WO2012000996A2 - Verfahren und vorrichtung zur inbetriebnahme von feldgeräten, insbesondere von hart-feldgeräten im multidrop-betriebsmodus - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a device for commissioning of field devices, which device can be connected to a power supply, wherein the power supply serves to the field devices with
  • the invention relates to the use of such a device.
  • the invention relates to a method for commissioning field devices, wherein the field devices to a power supply
  • Power supply to be supplied with electrical energy.
  • field devices are often used to detect and / or influence process variables.
  • a variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser.
  • field devices in modern manufacturing plants via fieldbus systems (HART, Profibus, etc.) with higher-level units, e.g. Control systems or control units connected.
  • the digital communication between the field devices can be done, for example, by means of the HART protocol.
  • Field devices that support the HART protocol in short HART field devices, can be operated in multidrop operating mode.
  • the field devices are connected in parallel and communicate with the help of a communication resistor, which in series with the
  • Field devices that can be connected to a voltage source, be limited. The same applies to field devices and systems designed according to the Foundation Fieldbus standard.
  • the invention is therefore based on the object, a start of several
  • Field devices which are supplied together by a, in particular ström limited, power supply with electrical energy to
  • the object is achieved by a device, the use of the device and a method.
  • the object is achieved in that the
  • Device comprises at least one starter circuit, which
  • Starter circuit serves to at least one according to a
  • Power supply may in particular also be a
  • the substantially constant electrical current can be provided which the field devices, in particular the preceding field device, receive in the specific operating mode.
  • the field devices can be connected to a single power supply and supplied by this power supply with electrical energy.
  • the order of the field devices can be specified by the order in which the field devices are connected to the device, for example, viewed from the power supply.
  • the field device following the predetermined sequence on a preceding field device can then be disconnected from the power supply at least until the preceding field device receives a substantially constant current.
  • the recorded substantially constant electric current can, for example, to maintain certain functionalities, such as the detection of measured values, etc., of the field devices, in particular of the preceding
  • Field device serve.
  • all field devices connected to the device which have a specific operating mode with a substantially constant current consumption, can thus be transferred one after the other into this operating mode.
  • After the preceding, in particular immediately preceding, field device or all preceding field devices operate in the operating mode and thus each have a substantially constant for operating in the
  • the subsequent field device can be started after all previous field devices, in particular the preceding field device has a substantially constant current consumption, and, for example, also in the
  • the field devices can be started in this way successively or not simultaneously and thereby the commissioning of several field devices, especially in a ström limited power supply, done.
  • the field devices in particular by means of the starter circuit, parallel to one another
  • Supply line can be connected, which supply line is used to supply the field devices with a required for receiving the substantially constant current operating voltage.
  • the order of the field devices can also be determined by the order in which the field devices are connected to the
  • Supply line which is, for example, a two-wire current loop connected are specified.
  • the order of the field devices according to the order in which the field devices, for example. From the
  • the field devices can be connected in parallel to a provided for this purpose supply line.
  • this supply line can be extended, i. to be continued.
  • the field devices can be connected in parallel to the supply line by means of the device and / or the starter circuit to which the field devices are connected, the field devices.
  • a fieldbus system for example, in a tree structure, via which the field devices are not only supplied with energy, but also
  • the starter circuit separates the at least one following field device, in particular after switching on the previous field device by means of the starter circuit, for a
  • the following field device can be connected to the power supply.
  • the following field device may also be started after it is also connected to the power supply, i. be put into operation.
  • the starter circuit disconnects the at least one following field device from the power supply at least as long, in particular as long, until the preceding field device receives a substantially constant current serving for the particular operating mode of the preceding field device.
  • the starter circuit disconnects the at least one following field device from the power supply until the preceding field device receives a substantially constant current serving for the particular operating mode of the preceding field device which exceeds or falls below a predetermined threshold value.
  • the field device following the preceding field device can remain disconnected from the power supply until the current that can be provided by the power supply is sufficient to operate the previous field device on the one hand and to start, ie turn on, the next field device on the other hand.
  • the device or the starter circuit can be designed by means of corresponding threshold values, up to their over- or
  • the thresholds may be current values that are determined by a corresponding circuit with the current consumption of the
  • the field devices are connected via a two-wire fieldbus system, in particular via a HART fieldbus system.
  • Fieldbus system can be about the device, in particular the
  • Starter circuit and / or preferably via the same supply line (s), which also serve to power the field devices.
  • communication takes place via the two-wire fieldbus system via digital signals.
  • the digital signals on the substantially
  • previous field device preferably to a HART field device, which has a multidrop operating mode.
  • the field devices are HART field devices which have a multidrop operating mode, and the particular operating mode is the multidrop operating mode.
  • the starter circuit separates the at least one following field device at least as long from the
  • the starter circuit comprises a switch which serves to separate the at least one following field device from the power supply.
  • the starter circuit is part of one of the field devices, in particular the first of the field devices.
  • the device and / or the starter circuit is carried out separately from the field devices, in particular accommodated in a separate housing. In this case, you can
  • connection between the field burrs can also be connected by successively connected in parallel to the supply line
  • Starter circuits are carried out, wherein, for example, a field device can be connected to each starter circuit.
  • the starter circuit has two input-side terminals, which are for connecting the
  • the input-side terminals can be used to connect the device via the connecting line with the
  • Connections of the device or the starter circuit also serve to connect the starter circuit with the previous field device and / or a previous, especially identical, starter circuit.
  • the starter circuit comprises two supply terminals, wherein the supply terminals are used for connecting the at least one preceding field device.
  • the starter circuit has two output-side terminals, via which the field device following the predefined sequence and / or a further starter circuit can be connected to the preceding field device. Both On the input side and / or output side terminals and / or in the supply connections may be, for example, to terminals.
  • the starter circuit has a measuring device, which serves the current consumption over the
  • Input side terminals the output side terminals and / or to determine the supply terminals of the starter circuit.
  • the measuring device is used to determine the current consumption of the last field device started.
  • At least one transmitter is provided, which serves to control the switch, which serves to separate the following field device from the power supply.
  • control of the switch is effected by the evaluation electronics as a function of the current consumption, in particular by means of the measuring device, via the input and / or output side connections and / or the supply connections.
  • the evaluation electronics By means of the evaluation of the switch can be closed so that the output side terminals a voltage can be tapped or the switch can be opened so that between the
  • the object is achieved by the use of the device and / or starter circuit according to one of the preceding claims for initialization, in particular for startup, a particular operating mode of a field device, in particular a multidrop operating mode of a HART field device.
  • the object is achieved in that at least one according to a predetermined order of the field devices to a previous field device following the field device at least as long the power supply is disconnected until the previous field device receives a substantially constant current for a particular operating mode of the preceding field device.
  • the field devices in particular by means of a starter circuit, parallel to one another
  • Supply line connected, via which supply line the field devices are connected to the power supply.
  • the field devices are put into operation in accordance with the predetermined sequence.
  • the subsequent field device is disconnected from the power supply as long as possible, in particular just as long, until the preceding field device receives a substantially constant current which operates to operate the preceding field device in a specific operating mode, in particular multidrop operation.
  • the current consumption of the preceding field device and / or at least part of the field devices is determined.
  • a switch by means of which the following field device is disconnected from the supply voltage, is activated as a function of the determined current consumption.
