsdatenleitungen 487 und 488 insbesondere kontinuierliche binäre Signale übertragen werden. Es sei klar, dass weitere (nicht dargestellte) Binärleitungen oder Betriebsdatenleitungen von der Stellelektronik 457 an die Verarbeitungselektronik 421 vorgesehen sein können. For transmitting operating data from the control electronics 457 to the processing electronics 421, the field device arrangement 400 has two operating data lines 487, 488. Like the operating data line 387 described above with regard to the field device arrangement 300 shown in FIG. 3, in particular continuous binary signals can be transmitted via the operating data lines 487 and 488. It is clear that further (not shown) binary lines or operating data lines from the control electronics 457 may be provided to the processing electronics 421.
Wenn auf jeder der Betriebsdatenleitungen 487, 488 in der einfachsten Form nur jeweils ein binäres 0- oder binäres 1 -Signal übertragen werden, genügt dies zur Übermittlung von 2-bit Informationen, was zum Ansteuern einer Ampel 431 mit drei unterschiedlichen farblichen Leuchten 433 technisch völlig ausreichend ist. Die Verarbeitungselektronik 421 ist dann dazu ausgelegt, die über die Betriebsdatenleitungen 487, 488 dem Signalempfänger 411 mitgeteilten Betriebsdaten auszuwerten und ihnen eine entsprechende Farbe zuzuordnen, welche durch - - If only one binary 0 or binary 1 signal is transmitted on each of the operating data lines 487, 488 in the simplest form, this is sufficient for the transmission of 2-bit information, which is completely technically complete for driving a traffic light 431 with three different color lamps 433 is sufficient. The processing electronics 421 is then designed to evaluate the operating data communicated via the operating data lines 487, 488 to the signal receiver 411 and to assign to them a corresponding color, which is given by - -
die Ampel 431 anzuzeigen ist. Im Übrigen kann auch die damit übertragenen Betriebsdatenleitungen 487 wie oben beschrieben beispielsweise Pulsweiten-, Frequenz-, oder Amplitudenmodulation erfolgen. the traffic light 431 is to be displayed. Incidentally, the operating data lines 487 transmitted therewith can also be pulse-width, frequency or amplitude modulation as described above.
Es ist auch denkbar, dass die Verarbeitungselektronik 421 einen (nicht dargestellten) binären Befehlsausgang hat, um vom Stellgerät 451 die Ausgabe eines Betriebsdatums oder mehrerer Betriebsdaten, beispielsweise mittels der Betriebsdatenleitungen 487 und 488, anzufordern. Durch Mitteilung eines Befehls- oder Abzugssignals kann die Überwachungseinheit 401 die Stellelektronik 457 des Stellgeräts 451 auch dazu veranlassen, eine Stellgerätediagnose durchzuführen und das Diagnoseergebnis der Überwachungseinheit 401 beispielsweise wie oben beschrieben als binäre 1 oder binäre 0 mitzuteilen. Wenn die Überwachungseinheit dem Stellgerät Betriebsinformationen abzieht, indem die Überwachungseinheit das Stellgerät zum Ausgeben gewünschter Betriebsinformationen veranlasst, kann die Überwachungseinheit als sogenannte Master-Einheit und die Stellgerät bzw. das Stellelektronik als sogenannte Slave- Einheit angesehen werden. It is also conceivable that the processing electronics 421 has a binary command output (not shown) for requesting the output of one or more operating data from the actuator 451, for example by means of the operating data lines 487 and 488. By notifying a command or trigger signal, the monitoring unit 401 may also cause the control electronics 457 of the actuator 451 to perform a Stellgerätediagnose and communicate the diagnostic result of the monitoring unit 401, for example, as described above as a binary 1 or binary 0. If the monitoring unit deducts operating information from the actuating device in that the monitoring unit causes the actuating device to output desired operating information, the monitoring unit can be regarded as a so-called master unit and the actuating device or the adjusting electronics can be regarded as a so-called slave unit.
Figuren 5, 5a, 6 und 6a zeigen spezielle Ausführungen von Überwachungseinheiten 501, 601 und deren mechanische und elektronische Anbindung an einen Stellungsregler 552, 652. Auf die Darstellung einer Leitwarte und eines vollständigen Stellgeräts wird zugunsten der Lesbarkeit in den Figuren 5 und 6 verzichtet. Bei der Anbindung einer Überwachungseinheit 501, 601 kann die Anbindung der Überwachungseinheit an das Stellgerät zur Signalübermittlung und/oder Energieversorgung gemäß einer der oben bezüglich Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungen realisiert sein. Figures 5, 5a, 6 and 6a show special versions of monitoring units 501, 601 and their mechanical and electronic connection to a positioner 552, 652. The representation of a control room and a complete actuator is omitted in favor of readability in Figures 5 and 6. When connecting a monitoring unit 501, 601, the connection of the monitoring unit to the actuating device for signal transmission and / or power supply can be realized according to one of the embodiments described above with reference to FIGS. 1 to 4.
