WO2023066590A1 - Eigensicheres feldgerät der automatisierungstechnik - Google Patents

Eigensicheres feldgerät der automatisierungstechnik Download PDF

Info

Publication number
WO2023066590A1
WO2023066590A1 PCT/EP2022/076361 EP2022076361W WO2023066590A1 WO 2023066590 A1 WO2023066590 A1 WO 2023066590A1 EP 2022076361 W EP2022076361 W EP 2022076361W WO 2023066590 A1 WO2023066590 A1 WO 2023066590A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
field device
voltage
circuit
bridge rectifier
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/076361
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald SCHÄUBLE
Julian Bockstaller
Simon Weidenbruch
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
Application filed by Endress+Hauser SE+Co. KG filed Critical Endress+Hauser SE+Co. KG
Publication of WO2023066590A1 publication Critical patent/WO2023066590A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/008—Intrinsically safe circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5429—Applications for powerline communications
    • H04B2203/5458—Monitor sensor; Alarm systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462—Systems for power line communications

Definitions

  • the invention relates to an intrinsically safe field device in automation technology for use in a potentially explosive area.
  • field devices are often used which are used to record and/or influence process variables.
  • Sensors such as level meters, flow meters, pressure and temperature meters, pH redox potential meters, conductivity meters, etc.
  • process variables which record the corresponding process variables level, flow rate, pressure, temperature, pH value or conductivity.
  • Actuators such as valves or pumps, which can be used to change the flow of a liquid in a pipeline section or the fill level in a container, are used to influence process variables.
  • field devices are also understood to mean, in particular, remote I/Os, radio adapters or devices in general that are arranged at the field level.
  • Endress+Hauser manufactures and sells a large number of such field devices.
  • field devices are available as so-called 2-wire versions (two-wire field device).
  • the field device is supplied with energy via the same pair of wires (two-wire wire) that is also used for communication.
  • Two-wire field devices are designed in such a way that the measured value is communicated, i.e. transmitted, in analog form via the two-wire wiring or the two-wire line.
  • the transmission is usually based on the 4 to 20 mA standard.
  • bus-fed field devices in the existing automation systems, which are connected to one another and to at least one higher-level unit via a field bus that is common in automation technology.
  • the bus-fed field devices known from the prior art are designed in such a way that the measured value is communicated digitally via the fieldbus.
  • the field devices can communicate data according to the Profibus standard, in particular Profibus PA/FF.
  • Profibus PA/FF Profibus PA/FF.
  • potentially explosive areas In the process industry in particular, but also in automation technology, physical or technical variables must often be measured or determined by the field devices in areas in which there is a potential risk of explosion, so-called potentially explosive areas.
  • suitable measures in the field devices and evaluation systems e.g. voltage and current limitation
  • the electrical energy in the signal to be transmitted can be limited in such a way that this signal under no circumstances (short circuit, interruptions, thermal effects, ...) can trigger an explosion.
  • Corresponding protection principles have been defined for this in IEC EN DIN 60079-ff.
  • the "intrinsic safety" type of protection is based on the principle of current and voltage limitation in a circuit.
  • the energy of the circuit which could be able to ignite an explosive atmosphere, is limited in such a way that the surrounding explosive atmosphere cannot be ignited either by sparks or by impermissible heating of the electrical components.
  • the "intrinsic safety" type of protection defines three protection levels: Ex-ia, Ex-ib and Ex-ic.
  • Level a defines the highest level at which the combination of two countable faults must not lead to a malfunction and thus cause an ignition (2-fault safety).
  • Level b defines that a countable error must not lead to a malfunction and thus cause an ignition (1-error security). Accordingly, at level c, no error security is defined, so that an ignition can already be caused in the event of a malfunction (0 error security).
  • a critical area in which a possible ignition of the surrounding potentially explosive atmosphere can occur is the connection terminals of a field device to which the two-wire line is connected.
  • a short-circuit current that can act on the connection terminals is therefore usually limited using an explosion protection unit.
  • the explosion protection units known from the prior art usually include three parallel diodes, for example Z diodes.
  • the diodes serve to absorb voltages from circuitry behind them lying inductances and / or other circuit parts that are connected in parallel to the terminals to limit, so that no voltage peaks can escape through the terminals to the outside.
  • three further diodes connected in series with one another, in particular Shottky diodes are provided for current limitation in series with the diodes for voltage limitation, in order to be able to guarantee the requirement for 2-fault safety.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a field device for automation technology which has an EX protection unit which requires less space on a printed circuit board.
  • the inventive intrinsically safe field device of automation technology for use in a hazardous area comprises: a first and a second connection terminal for connecting a two-wire line via which current can be supplied; a sensor and/or actuator element for detecting and/or setting a process variable; field device electronics connected to the first and second connection terminal, which conducts the current that can be supplied via the two-wire line via a current path from the first to the second connection terminal, the field device electronics having a bridge rectifier circuit as reverse polarity protection, which is designed and connected to the connection terminals in such a way that independently an operating voltage for the power supply of the field device electronics is provided by a polarity of a terminal voltage present at the connection terminals, the field device electronics also being set up to transmit the process variable detected via the sensor element, in particular by setting the current to a corresponding value, via the two-wire line and /or to receive a process variable to be set by the actuator element, in particular by reading out the current, via the two-wire line and to set the actuator element accordingly, the field device electronics also
  • parts of a bridge rectifier circuit which is used as reverse polarity protection, also be used to limit the voltage and current of inductances located behind the circuit and/or other circuit parts that are connected in parallel to the connection terminals, so that an explosion protection unit can be used to be able to realize that requires less space on the circuit board.
  • This offers the advantage, particularly in the case of Profibus PA field devices, which must have reverse polarity protection and thus a bridge rectifier circuit, that the space required for the explosion protection unit on the printed circuit board can be kept relatively small.
  • the bridge rectifier circuit is formed from four diodes, preferably four Shottky diodes, which are arranged in a bridge configuration, and the current limiting circuit and the voltage limiting circuit each have at most one diode as an additional diode that does not belong to the bridge rectifier circuit ,
  • the bridge rectifier circuit and the additional at most one diode of the current or voltage limiting circuit being arranged and matched to one another in such a way that two diodes of the bridge rectifier circuit and at most one diode each limit the current or voltage as a further electronic component realize.
  • a further advantageous embodiment of the intrinsically safe field device used in automation technology provides that the field device electronics are set up to transmit a value corresponding to the process variable according to the Profibus PA or Foundation Fieldbus FF standard and/or a value corresponding to the process variable for setting the actuator element according to the Profibus PA or Foundation Fieldbus FF standard to receive.
  • a further advantageous embodiment of the intrinsically safe field device used in automation technology provides that the field device electronics have a voltage regulator introduced into the current path, which is set up to provide an energy supply at least for the sensor and/or actuator element based on the current supplied and the operating voltage.
  • a further advantageous refinement of the intrinsically safe field device used in automation technology provides that the field device electronics also have a shunt resistor which is introduced into the current path.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a field device 10, which is connected via a first and second connection terminal 30a and 30b to a two-wire line 14 for signal and energy transmission.
  • the two-wire line 14 is in turn connected to a higher-level unit 12 at the other end.
  • the field device 10 is a measuring point in which a measured value or process variable (for example temperature, pressure, humidity, filling level, flow rate) is recorded with the aid of a sensor 16 .
  • a measured value or process variable for example temperature, pressure, humidity, filling level, flow rate
  • the field device could just as well be an actuator point in which a process variable is set with the aid of an actuator.
  • the field device 10 does not contain its own energy source, but draws the supply current required for operation via the two-wire line 14. This can be provided, for example, by a voltage source 18 contained in the superordinate unit 12. A measured value signal representing the measured value just measured is transmitted from the field device 10 to the superordinated unit 12 via the same two-wire line 14 .
  • the transmission of the measured values can take place analogously or digitally via the two-wire line 14 to the superordinate unit.
  • the analog measured value transmission is based on a signal current Is flowing over the two-wire line 14, which can change between two specified values (usually the current values 4 mA and 20 mA), being set according to the measured value.
  • the field device 10 in turn contains the aforementioned sensor 16 and a transducer circuit 20 connected to it, which controls a controllable current regulator 32 via a control line 22 in such a way that the measured current Is is set to a value (signal current) that represents the measured value measured.
  • the signal current Is is conducted in the field device 10 by means of internal field device electronics through a current path 50 from the first to the second connection terminal 30a, 30b.
  • the current Is can be adjusted via a controllable current regulator or current sink 32 introduced into the current path 50 .
  • the current control is controlled accordingly by a signal emitted by the transducer circuit 20 at the output, which is fed via the control line 22 as a control signal to the current control system 32 .
  • the signal current Is flowing in the two-wire line is thus set by appropriate control of the current regulator or current sink 32 .
  • the current regulation or current sink can comprise a transistor, for example, which is regulated via the control signal from the measuring converter circuit 20 . If the field device is designed as an actuator, i.e. has an actuator instead of a sensor, there is no current control.
  • the signal current Is When the measured value detected by the sensor 16 is at the lower end of the measured value range, the signal current Is also assumes the lower value of the signal current range. With the usual 4-20 mA technology, a value of 4 mA. Correspondingly, when the measured value detected by the sensor 16 is at the upper end of the measured value range, the signal current Is assumes the upper value of the signal current range. With the usual 4-20 mA technology, a value of 20 mA.
  • the superordinated unit 12 includes an evaluation circuit 26 which obtains the measured value information from the signal current Is transmitted via the two-wire line 14 .
  • a measuring resistor 28 is inserted in the two-wire line, across which a voltage UM is produced which is proportional to the signal current Is transmitted via the two-wire line and which is fed to the evaluation circuit 26 .
  • the voltage source 18 supplies a direct voltage Uv, and the measurement current Is is a direct current.
  • the field device 10 can also be designed for digital measured value transmission, for example according to the Profibus Standard PA or according to the Foundation Fieldbus Standard FF, via the two-wire line.
  • the current control or current sink 32 is set to a fixed/unchangeable basic current value Is in the range from 10 to 40mA, usually approx. 12mA, onto which a digital current signal corresponding to the measured value is then modulated (Manchester coding without mean value, with a current/amplitude modulation of Is ⁇ 9 mA ).
  • the higher-level unit includes a segment coupler that is set up to convert the digital Profibus PA signal and to supply the Profibus PA field device with energy.
  • the field device is designed as a Profibus PA field device, it must also have reverse polarity protection 31, whereas if the field device is designed as a two-wire field device or as an FF field device, it can optionally have reverse polarity protection.
  • the reverse polarity protection can be implemented in the form of a bridge rectifier circuit 31 .
  • the bridge rectifier circuit 31 is designed in such a way that the terminal voltage Uk present at the connection terminals is present on the input side and a polarity-independent operating voltage Ub is made available on the output side.
  • the field device also includes a low-impedance shunt resistor 33 via which the set signal current Is is read back by the measuring transducer circuit 20 by means of a readback line 23 .
  • the voltage U_Shunt is therefore proportional to the current Is flowing through the field device.
  • the voltage drop across the shunt resistor 33 is fed to the measuring transducer circuit in order to regulate the signal current Is to be set.
  • Such shunt resistors 33 are essential for controlling the current signal according to a measured value determined by the sensor for a field device and typically have a resistance value in the range of 5-40 ohms, preferably 7-30 ohms, particularly preferably in the range of 10-25 ohms .
  • the field device 10 also contains a voltage regulator 36, for example in the form of a switching or linear regulator, the task of which is to generate an operating voltage for the transducer circuit 20 and the sensor 16 that is as constant as possible.
  • the input voltage for the voltage regulator 36 can be provided, for example, by a voltage source 34, in particular in the form of a capacitor.
  • the voltage source 34 supports the input voltage or terminal voltage Uk, which is provided by the voltage source 18 contained in the superordinate unit 12 .
  • the voltage source 34 thus serves as a "source" for the connected circuit parts, in particular for the voltage regulator 36.
  • the use of the voltage regulator 36 in conjunction with the voltage source 34 enables the transducer circuit 20 and the sensor 16 to always be provided with the highest possible performance.
  • the voltage regulator 36 ensures that, despite an increase in its input voltage Ue, the operating voltage of the transducer circuit 20 and the sensor 16 is kept at a constant value, so that an increase in the input voltage Ue at the voltage regulator 36 means that a higher input power is available, which also enables a higher output power.
  • the field device 10 can have a voltage-limiting circuit 35 as part of the explosion protection unit 35 , 38 .
  • the voltage limiting circuit 35 is connected in parallel to the external voltage source 18 between the first and second connection terminals 30a, 30b.
  • the field device can have a current-limiting circuit 38 for current limitation as part of the explosion protection unit.
  • the current-limiting circuit is connected in series with the connection terminals 30a, 30b and the voltage-limiting circuit 35, respectively.
  • FIG. 2 shows how voltage and current limiting circuits are usually designed according to the prior art.
  • the voltage-limiting circuit 35 can be formed, for example, from three diodes connected in parallel with one another (in order to be able to ensure 2-fault security), in particular Z diodes.
  • the diodes are arranged in such a way that voltages which are induced by inductances located behind them in terms of circuitry and/or voltages which are generated unintentionally by other circuit parts located behind them in terms of circuitry are limited towards the connection terminals 30a, 30b.
  • the transducer circuit 20 is shown in FIG. 2 as the circuit part lying behind it in terms of circuitry. Nevertheless, it also affects the other circuit parts, such as controllable current regulation 32, voltage source 34, voltage regulator 36 and/or sensor element 16.
  • the current-limiting circuit 38 can also be formed, for example, from three diodes connected in series with one another, in particular Shottky diodes.
  • the diodes 38a, 38b, 38c are arranged in such a way that an undesired flow of current out of the field device electronics via the connection terminals 30a, 30b is avoided.
  • the diodes In order to be able to meet the requirements of the "intrinsic safety" type of protection and thus be able to provide an intrinsically safe field device, the diodes must be state-of-the-art be arranged on a printed circuit board of the field device electronics in such a way that the separation distances according to Table 5 of the standard IEC EN DIN 60079-11, published in June 2012, are met.
  • the invention provides that the voltage and current limiting circuit 35, 38 also uses parts of the bridge rectifier circuit 31, which must be present at least in Profibus PA field devices.
  • both the voltage and the current limiting circuits 35, 38 each have another electronic component 35c, 38c, such as a diode, for example.
  • the voltage and current limiting circuits 35, 38 thus each include three diodes 35a, 35b, 35c or 38a, 38b, 38c, of which two diodes 35a, 35b or 38a, 38b are used in the bridge rectifier circuit 31 used as reverse polarity protection.
  • the voltages of inductances and the current are thus limited by means of the bridge rectifier circuit 31 and the additional diode 35c, 38c.
  • the undesired current flow via the connection terminals 30a, 30b from the field device electronics is avoided by the diodes 38a, 38b and 38c.
  • This provides triple protection (2-fault safety) and only two additional diodes 35c and 38c are required instead of the six diodes that would otherwise be required in addition to the bridge rectifier circuit, which must be present particularly with Profibus PA field devices , so that space on the circuit board can be saved.
  • Higher level unit e.g. programmable logic controller

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik zum Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich umfassend: - eine erste und eine zweite Anschlussklemme (30a, 30b) zum Anschließen einer Zweidrahtleitung (14) über die ein Strom zuführbar ist; - ein Sensor- und/oder Aktorelement (16) zum Erfassen und/oder Stellen einer Prozessgröße; - eine Feldgeräteelektronik (20, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 38) mit einer Brückengleichrichterschaltung als Verpolungsschutz und einer Ex-Schutzeinheit (35, 38) mit einer Strombegrenzungsschaltung und einer Spannungsbegrenzungsschaltung, wobei die Strombegrenzungsschaltung und die Spannungsbegrenzungsschaltung jeweils teilweise aus elektronischen Bauteilen der Brückengleichrichterschaltung und zusätzlich aus jeweils höchstens einem weiteren, der Brückengleichrichterschaltung nicht zugehörigen, elektronischen Bauteil ausgebildet ist, so dass die elektronischen Bauteile des Gleichrichters auch zur Strom- bzw. Spannungsbegrenzung bei der Ex-Schutzeinheit dienen.

Description

Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik
Die Erfindung bezieht sich auf ein eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik zum Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich.
In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevanten Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also insbesondere auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
Viele Feldgeräte sind als sogenannte 2-Leiter Versionen (Zweileiterfeldgerät) erhältlich. Hierbei erfolgt die Energieversorgung des Feldgeräts über das gleiche Leitungspaar (Zweileiterdraht) über das auch die Kommunikation erfolgt.
Zweileiterfeldgeräte sind derartig ausgebildet, dass der Messwert analog über die Zweileiterverdrahtung bzw. die Zweidrahtleitung kommuniziert, d.h. übertragen, wird. Die Übertragung basiert hierbei für gewöhnlich auf dem 4 bis 20 mA Standard. Daneben findet sich in den bestehenden Automatisierungsanlagen auch noch eine Vielzahl von busgespeisten Feldgeräten, die über einen in der Automatisierungstechnik gängigen Feldbus miteinander und zu mindestens einer übergeordneten Einheit verbunden sind.
Die aus dem Stand der Technik bekannten busgespeisten Feldgeräte sind derartig ausgebildet, dass der Messwert digital über den Feldbus kommuniziert wird. So können die Feldgeräte bspw. gemäß dem Profibus-Standard, insbesondere Profibus PA/FF, Daten kommunizieren. Insbesondere in der Prozessindustrie aber auch der Automatisierungstechnik müssen physikalische oder technische Größen durch die Feldgeräte oftmals in Bereichen gemessen bzw. ermittelt werden, in denen potentiell Explosionsgefahr besteht, sogenannte explosionsgefährdete Bereiche. Durch geeignete Maßnahmen in den Feldgeräten und Auswertesystemen (wie z. B. Spannungs- und Strombegrenzung) kann die elektrische Energie in dem zu übermittelnden Signal so begrenzt werden, dass dieses Signal unter keinen Umständen (Kurzschluss, Unterbrechungen, thermische Effekte, ...) eine Explosion auslösen kann. Hierfür sind in der lEC EN DIN 60079-ff entsprechende Schutzprinzipien festgelegt worden.
Gemäß dieser Norm sind, basierend auf den anzuwendenden Zündschutzarten, konstruktive und schaltungstechnische Maßnahmen für die Feldgeräte zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen definiert. Einer dieser Zündschutzarten stellt die Zündschutzart „Eigensicherheit“ (Kennzeichnung Ex-i, IEC EN DIN 60079-11 , veröffentlich Juni 2012) dar.
Die Zündschutzart „Eigensicherheit“ basiert auf dem Prinzip der Strom- und Spannungsbegrenzung in einem Stromkreis. Die Energie des Stromkreises, die in der Lage sein könnte, eine explosionsfähige Atmosphäre zum Zünden zu bringen, wird dabei so begrenzt, dass weder durch Funken noch durch unzulässige Erwärmung der elektrischen Bauteile die Zündung der umgebenden explosionsfähigen Atmosphäre stattfinden kann.
Die Zündschutzart „Eigensicherheit“ definiert dabei drei Schutzniveaus: Ex-ia, Ex-ib und Ex-ic. Dabei ist mit Niveau a das höchste Niveau definiert, bei welchem zwei zählbare Fehler in ihrer Kombination nicht zu einer Fehlfunktion führen und somit eine Zündung hervorrufen dürfen (2-Fehler-Sicherheit). Das Niveau b definiert, dass ein zählbarer Fehler nicht zu einer Fehlfunktion führen und somit eine Zündung hervorrufen dürfen (1- Fehler-Sicherheit). Bei dem Niveau c ist entsprechend keine Fehlersicherheit definiert, sodass bei einer Fehlfunktion bereits eine Zündung hervorgerufen werden kann (0- Fehler-Sicherheit).
Ein kritischer Bereich, in dem eine mögliche Zündung der umgebenden explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, sind die Anschlussklemmen eines Feldgerätes an denen die Zweidrahtleitung angeschlossen wird.
Für gewöhnlich wird deshalb ein Kurzschlussstrom, welcher an den Anschlussklemmen wirken kann, mithilfe einer Ex-Schutzeinheit begrenzt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Ex-Schutzeinheiten umfassen üblicherweise drei parallele Dioden, bspw. Z- Dioden. Die Dioden dienen dazu, Spannungen von schaltungstechnisch dahinter liegenden Induktivitäten und/oder anderen Schaltungsteilen, die parallel zu den Anschlussklemmen geschaltet sind, zu begrenzen, so dass keine Spannungsspitzen über die Anschlussklemmen nach außen treten können. Ergänzend oder alternativ sind in Reihe zu den Dioden der Spannungsbegrenzung drei weitere in Reihe zueinander geschaltete Dioden, insbesondere Shottky-Dioden, zur Strombegrenzung vorgesehen, umso die Anforderung an eine 2-Fehler-Sicherheit gewährleisten zu können.
Diese Maßnahmen zur Ex-Begrenzung benötigen verhältnismäßig viel Platz auf der entsprechenden Leiterplatte.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Feldgerät der Automatisierungstechnik vorzuschlagen, welches eine EX-Schutzeinheit aufweist, die weniger Platz auf einer Leiterplatte benötigt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das eigensichere Feldgerät der Automatisierungstechnik gemäß Patentanspruch 1.
