[发明专利]用于自动化工程中的现场设备的现场设备电子器件

说明书

用于自动化工程的现场设备(1)的现场设备电子器件(2)，包括：第一和第二端子(K1、K2)，其用于将现场设备电子器件连接到电缆(8)，尤其是两线电缆，使得可以经由电缆为现场设备电子器件供应输入电流(I_in)并且可以在第一和第二端子之间施加端子电压(UK)；用于设置输入电流的串联调节器(13)，使得可以基于输入电流经由电缆发送数据，尤其是测量值和/或参数值；串联调节器之后的分流调节器(15)；与分流调节器并联的第一电容(C1)，其用于能量存储；与分流调节器和第一电容并联的供应电路(4)，其用于提供操作电压(UB)；控制和/或评估单元(5)，其在供应电路之后连接并由操作电压(UB)供应，该控制和/或评估单元(5)优选地包括至少一个微处理器，该微处理器适于记录位于跨第一电容的缓冲电压(U_缓冲)或记录取决于其的变量，并基于所记录的缓冲电压或取决于其的变量来做出关于现场设备电子器件的至少一部分或针对现场设备电子器件的至少一部分的决定。

技术领域

本发明涉及一种用于自动化工程的现场设备的现场设备电子器件，并且涉及一种具有这种现场设备电子器件的现场设备。

背景技术

自动化工程的现场设备通常用于测量过程变量，例如表示压力或填充水平的变量。现场设备经由电缆——尤其是两线电缆——连接到上级单元。这种类型的现场设备尤其应用于工业测量和控制技术以及自动化和过程控制技术中，以测量过程变量。

在当前的现有技术中，根据要测量的过程变量，大量不同的现场设备，诸如例如压力、温度、流量和/或填充水平现场设备应用于此。

经由电缆，在操作期间在现场设备和上级单元之间发生定位于现场设备中的现场设备电子器件的能量供应和信号传输——尤其是表示过程变量的输出信号——两者。为此，现场设备传递输出信号，该信号对应于已记录的过程变量的测量值。输出信号被发送到连接到现场设备的上级单元，例如中央控制单元，例如工业工厂的控制站或过程控制系统。通常，由上级单元执行在工业工厂中运行的生产和/或处理过程的整个过程控制，其中在该上级单元中评估各种现场设备的输出信号，并由于该评估而产生控制信号用于控制过程流程的致动器。

这些设备——通常也称为2线现场设备——的信号传输优选根据行业常用标准，例如4-20mA标准发生。

在该标准中，信号传输以流经电缆的电流由现场设备设置为表示测量的过程变量的电流值的方式发生。然后，该电流值由上级单元测量并相应地进行解释。为此，在当前的现有技术中，通常将电流与所测量的过程变量相对应地设置为4mA至20mA之间的值。另外，可以在表示测量的过程变量的该电流上叠加通信信号。因此，电流围绕由过程变量预定的值进行调制。这对应于预定的通信协议来完成。在当前的现有技术中，为此广泛使用的是HART标准定义的通信协议，在该协议的情况中，在4mA和20mA之间的电流上叠加了提供通信信号的+/-0.5mA的高频振荡。

另一组由可连接到数字数据总线的测量设备组成。在这些测量设备的情况下，将流经线对的电流设置为与测量的过程变量无关地预定的电流值，并将高频振荡形式的通信信号叠加在该电流上。用于此的已知的标准是PROFIBUS、FOUNDATION FIELDBUS和CAN-BUS。

这种类型的现场设备通常具有带有两个连接端子的现场设备电子器件，现场设备电子器件可以经由该连接端子与电缆连接。此外，现场设备电子器件通常还包括安装在供应导体中的串联调节器以用于设置经由电缆流动的电流。现场设备电子器件通常还包括一个分流调节器，该分流调节器在串联调节器之后，并安装在将供应导体与返回导体相连接的横向分支中。

连接到现场设备电子器件的例如可以是测量设备，该测量设备经由供应电路被供应能量，并且用于确定过程变量并用于产生表示过程变量的测量信号。

通常，经由电缆可用于现场设备和现场设备电子器件的只有经由供应给它的输入电压和由串联调节器设置的电流来预定的非常有限的能量。