Die in Figur 5 dargestellte Überwachungseinheit 501 ist dazu ausgelegt, zwischen einem Gerätstecker 594 des Stellungsreglers 552 und einer Gerätedose 592, von der aus eine Kommunikations Verbindung 581 sich in Richtung einer (nicht dargestellten) Leitwarte erstreckt, angeordnet zu werden. Der Gerätestecker 594 und die Gerätesteckdose 592 können insbesondere gemäß der Norm DIN EN 175301-803 ausgebildet sein. Der Gerätestecker 594 kann beispielsweise als Ventilsteckverbinder oder Winkelstecker bezeichnet sein. Die Gerätedose 592 - - The monitoring unit 501 shown in FIG. 5 is designed to be arranged between a device plug 594 of the positioner 552 and a device socket 592, from which a communication connection 581 extends in the direction of a control room (not shown). The device plug 594 and the device socket 592 may be formed in particular according to the standard DIN EN 175301-803. The device plug 594 may be referred to, for example, as a valve connector or angle plug. The appliance box 592 - -
oder Gerätesteckdose kann auch als Kabeldose oder Leitungsdose bezeichnet sein. Ein solcher Gerätestecker hat an der Drei-Uhr-Position und der Neun-Uhr-Position einen im Querschnitt U-förmigen Pin und gegebenenfalls einen weiteren U-förmigen Pin in der Sechs-Uhr-Position sowie einen balkenförmigen Pin in der Zwölf-Uhr-Position. or device socket can also be referred to as a cable socket or cable socket. Such a device plug has at the three o'clock position and the nine o'clock position a cross-sectionally U-shaped pin and possibly another U-shaped pin in the six o'clock position and a bar-shaped pin in the twelve o'clock position. Position.
Zum Aufnehmen der Pins des Gerätesteckers 594 umfasst die Gerätedose 592 entsprechend geformte und positionierte Aufnahmen. Um einen positionsgetreuen und sicheren Halt der Gerätedose 592 relativ zum Gerätestecker 594 zu gewährleisten, ist eine Steckschraube vorgesehen, die sich durch die Gerätedose 592 erstreckt und zum Sichern der Gerätedose 592 am Gerätestecker 594 mit diesem verschraubbar ist. Bei Einsatz einer Überwachungseinheit 501 zwischen Gerätestecker 594 und Gerätesteckdose 592 ist eine entsprechend längere Sicherungsschraube erforderlich. Die Kontaktflächen zwischen den gegenüberliegenden Flächen, aus denen die Pins hervorstehen bzw. in die die Pin- Aufnahmen eingelassen sind, können mit einer oder zwei Dichtungen versehen sein, um zu verhindern, dass beispielsweise Kondenswasser an die stromführenden Pins gelangt. Hierzu kann je eine Dichtscheibe zwischen Stecker und Dose vorgesehen sein. For receiving the pins of the appliance plug 594, the appliance box 592 comprises correspondingly shaped and positioned receptacles. In order to ensure a positionally accurate and secure hold of the device socket 592 relative to the device plug 594, a plug screw is provided which extends through the device box 592 and for securing the device box 592 on the appliance plug 594 is screwed with this. When using a monitoring unit 501 between the appliance plug 594 and appliance socket 592 a correspondingly longer locking screw is required. The contact surfaces between the opposing surfaces from which the pins protrude or in which the pin receptacles are embedded, can be provided with one or two seals to prevent, for example, condensation water from reaching the current-carrying pins. For this purpose, depending on a sealing washer between the plug and socket can be provided.
Zum signalübertragungsgemäßen Einsetzen der Überwachungseinheit 501 zwischen dem Stellungsregler 552 und der (nicht dargestellten) Leitwarte ist die Überwachungseinheit 501 gemäß der Figur 5 stellgeräteseitig mit gerätedosenartigen Aufnahmen 592a für die Pins des Gerätesteckers 594 des Stellungsreglers 552 ausgestattet und leitwartenseitig mit gerätesteckerartigen Pins 594a, auf die eine Gerätesteckdose 592 aufsetzbar ist. Die Aufnahmen 592a und/oder Pins 594a der Überwachungseinheit 501 können ebenfalls DIN EN 175301-803 normkonform sein. For signal transmission according to the insertion of the monitoring unit 501 between the positioner 552 and the (not shown) control room, the monitoring unit 501 according to the figure 5 is the device side with device dose-like receptacles 592a for the pins of the device plug 594 of the positioner 552 equipped and the wait-side with device plug-like pins 594a, the one Appliance socket 592 can be placed. The receptacles 592a and / or pins 594a of the monitoring unit 501 can also be compliant with DIN EN 175301-803.
Signalübertragungsgemäß und/oder energieübertragungsgemäß kann eine Verbindung der Überwachungseinheit 501 mit dem Stellungsregler 552 gemäß einer der oben bezüglich der Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungen vorgesehen sein (in Figur 5 nicht im Detail dargestellt). Die Anbindung der Überwachungseinheit 501 erfolgt im Allgemeinen abhängig davon, welche Signalübertragung über die Verbindung 581 zwischen der Leitwarte und dem - - According to signal transmission and / or energy transmission, a connection of the monitoring unit 501 to the positioner 552 according to one of the embodiments described above with reference to FIGS. 1 to 4 may be provided (not shown in detail in FIG. 5). The connection of the monitoring unit 501 generally takes place depending on which signal transmission via the connection 581 between the control room and the - -
(nicht vollständig dargestellten) Stellgerät vorgesehen ist, das heißt, ob beispielsweise über die vor Einsatz der Überwachungseinheit 501 vorhandene Verbindung sowohl Energie als auch Steuersignal dem Stellungsregler 552 bereitgestellt werden, oder ob beispielsweise über die vorhandene Leitung 581 keine Betätigungsenergie sondern nur Steuersignale übertragen werden. (Not fully shown) actuator is provided, that is, whether, for example, via the existing before using the monitoring unit 501 both power and control signal to the positioner 552 are provided, or if, for example via the existing line 581 no actuation energy but only control signals are transmitted.
