DE102004059106B4 - Device for supplying power to field devices (I) - Google Patents
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Abstract
Einrichtung
zur Energieversorgung von Feldgeräten in verfahrenstechnischen
Anlagen, die zur drahtlosen Kommunikation befähigt sind,
dadurch gekennzeichnet,
– dass ein
mehradriges Kabel (10) ringförmig
in der verfahrenstechnischen Anlage verlegt ist,
– dass die
Adern (11 bis 1n) des mehradrigen Kabels (10) gleichsinnig in Reihe
geschaltet sind,
– dass
die freien Aderenden (11a, 1ne) an eine Wechselspannungsquelle (20)
angeschlossen sind,
– dass
entlang des mehradrigen Kabels (10) eine Mehrzahl von Stromwandleranordnungen
(30), deren Magnetkreise die Adern (11 bis 1n) des mehradrigen Kabels
(10) umschließt,
mit mindestens einer Sekundärwicklung
(31) vorgesehen ist und
– dass
an die Sekundärwicklung
(31) mindestens ein Feldgerät
(40) angeschlossen ist.Device for supplying power to field devices in process plants capable of wireless communication,
characterized,
- That a multi-core cable (10) is laid annularly in the process plant,
- That the wires (11 to 1n) of the multi-core cable (10) are connected in series in the same direction,
- That the free wire ends (11a, 1ne) are connected to an AC voltage source (20),
- That along the multicore cable (10) a plurality of current transformer assemblies (30) whose magnetic circuits encloses the cores (11 to 1n) of the multi-core cable (10) is provided with at least one secondary winding (31) and
- That at least one field device (40) is connected to the secondary winding (31).
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energieversorgung von Feldgeräten in verfahrenstechnischen Anlagen, die zur drahtlosen Kommunikation befähigt sind, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device for supplying energy to field devices in process technology Installations that are capable of wireless communication, according to the generic term of claim 1
Derartige Feldgeräte wie Sensoren, Aktoren und Messumformer sind prozessnah und dezentral im Feldbereich angeordnet.such field devices like sensors, actuators and transducers are close to the process and decentralized in the Field area arranged.
Bekannte Feldgeräte sind mittels einer mehradrigen Verbindungsleitung mit einer zentralen Einrichtung verbunden, wobei jedes Feldgerät über die Verbindungsleitung mit elektrischer Energie zu seinem Betrieb versorgt wird und mit der zentralen Einrichtung Daten austauscht.Known field devices are by means of a multi-core connection line with a central Device connected, each field device via the connecting line is supplied with electrical energy to its operation and with the central facility exchanges data.
Komplexe verfahrenstechnische Anlagen sind mit einer Vielzahl derartiger Feldgeräte ausgestattet. Dabei ist das Netz der Verbindungsleitungen für den Betreiber der Anlage ein erheblicher Kostenfaktor und darüber hinaus insbesondere im Zuge von Bauarbeiten Störungen durch Leitungsunterbrechungen ausgesetzt. Bei einer Leitungsunterbrechung ist das angeschlossene Feldgerät sowohl von dem Datenaustausch mit der zentralen Einrichtung abgeschnitten als auch von der Energieversorgung zu seinem Betrieb.complex Process plants are with a variety of such field devices fitted. Here is the network of interconnections for the operator the plant a significant cost factor and in particular in the Course of construction disruptions exposed by line breaks. In case of a line interruption is the connected field device both cut off from the data exchange with the central facility as well as from the power supply to his operation.
Zwar gelingt es, mit Hilfe von drahtlosen Kommunikationseinrichtungen, die jedem Feldgerät und der zentralen Einrichtung zugeordnet werden, den Datenaustausch unabhängig vom Netz der Verbindungsleitungen aufrechtzuerhalten, soweit die Feldgeräte weiterhin mit Energie versorgt sind.Though manages, with the help of wireless communication devices, the each field device and assigned to the central facility, the data exchange independent of Maintain network of connecting lines, as far as the field devices continue are energized.
