用于操作過程自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于操作過程自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備(F)的方法,其中所述現(xiàn)場設(shè)備(F)包括主電路(μC,MU1),其用在第一操作模式中以評估并且輸出優(yōu)選地來自測量換能器(S)的過程數(shù)據(jù),其中所述現(xiàn)場設(shè)備(F)具有第一接口(D),其用于在所述第一操作模式中為所述現(xiàn)場設(shè)備(F)尤其是所述主電路(μC,MU1)供應(yīng)電能,其中所述現(xiàn)場設(shè)備(F)具有優(yōu)選無線接口的第二接口(DS),其用于將數(shù)據(jù)和/或電能傳輸?shù)剿霈F(xiàn)場設(shè)備(F),其中所述現(xiàn)場設(shè)備(F),優(yōu)選地所述主電路(μC,MU1),在第二操作模式中被供應(yīng)電能,優(yōu)選地僅僅被供應(yīng)經(jīng)由所述第二接口(DS)所獲得的電能。
【專利說明】用于操作過程自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于操作過程自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備的方法。此外,本發(fā)明涉及過程 自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 由現(xiàn)有技術(shù)水平可知被用于工業(yè)廠房中的現(xiàn)場設(shè)備。這樣的現(xiàn)場設(shè)備經(jīng)常具有堅 固的外殼,以便抵抗這樣的應(yīng)用的環(huán)境狀態(tài)。
[0003] 由現(xiàn)有技術(shù)水平可知,為現(xiàn)場設(shè)備的外殼提供RFID數(shù)據(jù)載體,使得存儲于RFID數(shù) 據(jù)載體的信息非接觸地可查詢。此外,由DE102008008072A1可知,連接這些RFID數(shù)據(jù)載體 與傳感器的內(nèi)部電子單元,使得RFID數(shù)據(jù)載體的信號能夠在內(nèi)部被提供給傳感器。有鑒于 此,RFID數(shù)據(jù)載體可以是可寫的。
[0004] 此外,DE202006012632U1描述了用于對于機(jī)器的訪問控制的RFID應(yīng)答器的申請。
[0005] 而且,對于無線數(shù)據(jù)傳輸,已經(jīng)建立了不同的標(biāo)準(zhǔn)。因此,例如,電感耦合或近場耦 合(NFC)可以經(jīng)由磁場發(fā)生。在這種情況下,數(shù)據(jù)傳輸以及經(jīng)常地能源供應(yīng)也經(jīng)由磁性近 場發(fā)生,所述磁性近場由在閱讀設(shè)備以及所謂標(biāo)簽中的線圈所介導(dǎo)。被用于這種傳輸?shù)念l 率處于135kHz、13. 56MHz并且由標(biāo)準(zhǔn)IS018000-2以及IS018000-3,分別由標(biāo)準(zhǔn)IS022536 以及IS0/IEC15693所指定。此外,已知利用電磁偶極場用于遠(yuǎn)程耦合。在這種情況下, 數(shù)據(jù)傳輸以及經(jīng)常地能源供應(yīng)也經(jīng)由天線發(fā)生,例如,偶極天線以及螺旋天線。耦合發(fā)生 的頻率處于433MHz、868MHz以及2. 45GHz,其分別由標(biāo)準(zhǔn)IS018000-7、IS018000-6以及 IS018000-4 所指定。
[0006] 然而,在點(diǎn)對點(diǎn)模式中的傳統(tǒng)NFC通信提供如下劣勢:例如,其對于連續(xù)雙向數(shù)據(jù) 傳輸耗電量過大,諸如發(fā)生在經(jīng)由用于現(xiàn)場設(shè)備配置的軟件工具參數(shù)化過程和/或自動化 技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備情況下。
[0007] 此外,由現(xiàn)有技術(shù)水平另外可知現(xiàn)場總線和現(xiàn)場總線系統(tǒng)以及用于使用在這些現(xiàn) 場總線中的現(xiàn)場設(shè)備。為此,現(xiàn)場設(shè)備經(jīng)由現(xiàn)場總線或者經(jīng)由獨(dú)立的電源被供以電能。
[0008] 在這種情況下,一方面,其劣勢在于:經(jīng)由現(xiàn)場總線或者在現(xiàn)場設(shè)備中的能量是有 限的,使得例如,如上所述,經(jīng)由輔助接口的連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸是不可能的。另一方面,當(dāng)它的能 源供應(yīng)被中斷時,數(shù)據(jù)不能夠與現(xiàn)場設(shè)備交換。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本發(fā)明的目的是即使是當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備例如經(jīng)由現(xiàn)場總線的能源供應(yīng)被中斷時,也能 提供現(xiàn)場設(shè)備的基本功能。
