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DE102020134408A1 - Operating unit for field devices with an energy store and an associated field device - Google Patents

Operating unit for field devices with an energy store and an associated field device Download PDF

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DE102020134408A1
DE102020134408A1 DE102020134408.2A DE102020134408A DE102020134408A1 DE 102020134408 A1 DE102020134408 A1 DE 102020134408A1 DE 102020134408 A DE102020134408 A DE 102020134408A DE 102020134408 A1 DE102020134408 A1 DE 102020134408A1
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Germany
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field device
power
connection
industrial communication
energy store
Prior art date
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Application number
DE102020134408.2A
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German (de)
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DE102020134408B4 (en
Inventor
Jürgen Schmollinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFM Electronic GmbH
Original Assignee
IFM Electronic GmbH
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Publication date
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Abstract

Bedieneinheit für ein Feldgerät mit einem Energiespeicher 1, einem ersten Anschluss 2, einem zweiten Anschluss 3 und einer Steuereinheit 4, wobei der erste Anschluss 2 zur Verbindung mit einem Feldgerät 5 und zu dessen Stromversorgung, und der zweite Anschluss 3 zur Verbindung mit einer Versorgungseinheit 6 geeignet ist. Sie weist eine Industriekommunikation-Schnittstelle 7 auf, die dazu ausgebildet ist, ein Industriekommunikations-fähiges Feldgerät 5 bei einem Stromausfall oder bei Unterspannung in einen Stromsparmodus zu versetzen und wieder daraus aufzuwecken, wobei das Feldgerät 5 im Stromsparmodus aus dem Energiespeicher 1 versorgt wird, und das im Stromsparmodus befindliche Feldgerät 5 durch einen Industriekommunikations-Befehl in einen Zustand versetzbar ist, in dem ein Prozesswert angezeigt wird. Des Weiteren wird ein zugehöriges Industriekommunikations-fähiges Feldgerät (Device), zu deren Steuerung beansprucht.

Figure DE102020134408A1_0000
Operating unit for a field device with an energy store 1, a first connection 2, a second connection 3 and a control unit 4, the first connection 2 for connection to a field device 5 and for its power supply, and the second connection 3 for connection to a supply unit 6 suitable is. It has an industrial communication interface 7, which is designed to put an industrial communication-capable field device 5 into a power-saving mode and wake it up again in the event of a power failure or undervoltage, with the field device 5 being supplied with power from the energy store 1 in the power-saving mode, and the field device 5 in power-saving mode can be put into a state by an industrial communication command in which a process value is displayed. Furthermore, an associated industrial communication-capable field device (device) is claimed for its control.
Figure DE102020134408A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit mit einem Energiespeicher für ein Feldgerät aus der Prozessmesstechnik gemäß Anspruch 1 sowie ein zugehöriges Feldgerät gemäß Anspruch 6.The invention relates to an operating unit with an energy store for a field device from process measurement technology according to claim 1 and an associated field device according to claim 6.

Feldgeräte sind ein wichtiger Bestandteil der Prozessautomatisierung in der Industrie, wo sie sie zum einen als optische, induktive oder kapazitive Näherungsschalter, und zum anderen in der Prozessmesstechnik zur Messung von Druck, Temperatur, Füllstand oder Durchfluss eingesetzt werden. Naturgemäß sind diese Messstellen in einer Anlage oft an schwer zugänglichen Orten im Feld verteilt, wobei die Anlagensteuerung über Feldbusse und neuerdings auch über die im Folgenden näher beschriebenen Industriekommunikations- Verbindungen mit den Feldgeräten kommuniziert.Field devices are an important part of process automation in industry, where they are used on the one hand as optical, inductive or capacitive proximity switches, and on the other hand in process measurement technology to measure pressure, temperature, level or flow. Naturally, these measuring points in a plant are often distributed at locations in the field that are difficult to access, with the plant control communicating with the field devices via fieldbuses and recently also via the industrial communication connections described in more detail below.

Die Industriekommunikation ist ein automatisiertes Kommunikationssystem, in das sowohl Sensoren als auch Aktoren integriert sein können.Industrial communication is an automated communication system in which both sensors and actuators can be integrated.

