DE10392421T5 - Handdiagnose- und kommunikationsgerät mit automatischer Buserkennung - Google Patents

Handdiagnose- und kommunikationsgerät mit automatischer Buserkennung Download PDF

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Abstract

Handdiagnose- und -kommunikationsvorrichtung, die aufweist:
eine erste Endgerätanschlußeinheit, die an die Kommunikation über eine Prozeßsteuerungsschleife gemäß einer ersten Spezifikation auf der physikalischen Ebene angepaßt ist, wobei die erste Endgerätanschlußeinheit an eine erste Anschlußgruppe gekoppelt ist;
eine zweite Endgerätanschlußeinheit, die an die Kommunikation über die Prozeßsteuerungsschleife gemäß einer zweiten Spezifikation auf der physikalischen Ebene angepaßt ist, wobei die zweite Endgerätanschlußeinheit an eine zweite Anschlußgruppe gekoppelt ist;
eine Meßschaltung, die mit der ersten und der zweiten Endgerätanschlußeinheit gekoppelt sind; und
einen mit der Meßschaltung gekoppelten Prozessor, der für eine Wechselwirkung mit der Meßschaltung eingerichtet ist, um automatisch eine Verbindung mit der ersten oder zweiten Anschlußgruppe zu erkennen.

Description

  • TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Prozeßsteuerung und -messung. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Handdiagnose- und -kommunikationsgerät zum Gebrauch in Verbindung mit Prozeßsteuerungs- und -meßsystemen.
  • Handgehaltene bzw. Handkommunikationsgeräte sind bekannt. Ein Beispiel eines derartigen Kommunikationsgeräts ist das Highway Addressable Remote Transducer (HART)-Kommunikationsgerät, Modell 275 (etwa: busadressierbares Fernmeßwertgeber-Kommunikationsgerät). Das HART-Kommunikationsgerät ist ein Handgerät, das eine gemeinsame Kommunikationsverbindung zu allen HART-kompatiblen mikroprozessorgestützten Instrumenten bereitstellt. Das HART-Kommunikationsgerät weist Schnittstellen zu HART-kompatiblen Geräten auf und kommuniziert unter Anwendung des Bell 202 Frequenzumtastungsverfahrens (FSK-Verfahrens) mit Bereitstellung von hochfrequenten Digitalsignalen, die einer Standard-Senderstromschleife von 4–20 mA überlagert werden. Das HART-Kommunikationsgerät bietet eine Anzahl bekannter Diagnose- und Kommunikationsfunktionen, welche die Instandhaltung der Prozeßgeräte erleichtern. Tatsächlich kann das HART-Kommunikationsgerät die Erstellung von Regelungsdokumentationsvorbereitung durch Zugriff zu Konfigurationsstammdaten und Daten "wie vorgefunden/wie verlassen" rationalisieren. Das HART-Kommunikationsgerät, Modell 275, ist zwar als wertvolle Hilfe für die Unterhaltung von Prozeßsteuerungsgeräten anerkannt, unterliegt aber in einer Hinsicht einer leichten Beschränkung. Konkret kann das Modell 275 nur in Verbindung mit HART-kompatiblen Prozeßgeräten eingesetzt werden. Zusätzliche Werkzeuge sind auch für andere Protokolle der Verfahrensindustrie verfügbar, aber bisher hat niemand ein effektives Handgerät zur Verfügung ge stellt, das in Verbindung mit Protokollen der Verfahrensindustrie mit unterschiedlichen Spezifikationen auf der physikalischen Ebene bzw. Bitübertragungsebene oder -schicht eingesetzt werden kann.
  • In einer Prozeßsteuerungsanlage mit Verwendung von Prozeßgeräten, die nach unterschiedlichen Spezifikationen auf der physikalischen Ebene bzw. Schicht kommunizieren, wäre das Wartungspersonal gezwungen, protokollspezifische Handgeräte zu tragen, um mit jedem einzelnen Gerät mit unterschiedlichem Protokoll zu interagieren. Eine derartige Situation ist zwar unerwünscht, läßt sich aber entweder durch Standardisierung auf ein einziges Protokoll der Verfahrensindustrie oder dadurch lösen, daß man jeweils nur mit einem Satz von Protokollgeräten der Verfahrensindustrie arbeitet.
