DE20107114U1

DE20107114U1 - Einrichtung zur Energieversorgung von Feldgeräten

Info

Publication number: DE20107114U1
Application number: DE20107114U
Authority: DE
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2011-04-26

Description

ABB Patent GmbH 20. April 2001

Kallstadter Strassei 71737 MS/Kie

68309 Mannheim

Einrichtung zur Energieversorgung von Feldgeräten

&iacgr;&ogr; Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energieversorgung von Feldgeräten in verfahrenstechnischen Anlagen nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

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.

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.

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. Jedoch sind die Feldgeräte bei Leitungsunterbrechungen von der Energiequelle getrennt.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und Mittel anzugeben, die eine vom Netz der Verbindungsleitungen unabhängige Energieversorgung der Feldgeräte gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Schutzanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem rückbezogenen Anspruch genannt.

Die Erfindung geht davon aus, dass der Leistungsbedarf zur Versorgung derzeitiger Feldgeräte durch zunehmende Integration auf einige wenige Milliwatt reduziert ist.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, prozessual in der verfahrenstechnischen Anlage vorhandene, nicht-elektrische Energie in elektrische Energie umzusetzen und das Feldgerät mit dieser elektrischen Energie zu versorgen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Feldgerät, das prozessual an eine Brennstoffleitung angeschlossen ist, mit einer Brennstoffzelle auszustatten. Dabei wird die Oxydationsenergie eines prozessual in einer Brennstoffleitung strömenden Brennstoffs direkt in elektrische Energie überführt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Feldgerät mit einem Speicher elektrischer Energie ausgestattet.

Die Erfindung macht sich zu Nutze, dass in Abhängigkeit von der Art der verfahrenstechnischen Anlage mindestens eine Quelle nicht-elektrischer Primärenergie dauerhaft zur Verfügung steht. Dabei wird unter dauerhafter Verfügbarkeit auch diskontinuierliche aber periodische Verfügbarkeit verstanden.

Bei diskontinuierlicher Verfügbarkeit der nicht-elektrischen Primärenergie wird die diskontinuierlich erzeugte elektrische Energie zur Versorgung des Feldgeräts während der Unterbrechung des Zuflusses der nicht-elektrischen Primärenergie im Feldgerät gespeichert. Damit ist die kontinuierliche unterbrechungsfreie Versorgung des Feldgeräts mit elektrischer Energie zu seinem Betrieb gewährleistet.

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Vorteilhafterweise kommt die Energieversorgung des Feldgeräts ohne elektrische Verbindungsleitungen von und zu einer zentralen Quelle elektrischer Energie aus. Die Verfügbarkeit der Feldgeräts ist damit unabhängig von Störungen durch Leitungsunterbrechungen. Darüber hinaus ist der erhebliche materielle Aufwand für ein Netz von elektrischen Verbindungsleitungen und dessen Wartung und Pflege insgesamt verzichtbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Figur ist eine Einrichtung zur Energieversorgung für ein Feldgerät 1 mit einem Messwertaufnehmer für den Durchfluss eines in einer Brennstoffleitung 2 geführten Brennstoffs, der in der Figur durch einen Pfeil 3 dargestellt ist, gezeigt.

Das Feldgerät 1 weist einen Messumformer 11 auf, an den ein Durchflussfühler 16 angeschlossen ist, der durch die Wand der Brennstoffleitung 2 in den Brennstoff 3 hineinragt und von diesem umspült wird. In Abhängigkeit von der Bauart des Durchflussfühlers 16 kann dieser auch in die Wand der Brennstoffleitung 2 integriert sein. Darüber hinaus ist das Feldgerät 1 mit einer Kommunikationseinrichtung 12 zum Datenaustausch mit einer nicht dargestellten zentralen Einrichtung ausgestattet. Die Kommunikationseinrichtung 12 ist mit dem Messumformer 11 verbunden und zur drahtlosen Kommunikation mit der zentralen Einrichtung geeignet. Dazu weist die Kommunikationseinrichtung 12 eine Antenne 121 auf.

Der Messumformer 11 und die Kommunikationseinrichtung 12 weisen in der Figur durch Kreuze gekennzeichnete Anschlüsse zur Stromversorgung auf.

Das Feldgerät 1 ist mit einer Brennstoffzelle 13 ausgestattet. Die Brennstoffzelle 13 ist an die Brennstoffleitung 2 angeschlossen. Dabei wird die Brennstoffzelle 13 von dem Brennstoff 3 durchströmt. Die Oxydationsenergie des prozessual in der Brennstoffleitung 2 strömenden Brennstoffs 3 wird in einem für sich bekannten galvanischen Prozess direkt in elektrische Energie überführt wird. Als Brennstoffe 3 sind insbesondere Wasserstoff, Alkane und Azetylen geeignet.

Der auf diesem Wege erzeugte elektrische Strom ist zur Energieversorgung des Feldgeräts 1 geeignet. Dazu sind die elektrischen Anschlüsse der Brennstoffzelle 13

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mit den durch Kreuze gekennzeichneten Anschlüssen zur Stromversorgung des Messumformers 11 und der Kommunikationseinrichtung 12 verbunden.

Darüber hinaus ist das Feldgerät 1 mit einem Energiespeicher 15 ausgestattet. Der Energiespeicher 15 ist parallel zu den Anschlüssen der Brennstoffzelle 13 geschaltet. Dabei kann vorgesehen sein, den Energiespeicher 15 als Akkumulator auszuführen. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Energiespeicher 15 als hochkapazitiver, verlustarmer Kondensator ausgeführt sein.

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Bezugszeichenliste

1	Feldgerät
11	Messumformer
12	Kommunikationseinrichtung
121	Antenne
13	Brennstoffzelle
15	Energiespeicher
16	Durchflussfühler
2	Brennstoffleitung
3	Brennstoff

Claims

1. Einrichtung zur Energieversorgung von Feldgeräten in verfahrenstechnischen Anlagen, die mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle zum Datenaustausch mit einer zentralen Einrichtung ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (1) prozessual an eine Brennstoffleitung (2) angeschlossen und mit einer Brennstoffzelle (13) ausgestattet ist, mit der die Oxydationsenergie des prozessual in einer Brennstoffleitung (2) strömenden Brennstoffs in einen elektrischen Strom umgesetzt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (1) mit einem Speicher (15) elektrischer Energie ausgestattet ist.