Wie oben im Hinblick auf die in Figur 3 beschriebene Ausführung erläutert, ist es möglich, dass nicht sämtliche an einem Gerätestecker 594 vorhandene Pins zur Kommunikation mit einer Leitwarte tatsächlich verwendet werden. Bei einer derartigen Ausführung können bereits vorhandene, zur Kommunikation mit der Leitwarte an sich ungenutzte Pins eines Gerätesteckers 594 speziell zur Übermittlung von Betriebsinformation oder Betriebsdaten an die Überwachungseinheit 501 vorgesehen sein. As explained above with regard to the embodiment described in FIG. 3, it is possible that not all the pins present on a device plug 594 are actually used for communication with a control room. In such an embodiment, already existing, for communication with the control room itself unused pins of a device plug 594 may be provided specifically for the transmission of operating information or operating data to the monitoring unit 501.
Gemäß Figur 5 und Figur 5a ist der Gerätestecker 594 mit einem Außengewinde 508 zum Einschrauben in ein Innengewinde 558 einer Gehäuseoffnung 556 des Stellungsreglergehäuses 554 vorgesehen. Ein solches Innengewinde 558 eines Stellungsreglergehäuses 554 kann beispielsweise durch ein sogenanntes PG-Gewinde oder Stahlpanzerrohrgewinde realisiert sein. Alternativ kann ein metrisches Gewinde, beispielsweise M12xl,5, M16xl,5, M20xl,5 oder M36x2,0 zum Einsatz kommen. Alternativ kann der Gerätestecker als Teil des Stellungsreglergehäuses 554 ohne Gewindeadapter realisiert sein (nicht dargestellt), sodass auf eine Öffnung 556 im Stellungsreglergehäuse 554 verzichtet werden kann. Das Gehäuse 554 des Stellungsreglers 552 kann auf übliche Weise, wie schematisch dargestellt, mit einer Displayanzeige 559 des Stellungsreger-Betriebsstatus ausgestattet sein. According to FIG. 5 and FIG. 5 a, the appliance plug 594 is provided with an external thread 508 for screwing into an internal thread 558 of a housing opening 556 of the positioner housing 554. Such an internal thread 558 of a positioner housing 554 can be realized for example by a so-called PG thread or steel armored pipe thread. Alternatively, a metric thread, for example M12xl, 5, M16xl, 5, M20xl, 5 or M36x2,0 can be used. Alternatively, the device connector can be realized as part of the positioner housing 554 without threaded adapter (not shown), so that can be dispensed with an opening 556 in the positioner housing 554. The housing 554 of the positioner 552 may be provided with a display indicator 559 of the positioner operating status in a conventional manner, as shown schematically.
Die Kommunikationselektronik 567 des Stellungsreglers 552 umfasst eine Steckerleiste, die mit den Pins des Gerätesteckers 594 durch Kabelverbindung signalübertragungsgemäß verbunden werden kann. The communication electronics 567 of the positioner 552 comprises a connector strip which can be connected to the pins of the device plug 594 by cable connection signal transmission.
Bei einer (nicht dargestellten) Ausführung kann der stellgeräteferne Ausgang der Überwachungseinheit anstelle von Pins 594a mit einer Verbindungsleitung zur Leitwarte ausgestattet - - In one embodiment (not shown), the remote unit output of the monitoring unit may be provided with a connection line to the control room instead of pins 594a - -
sein. Anders gesagt kann die Überwachungseinheit gleichzeitig die Funktion der Gerätesteckdose 592 realisieren, sodass an dem Gerätestecker 594 eines Stellgeräts 554 nicht zwei Bauteile, Überwachungseinheit und zusätzliche Leitungsdose, angesteckt werden brauchen, sondern nur ein einziges Bauteil. Eine solche Überwachungseinheit kann als gerätedoseninte- griert bezeichnet sein. be. In other words, the monitoring unit at the same time realize the function of the device socket 592, so that on the device plug 594 of a control device 554 not two components, monitoring unit and additional power socket, need to be infected, but only a single component. Such a monitoring unit may be referred to as device-dose-integrated.
Anstelle eines Anschlusses einer Übertragungseinheit gemäß einem sogenannten DIN- Würfel- Steckers entsprechend DIN EN 175301-803 kann beispielsweise auch ein sogenannter M12-Sensorstecker, vorzugsweise entsprechend DIN Norm IEC 61076-2-101 verwendet werden (nicht dargestellt), zur Verbindung von Stellgerät und Überwachungseinheit. Instead of a connection of a transmission unit according to a so-called DIN cube plug according to DIN EN 175301-803, for example, a so-called M12 sensor connector, preferably according to DIN standard IEC 61076-2-101 be used (not shown), for the connection of actuator and monitoring unit.