  • Ein Handgerät, das mit verschiedenen Prozeßkommunikationsschleifen arbeiten könnte, die unterschiedliche physikalische bzw. Hardware-Spezifikationen aufweisen, würde die Instandhaltung von Prozeßgeräten erleichtern und einem Bediener den Zugriff zu wechselnden Geräten ermöglichen, ohne mehrere Handkommunikations- und -diagnosegeräte mit sich herumtragen zu müssen. Eine der primären technischen Hürden für den Bau eines solchen Geräts sind die unterschiedlichen Spezifikationen auf der physikalischen Ebene selbst. Zum Beispiel kann ein Gerät, das an die Kommunikation gemäß einer Spezifikation auf der physikalischen Ebene angepaßt ist, tatsächlich Schaden verursachen, wenn es an einer Prozeßsteuerungsschleife eingesetzt wird, die eine andere Spezifikation bzw. Vorschrift erfordert. Ein Gerät, das die obigen technischen Hürden überwindet und für unterschiedliche Spezifikationen auf der physikalischen Ebene einsetzbar ist, würde die Instandhaltung von Prozeßsteuerungsgeräten enorm vereinfachen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es wird ein Handkommunikations- und -diagnosegerät bereitgestellt. Das Gerät kann automatisch eine Verbindung zu einer Prozeßsteuerungsschleife erkennen sowie den Typ der Schleife ermitteln, mit der es verbunden ist, ohne die Nachrichtenübermittlung auf der Schleife wesentlich zu stören. So bald das Gerät den Typ der Schleife erkennt, mit der es verbunden ist, bietet es eine geeignete Kommunikation und Diagnose, die für diesen konkreten Typ geeignet ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Prozeßmeß- und -steuerungssystems, für das Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besonders nützlich sind.
  • 2 zeigt ein Systemblockdiagramm eines Teils eines Handkommunikations- und -diagnosegeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt ein typisches System, in dem Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Das System 10 weist auf: eine Steuereinheit 12, ein Ein-/Ausgabe- und Steuerungs-Subsystem 14, eine Eigensicherheitsschranke (IS-Schranke) 16, eine Prozeßkommunikationsschleife 18 und Feldgeräte 20. Die Steuereinheit 12 ist mit dem Ein-/Ausgabe- und Steuerungs-Subsystem 14 über die Verbindung 21 gekoppelt, die irgendeine geeignete Verbindung sein kann, wie z. B. ein lokales Netz (LAN), das nach Ethernet-Signalisierungsprotokollen oder nach irgendeinem anderen geeigneten Protokoll arbeitet. Das Ein-/Ausgabe- und Steuerungs-Subsystem 14 ist mit der Eigensicherheitsschranke 16 gekoppelt, die ihrerseits mit der Prozeßkommunikationsschleife 18 gekoppelt ist, um eine Datenübertragung zwischen der Schleife 18 und dem Ein-/Ausgabe- und Steuerungs-Subsystem 14 auf eine Weise zu ermöglichen, welche die durchfließende Energie begrenzt.
  • In dieser Darstellung ist die Prozeßkommunikations- oder Prozeßsteuerungsschleife 18 eine FOUNDATIONTM-Feldbus-Prozeßkommunikationsschleife und ist mit Feldgeräten 20 gekoppelt, die gemäß der Darstellung in einer Mehrpunktkonfiguration mit der Prozeßkommunikationsschleife 18 gekoppelt sind. Eine alternative Prozeßkommunikationsschleife (oder Prozeßsteuerungsschleife) (nicht dargestellt) ist eine HART®-Prozeßkommunikationsschleife. Das HART®-Protokoll arbeitet nach dem Frequenzumtastungsprinzip (FSK-Prinzip), das auf der Bell 202- Kommunikationsnorm basiert. Das Digitalsignal besteht aus zwei Frequenzen – 1200 Hz und 2200 Hz, welche die Bits 1 bzw. 0 darstellen. HART®-Anlagen können in sogenannten Punkt-zu-Punkt-Konfigurationen sowie in Mehrpunktkonfigurationen betrieben werden. 1 zeigt eine Mehrpunktverdrahtungskonfiguration, welche die Systemverdrahtung im Vergleich zu anderen Topologien, wie z. B. der Sterntopologie, enorm vereinfacht. HART®-Mehrpunktkonfigurationen sind zur Unterstützung von maximal 15 Geräten ausgelegt, während Feldbus-Mehrpunktkonfigurationen maximal 32 Geräte unterstützen.