[0010] 通過方法以及通過現(xiàn)場設(shè)備實(shí)現(xiàn)這個目的。
[0011] 關(guān)于所述方法,通過用于操作過程自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備的方法實(shí)現(xiàn)所述目的, 其中,所述現(xiàn)場設(shè)備包括主電路,其用在第一操作模式中用于評估并且用于輸出優(yōu)選地來 自測量換能器的過程數(shù)據(jù),其中所述現(xiàn)場設(shè)備包括第一接口,其用在所述第一操作模式中 以為所述現(xiàn)場設(shè)備,尤其是所述主電路,供應(yīng)電能,其中所述現(xiàn)場設(shè)備包括優(yōu)選無線的第二 接口,其用于將數(shù)據(jù)和/或電能傳輸?shù)剿霈F(xiàn)場設(shè)備,其中所述現(xiàn)場設(shè)備,優(yōu)選地所述主電 路,在第二操作模式中被供應(yīng)電能,優(yōu)選地僅僅被供應(yīng)經(jīng)由所述第二接口所獲得的電能。
[0012] 在所述方法的實(shí)施例的形式中,所述第一接口是現(xiàn)場總線接口。
[0013] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,所述第二接口是應(yīng)答器,優(yōu)選地是根據(jù)所 述NFC和/或RFID標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)答器。
[0014] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,所述現(xiàn)場設(shè)備包括測量換能器,其中,在所 述第一操作模式中所述測量換能器以及所述主電路二者都被供應(yīng)電能,優(yōu)選地僅僅被供應(yīng) 經(jīng)由所述第一接口所獲得的電能。
[0015] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,所述主電路包括微處理器以及存儲單元。
[0016] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,數(shù)據(jù)借助所述微處理器被寫入所述存儲單 J Li 〇
[0017] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,在所述第一和/或所述第二操作模式中, 數(shù)據(jù)被寫入所述存儲單元,優(yōu)選地直接被寫入所述存儲單元,和/或數(shù)據(jù)從所述存儲單元 中被讀出,尤其優(yōu)選地經(jīng)由所述第二接口直接從所述存儲單元被讀出。
[0018] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,在所述第二操作模式中,所述微處理器以 及所述存儲單元被供應(yīng)經(jīng)由所述第二接口所獲得的電能。
[0019] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,在所述第二操作模式中,數(shù)據(jù)經(jīng)由所述第 二接口被寫入所述存儲單元中。
[0020] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,在所述第二操作模式中,被寫入所述存儲 單元的數(shù)據(jù)由所述微處理器讀出并且優(yōu)選地被存儲于所述微處理器的內(nèi)部存儲器中。
[0021] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,所述第二接口包括輔助電路,其用于預(yù)處 理經(jīng)由所述第二接口所接收的數(shù)據(jù),并且所述輔助電路分別與所述主電路的微處理器以及 所述主電路的所述存儲單元連接。
[0022] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,在所述第二操作模式中,電能經(jīng)由到所述 主電路的連接從所述輔助電路傳輸?shù)剿鲋麟娐贰?br>
[0023] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,在所述第二操作模式中,數(shù)據(jù)經(jīng)由到所述 存儲單元的連接從所述輔助電路傳輸?shù)剿龃鎯卧渲兴鰯?shù)據(jù)優(yōu)選地是現(xiàn)場設(shè)備參 數(shù)。
