檢測或監(jiān)測介質(zhì)的物理或化學(xué)過程變量的現(xiàn)場設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及在自動化技術(shù)中用于檢測或監(jiān)測介質(zhì)的物理或化學(xué)過程變量的現(xiàn)場設(shè)備，該現(xiàn)場設(shè)備具有：設(shè)置在初級側(cè)(P)的功率輸出(6)和設(shè)置在次級側(cè)(S)的電子單元(3，13)，通過兩條連接線(4)從初級側(cè)(P)向電子單元提供能量，其中電子單元(3)控制功率輸出(6)使得在連接線(4)中流動的直流電流表示在次級側(cè)(S)上檢測的過程變量的值；至少一個提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Data)的通信單元(7)；以及具有在初級側(cè)(P)和次級側(cè)(S)之間傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Data)的流電解耦傳輸裝置(9)。其中電路結(jié)構(gòu)具有：初級側(cè)開關(guān)對(11)的兩個開關(guān)，初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)被設(shè)置在每條連接線(4)；至少一個次級側(cè)開關(guān)對(12)的兩個開關(guān)，其中次級側(cè)開關(guān)對(12)的開關(guān)被設(shè)置在每條連接線(4)；設(shè)置在初級側(cè)(P)和次級側(cè)(S)之間的中間能量存儲裝置(18)和與次級側(cè)(S)相結(jié)合的次級側(cè)能量存儲裝置(19)，其中兩個能量存儲裝置彼此并聯(lián)連接；以及至少一個電子控制電路(14)，其交替地控制開關(guān)對(11，12)使得初級側(cè)和次級側(cè)(S)彼此流電斷開。
【專利說明】
檢測或監(jiān)測介質(zhì)的物理或化學(xué)過程變量的現(xiàn)場設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種在自動化技術(shù)中用于檢測或監(jiān)測介質(zhì)的物理或化學(xué)過程變量的現(xiàn)場設(shè)備，所述現(xiàn)場設(shè)備具有:設(shè)置在初級側(cè)的功率輸出和設(shè)置在次級側(cè)的電子單元，所述次級側(cè)的電子單元通過兩條連接線從初級側(cè)提供能量，其中電子單元控制功率輸出使得在連接線中流動的直流電流表示在次級側(cè)上檢測到的過程變量的值;至少一個提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的通信單元;以及在初級側(cè)和次級側(cè)之間傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的流電解耦傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在自動化技術(shù)中，尤其是在過程自動化技術(shù)中，所使用的現(xiàn)場設(shè)備用于確定和監(jiān)測過程變量。這種現(xiàn)場設(shè)備的示例是料位測量裝置、流量測量裝置、分析測量裝置、壓力和溫度測量裝置、濕度和電導(dǎo)率測量裝置、以及密度和粘度測量裝置。這種現(xiàn)場設(shè)備中的傳感器采集相關(guān)的過程變量，例如料位、流量、PH值、物質(zhì)濃度、壓力、溫度、濕度、電導(dǎo)率、密度或粘度。
[0003]在本發(fā)明相關(guān)的術(shù)語“現(xiàn)場設(shè)備”的意義下，如閥或栗的致動器也被歸入現(xiàn)場設(shè)備，由此，例如，在其作用下管道中的液體流量或容器中的料位可以改變。Endre s s+Hauser企業(yè)集團(tuán)提供和銷售種類繁多的這類現(xiàn)場設(shè)備。
[0004]4_20mA標(biāo)準(zhǔn)被廣泛應(yīng)用于自動化技術(shù)。這里，在電線中流動的直流電流被調(diào)節(jié)，使得在每種情況下，其表示過程變量的當(dāng)前值。如果是雙線式設(shè)備，那么電能供應(yīng)和數(shù)據(jù)傳輸通過相同的雙線線路來實(shí)現(xiàn)。
[0005]為了防止在初級側(cè)和次級側(cè)之間傳輸線路結(jié)合(Iine-bound)的電磁干擾，現(xiàn)有技術(shù)公知的是使用濾波器電路或流電(galvanic)斷開。
[0006]已知的解決方案具有優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)。濾波器電路具有的優(yōu)點(diǎn)是其價(jià)格便宜并且易于實(shí)現(xiàn)。然而，很難以至幾乎不可能實(shí)現(xiàn)良好的帶寬抑制。為了實(shí)現(xiàn)帶寬抑制，濾波器功能必須適應(yīng)系統(tǒng)靈敏度，這又需要復(fù)雜的開發(fā)。