Die Überwachungseinheit 601 gemäß Figur 6 unterscheidet sich von der Überwachungseinheit gemäß Figur 5 in erster Linie durch die Form des Stellgeräte-Gehäuses 654(das kein Display aufweist) und die Anschlüsse 608, 609 des Überwachungseinheit-Gehäuses 603. Bei der in Figur 6 dargestellten Überwachungseinheit 601 ist am Gehäuse 603 der Überwachungseinheit 601 ein Außengewinde 608 vorgesehen, das in ein korrespondierendes Innengewinde 658 einer Gehäuseöffnung 656 des Stellungsreglersgehäuses 654 einschraubbar ist. Die Gewindepaarung kann insbesondere mittels einer PG- Verschraubung bzw. einer Stahlpanzerrohrgewinde- Verschraubung realisiert sein, oder mit einem metrischen Standardgewinde, wie oben beschrieben. Eine derartig eingehauste Überwachungseinheit 601 eignet sich besonders gut für Stellungsregler 652, deren Gehäuse 654 eine entsprechende Gewindeöffnung aufweist. Zur signalübertragungsgemäßen Verbindung zwischen dem Stellungsregler 652 und der Überwachungseinheit 601 sind in dem Gehäuse 603 des Stellungsreglers 652 eine Steckerleiste 667 und eine weitere Steckerleiste 611 in dem Gehäuse 603 der Überwachungseinheit 601 vorgesehen, zwischen denen eine Kabelverbindung realisiert werden kann. The monitoring unit 601 according to FIG. 6 differs from the monitoring unit according to FIG. 5 primarily by the shape of the actuator housing 654 (which has no display) and the terminals 608, 609 of the monitoring unit housing 603. In the monitoring unit illustrated in FIG 601, an external thread 608 is provided on the housing 603 of the monitoring unit 601, which can be screwed into a corresponding internal thread 658 of a housing opening 656 of the positioner housing 654. The thread pairing can be realized in particular by means of a PG screw connection or a steel armored pipe thread screw connection, or with a standard metric thread, as described above. Such a cushioned monitoring unit 601 is particularly well suited for positioner 652, whose housing 654 has a corresponding threaded opening. For signal connection according to the connection between the positioner 652 and the monitoring unit 601 in the housing 603 of the positioner 652, a connector strip 667 and a further connector strip 611 are provided in the housing 603 of the monitoring unit 601, between which a cable connection can be realized.
Zur Verbindung des Überwachungseinheit-Gehäuses 603 an eine Verbindung 681 zur Leitwarte kann ein weiteres Innen- (nicht dargestellt) oder Außengewinde 609 vorgesehen sein. Sofern eine Kommunikation von der Überwachungseinheit 601 nur mit dem Stellgerät erfolgen soll, ähnlich der Ausführung von Figur 4, kann auf das zusätzliche Gewinde 609 verzieh- - - For connecting the monitoring unit housing 603 to a connection 681 to the control room, a further inner (not shown) or external thread 609 may be provided. If communication from the monitoring unit 601 is to take place only with the actuating device, similar to the embodiment of FIG. 4, the additional thread 609 can be distorted. - -
tet werden. Abgesehen von den Besonderheiten des Anschlusses entspricht die Überwachungseieinheit 601 im Wesentlichen der Überwachungseinheit 501, wie oben im Hinblick auf Figur 5 beschrieben. Die elektrische- und/oder signalübertragungsgemäße Kommunikation der Überwachungseinheit 601 kann gemäß einer der oben bezüglich Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführung erfolgen. be. Apart from the particularities of the connection, the monitoring unit 601 essentially corresponds to the monitoring unit 501, as described above with regard to FIG. The electrical and / or signal transmission according to communication of the monitoring unit 601 can be carried out according to one of the above with reference to Figures 1 to 4 embodiment.
Figur 7 zeigt ein Feldgerät 51, das einen doppelt wirkenden pneumatischen Antrieb 55 um- fasst, der über ein Stellglied eines Stellventils 53 betätigt wurde. An dem Joch zwischen pneumatischem Stellantriebs 55 und Stellventil 53 ist ein Stellungsregler 52 in einem Stellungsreglergehäuse 54 angeordnet. Der Stellungsregler 52 ist mit einer Überwachungseinheit 1 ausgestattet. Der Stellungsregler 52 und/oder die Überwachungseinheit 1 können insbesondere wie oben im Hinblick auf Figur 5 beschrieben ausgeführt sein. FIG. 7 shows a field device 51 which comprises a double-acting pneumatic drive 55 which has been actuated via an actuator of a control valve 53. At the yoke between pneumatic actuator 55 and control valve 53, a positioner 52 is disposed in a positioner housing 54. The positioner 52 is equipped with a monitoring unit 1. The positioner 52 and / or the monitoring unit 1 can in particular be designed as described above with regard to FIG.