Jedoch sind die Feldgeräte bei Leitungsunterbrechungen von der Energiequelle getrennt. Bei galvanisch verbundenen Stromkreisen sind ferner die Vorschriften zum Explosionsschutz zu beachten.however are the field devices disconnected from the power source during line breaks. With galvanic Connected circuits are also the provisions for explosion protection to be observed.
Es ist allgemein bekannt, Geräte aller Art ohne Anschluss an ein zentralgespeistes Stromversorgungsnetz aus Batterien oder Akkumulatoren zu versorgen. Die Wartung und Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit derart versorgter Feldgeräte ist sehr aufwendig und wird daher von den Anlagenbetreibern darüber hinaus aus Gründen mangelnder Verfügbarkeit grundsätzlich abgelehnt. Dies gilt auch für Feldgeräte mit sehr niedrigem Energieverbrauch, wie sie aus dem Beitrag „Mühelos vernetzen" in ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 17–13. September 2004 bekannt sind.It is well known devices of all kinds without connection to a central power supply network from batteries or accumulators. The maintenance and upkeep the operability such supplied field devices is very expensive and is therefore beyond the plant operators for reasons lack of availability in principle declined. This also applies to field devices with very low energy consumption, as stated in the article "Effortless networking" in ELEKTRONIKPRAXIS No. 17-13. September 2004 are known.
Basierend auf dieser Erkenntnis wird in der Veröffentlichung „Energie zum Nulltarif", Computer&AUTOMATION 8/04, Seiten 36 bis 39, vorgeschlagen, die Prozessenergie aus der unmittelbaren Umgebung unter Zuhilfenahme unterschiedlicher physikalischer Effekte zu gewinnen. Im Einzelnen sind piezoelektrische Wandler, Thermopaar, Solarzelle und Vibrationsgenerator jeweils für Anwendungen unter speziellen Umgebungsbedingungen genannt. Dabei ist offensichtlich und wird in Kauf genommen, dass die Primärenergie nicht kontinuierlich zur Verfügung steht. Die Anforderungen an Feldgeräte der industriellen Automatisierungstechnik lassen aus Verfügbarkeitsgründen eine diskontinuierliche Versorgung nicht zu.Based This finding is reflected in the publication "Energy for free ", Computer & AUTOMATION 8/04, pages 36 to 39, proposed the process energy from the immediate environment with the help of different physical To gain effects. In particular, piezoelectric transducers, Thermocouple, solar cell and vibration generator for applications called under special environmental conditions. It is obvious and is accepted that the primary energy is not continuous to disposal stands. The requirements for field devices of industrial automation technology leave for availability reasons one discontinuous supply not too.
Ferner ist bereits aus Keinath, „Die Technik elektrischer Messgeräte", Erster Band Messgeräte und Zubehör, Seite 509 f, Oldenbourg, München und Berlin 1928, ein J Kabel-Stromwandler zur Messung der Stromverteilung in Mehrfachleitungen bekannt. Der Stromwandler besteht im Wesentlichen aus einem Eisenkern mit einem aufklappbaren Schenkel zur unterbrechungsfreien Anschaltung an eine stromführende Leitung und einer Wicklung mit mindestens zwei Anschlüssen zur Anschaltung eines Messinstruments.Further is already from Keinath, "The Technology of Electrical Measuring Instruments ", First Volume Measuring Instruments and Accessories, page 509 f, Oldenbourg, Munich and Berlin 1928, a J cable current transformer for measuring the current distribution known in multiple lines. The current transformer essentially consists from an iron core with a hinged leg for uninterrupted Connection to a live Cable and a winding with at least two connections to Connection of a measuring instrument.