[0007]基于流電斷開，例如變壓器或換能器，比濾波器電路更難于開發(fā)，但是確實(shí)在初級側(cè)和次級側(cè)之間在線路結(jié)合的電子干擾方面產(chǎn)生良好的解耦。然而，解耦不是完美的:由于變壓器/換能器的設(shè)計(jì)，通常在初級側(cè)和次級側(cè)之間存在電容耦合。由于電容耦合，電磁干擾可以從初級側(cè)傳輸?shù)酱渭墏?cè)。此外，效率通常最多在70%和80%之間，這對于具有有限可用能量的兩線式設(shè)備是相當(dāng)關(guān)鍵的。另外，通過流電斷開傳輸靜態(tài)信號被證明是相對復(fù)雜的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種現(xiàn)場設(shè)備，其中初級側(cè)和次級側(cè)之間的解耦在線路結(jié)合電磁干擾方面進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)是基于使用變壓器或換能器的流電斷開。能量和數(shù)據(jù)在初級側(cè)和次級側(cè)之間進(jìn)行傳輸。
[0009]該目的通過一種電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，所述電路結(jié)構(gòu)具有:
[0010]-初級側(cè)開關(guān)對的兩個開關(guān)，其中初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)被設(shè)置在每條連接線，
[0011]-至少一個次級側(cè)開關(guān)對的兩個開關(guān)，其中次級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)被設(shè)置在每條連接線，
[0012]-設(shè)置在初級側(cè)和次級側(cè)之間的中間能量存儲裝置和與次級側(cè)相結(jié)合的次級側(cè)能量存儲裝置，其中這兩個能量存儲裝置彼此并聯(lián)連接，以及
[0013]-至少一個電子控制電路，其交替地控制這些開關(guān)對，使得初級側(cè)和次級側(cè)彼此電斷開。
[0014]本發(fā)明的基本思想是通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)電或電子開關(guān)對的定時(shí)控制電路來持久地從初級側(cè)流電斷開次級側(cè)。
[0015]根據(jù)一個有利實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備被配置為兩線式設(shè)備，意思是電能供應(yīng)和通信通過相同的雙線線路實(shí)現(xiàn)，或者根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備被配置為四線式設(shè)備，即電源和通信各自通過兩條分開的連接線實(shí)現(xiàn)。
[0016]此外，根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備可以是緊湊型設(shè)備，其中初級側(cè)的組件和次級側(cè)的組件被設(shè)置在一個外殼中。或者，根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備是分離型的現(xiàn)場設(shè)備。這里，初級側(cè)的組件的一部分與第一外殼相結(jié)合，并且初級側(cè)的組件的其余部分和次級側(cè)的組件與第二外殼相結(jié)合。利用這種分離型，兩個外殼被設(shè)置為彼此間隔一段距離，并且通過連接電纜彼此連接。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備的第一有利實(shí)施例，初級側(cè)開關(guān)對和次級側(cè)開關(guān)對之間的中間能量存儲裝置被設(shè)置成并聯(lián)連接。與中間能量存儲裝置并聯(lián)連接的次級側(cè)能量存儲裝置在次級側(cè)開關(guān)對的下游。至少一個控制電路交替地在預(yù)定的或可變的第一時(shí)間間隔內(nèi)閉合初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)以及打開次級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)，在后續(xù)的預(yù)定或可變第二時(shí)間間隔內(nèi)，閉合次級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)，而打開初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)。確定時(shí)間間隔的大小，使得在次級側(cè)總有用于操作電子單元的足夠的可用能量。特別地，時(shí)間間隔適應(yīng)于能量存儲裝置的容量。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備的一個可替代實(shí)施例，兩個并聯(lián)連接的能量存儲裝置被設(shè)置在初級側(cè)開關(guān)對和次級側(cè)開關(guān)對之間。