  • Das Handkommunikations- und -diagnosegerät 22 ist mit der Schleife 18 gekoppelt, wie in 1 dargestellt. Wenn das Gerät 22 mit einer Prozeßsteuerungsschleife gekoppelt ist, wie dargestellt, kann es eine Anzahl der in der Stammanmeldung dargelegten Kommunikations- und Diagnosefunktionen ausführen. Außerdem kann sich das Gerät 22 weitgehend auf die gleiche Weise wie das gegenwärtig verfügbare HART®-Kommunikationsgerät Modell 275 an eine HART®-Prozeßsteuerungsschleife (nicht dargestellt) ankoppeln und mit dieser Wechselwirken. Um die verschiedenen Vorschriften zum Übertragungsverhalten der HART- und FOUNDATIONTM-Feldbus physikalischen Schicht (PHY) zu erfüllen sowie den Eigensicherheitsanforderungen zu entsprechen, werden für HART- Und Feldbus-Verbindungen getrennte Netzanschlüsse an dem Gerät 22 vorgesehen.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Teils des Geräts 22 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Gerät 22 weist drei Netzanschlüsse auf: zwei positive Anschlüsse (24A, 24C) und einen einzelnen Masseanschluß (24B). Der positive Anschluß 24A und der Masseanschluß 24B dienen zum Ankoppeln des Geräts 22 an ein HART-Netz. Der andere positive Anschluß (24C) und der Masseanschluß 24B dienen zum Anschluß des Geräts 22 an ein FOUNDATIONTM-Feldbusnetz. Die getrennten Netzanschlüsse werden verwendet, um die Erfüllung von Eigensicherheitsanforderungen zu erleichtern und gleichzeitig dem unterschiedlichen Übertragungsverhalten der HART- und Feldbus-Protokolle zu entsprechen. Die Erfüllung von Eigensicherheitsanforderungen bedeutet die Erfüllung eines oder mehrerer Abschnitte des von Factory Mutual Research im Oktober 1998 ver breiteten Standards mit dem Titel "Approval Standard Intrinsically Safe Apparatus and Associated Apparatus for Use in Class I, II and II, Division 1 Hazardous (Classified) Locations, Class Number 3610" (Zulassungsnorm für eigensichere Geräte und zugeordnete Geräte zur Verwendung an (klassifizierten) Gefahrenorten der Klassen I, II und III, Abteilung 1, Klassen-Nummer 3610).
  • Beim Betrieb mit einer HART-Prozeßsteuerungsschleife darf das Gerät 22 keinen Gleichstrom (DC) ziehen oder abgeben. Um diese Bedingung zu erfüllen, ist die HART physikalische Schicht-Schaltung 26 (auch als HART-MAU bezeichnet) so ausgelegt, daß sie ein Spannungssignal auf die gleiche Weise an die Prozeßsteuerungsschleife 18 anlegt, wie das gegenwärtig verfügbare HART-Modell 275 eine solche Spannung anlegt.
  • Um die Eigensicherheitsanforderung für den FOUNDATIONTM-Feldbus zu erfüllen, darf das Gerät 22 keine Energie in die Prozeßsteuerungsschleife 18 einspeisen. Um diese Bedingung zu erfüllen, zieht die FOUNDATIONTM-Feldbus physikalische Schicht-Schaltung (hier auch als Feldbus-MAU 28 bezeichnet) einen Gleichstrom (zum Beispiel vorzugsweise unter Verwendung eines Nebenschluß-Stromreglers) von etwa 20 mA und moduliert dann während der Nachrichtenübermittlung diesen Strom um annähernd ±8 mA. Da die beiden Protokolle zwei grundverschiedene (und gegensätzliche) Übermittlungsarten aufweisen, darf die Schaltung des Geräts 22 niemals in einer HART-Prozeßsteuerungsschleife Strom ziehen oder in einem FOUNDATIONTM-Feldbusnetz Energie einspeisen (eine Spannung anlegen).
