具有无线连接的现场设备制造技术

在现场设备（Ｆ）中操作装置（Ｂ）被设计成独立的可携带单元，它通过无线电在短距离上建立与现场设备（Ｓ１）的连接。从而为了控制不必再直接访问不可接近的现场设备（Ｓ１）。此外用一个操作装置（Ｂ）可通过无线电控制多个现场设备（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ａ１，Ａ２）。可以省去通常在现场设备（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ａ１，Ａ２）中固定集成的现场操作装置。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Field device with wireless connection

The operating device (B) in the field device (F) is designed to be an independent portable unit that establishes a connection with a field device (S1) over a short distance by radio. In order to control the need for direct access to an accessible field device (S1). In addition, the B (S1, S2, S3, A1, A2) can be controlled by radio using an operating device (a). Can be eliminated in the field of equipment (S1, S2, S3, A1, A2) fixed in the field operation device. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及如权利要求1的前序部分所述的一种现场设备。在自动化技术中经常使用现场设备，它们用于采集和/或调节过程变量。这种现场设备例如为液位计、流量计、压力计、温度计等，它们采集相应的过程变量液位、流量、压力或温度。所谓的“作用物”(Aktoren)用于调节过程变量，例如作为阀来调节管道横截面内的液体流量。通常现场设备连接于一个中央控制单元，它控制整个过程进行。在中央控制单元中不同过程变量的测量值被评估或监控，并且控制用于调节过程的相应作用物。现场设备与控制单元之间的数据传输根据现场总线的已知国际标准进行，例如4-20mA电流环路，Hart，基础现场总线，专用总线(Profibus)等。因为现场设备大多数在现场工作和调整，因此在现场设备中设置一个集成的操作装置(现场操作装置)，它允许人工输入数据，这些数据对于现场设备的良好工作是必要的。这些数据例如可以是校准数据、参数化数据，或其它各种调整量。一般操作装置除了可以人工输入外还包括一个指示装置，它例如通过相应的菜单引导(多段显示，矩阵显示)来简化数据输入。此外大多数指示装置还允许以图形或数字形式显示过程变量的实际测量值。这种操作装置具有许多缺点。因为操作装置的键盘和指示装置必须受到保护以避免过程环境(灰尘，潮湿等)以及机械影响的作用，必须在现场设备的外壳上附加保护罩和相应的密封措施。操作装置必须部分地相对于现场设备外壳的内部空间被密封。这种密封特别在有爆炸危险的应用(Ex区域)中是非常浪费的。此外操作装置必须相应地由一个微处理器控制。这一方面需要计算能力，而且还需要附加的能量。操作装置必须部分地集成在已有现场设备外壳中。因为在大多数外壳中缺少可用的地方，上述要求只有提高开销才能做到。操作装置的各个部分，键盘和显示器等增加了产品的费用开销，并提高了价格和出现故障的可能。在操作装置发生故障或误动作时，现场设备必须由维修技术人员在现场检测并修复。从现场设备的工作时间上看，操作装置只是偶尔地被使用，虽然它设置在许多现场设备中。利用操作装置只能分别操作集成有此操作装置的相关现场设备。本专利技术的目的在于给出一种现场设备，它没有如上所述的缺点。上述任务通过具有用于数据输入和显示的操作装置的过程自动化现场设备来完成，其中，操作装置被设计成独立的可携带单元，并且操作装置与现场设备间的连接通过无线电进行，其中无线连接被限制在现场设备附近区域内。按照本专利技术的一种优选实施例，无线连接按照蓝牙标准来实现。按照本专利技术的另一种优选实施例，现场设备具有一个微处理器，它与一个蓝牙芯片组连接。操作装置同样具有连接于微处理器的蓝牙芯片组。按照本专利技术的另一种优选实施例，在现场设备的外壳上设置有天线终端。按照本专利技术的另一种优选实施例，现场设备用于采集过程变量。按照本专利技术的另一种优选实施例，现场设备通过数据总线与中央控制单元相连接。按照本专利技术的另一种优选实施例，现场设备与操作装置间的数据传输速率约为1Mbits/sec。按照本专利技术的另一种优选应用，操作装置为可携带的计算机(笔记本电脑或小型计算机)。按照本专利技术的一种优选应用，软件变更(更新/升级)通过操作装置传送给现场设备。按照本专利技术的一种优选应用，通过操作装置启动现场设备的“重复循环检测过程”。按照本专利技术的一种优选应用，通过操作装置进行状态查询，以进行现场设备的预先维护。本专利技术的基本思想在于，操作装置被设计成独立的可携带单元，并且在操作装置和现场设备之间建立无线连接。此连接是相当小的区域内的。从而可以简单和廉价地操作现场设备。现场设备的制造费用明显降低了，因为可以不再将操作装置集成在现场设备内。此外一个操作装置可被用于多个现场设备。借助于唯一的用于操作装置的软件可以统一控制整个一组现场设备。由于无线连接的较短作用距离，在现场设备一侧仅需消耗少量的能量。下面借助附图所示实施例详细说明本专利技术。附图中；附图说明图1以图解表示了连接本专利技术所述的现场设备与操作装置的现场总线，图2以图解表示了本专利技术所述的现场设备，图3以图解表示了本专利技术所述的操作装置。图1中表示了一个液位计S1作为现场设备的例子，它安装在一个罐T上，液位计S1测量罐T中液体F的液位H。借助于雷达传播延时方法测量罐T中的液位H。其中液位计S1向液体F的表面方向上发射一个雷达脉冲，并且接收从液体表面反射的脉冲。由雷达脉冲的传播延时求出液体高度H。液位计S1通过现场总线FB连接于用作中央控制单元的过程导向系统PLS。液位计S1和过程导向系统PLS可通过现场总线FB相互通信。通常液位计S1的实际测量值被传送给过程导向系统PLS，并在那里进行评估。在现场总线FB上例如还连接有其它的传感器S2，S3和作用物A1，A2。其它的过程变量借助于传感器S2，S3被采集，并且借助于作用物A1，A2进行调节。可携带的操作装置B用于操作液位计S1。在所示情况下它是一个具有键盘TA和作为指示装置A的显示器的便携式计算机(笔记本电脑)。手持设备(手持机)也可以用作操作装置B，即专用的、大都由现场设备的生产厂家开发的控制设备。此外市场上可购得的无线电话(手机)或可携带的小型计算机(掌上电脑)也可作为操作装置B。图2表示了本专利技术所述的现场设备F。现场设备F主要由微处理器P和存贮器E构成。微处理器P通过模数变换器A/D与测量值接收装置MW连接。测量值接收装置MW用于采集过程变量—液位。微处理器P通过现场总线接口FBS与现场总线FB连接。微处理器P连接于发送/接收单元SE，用于与操作装置B通信。图3更详细地表示了操作装置B。它主要由微处理器P1构成，该微处理器连接于输入键盘TA1、指示装置A和存贮器E1。此外微处理器P1连接于发送/接收单元SE1，它根据发送/接收单元SE来设计。操作装置B被设计为独立的可携带单元。下面详细说明本专利技术工作方式。在现场设备F的启动、参数化或操作过程中，有关数据通过无线方式在操作装置B和现场设备F之间传输。相应的数据可以例如通过操作装置B的键盘TA手工输入。因为操作装置B有一个作为显示器的指示装置A，可以由现场设备F给出对输入的应答。为此可使用并未详细表示出的矩阵显示或多段显示。因为为了启动或进行参数化，在相应的过程部件(罐，管道)上设置的现场设备F必须由业务人员检测，因此无线连接被限制在操作装置B附近区域(约10米)内是足够的。这样在操作装置B的作用范围内总是只有有限数量的现场设备。所以借助于无线传输可以通过简单的方法实现不能或难以接近的现场设备的启动和参数化。为此唯一的条件是无线连接的作用距离对于从一个容易接近的位置抵达现场设备F是足够的。在一种具有优点的方法中，在现场设备F和操作装置B之间的数据传输按照蓝牙标准进行。诸如爱立信、诺基亚、IBM、东芝和英特尔等著名制造商已一致采用此标准来进行分离的电子设备间的无线数据传输。这些厂商和其它的制造商缔结成一个利益共同体SIG，它已制定并进一步开发蓝牙标准。1999年7月底确定蓝牙规范1.0A。因为此技术已构成国际标准，相应的蓝牙芯片可以大批量廉价生产。在一种具有优点的方法中，两个发送/接收单元SE和SE1被设计为集成电路(ICs)，它们被设计成单芯片或芯片组(例如蓝牙芯片或蓝牙芯片组)。它们可以简单的方式实现整个无线数据传输，即包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于过程自动化的现场设备，具有用于数据输入和显示的操作装置，其特征在于，操作装置Ｂ被设计成独立的可携带单元，并且通过无线电实现操作装置Ｂ和现场设备Ｓ１间的连接，其中无线连接被限制在现场设备Ｓ１的邻近区域内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安斯藤格尔，迈克尔克劳斯，沃尔弗拉姆路特克，文森特德格鲁特，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]