與兩個中間能量存儲裝置并聯(lián)連接的次級側(cè)能量存儲裝置在次級側(cè)開關(guān)對的下游。至少一個控制電路交替地，在預(yù)定或可變第一時(shí)間間隔內(nèi)，通過初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)和次級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)將第二中間能量存儲裝置連接到電源，以及通過次級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)將第一中間能量存儲裝置連接到次級側(cè)能量存儲裝置，和在預(yù)定或可變第二時(shí)間間隔內(nèi)，第二中間能量存儲裝置通過次級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)連接到次級側(cè)能量存儲裝置，以及第一中間能量存儲裝置通過初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)連接到電源。在這個實(shí)施例中，電子單元被持久提供能量，而初級側(cè)和次級側(cè)之間的線路結(jié)合電磁干擾的傳輸被持久阻止。
[0019]還為了實(shí)現(xiàn)在分離型的現(xiàn)場設(shè)備中的流電斷開，在初級側(cè)，第二初級側(cè)開關(guān)對設(shè)置有在兩條連接線的每條中的一個開關(guān)和第二初級側(cè)控制電路。初級側(cè)仍與初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)和初級側(cè)控制電路相結(jié)合。在次級側(cè)，次級側(cè)開關(guān)對設(shè)置有在兩條連接線的每條中的相應(yīng)開關(guān)。中間能量存儲裝置被設(shè)置成并聯(lián)連接在初級側(cè)開關(guān)對和次級側(cè)開關(guān)對之間。次級側(cè)能量存儲裝置被設(shè)置成與中間能量存儲裝置并聯(lián)連接。在下述兩種操作狀態(tài)之間交替地來回切換:在第一時(shí)間間隔內(nèi)，第二初級側(cè)控制電路閉合第二初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)，第一初級側(cè)控制電路同時(shí)閉合初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)，以及次級側(cè)控制電路同時(shí)打開次級側(cè)開關(guān)對的開關(guān);在第二時(shí)間間隔內(nèi)，第二初級側(cè)控制電路打開第二初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)，第一初級側(cè)控制電路同時(shí)打開初級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)，以及次級側(cè)控制電路同時(shí)閉合次級側(cè)開關(guān)對的開關(guān)。
[0020]優(yōu)選的是，能量存儲裝置是電容器或電池。在使用電容器的情況下，電容器的電容和/或預(yù)定時(shí)間間隔的長度被確定大小，使得現(xiàn)場設(shè)備操作所需的最小能量始終可用。在電池的情況下處理是類似的。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備的一個有利發(fā)展，開關(guān)對的開關(guān)是電容解耦開關(guān)。在這種情況下，電容解耦開關(guān)包括兩個串聯(lián)連接的開關(guān)以及并聯(lián)連接的第三開關(guān)。在電容解耦開關(guān)的打開狀態(tài)下，兩個開關(guān)的連接線通過第三開關(guān)接地。繼電器或晶體管被用作開關(guān)。
[0022]流電斷開傳輸裝置是光傳輸鏈路(光纖電纜或光纖耦合器)，以及電容或無線電傳輸鏈路。
【附圖說明】
[0023]通過以下附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，其中:
[0024]圖1是示出緊湊型的本發(fā)明現(xiàn)場設(shè)備的第一實(shí)施例的方框圖，
[0025]圖2是示出緊湊型的本發(fā)明現(xiàn)場設(shè)備的第二實(shí)施例的方框圖，
[0026]圖3是示出分離型的本發(fā)明現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)施例的方框圖，
[0027]圖4是在上述附圖中所示的開關(guān)的優(yōu)選實(shí)施例的方框圖，以及
[0028]圖5是在圖2中所示的開關(guān)組合的優(yōu)選實(shí)施例的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出了說明緊湊型的本發(fā)明現(xiàn)場設(shè)備的第一實(shí)施例的方框圖。根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備優(yōu)選是在自動化技術(shù)中用于檢測或監(jiān)測介質(zhì)的物理或化學(xué)過程變量?，F(xiàn)場設(shè)備和過程變量的示例已經(jīng)在【背景技術(shù)】部分中提到。