[0024] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,在所述第二操作模式中,僅所述主電路被 供應(yīng)電能。
[0025] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,所述主電路被從所述第二接口,尤其所述 輔助電路,電位隔離。
[0026] 在所述方法的實(shí)施例的另外的形式中,在所述第一操作模式中的所述現(xiàn)場設(shè)備的 所述參數(shù)的變化被存放在所述存儲單元中,其優(yōu)選地是非易失性存儲單元。
[0027] 關(guān)于所述現(xiàn)場設(shè)備,由過程自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備實(shí)現(xiàn)所述目的,其中所述現(xiàn)場 設(shè)備包括:主電路,其用在第一操作模式中用于評估并且用于輸出過程數(shù)據(jù),以及第一和第 二接口(DS),其用于執(zhí)行根據(jù)前述實(shí)施例的形式中的一個的所述方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028] 現(xiàn)將基于附圖更加詳細(xì)地闡述本發(fā)明,唯一的附圖如下所示:
[0029] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的形式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 圖1示出了現(xiàn)場設(shè)備F的示意圖。根據(jù)圖1的現(xiàn)場設(shè)備被,可以被,連接到現(xiàn)場總 線(未示出),經(jīng)由現(xiàn)場總線供應(yīng)電能并且經(jīng)由現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)可以與其他現(xiàn)場設(shè)備和/或與 過程控制單元交換??商娲兀F(xiàn)場設(shè)備F可以不與現(xiàn)場總線連接,而是改為經(jīng)由另一個內(nèi) 部或外部電源被供應(yīng)電能。
[0031] 現(xiàn)場設(shè)備F包括傳感器S,其與微處理器μ C連接。該微處理器μ C用以確保執(zhí) 行以及管理現(xiàn)場設(shè)備F的功能性以及功能。有鑒于此,測量信號或源自于此的信號經(jīng)由通 信連接Κ3從傳感器S被傳輸?shù)轿⑻幚砥鳓?C。所述微處理器μ C進(jìn)一步處理,分別地評 估,測量信號或源自于此的信號并且經(jīng)由到顯示器的通信連接Κ4或者經(jīng)由現(xiàn)場總線(未示 出)輸出諸如測量數(shù)據(jù)。通常,顯示器或現(xiàn)場總線接口是,可以是,現(xiàn)場設(shè)備F的第一接口 D,其他單元可以與其連接,其中現(xiàn)場設(shè)備F的能量供應(yīng)借助外部能量供應(yīng)或現(xiàn)場總線經(jīng)由 該第一接口 D發(fā)生。這由連接線L2在圖1中指示。經(jīng)由連接線L2,微處理器μ C被供應(yīng) 電能。微處理器μC優(yōu)選地在第一操作模式中也用以轉(zhuǎn)發(fā)該所提供的電能,例如經(jīng)由連接 線L3,給傳感器S,使得傳感器S被供應(yīng)電能,以便將被測變量轉(zhuǎn)換為測量信號或源自于此 的信號。因此,微處理器μ C用于對現(xiàn)場設(shè)備F的傳感器S和/或其他元件控制或管理電 能。
[0032] 微處理器μ C還經(jīng)由通信連接Κ2將現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)或其他相關(guān)數(shù)據(jù)寫入存儲單元 MU1。在這種情況下,微處理器μ C以及存儲單元MU1形成主電路。優(yōu)選地在第一操作模式 期間,該數(shù)據(jù)之后可以從存儲單元MU1中被下載并且被用于評估和/或進(jìn)一步處理例如來 自傳感器S的測量信號或源自于此的信號。于是,微處理器μ C以及存儲單元MU1,以及傳 感器S在第一操作模式中經(jīng)由現(xiàn)場設(shè)備F的第一接口 D被供應(yīng)電能。
[0033] 微處理器μ C以及存儲單元MU1二者都與第二接口 DS另外連接,根據(jù)圖1中的 實(shí)施例的示例,第二接口 DS是無線接口。接口 DS包括天線6,其用于與至少一個其他通信 參與者(未示出)無線通信。此外,除了數(shù)據(jù)以外能量也可以例如,經(jīng)由電磁感應(yīng),被傳輸 到現(xiàn)場設(shè)備F,更準(zhǔn)確地,經(jīng)由該無線接口 DS,S卩,用于無線通信的接口,被傳輸?shù)降诙涌?DS。該電能之后可以被用于操作預(yù)處理器5。此外,接口 DS包括能量分配單元5a,其控制 經(jīng)由第二接口 DS所獲得的電能的分配。例如,在第二操作模式中,能量分配單元5a能夠經(jīng) 由第一連接線L1將電能傳輸?shù)轿⑻幚砥鳓?C,分別地僅傳輸?shù)轿⑻幚砥鞯牡谝灰约暗诙?分PCI、μ C2,分別地僅傳輸進(jìn)入微處理器μ C的外部。該電能用于在第二操作模式中提 供的某些功能μ C1、μ C2,分別地功能性yCl、μ C2,的執(zhí)行。除了其他方面,在第二操作 模式中,微處理器yc能夠被供應(yīng)電能,使得微處理器yc能夠經(jīng)由通信連接Κ2與存儲單 元MU1交換數(shù)據(jù),分別地將數(shù)據(jù)寫入存儲單元MU1或?qū)?shù)據(jù)從存儲單元MU1中讀出。從存 儲單元MU1中讀出的該數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的僅一部分可以由微處理器μ C寫入到例如內(nèi)部存儲器 (未示出)。
[0034] 而且,在第一和/或第二操作模式中借助第二接口 DS,經(jīng)由第一通信連接Κ1,數(shù) 據(jù)可以被寫入存儲器MU1中或者從存儲器MU1中讀出并且經(jīng)由第二接口 DS被傳輸?shù)椒?務(wù)設(shè)備,例如,用于另外的評估。被利用用于經(jīng)由第二接口 DS通信可以是例如上述ISO/ IEC15693 標(biāo)準(zhǔn)。
[0035] 另外,在第一以及第二操作模式二者中,或在另一個操作模式中,參數(shù)可以被從服 務(wù)設(shè)備中寫入存儲器MU1。優(yōu)選地,參數(shù)被離線地,即當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備F未經(jīng)由第一接口被供應(yīng) 電能時,傳輸?shù)浆F(xiàn)場設(shè)備F并且被寫入存儲單元MU1。然后,在現(xiàn)場設(shè)備F再一次通過第一 接口 D被供應(yīng)電能以后,現(xiàn)場設(shè)備F可以從存儲單元MU1中讀取這些數(shù)據(jù)并且開始和/或 繼續(xù)操作這些參數(shù)。
[0036] 例如,上述方法可以被應(yīng)用,以便在缺損或升級的情況下以一個現(xiàn)場設(shè)備替代另 一個。因此,例如,存在于舊的現(xiàn)場設(shè)備中的參數(shù)可以被從存儲器MU1中讀出并且被傳輸?shù)?新的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)入存儲器MU1中。有鑒于此,當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)的全部變化都被永久地保 留在存儲單元MU1中時,它是有優(yōu)勢的。
[0037] 參考字符列表
[0038] μ C微處理器
[0039] μ C1微處理器的第一功能性
[0040] μ C2微處理器的第二功能性
[0041] μ C3微處理器的第三功能性
[0042] L1用于電能傳輸?shù)牡谝贿B接線
[0043] L2第二連接線
[0044] L3第三連接線
[0045] Κ1第一通信連接
[0046] Κ2第二通信連接
[0047] Κ3第三通信連接
[0048] Κ4第四通信連接
[0049] S傳感器
[0050] D第一接口,例如,顯示器
[0051] DS第二接口,例如,無線接口
[0052] MU1存儲單元
[0053] 5預(yù)處理器
[0054] 5a能量分配單元
[0055] 6用于無線通信的天線
[0056] F現(xiàn)場設(shè)備
【權(quán)利要求】
1. 用于操作過程自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備(F)的方法, 其中,所述現(xiàn)場設(shè)備(F)包括主電路(μ C,MU1),其用在第一操作模式中用于評估并且 用于輸出優(yōu)選地來自測量換能器(S)的過程數(shù)據(jù), 其中,所述現(xiàn)場設(shè)備(F)包括第一接口(D),其用在所述第一操作模式中以為所述現(xiàn)場 設(shè)備(F),尤其是所述主電路(yC,MUl),供應(yīng)電能, 其中,所述現(xiàn)場設(shè)備(F)包括優(yōu)選無線的第二接口(DS),其用于將數(shù)據(jù)和/或電能傳輸 到所述現(xiàn)場設(shè)備(F), 其中,所述現(xiàn)場設(shè)備(F),優(yōu)選地所述主電路(μ C,MU1),在第二操作模式中被供應(yīng)電 能,優(yōu)選地僅僅被供應(yīng)經(jīng)由所述第二接口(DS)所獲得的電能。
2. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,所述第一接口(D)是現(xiàn)場總線接口。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,所述第二接口(DS)是應(yīng)答器,優(yōu)選地是根據(jù)NFC和/或RFID標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)答器。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,所述現(xiàn)場設(shè)備(F)包括測量換能器(S),并且 其中,在所述第一操作模式中,所述測量換能器(S)以及所述主電路(μ C,MU1)二者都 被供應(yīng)電能,優(yōu)選地僅僅被供應(yīng)經(jīng)由所述第一接口(D)所獲得的電能。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,所述主電路(UC,MU1)包括微處理器(μ〇以及存儲單元(MU1)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,數(shù)據(jù)借助所述微處理器(μ C)被寫入所述存儲單元(MU1)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,在所述第一和/或所述第二操作模式中,數(shù)據(jù)被寫入所述存儲單元(MU1),優(yōu)選 地直接被寫入所述存儲單元(MU1),和/或數(shù)據(jù)從所述存儲單元(MU1)中被讀出,尤其優(yōu)選 地經(jīng)由所述第二接口(DS)直接從所述存儲單元(MU1)被讀出。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,在所述第二操作模式中,所述微處理器(μ C)以及所述存儲單元(MU1)被供應(yīng)經(jīng) 由所述第二接口(DS)所獲得的電能。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,在所述第二操作模式中,數(shù)據(jù)經(jīng)由所述第二接口(DS)被寫入所述存儲單元 (MU1)中。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,在所述第二操作模式中,被寫入所述微處理器(μ C)的所述存儲單元(MU1)的數(shù) 據(jù)被讀出并且優(yōu)選地被存儲于所述微處理器(μ C)的內(nèi)部存儲器中。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,所述第二接口(DS)包括輔助電路(5, 5a),其用于預(yù)處理經(jīng)由所述第二接口(DS) 所接收的數(shù)據(jù),并且所述輔助電路(5,5a)分別與所述主電路(yC,MU1)的所述微處理器 (UC)以及所述主電路(yC,MUl)的所述存儲單元(MU1)連接。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,在所述第二操作模式中,電能經(jīng)由到所述主電路(μ C,MU1)的連接(L1)從所述 輔助電路(5, 5a)傳輸?shù)剿鲋麟娐罚é?C,MU1)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,在所述第二操作模式中,數(shù)據(jù)經(jīng)由到所述存儲單元(MU1)的連接(K1)從所述輔 助電路(5, 5a)傳輸?shù)剿龃鎯卧∕U1),其中所述數(shù)據(jù)優(yōu)選地是現(xiàn)場設(shè)備(F)參數(shù)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,在所述第二操作模式中,僅所述主電路(μ C,MU1)被供應(yīng)電能。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,所述主電路(μ C,MU1)被從所述第二接口(DS),尤其所述輔助電路(5, 5a),電位 隔離。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法, 其中,在所述第一操作模式中的所述現(xiàn)場設(shè)備(F)的所述參數(shù)的變化被存放在所述存 儲單元(MU1)中,其優(yōu)選地是非易失性存儲單元。
17. 過程自動化技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備(F),包括:主電路(μ C,MU1),其用在第一操作模式中 用于評估并且用于輸出過程數(shù)據(jù);以及第一和第二接口(DS),其用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要 求中的一個所述的方法。
【文檔編號】G06K19/07GK104094290SQ201280063641
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】埃里克·比格爾, 約爾格·哈尼什, 阿克塞爾·波施曼 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司