WO2023030769A1 - Method for producing an automation field device - Google Patents

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WO2023030769A1
WO2023030769A1 PCT/EP2022/071047 EP2022071047W WO2023030769A1 WO 2023030769 A1 WO2023030769 A1 WO 2023030769A1 EP 2022071047 W EP2022071047 W EP 2022071047W WO 2023030769 A1 WO2023030769 A1 WO 2023030769A1
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WO
WIPO (PCT)
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electronics
sensor
field device
rigid
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/071047
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Strittmatter
Raphael Schonhardt
Michael LAIS
Lars Kretschmer
Simon Gerwig
Vitogiuseppe Di Cosola
Original Assignee
Endress+Hauser SE+Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a field device for automation technology and a field device for automation technology obtainable by the method.
  • Field devices that are used in industrial plants are known from the prior art. Field devices are often used in process automation technology as well as in production automation technology. In principle, all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information are referred to as field devices. Thus, field devices are used to record and/or influence process variables. Measuring devices or sensors are used to record process variables. These are used, for example, for pressure and temperature measurement, conductivity measurement, flow rate measurement, etc. and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, level,
  • Actuators are used to influence process variables. These are, for example, pumps or valves that can influence the flow of a liquid in a pipe or the fill level in a container.
  • field devices also include remote I/Os, wireless adapters or devices in general that are arranged at the field level.
  • the housings of the field devices are specially designed.
  • they are made of a metallic material, such as 316L stainless steel, and/or designed to minimize the number of places for debris and/or contaminants to adhere.
  • field contact plugs are usually used, which are placed in the housing. Data, in particular measured values, and/or energy can be transmitted from the field device to an external unit, for example the superordinate unit, via the field contact plug.
  • Field contact plugs usually have a latch or similar configured mechanical positioning aids, via which a corresponding mating connector, which is plugged onto the field contact connector, is aligned or positioned.
  • the housing of the field device In order to ensure that the orientation of the field contact connector is always the same when a field device is replaced, the housing of the field device must be aligned and mounted to match a sensor assembly that includes the process connection.
  • this is done optically by a production employee of the field device manufacturer.
  • the optical alignment is error-prone on the one hand and not particularly precise on the other.
  • the invention is therefore based on the object of demonstrating a possibility of how field devices can be manufactured in such a way that the orientation of the respective field contact plug is always the same.
  • a sensor assembly comprising a sensor assembly housing, in particular a metal one, with an essentially first rotationally symmetrical area, at least in sections, a sensor and/or actuator element fastened in or on the sensor assembly housing
  • connection electronics with a rigid mating connector matching the rigid plug connector and a field contact plug, the rigid plug connector of the sensor and/or actuator electronics, the mating connector and the field contact plug being aligned with one another in a defined manner;
  • a field device housing in particular a metal one, which at least in sections has an essentially second rotationally symmetrical area and which has a housing opening in a side wall area for accommodating or inserting a field contact plug;
  • connection electronics in the rigid connector of the sensor and / or actuator electronics, so that the connection electronics and the sensor and / or actuator electronics align or position each other and preferably simultaneously
  • a manufacturing method for a field device used in automation technology is proposed in which the field device housing is not initially is firmly connected to the sensor assembly housing, but loose, so that they are still rotatable or twistable relative to each other. It is also proposed that an electronic system to be introduced into the field device housing and/or the sensor assembly housing, which consists of several printed circuit boards, should be configured in such a way that the individual
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that a round plug, in particular an M12 round plug or an Ethernet plug, is used as the field contact plug.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the sensor assembly and/or the field device housing is provided with a mechanical positioning aid and the rigid plug connector is aligned by the mechanical positioning aid with the defined orientation to the start of the thread of the process connection.
  • the embodiment can provide for the rigid plug connector to be aligned by clipping or screwing it into or onto the mechanical positioning aid.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that intermediate electronics, in particular in the form of main electronics for further processing and/or compensating for the actuator and/or sensor signal, are provided, with the intermediate electronics having a further rigid plug connector and a further rigid mating plug connector and the rigid mating connector of the connection electronics is not plugged into the rigid connector of the sensor and/or actuator electronics, but rather the other rigid connector of the intermediate electronics and the rigid mating connector of the intermediate electronics is plugged into the rigid connector of the sensor and/or actuator electronics, so that align or position the connection electronics, the sensor and/or actuator electronics and the intermediate electronics in relation to one another.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that an electronics cup is provided, which is introduced into the field device housing before the sensor and/or actuator electronics are introduced into the sensor assembly housing and/or field device housing.
  • the invention also relates to a field device for automation technology that can be obtained by the method according to one of the previously described embodiments.
  • Fig. 1 a sensor assembly that is commonly used to manufacture a field device
  • Fig. 2 a connection electronics with a field contact plug
  • Fig. 3 example of the process step in which the field device housing is plugged onto the sensor assembly housing
  • Fig. 4 example of the process step in which the internal electronics of the field device are set up using rigid plug connections
  • Fig. 5 an example of the process step in which the sleeve is pushed over the field contact plug
  • Fig. 6 example of a finished field device.
  • Figure 1 shows a sensor assembly 40, which has a sensor assembly housing 41, a sensor and/or actuator element for detecting and/or setting a process variable 43, and a process connection 44 with a thread 45 for screwing into a corresponding sleeve, which is e.g. on a tank or fixed to a pipeline.
  • the sensor assembly housing 41 is preferably metallic and has at least one essentially rotationally symmetrical area 42 to which it is fixed with a housing of a field device 12 in the course of the manufacturing process.
  • the sensor and/or actuator element 43 comprises a pressure sensor element for detecting a pressure value as a process variable.
  • the invention is not limited to the type or specific configuration of the sensor and/or actuator element 43 as a pressure sensor element, but can in principle be transferred to any other sensor or actuator principle.
  • Sensor and/or actuator electronics 43 having at least one printed circuit board are used to provide and/or process a sensor and/or actuator signal, which in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the sensor and actuator electronics 30 also has a rigid plug connector 32 mounted on the printed circuit board 31, which is used both for electrical contact and for mechanical fixation.
  • the process connection 44 attached at the end to the sensor assembly housing 40 has the thread 45 for screwing into the sleeve.
  • the thread 45 in turn has a thread start 46a and a thread end 46b, which are each identified by a circle in the exemplary embodiment illustrated in FIG.
  • Figure 2 shows a connection electronics 20 with a first printed circuit board 25 with a field contact plug 21, which is arranged in a longitudinal axis of the printed circuit board 25 on a printed circuit board edge.
  • the field contact plug 21 transmits data, in particular measured values, and/or energy from the field device 10 to an external unit, for example a higher-level unit or another field device.
  • the field contact plug 21 can in particular be a circular connector, for example an M12 circular connector. However, it can also be a matter of other common plug connectors that are suitable for transmitting data and/or energy. For example, it can also be an Ethernet plug.
  • the field contact plug 21 has a plug-in orientation, through which the orientation or
  • Alignment of a mating connector plugged into the field contact plug is determined.
  • the plug-in orientation can be realized, for example, by a lug or the like in or on the field contact plug 21 .
  • connection electronics 20 also includes at least one rigid mating connector 22, which can be arranged and attached to the first printed circuit board 25 in such a way that a plug-in axis 23 is inclined or tilted to a main plane in which the first printed circuit board 25 is formed. Furthermore, electronic components for EMC and/or explosion protection measures 24 can be applied to the first printed circuit board 25 .
  • Mating connectors 22 of the connection electronics 20 are designed in such a way that they form a rigid and immovable connection when they are plugged in.
  • the sensor assembly 40, the sensor and/or actuator electronics 30 and the connection electronics 20 are now to be introduced into a field device housing 12 or attached to it in such a way that the threaded end 46b is always aligned in a defined manner with the field contact plug 21, so that even after a Field device replacement in an automation system ensures that the field contact plug of the newly installed field device has the same orientation as that of the removed field device.
  • the field device housing 12 is plugged with a rotationally symmetrical area 17 onto the first rotationally symmetrical area 42 of the sensor assembly housing 40 .
  • the sensor and/or actuator electronics 30 are introduced into the sensor assembly housing 41 and/or field device housing 12 in such a way that the rigid plug connector 32 is aligned with a defined orientation at least to the threaded end 46b of the process connection 44.
  • This method step can take place either before the first method step or after the first method step.
  • latching lugs 47 can be provided in or on the sensor assembly 40 and/or the field device housing 12 .
  • the mechanical fixation and alignment can also take place by means of a screw, via which the electronics are screwed onto the sensor assembly housing 41 and/or the field device housing 12 .
  • the sensor and/or actuator electronics 30 have been fixed and aligned on the sensor assembly housing 41 before the field device housing 12 is plugged on. In principle, however, this can only take place afterwards.
  • connection electronics 20 is plugged into or plugged into the rigid connector 32 of the sensor and/or actuator electronics 30, so that the connection electronics 20 and the sensor and/or actuator electronics 30 are connected by the rigid plug connection align or position each other.
  • the next method step in which the field contact plug 21 of the connection electronics 20 is introduced into the housing opening 18 of the field device housing 12 , also takes place essentially at the same time. Due to the rigid plug-in connection and the fact that the field device housing 12 and the sensor assembly housing 41 are not yet welded to one another, they can be aligned or rotated relative to one another.
  • the connection electronics 20 can be connected directly to the sensor and/or actuator electronics 30 via the rigid plug connector and mating connector, or alternatively intermediate electronics 50 can also be provided, which combine the electrical and mechanical
  • the intermediate electronics 50 can be, for example, main electronics that enable the further processing and/or compensation of the actuator and/or sensor signal.
  • the temperature of the actuator and/or sensor signal can be compensated by the intermediate electronics.
  • connection electronics 20 does not plug into the rigid plug connector 32 of the sensor and/or actuator electronics 30 but rather another rigid plug connector 52 of the intermediate electronics 50 and a rigid mating connector 51 of the intermediate electronics into the rigid Connector 32 of the sensor and / or actuator electronics 30 is plugged in, so that the connection electronics 20, the sensor and / or actuator electronics 30 and the intermediate electronics 50 through the rigid connectors 32 and 51 and 22 and 52 to each other mechanically align or position.
  • the exemplary embodiment in FIG. 4 has such intermediate electronics 50 as an example.
  • the field device housing 12 and the sensor assembly housing 41 are joined together.
  • the joining usually takes place by welding, since both the field device housing 12 and the sensor assembly housing 41 are made of steel, in particular high-grade steel.
  • the joining is shown in Figure 6 by two triangles as an example.
  • the field device is manufactured in accordance with the planned location and configuration. This can include, for example, introducing a display 19 and other electronic components, as shown in FIG. reference number
  • Mechanical positioning aid e.g. locking lug

Abstract

The invention relates to a method for producing an automation field device, comprising the following steps: providing a sensor assembly (40); providing sensor and/or actuator electronics (30); providing connection electronics (20); providing a field device housing, at least portions of which have a second substantially rotationally symmetric region, and which housing has, in a side wall region, a housing opening for receiving or inserting a field contact plug; fitting the field device housing onto the sensor assembly, with these not being interconnected so that these can rotate or turn relative to one another; inserting the sensor and/or actuator electronics; fitting or inserting the rigid mating plug connector of the connection electronics into the rigid plug connector of the sensor and/or actuator electronics and preferably simultaneously inserting the field contact plug of the connection electronics into the housing opening in the field device housing; inserting a sleeve into the housing opening in the field device housing; joining the field device housing and the sensor assembly housing.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik Method for manufacturing a field device for automation technology
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik und ein Feldgeräte der Automatisierungstechnik erhältlich durch das Verfahren. The invention relates to a method for producing a field device for automation technology and a field device for automation technology obtainable by the method.
Aus dem Stand der Technik sind Feldgeräte bekannt, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Field devices that are used in industrial plants are known from the prior art. Field devices are often used in process automation technology as well as in production automation technology. In principle, all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information are referred to as field devices. Thus, field devices are used to record and/or influence process variables. Measuring devices or sensors are used to record process variables. These are used, for example, for pressure and temperature measurement, conductivity measurement, flow rate measurement, etc. and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, level,
Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind. flow etc. Actuators are used to influence process variables. These are, for example, pumps or valves that can influence the flow of a liquid in a pipe or the fill level in a container. In addition to the measuring devices and actuators mentioned above, field devices also include remote I/Os, wireless adapters or devices in general that are arranged at the field level.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben. A large number of such field devices are produced and sold by the Endress+Hauser Group.
Bei hygienischen Prozessen werden besonders hohe Anforderungen hinsichtlich derer Verarbeitung und/oder Sauberkeit gestellt. Beispiele für derartige hygienische Prozess sind Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, wo die Gefahr besteht, dass Ablagerungen und/oder Verunreinigungen die Haltbarkeit beeinträchtigenden und/oder zu gesundheitsschädlichen Kontaminationen von Lebensmitteln führen können. In the case of hygienic processes, particularly high demands are placed on their processing and/or cleanliness. Examples of such a hygienic process are applications in the food industry, where there is a risk that deposits and/or contaminants will impair the shelf life and/or lead to contamination of food that is harmful to health.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden die Gehäuse der Feldgeräte speziell ausgestaltet. Beispielsweise werden sie aus einem metallischen Werkstoff, wie bspw. 316L Edelstahl gefertigt und/oder so entworfen, dass es möglichst wenig Stellen gibt, an denen Ablagerungen und/oder Verunreinigungen anhaften können. In order to meet these requirements, the housings of the field devices are specially designed. For example, they are made of a metallic material, such as 316L stainless steel, and/or designed to minimize the number of places for debris and/or contaminants to adhere.
