EP2047216B1 - Eine 2-leiter-kommunikations-verbindung die einen sensor, einen messumformer, eine trenneinheit und eine steuereinheit umfasst - Google Patents

Eine 2-leiter-kommunikations-verbindung die einen sensor, einen messumformer, eine trenneinheit und eine steuereinheit umfasst Download PDF

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EP2047216B1
EP2047216B1 EP07787554.0A EP07787554A EP2047216B1 EP 2047216 B1 EP2047216 B1 EP 2047216B1 EP 07787554 A EP07787554 A EP 07787554A EP 2047216 B1 EP2047216 B1 EP 2047216B1
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EP
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sensor
control unit
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signal
transmitter
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Michael Korn
Michael Konrad
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Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
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Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

Definitions

  • the invention relates to a 2-wire communication connection, according to the preamble of claim 1.
  • field devices are often used to detect and / or influence process variables.
  • field devices are level gauges, mass flow meters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity meters, etc., which detect the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity value as sensors.
  • actuators z.
  • valves that control the flow of a liquid in a pipe section or pumps that change the level in a container.
  • the signal transmission between the field devices and the higher-level units is often carried out according to the known 4-20 mA standard by means of a 2-wire communication link. If the field devices are sensors, the measured values acquired by them are transmitted as a current signal via a signal line to the higher-level units. The measuring range of the sensors is linearly mapped to a 4-20 mA current signal.
  • sensors are not connected directly with the control unit but via a transmitter.
  • the transmitter there is usually a galvanic isolation between the input and the output signal supplied by the sensor, which is forwarded to the control unit.
  • sensors In addition to a 4-20 mA signal transmission, some sensors also allow digital bidirectional communication. In process automation technology, this communication usually takes place according to the widely used HART standard. This allows sensors to be configured and parameterized from a control system. Furthermore, in addition to the actual 4-20 mA measured value, diagnostic information can also be transmitted digitally to the control system.
  • the publication WO 2005/104056 shows a process variable transmitter having transmission lines for bidirectional HART and Controller Area Network communication.
  • the publication EP 1416253 shows an active safety barrier in series with an electrical conductor at a barrier between an unfavorable environment and an outside environment is provided.
  • the active barrier serves to transmit an analog signal via the electrical conductor and the barrier and prevents a potentially electrical hazard in the environment with unfavorable conditions via the electrical conductor.
  • Object of the present invention is to provide a separation unit for an existing analog 2-wire communication connection between a sensor and a control unit, which do not have the above-mentioned disadvantages, which also enables the transmission of HART signals in particular when using conventional transmitter.
  • the essential idea of the invention is to provide a separation unit for a conventional 2-wire communication link, which serves to transmit the digital signals and which is switchable in series with the existing current loops.
  • the digital signals are FSK signals.
  • the separation unit also ensures a galvanic signal separation.
  • FIG. 1 schematic representation of a 2-wire communication link with a conventional transmitter
  • FIG. 2 schematic representation of a conventional
  • FIG. 3 schematic representation of a 2-wire communication link with a separation unit according to the invention
  • FIG. 4 schematic representation of an inventive separation unit according to a first embodiment
  • FIG. 5 schematic representation of a erfindungin Separating unit according to a second embodiment
  • FIG. 6 Detail representation of an embodiment according to Fig. 4 .
  • Fig. 1 a 2-wire communication link between a sensor and a control unit is shown in more detail.
  • a sensor 1 (eg a temperature sensor) provides a 4-20 mA measurement signals via a 2-wire L1 to a transmitter 2.
  • the transmitter 2 is connected via a further 2-wire L2 with a control unit 3, z.
  • the control unit 3 may, for. B. in a manner not shown an actuator z. B. control a valve.
  • control unit 3 is connected via a bus system 5 to a control system 100.
  • bus system 5 it may be z. B. to act a Profibus.
  • the transmitter 2 In the transmitter 2, the coming from the sensor 1 via a first current loop S1 4-20 mA measurement signal corresponding to the currently measured temperature value, preprocessed z. B. linearized before it is forwarded to the control unit 3.
  • the transmitter 2 is a galvanic isolation between the 4-20 mA input and 4-20 mA output signal, which is forwarded via a second current loop S2 to the control unit 3. Via the 4-20 mA signal, the second current loop S2, the sensor 1 is supplied, but possibly also the transmitter 2.
