[发明专利]模块化的现场设备

说明书

一种模块化的现场设备(1)，所述现场设备(1)包括外壳、传感器(5)、布置在所述外壳中的电子单元(7)，并且包括能够以可拆卸的方式连接到所述电子单元的显示和/或操作单元(9)，所述显示和/或操作单元(9)具有用于与至少一个其它单元(13)无线通信的无线电模块(11)和用于向所述无线电模块(11)至少部分供电的内部电源(15)，特别是电池或者可充电电池。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的模块化的现场设备以及根据权利要求14的前序部分的模块化的现场设备系统。

背景技术

在过程自动化技术中常常用到现场设备，现场设备用于记录和/或影响过程变量。这种现场设备的示例是用于检测诸如填充物位、极限或者压力等相应的过程变量的填充物位传感器、极限传感器和具有传感器的压力计。通常，这种现场设备连接到诸如控制系统或者控制单元的上级单元。这些上级单元用于过程控制、过程可视化和/或过程监控。

常常根据现有技术的4mA到20mA标准进行现场设备和上级设备之间的能量和/或信号传递，其中，在现场设备和上级单元之间形成有4mA到20mA电流回路和/或双线电缆。除了信号的模拟传递，还存在如下选择：测量设备根据不同的其它协议(特别是数字协议)来传递信息，并且由此接收这样的信息。这里提及的示例是HART协议或者Profibus-PA协议。

还经由4mA到20mA电流信号向这些现场设备进行供电，从而除双线电缆之外不需要其它的电流回路。为了例如在防爆区域中使用时保持尽可能低的布线成本和安装成本以及安全措施，不期望设置附加的电源电缆。

例如，现有技术中已经公开了物理地连接到用于与现场设备通信的4mA到20mA电流回路的操作单元，从而通过这种方式允许使用HART协议经由4mA到20mA电流回路操作现场设备。这种操作单元的缺点在于，如已经提到的，必须建立与4mA到20mA电流回路的物理连接。为此，双线电缆例如变为绝缘的和/或分离的，使得能够连接操作单元。这意味着相对较高的成本，并且不能总是容易地在现场实施。

另外，为了更容易地操作现场设备而使用无线电模块，这在现有技术中也是已知的。此处，如下技术方案是已知的：其中，现场设备呈现出集成的无线电模块，将被改装或者布置在变换器供电单元(是用于现场设备的供电的设备)中的无线电模块。特别是在具有集成的无线电模块或者改装的无线电模块的变型中，现有技术的问题在于，利用4mA到20mA电流回路的能量供给仅能提供极低的功率，并且经由该电流回路提供的电能有时不足以同时向无线电模块、电子单元和传感器提供充足的电能，使得不容易或者不能进行操作。

为此，现有技术公开了如下技术方案：其中，无线电模块设置有单独的外部电源。

另外，现有技术公开了模块化的现场设备，其中，可以从多个传感器、外壳、电子单元以及操作和/或显示单元中进行选择，并且装配相应的现场设备。例如，这种用于现场设备的模块化设计由Vega Grieshaber KG公司提供。通常，在此，能够结合传感器、提供测量值处理和用于控制和所使用的现场总线的接口(如有必要)的各个电子模块、以及各种显示和/或操作单元。传感器、电子模块和显示单元和/或操作单元互相配合，并且适用于不同的外壳。

在这种现场设备中，对于向移动式操作和/或显示设备传递测量值和/或操作信息来说，无线电模块是必要的。

如上所述，在电子单元中为各种现场总线设置接口，然而，不同的传感器的接口是不同的。

发明内容

本发明的目的是通过无线电模块来扩展模块化的现场设备，以便使其能够以尽可能小的成本集成到现有的系列产品中。

通过具有权利要求1的特征的模块化的现场设备来实现该目的。

有利的进一步发展是从属权利要求的内容。

在权利要求14中呈现了用于实现该目的的用于现场设备的模块化设计。