  • Da das Gerät 22 getrennte Anschlüsse und Endgerätanschlußschaltungen (26,28) für die unterschiedlichen Prozeßsteuerungsschleifen aufweist, ist es möglich, daß ein Benutzer das Gerät 22 an das falsche Netz anschließt (z. B. die HART-MAU 26 an ein FOUNDATIONTM-Feldbusnetz anschließt, oder umgekehrt). Um mit einem solchen Benutzerfehler fertigzuwerden, gewährleistet das Gerät 22, daß bei einem Erstanschluß die Endgerätanschlußeinheiten (MAUS) passiv bleiben und nicht versuchen, die Endgeräte des Netzes zu modulieren.
  • Das Gerät 22 weist Meßkreise auf, die aus vier Meßsignalaufbereitungsschaltungen bestehen, einer für die HART- MAU (26) und drei für die Feldbus-MAU 28. Außerdem weisen sowohl die HART-Meßschaltung 30 als auch die Feldbus-Meßschaltungen 32 eine Schaltung auf, die aus dem Netz einen Strom mit kleiner Amplitude und von kurzer Dauer ziehen kann. In dieser Ausführungsform weist die FOUNDATIONTM-Feldbus-Meßsignalaufbereitungsschaltung 32 drei Meßsignalaufbereitungsschaltungen auf (zusammen als Feldbus-Meßschaltung 32 bezeichnet), die das Spannungssignal an dem FOUNDATIONTM-Feldbus-Netzanschluß (24B, 24C) skalieren, um eine Gleichspannung, eine Amplitude des Kommunikationssignals und Netz- oder Schleifenrauschen zu messen. Die HART-Meßschaltung 30 weist eine Schaltung zur Messung der Gleichspannung am Netz auf. Diese vier Signalaufbereitungsschaltungen speisen alle den Steuerlogikblock 34. Der Steuerlogikblock 34 enthält einen Multiplexer, der an einen Analog-Digital-Wandler 36 angeschlossen ist. Der Zugriff zum Steuerlogikblock 34 erfolgt durch den Mikroprozessor 38 über einen 16-Bit-Parallelbus 40.
  • Beim ersten Einschalten des Geräts 22 weist der Mikroprozessor 38 den Analog-Digital-Wandler 36 an, abwechselnd die Gleichspannung sowohl an dem HART- als auch an dem Feldbus-Netzanschluß zu überwachen. Während dieses Zustands verursacht das Gerät 22 keinerlei Störung des Netzes (hier auch als Prozeßsteuerungsschleife bezeichnet) (d. h. durch Ziehen/Abgabe von Strom oder Anlegen einer Spannung). Wenn keine Netzverbindungen vorhanden sind, ist die gemessene Spannung an beiden Schleifenanschlüssen nahezu gleich Null. Wenn einer der MAU-Anschlüsse an eine Schleife angeschlossen wird (d. h. über die Anschlüsse 24A und 24B oder 24C und 24B), wird an einer MAU und nicht an der anderen eine Gleichspannung gemessen. Eine HART-Prozeßsteuerungsschleife bewirkt, daß eine Gleichspannung zwischen etwa 12 und 50 V gemessen wird, während ein FOUNDATIONTM-Feldbus-Schleifenanschluß bewirkt, daß eine Gleichspannung zwischen etwa 9 und 32 V gemessen wird. Die mechanische Konstruktion der Schleifenanschlüsse wird vorzugsweise so gewählt, daß es unmöglich ist, die HART- und FOUNDATIONTM-Feldbus-Endgerätanschlußeinheiten (MAU) 26, 28 beide gleichzeitig an eine Prozeßschleife anzuschließen. Diese mechanische Konfiguration gewährleistet, daß bei der Messung einer Gleich spannung an einer Endgerätanschlußeinheit keine Gleichspannung an der anderen anliegt.
  • Sobald eine Gleichspannung erkannt wird, wird die Polarität gemessen, um festzustellen, ob die Schleifenanschlußleitungen richtig angeschlossen sind. Wenn speziell die zwischen der Masseleitung 24B und einer der Zuleitungen 24A und 24C gemessene Gleichspannung eine negative Polarität aufweist, bedeutet dies, daß die Schleifenanschlußleitungen vertauscht sind. Der Mikroprozessor 38 sendet dann über die bei 41 dargestellte Com-1 eine Mitteilung an den Hauptrechner (nicht dargestellt), und der Hauptrechner zeigt eine Meldung an, die den Benutzer informiert, daß der Schleifenanschluß umgepolt werden muß.