Ein Industriekommunikations-System arbeitet gemäß einer durch die Norm (IEC 61131-9) standardisierten Kommunikation, und wird dort mit SDCI (Single drop digital Communication Interface) bezeichnet. Es besteht aus einer Steuereinheit, dem Industriekommunikations-Master, und einem als Industriekommunikations-Device bezeichneten Feldgerät. Im Gegensatz zu den Feldbussen handelt es sich hier um eine Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle für den Anschluss beliebiger Sensoren oder Aktoren an ein Steuerungssystem (SPS) über eine Parallelverdrahtung. Neuerdings werden Industriekommunikations-Systeme auch zur Diagnose bzw. Maintenance-Planung eingesetzt. Die Kommunikation basiert auf dem üblichen 3-Leiter-Anschluss-Verfahren. Zusätzliches Kabelmaterial ist also nicht erforderlich.An industrial communication system works according to a communication standardized by the standard (IEC 61131-9) and is referred to there as SDCI (single drop digital communication interface). It consists of a control unit, the industrial communication master, and a field device known as the industrial communication device. In contrast to field buses, this is a point-to-point interface for connecting any sensors or actuators to a control system (PLC) via parallel wiring. Recently, industrial communication systems have also been used for diagnosis and maintenance planning. Communication is based on the usual 3-wire connection method. Additional cable material is therefore not required.

Die Industriekommunikation eignet sich sowohl für binäre als auch für analoge Sensoren und Aktuatoren. Der Unterschied zwischen Industriekommunikations-Sensoren und Standard-Sensoren liegt in der Kombination des Standard-Ausgangskanals mit einem zusätzlichen Datenkanal. So können vorhandene Anschlussleitungen auch für Industriekommunikations-Sensoren (Geräte) verwendet werden.Industrial communication is suitable for both binary and analog sensors and actuators. The difference between industrial communication sensors and standard sensors lies in the combination of the standard output channel with an additional data channel. Existing connecting cables can also be used for industrial communication sensors (devices).

Industriekommunikations-Sensoren beherrschen drei Arten der Kommunikation:

  • - Binär, wie herkömmliche Sensoren,
  • - Digitale Übermittlung von Messwerten und
  • - Übertragung von Geräteparametern und Diagnosedaten.
Industrial communication sensors master three types of communication:
  • - Binary, like conventional sensors,
  • - Digital transmission of measured values and
  • - Transmission of device parameters and diagnostic data.

Die DE 10 2016 221 662 B4 der Anmelderin offenbart einen Adapter zur Steuerung eines Feldgeräts über ein IO-Link-System, wobei das IO-Link-System eine nach der IEC 61131-9 arbeitende Ausgestaltung der betrachteten Industriekommunikations-Systeme darstellt.the DE 10 2016 221 662 B4 The applicant discloses an adapter for controlling a field device via an IO-Link system, the IO-Link system representing an embodiment of the considered industrial communication systems working according to IEC 61131-9.

Die DE 10 2016 217 706 B4 der Anmelderin beschreibt eine Zwischeneinheit für das IO-Link-System zur bidirektionalen Datenübertragung über längere Strecken. Sie besteht aus einem Sekundär-Master und einem generischen (IO-Link-) Device, wobei das generische Device erst auf Anfragen antwortet, wenn Inforationen vom (Sensor-) Device vorliegen.the DE 10 2016 217 706 B4 the applicant describes an intermediate unit for the IO-Link system for bidirectional data transmission over long distances. It consists of a secondary master and a generic (IO-Link) device, whereby the generic device only responds to requests when information from the (sensor) device is available.

