WO2017060018A1 - Modular aufgebautes feldgerät mit einem anzeige-/bediengerät, das ein funkmodul und eine interne energieversorgung enthält - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a modular field device according to the preamble of claim 1 and a modular field device system according to the preamble of Pa ⁇ tent suctions fourteenth
- Feldge ⁇ boards are often applied, which are used to detect and / or influence process variables.
- field devices are level gauges, level sensors and pressure measuring ⁇ devices with sensors that detect the corresponding process variables level, level or pressure.
- field devices are connected to higher-level units, for example control systems or control units. These higher-level units are used for process control, process visualization and / or process monitoring.
- the energy and / or signal transmission between field device and higher-level units is often carried out according to the known 4 mA to 20 mA standard, in which a 4 mA to 20 mA current ⁇ loop or a two-wire line between the field device and the parent unit is formed.
- a 4 mA to 20 mA current ⁇ loop or a two-wire line between the field device and the parent unit is formed.
- the measuring devices according to various other protocols, in particular digital protocols, more in ⁇ formations transmit to the superordinate unit or received from.
- the HART protocol or the Profibus PA protocol may be mentioned here.
- the power supply of these field devices is also via the 4 mA to 20 mA current signal, so that in addition to Zweidrahtlei ⁇ tion no additional supply line is necessary.
- no additional supply line is necessary.
- control units which are physically connected to the communication with the field device to the 4 mA to 20 mA current loop, so the operation of the field device over the 4 mA to 20 mA
- the ⁇ -like operating units have the disadvantage that they have to be connected as previously mentioned, physically current loop of the 4 mA to 20 mA ⁇ .
- the two-wire line must be modified in such a way, for example, stripped and / or severed, so that the control unit can be connected ⁇ .
- modular field ⁇ devices are known from the prior art known in which selected from a plurality of combine, sensors, housings, electronic units and operating and / or display units and a corresponding field device may be established.
- Such a modular Feldge ⁇ councils concept is eg. By the company Vega Grieshaber KG is ⁇ bid.
- the sensors, electronic modules and display and / or operating units are adapted to one another as well as to various available housings.
- a modular field device concept for achieving the object is reproduced in claim 14.
- An inventive modular field device includes a housing, a sensor and arranged in the housing electronics unit and a detachably connected with the electronic unit display and / or operating unit, wherein the at ⁇ index and / or operating unit is a radio module for wireless communication with at least a further unit and an internal power supply, in particular a battery or ei ⁇ nen accumulator for at least partially supplying the radio ⁇ module with energy.
- Such a modular field device allows by the arrangement of the radio module in the display and / or Particularein ⁇ unit and the at least partially supply the radio module with energy from an internal power supply, for example ⁇ from a battery or a rechargeable battery, the possi ⁇ ability, existing field devices with a with the Elektronikein ⁇ unit releasably connectable display and / or control unit also retrofitted with a wireless module that is integrated into the display and / or control unit to equip.
- an internal power supply for example ⁇ from a battery or a rechargeable battery
- a seamless integration is made possible when the display and / or operating unit is connected via a data line conductively connected to the electronic unit.
- the indicators and / operating unit can then be exclu ⁇ Lich wirelessly connected to the further unit, for example a mobile display and / or operating unit.
- the electronics unit may be wired connected to a superordinated unit, for example with a Jerusalemsteue ⁇ tion or a control room. Ki ⁇ NEN In this way, in particular a power supply of the Elektronikein- ness and the sensor on the wired connection, carried into ⁇ particular via a two-wire line.
- the display and / or control unit is designed such that it generates a warning message ⁇ falls below a pre give ⁇ NEN state of charge of the battery or of the accumulator and dispatched.
- a warning message can be sent, for example via the electronic unit to the parent unit. It is advantageous if the display and / or operating unit is designed so that it can send the warning message via the electronic unit to the parent unit.
- the radio module In order not to jeopardize a function of the field device, it makes sense if the radio module is deactivated when a Ver ⁇ supply of the radio module is no longer guaranteed by the internal power supply. In this way it is prevented that a functionality of the electronic unit or the display and / or operating ⁇ unit is compromised due to the supply of the radio module on the energy ⁇ supply of the display and / or control unit.
- the display and / or operating unit has signaled a separation of the display and / or operating unit from the electronic unit. This can be done at ⁇ example by an appropriate display or a akusti ⁇ signals are available. In this way, a warning is given ⁇ , which signals, for example, a limited functionality of the field device.
- the Electronics ⁇ deflecting unit and the display and / or operating unit each may have a radio module, wherein the radio module formed such are that receive the radio signals of another radio module and send again.
- a Repeaterfunk- can be achieved tionality, for example, then, is arranged, if the display and / or control unit of the electronic unit loading abstandet, the RF signals from other Funkmo ⁇ modules, for example, other electronic units and / or on ⁇ which display - and / or operating units forward each.
- the further unit may for example also be designed as a display and / or operating unit and be designed in particular as a mobile terminal, such as a smartphone, tablet PC, laptop or mobile display and / or control unit with special functionalities.
- the internal power supply is designed interchangeable, so that in particular an accumulator or a battery can be replaced.
- the field device has an energy harvester, in particular a solar module, a movement energy converter, a thermal energy converter and / or an antenna for converting electronic radiation energy, for charging the rechargeable battery.
- an energy harvester in particular a solar module, a movement energy converter, a thermal energy converter and / or an antenna for converting electronic radiation energy, for charging the rechargeable battery. In this way, too ⁇ additional energy to relieve the internal Energyversor ⁇ supply available and / or they are recharged.
- a modular field device system with a plurality of sensors, a plurality of connectable to sensors and tuned to these electronic units and a plurality of zubba ⁇ ren with the electronic units and tuned to these display and / or Particulareinhei ⁇ th
- the field device system at least a display and / or operating unit with a wireless module for wireless munication comprises at least one further unit and the display and / or control unit, an internal Energyver ⁇ supply, in particular a battery or an accumulator for at least partial supply of the radio module with energy having.
- FIG. 1 shows a block diagram of a field device according to the present application.
- FIG. 1 shows a block diagram of a modular field device 1 according to the present application.
- the field device 1 has an electronic unit 7, which is connected to a sensor 5 for measuring a physical quantity.
- the Sen ⁇ sor 5 can for example be designed as a pressure sensor, level sensor or radar sensor for measuring a fill level.
- the electronic unit 7 is further provided with a übergeord ⁇ Neten unit 19 (PLC) or other suitable control unit may be designed for example as a programmable logic controller, connected.
- PLC übergeord ⁇ Neten unit 19
- the electronic unit 7 is further via a data line 17 with a display and control unit 9 connected.
- the electronic unit 7 has for this purpose an interface ⁇ 21 which is formed uniformly in the presently illustrated modular field devices concept all the display and control units. 9
- the display and control unit 9 has in the present exporting ⁇ approximately example on both a data line as well as a power supply circuit blocks 29, 31 are sufficient for a use of the display and control unit 9 in explosion-proof loading as well as for protection against electromagnetic interference.
- a power supply 25 is supplied via a switched capacitor via a current limiting 27 of a control unit 3 of the display and control unit 9.
- the control unit 3 is further connected via a data line 23 to the circuit block 29 for explosion protection.
- a display or a display 91, a keypad 92 and a backlight 93 for the display 91 are also connected.
- the control unit 3 controls in this connection, the display and the input from the keyboard ⁇ field 92, and outputs through the data line 23 corresponding ⁇ infor mation to the electronic unit 7 further.
- a radio module 11 is connected to the control unit 3 for communication with a further unit 13, for example a mobile display and control unit.