  • Wie oben angedeutet, besteht eine Überlappung zwischen den Betriebsgleichspannungen, die sowohl an den HART- als auch an den Feldbus-Prozeßkommunikationsschleifen verwendet werden. Daher kann eine Gleichspannung allein nicht zur zuverlässigen Anzeige des Schleifentyps verwendet werden, mit dem das Gerät 22 verbunden ist. Um den Schleifentyp zu ermitteln, mißt das Gerät 22 tatsächlich die Gleichstromimpedanz der Prozeßsteuerungsschleife (die vorzugsweise eine angemessene Gleichspannung und die richtige Zuleitungspolarität aufweist). Das Gerät 22 mißt die Gleichstromimpedanz des Netzes, indem es während einer sehr kurzen Zeitdauer, wie z. B. 5 Millisekunden, einen Strom von 1 mA zieht. Diese Störung erzeugt einen Spannungsimpuls entlang der Prozeßsteuerungsschleife, der proportional zur Gleichstromimpedanz der Prozeßsteuerungsschleife selbst ist. Zwischen HART- und FOUNDATIONTM-Feldbus-Prozeßsteuerungsschleifen gibt es einen unterscheidenden Impedanzbereich. Das Signal, das vom Gerät 22 als Reaktion auf die von ihm erzeugte Störung beobachtet wird, enthält außerdem etwaige HART- oder FOUNDATIONTM-Feldbus-Kommunikationssignale, die unter Umständen auf der Prozeßsteuerungsschleife vorhanden sind. Die Kommunikationssignale selbst werden unter Verwendung eines geeigneten Tiefpaßfilters gefiltert, so daß nur der Effekt des Kurzimpulses durch das Gerät 22 beobachtet wird.
  • Der Analog-Digital-Wandler 36 mißt die Amplitude der dazugehörigen Störung. Der Analog-Digital-Wandler 36 mißt die Spannungsamplitude der dazugehörigen Störung. Aus dieser Spannungsmessung kann die Impedanz des Netzes berechnet werden. Ein FOUNDATIONTM-Feldbusnetz weist eine berechnete Impedanz von etwa 50 Ohm auf. Ein HART®-Netz weist eine berechnete Impedanz von mehr als etwa 125 Ohm auf. Wenn der erfaßte Schleifentyp sich von dem der Endgerätanschlußeinheit (MAU) unterscheidet, mit der das Gerät 22 verbunden ist, sendet der Mikroprozessor 38 über Com1 (41) eine Fehlermeldung an den Hauptrechner, um den Bediener anzuweisen, den Netzanschluß auf die richtige Endgerätanschlußeinheit umzuschalten. Wenn der erfaßte Netz- oder Prozeßsteuerungsschleifentyp der gleiche ist wie bei der Endgerätanschlußeinheit des Geräts 22, dann kann die normale Kommunikation weitergehen.
  • Während das Gerät 22 in dieser Ausführungsform mit einer Prozeßsteuerungsschleife verbunden ist und kommuniziert, kann das Gerät 22 vorzugsweise mehrere Diagnosemessungen ausführen. Zum Beispiel kann der Mikroprozessor 38 in regelmäßigen Abständen die Schleifengleichspannung messen, um sicherzustellen, daß diese den richtigen Wert behält und konstant bleibt. Jede wesentliche Änderung der Schleifengleichspannung würde einen Fehler oder einen bevorstehenden Fehlerzustand an der Schleife anzeigen.
  • Vorzugsweise liefern die Feldbus-Meßschaltungen 32 zusätzliche Meßdiagnosen für ein Betriebsnetz oder eine Prozeßsteuerungsschleife. Die Wechselstrommessung des Kommunikationssignals weist vorzugsweise Filter auf, welche die Messung der Amplitude von Mitteilungen an der Feldbus-Prozeßsteuerungsschleife ermöglichen. Eine Rauschmeßschaltung mißt gleichfalls Wechselspannung, weist aber ein Durchlaßband mit niedrigerer Frequenz auf und ist für die Messung der Amplitude von 60- und 120 Hz-Rauschen optimiert.