  • the invention is based on the principle of staggered starting of
  • Connected field devices sequentially starts until each of the currently started field device has switched to the specific operating mode and operates with a substantially constant current consumption. Then the next field device is started. If all connected field devices are in the intended operating mode, the field device bus can be scanned by command or automatically and all connected field devices can be detected. The field devices can then data with each other or with a higher-level control system or a corresponding
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows an example of the time course of the current consumption of a
  • Fig. 4 a schematic representation of the invention in a third
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention.
  • HART field devices usually need a higher current for a certain time after being switched on than, for example, 4 mA (inrush current l (t), cf. FIG. 3). It can therefore at least one starter circuit S4, S5, S6 provided be that a supply terminal V1, V2, V3 for one of the field devices F2, F3, F4 only after a fixed time, which is greater than the start time of a previously started field device F1, F2, F3, connects to the power supply. For example.
  • the third field device F3 first supplied with the supply voltage and is therefore started after the time required for the second field device F2 to start, ie after the start time has elapsed.
  • the fourth field device F4 is first supplied with the supply voltage and thus started after the start time of the third field device F3 has elapsed.
  • a, in particular switchable and current-limited 4..20 mA, voltage source PS is connected via a two-wire line 2L to the proposed device, a so-called starter box SB.
  • the two-wire current loop 2L is connected to the input-side terminals E of the starter box SB.
  • a first, second and third starter circuit S4, S5, S6 are integrated into the starter box SB and via the
  • Supply connections V1, V2, V3 can be contacted. About one
  • Supply connection V4 is the first field device F1 connected to the starter box.
  • the first field device F1 is in the embodiment of Figure 1 via the supply terminals V4 directly to the input sides
  • the second field device F2, the third field device F3 and the fourth field device F4, however, are in each case via at least one starter circuit S4, S5, S6 with the input side
  • the field devices F1, F2, F3, F4 are thus connected to the voltage source PS via the starter box SB or can be connected via the starter circuits S4, S5, S6. In this case, the field devices F1, F2, F3, F4 are parallel to each other
  • the field devices F2, F3, F4 instead of the external starter box SB have a starter circuit, which is housed within the housing of the respective field device F2, F3, F4, and in particular in the operating electronics of the respective field device F2, F3, F4 is integrated.
  • the starter circuits S4, S5, S6 can essentially consist in each case of at least one switching delay SV1, SV2, SV3, by which the respectively connected field device F2, F3, F4 is connected to the voltage source PS only after a predetermined delay time.
  • Delay times of the starter circuits S4, S5, S6 are matched to one another such that a field device F2, F3, F4 connected to one of the starter circuits S4, S5, S6 is first connected to the voltage source PS when the preceding field device or the
  • HART field devices this is, for example, the multidrop mode.
  • a HART field device following a preceding HART field device starts, for example, only when the preceding HART field device already has a substantially constant state in the multidrop operating mode
  • the start time of a field device can also be measured and the delay time set accordingly.
  • the Heidelbergverzogerer one, several or all of the starter circuit S4, S5, S6 connected field devices F2, F3, F4 can be triggered, for example, manually.
  • the switching delays SV1, SV2, SV3 are triggered, thereby starting the connected field devices one after the other.
  • the field devices F1, F2, F3, F4 can in particular on the
  • Two-wire current loop 2L and the starter box SB also form a bus system, via which they exchange data with each other and / or with a control unit, not shown.
  • the bus system can preferably also be put into operation after the field devices have been started, ie operate in a specific operating mode with a substantially constant current consumption.
  • Figure 2 shows another embodiment of the proposed invention.
  • a starter circuit S1, S2, S3 independently recognizes here on the basis of the current consumption when the currently started field device F5, F6, F7 has reached a certain predetermined operating mode with a substantially constant current consumption, which serves to operate the field device, and then connects the corresponding one predetermined sequence of field devices subsequent field device with the power supply PS.
  • the sequence of the field devices can be specified by the order in which the field devices are connected to the two-wire current loop 2L or in which the starter circuits, via which the field devices are connected to the two-wire current loop, are connected to one another. Since the embodiment according to Figure 2, in contrast to the
  • Embodiment according to Figure 1 regardless of a predetermined, possibly oriented at the start time of the respective field device delay time, but rather takes into account the actual current consumption of the field device connected to the starter circuit, the embodiment of Figure 2 represents a particularly preferred embodiment.
  • the field devices F5, F6, F7 are connected to a current-limited power supply PS.
  • Each of the field devices F5, F6, F7 has a starter circuit S1, S2, S3, by which the current consumption of the respective field device F5, F6, F7 is determined.
  • the starter circuit S2 has a plurality of terminals E2, B2, V6.
  • Input-side terminals E2 can be connected to the Power supply PS or serve with a previous starter circuit S1, while the supply terminals V6 for connecting the
  • Field device F6 whose power consumption is to be monitored serve.
  • output-side connections B2 are provided, which are provided for connecting the optionally following field device F7.
  • the field device F6 whose current consumption is to be monitored, can for this purpose via the supply terminals V6 parallel to the other
  • a measuring device ME2 for determining the current consumption of the field device F6 can be integrated in the starter circuit S2.
  • the measuring device ME2 can, for example, between the two-wire current loop 2L and the
  • the starter circuit S2 may further comprise a control unit C2, which controls a switch W2.
  • the measuring device ME2 may be connected to the control unit C2, it being possible to determine by the measuring device ME2 output to the control unit C2 whether the current consumption of the connected field device F6 is substantially constant, ie whether the field device F6 in the specific operating mode , is. Based on this, the switch W2 can be controlled by the control unit C2 to the subsequent field device F7 and the output side terminals B2 of the starter circuit S2, via which the subsequent field device F7 with the
  • Starter circuit S2 is connected to disconnect from the power source PS, so that via the output side terminals no supply voltage can be tapped. Furthermore, the switch W2 can then be used to connect the output-side terminals B2 to the voltage source PS and thereby supply the subsequent field device F7 with the supply voltage.
  • the proposed invention allows more than one field device to be operated on a current-limited feeding output of a voltage supply PS.
  • the power supply PS is another device and this one supplying device has a, in particular unlimited, energy source and the field devices to be connected, which may be in particular HART field devices, locally localized close to each other.
  • this is the case, for example, with a wireless adapter connected to one or more field devices.
  • a wireless adapter connected to one or more field devices.
  • the adapter itself can then be fed in such a case via a power supply or other high-capacity power source.
  • the starter circuits S1, S2, S3 can thereby, as shown in Figure 2, externally, i. be arranged outside of the respective field device and preferably housed together in a housing and so for example. Formed in the embodiment of Figure 4 starter box SB1 form. Alternatively, the starter circuits S1, S2, S3 can be located within the housing of the respective field device. Of course, more than the field devices F5, F6, F7 shown in FIG. 2 can also be connected to one another, in particular via the starter circuits S1, S2, S3.
  • Figure 3 shows the transient of the current waveform when a field device is turned on, i. the inrush current l (t).
  • a field device has a very nonuniform, i. fluctuating, current consumption, which assumes after a certain time, a value that is essentially predetermined by a certain operating mode and is used to operate the field device.
  • the actual course of the current consumption can be approximated by an envelope H.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the present invention in the form of a starter box SB1.