- Radio module 11 is powered by a battery 15 which is powered by a controlled by the control unit 3 via a control line 35 ideal diode 33 with energy. Via the radio module 11 display and / or operating information can be exchanged with the further unit 13 in this way. In this way, for example, readings on the further unit 13 shown or Konfigurationinfor ⁇ mation on the further unit 13 are entered.
- the display and operating unit 9 is disconnected from the electronic unit 7, it can be recognized by the control unit 3 and a corresponding confirmation signal can be sent via the radio unit 11 or displayed, for example, in the display 91. A power supply for this display can also be done via the battery 15.
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Abstract
Modular aufgebautes Feldgerät (1) mit einem Gehäuse, einem Sensor (5) und einer in dem Gehäuse angeordneten Elektronikeinheit (7), sowie einer mit der Elektronikeinheit lösbar verbindbaren Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9), wobei die Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) ein Funkmodul (11) zur drahtlosen Kommunikation mit wenigstens einer weiteren Einheit (13), und eine interne Energieversorgung (15), insbesondere eine Batterie oder einen Akkumulator zur wenigstens teilweisen Versorgung des Funkmoduls (11) mit Energie aufweist.
Description
Modular aufgebautes Feldgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein modular aufgebautes Feldgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein modulares Feldgerätesystem gemäß dem Oberbegriff des Pa¬ tentanspruchs 14.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldge¬ räte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandmessgeräte, Grenzstandmessgeräte und Druckmess¬ geräte mit Sensoren, die die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Grenzstand oder Druck erfassen. Häufig sind solche Feldgeräte mit übergeordneten Einheiten, zum Beispiel Leitsys- temen oder Steuereinheiten, verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung und/oder Prozessüberwachung.
Die Energie- und/oder Signalübertragung zwischen Feldgerät und übergeordneten Einheiten erfolgt häufig nach dem bekannten 4 mA bis 20 mA Standard, bei dem eine 4 mA bis 20 mA Strom¬ schleife beziehungsweise eine Zweidrahtleitung zwischen dem Feldgerät und der übergeordneten Einheit ausgebildet ist. Zu¬ sätzlich zu der analogen Übertragung von Signalen besteht die Möglichkeit, dass die Messgeräte gemäß verschiedenen anderen Protokollen, insbesondere digitalen Protokollen, weitere In¬ formationen an die übergeordnete Einheit übermitteln oder von dieser empfangen. Beispielhaft seien hierfür das HART- Protokoll oder das Profibus-PA-Protokoll genannt.
Die Energieversorgung dieser Feldgeräte erfolgt ebenfalls über das 4 mA bis 20 mA Stromsignal, sodass neben der Zweidrahtlei¬ tung keine zusätzliche Versorgungsleitung notwendig ist. Um
den Verdrahtungs- und Installationsaufwand sowie die Sicher¬ heitsmaßnahmen, beispielsweise beim Einsatz in explosionsge¬ schützten Bereichen, so gering wie möglich zu halten, ist es auch nicht gewünscht, zusätzliche Stromversorgungsleitungen vorzusehen.
Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Bedieneinheiten bekannt, die zur Kommunikation mit dem Feldgerät physikalisch an die 4 mA bis 20 mA Stromschleife angeschlossen werden, um so die Bedienung des Feldgerätes über die 4 mA bis 20 mA
Stromschleife mittels des HART-Protokolls zu ermöglichen. Der¬ artige Bedieneinheiten weisen den Nachteil auf, dass sie wie bereits erwähnt, physikalisch an die 4 mA bis 20 mA Strom¬ schleife angeschlossen werden müssen. Hierzu muss die Zwei- drahtleitung derartig modifiziert, beispielsweise abisoliert und/oder durchtrennt, werden, sodass die Bedieneinheit ange¬ schlossen werden kann. Dies stellt einen relativ hohen Aufwand dar und ist vor Ort nicht immer ohne Weiteres zu bewerkstelli¬ gen .
Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, Funkmodule zur leichteren Bedienung von Feldgeräten zu verwenden. Es sind Lösungen bekannt, bei denen die Feldgeräte integrierte Funkmo¬ dule aufweisen, Funkmodule nachgerüstet werden oder in einem Messumformerspeisegerät , einer Einrichtung zur Energieversor¬ gung der Feldgeräte, angeordnet sind. Insbesondere bei den Va¬ rianten mit integriertem Funkmodul oder mit einem Funkmodul, das nachgerüstet werden soll, besteht im Stand der Technik das Problem, dass eine Energieversorgung über die 4 mA bis 20 mA Stromschleife nur äußerst geringe Leistungen zur Verfügung stehen und die über die Stromschleife zuführbare Energie teil¬ weise nicht ausreicht, um das Funkmodul, die Elektronikeinheit
und den Sensor gleichzeitig mit ausreichend Energie zu versor¬ gen, sodass ein Betrieb nicht oder nur erschwert möglich ist.
Im Stand der Technik sind hierfür z.B. Lösungen bekannt, bei denen das Funkmodul mit einer eigenen externen Energieversor¬ gung versehen ist.
Ferner sind aus dem Stand der Technik modular aufgebaute Feld¬ geräte bekannt, bei denen aus einer Mehrzahl von kombinierba- ren Sensoren, Gehäusen, Elektronikeinheiten und Bedien- und/oder Anzeigeeinheiten ausgewählt und ein entsprechendes Feldgerät aufgebaut werden kann. Ein solches modulares Feldge¬ rätekonzept wird bspw. von der Firma Vega Grieshaber KG ange¬ boten. Kombinierbar sind in der Regel ein Sensor, ein entspre- chendes Elektronikmodul, das eine Messwertverarbeitung und ei¬ ne Schnittstelle zu einer Steuerung und ggf. einem verwendeten Feldbus bereitstellt, sowie verschiedene Anzeige- und/oder Be¬ dieneinheiten. Die Sensoren, Elektronikmodule und Anzeige- und/oder Bedieneinheiten sind sowohl aneinander als auch an verschiedene verfügbare Gehäuse angepasst.
Es besteht bei solchen Feldgeräten der Bedarf eines Funkmoduls zur drahtlosen Übertragung Messwerten und/oder Bedieninforma¬ tionen an mobile Bedien- und/oder Anzeigegeräte.
Wie bereits dargestellt, werden Schnittstellen zu verschiede¬ nen Feldbussen in der Elektronikeinheit, die aber von Sensor zur Sensor variiert, bereitgestellt. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein modular aufgebautes Feldgerät derart um ein Funkmodul zu erweitern, dass dieses mit möglichst geringem Aufwand in eine bestehende Serie integrierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein modular aufgebautes Feldgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger An¬ sprüche .
Ein modulares Feldgerätekonzept zur Lösung der Aufgabe ist in Anspruch 14 widergegeben.
Ein erfindungsgemäßes modular aufgebautes Feldgerät weist ein Gehäuse, einen Sensor und eine in dem Gehäuse angeordnete Elektronikeinheit sowie eine mit der Elektronikeinheit lösbar verbindbare Anzeige- und/oder Bedieneinheit auf, wobei die An¬ zeige- und/oder Bedieneinheit ein Funkmodul zur drahtlosen Kommunikation mit wenigstens einer weiteren Einheit und eine interne Energieversorgung, insbesondere eine Batterie oder ei¬ nen Akkumulator zur wenigstens teilweisen Versorgung des Funk¬ moduls mit Energie aufweist.
