[发明专利]用于有爆炸危险的区域的ASI网络

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于有爆炸危险的区域的ASI网络。

背景技术

ASI网络(ASI：执行器-传感器-接口)的概念被理解成具有用于在控制设备(主设备)和现场设备(从设备)之间进行通信的总线系统的网络。ASI网络是用于自动控制的面向位的现场总线。该总线被优化以用于连接简单的传感器、执行器和现场设备，它们仅与控制设备交换很少的信息位并且可以通过通常双芯的电缆来执行数据通信和供应电能。

为了能够在有爆炸危险的区域中驱动电的现场设备而需要一种设备，该设备具有特定的起爆保护方式，由此不会由其引发起爆危险。被设计成本质安全的现场设备是尤其有利的，这是因为不需要用于保护现场总线的附加措施，例如封套措施和屏蔽措施，从而确保防止爆炸地运行。

在这样的现场总线系统中通常可以连接有多个利用总线电缆并联的现场设备。即使现场总线的现场设备设计成本质安全的但在有爆炸危险的区域中也需要限制通过总线电缆传输的能量，从而即使在确定为标准的故障条件下在总线电缆上在任何时间和位置都不可能产生有起爆危险的火花。然而，基于在现场总线系统中所需的传输路径(电缆长度)以及各个现场总线设备所需要的最低能量，由控制设备提供的能量并不能被随意地降低。

因此，应用在有爆炸危险的区域中的并且应用“本质安全的”起爆保护类型的已知现场总线系统将现场总线的总线电缆的长度限制到确定的距离(例如1km)并且因为基于受限制的能量供应而不能供应大量的现场设备，所以所连接的现场总线的设备的数量被限制到大约10个。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种现场总线系统，利用该现场总线系统能够以较简单的方式驱动任意数量的现场设备，并且在该现场总线系统中传输路径的长度不因为能量传输而受限。

该目的通过这样的现场总线系统来实现，即一种现场总线系统，尤其应用在有爆炸危险的区域中，包括：多个具有总线电缆的总线电缆区段；隔离元件，多个总线电缆区段中的每两条利用所述隔离元件彼此耦合并且所述隔离元件使两个总线电缆区段的总线电缆彼此电隔离，从而中断两个总线电缆区段的所述总线电缆之间的直流电的流动并且在两个总线电缆区段之间传输通信信号；以及电源，用于每个总线电缆区段，从而为可连接到各个总线电缆区段上的现场设备供电，其中，多个总线电缆区段利用所述隔离元件连接成串联电路。

本发明的其他有利的设计方案在从属权利要求中给出。

根据本发明提出一种现场总线系统，尤其应用在有爆炸危险的区域中，该现场总线系统包括：多个具有总线电缆的总线电缆区段；以及隔离元件，多个总线电缆区段中的每两条利用该隔离元件彼此耦合并且该隔离元件使两个总线电缆区段的总线电缆彼此电隔离，从而中断两个总线电缆区段的总线电缆之间的直流电的流动并且在两个总线电缆区段之间传输通信信号。此外，现场总线系统包括电源，用于每个总线电缆区段，从而为可连接到各个总线电缆区段上的现场设备供电。

这种类型的现场总线系统具有优点，即在总线电缆上最大允许的能量供应不会限制可在现场总线系统上驱动的现场设备的数量。为此，现场总线系统具有多个彼此分开供电的总线电缆区段，在这些总线电缆区段上不超过在总线电缆上的最大允许能量供应。因此，可以通过应用多个总线电缆区段来提高总能量供应并且由此来驱动不由供电限制的数量的现场设备。

总线电缆优选地在具有开放式的端部的总线电缆区段上设有端子阻抗。通常，这些总线电缆区段是这样的一些部段，这些部段处于总线电缆的始端和末端。

此外，至少一个总线电缆区段(其总线电缆具有开放式的端部)具有端子阻抗。

所述隔离元件分别与两个总线电缆区段的两条总线电缆连接，其中所述隔离元件包括具有变压器线圈的变压器，其中，每个变压器线圈与各自的隔流电容串联地连接在相应的总线电缆区段的两条总线电缆之间。

优选地，抑制二极管可与所述变压器的所述变压器线圈中的至少一个直接并联地连接。

用于所述总线电缆区段的所述电源构造成电流-和电压受限。

电源优选地分别通过去耦电感与相应的总线电缆区段的各条总线电缆耦合。

总线电缆区段优选地至少部分地设置在有爆炸危险的区域中，其中，用于总线电缆区段的电源设置在有爆炸危险的区域之外。

此外，所述总线电缆区段中的至少一个通过连接段与控制设备连接以执行与连接在所述总线电缆区段上的现场设备的通信。

优选地，在连接段上多个总线电缆区段通过各自的隔离元件耦合。

多个总线电缆区段可以通过隔离元件连接成串联电路。