Zum Anschluss derartiger Feldgeräte, bspw. an eine übergeordnete Einheit, werden für gewöhnlich Feldkontaktstecker eingesetzt, die in die Gehäuse eingebracht werden. Über die Feldkontaktstecker können Daten, insbesondere Messwerte, und/oder Energie von dem Feldgerät zu einer externen Einheit, bspw. der übergeordneten Einheit, übertragen werden. Feldkontaktstecker weisen üblicherweise eine Rastnase oder ähnliche ausgestaltete mechanische Positiomerungshilfen auf, über die ein entsprechender Gegenstecker, der auf den Feldkontaktstecker gesteckt wird, ausgerichtet bzw. positioniert wird. To connect such field devices, for example to a higher-level unit, field contact plugs are usually used, which are placed in the housing. Data, in particular measured values, and/or energy can be transmitted from the field device to an external unit, for example the superordinate unit, via the field contact plug. Field contact plugs usually have a latch or similar configured mechanical positioning aids, via which a corresponding mating connector, which is plugged onto the field contact connector, is aligned or positioned.
5 Bei heutigen Feldgeräten sind derartige Feldkontaktstecker nicht definiert ausgerichtet, so dass entsprechende Gegenstecker von Feldgerät zu Feldgerät immer eine andere Position im eingesteckten Zustand einnehmen. In today's field devices, such field contact plugs are not aligned in a defined manner, so that corresponding mating plugs from field device to field device always assume a different position when plugged in.
Dies ist insofern nachteilig, da bei einem Tausch des Feldgerätes in einer Automatisierungsanlage oftmals die Verkabelung geändert werden muss, da diese auf den Feldkontaktstecker des auszutauschenden Feldgeräts abgestimmt war. Im einfachsten Fall bedeutet dies, dass das Bestandskabel lediglich neu ausgerichtet werden muss. Im ungünstigsten Fall kann es aber auch bedeuten, dass das Kabel verlängert oder gänzlich neu gelegt werden muss, wenn durch die neue Orientierung des Feldkontaktsteckers bzw. des Gegensteckers dazu die Länge des Bestandskabels nicht mehr ausreicht. This is disadvantageous in that when the field device is replaced in an automation system, the wiring often has to be changed since it was matched to the field contact plug of the field device to be replaced. In the simplest case, this means that the existing cable only has to be realigned. In the worst case, however, it can also mean that the cable has to be lengthened or laid entirely new if the length of the existing cable is no longer sufficient due to the new orientation of the field contact connector or the mating connector.
Um zu gewährleisten, dass sich bei einem Tausch eines Feldgerätes die Orientierung des Feldkontaktsteckers immer gleich ist, muss das Gehäuse des Feldgerätes passend zu einer Sensorbaugruppe, die den Prozessanschluss umfasst, ausgerichtet und montiert werden. In order to ensure that the orientation of the field contact connector is always the same when a field device is replaced, the housing of the field device must be aligned and mounted to match a sensor assembly that includes the process connection.
Dies erfolgt im einfachsten Fall optisch durch einen Fertigungsmitarbeiter des Feldgeräteherstellers. Die optische Ausrichtung ist aber zum einen fehleranfällig und zum anderen auch nicht besonders präzise. In the simplest case, this is done optically by a production employee of the field device manufacturer. However, the optical alignment is error-prone on the one hand and not particularly precise on the other.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie Feldgeräte so in der Fertigung hergestellt werden können, dass die Orientierung des jeweiligen Feldkontaktsteckers immer gleich ist. The invention is therefore based on the object of demonstrating a possibility of how field devices can be manufactured in such a way that the orientation of the respective field contact plug is always the same.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und das Feldgerät gemäß Patentanspruch 7. The object is achieved according to the invention by the method according to patent claim 1 and the field device according to patent claim 7.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik sieht die folgenden Schritte vor: The method according to the invention for producing a field device for automation technology provides the following steps:
Bereitstellen einer Sensorbaugruppe umfassend ein, insbesondere metallisches Sensorbaugruppengehäuse mit einem zumindest abschnittsweise im Wesentlichen ersten rotationssymmetrischen Bereich, ein in oder an dem Sensorbaugruppengehäuse befestigtes Sensor- und/oder Aktorelement zumProviding a sensor assembly comprising a sensor assembly housing, in particular a metal one, with an essentially first rotationally symmetrical area, at least in sections, a sensor and/or actuator element fastened in or on the sensor assembly housing
40 Erfassen und/oder Stellen einer Prozessgröße und einen endseitig an dem Sensorbaugruppengehäuse angebrachter Prozessanschluss mit einem Gewinde, welches ein Gewindeanfang und ein Gewindeende aufweist; 40 detection and / or places a process variable and an end to the Sensor assembly housing attached process connection with a thread, which has a thread start and a thread end;
Bereitstellen einer Sensor- und/oder Aktorelektronik zum Bereitstellen und/oder Aufbereiten eines Aktor- und/oder Sensorsignals mit einem starren Steckverbinder zum elektrischen und mechanischen Verbinden der Sensor- u n d/o de r Akto re I e ktron i k; Providing sensor and/or actuator electronics for providing and/or processing an actuator and/or sensor signal with a rigid connector for electrically and mechanically connecting the sensor and/or actuator electronics;
Bereitstellen einer Anschlusselektronik mit einem zu dem starren Steckverbinder passenden starren Gegensteckverbinder und einem Feldkontaktstecker, wobei der starre Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik, der Gegensteckverbinder und der Feldkontaktstecker definiert zueinander ausgerichtet sind; Providing connection electronics with a rigid mating connector matching the rigid plug connector and a field contact plug, the rigid plug connector of the sensor and/or actuator electronics, the mating connector and the field contact plug being aligned with one another in a defined manner;
Bereitstellen eines, insbesondere metallischen Feldgerätegehäuses, welches zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen zweiten rotationssymmetrischen Bereich aufweist und welches in einem Seitenwandbereich eine Gehäuseöffnung zur Aufnahme bzw. Einbringung eines Feldkontaktsteckers aufweist; Providing a field device housing, in particular a metal one, which at least in sections has an essentially second rotationally symmetrical area and which has a housing opening in a side wall area for accommodating or inserting a field contact plug;
Aufstecken des Feldgerätegehäuses mit dem zweiten rotationssymmetrischen Bereich auf den ersten rotationssymmetrischen Bereich des Sensorbaugruppengehäuses, wobei das Feldgerätegehäuse und das Sensorbaugruppengehäuse nicht miteinander verbunden werden, sodass diese relativ zueinander rotieren bzw. drehen können; Attaching the field device housing with the second rotationally symmetrical area to the first rotationally symmetrical area of the sensor assembly housing, the field device housing and the sensor assembly housing not being connected to one another so that they can rotate or turn relative to one another;
Einbringen der Sensor- und/oder Aktorelektronik in das Sensorbaugruppengehäuse und/oder Feldgerätegehäuse derartig, dass der starre Steckverbinder mit einer definierten Orientierung zumindest zu dem Gewindeende des Prozessanschlusses ausgerichtet ist; Introducing the sensor and/or actuator electronics into the sensor assembly housing and/or field device housing in such a way that the rigid connector is aligned with a defined orientation at least to the threaded end of the process connection;
Aufstecken bzw. Einstecken des starren Gegensteckverbinders der Anschlusselektronik in den starren Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik, so dass sich die Anschlusselektronik und die Sensor- und/oder Aktorelektronik zueinander ausrichten bzw. positionieren und vorzugsweise gleichzeitiges Attaching or plugging in the rigid mating connector of the connection electronics in the rigid connector of the sensor and / or actuator electronics, so that the connection electronics and the sensor and / or actuator electronics align or position each other and preferably simultaneously
Einbringen des Feldkontaktsteckers der Anschlusselektronik in die Gehäuseöffnung des Feldgerätegehäuses, so dass sich das Feldgerätegehäuse und das Sensorbaugruppengehäuse zueinander ausrichten bzw. positionieren;Insertion of the field contact plug of the connection electronics into the housing opening of the field device housing, so that the field device housing and the sensor assembly housing are aligned or positioned with respect to one another;
Einbringen einer zu dem Feldkontaktstecker passenden Hülse in die Gehäuseöffnung des Feldgerätegehäuses; introducing a sleeve that fits the field contact plug into the housing opening of the field device housing;
Fügen, insbesondere Schweißen des Feldgerätegehäuses mit dem Sensorbaugruppengehäuse. Joining, in particular welding, of the field device housing with the sensor assembly housing.