Die in der vorstehend Beschreibung, den Figuren und Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. The features disclosed in the foregoing description, the figures and claims may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in the various embodiments.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
100, 200, 300, 400 Feldgeräteanordnung100, 200, 300, 400 field device arrangement
1, 101,201,301,401,501,601 Überwachungseinheit1, 101, 201, 301, 01, 501, 601 monitoring unit
103,503,603 Gehäuse 103,503,603 housing
111,211,311,411 Signalempfänger  111,211,311,411 signal receiver
121,221,321,421 Verarbeitungselektronik 121,221,321,421 processing electronics
131,231,331,431 Ampel 131,231,331,431 traffic light
133,233,333,433 LED-Leuchten  133,233,333,433 LED lights
51, 151,251,351,451 Stellgerät  51, 151,251,351,451 actuator
53, 153,253 Stellventil  53, 153,253 control valve
55, 155,255 pneumatischer Antrieb 55, 155,255 pneumatic drive
157, 257,357, 457 Stellelektronik 157, 257, 357, 457 electronic control
161,261 I/P-Wandler  161.261 I / P converter
163,263 Wegsensor  163,263 displacement sensor
167, 267, 567 Kommunikationselektronik 167, 267, 567 communication electronics
181,281,381,481,581,681 Zweileiterverbindung181,281,381,481,581,681 two-conductor compound
191,291,391,491 Leitwarte 191,291,391,491 control room
193,293 pneumatische Quelle 193,293 pneumatic source
281 Steuerleitung 281 control line
283 Energieübertragungsleitung 283 power transmission line
285 Betriebssignalleitung285 operating signal line
367 Pulsweitenmodulator367 pulse width modulator
384 Energieabzugsleitungen384 energy exhaust pipes
387,487,488 Betriebsdatenleitung387,487,488 operating data line
482 Energieversorgungsleitung482 power supply line
508, 608, 609 Außengewinde 508, 608, 609 external thread
52, 552, 652 Stellungsregler  52, 552, 652 positioner
54, 554, 654 Stellungsreglergehäuse 54, 554, 654 positioner housing
556, 656 Gehäuseöffnung 556, 656 housing opening
558, 658 Innengewinde  558, 658 female thread
559 Displayanzeige  559 Display
592 Gerätedose  592 appliance socket
592a Pins  592a pins
594a Aufnahmen  594a shots
594 Gerätestecker  594 appliance plug
611,667 Steckerleiste  611,667 power strip

Claims

Ansprüche: Claims:
1. Signal gebende, geräteindividuelle Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) für ein insbesondere von einer Leitwarte (191, 291, 391, 491) gesteuertes Stellgerät (151, 251, 351, 451) mit einer Stellarmatur, wie einem Stellventil (153, 253, 353, 453), einem die Stellarmatur betätigenden, insbesondere pneumatischen Stellantrieb (155, 255, 355, 455) und einer den Stellantrieb ansteuernden Stellelektronik (157, 257, 357, 457) wie ein Stellungsregler, umfassend: 1. Signal-giving, device-specific monitoring unit (101, 201, 301, 401) for a particular of a control room (191, 291, 391, 491) controlled actuator (151, 251, 351, 451) with a control armature, such as a control valve ( 153, 253, 353, 453), an actuating armature actuating, in particular pneumatic actuator (155, 255, 355, 455) and an actuating electronics driving the actuator (157, 257, 357, 457) as a positioner, comprising:
- einen Signalempfänger (111, 211, 311, 411) zum Empfangen wenigstens einer leitwartenspezifischen und/oder stellgerätespezifischen, insbesondere stellelektronikspezifischen, Betriebsinformation, insbesondere einem Fehlerzustand, einem Notabschaltzustand, einem Wartungszustand, einem Ist- Betriebszustand, wie einem Wegmesswert, einem Druckmesswert, einem Soll- Betriebszustand; eine Anzeige, wie eine Ampel (131, 231, 331, 431), zum Ausgeben eines vorgegebenen Signalisierungscodes; und eine stellelektronikfremde Verarbeitungselektronik (121, 221, 321, 421), die die wenigstens eine empfangene Betriebsinformation derart auswertet, dass gemäß eines vorbestimmten Überwachungsschlüssels der vorgegebene Signalisierungscode der wenigstens einen Betriebsinformation zugeordnet wird, und die die Ausgabe des vorgegeben Signalisierungscodes veranlasst. a signal receiver (111, 211, 311, 411) for receiving at least one control-system-specific and / or setting device-specific, in particular setting electronics-specific, operating information, in particular an error state, an emergency shutdown state, a maintenance state, an actual operating state, such as a distance measurement value, a pressure measurement value Desired operating condition; a display such as a traffic light (131, 231, 331, 431) for outputting a predetermined signaling code; and processing electronics (121, 221, 321, 421) external to the electronic processing unit that evaluates the at least one received operating information such that the predetermined signaling code is assigned to the at least one operating information in accordance with a predetermined monitoring key and causes the output of the predetermined signaling code.
2. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verarbeitungselektronik (121, 221, 321, 421) wenigstens zwei, vorzugsweise vier oder sechs, empfangene Betriebsinformationen derart auswertet, dass gemäß dem vorbestimmten Überwachungsschlüssel der vorgegebene Signalisierungscode den wenigstens zwei ausgewerteten Betriebsinformationen zugeordnet wird. Second monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to claim 1, characterized in that the processing electronics (121, 221, 321, 421) at least two, preferably four or six, received operating information evaluated such that according to the predetermined monitoring key of predetermined signaling code is assigned to the at least two evaluated operating information.
3. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungselektronik (121, 221, 321, 421) einen Mikroprozessor, insbesondere einen MikroController, und/oder eine analoge Logikschaltung zum Zuordnen der empfangenen stellgerätespezifischen Betriebsinformation zu dem vorgegebenen Signalisierungscode und/oder zum Veranlassen der Ausgabe des vorgegeben Signalisierungscodes durch die Anzeige umfasst. 3. monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing electronics (121, 221, 321, 421) a microprocessor, in particular a microcontroller, and / or an analog logic circuit for allocating the received actuator-specific operating information to the predetermined signaling code and / or for causing the output of the predetermined signaling code by the display.
4. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungselektronik (121, 221, 321, 421) den Signalempfänger (111, 211, 311, 411) umfasst. 4. monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing electronics (121, 221, 321, 421) comprises the signal receiver (111, 211, 311, 411).
5. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalempfänger (111, 211, 311, 411) die stellgerätespezifische Betriebsinformation aus dem Stellgerät (151, 251, 351, 451), insbesondere der Stellelektronik (157, 257, 357, 457), aktiv abzieht, wobei insbesondere der Signalempfänger (111, 211, 311, 411) dazu ausgelegt ist, die Betriebsinformation abzuziehen, indem der Signalempfänger eine Anfrage bezüglich einer insbesondere spezifischen stellgerätespezifischen Betriebsinformation an das Stellgerät (151, 251, 351, 451), insbesondere die Stellelektronik (157, 257, 357, 457), sendet, um das Stellgerät, insbesondere die Stellelektronik (157, 257, 357, 457), zu veranlassen, dem Signalempfänger (111, 211, 311, 411) die stellgerätespezifische Betriebsinformation mitzuteilen. 5. monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to any one of the preceding claims, characterized in that the signal receiver (111, 211, 311, 411), the setting device-specific operating information from the actuator (151, 251, 351, 451), in particular the control electronics (157, 257, 357, 457), actively withdrawing, wherein in particular the signal receiver (111, 211, 311, 411) is adapted to deduct the operating information by the signal receiver a request for a particular specific actuator specific operating information to the actuator (151, 251, 351, 451), in particular the adjusting electronics (157, 257, 357, 457), sends, in order to cause the adjusting device, in particular the adjusting electronics (157, 257, 357, 457), the signal receiver (111, 211, 311, 411) to communicate the setting device-specific operating information.
6. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalempfänger (111, 211, 311,411) dazu ausgelegt ist, die stellgerätespezifische Betriebsinformation zu empfangen, indem er die stellgerätespezifische Betriebsinformation aus einem Betriebssignal ausleitet, das an die Stellelektronik adressiert ist, oder aus einem Betriebssignal ausleitet, das von der Stellelektronik stammt und von der Stellelektronik an einen überwachungseinheitsfremden Adressaten, wie eine Leitwarte, adressiert ist, wobei insbesondere die Stellelektronik dazu ausgelegt ist, gemäß einem HART- oder Feldbus-Protokoll formatierte Betriebssignale zu empfangen und/oder abzugeben. 6. Monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the signal receiver (111, 211, 311.411) is adapted to receive the actuator-specific operating information by the actuator-specific operating information from a Outputs operating signal, which is addressed to the control electronics, or derives from an operating signal, which comes from the control electronics and is addressed by the control electronics to a monitoring unit foreign addressees, such as a control room, in particular the control electronics is designed to HART or Fieldbus protocol formatted operating signals to receive and / or deliver.
7. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) ein Gehäuse aufweist, das die Verarbeitungselektronik (121, 221, 321, 421) aufnimmt und wenigstens eine Gehäusewand umfasst, die zwischen der Verarbeitungselektronik (121, 221, 321, 421) und der Stellelektronik angeordnet ist und die Verarbeitungselektronik (121, 221, 321, 421) von der Stellelektronik separiert, wobei vorzugsweise das Gehäuse für die Überwachungselektronik von einem Gehäuse der Stellelektronik separat ausgebildet ist, wobei insbesondere das Gehäuse einen zu einer Steckleiste korrespondierenden Anschluss umfasst. 7. monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to any one of the preceding claims, characterized in that the monitoring unit (101, 201, 301, 401) has a housing which receives the processing electronics (121, 221, 321, 421) and at least one housing wall, which is arranged between the processing electronics (121, 221, 321, 421) and the adjusting electronics and the processing electronics (121, 221, 321, 421) separated from the adjusting electronics, wherein preferably the housing for the monitoring electronics of a Housing of the control electronics is formed separately, in particular, the housing comprises a corresponding to a connector terminal.
8. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach Anspruch 8, dadurch gekennz e i c h n e t, dass das Gehäuse einen Steckverbinder, wie einen 2-Leiter- Steckverbinder, RS-232-Steckverbinder, USB-Steckverbinder, M8- Steckverbinder, M12-Steckverbinder, eine Gerätesteckdose oder dergleichen, zum Verbinden mit dem Stellgerät (151, 251, 351, 451) umfasst, wobei insbesondere das Gehäuse einen weiteren Steckverbinder, wie einen 2-Leiter- Steckverbinder, RS-232-Steckverbinder, USB-Steckverbinder, M8-Steckverbinder, M12- Steckverbinder, Gerätesteckverbinder oder dergleichen, zum Verbinden mit einem Computer, einer Leitwarte oder dergleichen aufweist. 8. Monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to claim 8, characterized in that the housing has a connector, such as a 2-conductor connector, RS-232 connector, USB connector, M8 connector, M12 connector. Connector, a device socket or the like, for connection to the actuator (151, 251, 351, 451), in particular, the housing another connector, such as a 2-wire connector, RS-232 connector, USB connector, M8 Connector, M12 connector, device connector or the like, for connection to a computer, a control room or the like.
9. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennze i chnet, dass das Gehäuse (103, 203, 303, 403) der Überwachungselektronik (101, 201, 301, 401) die Anzeige aufnimmt oder dass die Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) ein zum Gehäuse (103, 203, 303, 403) für die Überwachungselektronik separates Anzeigengehäuse aufweist, das die Anzeige aufnimmt, wobei die Überwachungselektronik mit der Anzeige per Kabel oder kabellos signalübertragungsgemäß verbunden ist. 9. monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to any one of claims 7 or 8, characterized iCHnet characterized in that the housing (103, 203, 303, 403) of the monitoring electronics (101, 201, 301, 401), the display or that the monitoring unit (101, 201, 301, 401) has a display housing (103, 203, 303, 403) for the monitoring electronics separate display housing that receives the display, the monitoring electronics connected to the display by cable or wireless signal transmission is.
10. Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401) eine insbesondere von einer Energieversorgung der Stellelektronik (157, 257, 357, 457) unabhängige Energieversorgung für die Verarbeitungselektronik (121, 221, 321, 421) aufweist. 10. Monitoring unit (101, 201, 301, 401) according to any one of the preceding claims, characterized in that the monitoring unit (101, 201, 301, 401) independent in particular of a power supply to the control electronics (157, 257, 357, 457) independent Power supply for the processing electronics (121, 221, 321, 421).
11. Feldgeräteanordnung (100, 200, 300, 400) einer prozesstechnischen Anlage, wie eine lebensmittelverarbeitende Anlage, beispielsweise eine Brauerei, ein Kraftwerk, eine chemische Anlage, beispielsweise eine petrochemische Anlage, oder dergleichen, umfassend: ein Stellgerät (151, 251, 351 , 451) mit einer Stellelektronik, die einen Stellungsregler zum Ansteuern eines insbesondere pneumatischen Stellantriebs aufweist; und eine insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildete signalgebende, gerätindividuelle Überwachungseinheit (101, 201, 301, 401), die einen Signalempfänger (1 11 , 21 1 , 311, 411) zum Empfangen wenigstens eines stellgerätspezifischen, insbesondere stellelektronikspezifischen, Betriebsdatums, wie eine Betriebsinformation, insbesondere einen Fehlerzustand, einen Notabschaltzustand, einen Wartungszustand, einen Ist- Betriebszustand, wie einen Weg-Messwert, einen Druck-Messwert, einen Soll-Betriebszustand, und eine Anzeige, wie eine Ampel (131, 231 , 331, 431), zum Ausgeben eines vorgegebenen Signalisierungscodes umfasst; wobei die Stellelektronik wenigstens einen Steuersignaleingang, über den der Stellungsregler das wenigstens eine Betriebsdatum beispielsweise von der Leitwarte (191, 291, 391, 491) empfängt, und/oder wenigstens einen Energieversorgungseingang aufweist, über den der Stellungsregler mit elektrischer Energie versorgt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stellelektronik eine zusätzliche Kommunikationsschnittstelle insbesondere neben dem wenigstens einem Steuersignaleingang und/oder dem Energieversorgungseingang umfasst, die direkt mit der Überwachungseinheit gekoppelt ist, um über die Anzeige stellgerätspezifischen Betriebsdaten zugeordnete Signalisierungscodes auszugeben. 11. field device arrangement (100, 200, 300, 400) of a process plant, such as a food processing plant, such as a brewery, a power plant, a chemical plant, such as a petrochemical plant, or the like, comprising: a control device (151, 251, 351 , 451) with a control electronics, which has a positioner for controlling a particular pneumatic actuator; and a signal-generating, device-specific monitoring unit (101, 201, 301, 401) designed in particular according to one of the preceding claims, which has a signal receiver (11, 21, 311, 411) for receiving at least one actuator-specific, in particular stellelektronikspezifischen, operating date, such as Operating information, in particular an error state, an emergency shutdown state, a maintenance state, an actual operating state, such as a distance measurement, a pressure measurement, a target operating state, and a display, such as a traffic light (131, 231, 331, 431), for outputting a predetermined signaling code; wherein the control electronics at least one control signal input via which the positioner receives the at least one operating date, for example from the control room (191, 291, 391, 491), and / or at least one power supply input, via which the positioner is supplied with electrical energy, characterized in that the adjusting electronics comprise an additional communication interface, in particular in addition to the at least one control signal input and / or the power supply input, which is coupled directly to the monitoring unit in order to output signaling codes assigned via the display of the operating device-specific operating data.