Das erfindungsgemäße eigensichere Feldgerät der Automatisierungstechnik zum Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich umfasst: eine erste und eine zweite Anschlussklemme zum Anschließen einer Zweidrahtleitung über die eine Strom zuführbar ist; ein Sensor- und/oder Aktorelement zum Erfassen und/oder Stellen einer Prozessgröße; eine mit der ersten und zweiten Anschlussklemme verbundene Feldgeräteelektronik, die den über die Zweidrahtleitung zuführbaren Strom über einen Strompfad von der ersten zu der zweiten Anschlussklemme führt, wobei die Feldgeräteelektronik eine Brückengleichrichteschaltung als Verpolungsschutz aufweist, welche derartig ausgebildet und mit den Anschlussklemmen verbunden ist, dass unabhängig von einer Polung einer an den Anschlussklemmen anliegenden Klemmenspannung, eine Betriebsspannung zur Energieversorgung der Feldgeräteelektronik bereitgestellt wird, wobei die Feldgeräteelektronik ferner dazu eingerichtet ist, die über das Sensorelement erfasste Prozessgröße, insbesondere durch Stellen des Stromes auf einen entsprechenden Wert, über die Zweidrahtleitung zu übertragen und/oder eine durch das Aktorelement zu stellende Prozessgröße, insbesondere durch Auslesen des Stromes, über die Zweidrahtleitung zu empfangen und das Aktorelement entsprechend zu stellen, wobei die Feldgeräteelektronik ferner eine Ex-Schutzeinheit mit einer Strombegrenzungsschaltung und einer Spannungsbegrenzungsschaltung aufweist, wobei die Strombegrenzungsschaltung und die Spannungsbegrenzungsschaltung jeweils teilweise aus elektronischen Bauteilen der Brückengleichrichterschaltung und zusätzlich aus jeweils höchstens einem weiteren, der Brückengleichrichterschaltung nicht zugehörigen, elektronischen Bauteil ausgebildet ist, so dass die elektronischen Bauteile des Gleichrichters auch zur Strom- bzw. Spannungsbegrenzung bei der Ex-Schutzeinheit dienen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, Teile einer Brückengleichrichterschaltung, die als Verpolungsschutz eingesetzt wird, auch zur Spannungs- und Strombegrenzung von schaltungstechnisch dahinter liegenden Induktivitäten und/oder anderen Schaltungsteilen, die parallel zu den Anschlussklemmen geschaltet sind, zu begrenzen, zu verwenden, umso eine Ex-Schutzeinheit realisieren zu können, die weniger Platz auf der Leiterplatte benötigt. Dies bietet, insbesondere bei Profibus PA Feldgeräten, die zwingend einen Verpolschutz und somit eine Brückengleichrichterschaltung aufweisen müssen, den Vorteil, dass ein Platzbedarf der Ex-Schutzeinheit auf der Leiterplatte relativ klein gehalten werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des eigensicheren Feldgeräts der Automatisierungstechnik sieht vor, dass die Brückengleichrichterschaltung aus vier Dioden, vorzugsweise vier Shottky-Dioden, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, ausgebildet ist und die Strombegrenzungsschaltung sowie die Spannungsbegrenzungsschaltung jeweils höchstens eine Diode als weiteres, der Brückengleichrichterschaltung nicht zugehöriges, elektronisches Bauteil aufweisen, wobei die Brückengleichrichterschaltung und die zusätzlich jeweils höchstens eine Diode der Strom- bzw. Spannungsbegrenzungsschaltung derartig angeordnet und aufeinander abgestimmt sind, dass jeweils zwei Dioden der Brückengleichrichterschaltung und die jeweils höchstens eine Diode als weiteres elektronisches Bauteil die Strom- bzw. Spannungsbegrenzung realisieren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des eigensicheren Feldgeräts der Automatisierungstechnik sieht vor, dass die Feldgeräteelektronik dazu eingerichtet ist, einen der Prozessgröße entsprechenden Wert gemäß dem Profibus PA oder Foundation Fieldbus FF Standard zu übertragen und/oder einen der Prozessgröße entsprechenden Wert zum Stellen des Aktorelements gemäß dem Profibus PA oder Foundation Fieldbus FF Standard zu empfangen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des eigensicheren Feldgeräts der Automatisierungstechnik sieht vor, dass die Feldgeräteelektronik einen in den Strompfad eingebrachten Spannungsregler aufweist, der dazu eingerichtet ist, anhand des zugeführten Stromes sowie der Betriebsspannung eine Energieversorgung zumindest für das Sensor- und/oder Aktorelement bereitzustellen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des eigensicheren Feldgeräts der Automatisierungstechnik sieht vor, dass die Feldgeräteelektronik ferner einen in den Strompfad eingebrachten Shunt-Widerstand aufweist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Feldgerätes, welches über eine Zweidrahtleitung zur Signal- und Energieübertragung an eine übergeordnete Einheit angeschlossen ist,
Fig. 2: eine gemäß dem Stand der Technik ausgebildete Ex-Schutzeinheit mit einer Spannungs- und Strombegrenzung, und
Fig. 3: eine erfindungsgemäß ausgebildete Ex-Schutzeinheit.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Feldgerätes 10, welches über eine erste und zweite Anschlussklemme 30a und 30b an eine Zweidrahtleitung 14 zur Signal- und Energieübertragung angeschlossen ist. Die Zweidrahtleitung 14 ist wiederum an dem anderen Ende an eine übergeordnete Einheit 12 angeschlossen. Das Feldgerät 10 ist bei dem dargestellten Beispiel eine Messstelle, in der mit Hilfe eines Sensors 16 ein Messwert bzw. Prozessgröße (beispielsweise Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Füllstand, Durchfluss) erfasst wird. Genauso gut könnte das Feldgerät aber auch eine Aktorstelle sein, in der mit Hilfe eines Aktors eine Prozessgröße gestellt wird.
Das Feldgerät 10 enthält keine eigene Energiequelle, sondern bezieht den für den Betrieb erforderlichen Versorgungsstrom über die Zweidrahtleitung 14. Dieser kann beispielsweise von einer in der übergeordneten Einheit 12 enthaltenen Spannungsquelle 18 bereitgestellt werden. Über die gleiche Zweidrahtleitung 14 wird ein jeweils den gerade gemessenen Messwert darstellendes Messwertsignal von dem Feldgerät 10 zur übergeordneten Einheit 12 übertragen.
Je nach Ausprägung des Feldgerätes 10 kann die Messwertübertragung analog oder digital über die Zweidrahtleitung 14 zu der übergeordneten Einheit erfolgen.
Einer üblichen Technik entsprechend basiert die analoge Messwertübertragung darauf, dass ein über die Zweidrahtleitung 14 fließender Signalstrom Is, der sich zwischen zwei vorgegebenen Werten (üblicherweise den Stromwerten 4 mA und 20 mA) ändern kann, entsprechend dem Messwert gestellt wird. Zur Messwerterfassung enthält das Feldgerät 10 wiederum den bereits erwähnten Sensor 16 und eine mit ihm verbundene Messwandlerschaltung 20, die über ein Steuerleitung 22 eine steuerbare Stromregelung 32 derartig ansteuert, dass der Messstrom Is auf einen den erfassten Messwert repräsentierenden Wert (Signalstrom) gestellt wird.
Der Signalstrom Is wird in dem Feldgerät 10 mittels einer internen Feldgerätelektronik durch einen Strompfad 50 von der ersten zu der zweiten Anschlussklemme 30a, 30b geführt. Über eine in den Strompfad 50 eingebrachte steuerbare Stromregelung bzw. Stromsenke 32 kann der Strom Is eingestellt werden. Die Stromregelung wird durch ein von der Messwandlerschaltung 20 am Ausgang abgegebenes Signal, welches über die Steuerleitung 22 als Steuersignal der Stromregelegung 32 zugeführt ist, entsprechend angesteuert. Abhängig vom jeweils erfassten Messwert wird somit der in der Zweidrahtleitung fließende Signalstrom Is durch eine entsprechende Steuerung der Stromregelung bzw. Stromsenke 32 gestellt. Die Stromregelung bzw. Stromsenke kann beispielsweise einen Transistor umfassen, der über das Steuersignal von der Messwandlerschaltung 20 geregelt wird. In dem Fall, dass das Feldgerät als Aktor ausgebildet ist, d.h. statt einem Sensor ein Aktor aufweist, entfällt die Stromregelung.
Bei einem vom Sensor 16 erfassten Messwert, der am unteren Ende des Messwertbereichs liegt, nimmt der Signalstrom Is ebenfalls den unteren Wert des Signalstrombereichs an. Bei der üblichen 4-20 mA Technik also einen Wert von 4 mA. Entsprechend nimmt bei einem vom Sensor 16 erfassten Messwert, der am oberen Ende des Messwertbereichs liegt, der Signalstrom Is den oberen Wert des Signalstrombereichs an. Bei der üblichen 4-20 mA Technik also einen Wert von 20 mA.
Bei der analogen Messwertübertragung umfasst die übergeordnete Einheit 12 eine Auswertungsschaltung 26, die aus dem über die Zweidrahtleitung 14 übertragenen Signalstrom Is die Messwertinformation gewinnt. Zu diesem Zweck ist in die Zweidrahtleitung ein Messwiderstand 28 eingefügt, an dem eine Spannung UM entsteht, die dem über die Zweidrahtleitung übertragenen Signalstrom Is proportional ist und die der Auswertungsschaltung 26 zugeführt wird. Die Spannungsquelle 18 liefert eine Gleichspannung Uv, und der Messstrom Is ist ein Gleichstrom.
Neben der analogen Messwertübertragung kann das Feldgerät 10 aber auch zur digitalen Messwertübertragung, bspw. gemäß dem Profibus Standard PA oder gemäß dem Foundation Fieldbus Standard FF, über die Zweidrahtleitung ausgebildet sein.
Hierbei wird die Stromregelung bzw. Stromsenke 32 durch ein von der Messwandlerschaltung 20 am Ausgang abgegebenes Signal, welches über die Steuerleitung 22 als Steuersignal der Stromregelegung 32 zugeführt ist, auf einen fixen/unveränderlichen Gru nd stromwert Is im Bereich von 10 bis 40mA, üblicherweise ca. 12mA, eingestellt, auf den dann ein dem Messwert entsprechendes digitales Stromsignal aufmoduliert wird (Manchester-Kodierung ohne Mittelwert, mit einer Strom/Amplituden Modulation von Is ± 9 mA).
In dem Fall, dass die Messwertübertragung digital erfolgt, umfasst die übergeordnete Einheit einen Segmentkoppler, der dazu eingerichtet ist, das digitale Profibus PA Signal umzusetzen und das Profibus PA Feldgerät mit Energie zu versorgen.
In dem Fall, dass das Feldgerät als Profibus PA Feldgerät ausgebildet ist, muss es ferner einen Verpolungsschutz 31 aufweisen, wohingegen in dem Fall, dass das Feldgerät als Zweileiterfeldgerät oder als FF Feldgerät ausgebildet ist, kann es optional einen Verpolungsschutz aufweisen. Der Verpolungsschutz kann in Form einer Brückengleichrichterschaltung 31 realisiert sein. Die Brückengleichrichterschaltung 31 ist dabei derartig ausgebildet, dass eingangsseitig die an den Anschlussklemmen anliegende Klemmenspannung Uk anliegt und ausgangsseitig eine polungsunabhängige Betriebsspannung Ub zur Verfügung gestellt wird.
Unabhängig davon, ob das Feldgerät 10 zur analogen oder digitalen Messwertübertragung ausgebildet ist, umfasst das Feldgerät ferner einen niederohmigen Shuntwiderstand 33, über den der gestellte Signalstrom Is mittels einer Rückleseleitung 23 durch die Messwandlerschaltung 20 zurückgelesen wird. Entsprechend dem Ohmschen Gesetz fällt an dem Shuntwiderstand 33 eine Spannung U_Shunt = R_Shunt Is ab. Die Spannung U_Shunt ist somit proportional zu dem durch das Feldgerät fließenden Strom Is. Zur Regelung des zu stellenden Signalstroms Is ist die über dem Shuntwiderstand 33 abfallende Spannung der Messwandlerschaltung zugeführt.
Derartige Shunt-Widerstande 33 sind zur Regelung des Stromsignals entsprechend eines durch den Sensor ermittelten Messwertes für ein Feldgerät unerlässlich und weisen typischerweise einen Widerstandswert im Bereich von 5-40 Ohm, vorzugsweise 7-30 Ohm, besonders bevorzugt im Bereich von 10-25 Ohm auf.
Darüber hinaus enthält das Feldgerät 10 ferner einen Spannungsregler 36, bspw. in Form eines Schalt- oder Linearreglers, dessen Aufgabe darin besteht, eine möglichst konstante Betriebsspannung für die Messwandlerschaltung 20 und den Sensor 16 zu erzeugen. Die Eingangsspannung für den Spannungsregler 36 kann beispielsweise von einer Spannungsquelle 34, insbesondere in Form eines Kondensators, bereitgestellt werden. Durch die Spannungsquelle 34 wird die Eingangsspannung bzw. Klemmenspannung Uk, welche von der in der übergeordneten Einheit 12 enthaltenen Spannungsquelle 18 bereitgestellt wird, gestützt. Die Spannungsquelle 34 dient somit als „Quelle“ für die daran anschließenden Schaltungsteile, insbesondere für den Spannungsregler 36. Die Verwendung des Spannungsreglers 36 in Verbindung mit der Spannungsquelle 34 ermöglicht es, der Messwandlerschaltung 20 und dem Sensor 16 stets die höchstmögliche Leistung zur Verfügung zu stellen. Der Spannungsregler 36 sorgt dabei dafür, dass trotz einer Erhöhung seiner Eingangsspannung Ue die Betriebsspannung der Messwandlerschaltung 20 und des Sensors 16 auf einem konstanten Wert gehalten wird, so dass durch eine Erhöhung der Eingangsspannung Ue am Spannungsregler 36 eine höhere Eingangsleistung zur Verfügung steht, die somit auch eine höhere Ausgangsleistung ermöglicht.
Zur Spannungsbegrenzung kann das Feldgerät 10 als Teil der Ex-Schutzeinheit 35, 38 eine Spannungsbegrenzungsschaltung 35 aufweisen. Die Spannungsbegrenzungsschaltung 35 ist parallel zu der externen Spannungsquelle 18 zwischen die erste und zweite Anschlussklemme 30a, 30b geschaltet.
Alternativ oder ergänzend kann das Feldgerät als Teil der Ex-Schutzeinheit eine Strombegrenzungsschaltung 38 zur Strombegrenzung aufweisen. Die Strombegrenzungsschaltung ist in Reihe zu den Anschlussklemmen 30a, 30b bzw. der Spannungsbegrenzungsschaltung 35 geschaltet.
Fig. 2 zeigt wie Spannungs- und Strombegrenzungsschaltungen üblicherweise gemäß dem Stand der Technik ausgebildet sind. Die Spannungsbegrenzungsschaltung 35 kann, gemäß dem Stand der Technik, beispielsweise aus drei (um eine 2-Fehler-Sicherheit gewährleisten zu können) parallel zueinander geschalteten Dioden, insbesondere Z- Dioden, ausgebildet sein. Die Dioden sind derartig angeordnet, dass Spannungen, die durch schaltungstechnisch dahinterliegende Induktivitäten induziert werden, und/oder Spannungen, die von anderen schaltungstechnisch dahinterliegenden Schaltungsteilen ungewollt erzeugte werden, zu den Anschlussklemmen 30a, 30b hin begrenzt werden. Exemplarisch ist in Fig. 2 die Messwandlerschaltung 20 als schaltungstechnisch dahinter liegender Schaltungsteil dargestellt. Gleichwohl betrifft es die anderen Schaltungsteile, wie bspw. die steuerbare Stromregelung 32, die Spannungsquelle 34, den Spannungsregler 36 und/oder das Sensorelement 16 ebenfalls.
Die Strombegrenzungsschaltung 38 kann, gemäß dem Stand der Technik, beispielsweise ebenfalls aus drei in Reihe zueinander geschaltete Dioden, insbesondere Shottky-Dioden, ausgebildet sein. Die Dioden 38a, 38b, 38c sind derartig angeordnet, dass ein ungewollter Stromfluss über die Anschlussklemmen 30a, 30b aus der Feldgeräteelektronik heraus vermieden wird.
Um die Anforderungen der Zündschutzart „Eigensicherheit“ und somit ein eigensicheres Feldgerät bereitstellen zu können, müssen die Dioden gemäß dem Stand der Technik derartig auf einer Leiterplatte der Feldgeräteelektronik angeordnet sein, dass die Trennabstände gemäß Tabelle 5 der Norm IEC EN DIN 60079-11 , veröffentlich im Juni 2012, erfüllt sind.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Ex-Schutzeinheit, mit der ebenfalls die Anforderungen an die Eigensicherheit für eine 2-Fehler-Sicherheit erfüllt werden, die aber, im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen und aus dem Stand der Technik bekannten Ex-Schutzeinheit, weniger Platz auf der Leiterplatte benötigt. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass die Spannungs- und Strombegrenzungsschaltung 35, 38 Teile der Brückengleichrichterschaltung 31 , die zumindest bei Profibus PA Feldgeräten vorhanden sein muss, mit nutzt. Ergänzend weist sowohl die Spannungs- als auch die Strombegrenzungsschaltung 35, 38 jeweils noch ein weiteres elektronisches Bauteil 35c, 38c, wie bspw. eine Diode, auf. Die Spannungs- sowie die Strombegrenzungsschaltung 35, 38 umfassen somit jeweils drei Dioden 35a, 35b, 35c bzw. 38a, 38b, 38c, wovon jeweils zwei Dioden 35a, 35b bzw. 38a, 38b der als Verpolungsschutz eingesetzten Brückengleichrichterschaltung 31 verwendet werden. Somit werden mittels der Brückengleichrichterschaltung 31 und der zusätzlichen Diode 35c, 38c die Spannungen von Induktivitäten sowie der Strom begrenzt. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Spannungen, die durch schaltungstechnisch dahinterliegende Induktivitäten induziert werden können, und/oder Spannungen, die durch von anderen schaltungstechnisch dahinterliegenden Schaltungsteilen ungewollt erzeugt werden, zu den Anschlussklemmen 30a, 30b hin mit den Dioden 35a, 35b und 35c begrenzt. Der ungewollte Stromfluss über die Anschlussklemmen 30a, 30b aus der Feldgeräteelektronik heraus wird durch die Dioden 38a, 38b und 38c vermieden. Auf diese Weise ist eine 3-fache Absicherung (2-Fehler-Sicherheit) gegeben und es werden zusätzlich zu der Brückengleichrichterschaltung, die insbesondere bei Profibus PA Feldgeräten zwingend vorhanden sein muss, nur zwei zusätzliche Dioden 35c und 38c statt der sonst notwendigen sechs Dioden benötigt, so dass Platz auf der Leiterplatte eingespart werden kann.
Bezugszeichenliste
10 Feldgerät
12 Übergeordnete Einheit, z.B. Steuerprogrammierbare Steuerung
(SPS)
14 Zweidrahtleitung
16 Sensor bzw. Sensorelement
20 Messwandlerschaltung
21 Spannungsabgriff
22 Steuerleitung
23 Rückleseleitung
24 Ausgang der Messwandlerschaltung
30a, 30b Anschlussklemmen
31 Brückengleichrichterschaltung
32 Steuerbare Stromregelung
33 Shuntwiderstand
34 Spannungsquelle, bspw. Kondensator
35 Spannungsbegrenzungsschaltung
35a, 35b, 35c Dioden zur Spannungsbegrenzung
36 Spannungsregler, bspw. Schaltregler oder Linearregler
38 Strombegrenzungsschaltung
38a, 38b, 38c Dioden zur Strombegrenzung
50 Strompfad
Is Messstrom
Uk Klemmenspannung
Ub Betriebsspannung
U_Shunt Spannung über dem Shuntwiderstand