Ein derart modular aufgebautes Feldgerät ermöglicht durch die Anordnung des Funkmoduls in der Anzeige- und/oder Bedienein¬ heit sowie die wenigstens teilweise Versorgung des Funkmoduls mit Energie aus einer internen Energieversorgung, beispiels¬ weise aus einer Batterie oder einem Akkumulator, die Möglich¬ keit, vorhandene Feldgeräte mit einer mit der Elektronikein¬ heit lösbar verbindbaren Anzeige- und/oder Bedieneinheit auch nachträglich mit einem Funkmodul, das in die Anzeige- und/oder Bedieneinheit integriert ist, auszustatten. Dies ist insbeson¬ dere vorteilhaft, da bei einem entsprechend modularen Aufbau eines Feldgerätes in der Regel die Elektronikeinheit an die verschiedenen einsetzbaren Sensoren jeweils angepasst ist und daher eine Vielzahl von unterschiedlichen Elektronikeinheiten
existieren, die Elektronikeinheiten aber in der Regel eine einheitliche Schnittstelle zum Anschluss einer Anzeige- und/oder Bedieneinheit ausbilden. Es wird damit vermieden, ei¬ ne Vielzahl von unterschiedlichen Elektronikeinheiten jeweils mit und ohne Funkmodul vorhalten zu müssen und ermöglicht durch ein zusätzliches Modul, nämlich eine Anzeige- und/oder Bedieneinheit mit einem Funkmodul eine entsprechende Erweite¬ rung vorzunehmen. Um das bestehende Energiekonzept der Feldge¬ räte, die wie oben dargestellt beispielweise über eine Zwei- drahtleitung über das 4 mA bis 20 mA Protokoll kommunizieren und daher nur eine begrenzte Energie zur Verfügung haben, nicht zu stören, wird durch die Integration einer internen Energieversorgung, insbesondere einer Batterie oder eines Ak¬ kumulators erreicht, dass die Erweiterung der Anzeige- und/oder Bedieneinheit um das Funkmodul das bereits vorhandene Energiekonzept nicht stört und der Betrieb des Funkmoduls den¬ noch ermöglicht wird.
Eine nahtlose Integration wird ermöglicht, wenn die Anzeige- und/oder Bedieneinheit über eine Datenleitung leitungsgebunden mit der Elektronikeinheit verbunden ist. Die Anzeige- und/oder Bedieneinheit kann mit der weiteren Einheit, beispielsweise einem mobilen Anzeige- und/oder Bediengerät dann ausschlie߬ lich drahtlos verbunden sein. Auf diese Weise können zwischen der weiteren Einheit und der Anzeige- und/oder Bedieneinheit über das Funkmodul Anzeige- und/oder Bedieninformationen aus¬ getauscht und so beispielsweise Konfigurationen vorgenommen oder Messwerte überprüft werden. Ferner kann die Elektronikeinheit drahtgebunden mit einer übergeordneten Einheit, beispielsweise mit einer Prozesssteue¬ rung oder einer Messwarte verbunden sein. Auf diese Weise kön¬ nen insbesondere eine Spannungsversorgung der Elektronikein-
heit und des Sensors über die drahtgebundene Verbindung, ins¬ besondere über eine Zweidrahtleitung erfolgen.
Vorteilhafterweise ist die Anzeige- und/oder Bedieneinheit derart ausgelegt, dass sie bei Unterschreiten eines vorgegebe¬ nen Ladezustands der Batterie oder des Akkumulators eine Warn¬ meldung generiert und versendet. Eine solche Warnmeldung kann beispielsweise über die Elektronikeinheit an die übergeordnete Einheit gesendet werden. Dafür ist es günstig, wenn die Anzei- ge- und/oder Bedieneinheit so ausgebildet ist, dass sie die Warnmeldung über die Elektronikeinheit an die übergeordnete Einheit versenden kann.
Um eine Funktion des Feldgeräts nicht zu gefährden, ist es sinnvoll, wenn das Funkmodul deaktiviert wird, wenn eine Ver¬ sorgung des Funkmoduls durch die interne Energieversorgung nicht mehr gewährleistet ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass aufgrund der Versorgung des Funkmoduls über die Energie¬ versorgung der Anzeige- und/oder Bedieneinheit eine Funktiona- lität der Elektronikeinheit oder der Anzeige- und/oder Bedien¬ einheit gefährdet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Anzeige- und/oder Bedieneinheit eine Trennung der Anzeige- und/oder Bedienein- heit von der Elektronikeinheit signalisieren. Dies kann bei¬ spielsweise durch eine entsprechende Anzeige oder ein akusti¬ sches Signal erfolgen. Auf diese Weise wird eine Warnung aus¬ gegeben, die beispielsweise eine eingeschränkte Funktionalität des Feldgerätes signalisiert.
In einer alternativen Ausgestaltungsform können die Elektroni¬ keinheit und die Anzeige- und/oder Bedieneinheit jeweils ein Funkmodul aufweisen, wobei die Funkmodule derart ausgebildet
sind, dass die Funksignale eines anderen Funkmoduls empfangen und wieder versenden. Auf diese Weise kann eine Repeaterfunk- tionalität erreicht werden, die beispielsweise dann, wenn die Anzeige- und/oder Bedieneinheit von der Elektronikeinheit be- abstandet angeordnet ist, auch die Funksignale anderer Funkmo¬ dule, beispielsweise anderer Elektronikeinheiten und/oder an¬ derer Anzeige- und/oder Bedieneinheiten jeweils weiterleiten. Die weitere Einheit kann beispielsweise ebenfalls als Anzeige- und/oder Bedieneinheit ausgebildet sein und insbesondere als mobiles Endgerät, beispielsweise Smartphone, Tablet-PC, Laptop oder mobile Anzeige- und/oder Bedieneinheit mit speziellen Funktionalitäten ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltungsform ist die interne Energieversorgung austauschbar ausgestaltet, sodass insbesondere ein Akkumulator oder eine Batterie ausgewechselt werden können.
Es kann außerdem vorteilhaft sein, wenn das Feldgerät einen Energieharvester, insbesondere ein Solarmodul, einen Bewe- gungsenergiewandler, einen Thermoenergiewandler und/oder eine Antenne zur Wandlung elektronischer Strahlungsenergie, zur Aufladung des Akkumulators aufweist. Auf diese Weise kann zu¬ sätzliche Energie zur Entlastung der internen Energieversor¬ gung zur Verfügung gestellt und/oder diese wieder aufgeladen werden.
Erfindungsgemäß ist ferner ein modulares Feldgerätesystem mit einer Mehrzahl von Sensoren, einer Mehrzahl von mit Sensoren verbindbaren und auf diese abgestimmten Elektronikeinheiten und einer Mehrzahl von mit den Elektronikeinheiten verbindba¬ ren und auf diese abgestimmten Anzeige- und/oder Bedieneinhei¬ ten, wobei das Feldgerätesystem wenigstens eine Anzeige- und/oder Bedieneinheit mit einem Funkmodul zur drahtlosen Korn-
munikation mit wenigstens einer weiteren Einheit umfasst und die Anzeige- und/oder Bedieneinheit eine interne Energiever¬ sorgung, insbesondere eine Batterie oder einen Akkumulator zur wenigstens teilweisen Versorgung des Funkmoduls mit Energie aufweist.
Bei einem solchen modularen Feldgerätesystem können unter¬ schiedliche Sensoren und Elektronikeinheiten auf einfache Art und Weise mit einer Anzeige- und/oder Bedieneinheit mit einem Funkmodul zur drahtlosen Kommunikation mit weiteren Einheiten, insbesondere drahtlosen Anzeige- und/oder Bedieneinheiten er¬ weitert werden ohne ein vorhandenes Energiekonzept des bereits vorhandenen Feldgeräts einzugreifen. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Aus¬ führungsbeispiels und Bezugnahme auf die beigefügte Figur ein¬ gehend erläutert. Es zeigt:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Feldgerätes gemäß der vor- liegenden Anmeldung.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines modular aufgebauten Feldgerätes 1 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Feldgerät 1 weist eine Elektronikeinheit 7 auf, die mit einem Sensor 5 zur Messung einer physikalischen Größe verbunden ist. Der Sen¬ sor 5 kann beispielsweise als Drucksensor, Grenzstandsensor oder Radarsensor zur Messung eines Füllstands ausgebildet sein. Die Elektronikeinheit 7 ist ferner mit einer übergeord¬ neten Einheit 19, die beispielsweise als speicherprogrammier- bare Steuerung (SPS) oder eine andere geeignete Steuereinheit ausgebildet sein kann, verbunden. Für eine Anzeige und Bedie¬ nung des Feldgeräts vor Ort ist die Elektronikeinheit 7 ferner über eine Datenleitung 17 mit einer Anzeige- und Bedieneinheit
9 verbunden. Die Elektronikeinheit 7 weist dazu eine Schnitt¬ stelle 21 auf, die in dem vorliegend dargestellten modularen Feldgerätekonzept sämtliche Anzeige- und Bedieneinheiten 9 einheitlich ausgebildet ist.