  • the starter box SB1 according to the embodiment in Figure 4 has two input-side terminals in the form of a first
  • Power supply PS is connectable. Furthermore, the starter box SB1 further terminals A1, A2, A3, A4, which is used for connecting Serve field devices. By way of example only one field device F8 is shown in FIG.
  • connection terminals shown can be provided for connecting field devices to the starter box SB1.
  • the SB1 starter box then makes it easy to put the connected field devices into operation. To do this, the field devices are connected one after the other, one after the other, one after the other, after they have been connected to the starter box SB1.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (SB) zur Inbetriebnahme von Feldgeräten (F1 -F4), welche Vorrichtung an eine Spannungsversorgung (PS) anschließbar ist, wobei die Spannungsversorgung (PS) dazu dient, die Feldgeräte (F1 -F4) mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei dass die Vorrichtung (SB) wenigstens eine Starterschaltung (S1) umfasst, welche Starterschaltung (S1) dazu dient, mindestens ein entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge der Feldgeräte (F1 -F4) auf ein vorhergehendes der Feldgeräte (F1) folgendes Feldgerät (F2) zumindest solange von der Spannungsversorgung (PS) zu trennen, bis das vorhergehende Feldgerät (F1) einen im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt, der zum Betreiben des vorhergehenden Feldgerätes (F1) in einem bestimmten Betriebsmodus dient.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Inbetriebnahme von Feldgeräten, insbesondere von HART-Feldgeräten
im Multidrop-Betriebsmodus
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Inbetriebnahme von Feldgeräten, welche Vorrichtung an eine Spannungsversorgung anschließbar ist, wobei die Spannungsversorgung dazu dient, die Feldgeräte mit
elektrischer Energie zu versorgen.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer solchen Vorrichtung.
Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Inbetriebnahme von Feldgeräten, wobei die Feldgeräte an eine Spannungsversorgung
angeschlossen werden, wobei die Feldgeräte vermittels der
Spannungsversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress+Hauser hergestellt und vertrieben. In der Regel sind Feldgeräte in modernen Fabrikationsanlagen über Feldbussysteme (HART, Profibus, etc.) mit übergeordneten Einheiten, z.B. Leitsystemen oder Steuereinheiten, verbunden.
Die digitale Kommunikation zwischen den Feldgeräten kann bspw. mittels des HART-Protokolls erfolgen. Feldgeräte, die das HART-Protokoll unterstützen, kurz HART-Feldgeräte, lassen sich im Multidrop-Betriebsmodus betreiben. Die Feldgeräte werden dabei parallel geschaltet und kommunizieren mit Hilfe eines Kommunikationswiderstands, welcher in Reihe zur
Spannungsversorgung der Feldgeräte geschaltet ist. Eine Anordnung in der solche HART-Feldgeräte miteinander verbunden sind, ist z.B. aus der
Offenlegungsschrift US 2008/0040515 A1 bekannt geworden. Im Multidrop- Betriebsmodus beträgt die Stromaufnahme der HART-Feldgeräte gewöhnlich konstante 4 mA. Steht eine einzige Versorgungsquelle, welche einen auf 20 mA begrenzten Strom liefern kann zur Verfügung, so könnten theoretisch maximal fünf Feldgeräte parallel an dieser Quelle betrieben werden.
In der Praxis ist es bisher an einer schaltbaren 4..20 mA Spannungsquelle kaum möglich, fünf Feldgeräte parallel an der Spannungsquelle zu betreiben, da viele Feldgeräte beim Start eine gewisse Zeit mehr Strom (Einschaltstrom) als 4 mA benötigen, bevor sie in den Multidrop-Betriebsmodus schalten und einen Konstantstrom von 4 mA einstellen. Die Summe der Einschaltströme nur zweier HART-Feldgeräte übersteigt so oft schon die im angenommenen Fall zur Verfügung stehenden 20 mA.
Eine analoge Problematik stellt sich auch für Systeme und Feldgeräte, die bspw. nach dem Profibus-PA-Standard ausgelegt sind. Bei solchen Profibus- Feldgeräten, kann durch eine Limitierung der Energiezufuhr, z.B. aufgrund einer Ex-Zone, der maximale Strom und damit auch die Anzahl der
Feldgeräte, die an ein Spannungsquelle anschliessbar sind, beschränkt sein. Gleiches gilt auch für Feldgeräte und Systeme, die gemäß dem Foundation Fieldbus-Standard ausgelegt sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Start mehrerer
Feldgeräte, die gemeinsam von einer, insbesondere ström begrenzten, Spannungsversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden, zu
ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, die Verwendung der Vorrichtung und ein Verfahren gelöst.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die
Vorrichtung wenigstens eine Starterschaltung umfasst, welche
Starterschaltung dazu dient, mindestens ein entsprechend einer
vorgegebenen Reihenfolge der Feldgeräte auf ein vorhergehendes der Feldgeräte folgendes Feldgerät zumindest solange von der
Spannungsversorgung zu trennen, bis das vorhergehende Feldgerät einen im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt, der zum Betreiben des
vorhergehenden Feldgerätes in einem bestimmten Betriebsmodus dient.
Durch die Spannungsversorgung kann eine Versorgungsspannung
bereitgestellt werden, die zum Betreiben der Feldgeräte, insbesondere zum Versorgen der Feldgeräte mit elektrischer Energie, dient. Bei der
Spannungsversorgung kann es sich insbesondere auch um eine
strombegrenzte Spannungsversorgung handeln, d.h. der maximale Strom, den die Spannungsversorgung bereitstellen kann, ist begrenzt. Insbesondere kann mittels der Spannungsversorgung der im Wesentlichen konstante elektrische Strom bereitgestellt werden, welchen die Feldgeräte, insbesondere das vorhergehende Feldgerät, in dem bestimmten Betriebsmodus aufnimmt. Die Feldgeräte können mit einer einzigen Spannungsversorgung verbunden und von dieser Spannungsversorgung mit elektrischer Energie versorgt sein. Die Reihenfolge der Feldgeräte kann durch die Reihenfolge, in der die Feldgeräte an die Vorrichtung, bspw. von der Spannungsversorgung aus betrachtet, angeschlossen sind, vorgegeben werden. Das gemäß der vorgegebenen Reihenfolge auf ein vorhergehendes Feldgerät folgendes Feldgerät kann dann zumindest solange von der Spannungsversorgung getrennt werden, bis das vorhergehende Feldgerät einen im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt.