[0030]在初級側(cè)P設(shè)置功率輸出6，而電子單元3位于次級側(cè)S。電子單元3與傳感器13相結(jié)合。在所示的情況下，次級側(cè)S的電子單元3通過雙線式線路4從初級側(cè)P獲得能量。能量由遠(yuǎn)程布置的電壓源25提供。電壓調(diào)節(jié)器5a、5b用于將電壓從電壓源25轉(zhuǎn)換為電子單元3操作所需的電壓。在所示的情況下，電壓調(diào)節(jié)器5a被配置在初級側(cè)P上作為升壓轉(zhuǎn)換器，而在次級偵昤上的電壓調(diào)節(jié)器5b是降壓轉(zhuǎn)換器。
[0031]電子單元3控制功率輸出6，使得在雙線式線路4中流動的直流電流表示在次級側(cè)S檢測的過程變量的值。此外，通信單元7被設(shè)置在次級側(cè)S，其提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Data，并且通過連接線9將其發(fā)送到初級側(cè)P。連接線9是流電解耦傳輸裝置。適當(dāng)?shù)膫鬏斞b置的示例先前已經(jīng)提及。不言而喻，通信還可以從初級側(cè)P到次級側(cè)S發(fā)生。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以是，例如，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。在所示的雙線式設(shè)備的情況下，這種通信數(shù)據(jù)被調(diào)制為反映過程變量的值的直流信號。
[0032]在圖1所示的實(shí)施例中，兩個開關(guān)對11、12通過兩個控制電路14進(jìn)行適當(dāng)?shù)厍袚Q，用于初級側(cè)P和次級側(cè)S之間的流電斷開8。開關(guān)對11被設(shè)置在初級側(cè)P。在每種情況下，開關(guān)對11的兩個開關(guān)之一被設(shè)置在雙線式線路4的兩條連接線中的一條。
[0033]開關(guān)對12被設(shè)置在次級側(cè)S。在每種情況下，開關(guān)對12的兩個開關(guān)之一同樣地被設(shè)置在雙線式線路4的兩條連接線中的一條。在每種情況下，開關(guān)對11的一個開關(guān)因此在雙線式線路4的每條連接線中與開關(guān)對12的開關(guān)串聯(lián)連接。在初級側(cè)P的開關(guān)對11的開關(guān)由控制電路14a控制，而在次級側(cè)S的開關(guān)對12的開關(guān)由控制電路14b控制。兩個控制電路14a，14b的同步由電子單元3通過傳輸線10來實(shí)現(xiàn)。
[0034]在設(shè)置在初級側(cè)P和次級側(cè)S上的兩個開關(guān)對11、12之間，并聯(lián)連接有中間能量存儲裝置，在這里是具有電容Cl的電容器18。另一個能量存儲裝置，在這里是具有電容C2的電容器19，位于次級側(cè)S的開關(guān)對12的后面。中間能量存儲裝置18和次級側(cè)S上的能量存儲裝置19并聯(lián)連接。所示的電路結(jié)構(gòu)允許連續(xù)地操作次級側(cè)S上的電子單元3，但持久地從初級偵爐解耦次級側(cè)S。因此，開關(guān)對11、12的開關(guān)必須適當(dāng)?shù)乜刂啤?br>[0035]通過控制電路14a、14b控制開關(guān)對11、12，如下所述:
[0036]在第一時(shí)間間隔內(nèi)，開關(guān)對11的開關(guān)被閉合，同時(shí)中間能量存儲裝置18充電，同時(shí)開關(guān)對12的開關(guān)被打開；
[0037]在隨后的第二時(shí)間間隔內(nèi)，開關(guān)對11的開關(guān)被打開，并且同時(shí)開關(guān)對12的開關(guān)被閉合。由于這種切換序列，電荷從中間能量存儲裝置或從電容器18傳輸?shù)皆O(shè)置在次級側(cè)S的電容器19。隨后，在第一時(shí)間間隔內(nèi)，開關(guān)對12的開關(guān)再次被打開，而開關(guān)對11的開關(guān)被閉合。在電容器18的充電階段過程中，次級側(cè)S上的電子單元3由電容器19提供能量。隨后，電路結(jié)構(gòu)根據(jù)第二時(shí)間間隔的切換如前所述的重復(fù)。
[0038]在圖2所示的解決方案中，兩個中間能量存儲裝置或兩個電容器16、17在初級側(cè)P和次級側(cè)S上的開關(guān)對11、12之間并聯(lián)連接。次級側(cè)能量存儲裝置19進(jìn)一步在次級側(cè)開關(guān)對12的下游與兩個中間能量存儲裝置16、17并聯(lián)連接。控制電路14分別與開關(guān)對11、12相結(jié)合。兩個控制電路14被同步以在第一時(shí)間間隔和在第二時(shí)間間隔交替地在兩個限定的開關(guān)狀態(tài)之間切換。