Die EP 2 256 566 B1 beschreibt ein Feldgerät mit einer Steuereinrichtung und ein Verfahren zu dessen Steuerung. Die Steuereinheit ist zum wahlweisen Einnehmen eines Arbeitsmodus und eines Schlafmodus ausgeführt, wobei die Steuereinheit vor dem Einnehmen des Schlafmodus ein Deaktivierungssignal an die Überwachungseinheit sendet, und die Überwachungseinheit dazu ausgeführt ist, die Steuereinheit nach dem Empfang eines Aktivierungssignals wieder in den Arbeitsmodus zu bringen.the EP 2 256 566 B1 describes a field device with a control device and a method for controlling it. The control unit is designed to selectively assume a working mode and a sleep mode, with the control unit sending a deactivation signal to the monitoring unit before entering the sleep mode, and the monitoring unit being designed to bring the control unit back into the working mode after receiving an activation signal.

Die EP 3 598 078 A1 lehrt, ein Feldgerät energiesparend zu betreiben, d. h. nicht benötigte Verbraucher abzuschalten. Zu diesem Zweck ist ein gesteuerter Stromspeicher vorhanden.the EP 3 598 078 A1 teaches how to operate a field device in an energy-saving manner, ie switch off consumers that are not required. A controlled power storage unit is available for this purpose.

Die EP 3 598 079 A1 offenbart ein batteriebetriebenes Feldgerät mit einem Energiespeicher, der mit einer Steuereinheit verbunden ist. Das Feldgerät weist Verbraucher auf, die über einen steuerbaren Schalter mit dem Energiespeicher verbunden sind, so dass sie alle stromlos geschaltet werden können. In einer Ausführungsform werden nur bestimmte Komponenten mit Strom versorgt, und andere in einem Sleep-Modus gehalten. Weiterhin wird eine Konsole vorgeschlagen, welche zur Wartung an das Feldgerät angesteckt, und zum Update von Software genutzt werden kann. Die Konsole kann auch für eine Verbindung mit dem Energiespeicher eingerichtet sein, und eine Stromversorgung beinhalten, die geeignet ist, einen wieder aufladbaren Energiespeicher des Feldgeräts aufzuladen.the EP 3 598 079 A1 discloses a battery-operated field device with an energy store connected to a control unit. The field device has loads that are connected to the energy store via a controllable switch, so that they can all be switched off. In one embodiment, only certain components are powered and others are kept in a sleep mode. Furthermore, a console is proposed, which can be plugged into the field device for maintenance and used to update software. The console can also be set up for a connection to the energy store and contain a power supply that is suitable for charging a rechargeable energy store of the field device.

Der Nachteil des Standes der Technik wird zum einen darin gesehen, dass bei einer Störung in der Stromversorgung der aktuelle Prozesswert nicht ohne weiteres ausgelesen werden kann. Zum anderen fehlt eine effiziente Möglichkeit, Feldgeräte an schwer erreichbaren Positionen bei einem Stromausfall manuell zu bedienen. Gesucht wird ein bei Stromausfall flexibel einsetzbares Tool zur Unterstützung des Servicepersonals.The disadvantage of the prior art is, on the one hand, that in the event of a fault in the power supply, the current process value cannot easily be read out. On the other hand, there is no efficient way to manually operate field devices in hard-to-reach positions in the event of a power failure. A tool that can be used flexibly in the event of a power failure is being sought to support service personnel.

Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, den Stand der Technik weiter zu verbessern. Dabei sollte dem Servicepersonal ermöglicht werden, flexibler und effizienter auf Störungen in der Stromversorgung zu reagieren. Insbesondere soll eine Möglichkeit geschaffen werden, Feldgeräte an schwer erreichbaren Positionen manuell zu bedienen, um beispielsweise den aktuellen bzw. letzten Prozesswert auszulesen.The object of the invention is seen in further improving the state of the art. The service staff should be able to react more flexibly and efficiently to disruptions in the power supply. In particular, a possibility should be created to manually operate field devices in positions that are difficult to reach, for example to read out the current or last process value.

Diese Aufgabe wird gemäß den Ansprüchen 1 und 6 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnungen.This object is solved according to claims 1 and 6. The dependent claims relate to advantageous configurations of the arrangements according to the invention.

Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, eine zwischen einem Feldgerät und dessen Versorgungseinheit anzuordnende, im Folgenden als Power-Box bezeichnete Bedieneinheit zu schaffen, die dazu geeignet ist, eine Unterspannung am Feldgerät zu erkennen und bei Stromausfall oder auch nur bei Unterspannung das Feldgerät in einen Stromsparmodus zu versetzen und wieder daraus aufzuwecken, wobei das Feldgerät im Stromsparmodus aus der Power-Box mit Strom versorgt wird, und wobei der aktuelle (letzte) Prozesswert angezeigt oder ausgelesen werden kann.The main idea of the invention is to create an operating unit to be arranged between a field device and its supply unit, hereinafter referred to as a power box, which is suitable for detecting undervoltage on the field device and, in the event of a power failure or even just undervoltage, switches the field device to a power-saving mode to move and wake up again, the field device being supplied with power from the power box in power-saving mode, and the current (last) process value being able to be displayed or read out.

Wie sich herausgestellt hat, bietet die oben genannte Industriekommunikations-Verbindung eine bisher nicht realisierbare Möglichkeit, eine Power-Box mit einem Akku-Pack und einer einfachen flexiblen Kommunikationsschnittstelle zu einem Feldgerät (Sensor)zu schaffenAs has been found, the above-mentioned industrial communication connection offers a hitherto unfeasible possibility of creating a power box with a battery pack and a simple, flexible communication interface to a field device (sensor).

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung weist die Power-Box eine Bedientaste auf, die einen Industriekommunikations-Befehl für das Feldgerät auslöst, und das Feldgerät zur Anzeige eines Prozesswerts, vorzugsweise des letzten bzw. des aktuellen, veranlasst.In a first advantageous embodiment, the power box has an operating button that triggers an industrial communication command for the field device and causes the field device to display a process value, preferably the last or the current one.

In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung kann die Power-Box dazu ausgebildet sein, eine geeignete Bedientaste des Feldgeräts abzufragen, und das Feldgerät damit zur Anzeige eines gewünschten Prozesswerts zu veranlassen.In a second advantageous embodiment, the power box can be designed to query a suitable control button of the field device and thus cause the field device to display a desired process value.

In einer dritten vorteilhaften Ausgestaltung weist die Power-Box ein Display zur Anzeige des oben genannten Prozesswertes auf.In a third advantageous embodiment, the power box has a display for showing the process value mentioned above.

Es versteht sich, dass die Verwendung der erfindungsgemäßen eben beschriebenen Power-Box ein Industriekommunikations-fähiges Feldgerät (Industriekommunikations-Device), erfordert, welches in der gewünschten Weise zu programmieren ist. Insbesondere muss das Feldgerät dazu ausgebildet sein, auf einen Industriekommunikations-Befehl in einen Stromsparmodus (Sleep-Modus) überzugehen, wobei das Feldgerät in einen Zustand versetzt wird, bei dem lediglich zur Anzeige des letzten Prozesswerts erforderlichen Baugruppen mit Strom versorgt werden. Das Aufwecken kann die Power-Box natürlich auch über einen Power-Down Befehl des Feldgeräts/Device erzwingen. Dann startet der Sensor einfach neu.It goes without saying that the use of the power box according to the invention just described requires a field device capable of industrial communication (industrial communication device), which is to be programmed in the desired manner. In particular, the field device must be designed to switch to an industrial communication command in a power-saving mode (sleep mode), the field device being put into a state in which only assemblies required to display the last process value are supplied with power. The power box can of course also wake up using a power down command from the field device/device. Then the sensor simply restarts.

Die erfindungsgemäße Power-Box besteht also im Wesentlichen aus einem Akku-Pack mit einer Industriekommunikations-fähiger Schnittstelle zum Sensor. Die Power-Box versorgt den angeschlossenen Sensor bei Stromausfall oder Unterspannung und kommandiert diesen in einen Stromspar Modus. Aus diesem Stromspar Modus wacht der Sensor auf, wenn die Versorgungsspannung wieder verfügbar ist. In diesem Fall geht er in seinen Normalzustand über.The power box according to the invention consists essentially of a battery pack with an interface to the sensor that is capable of industrial communication. The power box supplies the connected sensor in the event of a power failure or undervoltage and commands it into a power-saving mode. The sensor wakes up from this power-saving mode when the supply voltage is available again. In this case, it returns to its normal state.

Nach Rückkehr der Stromversorgung aus der übergeordneten (speicherprogrammierbaren) Steuerung (SPS), einer Unterbaugruppe wie einem Industriekommunikations-Master Gateway oder einem Netzteil wird die Zeit des Ausfalls und der Ladezustand der Akkus an die Steuerung gemeldet. Damit kann entweder eine Wartung eingeleitet oder die zukünftige Verfügbarkeit vorhergesagt werden.After the power supply returns from the higher-level (programmable logic controller) (PLC), a sub-assembly such as an industrial communication master gateway or a power supply unit, the time of the failure and the state of charge of the batteries are reported to the controller. This can either be used to initiate maintenance or to predict future availability.

Im Stromspar-Modus bleibt die Anzeige dunkel, bis eine Taste gedrückt wird. Dann zeigt sie den Prozesswert nur für einige Sekunden an. (Vergleichbar mit einer Display Off Funktion.)
Das macht eine Wartung an der Maschine oder Industrieanlage möglich, da selbst bei einem Stromausfall der Prozesswert noch sicher angezeigt werden kann.
Außerdem ist es möglich, den Sensor über einen Taster oder einen Kommunikations-Befehl über die Power-Box aufzuwecken. So ist es möglich, einen nur schwer oder im Extremfall überhaupt nicht erreichbaren Sensor (zum Beispiel auf einem Tank) zu aktivieren.
Das erhöht die Betriebsbereitschaft und reduziert die notwendige Kapazität der Akkus, was den Einsatz von wartungsfreien Ultra Kondensatoren (Super Caps, Gold Caps etc.) erlaubt.
In power saving mode, the display remains dark until a key is pressed. Then it only displays the process value for a few seconds. (Comparable to a display off function.)
This makes maintenance on the machine or industrial plant possible, since the process value can still be reliably displayed even in the event of a power failure.
It is also possible to wake up the sensor via a button or a communication command via the power box. This makes it possible to activate a sensor that is difficult or, in extreme cases, not accessible at all (e.g. on a tank).
This increases the operational readiness and reduces the necessary capacity of the batteries, which allows the use of maintenance-free ultra capacitors (Super Caps, Gold Caps, etc.).

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

  • 1 zeigt die elektronische Schaltung der Power-Box in einer vereinfachten Darstellung,
  • 2 zeigt die zwischen einem Feldgerät und der Stromversorgung angeordnete Power-Box.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
  • 1 shows the electronic circuit of the power box in a simplified representation,
  • 2 shows the power box arranged between a field device and the power supply.

Die 1 beschreibt eine vereinfacht dargestellte elektronische Schaltung der Power-Box. Sie weist einen Energiespeicher 1, einem ersten Anschluss 2, einem zweiten Anschluss 3 und einer Steuereinheit 4 auf, wobei der erste Anschluss 2 zur Verbindung mit einem Feldgerät 5 und zu dessen Stromversorgung, und der zweite Anschluss 3 zur Verbindung mit einer Versorgungseinheit 6 dient ist. Weiterhin ist eine mit communcation module bezeichnete Industriekommunikations-Schnittstelle 7 vorhanden.the 1 describes a simplified electronic circuit of the power box. It has an energy store 1, a first connection 2, a second connection 3 and a control unit 4, the first connection 2 for connection to a field device 5 and for its power supply, and the second connection 3 is used for connection to a supply unit 6 . Furthermore, an industrial communication interface 7 designated as communication module is present.

Wenn die Versorgung unter einen Schwellwert sinkt, (z.B. auf 18 V, siehe Spezifikation der Industriekommunikation), wird mit einem Regler (z.B. ein Aufwärtswandler) aus einem angeschlossenen Energiespeicher, Akku oder Kondensator 1 elektrische Energie für das Feldgerät 5 zur Verfügung gestellt. Dabei wird die Stromversorgung eines hier nicht explizit dargestellten Feldgerätes 5 während des Stromausfalls sichergestellt.If the supply drops below a threshold value (e.g. to 18 V, see specification of industrial communication), a regulator (e.g. a step-up converter) from a connected energy store, battery or capacitor 1 provides electrical energy for the field device 5. In this case, the power supply of a field device 5 (not shown explicitly here) is ensured during the power failure.