Der aufgenommene im Wesentlichen konstante elektrische Strom kann bspw. zum Aufrechterhalten gewisser Funktionalitäten, wie bspw. dem Erfassen von Messwerten usw., der Feldgeräte, insbesondere des vorhergehenden
Feldgerätes, dienen. In einer Ausgestaltung der Erfindung können somit alle an die Vorrichtung angeschlossenen Feldgeräte, die über einen bestimmten Betriebsmodus mit einer im Wesentlichen konstanten Stromaufnahme verfügen, nacheinander in diesen Betriebsmodus überführt werden. Nachdem das vorhergehende, insbesondere unmittelbar vorhergehende, Feldgerät oder sämtliche vorhergehenden Feldgeräte in dem Betriebsmodus arbeiten und also jeweils eine im Wesentlichen konstante zum Betreiben in dem
bestimmten Betriebsmodus vorgesehene Stromaufnahme aufweisen, kann auch das nachfolgende Feldgerät an die Spannungsversorgung
angeschlossen und/oder also mit der von der Spannungsversorgung zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung versorgt werden. Das
nachfolgende Feldgerät kann nachdem sämtliche vorhergehenden Feldgeräte, insbesondere das vorhergehende Feldgerät eine im Wesentlichen konstante Stromaufnahme aufweist, gestartet werden und bspw. auch in dem
bestimmten Betriebsmodus betrieben werden. Die Feldgeräte können auf diese Weise nacheinander bzw. nicht gleichzeitig gestartet werden und dadurch die Inbetriebnahme auch von mehreren Feldgeräten, insbesondere bei einer ström begrenzten Spannungsversorgung, erfolgen. In einer Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Feldgeräte, insbesondere vermittels der Starterschaltung, parallel zueinander an eine
Versorgungsleitung anschließbar, welche Versorgungsleitung zur Versorgung der Feldgeräte mit einer zur Aufnahme des im Wesentlichen konstanten Stroms erforderlichen Betriebsspannung dient. Die Reihenfolge der Feldgeräte kann auch durch die Reihenfolge in der die Feldgeräte an die
Versorgungsleitung, die bspw. eine Zweileiterstromschleife ist, angeschlossen sind vorgegeben werden. Insbesondere kann die Reihenfolge der Feldgeräte entsprechend der Reihenfolge, in der die Feldgeräte bspw. von der
Spannungsversorgung aus gesehen, an die Versorgungsleitung
angeschlossen sind, vorgegebene werden. Um die Feldgeräte an die
Spannungsversorgung anzuschließen, können die Feldgeräte bspw. parallel an eine zu diesem Zweck vorgesehene Versorgungsleitung angeschlossen werden. Durch die Starterschaltung kann diese Versorgungsleitung erweitert, d.h. fortgesetzt werden. Bspw. kann vermittels der Vorrichtung und/oder der Starterschaltung, an die die Feldgeräte angeschlossen werden, die Feldgeräte parallel zu der Versorgungsleitung angeschlossen werden. Dadurch kann auch ein Feldbussystem bspw. in Baumstruktur gebildet werden, über das die Feldgeräte nicht nur mit Energie versorgt werden, sondern auch
kommunizieren können. Dafür kann bspw. auf den im Wesentlichen
konstanten Strom, der von den Feldgeräten in dem bestimmten
Betriebsmodus aufgenommen wird, digitale Signale, die der digitalen
Kommunikation über das Feldbussystem dienen, aufmoduliert werden. In einer Ausgestaltung der Vorrichtung trennt die Starterschaltung das wenigstens eine folgende Feldgerät, insbesondere nach dem Einschalten des vorhergehenden Feldgerätes mittels der Starterschaltung, für eine
vorgegebene Zeitspanne von der Spannungsversorgung. Nachdem das vorhergehende Feldgerät in dem bestimmten Betriebsmodus arbeitet, kann das folgende Feldgerät mit der Spannungsversorgung verbunden werden. Das folgende Feldgerät kann nachdem es auch mit der Spannungsversorgung verbunden ist gestartet, d.h. in Betrieb genommen werden. Durch das
Trennen von der Spannungsversorgung, wird auch die Versorgung des folgenden Feldgerätes mit der Versorgungsspannung unterbrochen, so dass das folgende Feldgerät keine elektrische Energie, die von der
Spannungsversorgung stammt, verbraucht.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung handelt es sich bei dem
vorhergehenden Feldgerät um das unmittelbar entsprechend der
vorgegebenen Reihenfolge auf das nachfolgende Feldgerät vorhergehende Feldgerät.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung trennt die Starterschaltung das wenigstens eine folgende Feldgerät zumindest solange, insbesondere genau solange, von der Spannungsversorgung, bis das vorhergehende Feldgerät einen für den bestimmten Betriebsmodus des vorhergehenden Feldgerätes dienenden im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung trennt die Starterschaltung das wenigstens eine folgende Feldgerät solange von der Spannungsversorgung, bis das vorhergehende Feldgerät einen für den bestimmten Betriebsmodus des vorhergehenden Feldgerätes dienenden im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt, welcher einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet bzw. unterschreitet. So kann das auf das vorhergehende Feldgerät folgende Feldgerät solange von der Spannungsversorgung getrennt bleiben, bis der Strom der von der Spannungsversorgung zur Verfügung gestellt werden kann ausreicht, um einerseits das vorhergehende Feldgerät zu betrieben und andererseits das folgende Feldgerät zu starten, d.h. einzuschalten zu können. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung bzw. die Starterschaltung vermittels entsprechender Schwellwerte ausgelegt sein, bis zu deren über- bzw.
unterschreiten das folgende Feldgerät von der Spannungsversorgung getrennt verbleibt. Bei den Schwellwerten kann es sich um Stromwerte handeln, die von einer entsprechenden Schaltung mit der Stromaufnahme des
vorhergehenden Feldgerätes verglichen wird.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Feldgeräte über ein Zweidraht- Feldbussystem, insbesondere über ein HART-Feldbussystem, verbunden. Die Verbindung zur Kommunikation zwischen den Feldgeräten über das
Feldbussystem kann dabei über die Vorrichtung, insbesondere die
Starterschaltung, und/oder bevorzugt über dieselbe Versorgungsleitung(en) erfolgen, die auch zur Energieversorgung der Feldgeräte dienen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung erfolgt die Kommunikation über das Zweidraht-Feldbussystem über digitale Signale. Wie bereits erwähnt können zur digitalen Kommunikation zwischen den Teilnehmern des Feldbussystems, d.h. den Feldgeräten, die digitalen Signale auf den im Wesentlichen
konstanten Strom aufmoduliert werden. Dies kann besonders bevorzugt gemäß dem HART-Protokoll erfolgen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung handelt es sich bei dem
vorhergehenden Feldgerät bevorzugt um ein HART-Feldgerät, das über einen Multidrop-Betriebsmodus verfügt.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung handelt es sich bei den Feldgeräten um HART-Feldgeräte, die über einen Multidrop-Betriebsmodus verfügen, und bei dem bestimmten Betriebsmodus handelt es sich um den Multidrop- Betriebsmodus.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung trennt die Starterschaltung das wenigstens eine folgende Feldgerät zumindest solange von der
Spannungsversorgung, bis das vorhergehende Feldgerät, insbesondere alle entsprechend der vorgegebenen Reihenfolge dem nachfolgenden Feldgerät vorhergehenden Feldgeräte, in dem Multidrop-Betriebsmodus ist bzw. sind. In einer Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Starterschaltung einen Schalter, der dazu dient, das wenigstens eine folgende Feldgerät von der Spannungsversorgung zu trennen. In einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Starterschaltung Teil eines der Feldgeräte, insbesondere des ersten der Feldgeräte.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Vorrichtung und/oder die Starterschaltung separat von den Feldgeräten ausgeführt, insbesondere in einem separaten Gehäuse untergebracht. In diesem Fall können