Die Anzeige- und Bedieneinheit 9 weist im vorliegenden Ausfüh¬ rungsbeispiel sowohl für eine Datenleitung als auch für eine Energieversorgung Schaltungsblöcke 29, 31 für einen Einsatz der Anzeige- und Bedieneinheit 9 in explosionsgeschützten Be- reichen sowie zum Schutz vor elektromagnetischen Störungen auf. Eine Spannungsversorgung 25 ist über einen geschalteten Kondensator über eine Strombegrenzung 27 einer Steuereinheit 3 der Anzeige und Bedieneinheit 9 zugeführt. Die Steuereinheit 3 ist ferner über eine Datenleitung 23 mit dem Schaltungsblock 29 zum Explosionsschutz verbunden. An die Steuereinheit 3 sind ferner ein Display bzw. eine Anzeige 91, ein Tastenfeld 92 sowie eine Hintergrundbeleuchtung 93 für die Anzeige 91 angeschlossen. Die Steuereinheit 3 regelt in diesem Zusammenhang die Anzeige sowie die Eingaben über das Tasten¬ feld 92 und gibt über die Datenleitung 23 entsprechende Infor¬ mationen an die Elektronikeinheit 7 weiter. Über eine weitere Datenleitung 37 ist mit der Steuereinheit 3 ein Funkmodul 11 zur Kommunikation mit einer weiteren Einheit 13, beispielswei- se einer mobilen Anzeige und Bedieneinheit, verbunden. Das
Funkmodul 11 ist über eine Batterie 15, die über eine von der Steuereinheit 3 über eine Steuerleitung 35 gesteuerte ideale Diode 33 mit Energie versorgt. Über das Funkmodul 11 können auf diese Weise Anzeige- und/oder Bedieninformationen mit der weiteren Einheit 13 ausgetauscht werden. Auf diese Weise können beispielsweise Messwerte auf
der weiteren Einheit 13 dargestellt oder Konfigurationsinfor¬ mationen über die weitere Einheit 13 eingegeben werden.
Sinkt ein Ladezustand der Batterie 15 unter einen vorgegebenen Wert so kann von der Steuereinheit 3 über die Datenleitung 23 eine entsprechende Information an die Elektronikeinheit 7 und die damit verbundene übergeordnete Einheit 19 ausgegeben wer¬ den. Ist eine Energieversorgung des Funkmoduls 11 über die Batterie 15 aufgrund eines zu niedrigen Ladezustands nicht mehr gewährleistet, so wird ein Betrieb des Funkmoduls 11 ein¬ gestellt. Bei einem Trennen der Anzeige- und Bedieneinheit 9 von der Elektronikeinheit 7 kann dieses von der Steuereinheit 3 erkannt und ein entsprechendes Bestätigungssignal über die Funkeinheit 11 versandt oder beispielsweise in der Anzeige 91 angezeigt werden. Eine Energieversorgung für diese Anzeige kann ebenfalls über die Batterie 15 erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Feldgerät
3 Steuereinheit
5 Sensor
7 Elektronikeinheit
9 Anzeige- und Bedienelement
11 Funkmodul
13 weitere Einheit
15 Batterie/Akku
17 Datenleitung
19 übergeordnete Einheit
21 Schnittstelle
23 Datenleitung
25 Spannungs ersorgung
27 Strombegrenzung
29 Ex-Schutz Datenleitung
31 Ex-Schutz Energieversorgung
33 Energieversorgung, Funkmodul
35 Steuerleitung
37 Datenleitung
91 Display/Anzeige
92 Tastenfeld
93 Hintergrundbeleuchtung
VDD VersorgungsSpannung
Claims
Patentansprüche
Modular aufgebautes Feldgerät (1) mit einem Gehäuse, einem Sensor (5) und einer in dem Gehäuse angeordneten Elektroni¬ keinheit (7), sowie einer mit der Elektronikeinheit lösbar verbindbaren Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) ein Funkmodul (11) zur drahtlosen Kommunikation mit wenigstens einer weiteren Einheit (13), und eine interne Energieversorgung (15), zur wenigstens teilweisen Versorgung des Funkmoduls (11) mit Energie aufweist.
Feldgerät (1) gemäß Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die interne Energieversorgung als eine Batterie oder einen
Akkumulator oder als Energieharvester ausgebildet ist.
Feldgerät (1) gemäß Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) über eine Datenlei¬ tung (17) leitungsgebunden mit der Elektronikeinheit (7) verbunden ist.
Feldgerät (1) gemäß Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) mit der weiteren
Einheit (13) ausschließlich drahtlos verbunden ist.
Feldgerät (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Elektronikeinheit (7) drahtgebunden mit einer überge¬ ordneten Einheit (19) verbunden ist.
Feldgerät (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) derart ausgelegt ist, dass sie bei Unterschreiten eines Ladezustands der Batterie (15) oder des Akkumulators (15) eine Warnmeldung generiert und versendet .
Feldgerät (1) gemäß Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) so ausgebildet ist dass sie die Warnmeldung über die Elektronikeinheit (7) an die übergeordnete Einheit (19) sendet.
Feldgerät (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Funkmodul (11) deaktiviert wird, wenn eine Versorgung des Funkmoduls (11) durch die interne Energieversorgung (15) nicht mehr gewährleistet ist.
Feldgerät (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) eine Trennung der Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) von der Elektronikein¬ heit (7) signalisiert.
Feldgerät (1) gemäß Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Elektronikeinheit (7) und die Anzeige- und Bedienein¬ heit (9) je ein Funkmodul (11) aufweisen, wobei die Funkmo dule (11) derart ausgebildet sind, dass sie Funksignale ei
nes anderen Funkmoduls ( 11 ) empfangen und wieder versenden.
Feldgerät (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die wenigstens eine weitere Einheit (13) als Anzeige- und/oder Bedieneinheit (9) ausgebildet ist.
Feldgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die interne Energieversorgung austauschbar ist.
Feldgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Feldge rät einen Energieharvester, insbesondere ein Solarmodul, ei nen Bewegungsenergiewandler, einen Thermoenergiewandler und/oder eine Antenne zur Wandlung elektronischer Strah¬ lungsenergie, zur Aufladung des Akkumulators aufweist.
Modulares Feldgerätesystem mit
- einer Mehrzahl von Sensoren (5)
- einer Mehrzahl von mit den Sensoren (5) verbindbaren Elektronikeinheiten (7) und
- einer Mehrzahl von mit den Elektronikeinheiten (7) ver¬ bindbaren Anzeige- und/oder Bedieneinheiten (9),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Feldgerätesystem wenigstens eine Anzeige- und/oder Be¬ dieneinheit (9) mit einem Funkmodul (11) zur drahtlosen Korn munikation mit wenigstens einer weiteren Einheit (13), und einer internen Energieversorgung (15), insbesondere eine Batterie oder einen Akkumulator zur wenigstens teilweisen Versorgung des Funkmoduls (11) mit Energie aufweist.
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