Schließlich ist
aus der
Nachteiligerweise ist zu diesem Zweck die Zweidrahtleitung irreversibel zu bearbeiten. So ist ein vorhandener Kabelmantel zu entfernen, um die Adern separieren und in die Wickelfenster einlegen zu können. Diese Beschädigung verbleibt als Schadstelle auch nach einer späteren Entfernung des Feldgeräts erhalten. Darüber hinaus ist die Verdrillung der Zweidrahtleitung, wie sie für zu Kommunikationszwecken ausgebildeten Leitungen zur Verminderung der Störabstrahlung beziehungsweise Störeinkopplung üblich ist, aufzuweiten, was in Abhängigkeit von der vorgegebenen Leitungsführung nur unter erheblicher Mühewaltung erzielbar ist. Erschwerend tritt hinzu, dass dabei der Schlag in der Nähe der Aufweitungsstelle in beiden Richtungen verkürzt werden muss. Der Montageprozess ist also sehr aufwändig.Unfortunately, For this purpose, the two-wire line must be irreversibly processed. Thus, an existing cable sheath must be removed to separate the cores and be able to insert into the winding window. This damage remains obtained as a damaged area even after a later removal of the field device. About that In addition, the twist of the two-wire line as it is for communication purposes trained lines to reduce the noise emission or Sturgeon coupling is common, to widen what is dependent from the given routing only under considerable Mühewaltung is achievable. To make matters worse, that while the blow in nearby the expansion point must be shortened in both directions. The assembly process is so very expensive.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache Einrichtung zur Energieversorgung von Feldgeräten in verfahrenstechnischen Anlagen anzugeben, deren Verfügbarkeit den Anforderungen der industriellen Automatisierungstechnik genügt, die freizügig an die vorgegebene Anlagentopologie anpassbar ist und die in explosionsgefährdeten Anlagen einsetzbar ist.The invention is therefore based on the object of specifying the simplest possible means for supplying power to field devices in process plants whose availability meets the requirements of industrial automation technology which is freely adaptable to the given plant topology and which can be used in potentially explosive systems.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.According to the invention this Problem solved by the means of claim 1. advantageous Embodiments of the invention are given in the dependent claims.
Die Erfindung geht von der Tatsache aus, dass in verfahrenstechnischen Anlagen regelmäßig Wechselspannung führende Versorgungsnetze zur Energieversorgung von Motoren, Pumpen, Beleuchtungsanlagen und dergleichen vorhanden sind.The Invention is based on the fact that in procedural Plants regularly AC voltage premier Supply networks for the power supply of motors, pumps, lighting installations and the like are present.
Zur Energieversorgung von Feldgeräten in verfahrenstechnischen Anlagen ist ein mehradriges Kabel ringförmig in der verfahrenstechnischen Anlagen verlegt. Die Adern dieses Kabels sind gleichsinnig in Reihe geschaltet. Die die freien Aderenden sind an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen, die aus dem Versorgungsnetz gespeist ist. Darüber hinaus ist eine Stromwandleranordnung, deren Magnetkreis die Adern des mehradrigen Kabels umschließt, mit mindestens einer Sekundärwicklung vorgesehen. An die Sekundärwicklung ist mindestens ein Feldgerät angeschlossen.to Power supply of field devices In process plants, a multi-core cable is annular in the procedural plants laid. The wires of this cable are connected in series in the same direction. Those are the free wire ends connected to an AC voltage source coming from the supply network is fed. About that In addition, a current transformer arrangement, the magnetic circuit, the wires encloses the multi-core cable, provided with at least one secondary winding. To the secondary winding is at least one field device connected.
Das in der Anlage verlegte und in der beschriebenen Weise verschaltete mehradrige Kabel stellt somit die Primärwicklung der Stromwandleranordnung dar. Auf diese Weise wird nach dem für sich bekannten Transformatorprinzip elektrische Energie von dem aus der Wechselspannungsquelle gespeisten Primärstromkreis in den vom Feldgerät belasteten Sekundärstromkreis übertragen. Dabei ist der Sekundärstromkreis galvanisch vom Primärstromkreis getrennt.The laid in the system and interconnected in the manner described Multi-core cable thus provides the primary winding of the current transformer arrangement In this way, according to the known per se transformer principle electrical energy from the fed from the AC power source Primary circuit in the field device loaded secondary circuit. Here is the secondary circuit galvanic from the primary circuit separated.