  • Fig. 2 is a typical conventional transmitter with a galvanic isolation shown in more detail.
  • the 4-20 mA measurement signal coming from the sensor 1 via the first current loop S 1 is tapped off at a measuring resistor R HART and digitized in an analog-to-digital converter A / D.
  • the analog-to-digital converter A / D it may, for. B. to act a ⁇ converter.
  • the measuring signal is fed via a galvanic transformer T to a computing unit 30 (eg microcontroller).
  • a processing of the digitized measurement signal z As a linearization or filtering.
  • the digital measurement signals are converted back into a 4-20 mA signal via a digital-to-analog converter D / A and forwarded in analog form via the current loop S2 to the control unit 3.
  • FIG. 2 Shown in the FIG. 2 only the path for the digitized 4-20 mA signal, the is galvanically isolated with the aid of the transformer T.
  • the path for the energy transfer is not shown for clarity.
  • a galvanic isolation is also provided.
  • the signal transmission in the transformer T can z. B. inductively via a coil pair or optically via a pair of optocouplers.
  • the A / D converters used in conventional transmitters are designed so that HART signals can not be transmitted.
  • FSK Frequency Shift Key
  • Fig. 3 is a 2-wire communication connection according to Fig. 1 shown, in which a separation unit 6 according to the invention is additionally provided.
  • the separation unit 6 according to the invention On the input side, the separation unit 6 according to the invention is connected in one of the two 2-wire L1; on the output side corresponding to one of the two 2-wire L2.
  • the sensor 1, the signal input E1 of the separation unit 6 and the signal input IN of the transmitter 2 are part of a first 4-20 mA current loop S1.
  • the individual components are supplied in each case via the current flowing in the second current loop S2.
  • Transmitter 2 transmits the analog 4-20 mA signal.
  • the separation unit 6 transmits only the HART signals with a galvanic isolation.
  • a first embodiment of the separation unit 6 is shown in more detail.
  • the signal input E1 of the separation unit 6 is connected to a HART modem 7a.
  • the HART modem 7a communicates via a transmitter T with another HART modem 7b.
  • the electrical isolation takes place in the transformer T inductively via two pairs of coils 9a / 8a and 8b / 9b.
  • the HART modem 7b is connected to the signal output A1 of the separation unit 6.
  • Fig. 5 an alternative embodiment of the separation unit 6 is shown in more detail, having a signal input E1 'and a signal output A1'.
  • a HART interface 13 On the input side, a HART interface 13 is provided with a DC / DC converter 14.
  • An encoder 10a and a microcontroller 11 are supplied via the DC / DC converter 14. In the encoder 10a, the HART signal is encoded or decoded.
  • the microcontroller 11 communicates with the encoder 10a for transmitting and receiving HART signals.
  • the microcontroller is connected to a second encoder 10b via a transmitter T.
  • the transmitter T consists of a pair of coils or of a pair of optocouplers over which the digital signals can be transmitted galvanically separated in a simple manner.
  • a HART interface 13 and a DC / DC converter 14 are also provided.
  • the HART signal coming from the sensor 1 is received by the coding device 10a and forwarded in digital form to the microcontroller 11.
  • the digital signal generated by the microcontroller 11 is transmitted to a coding device 10b via a coil pair 12a, 12b.
  • the coding device 10b controls the HART interface 13 accordingly, so that the HART signals can be forwarded to the control unit 3.
  • Fig. 5 shown separation units 6, a transmission of HART signals via a galvanic isolation path in a simple manner possible.
  • Fig. 6 is that in Fig. 4 illustrated embodiment shown in more detail.
  • the HART signal coming from the sensor 1 is at the resistor R HART
  • the input side of the separation unit is supplied by a supply unit VE1.
  • a second channel K2 is provided, which is used to transmit HART signals that are sent from the control unit 3 to the sensor 1.
  • This channel consists essentially of an operational amplifier OP2, an analog-to-digital converter A / D2, a filter F2 a transmitter T2, a digital-to-analog converter D / A2 and a controller R2.
  • the separation unit 6 With the aid of the separation unit 6 according to the invention, it is possible to exchange HART signals between a sensor and a control unit in an existing conventional 2-wire communication connection with a transmitter 2. About the separation unit 6 while only the digital HART signals are transmitted. Only the analog 4-20 mA measurement signals via the conventional transmitter 2. The separation unit 6 is easy to integrate into the two existing current loops S1 and S2.
  • the separation unit 6 allows a user to use the full functionality of the sensor, since now also a parameterization and the evaluation of HART information from the control system 100 is possible.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine 2-Leiter-Kommunikationsverbindung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und / oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgräte sind Füllstandsmessgeräte, Massendurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotential- Messgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeitswert erfassen.
  • Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen so genannte Aktoren, z. B. Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt steuern oder Pumpen, die den Füllstand in einem Behälter ändern.
  • Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress+Hauser® hergestellt und vertrieben.
  • Meist sind Feldgeräte mit übergeordneten Einheiten z. B. Leitsystemen oder Steuereinheiten verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung.
  • Die Signalübertragung zwischen den Feldgeräten und den übergeordneten Einheiten erfolgt häufig nach dem bekannten 4-20 mA Standard mittels einer 2-Leiter-Kommunikationsverbindung. Handelt es sich bei den Feldgeräten um Sensoren, so werden die von ihnen erfassten Messwerte als Stromsignal über eine Signalleitung an die übergeordneten Einheiten übertragen. Der Messbereich der Sensoren wird dabei linear auf ein 4-20 mA Stromsignal abgebildet.
  • Vielfach sind Sensoren heute nicht direkt, sondern über einen Messumformer mit der Steuereinheit verbunden. Im Messumformer erfolgt in der Regel eine galvanische Trennung zwischen dem vom Sensor gelieferten Eingangs- und dem Ausgangssignal, das an die Steuereinheit weitergeleitet wird.
  • Neben einer 4-20 mA Signalübertragung ist mit einigen Sensoren auch eine digitale bidirektionale Kommunikation möglich. In der Prozessautomatisierungstechnik erfolgt diese Kommunikation meist nach dem weit verbreiteten HART-Standard. So können Sensoren von einem Leitsystem aus konfiguriert und parametriert werden. Weiterhin können neben dem eigentlichen 4-20 mA Messwert auch Diagnoseinformationen digital zum Leitsystem übertragen werden.
  • Herkömmliche Messumforiner mit einer galvanischen Signaltrennung erlauben jedoch nicht den Durchgang von HART Signalen. Ein HARTfähiger Sensor kann deshalb, wenn er über einen solchen Messumformer mit einem Leitsystem verbunden ist, nicht digital mit dem Leitsystem kommunizieren.
  • Die Offenlegungsschrift WO 2005/104056 zeigt einen Prozessvariablentransmitter, der Übertragungsleitungen zur bidirektionalen HART- und Controller Area Network Kommunikation aufweist.
  • Die Offenlegungsschrift EP 1416253 zeigt eine aktive Sicherheitsbarriere die in Reihe mit einem elektrischen Leiter an einer Barriere zwischen einer Umgebung mit ungünstigen Bedingungen und einer Außenumgebung vorgesehen ist. Die aktive Barriere dient dabei zum Übertragen eines analogen Signals über den elektrischen Leiter und die Barriere und verhindert eine potentiell elektrische Gefährdung in der Umgebung mit ungünstigen Bedingungen über den elektrischen Leiter.
  • Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es eine Trenneinheit für eine bestehende analoge 2-Leiter-Kommunikationsverbindung zwischen einem Sensor und einer Steuereinheit anzugeben, die die oben genannten Nachteile nicht aufweisen, die insbesondere beim Einsatz herkömmlichen Messumformer zusätzlich die Übertragung von HART Signalen ermöglicht.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
  • Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, eine Trenneinheit für eine herkömmliche 2-Leiter-Kommunikationsverbindung vorzusehen, die zur Übertragung der Digitalsignale dient und die in Serie zu den vorhandenen Stromschleifen schaltbar ist.
  • Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • In vorteilhafter Weise handelt es sich bei den Digitalsignalen um FSK-Signale.
  • Die Trenneinheit sorgt auch für eine galvanische Signaltrennung.
  • Nachfolgen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 schematische Darstellung einer 2-Leiter-Kommunikationsverbindung mit einem herkömmlichen Messumformer;
  • Fig. 2 schematische Darstellung eines herkömmlichen
    • Messumformers;
  • Fig. 3 schematische Darstellung einer 2-Leiter-Kommunikationsverbindung mit einer erfindungsgemäßen Trenneinheit;
  • Fig. 4 schematische Darstellung einer erfindunggemäßen Trenneinheit gemäß einem
    ersten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 5 schematische Darstellung einer erfindunggemäßen Trenneinheit gemäß einem
    zweiten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 6 Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels nach Fig. 4.
  • In Fig. 1 ist eine 2-Leiter-Kommunikationsverbindung zwischen einem Sensor und einer Steuereinheit näher dargestellt.
  • Ein Sensor 1 (z. B. ein Temperatursensor) liefert einen 4-20 mA Messsignale über einen 2-Leiter L1 an einen Messumformer 2. Der Messumformer 2 ist über einen weiteren 2-Leiter L2 mit einer Steuereinheit 3, z. B. eine SPS, verbunden. Die Steuereinheit 3 kann z. B. in nicht näher dargestellter Weise einen Aktor z. B. ein Ventil ansteuern.
  • Zusätzlich ist die Steuereinheit 3 über ein Bussystem 5 mit einem Leitsystem 100 verbunden. Bei dem Bussystem 5 kann es sich z. B. um einen Profibus handeln.
  • Im Messumformer 2 wird das vom Sensor 1 über eine erste Stromschleife S1 kommende 4-20 mA Messsignal, das dem aktuell gemessenen Temperaturwert entspricht, vorverarbeitet z. B. linearisiert, bevor es an die Steuereinheit 3 weitergeleitet wird. Ein spezieller Messumformer, das Produkt RMA422 der Fa. Endress + Hauser weist nicht nur einen Messignaleingang sondern zwei Messsignaleingänge auf. So können bei diesem Messumformer Messsignale von zwei Sensoren z. B. verrechnet bzw. ausgewertet werden.
  • Im Messumformer 2 erfolgt eine galvanische Trennung zwischen dem 4-20 mA Eingangs- und 4-20 mA Ausgangssignal, das über eine zweite Stromschleife S2 an die Steuereinheit 3 weitergeleitet wird. Über das 4-20 mA Signal, der zweiten Stromschleife S2 wird der Sensor 1 versorgt, eventuell aber auch der Messumformer 2.
  • In Fig. 2 ist ein typischer herkömmlicher Messumformer mit einer galvanischen Trennung näher dargestellt. Das vom Sensor 1 über die erste Stromschleife S 1 kommende 4-20 mA Messsignal wird an einem Messwiderstand RHART abgegriffen und in einem Analog-Digital-Wandler A/D digitalisiert. Bei dem Analog-Digital-Wandler A/D kann es sich z. B. um einen ΣΔ-Wandler handeln. Nach der Digitalisierung wird das Messsignal über eine galvanische Übertrager T einer Recheneinheit 30 (z. B. Mikrocontroller) zugeführt. In der Recheneinheit 30 erfolgt eine Verarbeitung des digitalisierten Messsignals z. B. eine Linearisierung oder eine Filterung. Nach der Verarbeitung wird das digitale Messsignale über einen Digital-Analog-Wandler D/A wieder in ein 4-20 mA Signal umgewandelt und in analoger Form über die Stromschleife S2 an die Steuereinheit 3 weitergeleitet.
  • Dargestellt ist in der Figur 2 nur der Pfad für das digitalisierten 4-20 mA Signals, das mit Hilfe der Übertrager T galvanisch getrennt wird. Der Pfad für die Energieübertragung ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Hier ist ebenfalls eine galvanische Trennung vorgesehen.
  • Die Signalübertragung in der Übertrager T kann z. B. induktiv über ein Spulenpaar oder optisch über ein Optokopplerpaar erfolgen.
  • Die in herkömmlichen Messumformern eingesetzten A/D-Wandler sind so ausgelegt, dass HART-Signale nicht übertragen werden können. Die HART Kommunikation basiert auf dem Bell202 Kommunikationsstandard mit einer Kodierung nach dem FSK-Verfahren (Frequency Shift Key), bei dem die beiden digitalen Zustände 0 und 1 den folgenden Frequenzen zugeordnet werden: logisch 0 = 2200 Hertz, logisch 1 = 1200 Hertz.
  • In Fig. 3 ist eine 2-Leiter Kommunikationsverbindung gemäß Fig. 1 dargestellt, bei der zusätzlich eine erfindungsgemäße Trenneinheit 6 vorgesehen ist. Eingangsseitig ist die erfindungsgemäße Trenneinheit 6 in einen der beiden 2-Leiter L1 geschaltet; ausgangsseitig entsprechend in einen der beiden 2-Leiter L2.
  • Der Sensor 1, der Signaleingang E1 der Trenneinheit 6 und der Signaleingang IN des Messumformers 2 sind Teil einer ersten 4-20 mA Stromschleife S1. Entsprechendes gilt für die Steuereinheit 3, den Signalausgang A1 der Trenneinheit 6 und den Signalausgang OUT des Messumformers 2, die Teil einer zweiten 4-20 mA Stromschleife sind.
  • Versorgt werden die einzelnen Komponenten jeweils über den in der zweiten Stromschleife S2 fließenden Strom.
  • Der Messumformer 2 überträgt das analoge 4-20 mA Signal. Erfindungsgemäß überträgt die Trenneinheit 6 nur die HART-Signale mit einer galvanische Trennung.
  • In Fig. 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Trenneinheit 6 näher dargestellt. Der Signaleingang E1 der Trenneinheit 6 ist mit einem HART-Modem 7a verbunden. Das HART-Modem 7a kommuniziert über einen Überträger T mit einem weiteren HART-Modem 7b. Die galvanische Trennung erfolgt im Übertrager T induktiv über jeweils zwei Spulenpaare 9a/8a bzw. 8b/9b. Das HART-Modem 7b ist mit dem Signalausgang A1 der Trenneinheit 6 verbunden.
  • In Fig. 5 ist eine alternative Ausgestaltung der Trenneinheit 6 näher dargestellt, die einen Signaleingang E1' und einen Signalausgang A1' aufweist. Eingangsseitig ist eine HART-Anschaltung 13 mit einem DC/DC-Wandler 14 vorgesehen. Über den DC/ DC-Wandler 14 werden eine Kodiereinrichtung 10a sowie ein Mikrocontroller 11 versorgt. In der Kodiereinrichtung 10a wird das HART-Signal kodiert bzw. dekodiert.
  • Der Mikrocontroller 11 kommuniziert mit der Kodiereinrichtung 10a zum Senden bzw. Empfangen von HART-Signalen.
  • Weiterhin ist der Mikrocontroller mit einer zweiten Kodiereinrichtung 10b über einen Überträger T verbunden. Der Überträger T besteht aus einem Spulenpaar bzw. aus einem Optokopplerpaar über die die Digitalsignale in einfacher Weise galvanisch getrennt übertragen werden können.
  • Ausgangsseitig sind ebenfalls eine HART-Anschaltung 13 und ein DC/DC-Wandler 14 vorgesehen.
  • Das vom Sensor 1 kommende HART Signal wird von der Kodiereinrichtung 10a empfangen und in digitaler Form an den Mikrocontroller 11 weitergeleitet. Das von dem Mikrocontroller 11 generierte digitale Signal wird über ein Spulenpaar 12a, 12b, an eine Kodiereinrichtung 10b übertragen. Die Kodiereinrichtung 10b steuert die HART-Anschaltung 13 entsprechend an, damit die HART-Signale an die Steuereinheit 3 weitergeleitet werden können.
  • Über die in Fig. 4 bzw. Fig. 5 dargestellte Trenneinheiten 6 ist eine Übertragung von HART Signalen über eine galvanische Trennstrecke in einfacher Weise möglich.
  • In Fig. 6 ist das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel noch etwas ausführlicher dargestellt.
  • Das vom Sensor 1 kommende HART-Signal wird am Widerstand RHART
  • abgegriffen, mit einem Operationsverstärker OP1 verstärkt und anschließend mit einem Analog-Digital-Wandler A/D1 digitalisiert. Bevor das digitalisierte Signal dem Überträger T1 zugeführt wird, erfolgt eine Filterung mit einem Filter F1. Nach der galvanischen Trennung mit Hilfe des Überträgers T1 wird das Signal einem Digital-Analog-Wandler D/A1 zugeführt dem ein Regler R1 nachgeschaltet ist.
  • Die Eingangsseite der Trenneinheit wird von einer Versorgungseinheit VE1 versorgt.
  • Oben wurde beschrieben, wie das vom Sensor 1 kommende HART-Signal
    vom Signaleingang E1 zum Signalausgang A1 über einen ersten Kanal K1 übertragen wurde.
  • Entsprechend ist ein zweiter Kanal K2 vorgesehen, der zur Übertragung von HART-Signale, die von der Steuereinheit 3 an den Sensor 1 gesendet werden, dient.
  • Dieser Kanal besteht im Wesentlichen aus einem Operationsverstärker OP2, einem Analog-Digital-Wandler A/D2, einem Filter F2 einem Überträger T2, einem Digital-Analog-Wandler D/A2 sowie einem Regler R2.
  • Nachfolgend ist die Funktion der Erfindung näher erläutert.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Trenneinheit 6 ist es möglich, bei einer bestehenden herkömmlichen 2-Leiter-Kommunikationsverbindung mit einem Messumformer 2 auch HART-Signale zwischen einem Sensor und einer Steuereinheit auszutauschen. Über die Trenneinheit 6 werden dabei ausschließlich die digitalen HART-Signale übertragen. Über den herkömmlichen Messumformer 2 ausschließlich die analogen 4-20 mA Messsignale. Die Trenneinheit 6 ist dabei einfach in die beiden vorhandenen Stromschleifen S1 und S2 zu integrieren.
  • Mit Hilfe der Übertrager T bzw. T' wird eine galvanische Trennung der HART-Signale in der Trenneinheit 6 realisiert. Die Signalübertragung über den Messumformer 2 erfolgt ebenfalls galvanisch getrennt.
  • Die Trenneinheit 6 erlaubt es einem Anwender die volle Funktionalität des Sensors zu nutzen, da nun auch eine Parametrierung und die Auswertung von HART-Informationen vom Leitsystem 100 aus möglich ist.
  • Eine zusätzliche Versorgung muss nicht bereitgestellt werden, da die Trenneinheit 6 über die Stromschleife S2 gespeist wird.
    • Bezugszeichenliste:
  • Tabelle 1
    2-Leiter L1, L2
    Analog/Digital-Wandler A/D
    Ausgang A1
    Bussystem 5
    DC-DC-Wandler 14
    Digital/Analog-Wandler D/A
    Eingang E1
    Filter F1, F2
    HART-Anschaltung 13
    HART-Modem 7a, 7b
    Kanal K1, K2
    Kodiereinrichtung 10a, 10b
    Leitsystem 100
    Messumformer 2
    Messwiderstand RHART
    Mikrocontroller 11
    Recheneinheit 30
    Regler R1, R2
    Sensor 1
    Signalausgang A1, OUT
    Signaleingang E1, IN
    Spulenpaar 9a, 8a 8b, 9b
    Spulenpaar 12a, 12b
    Steuereinheit 3
    Stromschleife S1, S2
    Trenneinheit 6
    Übertrager T

Claims (4)

  1. 2-Leiter-Kommunikationsverbindung umfassend einen Sensor, einen Messumformer, eine Trenneinheit und eine Steuereinheit, wobei der Messumformer, die vom Sensor über eine erste Stromschleife eingehenden analogen Messsignale zum Zwecke der galvanischen Trennung digitalisiert und zur Übertragung an die Steuereinheit über eine zweite Stromschleife in analoge Messsignale zurückwandelt, dadurch gekennzeichnet, das die Trenneinheit (6) zur Übertragung von Digitalsignalen zwischen dem Sensor (1) und der Steuereinheit (3) dient und eingangsseitig in die erste Stromschleife (S1) und ausgangsseitig in die zweite Stromschleife (S2) in Serie schaltbar ist,
    wobei die analogen Messsignale 4-20 mA Signale sind und die Digitalsignale FSK-Signale sind.
  2. 2-Leiter-Kommunikationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trenneinheit (6) zur galvanischen Signaltrennung ein Übertrager (T, T') vorgesehen ist
  3. 2-Leiter-Kommunikationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (6) einen Kanal (K1) zur Übertragung der FSK-Signale vom Sensor (1) zur Steuereinheit (3) und einen Kanal (K2) zur Übertragung der FSK-Signale von der Steuereinheit (3) zum Sensor (1) aufweist, wobei jeder Kanal einen A/D-Wandler, einen Filter, einen Überträger und einen D/A-Wandler aufweist.
  4. 2-Leiter-Kommunikationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (6) über die Stromschleife (S2) gespeist wird.
EP07787554.0A 2006-08-04 2007-07-16 Eine 2-leiter-kommunikations-verbindung die einen sensor, einen messumformer, eine trenneinheit und eine steuereinheit umfasst Not-in-force EP2047216B1 (de)

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