[发明专利]具有保护电路的现场设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种过程自动化技术的现场设备，该现场设备包括保护电路。本发明还涉及一种本身保护电路，以及从非固有安全电流电路安全隔离固有安全电流电路或从固有安全电流电路安全隔离固有安全电流电路的方法。

背景技术

现场设备应用于用于控制和/或监测过程的工厂。

这种现场设备通常使用有线连接，以便连接到现场总线或，一般而言，连接到为用于为现场设备供电和/或用于从现场设备传输数据或将数据传输到现场设备的任何电线。这种连接，通常也被称为现场总线连接，例如用于通过用于数据传输协议进行通信，诸如例如HART、过程现场总线(Profibus)、FF现场总线协议(FoundationFieldbus)等协议。近来，还有所谓的以太网连接(Ethernetconnections)被用于通过工业以太网协议进行数据传输。

此外，现场设备可以使用其它连接，通过这些连接可以实现该现场设备的供电和/或从现场设备传输数据或将数据传输到现场设备。在这种情况下，该连接可以是太网连接。

因此，有可能将现场设备永久地连接到以太网网络，以便与现场设备进行通信，用于控制和/或监视经由以太网网络发生的过程。

另一方面，例如，为了服务现场设备，服务设备可以通过其它连接(被称为服务连接)仅在短时间内被连接到现场设备。在这种情况下，“服务”指的是任何一种与现场设备的数据交换，特别是用于设置参数、用于加载新固件或者简单地从现场设备读出数据，诸如例如，由现场设备记录的以测量数据为形式的数据的目的。

在易燃或易爆过程环境的情况下，例如，当在过程中使用可燃性气体时，在发生故障的情况下还需要提供传输到现场设备的电功率的限制。相应的措施和指导原则在标准中被提供，例如IEC60079-11(也称为EX)或具有北美支持的A，B，C或D组的分类I、分组1或2。

在上述现场设备的配置中发生故障的情况下，例如，在一般情况下，服务设备被连接到的高达260V或一般的可用电网电压，可以位于现场设备的相应连接上。

但是，一些服务设备，特别是传统的设备，诸如笔记本电脑、平板电脑等，往往不具有相应的功率限制措施。

因此，本发明的目的是提供相应的措施，以防止现场设备的损坏或用于防止位于预定值之上的能量输入，特别是在预定的点火电压之上，特别是在故障情况下。

发明内容

该目的通过根据本发明的现场设备、保护电路及方法实现。

关于现场设备，该目的是由过程自动化技术的现场设备实现，现场设备包括在所述现场设备的通信接口和所述现场设备的信号处理单元之间的保护电路，其中所述通信接口优选地是现场设备的以太网连接，其中在所述通信接口和所述信号处理单元之间提供用于限制电流的第一系统，其中在用于限制电流的所述第一系统和所述信号处理单元之间提供用于限制电压的装置，以及其中在用于限制电压的所述装置和所述信号处理单元之间提供用于限制能量的第二系统。

在一般情况下，以太网接口提供的优点关于数据的传输速度和固有的电流隔离。但是，当应用传统组件时，电流隔离不符合上述固有的安全标准，诸如例如IEC60079-11。提出的发明补救了这种情况。因此，即使在发生故障的情况下，通过任何传统设备建立与现场设备的安全连接也是可能的。

然而，使用除所述以太网接口以外的接口用于从现场设备传输数据或将数据传输到现场设备也是一种选项。在这种情况下，选项包括自动化技术领域中使用的所有接口，特别是用于现场设备的供电和/或与现场设备通信的过程自动化。一些实例，例如HART等已经被命名。

通过对保护电路的应用组件的相应设计，即第一系统、第二系统和用于限制电压的装置，可以保证现场设备和服务设备或通信接口之间的隔离满足点火保护类型的固有安全性，例如EXiIIA、IIB或IIC、或A、B、C或D组中分类I、分组1或2。

特别优选地，通信接口和信号处理单元之间的保护电路由用于限制电流的第一系统、用于限制能量的第二系统和用于限制电压的装置，即除了目前提到的组件之外，没有其它元件，以达到对应于标准，优选的是ATEX指南的充分隔离。

在这个时间点，通过现场设备的通信接口进行现场设备的相应维修，过程不得不暂停或爆炸感应的大气“关闭”，例如，通过消除可燃性的过程介质，即使在给定的情况下，传感器也被隔开，即从通信接口和/或从信号处理单元远程隔开并位于爆炸危险环境。