Die induktive Energieauskopplung geschieht sowohl beim Hinzufügen als auch beim Entfernen eines Feldgeräts ohne dediziertes Abschalten desselben funkenfrei. Damit ist eine fundamentale Forderung für die Zulassung der erfindungsgemäßen Einrichtung in explosionsgefährdeten Anlagen erfüllt.The Inductive energy extraction happens both when adding as even when removing a field device without dedicated shutdown same spark free. This is a fundamental requirement for approval the device according to the invention in potentially explosive atmospheres Plants met.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeospiels näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:Further Details and advantages of the invention will be described below an execution example game explained in more detail. The necessary drawings show:
In
bevorzugter Ausführungsform
ist die Wechselspannungsquelle
Darüber hinaus
kommt das mehradrige Kabel
Darüber hinaus
ist eine Stromwandleranordnung
Das
Feldgerät
Dabei
kann kann vorgesehen sein, dass die freien Aderenden
Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass die freien Aderenden
In
Das
Kabel
Entlang
des Kabels
Die
induktive Energieauskopplung erfolgt auch ohne Abschaltung beim
Hinzufügen
und Entfernen von Feldgeräten
funkenfrei. Das Kabel
Alternativ
kann vorgesehen sein, das Kabel
In
besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen, dass eine
Mehrzahl von Feldgeräten
Die
Signalübertragung
zwischen den funktional verbundenen Feldgeräten
- 1010
- Kabelelectric wire
- 11 bis 1n11 to 1n
- Adernveins
- 11a bis 1na11a to 1na
- Aderanfangvein beginning
- 11e bis 1ne11e to 1ne
- Aderendecore end
- 1515
- Widerstandresistance
- 1616
- Sicherungfuse
- 1717
- Verteilerdistributor
- 2020
- WechselspannungsquelleAC voltage source
- 3030
- StromwandleranordnungCurrent transformer arrangement
- 3131
- Sekundärwicklungsecondary winding
- 4040
- Feldgerätfield device
- 4141
- Antenneantenna
- 4242
- Verkettungsleitungchaining line
- 5050
- Prozessgrößeprocess variable
Claims (4)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008062815A1 (en) | 2008-12-23 | 2010-06-24 | Samson Ag | Field device for a process plant and method for supplying the field device |
| DE102009058865A1 (en) | 2009-12-18 | 2011-06-22 | Abb Ag, 68165 | Apparatus for independent power supply of wireless head transmitters arranged in thermometers, has protective pipe and measuring unit that are made of different thermoelectric materials and are connected with head transmitter |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19636031A1 (en) * | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Varchmin J Uwe Prof Dr Ing | Communication system for explosive detonation |
-
2004
- 2004-12-08 DE DE102004059106A patent/DE102004059106B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19636031A1 (en) * | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Varchmin J Uwe Prof Dr Ing | Communication system for explosive detonation |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008062815A1 (en) | 2008-12-23 | 2010-06-24 | Samson Ag | Field device for a process plant and method for supplying the field device |
| EP2202598A2 (en) | 2008-12-23 | 2010-06-30 | Samson Aktiengesellschaft | Field device for a processing assembly and method for supplying the field device |
| DE102009058865A1 (en) | 2009-12-18 | 2011-06-22 | Abb Ag, 68165 | Apparatus for independent power supply of wireless head transmitters arranged in thermometers, has protective pipe and measuring unit that are made of different thermoelectric materials and are connected with head transmitter |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ABB AG, 68309 MANNHEIM, DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: WESTERFELD, PETER, DIPL.-ING., DE Free format text: FORMER OWNER: ABB AG, 68309 MANNHEIM, DE Effective date: 20130718 |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: MARKS, FRANK DIETER, DIPL.-ING. PAT.-ING., DE Effective date: 20130718 |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |