用于无线数据传输的现场设备适配器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于无线数据传输的现场设备适配器(6)，该现场设备适配器至少包括：适配器壳体(7)；适配器电子单元(14)，被布置在适配器壳体(7)中，该适配器电子单元(14)包括：第一供电电路(15a)，该第一供电电路(15a)被引入到第一连接线路(25)中，以便从在第一连接线路(25)中流动的回路电流(I)提供第一供电电压；以及第二供电电路(15b)，该第二供电电路(15b)被引入到第二连接线路(26)中，以便从在第二连接线路(25)中流动的回路电流(I)提供第二供电电压，其中适配器电子单元(14)还包括HART调制解调器(17)和无线模块(19)，该无线模块(19)具有用于发送和/或接收的天线，并且适配器电子单元被配置为使得第一供电电路(15a)向HART调制解调器(17)供应第一供电电压，而第二供电电路(15b)向无线模块(19)供应第二供电电压。路(15b)向无线模块(19)供应第二供电电压。路(15b)向无线模块(19)供应第二供电电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无线数据传输的现场设备适配器


[0001]本专利技术涉及一种用于无线数据传输的现场设备适配器以及一种用于捕获和/或设置过程变量的自动化技术的系统。

技术介绍

[0002]在自动化工程中，特别是在过程自动化中，广泛使用用于确定、优化和/或影响过程变量的现场设备。传感器，诸如料位测量设备、流量计、压力和温度测量设备、电导率测量设备等用于捕获相应的过程变量，诸如料位、流量、压力、温度和电导率等。致动器，诸如例如阀门或泵等，用于影响过程变量。因此，可以借助于致动器改变管道部分中的流体的流量或容器中的料位。原则上，现场设备是指在过程中使用并供应或处理过程相关信息的所有设备。在本专利技术的上下文中，现场设备还指远程I/O(电接口)、无线电适配器和/或一般地被布置在现场级的设备。
[0003]Endress+Hauser公司生产并销售各种这样的现场设备。
[0004]经由双线线路连接到上级单元(例如，控制单元PLC)的双线现场设备目前在大量现有自动化系统中仍然很常见。双线现场设备被设计成使得，作为主要过程变量的测量值或控制值经由双线线路或双线电缆以模拟形式作为4
‑
20mA信号被传送，即被传输。HART协议将频率信号叠加在4
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20mA的模拟电流信号上，作为用于数据传输的数字双线信号，特别是已证明成功地传输所有其它数据。根据HART协议，数据传输在1200Hz和2200Hz之间存在切换，其中较低的频率代表逻辑“1”，而更高的频率代表逻辑“0”。通过这种方式，变化缓慢的模拟电流信号不受频率叠加的影响，从而通过HART将模拟和数字通信结合在一起。
[0005]然而，在日益数字化的过程中，期望数据不仅能够经由双线线路即仅通过有线被传输，而且能够无线地被传送。这可以将数据无线地传输到数据库，例如云数据库，并且使得数据在数据库中可用，或者在现场设备和移动控制单元之间无线地传输数据，例如，以便经由移动控制设备以无线方式对现场设备进行参数化。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的目的是提出一种可能性，借助于该可能性，现有的现场设备(实际上被设计成排外地用于线装数据传输)可以被改装用于无线数据传送。
[0007]该目的通过根据权利要求1的用于无线数据传输的现场设备适配器和根据权利要求14的自动化技术系统来实现。
[0008]根据本专利技术的用于无线数据传输的现场设备适配器至少包括：
[0009]‑
具有第一端和第二端的适配器壳体，其中第一端具有用于电连接到现场设备的现场设备电子单元的第一连接元件和第二连接元件，而第二端具有第三连接元件以及用于电连接双线线路的第四连接元件；
[0010]‑
适配器电子单元，其被布置在适配器壳体中，该适配器电子单元通过第一电连接线路将第一连接元件连接到第三连接元件并且通过第二电连接线路将第二连接元件连接
到第四连接元件，其中适配器电子单元包括：第一供电电路，优选地未经调节或未被调节并且被安装在第一连接线路中，以便从在第一连接线路中流动的回路电流提供第一供电电压；以及第二供电电路(15b)，优选地未经调节或未被调节并且被安装在第二连接线路中，以便从在第二连接线路中流动的回路电流提供第二供电电压，其中适配器电子单元还包括基于HART协议的HART调制解调器，该HART调制解调器至少经由设置在第二连接线路中的分接点连接到第二连接线路，并且被配置用以将调制后的双线信号分接到回路电流上并转换为信号，优选UART信号，和/或将所供应的信号优选UART信号转换为双线信号，并且经由分接点将所转换的信号调制到回路电流上，其中适配器电子单元还包括具有用于发送和/或接收的天线的无线模块，并且被配置用以将由HART调制解调器转换并供应的信号，优选UART信号，作为无线信号发送，和/或接收将由HART调制解调器转换成双线信号的无线信号，并将该双线信号作为信号，优选UART信号，供应给HART调制解调器，其中适配器电子单元被配置为使得，第一供电电路向HART调制解调器供应第一供电电压，而第二供电电路(15b)向无线模块供应第二供电电压，该第一供电电路和该第二供电电路优选地彼此独立。
[0011]根据本专利技术，提出了一种具有两个内部供电电路的现场设备适配器，其中两个供电电路中的一个为HART调制解调器供应能量，而两个供电电路中的另一个为无线模块供应能量。
[0012]例如，数据可以经由现场设备适配器被传输到云数据库。为了本专利技术的目的，云数据库被理解为用户可以经由互联网联系的数据库。在这种情况下，可以为数据库提供应用，例如用于可视化存储在数据库中的数据。用户可以经由互联网从他的设备(例如，PC或移动终端)访问数据库应用，从而访问数据。
[0013]经由连接到现场设备的无线适配器也可以操作实际上没有无线模块的“专有”现场设备。
[0014]根据本专利技术的现场设备适配器的有利实施例规定，适配器电子单元还具有电流隔离，该电流隔离将HART模式与无线模块电流隔离，并且HART调制解调器和无线模块经由该电流隔离传递至少信号。
[0015]根据本专利技术的现场设备适配器的另一有利改进规定，HART调制解调器(17)根据HART协议被配置为主要或次要主机。
[0016]根据本专利技术的现场设备适配器的另一有利改进规定，适配器电子单元还具有至少一个通信电阻器，该至少一个通信电阻器在第一连接线路中被安装在第一供电电路和第三连接元件之间。
[0017]根据本专利技术的现场设备适配器的替代改进规定，适配器电子单元(14)还具有至少一个通信电阻器(18)，该通信电阻器(18)在第二连接线路(26)中被安装在第二供电电路(15b)和第四连接元件(11b)之间。
[0018]根据本专利技术的现场设备适配器的进一步有利改进规定，无线模块还被配置为根据以下无线协议之一发送和/或接收无线电信号：
[0019]‑
蓝牙协议或由此衍生的变形，
[0020]‑
6LoWPAN协议，
[0021]‑
WirelessHART协议，和/或
[0022]‑
6TiSCH协议。
[0023]根据本专利技术的现场设备适配器的另一有利改进规定，适配器电子单元还具有EMC措施，所述EMC措施被设计成使得至少第一和/或第二供电电路被保护免受EMC干扰。
[0024]根据本专利技术的现场设备适配器的另一有利改进规定，适配器电子单元还具有防爆措施，其中所述防爆措施包括限流防爆措施和/或限压措施。特别地，该改进可以规定，限压措施包括与第一和/或第二供电电路并联连接的至少一个电流分流调节器，特别是更高电流的分流调节器，和/或限流措施包括至少一个电阻器，所述至少一个电阻器被连接在第一供电电路(15a)和HART调制解调器之间和/或被连接在第二供电电路和无线模块之间。
[0025]根据本专利技术的现场设备适配器的进一步有利的改进规定，适配器壳体(7)的第一端被进一步设计为使得第一端是封闭端，因而现场设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于无线数据传输的现场设备适配器(6)，所述现场设备适配器(6)至少具有：
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适配器壳体(7)，所述适配器壳体(7)具有第一端(8)和第二端(9)，其中所述第一端(8)具有第一连接元件(16a)和第二连接元件(16b)，以便电连接到现场设备(1)的现场设备电子单元(4)，并且所述第二端(9)具有第三连接元件(11a)和第四连接元件(11b)，以便电连接双线线路(12)；
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适配器电子单元(14)，所述适配器电子单元(14)被布置在所述适配器壳体(7)中，所述适配器壳体通过第一电连接线路(25)将所述第一连接元件(16a)连接到所述第三连接元件(11a)，并且通过第二电连接线路(26)将所述第二连接元件(16b)连接到所述第四连接元件(11b)，其中所述适配器电子单元(14)包括：第一供电电路(15a)，优选地未经调节或未被调节并且被安装在所述第一连接线路(25)中，以便从在所述第一连接线路(25)中流动的回路电流(I)提供第一供电电压；以及第二供电电路(15b)，优选地未经调节或未被调节并且被安装在所述第二连接线路(25)中，以便从在所述第二连接线路(26)中流动的回路电流(I)提供第二供电电压，其中所述适配器电子单元(14)还包括基于HART协议的HART调制解调器(17)，所述HART调制解调器至少借助于被布置在所述第二连接线路中的分接点(23)连接到所述第二连接线路，并且被配置用以将调制后的双线信号分接在所述回路电流(I)上并转换为信号，优选UART信号，和/或将所供应的信号，优选UART信号，转换成双线信号，并且经由所述分接点(23)将所转换的双线信号调制到所述回路电流(I)上，其中所述适配器电子单元还包括无线模块(19)，所述无线模块(19)具有用于发送和/或接收的天线，并且被配置用以将由所述HART调制解调器(17)转换和供应的信号，优选UART信号，作为无线信号发送，和/或接收将由所述HART调制解调器(17)转换为双线信号的无线信号，并将所述双线信号作为信号，优选UART信号，供应给所述HART调制解调器，其中所述适配器电子单元被配置为使得，所述第一供电电路(15a)为所述HART调制解调器(17)供应所述第一供电电压，并且所述第二供电电路(15b)为所述无线模块(19)供应所述第二供电电压，所述第一供电电路和所述第二供电电路优选地彼此独立。2.根据前一权利要求所述的现场设备适配器，其中，所述适配器电子单元系统(14)还具有电流隔离(30)，所述电流隔离(30)将所述HART调制解调器(17)与所述无线模块(19)电流隔离，并且所述HART调制解调器(17)和所述无线模块(19)经由所述电流隔离(30)至少传送所述信号，优选所述UART信号。3.根据前述权利要求中的一项或多项所述的现场设备适配器，其中，所述HART调制解调器(17)被配置为根据所述HART协议的主要主机或次要主机。4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的现场设备适配器，其中，所述适配器电子单元(14)还具有至少一个通信电阻器(18)，所述至少一个通信电阻器(18)在所述第一连接线路(25)中被安装在第一供电电路(15a)和所述第三连接元件(11a)之间。5.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的现场设备适配器，其中，所述适配器电子单元(14)还具有至少一个通信电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司，
类型：发明
国别省市：