Eine mit supply (circuit) bezeichnete Einheit stellt die Stromversorgung der Steuereinheit 4 (control unit) sicher. Diese übernimmt die Steuerung eines mit Charge control & converter bezeichneten Reglers und der KommunikationsSchnittstelle 7 (communication module).
Außerdem wird die Eingangsspannung permanent überwacht.
Der Ladezustand des Energiespeichers 1 (C1) wird ebenfalls mit der control unit erfasst und bei einem verfügbaren Industriekommunikations-Master-Gateway, einer SPS, oder einer anderen übergeordneten Steuereinheit, an diese übermittelt. Damit kann bei Bedarf eine Wartung durchgeführt, oder eine mögliche Überbrückungszeit berechnet werden.
Um den Energiespeicher 1 zu laden enthält die charge control eine geeignete Ladeschaltung, die bei vorhandener Stromversorgung den Energiespeicher 1 auffüllt.
A unit designated supply (circuit) ensures the power supply of the control unit 4 (control unit). This takes over the control of a controller labeled Charge control & converter and the communication interface 7 (communication module).
In addition, the input voltage is permanently monitored.
The state of charge of the energy store 1 (C1) is also recorded with the control unit and, if there is an available industrial communication master gateway, a PLC, or another higher-level control unit, it is transmitted to it. This means that maintenance can be carried out if necessary, or a possible bridging time can be calculated.
In order to charge the energy store 1, the charge control contains a suitable charging circuit, which fills up the energy store 1 when the power supply is available.

Die Industriekommunikations-Schnittstelle 7 (comunication module) stellt eine bidirektionale Verbindung zwischen dem Feldgerät 5 und einer übergeordneten Steuerung, wie einer SPS her. Bei vorhandener Versorgungsspannung ist diese transparent und gibt die Befehle zum und vom Feldgerät 5 einfach weiter. Der AUX-Anschluss kann zur Durchleitung von analogen Signalen vom (und zum) angeschossenen Feldgerät (Device) 5 verwendet werden.The industrial communication interface 7 (communication module) establishes a bidirectional connection between the field device 5 and a higher-level controller, such as a PLC. If the supply voltage is present, it is transparent and simply forwards the commands to and from the field device 5 . The AUX connection can be used to pass through analog signals from (and to) the connected field device (device) 5 .

Im Unterspannungsfall kommandiert die Power-Box das Feldgerät 5 in einen Sleep-Modus, wobei das Feldgerät 5 seinen Strombedarf auf ein Mindestmaß reduziert. Trotzdem soll es statt im Bereich der für das hier als Beispiel betrachtete IO-Link-System üblichen Zykluszeit von 0,4 bis 132 Millisekunden in größeren Abständen wie z. B. alle 3...30s, seinen extra dafür ausgerüsteten IO-Link Receiver einschalten und bei Bedarf den Prozesswert ermitteln. Dies erhöht die Zeit, während der ein Stromausfall überbrückt werden kann erheblich. Hierzu ist jedoch ein IO-Link Receiver erforderlich, der die IO-Link Kommunikation versteht, aber größerer Zykluszeiten zulässt, weil ein normgerechter IO-Link-Master bei mehr als 132 Millisekunden einen Kommunikations-Fehler melden würde.In the event of undervoltage, the power box commands the field device 5 into a sleep mode, with the field device 5 reducing its power requirement to a minimum. Nevertheless, instead of the usual cycle time of 0.4 to 132 milliseconds for the IO-Link system considered here as an example, it should be at longer intervals, e.g. B. every 3...30s, switch on its specially equipped IO-Link receiver and determine the process value if necessary. This significantly increases the time during which a power failure can be bridged. However, this requires an IO-Link receiver that understands IO-Link communication but allows longer cycle times because a standard-compliant IO-Link master would report a communication error at more than 132 milliseconds.