Claims

Patentansprüche
1 . Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik zum Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich umfassend: eine erste und eine zweite Anschlussklemme (30a, 30b) zum Anschließen einer Zweidrahtleitung (14) über die ein Strom zuführbar ist; ein Sensor- und/oder Aktorelement (16) zum Erfassen und/oder Stellen einer Prozessgröße; eine mit der ersten und zweiten Anschlussklemme (30a, 30b) verbundene Feldgeräteelektronik (20, 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 38), die den über die Zweidrahtleitung zuführbaren Strom (Is) über einen Strompfad (50) von der ersten zu der zweiten Anschlussklemme (30a, 30b) führt, wobei die Feldgeräteelektronik (20, 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 38) eine Brückengleichrichteschaltung als Verpolungsschutz aufweist, welche derartig ausgebildet und mit den Anschlussklemmen (30a, 30b) verbunden ist, dass unabhängig von einer Polung einer an den Anschlussklemmen anliegenden Klemmenspannung (UK), eine Betriebsspannung (Ub) zur Energieversorgung der Feldgeräteelektronik bereitgestellt wird, wobei die Feldgeräteelektronik ferner dazu eingerichtet ist, die über das Sensorelement (16) erfasste Prozessgröße, insbesondere durch Stellen des Stromes (Is) auf einen entsprechenden Wert, über die Zweidrahtleitung (14) zu übertragen und/oder eine durch das Aktorelement (16) zu stellende Prozessgröße, insbesondere durch Auslesen des Stromes (Is), über die Zweidrahtleitung (14) zu empfangen und das Aktorelement (16) entsprechend zu stellen, wobei die Feldgeräteelektronik ferner eine Ex-Schutzeinheit (35, 38) mit einer Strombegrenzungsschaltung (38) und einer Spannungsbegrenzungsschaltung (35) aufweist, wobei die Strombegrenzungsschaltung (38) und die Spannungsbegrenzungsschaltung (35) jeweils teilweise aus elektronischen Bauteilen (35a, 35b, 38a, 38b) der Brückengleichrichterschaltung (31) und zusätzlich aus jeweils höchstens einem weiteren, der Brückengleichrichterschaltung (31) nicht zugehörigen, elektronischen Bauteil (35c, 38c) ausgebildet ist, so dass die elektronischen Bauteile der Brückengleichrichteschaltung (31) auch zur Strom- bzw. Spannungsbegrenzung bei der Ex-Schutzeinheit (35, 38) dienen.
2. Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik nach Anspruch 1 , wobei die Brückengleichrichterschaltung (31) aus vier Dioden (35a, 35b, 38a, 38b), vorzugsweise vier Shottky-Dioden, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, ausgebildet ist und die Strombegrenzungsschaltung (38) sowie die Spannungsbegrenzungsschaltung (35) jeweils höchstens eine Diode als weiteres, der Brückengleichrichterschaltung nicht zugehöriges, elektronisches Bauteil (35c, 38c) aufweisen, wobei die Brückengleichrichterschaltung (31) und die zusätzlich jeweils höchstens eine Diode der Strom- bzw. Spannungsbegrenzungsschaltung derartig angeordnet und aufeinander abgestimmt sind, dass jeweils zwei Dioden der Brückengleichrichterschaltung (35a, 35b, 38a, 38b) und die jeweils höchstens eine Diode (35c, 38c) als weiteres elektronisches Bauteil die Strom- bzw. Spannungsbegrenzung realisieren.
3. Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feldgeräteelektronik (20, 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 38) dazu eingerichtet ist, einen der Prozessgröße entsprechenden Wert gemäß dem Profibus PA oder Foundation Fieldbus FF Standard zu übertragen und/oder einen der Prozessgröße entsprechenden Wert zum Stellen des Aktorelements (16) gemäß dem Profibus PA oder Foundation Fieldbus FF Standard zu empfangen.
4. Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feldgeräteelektronik (20, 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 38) einen in den Strompfad (50) eingebrachten Spannungsregler (36) aufweist, der dazu eingerichtet ist, anhand des zugeführten Stromes (Is) sowie der Betriebsspannung (Ub) eine Energieversorgung zumindest für das Sensor- und/oder Aktorelement (16) bereitzustellen.
5. Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feldgeräteelektronik (20, 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 38) ferner einen in den Strompfad (50) eingebrachten Shunt-Widerstand (33) aufweist.
PCT/EP2022/076361 2021-10-21 2022-09-22 Eigensicheres feldgerät der automatisierungstechnik WO2023066590A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021127430.3A DE102021127430A1 (de) 2021-10-21 2021-10-21 Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik
DE102021127430.3 2021-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023066590A1 true WO2023066590A1 (de) 2023-04-27

Family

ID=83507504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/076361 WO2023066590A1 (de) 2021-10-21 2022-09-22 Eigensicheres feldgerät der automatisierungstechnik

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021127430A1 (de)
WO (1) WO2023066590A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2980666A1 (de) * 2013-03-27 2016-02-03 Mettler Toledo (Changzhou) Precision Instrument Ltd. Explosionssicheres can-bus netzwerk und explosionssichere knotenstruktur dafür
DE102014117179A1 (de) * 2014-11-24 2016-05-25 Endress+Hauser Process Solutions Ag Überwachung des eigensicheren Betriebs eines Feldgeräts
US20200266854A1 (en) * 2019-02-18 2020-08-20 Analog Devices International Unlimited Company Galvanic barrier coupler for intrinsically safe power over data line applications

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0927982B2 (de) 1997-12-30 2011-11-23 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Messumformer-Speisegerät
DE10335203A1 (de) 2003-07-30 2005-03-10 Flowtec Ag Service-Interface zum Anschluß an Feldgeräte der Prozeßautomation
DE102010032831B4 (de) 2010-07-30 2015-08-20 Abb Technology Ag Feldgerät einer Prozessautomatisierungsanlage mit einer eigensicheren Stromversorgungseinrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2980666A1 (de) * 2013-03-27 2016-02-03 Mettler Toledo (Changzhou) Precision Instrument Ltd. Explosionssicheres can-bus netzwerk und explosionssichere knotenstruktur dafür
DE102014117179A1 (de) * 2014-11-24 2016-05-25 Endress+Hauser Process Solutions Ag Überwachung des eigensicheren Betriebs eines Feldgeräts
US20200266854A1 (en) * 2019-02-18 2020-08-20 Analog Devices International Unlimited Company Galvanic barrier coupler for intrinsically safe power over data line applications

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STEFFEN GRABER PEPPERL+FUCHS: "10 Mb/s Single Twisted Pair Ethernet Intrinsic Safety Proposal ; Graber_3cg_04_0317", vol. 802.3cg, 7 March 2017 (2017-03-07), pages 1 - 12, XP068113622, Retrieved from the Internet <URL:grouper.ieee.org/groups/802/3/cg/public/Mar2017/Graber_3cg_04_0317.pdf> [retrieved on 20170307] *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021127430A1 (de) 2023-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004050079B4 (de) Feldmontiertes Zweileiter-Prozeßgerät
EP1860513B1 (de) Schaltung zur sicheren Übermittlung eines analogen Signalwertes
EP3025318B1 (de) Messgerät mit einer umschaltbaren mess- und betriebselektronik zur übermittlung eines messsignals
EP2176719B1 (de) Feldbuseinheit für einen zwei-leiter-feldbus
DE102007035710A1 (de) Messumformer und Stellungsregler zum Anschließen an eine Zweileiter-Stromschleife sowie deren Verwendung
EP2220460A2 (de) Feldgerät zur prozessinstrumentierung
DE102014117179A1 (de) Überwachung des eigensicheren Betriebs eines Feldgeräts
WO2022053263A1 (de) Eigensicheres feldgerät der automatisierungstechnik
WO2023066590A1 (de) Eigensicheres feldgerät der automatisierungstechnik
EP2092397B1 (de) Signaltrenneinheit für eine zwei-leiter-prozessregelschleife
EP2981793B1 (de) Messumformer zur prozessinstrumentierung und verfahren zur überwachung des zustands dessen sensors
WO2023066618A1 (de) Eigensicheres feldgerät der automatisierungstechnik
DE102005001601A1 (de) Feldgerät mit Busschnittstelle
EP0725995B1 (de) Fernspeiseeinrichtung
DE102020123407A1 (de) Feldgerät der Automatisierungstechnik zum Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich
DE102021113552A1 (de) Feldgerät mit Schutzschaltung, Verfahren zur Sicherstellung eines eigensicheren Betriebs eines Feldgeräts sowie Computerprogrammcode
EP1091332B1 (de) Leistungsstarkes doppeltes Zweileiter-Messanordnung und -Messgerät
EP4139753A1 (de) Feldgerät der automatisierungstechnik
DE102022106846A1 (de) Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik
WO2023165902A1 (de) Adapter für ein feldgerät der automatisierungstechnik
EP3108309B1 (de) Feldgerät der automatisierungstechnik
DE102021132838A1 (de) Feldgerät der Automatisierungstechnik
DE102019111719A1 (de) Feldgerät mit umschaltbarem Analogeingang für unterschiedliche Eingangsbeschaltungen
WO2022058104A1 (de) Feldgeräteadapter zur drahtlosen datenübertragung
DE102019125150A1 (de) Feldgerät

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22782731

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1