Erfindungsgemäß wird ein Herstellungsverfahren für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik vorgeschlagen, bei dem das Feldgerätegehäuse zunächst nicht fest mit dem Sensorbaugruppengehäuse verbunden wird, sondern lose, so dass diese noch relativ zueinander rotierbar bzw. verdrehbar sind. Ferner wird vorgeschlagen, eine in das Feldgerätegehäuse und/oder das Sensorbaugruppengehäuse einzubringende Elektronik, die aus mehreren Leiterplatten besteht, so auszugestalten, dass die einzelnenAccording to the invention, a manufacturing method for a field device used in automation technology is proposed in which the field device housing is not initially is firmly connected to the sensor assembly housing, but loose, so that they are still rotatable or twistable relative to each other. It is also proposed that an electronic system to be introduced into the field device housing and/or the sensor assembly housing, which consists of several printed circuit boards, should be configured in such a way that the individual
5 Leiterplatten jeweils über eine starre Steckverbindung mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden und die Sensor- und/oder Aktorelektronik mit einer definierten Orientierung zumindest zu dem Gewindeende des Prozessanschlusses ausgerichtet wird, so dass durch das Rotieren des Feldgerätegehäuses und des Sensorbaugruppengehäuse und der starr ausgebildeten Steckverbindung(en) der Feldkontaktstecker immer gleich zu dem Gewindeende ausgerichtet wird. 5 printed circuit boards are mechanically and electrically connected to one another via a rigid plug connection and the sensor and/or actuator electronics are aligned with a defined orientation at least to the threaded end of the process connection, so that the rotation of the field device housing and the sensor assembly housing and the rigid plug connection ( en) the field contact plug is always aligned in the same way as the end of the thread.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Feldkontaktstecker ein Rundstecker, insbesondere ein M12-Rundstecker oder ein Ethernet-Stecker verwendet wird. An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that a round plug, in particular an M12 round plug or an Ethernet plug, is used as the field contact plug.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Sensorbaugruppe und/oder das Feldgerätegehäuse mit einer mechanischen Positionierungshilfe bereitgestellt wird und der starre Steckverbinder durch die mechanische Positionierungshilfe mit der definierten Orientierung zu dem Gewindeanfang des Prozessanschlusses ausgerichtet wird. Insbesondere kann die Ausführungsform vorsehen, dass der starre Steckverbinder durch Einklipsen oder Anschrauben in bzw. an die mechanische Positionierungshilfe ausgerichtet wird. A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the sensor assembly and/or the field device housing is provided with a mechanical positioning aid and the rigid plug connector is aligned by the mechanical positioning aid with the defined orientation to the start of the thread of the process connection. In particular, the embodiment can provide for the rigid plug connector to be aligned by clipping or screwing it into or onto the mechanical positioning aid.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine Zwischenelektronik, insbesondere in Form einer Hauptelektronik zum Weiterverarbeiten und/oder Kompensieren des Aktor- und/oder Sensorsignals, bereitgestellt wird, wobei die Zwischenelektronik einen weiteren starren Steckverbinder und einen weiteren starren Gegensteckverbinder aufweist und wobei der starre Gegensteckverbinder der Anschlusselektronik nicht in den starren Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik sondern den weiteren starren Steckverbinder der Zwischenelektronik und der starre Gegensteckverbinder der Zwischenelektronik in den starren Steckverbinder der Sensor- und/oder Aktorelektronik eingesteckt wird, so dass so dass sich die Anschlusselektronik, die Sensor- und/oder Aktorelektronik und die Zwischenelektronik zueinander ausrichten bzw. positionieren. A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that intermediate electronics, in particular in the form of main electronics for further processing and/or compensating for the actuator and/or sensor signal, are provided, with the intermediate electronics having a further rigid plug connector and a further rigid mating plug connector and the rigid mating connector of the connection electronics is not plugged into the rigid connector of the sensor and/or actuator electronics, but rather the other rigid connector of the intermediate electronics and the rigid mating connector of the intermediate electronics is plugged into the rigid connector of the sensor and/or actuator electronics, so that align or position the connection electronics, the sensor and/or actuator electronics and the intermediate electronics in relation to one another.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Elektronikbecher bereitgestellt wird, der vor dem Einbringen der Sensor- und/oder Aktorelektronik in das Sensorbaugruppengehäuse und/oder Feldgerätegehäuse in das Feldgerätegehäuse eingebracht wird. A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that an electronics cup is provided, which is introduced into the field device housing before the sensor and/or actuator electronics are introduced into the sensor assembly housing and/or field device housing.
40 Die Erfindung betrifft weiterhin ein Feldgerät der Automatisierungstechnik erhältlich durch das Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. 40 The invention also relates to a field device for automation technology that can be obtained by the method according to one of the previously described embodiments.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: The invention is explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:
Fig. 1 : eine Sensorbaugruppe, die zum Herstellen eines Feldgeräts üblicherweise verwendet wird, Fig. 1: a sensor assembly that is commonly used to manufacture a field device,
Fig. 2: eine Anschlusselektronik mit einem Feldkontaktstecker, Fig. 2: a connection electronics with a field contact plug,
Fig. 3: exemplarisch den Verfahrensschritt bei dem das Feldgerätegehäuse auf das Sensorbaugruppengehäuse aufgesteckt wird, Fig. 3: example of the process step in which the field device housing is plugged onto the sensor assembly housing,
Fig. 4: exemplarisch den Verfahrensschritt bei dem die innere Elektronik des Feldgerätes durch starre Steckverbindungen aufgebaut wird, Fig. 4: example of the process step in which the internal electronics of the field device are set up using rigid plug connections,
Fig. 5: exemplarisch den Verfahrensschritt bei dem die Hülse über den Feldkontaktstecker geschoben wird, und Fig. 5: an example of the process step in which the sleeve is pushed over the field contact plug, and
Fig. 6: exemplarisch ein fertig hergestelltes Feldgerät. Fig. 6: example of a finished field device.
Figur 1 zeigt eine Sensorbaugruppe 40, die ein Sensorbaugruppengehäuse 41 , ein Sensor- und/oder Aktorelement zum Erfassen und/oder Stellen einer Prozessgröße 43 und einen Prozessanschluss 44 mit einem Gewinde 45 zum Einschrauben in eine entsprechende Muffe, die bspw. an einem Tank oder einer Rohrleitung fixiert ist. Figure 1 shows a sensor assembly 40, which has a sensor assembly housing 41, a sensor and/or actuator element for detecting and/or setting a process variable 43, and a process connection 44 with a thread 45 for screwing into a corresponding sleeve, which is e.g. on a tank or fixed to a pipeline.
Das Sensorbaugruppengehäuse 41 ist vorzugsweise metallisch und weist zumindest einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Bereich 42 auf, an dem es mit einem Gehäuse eines Feldgerätes 12 im Laufe des Fertigungsprozesses fixiert wird. The sensor assembly housing 41 is preferably metallic and has at least one essentially rotationally symmetrical area 42 to which it is fixed with a housing of a field device 12 in the course of the manufacturing process.
Das Sensor- und/oder Aktorelement 43 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Drucksensorelement zum Erfassen eines Druckwertes als Prozessgröße. Gleichwohl ist die Erfindung nicht auf die Art bzw. konkrete Ausgestaltung des Sensor- und/oder Aktorelements 43 als Drucksensorelement beschränkt, sondern kann prinzipiell auf jedes andere Sensor- oder Aktorprinzip übertragen werden. In the present exemplary embodiment, the sensor and/or actuator element 43 comprises a pressure sensor element for detecting a pressure value as a process variable. Nevertheless, the invention is not limited to the type or specific configuration of the sensor and/or actuator element 43 as a pressure sensor element, but can in principle be transferred to any other sensor or actuator principle.
Zum Bereitstellen und/oder Aufbereiten eines Sensor- und/oder Aktorsignals dient eine, zumindest eine Leiterplatte aufweisende, Sensor- und/oder Aktorelektronik 43, die in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bereits an der Sensorbaugruppe fixiert bzw. in das Sensorbaugruppengehäuse eingebracht ist. Die Sensor- und Aktorelektronik 30 weist ferner einen auf der Leiterplatte 31 angebrachten starren Steckverbinder 32 auf, der sowohl zum elektrischen Kontaktieren als auch zur mechanischen Fixierung dient. Sensor and/or actuator electronics 43 having at least one printed circuit board are used to provide and/or process a sensor and/or actuator signal, which in the exemplary embodiment shown in FIG. The sensor and actuator electronics 30 also has a rigid plug connector 32 mounted on the printed circuit board 31, which is used both for electrical contact and for mechanical fixation.
Der endseitig an dem Sensorbaugruppengehäuse 40 angebrachte Prozessanschluss 44 weist, wie zuvor erwähnt, das Gewinde 45 zum Einschrauben in die Muffe auf. Das Gewinde 45 wiederum hat einen Gewindeanfang 46a und ein Gewindeende 46b, welche in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch einen Kreis kenntlich gemacht sind. As previously mentioned, the process connection 44 attached at the end to the sensor assembly housing 40 has the thread 45 for screwing into the sleeve. The thread 45 in turn has a thread start 46a and a thread end 46b, which are each identified by a circle in the exemplary embodiment illustrated in FIG.
Figur 2 zeigt eine Anschlusselektronik 20 mit einer ersten Leiterplatte 25 mit einem Feldkontaktstecker 21 , der in einer Längsachse der Leiterplatte 25 an einer Leiterplattenkante angeordnet ist. Durch den Feldkontaktstecker 21 werden Daten, insbesondere Messwerte, und/oder Energie von dem Feldgerät 10 zu einer externen Einheit, bspw. einer übergeordneten Einheit oder einem anderen Feldgerät, übertragen. Bei dem Feldkontaktstecker 21 kann es sich insbesondere um einen Rundsteckverbinder, bspw. einen M12-Rundsteckverbinder handeln. Gleichwohl kann es sich aber auch um andere gängige Steckverbinder handeln, die geeignet sind, Daten und/oder Energie zu übertragen. Beispielsweise kann es sich auch um einen Ethernet-Stecker handeln. Der Feldkontaktstecker 21 weist eine Steckorientierung auf, durch die die Orientierung bzw.Figure 2 shows a connection electronics 20 with a first printed circuit board 25 with a field contact plug 21, which is arranged in a longitudinal axis of the printed circuit board 25 on a printed circuit board edge. The field contact plug 21 transmits data, in particular measured values, and/or energy from the field device 10 to an external unit, for example a higher-level unit or another field device. The field contact plug 21 can in particular be a circular connector, for example an M12 circular connector. However, it can also be a matter of other common plug connectors that are suitable for transmitting data and/or energy. For example, it can also be an Ethernet plug. The field contact plug 21 has a plug-in orientation, through which the orientation or
Ausrichtung eines in den Feldkontaktstecker eingesteckten Gegensteckverbinders festgelegt wird. Die Steckorientierung kann beispielsweise durch eine Nase oder ähnliches im bzw. am Feldkontaktstecker 21 realisiert sein. Alignment of a mating connector plugged into the field contact plug is determined. The plug-in orientation can be realized, for example, by a lug or the like in or on the field contact plug 21 .
Die Anschlusselektronik 20 umfasst ferner zumindest einen starren Gegensteckverbinder 22, der derartig auf der ersten Leiterplatte 25 angeordnet und angebracht sein kann, dass eine Steckachse 23 zu einer Hauptebene in der die erste Leiterplatte 25 ausgebildet ist geneigt bzw. gekippt ist. Ferner können auf der ersten Leiterplatte 25 elektronische Komponenten für EMV- und/oder Explosionsschutz-Maßnahmen 24 aufgebracht sein. The connection electronics 20 also includes at least one rigid mating connector 22, which can be arranged and attached to the first printed circuit board 25 in such a way that a plug-in axis 23 is inclined or tilted to a main plane in which the first printed circuit board 25 is formed. Furthermore, electronic components for EMC and/or explosion protection measures 24 can be applied to the first printed circuit board 25 .
Der starre Steckverbinder 32 der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 und derThe rigid connector 32 of the sensor and / or actuator electronics 30 and the
Gegensteckverbinder 22 der Anschlusselektronik 20 sind derartig ausgebildet, dass diese im eingesteckten Zustand eine starre und unbewegliche Verbindung eingehen. Mating connectors 22 of the connection electronics 20 are designed in such a way that they form a rigid and immovable connection when they are plugged in.