Dazu ist eine Software-Anpassung des Feldgerätes erforderlich, denn IO-Link-Devices sind so ausgelegt, dass wenn die Kommunikation abreißt, weil der Zyklus vom Master nicht eingehalten wird, es zwar im Kommunikationsmodus bleibt, es aber zu Fehlermeldungen kommen kann. Somit ist eine spezielle Version erforderlich, die nicht dem IO-Link Standard folgt und damit eine größere Zykluszeit zulässt. Wenn das alles nicht gewünscht wird, kann auch ein Standard-Feldgerät hier angeschlossen werden. Dann dient die Power-Box lediglich als USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung).This requires a software adaptation of the field device, because IO-Link devices are designed in such a way that if communication breaks down because the master does not keep to the cycle, it remains in communication mode, but error messages can occur. A special version is therefore required that does not follow the IO-Link standard and thus allows a longer cycle time. If none of this is desired, a standard field device can also be connected here. Then the power box only serves as a UPS (uninterruptible power supply).

Die 2 zeigt die zwischen Feldgerät 5 und Stromversorgung 6 angeordnete Power-Box. Dargestellt ist eine IO-Link-Verbindung, die hier als Industriekommunikations-Verbindung wirkt. Eine zur Erläuterung nicht unbedingt erforderliche übergeordnete Steuereinheit (SPS) kann an die mit SPS bezeichnete Leitung angeschlossen werden. Sie würde hier als Master-Gateway der Industriekommunikation, in diesen Fall als IO-Link-Master fungieren.the 2 shows the power box arranged between the field device 5 and the power supply 6 . An IO-Link connection is shown, which acts here as an industrial communication connection. A higher-level control unit (SPS), which is not absolutely necessary for the explanation, can be connected to the line marked SPS. It would function here as the master gateway for industrial communication, in this case as the IO-Link master.

Wie oben bereits detaillierter gezeigt, weist die Power-Box neben dem Energiespeicher 1 einen ersten Anschluss 2, einen zweiten Anschluss 3 und eine Steuereinheit 4 auf. Der erste Anschluss 2 dient zur Verbindung mit einem Feldgerät 5 und zu dessen Stromversorgung. Der zweite Anschluss 3 dient zur Verbindung mit einer (Strom-) Versorgungseinheit 6, die im Regelfall zu einer übergeordneten Steuereinheit (SPS) gehört. Weiterhin ist eine als IO-Link ausgeführte Industriekommunikations-Schnittstelle 7 zur bidirektionalen Kommunikation vorhanden.As already shown in more detail above, the power box has a first connection 2 , a second connection 3 and a control unit 4 in addition to the energy store 1 . The first connection 2 is used for connection to a field device 5 and for its power supply. The second connection 3 is used to connect to a (current) supply unit 6, which as a rule belongs to a higher-level control unit (PLC). There is also an industrial communication interface 7 designed as an IO-Link for bidirectional communication.

Darüber hinaus ist eine Bedientaste 8 zur manuellen Eingabe von Steuerbefehlen, für die Bedieneinheit und damit auch für das Feldgerät 5 dargestellt. Beispielsweise kann die Taste 8 zum Auslösen eines Messzykluss on demand, ausgebildet sein.In addition, a control button 8 for the manual input of control commands for the control unit and thus also for the field device 5 is shown. For example, the button 8 can be designed to trigger a measurement cycle on demand.

In einer weiteren Ausgestaltung kann das automatisch zeitgesteuert, z. B. alle 2 Minuten erfolgen, wobei der Prozesswert (Messwert) immer für 30 s angezeigt wird, wobei die Zeiten selbstverständlich an die Applikation durch Parameter angepasst werden können.In a further embodiment, this can be automatically timed, e.g. B. every 2 minutes, whereby the process value (measured value) is always displayed for 30 s, whereby the times can of course be adapted to the application using parameters.

Ein Display 9 kann sowohl zur Information des Servicepersonals als auch erfindungsgemäß zur Anzeige mindestens eines Prozesswerts dienen.A display 9 can serve both to inform the service personnel and, according to the invention, to display at least one process value.

BezugszeichenlisteReference List

11
Energiespeicherenergy storage
22
Erster AnschlussFirst connection
33
Zweiter AnschlussSecond connection
44
Steuereinheitcontrol unit
55
Feldgerätfield device
66
Versorgungseinheitsupply unit
77
Industriekommunikations-Schnittstelle (z. B. IO-Link-Schnittstelle)Industrial communication interface (e.g. IO-Link interface)
88th
Bedientastecontrol button
99
Displayscreen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102016221662 B4 [0007]DE 102016221662 B4 [0007]
  • DE 102016217706 B4 [0008]DE 102016217706 B4 [0008]
  • EP 2256566 B1 [0009]EP 2256566 B1 [0009]
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  • EP 3598079 A1 [0011]EP 3598079 A1 [0011]

Claims (6)

Bedieneinheit für ein Feldgerät, mit einem Energiespeicher (1), einem ersten Anschluss (2), einem zweiten Anschluss (3) und einer Steuereinheit (4), wobei der erste Anschluss (2) zur Verbindung mit einem Feldgerät (5) und zu dessen Stromversorgung und der zweite Anschluss (3) zur Verbindung mit einer Versorgungseinheit (6) geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Industriekommunikations-Schnittstelle (7) aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein Industriekommunikations-fähiges Feldgerät (5) bei einem Stromausfall oder bei Unterspannung in einen Stromsparmodus zu versetzen und wieder daraus aufzuwecken, wobei das Feldgerät (5) im Stromsparmodus aus dem Energiespeicher (1) versorgt wird, und das im Stromsparmodus befindliche Feldgerät (5) durch einen Befehl in einen Zustand versetzbar ist, in dem ein Prozesswert angezeigt wird.Operating unit for a field device, with an energy store (1), a first connection (2), a second connection (3) and a control unit (4), the first connection (2) for connection to a field device (5) and to its power supply and the second connection (3) is suitable for connection to a supply unit (6), characterized in that it has an industrial communication interface (7) which is designed to connect a field device (5) capable of industrial communication in the event of a power failure or in the event of undervoltage, to put it into a power-saving mode and to wake it up again, the field device (5) being supplied in the power-saving mode from the energy store (1), and the field device (5) in the power-saving mode being able to be put into a state by a command in which a process value is displayed. Bedieneinheit gemäß Anspruch 1, mit einer Bedientaste (8) zur Auslösung eines Industriekommunikations-Befehls für das Feldgerät (5).Operating unit according to claim 1 , with an operating button (8) for triggering an industrial communication command for the field device (5). Bedieneinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in ersten Zeitabständen ein Prozesswert stets für eine zweite Zeit angezeigt, wird, wobei diese Zeiten durch Parameter angepasst werden können.Operating unit according to claim 1 , characterized in that a process value is always displayed for a second time at first time intervals, it being possible for these times to be adjusted by parameters. Bedieneinheit gemäß Anspruch 1, dazu ausgebildet, eine Bedientaste des Feldgeräts (5) abzufragen, daraus einen Trigger-Befehl für die Industriekommunikation an das Feldgerät (5) zu übermitteln.Operating unit according to claim 1 , designed to interrogate an operating button of the field device (5), from which a trigger command for industrial communication is transmitted to the field device (5). Bedieneinheit gemäß Anspruch 1 oder 2, mit einem Display (9) zur Anzeige eines Prozesswerts des Feldgeräts (5).Operating unit according to claim 1 or 2 , with a display (9) for displaying a process value of the field device (5). Industriekommunikations-fähiges Feldgerät (5), dazu ausgebildet, auf einen Industriekommunikations-Befehl in einen Stromsparmodus überzugehen, wobei das Feldgerät (5) in einen Zustand versetzt wird, bei dem zur Anzeige eines Prozesswerts erforderliche Baugruppen mit Strom versorgt werden.Field device (5) capable of industrial communication, designed to switch to an industrial communication command in a power-saving mode, the field device (5) being put into a state in which the assemblies required to display a process value are supplied with power.
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