12. Feldgeräteanordnung (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 11, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , dass die zusätzliche Kommunikationsschnittstelle wenigstens einen Pin, vorzugsweise genau einen Pin, genau zwei Pins oder genau drei Pins, aufweist, wobei insbesondere ein RS-232-Steckverbinder, USB-Steckverbinder, M8-Steckverbinder, M12-Steckverbinder oder ein Gerätesteckverbinder den wenigstens einen Pin umfasst. 12. Field device arrangement (100, 200, 300, 400) according to claim 11, characterized Porsche Style nz eichnet that the additional communication interface at least one pin, preferably exactly one pin, exactly two pins or exactly three pins, in particular an RS-232 Connector, USB connector, M8 connector, M12 connector or a device connector that includes at least one pin.
13. Feldgerät (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gek e nn z e i chn et, dass die Stellelektronik in einem Gehäuse angeordnet ist, dass eine Öffnung, insbesondere mit einem Schraubgewinde, aufweist, die mit einem Signalleiter, wie einer Kabelverbindung, zur Kommunikation der Stellelektronik mit der Leitwarte, einem Computer oder dergleichen belegbar ist, und/oder dass die Stellelektronik einen insbesondere in der Öffnung angeordneten Steckverbinder, insbesondere ein Gerätesteckverbinder, für eine Kabelverbindung zur Kommunikation mit der Leitwarte, einem Computer oder dergleichen aufweist. 13. Field device (100, 200, 300, 400) according to any one of claims 11 or 12, characterized gek e nn zei chn et, that the control electronics is arranged in a housing having an opening, in particular with a screw thread having with a signal conductor, such as a cable connection, for the communication of the control electronics with the control room, a computer or the like assignable, and / or that the control electronics arranged in particular in the opening connector, in particular a device connector for a cable connection for communication with the control room, a Computer or the like.
14. Feldgeräteanordnung (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die zusätzliche Kommunikationsschnittstelle dazu ausgelegt ist, die stellgerätespezifischen Betriebsdaten als wenigstens ein, vorzugsweise genau ein oder genau zwei, kontinuierliches oder moduliertes, Binärsignal zu übermitteln. 14. Field device arrangement (100, 200, 300, 400) according to one of claims 11 to 13, characterized in that the additional communication interface is adapted to the setting device-specific operating data as at least one, preferably exactly one or exactly two, continuous or modulated, binary signal to convey.
15. Feldgeräteanordnung (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die zusätzliche Kommunikationsschnittstelle dazu ausgelegt ist, das wenigstens eine stellgerätespezifischen Betriebsdatum als an die Überwachungseinheit adressiertes Betriebssignal, beispielsweise als HART-Signal, oder als Soll-Signalisierungscode für die Anzeige zu übermitteln. 15. Field device arrangement (100, 200, 300, 400) according to claim 11, characterized in that the additional communication interface is designed to display the at least one operating device-specific operating data as an operating signal addressed to the monitoring unit, for example as a HART signal, or as the target signaling code for the display.
16. Feldgeräteanordnung (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät ein Stellelektronikgehäuse, in dem die Stellelektronik untergebracht ist, und ein zusätzliches Gehäuse, in dem die Verarbeitungselektronik untergebracht ist, aufweist, sodass die Stellelektronik und die Verarbeitungselektronik durch zumindest eine Gehäusewand des Gehäuses und/oder des Stellungsreglergehäuses voneinander separiert sind. 16. A field device arrangement (100, 200, 300, 400) according to any one of claims 11 to 15, characterized in that the field device comprises a control electronics housing, in which the control electronics is housed, and an additional housing, in which the processing electronics is housed, so that the adjusting electronics and the processing electronics are separated from each other by at least one housing wall of the housing and / or the positioner housing.
17. Feldgeräteanordnung (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungselektronik einen Mikro- Prozessor, insbesondere einen Mikrocontroller, und/oder eine analoge Logikschaltung zum Zuordnen des wenigstens einen empfangenen stellgerätespezifischen Betriebsdatums zu dem vorgegebenen Signalisierungscode und/oder zum Veranlassen der Ausgabe des vorgegeben Signalisierungscodes durch die Anzeige umfasst. 17. Field device arrangement (100, 200, 300, 400) according to any one of claims 11 to 16, characterized in that the processing electronics a micro- Processor, in particular a microcontroller, and / or an analog logic circuit for assigning the at least one received actuator-specific operating date to the predetermined signaling code and / or for causing the output of the predetermined signaling code by the display.
18. Feldgeräteanordnung (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Überwachungseinheit eine insbesondere von der Energieversorgung der Stellelektronik unabhängige Energieversorgung für die Verarbeitungselektronik aufweist. 18. Field device arrangement (100, 200, 300, 400) according to claim 11, wherein the monitoring unit has an energy supply for the processing electronics which is independent, in particular, of the power supply to the control electronics.
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