Die Sensorbaugruppe 40, die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 sowie die Anschlusselektronik 20 sollen nun erfindungsgemäß derartig in einem Feldgerätegehäuse 12 eingebracht bzw. an diesem angebracht werden, dass das Gewindeende 46b immer definiert zu dem Feldkontaktstecker 21 ausgerichtet ist, so dass auch nach einem Feldgerätetausch in einer Automatisierungsanlage sichergestellt ist, dass der Feldkontaktstecker das neu eingebaute Feldgerät die gleiche Orientierung hat wie der des ausgebauten Feldgerätes. Hierzu ist zunächst in einem ersten Verfahrensschritt vorgesehen, dass das Feldgerätegehäuse 12 mit einem rotationssymmetrischen Bereich 17 auf den ersten rotationssymmetrischen Bereich 42 des Sensorbaugruppengehäuses 40 aufgesteckt wird. Die rotationssymmetrischen Bereiche des Feldgerätegehäuse und der SensorbaugruppeAccording to the invention, the sensor assembly 40, the sensor and/or actuator electronics 30 and the connection electronics 20 are now to be introduced into a field device housing 12 or attached to it in such a way that the threaded end 46b is always aligned in a defined manner with the field contact plug 21, so that even after a Field device replacement in an automation system ensures that the field contact plug of the newly installed field device has the same orientation as that of the removed field device. For this purpose, in a first method step, the field device housing 12 is plugged with a rotationally symmetrical area 17 onto the first rotationally symmetrical area 42 of the sensor assembly housing 40 . The rotationally symmetrical areas of the field device housing and the sensor assembly
5 17 und 42 sind dabei derartig aufeinander abgestimmt, dass diese eng ineinandergesteckt werden können aber dennoch relativ zueinander rotiert bzw. verdreht werden können. Im Gegensatz zu der üblichen Fertigungsweise, werden das Feldgerätegehäuse 12 und das Sensorbaugruppengehäuse 41 in diesem Verfahrensschritt noch nicht miteinander gefügt. Exemplarisch ist dieser Verfahrensschritt in Figur 3 dargestellt. 5 17 and 42 are matched to one another in such a way that they can be plugged into one another but can still be rotated or twisted relative to one another. In contrast to the usual production method, the field device housing 12 and the sensor assembly housing 41 are not yet joined to one another in this method step. This method step is shown in FIG. 3 as an example.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 in das Sensorbaugruppengehäuse 41 und/oder Feldgerätegehäuse 12 derartig eingebracht, dass der starre Steckverbinder 32 mit einer definierten Orientierung zumindest zu dem Gewindeende 46b des Prozessanschlusses 44 ausgerichtet ist. Dieser Verfahrensschritt kann sowohl vor dem ersten Verfahrensschritt als auch nach dem ersten Verfahrensschritt erfolgen. Als Hilfsmittel zur definierten Orientierung können beispielsweise Rastnasen 47 in bzw. an der Sensorbaugruppe 40 und/oder dem Feldgerätegehäuse 12 vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend kann die mechanische Fixierung und Ausrichtung auch mittels einer Schraube erfolgen, über die die Elektronik an dem Sensorbaugruppengehäuse 41 und/oder dem Feldgerätegehäuse 12 angeschraubt wird. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 vor dem Aufstecken des Feldgerätegehäuses 12 auf das Sensorbaugruppengehäuse 41 an diesem fixiert und ausgerichtet worden. Dies kann grundsätzlich aber auch erst danach erfolgen. In a next method step, the sensor and/or actuator electronics 30 are introduced into the sensor assembly housing 41 and/or field device housing 12 in such a way that the rigid plug connector 32 is aligned with a defined orientation at least to the threaded end 46b of the process connection 44. This method step can take place either before the first method step or after the first method step. As an aid for defined orientation, for example, latching lugs 47 can be provided in or on the sensor assembly 40 and/or the field device housing 12 . Alternatively or additionally, the mechanical fixation and alignment can also take place by means of a screw, via which the electronics are screwed onto the sensor assembly housing 41 and/or the field device housing 12 . In the exemplary embodiment illustrated in the figures, the sensor and/or actuator electronics 30 have been fixed and aligned on the sensor assembly housing 41 before the field device housing 12 is plugged on. In principle, however, this can only take place afterwards.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird der starre Gegensteckverbinder 22 der Anschlusselektronik 20 in den starren Steckverbinder 32 der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 ein- bzw. aufgesteckt, so dass sich die Anschlusselektronik 20 und die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 durch die starre Steckverbindung zueinander ausrichten bzw. positionieren. Im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt dabei auch der nächste Verfahrensschritt, bei dem der Feldkontaktstecker 21 der Anschlusselektronik 20 in die Gehäuseöffnung 18 des Feldgerätegehäuses 12 eingebracht wird. Durch die starre Steckverbindung und dadurch, dass das Feldgerätegehäuse 12 und die Sensorbaugruppengehäuse 41 noch nicht miteinander verschweißt sind, können diese zueinander ausgerichtet bzw. rotiert werden. In Abhängigkeit der Ausgestaltung kann dabei die Anschlusselektronik 20 direkt mit der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 über den starren Steck- und Gegensteckverbinder verbunden sein oder alternativ kann auch eine Zwischenelektronik 50 vorgesehen sein, die die elektrische und mechanischeIn a next method step, the rigid mating connector 22 of the connection electronics 20 is plugged into or plugged into the rigid connector 32 of the sensor and/or actuator electronics 30, so that the connection electronics 20 and the sensor and/or actuator electronics 30 are connected by the rigid plug connection align or position each other. The next method step, in which the field contact plug 21 of the connection electronics 20 is introduced into the housing opening 18 of the field device housing 12 , also takes place essentially at the same time. Due to the rigid plug-in connection and the fact that the field device housing 12 and the sensor assembly housing 41 are not yet welded to one another, they can be aligned or rotated relative to one another. Depending on the configuration, the connection electronics 20 can be connected directly to the sensor and/or actuator electronics 30 via the rigid plug connector and mating connector, or alternatively intermediate electronics 50 can also be provided, which combine the electrical and mechanical
40 Verbindung zwischen der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 über jeweils auf einer Leiterplatte endseitig angeordneten starren Steck- bzw. Gegensteckverbinder realisiert. Bei der Zwischenelektronik 50 kann es sich beispielsweise um eine Hauptelektronik handeln, die die Weiterverarbeitung und/oder Kompensation des Aktor- und/oder Sensorsignals ermöglicht. Insbesondere kann eine Temperaturkompensation des Aktor- und/oder Sensorsignals durch die Zwischenelektronik erfolgen. Es versteht sich von selbst, dass in diesem Fall der starre Gegensteckverbinder 22 der Anschlusselektronik 20 nicht in den starren Steckverbinder 32 der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 sondern einen weiteren starren Steckverbinder 52 der Zwischenelektronik 50 und ein starrer Gegensteckverbinder 51 der Zwischenelektronik in den starren Steckverbinder 32 der Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 eingesteckt wird, so dass sich die Anschlusselektronik 20, die Sensor- und/oder Aktorelektronik 30 und die Zwischenelektronik 50 durch die starren Steckverbindungen 32 und 51 sowie 22 und 52 zueinander mechanisch ausrichten bzw. positionieren. Das Ausführungsbeispiel in Figur 4 weist exemplarisch eine solche Zwischenelektronik 50 auf. 40 connection between the sensor and / or actuator electronics 30 via each on a Printed circuit board ends arranged rigid connector or mating connector realized. The intermediate electronics 50 can be, for example, main electronics that enable the further processing and/or compensation of the actuator and/or sensor signal. In particular, the temperature of the actuator and/or sensor signal can be compensated by the intermediate electronics. It goes without saying that in this case the rigid mating connector 22 of the connection electronics 20 does not plug into the rigid plug connector 32 of the sensor and/or actuator electronics 30 but rather another rigid plug connector 52 of the intermediate electronics 50 and a rigid mating connector 51 of the intermediate electronics into the rigid Connector 32 of the sensor and / or actuator electronics 30 is plugged in, so that the connection electronics 20, the sensor and / or actuator electronics 30 and the intermediate electronics 50 through the rigid connectors 32 and 51 and 22 and 52 to each other mechanically align or position. The exemplary embodiment in FIG. 4 has such intermediate electronics 50 as an example.