insbesondere mehrere der Starterschaltungen in einem Gehäuse
untergebracht sein, und über Anschlüsse an dem Gehäuse kontaktiert werden. Dadurch kann eine Verbindung zwischen den Feldgräten auch durch nacheinander parallel an die Versorgungsleitung angeschlossene
Starterschaltungen erfolgen, wobei an jede Starterschaltung bspw. ein Feldgerät anschliessbar ist.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Starterschaltung zwei eingangsseitige Anschlüsse auf, die zum Anschließen der
Spannungsversorgung dienen. Die eingangsseitigen Anschlüsse können zum Verbinden der Vorrichtung über die Verbindungsleitung mit der
Spannungsversorgung dienen. Zudem können die eingangsseitgen
Anschlüsse der Vorrichtung bzw. der Starterschaltung auch zum Verbinden der Starterschaltung mit dem vorhergehenden Feldgerät und/oder einer vorhergehenden, insbesondere baugleichen, Starterschaltung dienen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Starterschaltung zwei Versorgungsanschlüsse, wobei die Versorgungsanschlüsse zum Anschließen des zumindest einen vorhergehenden Feldgerätes dienen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Starterschaltung zwei ausgangsseitige Anschlüsse auf, über die das auf das vorhergehende Feldgerät entsprechend der vorgegebenen Reihenfolge folgende Feldgerät und/oder eine weitere Starterschaltung anschließbar ist. Bei den eingangsseitigen und/oder ausgangsseitigen Anschlüssen und/oder bei den Versorgungsanschlüssen kann es sich bspw. um Anschlussklemmen handeln.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung verfügt die Starterschaltung über eine Messeinrichtung, die dazu dient, die Stromaufnahme über die
eingangsseitigen Anschlüsse, die ausgangsseitigen Anschlüsse und/oder die Versorgungsanschlüsse der Starterschaltung zu bestimmen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung dient die Messeinrichtung dazu, die Stromaufnahme des zuletzt gestarteten Feldgerätes zu bestimmen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist mindestens eine Auswerteelektronik vorgesehen, die dazu dient, den Schalter, der zur Trennung des folgenden Feldgerätes von der Spannungsversorgung dient, anzusteuern.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung erfolgt die Ansteuerung des Schalters durch die Auswerteelektronik in Abhängigkeit von der, insbesondere vermittels der Messeinrichtung, bestimmten Stromaufnahme über die eingangsseitigen und/oder ausgangsseitgen Anschlüsse und/oder die Versorgungsanschlüsse. Vermittels der Auswerteelektronik kann der Schalter geschlossen werden, so dass das über die ausgangsseitgen Anschlüsse eine Spannung abgreifbar ist oder der Schalter kann geöffnet werden, so dass zwischen den
ausgangsseitigen Anschlüssen kein Strom fließen kann und also auch keine Spannung abgreifbar ist.
Weiterhin wird die Aufgabe durch die Verwendung der Vorrichtung und/oder Starterschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche zur Initialisierung, insbesondere zur Inbetriebnahme, eines bestimmten Betriebsmodus eines Feldgerätes, insbesondere eines Multidrop-Betriebsmodus eines HART- Feldgerätes, gelöst.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge der Feldgeräte auf ein vorhergehendes der Feldgeräte folgendes Feldgerät zumindest solange von der Spannungsversorgung getrennt wird, bis das vorhergehende Feldgerät einen für einen bestimmten Betriebsmodus des vorhergehenden Feldgerätes dienenden im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt. Nachdem die
Stromaufnahme des vorhergehenden Feldgerätes im Wesentlichen konstant ist, kann das nachfolgende Feldgerät mit der Spannungsversorgung
verbunden werden und ebenfalls in Betrieb genommen, d.h. gestartet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens werden die Feldgeräte, insbesondere vermittels einer Starterschaltung, parallel zueinander an eine
Versorgungsleitung angeschlossen, über welche Versorgungsleitung die Feldgeräte mit der Spannungsversorgung verbunden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens werden die Feldgeräte entsprechend der vorgegebenen Reihenfolge in Betrieb genommen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das nachfolgende Feldgerät solange, insbesondere genau solange, von der Spannungsversorgung getrennt, bis das vorhergehende Feldgerät einen im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt, der zum Betreiben des vorhergehenden Feldgerätes in einem bestimmten Betriebsmodus, insbesondere dem Multidrop-Betrieb, arbeitet.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird nachdem das vorhergehende Feldgerät in dem Multidrop-Betriebsmodus arbeitet, das nachfolgende
Feldgerät in Betrieb genommen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Stromaufnahme des vorhergehenden Feldgerätes und/oder wenigstens eines Teils der Feldgeräte ermittelt.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Schalter, durch den das nachfolgende Feldgerät von der Versorgungsspannung getrennt wird, in Abhängigkeit der ermittelten Stromaufnahme angesteuert. Die Erfindung beruht auf dem Prinzip des gestaffelten Startens von
Feldgeräten. Es wird daher u.a. eine Vorrichtung und ein Verfahren
vorgeschlagen, welche einerseits an den, insbesondere strombegrenzten, Versorgungsanschluss (bspw. eines Wireless Adapters) angeschlossen werden kann, durch diesen versorgt wird und die andererseits
angeschlossenen Feldgeräte sequentiell so startet, bis jeweils das momentan gestartete Feldgerät in den bestimmten Betriebsmodus geschaltet hat und mit einer im Wesentlichen konstanten Stromaufnahme arbeitet. Danach wird jeweils das nächste Feldgerät gestartet. Befinden sich alle angeschlossenen Feldgeräte in dem vorgesehenen Betriebsmodus, kann per Kommando oder automatisch der Feldgeräte-Bus gescannt werden und alle angeschlossenen Feldgeräte erkannt werden. Die Feldgeräte können dann Daten untereinander oder mit einem übergeordneten Leitsystem oder einer entsprechenden
Steuereinheit innerhalb des Feldgeräte-Bus austauschen.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung der
Erfindung,
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung, Fig. 3: beispielhaft den zeitlichen Verlauf der Stromaufnahme eines
Feldgerätes nach dem Starten des Feldgerätes, und
Fig. 4: eine schematische Darstellung der Erfindung in einer dritten
Ausgestaltung.
Figur 1 zeigt eine erste Ausgestaltung der Erfindung. Wie eingangs erwähnt, brauchen z.B. HART-Feldgeräte für gewöhnlich nach dem Einschalten eine gewisse Zeit einen höheren Strom als z.B. 4 mA (Einschaltstrom l(t), vgl. Figur 3). Es kann daher zumindest eine Starterschaltung S4, S5, S6 vorgesehen sein, die einen Versorgungsanschluss V1 , V2, V3 für eines der Feldgeräte F2, F3, F4 erst nach einer fest eingestellten Zeit, welche größer ist als die Startzeit eines zuvor gestarteten Feldgerätes F1 , F2, F3, mit der Spannungsversorgung verbindet. Bspw. gilt für das Starten des dritten Feldgerätes F3, dass das dritte Feldgerät F3 erst mit der Versorgungsspannung versorgt und also gestartet wird, nachdem die Zeit, die das zweite Feldgeräte F2 zum Starten benötigt, d.h. nachdem dessen Startzeit, verstrichen ist. Genauso wird das vierte Feldgerät F4 erst mit der Versorgungsspannung versorgt und also gestartet, nachdem die Startzeit des dritten Feldgerätes F3 verstrichen ist.
In der Ausführungsform gemäß Figur 1 ist eine, insbesondere schaltbare und strombegrenzte 4..20 mA, Spannungsquelle PS über eine Zweidrahtleitung 2L mit der vorgeschlagenen Vorrichtung, einer sog. Starterbox SB, verbunden. Die Zweileiterstromschleife 2L ist an die eingangsseitigen Anschlüsse E der Starterbox SB angeschlossen. Eine erste, zweite und dritte Starterschaltung S4, S5, S6 sind in die Starterbox SB integriert und über die
Versorgungsanschlüsse V1 , V2, V3 kontaktierbar. Über einen
Versorgungsanschluss V4 ist das erste Feldgerät F1 an die Starterbox angeschlossen. Das erste Feldgerät F1 ist im Ausführungsbeispiel von Figur 1 über die Versorgungsanschlüsse V4 direkt mit den eingangsseitgen
Anschlüssen E der Vorrichtung verbunden. Das zweite Feldgerät F2, das dritte Feldgerät F3 und das vierte Feldgerät F4 hingegen sind jeweils über zumindest eine Starterschaltung S4, S5, S6 mit den eingangsseitigen
Anschlüssen E und also der Spannungsquelle PS verbunden. Die Feldgeräte F1 , F2, F3, F4 sind somit über die Starterbox SB mit der Spannungsquelle PS verbunden bzw. über die Starterschaltungen S4, S5, S6 verbindbar. Dabei sind die Feldgeräte F1 , F2, F3, F4 parallel zueinander an die
Zweileiterstromschleife 2L angeschlossen.
Alternativ können die Feldgeräte F2, F3, F4 anstelle der externen Starterbox SB über eine Starterschaltung verfügen, die innerhalb des Gehäuses des jeweiligen Feldgerätes F2, F3, F4 untergebracht ist, und insbesondere in die Betriebselektronik des jeweiligen Feldgerätes F2, F3, F4 integriert ist. Die Starterschaltungen S4, S5, S6 können dabei im Wesentlichen aus jeweils mindestens einem Schaltverzogerer SV1 , SV2, SV3 bestehen, durch den das jeweils angeschlossene Feldgerät F2, F3, F4 erst nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit mit der Spannungsquelle PS verbunden wird. Die
Verzögerungszeiten der Starterschaltungen S4, S5, S6 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass ein an eine der Starterschaltungen S4, S5, S6 angeschlossenes Feldgerät F2, F3, F4 erst mit der Spannungsquelle PS verbunden wird, wenn das vorhergehende Feldgerät bzw. die
vorhergehenden Feldgeräte bereits in dem bestimmten Betriebsmodus sind. Im Fall von HART-Feldgeräten ist dies beispielsweise der Multidrop-Modus. So startet ein auf ein vorhergehendes HART-Feldgerät nachfolgendes HART- Feldgerät bspw. erst, wenn das vorhergehende HART-Feldgerät bereits im Multidrop-Betriebsmodus mit einer im Wesentlichen konstanten
Stromaufnahme von 4 mA arbeitet. Die Zeit, die ein Feldgerät, zum Starten und/oder um in einem bestimmten Betriebsmodus zu arbeiten, braucht kann bspw. vom Hersteller des jeweiligen Feldgerätes angegeben werden und die Starterschaltung bzw. der Schaltverzogerer entsprechend darauf abgestimmt werden. Die Startzeit eines Feldgerätes kann aber auch gemessen und die Verzögerungszeit entsprechend eingestellt werden.
Der Schaltverzogerer einer, mehrerer oder aller an die Starterschaltung S4, S5, S6 angeschlossenen Feldgeräte F2, F3, F4 kann dabei bspw. manuell ausgelöst werden. So können bspw. nachdem sämtliche in Betrieb zu nehmenden Feldgeräte S2, S3, S4 an die Starterbox SB angeschlossen sind, einer oder mehrere oder alle Schaltverzogerer SV1 , SV2, SV3 ausgelöst werden und dadurch die angeschlossenen Feldgeräte nacheinander gestartet werden.
Selbstverständlich können, insbesondere abhängig von der Strombegrenzung der Spannungsquelle PS und der Stromaufnahme der Feldgeräte, auch mehr als die vier in Figur 1 gezeigten Feldgeräte F1 , F2, F3, F4 an die Starterbox SB angeschlossen und in Betrieb genommen werden.
Die Feldgeräte F1 , F2, F3, F4 können insbesondere über die
Zweileiterstromschleife 2L und die Starterbox SB auch ein Bussystem bilden, über welches sie Daten miteinander und/oder mit einer Steuereinheit, nicht gezeigt, austauschen. Das Bussystem kann vorzugsweise nachdem die Feldgeräte gestartet, d.h. in einem bestimmten Betriebsmodus mit einer im Wesentlichen konstanten Stromaufnahme arbeiten, ebenfalls in Betrieb genommen werden.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorgeschlagenen Erfindung. Eine Starterschaltung S1 , S2, S3 erkennt hier selbstständig anhand der Stromaufnahme, wann das aktuell gestartete Feldgerät F5, F6, F7 einen bestimmten vorgegebenen Betriebsmodus mit einer im Wesentlichen konstanten Stromaufnahme, die zum Betreiben des Feldgerätes dient, erreicht hat und verbindet daraufhin das entsprechend der vorgegebene Reihenfolge der Feldgeräte nachfolgende Feldgerät mit der Spannungsversorgung PS. Die Reihenfolge der Feldgeräte kann dabei durch die Reihenfolge, in der die Feldgeräte mit der Zweileiterstromschleife 2L verbunden sind bzw. in der die Starterschaltungen, über die die Feldgeräte an die Zweileiterstromschleife angeschlossen sind, miteinander verbunden sind, vorgegeben werden. Da das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2, im Gegensatz zu dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , unabhängig von einer vorgegebenen, evt. an der Startzeit des jeweiligen Feldgerätes orientierten Verzögerungszeit, ist, sondern vielmehr die tatsächliche Stromaufnahme des an die Starterschaltung angeschlossenen Feldgerätes berücksichtigt, stellt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 eine besonders bevorzugte Ausführungsform dar.
Auch in dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Feldgeräte F5, F6, F7 an eine strombegrenzte Spannungsversorgung PS angeschlossen. Jedes der Feldgeräte F5, F6, F7 verfügt über eine Starterschaltung S1 , S2, S3, durch welche die Stromaufnahme des jeweiligen Feldgerätes F5, F6, F7 bestimmt wird.
Der Aufbau einer Starterschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 wird im Folgenden anhand einer der Starterschaltungen erläutert. So verfügt die Starterschaltung S2 über mehrere Anschlüsse E2, B2, V6. Die
eingangsseitigen Anschlüsse E2 können zum Verbinden mit der Spannungsversorgung PS bzw. mit einer vorhergehenden Starterschaltung S1 dienen, während die Versorgungsanschlüsse V6 zum Verbinden des
Feldgerätes F6, dessen Stromaufnahme überwacht werden soll, dienen.
Weiterhin sind ggfs. ausgangsseitige Anschlüsse B2 vorgesehen, die zum Verbinden des ggfs. nachfolgenden Feldgerätes F7 vorgesehen sind. Das Feldgerät F6 dessen Stromaufnahme überwacht werden soll, kann zu diesem Zweck über die Versorgungsanschlüsse V6 parallel zu den anderen
Feldgeräten F5, F7 und der Zweileiterstromschleife 2L, die zur Strom- /Spannungsversorgung dient, angeschlossen sein. Eine Messeinrichtung ME2 zur Bestimmung der Stromaufnahme des Feldgerätes F6 kann dabei in der Starterschaltung S2 integriert sein. Die Messeinrichtung ME2 kann dabei bspw. zwischen der Zweileiterstromschleife 2L und den
Versorgungsanschlüssen V6 für das Feldgerät F6 dessen Stromaufnahme überwacht werden soll, angeordnet sein. Die Starterschaltung S2 kann ferner über eine Steuereinheit C2 verfügen, die einen Schalter W2 ansteuert. Zudem kann die Messeinrichtung ME2 mit der Steuereinheit C2 verbunden sein, wobei durch das von der Messeinrichtung ME2 an die Steuereinheit C2 ausgegebene Signal ermittelt werden kann, ob die Stromaufnahme des angeschlossenen Feldgerätes F6 im Wesentlichen konstant ist, ob also das Feldgerät F6 in dem bestimmten Betriebsmodus, ist. Ausgehend davon kann der Schalter W2 durch die Steuereinheit C2 angesteuert werden, um das nachfolgende Feldgerät F7 bzw. die ausgangsseitigen Anschlüsse B2 der Starterschaltung S2, über die das nachfolgende Feldgerät F7 mit der
Starterschaltung S2 verbunden ist, von der Spannungsquelle PS zu trennen, so dass über die ausgangsseitigen Anschlüsse keine Versorgungsspannung abgreifbar ist. Ferner kann der Schalter W2 dann eingesetzt werden, um die ausgangsseitigen Anschlüsse B2 mit der Spannungsquelle PS zu verbinden und dadurch das nachfolgende Feldgerät F7 mit der Versorgunsspannung zu versorgen.
Durch die vorgeschlagene Erfindung lässt sich an einen strombegrenzten speisenden Ausgang einer Spannungsversorgung PS dann mehr als ein Feldgerät betreiben. Von besonderem Vorteil ist dies, wenn es sich bei der Spannungsversorgung PS um ein anderes Gerät handelt und dieses speisende Gerät über eine, insbesondere unbegrenzte, Energiequelle verfügt und die anzuschließenden Feldgeräte, bei denen es sich insbesondere um HART-Feldgeräte handeln kann, örtlich nah beieinander lokalisiert sind. In der Praxis ist dies zum Beispiel bei einem Wireless Adapter der Fall, der an ein oder mehrere Feldgeräte angeschlossen wird. So können bspw. in einem einzigen Tank/Silo mehrere Sensoren benötigt werden, welche dann ohne Aufbau einer separaten Versorgung (Loop) einen einzigen Wireless Adapter angeschlossen werden. Der Adapter selbst kann in einem solchen Fall dann über ein Netzteil oder eine andere Energiequelle mit hoher Kapazität gespeist werden.
Die Starterschaltungen S1 , S2, S3 können dabei wie in Figur 2 gezeigt, extern, d.h. außerhalb des jeweiligen Feldgerätes angeordnet sein und bevorzugt gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht werden und so bspw. die im Ausführungsbeispiel zu Figur 4 angegebene Starterbox SB1 bilden. Alternativ dazu können die Starterschaltungen S1 , S2, S3 innerhalb des Gehäuses des jeweiligen Feldgerätes befinden. Natürlich können auch mehr als die in Figur 2 gezeigten Feldgeräte F5, F6, F7 miteinander, insbesondere über die Starterschaltungen S1 , S2, S3, verbunden werden.
Figur 3 zeigt den Transienten des Stromverlaufs beim Einschalten eines Feldgerätes, d.h. den Einschaltstrom l(t). Während einer Einschaltphase weist ein Feldgerät eine sehr uneinheitliche, d.h. schwankende, Stromaufnahme auf, die nach einer gewissen Zeit, einen Wert annimmt, der im Wesentlichen durch einen bestimmten Betriebsmodus vorgegeben ist und zum Betreiben des Feldgerätes dient. Der tatsächliche Verlauf der Stromaufnahme kann durch eine Hüllkurve H angenähert werden.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in Form einer Starterbox SB1 . Die Starterbox SB1 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 4 weist zwei eingangsseitige Anschlüsse in Form einer ersten
Anschlussklemme A_IN auf, über die die Starterbox SB1 mit der
Spannungsversorgung PS verbindbar ist. Weiterhin weist die Starterbox SB1 weitere Anschlussklemmen A1 , A2, A3, A4 auf, die zum Anschließen von Feldgeräten dienen. Beispielhaft ist in Figur 4 nur ein Feldgerät F8
angeschlossen. Es können natürlich auch mehr als die gezeigten vier Anschlussklemmen zum Anschließen von Feldgeräten an die Starterbox SB1 vorgesehen sein. Die Starterbox SB1 ermöglicht es dann auf einfache Weise die angeschlossenen Feldgeräte in Betrieb zu nehmen. Dafür werden die Feldgeräte nachdem Sie an die Starterbox SB1 angeschlossen wurden, der Reihe nach, d.h. sequentiell, eines nach dem anderen in Betrieb genommen.
Bezugszeichenliste
PS Spannungsversorgung
SB Starterbox
SB1 Starterbox
F1 erstes Feldgerät
F2 zweites Feldgerät
F3 drittes Feldgerät
F4 viertes Feldgerät
F5 fünftes Feldgerät
F6 sechstes Feldgerät
F7 siebtes Feldgerät
F8 achtes Feldgerät
51 erste Starterschaltung
52 zweite Starterschaltung
53 dritte Starterschaltung
54 vierte Starterschaltung
55 fünfte Starterschaltung
56 sechste Starterschaltung
A1 erste Anschlussklemme
A2 zweite Anschlussklemme
A3 dritte Anschlussklemme
A4 vierte Anschlussklemme
A_IN Anschlussklemme für Spannungsversorgung
I Stromstärke
t Zeit
l(t) Verlauf der Stromaufnahme eines Feldgerätes nach dem
Einschalten
mA Milliampere
ME1 erste Messeinrichtung
ME2 zweite Messeinrichtung
ME3 dritte Messeinrichtung
C1 erste Steuereinheit
C2 zweite Steuereinheit C3 dritte Steuereinheit
W1 erster Schalter
W2 zweiter Schalter
W3 dritte Schalter
2L Zweileiterstromschleife
E1 eingangsseitige Anschlüsse
SV1 erster Schaltverzögerer
SV2 zweiter Schaltverzögerer
SV3 dritter Schaltverzögerer
V1 erster Versorgungsanschluss
V2 zweiter Versorgungsanschluss
V3 dritter Versorgungsanschluss
B1 erster ausgangsseitiger Anschluss
B2 zweiter ausgangsseitiger Anschluss
B3 dritter ausgangsseitiger Anschluss

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (SB) zur Inbetriebnahme von Feldgeräten (F1 -F4),
welche Vorrichtung an eine Spannungsversorgung (PS) anschließbar ist, wobei die Spannungsversorgung (PS) dazu dient, die Feldgeräte (F1 -F4) mit elektrischer Energie zu versorgen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung (SB) wenigstens eine Starterschaltung (S1 ) umfasst, welche Starterschaltung (S1 ) dazu dient, mindestens ein entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge der Feldgeräte (F1 -F4) auf ein vorhergehendes der Feldgeräte (F1 ) folgendes Feldgerät (F2) zumindest solange von der Spannungsversorgung (PS) zu trennen,
bis das vorhergehende Feldgerät (F1 ) einen im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt, der zum Betreiben des vorhergehenden Feldgerätes (F1 ) in einem bestimmten Betriebsmodus dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Feldgeräte (F1 -F4), insbesondere vermittels der mindestens einen Starterschaltung (S4-S6), parallel zueinander an eine Versorgungsleitung (2L) anschließbar sind,
welche Versorgungsleitung (2L) zur Versorgung der Feldgeräte (F1 -F4) mit einer zur Aufnahme des im Wesentlichen konstanten Stroms erforderlichen Betriebsspannung dient.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Starterschaltung (S4-S6) das wenigstens eine folgende Feldgerät, insbesondere nach dem Einschalten des vorhergehenden Feldgerätes mittels der Starterschaltung (S4-S6), für eine vorgegebene Zeitspanne von der Spannungsversorgung (PS) trennt;
und/oder
dass die Starterschaltung (S1 -S3) das wenigstens eine folgende Feldgerät zumindest solange, insbesondere genau solange, von der Spannungsversorgung (PS) trennt, bis das vorhergehende Feldgerät einen für den bestimmten Betriebsmodus des vorhergehenden Feldgerätes dienenden im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt;
und/oder
dass die Starterschaltung (S1 -S3) das wenigstens eine folgende Feldgerät solange von der Spannungsversorgung (PS) trennt, bis das vorhergehende Feldgerät einen für den bestimmten Betriebsmodus des vorhergehenden Feldgerätes dienenden im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt, welcher einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet bzw. unterschreitet.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Feldgeräte (F1 -F4) über ein Zweidraht-Feldbussystem (2L), insbesondere über ein HART-Feldbussystem, verbunden sind,
und/oder
dass es sich bei den Feldgeräten (F1 -F4) um HART-Feldgeräte handelt, die über einen Multidrop-Betriebsmodus verfügen, und
dass es sich bei dem bestimmten Betriebsmodus um den Multidrop- Betriebsmodus handelt.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Starterschaltung (S4-S6) einen Schalter (SV1 -SV3; W1-W3) umfasst, der dazu dient, das wenigstens eine folgende Feldgerät von der
Spannungsversorgung (PS) zu trennen.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Starterschaltung (S4-S6) Teil eines der Feldgeräte (F2-F4), insbesondere des ersten der Feldgeräte (F1 ), ist;
oder
dass die Vorrichtung (SB, SB1 ) und/oder die Starterschaltung (S4-S6) separat von den Feldgeräten (F1 -F4) ausgeführt ist, insbesondere in einem separaten Gehäuse untergebracht ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Starterschaltung (S1 -S3) zwei eingangsseitige Anschlüsse (E1 -E3) aufweist, die zum Anschließen der Spannungsversorgung (PS) dienen;
und/oder
dass die Starterschaltung (S1 -S3) zwei Versorgungsanschlüsse (V5-V7) umfasst,
wobei die Versorgungsanschlüsse (V5-V7) zum Anschließen des zumindest einen vorhergehenden Feldgerätes dienen;
und/oder
dass die Starterschaltung zwei ausgangsseitige Anschlüsse (B1 -B3) aufweist, über die das auf das vorhergehende Feldgerät entsprechend der
vorgegebenen Reihenfolge folgende Feldgerät und/oder eine weitere
Starterschaltung anschließbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Starterschaltung (S1 , S2, S3) über eine Messeinrichtung (ME1 , ME2, ME3) verfügt, die dazu dient, die Stromaufnahme über die eingangsseitigen Anschlüsse (E1 , E2, E3), die ausgangsseitigen Anschlüsse (B1 , B2, B3) und/oder Versorgungsanschlüsse (V5, V6, V7) der Starterschaltung (S1 , S2, S3) zu bestimmen;
und/oder
dass die Messeinrichtung (ME1 , ME2, ME3) dazu dient, nach Einschalten eines Feldgerätes (F5, F6, F7), mittels der Starterschaltung (S1 , S2, S3), die Stromaufnahme des zuletzt gestarteten Feldgerätes zu bestimmen.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Auswerteelektronik (C1 , C2, C3) vorgesehen ist, die dazu dient, den Schalter (W1 , W2, W3), der zur Trennung des folgenden Feldgerätes von der Spannungsversorgung (PS) dient, anzusteuern;
und/oder dass die Ansteuerung des Schalters (W1 , W2, W3) durch die Auswerteelektronik (C1 , C2, C3) in Abhängigkeit von der, insbesondere vermittels der Messeinrichtung (ME1 , ME2, ME3), bestimmten
Stromaufnahme über die eingangsseitigen und/oder ausgangsseitgen
Anschlüsse (E1 , E2, E3; B1 , B2, B3) und/oder die Versorgungsanschlüsse (V5, V6, V7) erfolgt.
10.Verwendung der Vorrichtung (SB, SB1 ) und/oder Starterschaltung (S1 , S2, S3) nach einem der vorherigen Ansprüche zur Initialisierung eines bestimmten Betriebsmodus eines Feldgerätes, insbesondere eines Multidrop- Betriebsmodus eines HART-Feldgerätes.
1 1 .Verfahren zur Inbetriebnahme von Feldgeräten (F1 -F4),
wobei die Feldgeräte (F1 -F4) an eine Spannungsversorgung (PS)
angeschlossen werden,
wobei die Feldgeräte (F1 -F4) vermittels der Spannungsversorgung (PS) mit elektrischer Energie versorgt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge der Feldgeräte auf ein vorhergehendes der Feldgeräte folgendes Feldgerät zumindest solange von der Spannungsversorgung (PS) getrennt wird, bis das vorhergehende Feldgerät einen für einen bestimmten Betriebsmodus des vorhergehenden Feldgerätes dienenden im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Feldgeräte (F1 -F4), insbesondere vermittels wenigstens einer Starterschaltung (S4, S5, S6), parallel zueinander an eine Versorgungsleitung (2L) angeschlossen werden, über welche Versorgungsleitung (2L) die
Feldgeräte (F1 -F4) mit der Spannungsversorgung (PS) verbunden werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Feldgeräte (F1 -F4) entsprechend der vorgegebenen Reihenfolge in Betrieb genommen werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das nachfolgende Feldgerät solange, insbesondere genau solange, von der Spannungsversorgung (PS) getrennt wird,
bis das vorhergehende Feldgerät einen im Wesentlichen konstanten Strom aufnimmt, der zum Betreiben des vorhergehenden Feldberätes in einem bestimmten Betriebsmodus, insbesondere dem Multidrop-Betrieb, arbeitet; und/oder
dass nachdem das vorhergehende Feldgerät in dem Multidrop-Betriebsmodus arbeitet, das nachfolgende Feldgerät in Betrieb genommen wird;
und/oder
dass die Stromaufnahme des vorhergehenden Feldgerätes und/oder wenigstens eines Teils der Feldgeräte ermittelt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Schalter (W1 , W2, W3), durch den das nachfolgende Feldgerät von der Versorgungsspannung bzw. der Spannungsversorgung (PS) getrennt wird, in Abhängigkeit der ermittelten Stromaufnahme angesteuert wird.
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