[0039]在第一預(yù)定或可變時(shí)間間隔中的開關(guān)狀態(tài)期間，通過操作初級側(cè)開關(guān)對11的開關(guān)，第二中間能量存儲裝置17與能量或電壓源25連接，而通過操作次級側(cè)開關(guān)對12的開關(guān)，第一中間能量存儲裝置16與次級側(cè)能量存儲裝置19連接。在第二預(yù)定或可變時(shí)間間隔中的開關(guān)狀態(tài)期間，通過操作次級側(cè)開關(guān)對12的開關(guān)，第二中間能量存儲裝置17與次級側(cè)能量存儲裝置19連接，而通過操作初級側(cè)開關(guān)對11的開關(guān)，第一中間能量存儲裝置16與電源25連接。另外，在這個實(shí)施例中，任何時(shí)候沒有初級側(cè)P和次級側(cè)S之間的電連接。電能供應(yīng)通過中間能量存儲裝置16或通過中間能量存儲裝置17來實(shí)現(xiàn)。能量存儲裝置19的容量可以是尺寸小的，因其不必設(shè)計(jì)為用于第二時(shí)段內(nèi)的電源，但是僅在兩個中間能量存儲裝置16、17之間的切換過程中作為“旁路電容器”。
[0040]在圖3中，根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)施例，分離型的現(xiàn)場設(shè)備類似于圖1中所示的緊湊型。這里，第二初級側(cè)開關(guān)對15，其在雙線式線路4的兩條連接線的每條中各自具有一個開關(guān)，以及第二初級側(cè)控制電路14a被設(shè)置在初級側(cè)P。初級側(cè)P仍與初級側(cè)開關(guān)對11的開關(guān)和初級側(cè)控制電路14b相結(jié)合。次級側(cè)開關(guān)對12在雙線式線路4的兩條連接線的每條中各自具有一個開關(guān)，以及次級側(cè)控制電路14c位于次級側(cè)S。中間能量存儲裝置18被設(shè)置為在初級側(cè)開關(guān)對11和次級側(cè)開關(guān)對12之間并聯(lián)連接。次級側(cè)能量存儲裝置19被設(shè)置為與中間能量存儲裝置18并聯(lián)連接。
[0041]同樣，在第一時(shí)間間隔和第二時(shí)間間隔內(nèi)交替地控制兩個不同的開關(guān)狀態(tài)。
[0042]在第一時(shí)間間隔內(nèi)，第二初級側(cè)控制電路14a閉合第二初級側(cè)開關(guān)對15的開關(guān)，以及第一初級側(cè)控制電路14b閉合初級側(cè)開關(guān)對11的開關(guān)，而次級側(cè)控制電路14c同時(shí)打開次級側(cè)開關(guān)對12的開關(guān)。在第二時(shí)間間隔內(nèi)，第二初級側(cè)控制電路14a打開第二初級側(cè)開關(guān)對15的開關(guān)，以及第一初級側(cè)控制電路14b打開初級側(cè)開關(guān)對11的開關(guān)。次級側(cè)控制電路14c同時(shí)閉合次級側(cè)開關(guān)對12的開關(guān)。
[0043]在圖4中，在先前附圖中所示的開關(guān)對11、12、15的開關(guān)中的一個的方框圖。優(yōu)選實(shí)施例防止開關(guān)對11、12、15的開關(guān)中的電容耦合。優(yōu)選地使用根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)對11、12、15的開關(guān)是電容解耦開關(guān)24。對于電容解耦開關(guān)24，在斷開狀態(tài)，中心M連接到地GND。通過這種連接，任何線相關(guān)的故障被驅(qū)散到地GND。開關(guān)對11、12、15的所有開關(guān)一一無論是否是簡單地或優(yōu)化地設(shè)計(jì)一一可以利用繼電器或晶體管來實(shí)現(xiàn)。
[0044]圖5示出了圖2中所示的開關(guān)組合26的優(yōu)選實(shí)施例的方框圖。在圖5中，開關(guān)組合26有兩個電容解耦開關(guān)24組成。如果兩個開關(guān)24中的一個打開，那么另一個開關(guān)24被閉合。為了實(shí)現(xiàn)兩個開關(guān)24的切換行為，設(shè)置逆變器27。
[0045]附圖標(biāo)記列表
[0046]I 現(xiàn)場單元
[0047]2 功率輸出控制
[0048]3 電子單元
[0049]4 雙線式線路
[0050]5 電壓調(diào)節(jié)器[0051 ] 6 功率輸出
[0052]7 通信單元
[0053]8 流電斷開
[0054]9 傳輸裝置
[0055]10傳輸裝置
[0056]11開關(guān)對(初級側(cè))
[0057]12開關(guān)對(次級側(cè))
[0058]13傳感器
[0059]14控制電路
[0060]15第二開關(guān)對(次級側(cè))
[0061 ] 16中間能量存儲裝置
[0062]17中間能量存儲裝置
[0063]18中間能量存儲裝置
[0064]19能量存儲裝置
[0065]20逆變器
[0066]21連接線
[0067]22 開關(guān)
[0068]23連接電纜
[0069]24電容解耦開關(guān)
[0070] 25電源/電壓源[0071 ] 26開關(guān)組合
【主權(quán)項(xiàng)】
1.在自動化技術(shù)中用于檢測或監(jiān)測介質(zhì)的物理或化學(xué)過程變量的現(xiàn)場設(shè)備，所述現(xiàn)場設(shè)備具有: 設(shè)置在初級側(cè)(P)的功率輸出(6)和設(shè)置在次級側(cè)(S)的電子單元(3，13)，通過兩條連接線(4)對所述電子單元供應(yīng)來自所述初級側(cè)(P)的能量，其中所述電子單元(3)控制所述功率輸出(6)使得在所述連接線(4)中流動的直流電流表示在所述次級側(cè)(S)上檢測到過程變量的值； 至少一個提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Data)的通信單元(7); 在所述初級側(cè)(P)和所述次級側(cè)(S)之間傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Data)的流電解耦傳輸裝置(9)， 其中，電路結(jié)構(gòu)設(shè)置有: 初級側(cè)開關(guān)對(11)的兩個開關(guān)，其中所述初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)被設(shè)置在每條連接線⑷， 至少一個次級側(cè)開關(guān)對(12)的兩個開關(guān)，其中所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的開關(guān)被設(shè)置在每條連接線(4)， 設(shè)置在所述初級側(cè)(P)和所述次級側(cè)(S)之間的中間能量存儲裝置(18)和與次級側(cè)(S)相結(jié)合的次級側(cè)能量存儲裝置(19)，其中這兩個能量存儲裝置(18，19)彼此并聯(lián)連接，以及 至少一個電子控制電路(14)，用于交替地控制所述開關(guān)對(11，12)以使得所述初級側(cè)(P)和所述次級側(cè)(S)彼此流電斷開。2.根據(jù)權(quán)利要求1的現(xiàn)場設(shè)備， 其中所述現(xiàn)場設(shè)備被設(shè)計(jì)為兩線式設(shè)備，使得電能供應(yīng)和通信通過相同的連接線(4)實(shí)現(xiàn)，或 其中現(xiàn)場設(shè)備被設(shè)計(jì)為四線式設(shè)備，由此電能供應(yīng)和通信各自通過獨(dú)立的連接線(4)實(shí)現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的現(xiàn)場設(shè)備，其中所述初級側(cè)(P)的組件和所述次級側(cè)(S)的組件被設(shè)置在一個外殼中。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的現(xiàn)場設(shè)備， 其中所述初級側(cè)(P)的組件的一部分與第一外殼相結(jié)合， 其中所述初級側(cè)(P)的組件的其余部分和所述次級側(cè)(S)的組件與第二外殼相結(jié)合，以及 其中這兩個外殼被設(shè)置為彼此間隔開并且通過連接電纜(23)彼此連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中至少一個的現(xiàn)場設(shè)備， 其中所述中間能量存儲裝置(18)被設(shè)置為在所述初級側(cè)開關(guān)對(11)和所述次級側(cè)開關(guān)對(12)之間并聯(lián)連接， 其中所述次級側(cè)能量存儲裝置(19)在所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的下游與所述中間能量存儲裝置(18)并聯(lián)連接，以及 其中所述至少一個控制電路(14)交替地執(zhí)行: 在預(yù)定的或可變的第一時(shí)間間隔內(nèi)，閉合所述初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)以及打開所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的開關(guān)，和 在預(yù)定或可變第二時(shí)間間隔內(nèi)，閉合所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的開關(guān)，而打開所述初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中至少一個的現(xiàn)場設(shè)備， 其中兩個能量存儲裝置(16，17)被設(shè)置為在所述初級側(cè)開關(guān)對(11)和所述次級側(cè)開關(guān)對(12)之間并聯(lián)連接，其中次級側(cè)能量存儲裝置(19)在所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的下游與所述兩個中間能量存儲裝置(16，17)并聯(lián)連接， 其中至少一個控制電路(14)交替地執(zhí)行: 在預(yù)定或可變第一時(shí)間間隔內(nèi)，通過所述初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)將所述第二中間能量存儲裝置(17)連接到所述電源(25)，以及通過所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的開關(guān)將所述第一中間能量存儲裝置(16)連接到所述次級側(cè)能量存儲裝置(19)，和 在預(yù)定或可變第二時(shí)間間隔內(nèi)，通過所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的開關(guān)將所述第二中間能量存儲裝置(17)連接到所述次級側(cè)能量存儲裝置(19)，以及通過所述初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)將所述第一中間能量存儲裝置(16)連接到所述電源(25)。7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4中至少一個的設(shè)備， 其中在所述初級側(cè)(P)設(shè)置在所述兩條連接線(4)的每個中各具有一個開關(guān)的第二初級側(cè)開關(guān)對(15)和第二初級側(cè)控制電路(14a)， 其中所述初級側(cè)(P)與所述初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)和所述初級側(cè)控制電路(14b)相全士么云口 I=I ? 其中在所述次級側(cè)(S)，所述次級側(cè)開關(guān)對(12)具有分別在所述兩條連接線(4)每個中的開關(guān)， 其中所述中間能量存儲裝置(18)被設(shè)置成并聯(lián)連接在所述初級側(cè)開關(guān)對(11)和所述次級側(cè)開關(guān)對(12)之間， 其中所述次級側(cè)能量存儲裝置(19)被設(shè)置成與所述中間能量存儲裝置(18)并聯(lián)連接， 其中，所述第二初級側(cè)控制電路(14a)交替地執(zhí)行: 在第一時(shí)間間隔內(nèi)閉合所述第二初級側(cè)開關(guān)對(15)的開關(guān)，所述第一初級側(cè)控制電路(14b)同時(shí)閉合所述初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)，并且所述次級側(cè)控制電路(14c)同時(shí)打開所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的開關(guān)，和 在第二時(shí)間間隔內(nèi)，所述第二初級側(cè)控制電路(14a)打開所述第二初級側(cè)開關(guān)對(15)的開關(guān)，所述第一初級側(cè)控制電路(14b)同時(shí)打開所述初級側(cè)開關(guān)對(11)的開關(guān)，并且所述次級側(cè)控制電路(14c)同時(shí)閉合所述次級側(cè)開關(guān)對(12)的開關(guān)。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中至少一個的現(xiàn)場設(shè)備， 其中所述能量存儲裝置(16，17，18，19)是電容器或電池。9.根據(jù)權(quán)利要求8的現(xiàn)場設(shè)備， 其中所述電容器的電容和/或所述預(yù)定時(shí)間間隔的長度被確定大小，使得所述現(xiàn)場設(shè)備操作所需的最小能量始終可用。10.根據(jù)權(quán)利要求8的現(xiàn)場設(shè)備， 其中所述開關(guān)對(11，12，15)的開關(guān)優(yōu)選是電容解耦開關(guān)。11.根據(jù)權(quán)利要求10的現(xiàn)場設(shè)備， 其中所述電容解耦開關(guān)(24)包括串聯(lián)連接的兩個開關(guān)(22)以及并聯(lián)連接的第三開關(guān)(22a)，其中在所述電容解耦開關(guān)(24)的打開狀態(tài)下，所述兩個開關(guān)(22)的連接線(21)通過所述第三開關(guān)(22a)接地。12.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置， 其中所述流電斷開傳輸裝置(9，10)是光傳輸鏈路、電容傳輸鏈路或無線電傳輸鏈路。13.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個或多個的設(shè)備， 其中所述開關(guān)對(11，12，15)的開關(guān)是繼電器或晶體管。
【文檔編號】G05B19/042GK105900023SQ201480069572
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年11月14日
【發(fā)明人】克勞斯·拉夫, 羅穆亞爾德·吉拉爾迪, 彼得·克勒費(fèi)爾, 馬丁·霍爾滕巴赫
【申請人】恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司