  • Wie oben gemäß verschiedenen Ausführungsformen beschrieben, bietet das Gerät 22 eine Anzahl wichtiger Vorteile gegenüber bekannten Handgeräten. Konkret kann das Gerät 22 automatisch eine Schleifenverbindung mit einem Paar Schleifenanschlüssen erkennen. Ferner kann das Gerät 22 automatisch feststellen, wenn eine Schleifenverbindung falsch ausgeführt ist, um einen Benutzer aufzufordern, die Polarität umzukehren. Fer ner kann das Gerät 22 automatisch den Typ der Prozeßsteuerungsschleife erkennen, mit der es gekoppelt ist, und als Reaktion darauf seine Kommunikation geeignet anpassen.
  • Das Gerät 22 kann außerdem eine Anzahl von Diagnosen für die Schleife bereitstellen, mit der es verbunden ist. Insbesondere kann das Gerät 22 die Netzgleichspannung, die Signalamplitude (für FOUNDATIONTM-Feldbus-Meldungen) und die niederfrequente Rauschamplitude messen. Ferner kann das Gerät 22 bezüglich der FOUNDATIONTM-Feldbus-Diagnose die Amplitude der Feldbus-Signalstärke messen und sie zu bestimmten, mit dem Netz verbundenen Geräten abtrennen. Der Benutzer kann daher den einwandfreien Zustand der Geräte bestimmen, die mit dem FOUNDATIONTM-Feldbusnetz oder der FOUNDATIONTM-Feldbus-Schleife verbunden sind, oder feststellen, ob beim Abschluß des Netzes ein Problem besteht. Ferner kann das Gerät 22 vorzugsweise die in der Stammanmeldung dargelegte FOUNDATIONTM-Feldbus-Diagnose ausführen. Das Gerät 22 kann außerdem vorzugsweise eine Anzeige liefern, die sich auf die Anzahl der an einem FOUNDATIONTM-Feldbusnetz vorhandenen Abschlußschaltungen bezieht.
  • Wie in 2 dargestellt, ist das Gerät 22 in einer Ausführungsform außerdem vorzugsweise mit einem Speicher ausgestattet, wie z. B. einem nichtflüchtigen Speicher 42 und einem flüchtigen Speicher 44. Der innerhalb des Geräts 22 vorgesehene Speicher kann verwendet werden, um ein Protokoll aller erfaßten Meßfehler sowie aller Wiederholungsanfragen zu führen. Die Fehler können mit bestimmten Prozeßgeräten oder Empfängerknoten an der Prozeßsteuerungsschleife-korreliert werden. Im Lauf der Zeit können Informationen gesammelt werden und liefern eine effektive Anzeige des einwandfreien Zustands der Schleife sowie der angeschlossenen Knoten. In bestimmten Ausführungsformen ist der nichtflüchtige Speicher 42 ein Flash-Speicher und speichert Programmanweisungen, die eine Diagnosefunktionsvielfalt auf höherer Ebene erleichtern. Solche Diagnosen auf höherer Ebene sind unter anderem die Überwachung des Steuerungszustands der Schleifen, die in einem FOUNDATIONTM-Feldbus-Segment arbeiten, und/oder die Simulation eines bestimmten Funktionsblocks in einer Steuerschleife, um die Störungssuche in anderen Geräten am Netz zu unterstützen.
  • Die vorliegende Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden, aber der Fachmann wird erkennen, daß Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel wurden zwar Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wo die HART®-Meßschaltung nur die Schleifengleichspannung mißt, aber die Schaltungen könnten auch an die Messung der Amplitude des Kommunikationssignals und an die Rauschmessung angepaßt werden.
  • Zusammenfassung
  • Es wird ein Handkommunikations- und -diagnosegerät (22) bereitgestellt. Das Gerät (22) kann automatisch eine Verbindung mit einer Prozeßsteuerschleife (18) erkennen und kann außerdem den Typ der Schleife erkennen, mit der es verbunden ist, ohne die Nachrichtenübermittlung auf der Schleife (18) wesentlich zu stören. Sobald das Gerät (22) den Typ der Schleife (18) bestimmt, mit der es verbunden ist, stellt es geeignete Kommunikation und Diagnose bereit, die für diesen speziellen Typ angemessen ist.

Claims (16)

  1. Handdiagnose- und -kommunikationsvorrichtung, die aufweist: eine erste Endgerätanschlußeinheit, die an die Kommunikation über eine Prozeßsteuerungsschleife gemäß einer ersten Spezifikation auf der physikalischen Ebene angepaßt ist, wobei die erste Endgerätanschlußeinheit an eine erste Anschlußgruppe gekoppelt ist; eine zweite Endgerätanschlußeinheit, die an die Kommunikation über die Prozeßsteuerungsschleife gemäß einer zweiten Spezifikation auf der physikalischen Ebene angepaßt ist, wobei die zweite Endgerätanschlußeinheit an eine zweite Anschlußgruppe gekoppelt ist; eine Meßschaltung, die mit der ersten und der zweiten Endgerätanschlußeinheit gekoppelt sind; und einen mit der Meßschaltung gekoppelten Prozessor, der für eine Wechselwirkung mit der Meßschaltung eingerichtet ist, um automatisch eine Verbindung mit der ersten oder zweiten Anschlußgruppe zu erkennen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor so angepaßt ist, daß er mit der Meßschaltung in Wechselwirkung tritt, um automatisch einen Schleifentyp zu erkennen, sobald die Vorrichtung an eine Prozeßsteuerungsschleife angeschlossen wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei jede Endgerätanschlußeinheit so angepaßt ist, daß sie einen Kurzimpuls an der Schleife erzeugt, ohne die Kommunikation der Prozeßschleife zu unterbrechen, und wobei die Meßschaltung so angepaßt sind, daß sie aus der Reaktion der Schleife auf den Impuls die Schleifenimpedanz berechnen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Prozessor den Schleifentyp auf der Basis der durch die Meßschaltung gemessenen Impedanz auswählt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Prozessor auf dem Schleifentyp basierende Diagnosefunktionen bereitstellt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Prozessor auf dem Schleifentyp basierende Kommunikationsfunktionen bereitstellt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor an eine Wechselwirkung mit der Meßschaltung angepaßt ist, um die Polarität zu messen und eine falsche Verbindung zu erkennen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung entsprechend den Anforderungen der Eigensicherheit konstruiert ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Spezifikation auf der physikalischen Ebene dem Protokoll für busadressierbare Fernmeßwertgeber (HART-Protokoll) entspricht.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die zweite Spezifikation auf der physikalischen Ebene dem FOUNDATION-Feldbus-Protokoll entspricht.
  11. Handdiagnose- und -kommunikationsvorrichtung, die aufweist: eine erste Endgerätanschlußeinheit, die an die Kommunikation über eine Prozeßsteuerungsschleife gemäß einer ersten Spezifikation auf der physikalischen Ebene angepaßt ist, wobei die erste Endgerätanschlußeinheit an eine erste Anschlußgruppe gekoppelt ist; eine zweite Endgerätanschlußeinheit, die an die Kommunikation über die Prozeßsteuerungsschleife gemäß einer zweiten Spezifikation auf der physikalischen Ebene angepaßt ist, wobei die zweite Endgerätanschlußeinheit an eine zweite Anschlußgruppe gekoppelt ist; eine Meßschaltung, die an die erste und die zweite Endgerätanschlußeinheit gekoppelt ist; und einen mit der Meßschaltung gekoppelten Prozessor, der so angepaßt ist, daß er mit der Meßschaltung in Wechselwirkung tritt, um automatisch einen Schleifentyp zu erkennen, sobald die Vorrichtung an eine Prozeßsteuerungsschleife angeschlossen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die erste und die zweite Anschlußgruppe einen Anschluß gemeinsam nutzen.
  13. Verfahren zur Kommunikation mit einer Prozeßsteuerungsvorrichtung an einer Prozeßsteuerungsschleife, wobei das Verfahren aufweist: Ankoppeln einer Handkommunikationsvorrichtung an die Prozeßsteuerungsschleife; Identifizieren des Schleifentyps, ohne die Schleifenfunktion wesentlich zu stören; und Anpassen der Schleifenkommunikation auf der Basis des identifizierten Schleifentyps.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Identifizieren des Schleifentyps das Ziehen eines kurzen Stromimpulses an der Schleife und das Messen der Reaktion der Schleifenspannung auf den Impuls einschließt, um die Schleifenimpedanz zu berechnen.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem ferner festgestellt wird, ob die Handkommunikationsvorrichtung richtig mit der Prozeßsteuerungsschleife gekoppelt ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Kommunikationsvorrichtung einen Alarm auslöst, wenn sie falsch an die Prozeßsteuerungsschleife angeschlossen ist.
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