In einem daran anschließenden in Figur 5 exemplarisch dargestellten Verfahrensschritt wird eine zu dem Feldkontaktstecker 21 passende Hülse 26 in die Gehäuseöffnung 18 des Feldgerätegehäuses 12 eingebracht bzw. über den Feldkontaktstecker 21 geschoben. Durch das Aufbringen der Hülse 26 erfolgt somit die endgültige Ausrichtung. In a subsequent method step, shown as an example in FIG. The final alignment thus takes place through the application of the sleeve 26 .
Nachdem das Feldgerätegehäuse 12 nun korrekt zu der Sensorbaugruppe 40 ausgerichtet ist, so dass auch das Gewindeende 46b definiert zu dem Feldkontaktstecker 21 ausgerichtet ist, werden das Feldgerätegehäuse 12 und das Sensorbaugruppengehäuse 41 miteinander gefügt. Für gewöhnlich erfolgt die Fügung durch Schweißen, da sowohl das Feldgerätegehäuse 12 als auch das Sensorbaugruppengehäuse 41 aus Stahl, insbesondere Edelstahl gefertigt sind. Die Fügung ist in Figure 6 exemplarisch durch zwei Dreiecke dargestellt. After the field device housing 12 is now correctly aligned with the sensor assembly 40, so that the threaded end 46b is also aligned in a defined manner with the field contact plug 21, the field device housing 12 and the sensor assembly housing 41 are joined together. The joining usually takes place by welding, since both the field device housing 12 and the sensor assembly housing 41 are made of steel, in particular high-grade steel. The joining is shown in Figure 6 by two triangles as an example.
In einem abschließenden Schritt wird das Feldgerät in Abhängigkeit der später angedachten Einsatzortes und der Konfiguration fertig hergestellt. Dies kann zum Beispiel das Einbringen eines Displays 19 sowie weiterer elektronischer Komponenten umfassen, wie es in Figur 6 dargestellt ist. Bezugszeichenhste In a final step, the field device is manufactured in accordance with the planned location and configuration. This can include, for example, introducing a display 19 and other electronic components, as shown in FIG. reference number
Feldgerät der Automatisierungstechnik Feldgerätegehäuse Field device of automation technology Field device housing
Innenraum inner space
Feldgeräteschnittstellefield device interface
Rotationssymmetrischer Bereich Gehäuseöffnung Rotationally symmetrical area of the housing opening
Anschlusselektronik bzw. erste Leiterplatte Feldkontaktstecker Connection electronics or first printed circuit board field contact plug
Starrer Gegensteckverbinder Rigid mating connector
Steckachse des starren Gegensteckverbinders EMV- und/oder Explosionsschutz-Maßnahmen Erste Leiterplatte Thru axle of the rigid mating connector EMC and/or explosion protection measures First printed circuit board
Hülse sleeve
Sensor- und/oder Aktorelektronik Sensor and/or actuator electronics
Leiterplatte der Sensor- und/oder Aktorelektronik Starrer Steckverbinder Printed circuit board of the sensor and/or actuator electronics Rigid plug connector
Sensorbaugruppe sensor assembly
Sensorbaugruppengehäuse rotationssymmetrischen Bereich Sensor- und/oder Aktorelement Prozessanschluss Sensor assembly housing rotationally symmetrical area sensor and / or actuator element process connection
Gewinde a Gewindeanfang b Gewindeende mechanischen Positionierungshilfe, z.B. Rastnase Zwischenelektronik Thread a Start of thread b End of thread Mechanical positioning aid, e.g. locking lug Intermediate electronics
Starrer Gegensteckverbinder Starrer Steckverbinder Rigid mating connector Rigid connector
Elektronikbecher electronics mug

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Verfahren zum Herstellen eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik, aufweisend die folgenden Schritte: 1. A method for producing a field device for automation technology, having the following steps:
Bereitstellen einer Sensorbaugruppe (40) umfassend ein, insbesondere metallisches Sensorbaugruppengehäuse (41) mit einem zumindest abschnittsweise im Wesentlichen ersten rotationssymmetrischen Bereich (42), ein in oder an dem Sensorbaugruppengehäuse befestigtes Sensor- und/oder Aktorelement (43) zum Erfassen und/oder Stellen einer Prozessgröße und einen endseitig an dem Sensorbaugruppengehäuse angebrachter Prozessanschluss (44) mit einem Gewinde (45), welches ein Gewindeanfang (46a) und ein Gewindeende (46b) aufweist; Providing a sensor assembly (40) comprising a sensor assembly housing (41), in particular a metal one, with an essentially first rotationally symmetrical area (42) at least in sections, a sensor and/or actuator element (43) fastened in or on the sensor assembly housing for detecting and/or positioning a process variable and a process connection (44) attached at the end to the sensor assembly housing and having a thread (45) which has a thread start (46a) and a thread end (46b);
Bereitstellen einer Sensor- und/oder Aktorelektronik (30) zum Bereitstellen und/oder Aufbereiten eines Aktor- und/oder Sensorsignals mit einem starren Steckverbinder (32) zum elektrischen und mechanischen Verbinden der Sensor- und/oder Aktorelektronik (30); providing sensor and/or actuator electronics (30) for providing and/or processing an actuator and/or sensor signal with a rigid connector (32) for electrically and mechanically connecting the sensor and/or actuator electronics (30);
Bereitstellen einer Anschlusselektronik (20) mit einem zu dem starren Steckverbinder (32) passenden starren Gegensteckverbinder (22) und einem Feldkontaktstecker (21), wobei der starre Steckverbinder (32) der Sensor- und/oder Aktorelektronik (30), der Gegensteckverbinder (22) und der Feldkontaktstecker (21) definiert zueinander ausgerichtet sind; Providing connection electronics (20) with a rigid mating connector (22) matching the rigid plug connector (32) and a field contact plug (21), the rigid connector (32) of the sensor and/or actuator electronics (30), the mating connector (22 ) and the field contact plug (21) are aligned with one another in a defined manner;
Bereitstellen eines, insbesondere metallischen Feldgerätegehäuses (12), welches zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen zweiten rotationssymmetrischen Bereich (17) aufweist und welches in einem Seitenwandbereich eine Gehäuseöffnung (18) zur Aufnahme bzw. Einbringung eines Feldkontaktsteckers aufweist; Providing a field device housing (12), in particular a metal one, which at least in sections has an essentially second rotationally symmetrical area (17) and which has a housing opening (18) in a side wall area for receiving or inserting a field contact plug;
