具有保护电路的现场设备制造技术

过程自动化技术的现场设备(FG)包括现场设备(FG)的通信接口(K)和现场设备(FG)的信号处理单元(BE)之间的保护电路(SS)，其中通信接口(K)优选地是现场设备(FG)的以太网接口，在通信接口(K)和信号处理单元(BE)之间提供第一装置用于限制电流，在用于限制电流的第一装置(E1)和信号处理单元(BE)之间提供设备(V)用于限制电压，以及在用于限制电压的设备(V)和信号处理单元(BE)之间提供第二装置(E2)用于限制能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种过程自动化技术的现场设备，该现场设备包括保护电路。本专利技术还涉及一种本身保护电路，以及从非固有安全电流电路安全隔离固有安全电流电路或从固有安全电流电路安全隔离固有安全电流电路的方法。
技术介绍
现场设备应用于用于控制和/或监测过程的工厂。这种现场设备通常使用有线连接，以便连接到现场总线或，一般而言，连接到为用于为现场设备供电和/或用于从现场设备传输数据或将数据传输到现场设备的任何电线。这种连接，通常也被称为现场总线连接，例如用于通过用于数据传输协议进行通信，诸如例如HART、过程现场总线(Profibus)、FF现场总线协议(Foundat1n Field bus)等协议。近来，还有所谓的以太网连接(Ethernet connect1ns)被用于通过工业以太网协议进行数据传输。此外，现场设备可以使用其它连接，通过这些连接可以实现该现场设备的供电和/或从现场设备传输数据或将数据传输到现场设备。在这种情况下，该连接可以是太网连接。因此，有可能将现场设备永久地连接到以太网网络，以便与现场设备进行通信，用于控制和/或监视经由以太网网络发生的过程。另一方面，例如，为了服务现场设备，服务设备可以通过其它连接(被称为服务连接)仅在短时间内被连接到现场设备。在这种情况下，“服务”指的是任何一种与现场设备的数据交换，特别是用于设置参数、用于加载新固件或者简单地从现场设备读出数据，诸如例如，由现场设备记录的以测量数据为形式的数据的目的。在易燃或易爆过程环境的情况下，例如，当在过程中使用可燃性气体时，在发生故障的情况下还需要提供传输到现场设备的电功率的限制。相应的措施和指导原则在标准中被提供，例如IEC60079-11 (也称为EX)或具有北美支持的A，B，C或D组的分类1、分组I或2。在上述现场设备的配置中发生故障的情况下，例如，在一般情况下，服务设备被连接到的高达260V或一般的可用电网电压，可以位于现场设备的相应连接上。但是，一些服务设备，特别是传统的设备，诸如笔记本电脑、平板电脑等，往往不具有相应的功率限制措施。因此，本专利技术的目的是提供相应的措施，以防止现场设备的损坏或用于防止位于预定值之上的能量输入，特别是在预定的点火电压之上，特别是在故障情况下。
技术实现思路
该目的通过根据本专利技术的现场设备、保护电路及方法实现。关于现场设备，该目的是由过程自动化技术的现场设备实现，现场设备包括在所述现场设备的通信接口和所述现场设备的信号处理单元之间的保护电路，其中所述通信接口优选地是现场设备的以太网连接，其中在所述通信接口和所述信号处理单元之间提供用于限制电流的第一系统，其中在用于限制电流的所述第一系统和所述信号处理单元之间提供用于限制电压的装置，以及其中在用于限制电压的所述装置和所述信号处理单元之间提供用于限制能量的第二系统。在一般情况下，以太网接口提供的优点关于数据的传输速度和固有的电流隔离。但是，当应用传统组件时，电流隔离不符合上述固有的安全标准，诸如例如IEC60079-11。提出的专利技术补救了这种情况。因此，即使在发生故障的情况下，通过任何传统设备建立与现场设备的安全连接也是可能的。然而，使用除所述以太网接口以外的接口用于从现场设备传输数据或将数据传输到现场设备也是一种选项。在这种情况下，选项包括自动化
