系统和现场设备技术方案

本发明专利技术涉及一种系统，其包括馈电设备(400)和电连接到馈电设备的多个现场设备(100)。馈电设备(400)设计成，提供电能以用于向现场设备(100)供应电能。馈电设备具有监测装置(410)，所述监测装置设计为，用于检测电能供应中出现火花并基于此切断电能供应。现场设备分别具有带有用于连接电源线的输入接头(110)的第一设备区域(101)以及第二设备区域(102)。由所述馈电设备(400)提供的电能通过所述输入接头(110)能够被馈送到所述第一设备区域并且能够通过电能供应连接(170)从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)。所述第二设备区域(102)具有连接装置(160)，该连接装置具有至少一个用于连接至少一个输出线的输出线接头(165)，以便传递传输到所述第二设备区域的电能。第一和第二设备区域的电能供应连接(170)具有功率限制装置(300)，所述功率限制装置被设计成，限制在能量传输的范围中能够从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)的电功率。本发明专利技术还涉及用于这种系统的现场设备。种系统的现场设备。种系统的现场设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】系统和现场设备


[0001]本专利技术涉及一种系统，其包括馈电设备和电连接到馈电设备的多个现场设备。本专利技术还涉及用于这种系统的现场设备。

技术介绍

[0002]本专利申请要求德国专利申请DE 10 2021 102 357.2的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
[0003]自动化系统可以包括多个传感器和致动器。电连接到这些部件的馈电设备可用于供电。馈电设备可以附加地设计用于执行与部件的数据通信或部件的控制。
[0004]在一种可能的应用情况中，传感器和致动器位于有爆炸危险的区域(例如，根据ATEX指令的0/20区；ATEX：易爆环境(Atmosph
è
res Explosibles))，并且馈电设备位于爆炸风险很小或没有爆炸风险的区域(例如，根据ATEX指令的2/22区)。为了满足防爆要求，馈电设备可以通过点对点连接或其他类型的连接(例如并行布线)连接到传感器和致动器，为此可以使用特殊的电源线和插头连接器。对于这些组成部分，符合ATEX指令的设计或设计原则可用于确保防爆，也称为“点火保护类型”。例如，根据抗压封装或增加的安全性的点火保护类型的设计是可能的。这些措施可能与高布线工作量和高成本相关联。
[0005]标准PD IEC/TS 60079
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39:2015《爆炸性环境
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第39部分：“具有电控火花持续时间限制的本质安全系统”描述了一种系统，其包括至少一个现场设备(Power
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i现场设备)和一个与现场设备电连接的馈电源(power
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i源)。馈电源用于向现场设备提供电能，并且进一步用于监测电能供应。为此，馈电源被设计成，检测现场设备的电能供应中火花的出现，以便基于此切断能量供应。本标准中规定的概念的市场准备实施尚未发生。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，为改进的系统指定一种解决方案，借助于该解决方案可以为可能位于爆炸危险区域中的诸如致动器和传感器的部件供电。
[0007]所述目的由独立权利要求的特征解决。本专利技术的进一步有利的实施方式在从属权利要求中给出。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提出了一种系统，其包括馈电设备和电连接到馈电设备的多个现场设备。馈电设备设计成，提供电能以用于向现场设备供应电能。馈电设备具有监测装置，该监测装置设计为用于检测电能供应中火花的出现并据此切断电能供应。现场设备分别具有带有用于连接电源线的输入接头的第一设备区域以及第二设备区域。由所述馈电设备提供的电能通过所述输入接头能够被馈送到所述第一设备区域并且能够通过电能供应连接从所述第一设备区域传输到所述第二设备区域。所述第二设备区域具有连接装置，该连接装置具有至少一个用于连接至少一个输出线的输出线接头，以便传递传输到所述第二设备区域的电能。第一和第二设备区域的电能供应连接具有功率限制装置，所述功率限制装置被设计成，限制在能量传输中能够从所述第一设备区域传输到所述第二设备区
域的电功率。
[0009]所提出的系统的现场设备具有带输入接头的第一设备区域和带连接装置的第二设备区域，连接装置具有至少一个输出线接头。由系统的馈电设备提供的电能可以通过输入接头和与其连接的电源线被引入第一设备区域。第一设备区域和第二设备区域经由电能供应连接彼此连接，供应给第一设备区域的电能可以经由该电能供应连接进一步馈送到第二设备区域中。基于此，电能可以通过第二设备区域的连接装置和与其连接的至少一根输出线被传递。以这种方式，连接到输出线的外部装置或部件、例如传感器或致动器(其在下文中被称为现场部件)可以被供电。取决于配置，多个现场部件或多个传感器和/或致动器也可以经由多个输出线连接到连接装置并且因此被供应能量。
[0010]除了提供电能外，系统的馈电设备还用于监测现场设备的电能供应。为此，馈电设备被设计为，在故障发生时检测电能供应时由于故障出现的火花或电弧，并基于此以低延迟关闭电能供应，以便终止火花。通过由此实现的火花持续时间限制，可以以高或足够的可靠性防止，在发生故障时，在现场设备的第一设备区域的输入接头区域和连接到现场设备的电源线区域中产生具有足够点火能量的火花或点火火花。
[0011]如下面更详细地描述的，至少一个现场设备的第一设备区域可以具有至少一个用于连接另外的电源线的输出接头，以便传递提供给第一设备区域的电能。相应地，由于火花持续时间的限制，可以可靠地防止在至少一个输出接头的区域中产生具有足够点火能量的火花。
[0012]对于现场设备的第二设备区域和通过输出线连接到它们的现场部件(传感器和/或致动器)，可以实现通过以下方式可靠和安全的保护，即第一和第二设备区域的电能供应连接在现场设备中具有功率限制装置。功率限制装置可以用于限制从第一设备区域到第二设备区域可以传输或者最大可以传输的电功率。这样可以确保，现场设备的第二个设备区域的连接装置或输出线接头处可用的电能是有限的，并且不足以在发生故障时在第二个设备区域的连接装置或输出线接头的区域中并且因此也在输出线和连接到它们的现场部件的区域中产生火花或点火火花。
[0013]由于上述特性，该系统例如可用于以下应用场景。通过输出线连接到现场设备的第二个设备区域的现场部件(传感器和/或致动器部件)可以位于有爆炸危险的区域(例如，根据ATEX指令的区域0/20)。现场设备可以布置在爆炸危险性较低的区域(例如，根据ATEX指令的1/21区)。馈电设备可以位于爆炸危险很小或没有爆炸危险的区域(例如，根据ATEX指令的区域2/22)。
[0014]在本文中，可以通过监测现场设备的电能供应和通过限制现场设备内的功率来提供的保护机制可以对所使用的电源线和输出线设置简单且廉价的结构形式，并且用于布置在线路上的插头连接器，借助于这些线路可以连接到诸如现场设备和现场部件的组成部分。此外，存在将相对高的电功率馈送到现场设备的第一设备区域中的可能性。
[0015]可以考虑用于系统及其组成部分的进一步可能的细节和实施方式在下面更详细地描述。
[0016]借助馈电设备提供的电能可以是直流电(DC，直流电)。为了提供电能，馈电设备可以电连接到电源或直流电源并且可以以这种方式由电源供电。
[0017]如上所述，系统的现场设备可以连接到诸如传感器和/或致动器的现场部件以便
为它们供电。在这个意义上，现场设备可以用作现场部件的能量分配器。现场部件可以分配给系统并由此是系统的一部分。这同样适用于所使用的线路，例如电源线和输出线及其插头连接器。
[0018]在现场设备的第一和第二设备区域内，电能可以尤其通过内部电导体等传输。这样的实施例也可以应用于第一和第二设备区域的电能供应连接，其除了功率限制装置之外还可以包括相应的电导体。例如，电导体可以是导电迹线的形式。
[0019]如上所述，现场设备的第二设备区域的连接装置用于连接至少一根或多根输出线，通过该输出线可以以相应的方式为一个或多个现场部件(传感器和/或致动器)供电。为此，连接装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统(50)，所述系统包括馈电设备(400)和电连接到所述馈电设备(400)的多个现场设备(100)，其中，所述馈电设备(400)被设计成，提供电能以向所述现场设备(100)供应电能，其中，所述馈电设备(400)具有监测装置(410)，所述监测装置设计为，用于检测电能供应中火花的产生并基于此切断电能供应，其中，所述现场设备(100)分别具有带有用于连接电源线(500)的输入接头(110)的第一设备区域(101)以及第二设备区域(102)，其中，由所述馈电设备(400)提供的电能通过所述输入接头(110)能够被馈送到所述第一设备区域(101)并且能够通过电能供应连接(170)从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)，其中，所述第二设备区域(102)具有连接装置(160)，该连接装置具有至少一个用于连接至少一个输出线(510)的输出线接头(165)，以便传递传输到所述第二设备区域(102)的电能，并且其中，第一和第二设备区域(101、102)的电能供应连接(170)具有功率限制装置(300)，所述功率限制装置被设计成，限制在能量传输的范围中能够从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)的电功率。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述现场设备(100)的功率限制装置(300)被设计成，引起电流限制和电压限制。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的第一设备区域(101)具有去耦装置(200)，所述去耦装置被设计成，提供预定的输入阻抗以用于检测火花的产生。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的第一设备区域(101)具有内部电源件(132)，所述电源件能够经由供应给所述第一设备区域(101)的电能被供电。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，至少一个现场设备(100)的第一设备区域(101)具有至少一个用于连接另外的电源线(500)的输出接头(111、112)，以便传递提供给第一设备区域(101)的电能。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个现场设备(100)的第一设备区域(101)具有布置在所述输入接头(110)和所述至少一个输出接头(111、112)之间的开关装置(180、181)，借助于所述开关装置能够切换供应给所述第一设备区域(101)的电能的传递。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的第一设备区域(101)具有接通电流限制器(250)，所述接通电流限制器被设计成，限制在电能供应开始时的接通电流。8.根据权利要求7在回引权利要求3的情况下所述的系统，其中，所述现场设备(100)的接通电流限制器(250)布置在所述去耦装置(200)和功率限制装置(300)之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)具有电流隔离，使得提供给所述第一设备区域(101)的电能在分开的电路上传导。10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，在所述第一设备区域(101)和/或第一和第二设备区域(101、102)的电能供应连接(170)中形成电流隔离。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的第一设备区域(101)的输入接头(110)和如果存在的至少一个现场设备(100)的第一设备区域(101)的至少一个输出接头(111)根据第一点火保护类型构造，其中所述现场设备(100)的第二设备区域(102)的至少一个输出线接头(165)根据第二点火保护类型构造，并且其中第二点火保护类型对应于比第一点火保护类型更高的保护等级。12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)被设计为通过以下方式执行数据通信，即所述第一设备区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多福，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：