Aufstecken des Feldgerätegehäuses (12) mit dem zweiten rotationssymmetrischen Bereich (17) auf den ersten rotationssymmetrischen Bereich (42) des Sensorbaugruppengehäuses (40), wobei das Feldgerätegehäuse (12) und das Sensorbaugruppengehäuse (40) nicht miteinander verbunden werden, sodass diese relativ zueinander rotieren bzw. drehen können; Attaching the field device housing (12) with the second rotationally symmetrical area (17) to the first rotationally symmetrical area (42) of the sensor assembly housing (40), the field device housing (12) and the sensor assembly housing (40) not being connected to one another, so that they rotate relative to one another or can rotate;
Einbringen der Sensor- und/oder Aktorelektronik (43) in das Sensorbaugruppengehäuse (41) und/oder Feldgerätegehäuse (12) derartig, dass der starre Steckverbinder (32) zumindest mit einer definierten Orientierung zu dem Gewindeende (46b) des Prozessanschlusses (44) ausgerichtet ist; Insertion of the sensor and/or actuator electronics (43) into the sensor assembly housing (41) and/or field device housing (12) in such a way that the rigid plug connector (32) is aligned at least with a defined orientation to the threaded end (46b) of the process connection (44). is;
Aufstecken bzw. Einstecken des starren Gegensteckverbinders (22) der Anschlusselektronik in den starren Steckverbinder (32) der Sensor- und/oder Aktorelektronik (30), so dass sich die Anschlusselektronik (20) und die Sensor- und/oder Aktorelektronik (30) zueinander ausrichten bzw. positionieren und vorzugsweise gleichzeitiges Attaching or inserting the rigid mating connector (22) of the connection electronics into the rigid connector (32) of the sensor and/or actuator electronics (30) so that the connection electronics (20) and the sensor and/or align or position actuator electronics (30) with one another, and preferably at the same time
Einbringen des Feldkontaktsteckers (21) der Anschlusselektronik (20) in die Gehäuseöffnung (18) des Feldgerätegehäuses (12), so dass sich das Feldgerätegehäuse (12) und das Sensorbaugruppengehäuse (41) zueinander ausrichten bzw. positionieren; Insertion of the field contact plug (21) of the connection electronics (20) into the housing opening (18) of the field device housing (12), so that the field device housing (12) and the sensor assembly housing (41) are aligned or positioned with respect to one another;
Einbringen einer zu dem Feldkontaktstecker (21) passenden Hülse (26) in die Gehäuseöffnung (18) des Feldgerätegehäuses (12); Inserting a sleeve (26) that fits the field contact plug (21) into the housing opening (18) of the field device housing (12);
Fügen, insbesondere Schweißen des Feldgerätegehäuses (12) mit dem Sensorbaugruppengehäuse (41). Joining, in particular welding, of the field device housing (12) with the sensor assembly housing (41).
2. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Feldkontaktstecker (21) ein Rundstecker, insbesondere ein M12-Rundstecker oder ein Ethernet-Stecker verwendet wird. 2. The method according to one or more of the preceding claims, wherein a round plug, in particular an M12 round plug or an Ethernet plug is used as the field contact plug (21).
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorbaugruppe (40) und/oder das Feldgerätegehäuse (12) mit einer mechanischen Positionierungshilfe bereitgestellt wird und der starre Steckverbinder durch die mechanische Positionierungshilfe mit der definierten Orientierung zumindest zu dem Gewindeende des Prozessanschlusses ausgerichtet wird. 3. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the sensor assembly (40) and/or the field device housing (12) is provided with a mechanical positioning aid and the rigid connector is aligned with the defined orientation at least to the threaded end of the process connection by the mechanical positioning aid becomes.
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der starre Steckverbinder (32) durch Einklipsen oder Anschrauben in bzw. an die mechanische Positionierungshilfe ausgerichtet wird. 4. The method according to the preceding claim, wherein the rigid connector (32) is aligned by clipping or screwing in or on the mechanical positioning aid.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Zwischenelektronik (50), insbesondere in Form einer Hauptelektronik zum Weiterverarbeiten und/oder Kompensieren des Aktor- und/oder Sensorsignals, bereitgestellt wird, wobei die Zwischenelektronik (50) einen weiteren starren Steckverbinder (52) und einen weiteren starren Gegensteckverbinder (51) aufweist und wobei der starre Gegensteckverbinder (22) der Anschlusselektronik (20) nicht in den starren Steckverbinder (32) der Sensor- und/oder Aktorelektronik (30) sondern den weiteren starren Steckverbinder (52) der Zwischenelektronik (50) und der starre Gegensteckverbinder (51) der Zwischenelektronik (50) in den starren Steckverbinder (32) der Sensor- und/oder Aktorelektronik (30) eingesteckt wird, so dass sich die Anschlusselektronik (20), die Sensor- und/oder Aktorelektronik (30) und die Zwischenelektronik (50) zueinander ausrichten bzw. positionieren. 5. The method according to one or more of the preceding claims, wherein intermediate electronics (50), in particular in the form of main electronics for further processing and/or compensating for the actuator and/or sensor signal, is provided, the intermediate electronics (50) having a further rigid connector (52) and a further rigid mating connector (51), and wherein the rigid mating connector (22) of the connection electronics (20) does not plug into the rigid plug connector (32) of the sensor and/or actuator electronics (30) but into the further rigid plug connector (52 ) of the intermediate electronics (50) and the rigid mating connector (51) of the intermediate electronics (50) is plugged into the rigid connector (32) of the sensor and/or actuator electronics (30), so that the connection electronics (20), the sensor and/or align or position the actuator electronics (30) and the intermediate electronics (50) with respect to one another.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Elektronikbecher (60) bereitgestellt wird, der vor dem Einbringen der Sensor- und/oder Aktorelektronik (30) in das Sensorbaugruppengehäuse (41) und/oder Feldgerätegehäuse (12) in das Feldgerätegehäuse (12) eingebracht wird. 6. The method according to one or more of the preceding claims, wherein an electronics cup (60) is provided, which before the introduction of the sensor and / or Actuator electronics (30) in the sensor assembly housing (41) and / or field device housing (12) is introduced into the field device housing (12).
7. Feldgerät der Automatisierungstechnik erhältlich durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 7. field device of automation technology obtainable by the method according to any one of the preceding claims.
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