中使用的所有接口，特别是用于现场设备的供电和/或与现场设备通信的过程自动化。一些实例，例如HART等已经被命名。通过对保护电路的应用组件的相应设计，即第一系统、第二系统和用于限制电压的装置，可以保证现场设备和服务设备或通信接口之间的隔离满足点火保护类型的固有安全性，例如EX iIIA、IIB或IIC、或A、B、C或D组中分类1、分组I或2。特别优选地，通信接口和信号处理单元之间的保护电路由用于限制电流的第一系统、用于限制能量的第二系统和用于限制电压的装置，即除了目前提到的组件之外，没有其它元件，以达到对应于标准，优选的是ATEX指南的充分隔离。在这个时间点，通过现场设备的通信接口进行现场设备的相应维修，过程不得不暂停或爆炸感应的大气“关闭”，例如，通过消除可燃性的过程介质，即使在给定的情况下，传感器也被隔开，即从通信接口和/或从信号处理单元远程隔开并位于爆炸危险环境。特别因为不需要依赖于光传输和不需要使用特殊的集成电路(IC)的工艺状态，所提出的解决方案优于已知的解决方案。因此，用于这种保护电路的成本可以减少，结构的形式也较小，也减少了保护电路的功率消耗。在现场设备实施例的一种形式中，用于限制电流的第一系统优选地包括第一电容器对，并用于限制通过接口所输入的电能，以便保护用于限制电压的装置。在给定的情况下，也可以使用单个电容器、二个电容器或二个以上的电容器，例如三、四、五或六或更多电容器。例如，在多个电容的情况下，即例如，在二个电容即一个电容器对的情况下，这些优选地是串联连接。在这种情况下，电容器优选体现为这样一种方式，即具有由IEC60079-11或A、B、C或D组中的分类1、分组I或2规范要求的介电强度，和满足相应的婦变路径规范(creep path specif icat1ns)，即电容器，优选每个电容均拥有相应的结构形式。在现场设备实施例的另一种形式中，用于限制能量的第二系统包括第二电容器对，用于限制对应于预定的限值的电能，例如，对应于点火保护类型、固有安全性的规范。所提到的关于用于限制电流的第一系统的实施例还比照于用于限制电流或限制能量的第二系统。在现场设备实施例的另一种形式中，例如，在故障的情况下，用于限制电流的第一系统用于保护用于限制电压的装置通过由具有电网电压的通信接口或在故障情况下产生的干扰电压输入的能量。因此，通过被设置在通信接口和用于限制电压的装置之间的第一系统的电流限制，可以限制输入到该电场装置的功率和能量，特别是在用于限制电压的装置中存在的能量转换。通过这种方式，用于限制电压的装置的功能和用于限制能量的第二系统的功能可以被保证。在优选的实施例中，用于限制电压的装置包括至少一个二极管，特别是优选至少一个齐纳二极管。由此，通过用于限制电压的装置，所发生的位于阈值之上的干扰电压被消除。优选地，用于限制电压的装置被连接到保护接地。在现场设备实施例的另一种形式中，用于限制电流的第一系统满足点火保护类型、固有安全的规范，并且匹配于用于限制电压的装置。用于限制电压的装置可以与用于限制电流的第一系统以这种方式体现和匹配，从而使在用于限制电压的装置中变换的功率低于用于限制电压的装置被允许变换的所需功率。这自然需要所使用组件的交互设计。例如，用于限制电流的电容器可以被设计，以使得在用于限制电压的二极管中转换的功率低于二极管中所允许的最大功率。优选地，即通常，用于限制电流的系统的电容器被设计，以使得在故障情况下，施加到通常地用于限制电压的装置的二极管上的电压总计当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过程自动化技术的现场设备(FG)，包括所述现场设备(FG)的通信接口(K)和所述现场设备(FG)的信号处理单元(BE)之间的保护电路(SS)，其中，所述通信接口(K)优选地是所述现场设备(FG)的以太网连接，其中，在所述通信接口(K)和所述信号处理单元(BE)之间提供用于限制电流的第一系统，其中，在用于限制电流的所述第一系统(E1)和所述信号处理单元(BE)之间提供用于限制电压的装置(V)，以及其中，在所述用于限制电压的装置(V)和所述信号处理单元(BE)之间提供用于限制能量的第二系统(E2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·科尔默，马蒂亚斯·布鲁德曼，弗兰克·邦沙布，海因茨·米勒，尼古拉·芬克，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH