系统和监控现场设备技术方案

本发明专利技术涉及一种系统，包括一个馈电设备和与馈电设备电连接的多个现场设备。馈电设备被设计成提供电能以向现场设备供应电能。馈电设备具有馈电设备监控装置，馈电设备监控装置被设计成检测电能供应时的火花产生，并在此基础上关断所述电能供应。现场设备分别具有用于连接供电线路的输入端子。至少一个现场设备具有用于连接至少一条输出线路的连接装置。至少一个现场设备是用于向至少一个后续现场设备供应电能并用于监控的监控现场设备。监控现场设备具有至少一个输出端子，其用于连接另一供电线路，通过该另一供电线路可以继续传递电能以为至少一个后续现场设备供应电能。监控现场设备具有监控装置，其被设计成检测在为至少一个后续现场设备供应电能时的火花产生，并在此基础上关断电能供应。本发明专利技术还涉及一种用于系统的监控现场设备。的监控现场设备。的监控现场设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】系统和监控现场设备
[0001]本专利技术涉及一种系统，包括一个馈电设备和与馈电设备电连接的多个现场设备。至少一个现场设备是监控现场设备。本专利技术还涉及一种用于这种系统的监控现场设备。
[0002]本专利申请要求德国专利申请DE 10 2021 106 487.2的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
[0003]一个自动化系统可以包括多个传感器和执行器。对于电能供应，可以使用与此类部件电连接的馈电设备。除此之外，馈电设备可以被设计成执行与部件的数据通信或对部件的控制。
[0004]在可能的应用中，系统的组成部分位于一个或多个有爆炸风险的区域，例如，根据ATEX指令(Atmosph
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res Explosibles易爆环境)，位于0/20区或1/21区。因此，有必要提供适当的保护措施，以满足防爆要求。为此目的，可对ATEX指令的系统的组成部分使用相应的设计或设计原则，也称为“点火保护类型”。
[0005]标准PD IEC/TS 60079
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39:2015“爆炸性气氛
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第39部分：具有电子控制火花持续时间限制的内在安全系统”全面描述了包括至少一个现场设备(Power
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i现场设备)和一个与现场设备电连接的馈电源(Power
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i源)的系统。馈电源用于向现场设备提供电能供应，并用于监控电能供应。为此，馈电源被设计成在电能供应时检测火花的产生，以便在此基础上关断电能供应。
[0006]对于按照上述标准设计的系统，可传输的电力取决于系统的响应时间(System Response Time)。响应时间包括延迟，延迟可能由用于电气连接的布线的线路长度、电容和/或电感效应，以及火花检测和关断引起。距离越远，检测或关断越慢，最大可传输电力就越小。根据系统的设计，诸如线路长度、电容和/或电感效应等参数可能具有这样的限制，以致不能应用上述概念。这种情况例如可能发生在按照工艺技术中的惯例将线路长度在直达1000m的范围中规划时。
[0007]本专利技术的目的是给出一种改进的系统的解决方案，该改进的系统能够为可能位于有爆炸风险的区域中的现场部件、如执行器和传感器供电。
[0008]独立权利要求的特征解决了这一问题。从属权利要求中给出了本专利技术的进一步有利实施方式。
[0009]根据本专利技术的一个方面，提出了一种系统，该系统包括一个馈电设备和与馈电设备电连接的多个现场设备。馈电设备被设计成提供电能以向现场设备供应电能。馈电设备具有馈电设备监控装置，馈电设备监控装置被设计成检测电能供应时的火花产生，并在此基础上关断所述电能供应。现场设备分别具有用于连接供电线路的输入端子，通过输入端子从馈电设备提供的电能可被供给到相应的现场设备。至少一个现场设备具有用于连接至少一条输出线路的连接装置，通过输出线路可以传递电能为至少一个现场部件供给电能。此外，至少一个现场设备是一个监控现场设备，其被设计为向至少一个后续现场设备供应电能并用于监控。监控现场设备具有至少一个输出端子，该输出端子用于连接另一供电线路，通过该另一供电线路可以传递电能为至少一个后续现场设备供应电能。监控现场设备还具有监控装置，其被设计成检测在至少一个后续现场设备的电能供应时的火花产生，并
在此基础上关断电能供应。
[0010]所建议的系统的现场设备具有用于连接供电线路的输入端子。通过输入端子和与之相连的供电线路，系统的馈电设备提供的电能可以输入现场设备。该系统的至少一个现场设备具有用于连接至少一条输出线路的连接装置。这样，提供给现场设备的电能可以被传递到与输出线路连接的现场部件，以为其供电。现场部件可以是如传感器或执行器的装置或外部装置。多个现场部件可以通过多个输出线路连接到连接装置，从而以能量供电。此外，系统的多个或所有现场设备可以分别具有相应的连接装置，一个或多个现场部件可以连接到该连接装置以供应电能。
[0011]该系统的馈电设备除了提供电能外，还用于监控电能供应。监控尤其可涉及馈电设备后续的至少一个现场设备。为了监控的目的，馈电设备具有馈电设备监控装置。借助馈电设备监控装置，可以检测在电能供应时由于故障产生的火花或电弧，并在此基础上以低延迟关断电能供应以终止火花。
[0012]在提出的系统中，监控不仅仅是通过馈电设备进行的。因为系统的至少一个现场设备被设计成监控现场设备的形式，该监控现场设备可用于通过传递电能对至少一个后续现场设备供给电能并用于监控。监控现场设备具有至少一个用于连接另一供电线路的输出端子，供应给监控现场设备的电能可通过另一供电线路传递，为至少一个后置的现场设备供应电能。
[0013]除了输入端子之外，不仅系统的至少有一个监控现场设备，而且其他或多个或所有现场设备也可具有至少一个输出端子。现场设备的至少一个输出端子可以电连接到所属的输入端子。在这种情况下，连接到一个现场设备的输出端子的供电线路可以连接到另一个或后续现场设备的输入端子，使得电能可以从一个现场设备传递到后续现场设备，以便供给电能。
[0014]为了监控的目的，系统的至少一个监控现场设备具有对应于馈电设备的监控装置。借助监控现场设备的监控装置，可以检测到在至少一个后续现场设备的电能供应中由于故障产生的火花或电弧，并在此基础上以低延迟关断电能供应以终止火花。
[0015]在系统的运行中，可以使用馈电设备和至少一个监控现场设备来实现火花持续时间限制。因此能可靠地防止在发生故障时在现场设备的输入端子和输出端子区域以及连接到现场设备的供电线路的区域中产生具有足以点火的能量的火花或点火火花。
[0016]因此，在提出的系统中，电能供应不仅由馈电设备监控，而且还由至少一个监控现场设备监控。这样，监控可以以分割或分段的形式进行，并分布在系统的几个部分。在这种情况下，可以借助馈电设备和至少一个监控现场设备来监控单个或不同的系统部分。馈电设备可监控第一系统部分，并且系统的另一个或其他系统部分可通过馈电设备的后续或后置的一个或多个监控现场设备监控。监控可以涉及现场设备和供电线路的输入端子和输出端子，这些端子位于各自的系统部分中。由于分段监控，诸如供电线路的线路长度、电容和/或电感效应以及相关的限制等参数只能涉及各个或单个监控的系统部分，而不涉及整个系统。因此，可以为该系统考虑具有相对较大的线路长度和/或现场设备数量的设计，并且即使在这种设计中也可以确保对能源供应的可靠监控。系统的扩展通常可以受由馈电设备监控的第一系统部分的可用能量的限制，而不受系统的总长度的限制。
[0017]由于上述特性，可以为该系统考虑以下应用场景。现场设备可以布置在有爆炸风
险的区域(例如，根据ATEX指令的1/21区)中。馈电设备可以位于无爆炸风险或低爆炸风险的区域(例如，根据ATEX指令的2/22区)中。对于可以通过输出线路连接到一个或多个现场设备的现场部件(传感器和/或执行器部件)，可以考虑布置在爆炸风险更大的区域(例如，根据ATEX指令的0/20区域)中。为了实现这一应用场景，除了通过馈电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，所述系统包括一个馈电设备(400)和与所述馈电设备(400)电连接的多个现场设备(100)，其中，所述馈电设备(400)被设计成提供电能以向所述现场设备(100)供应电能，其中，所述馈电设备(400)具有馈电设备监控装置(410)，所述馈电设备监控装置被设计成检测电能供应时的火花产生，并在此基础上关断所述电能供应，其中，所述现场设备(100)分别具有一个用于连接供电线路(500)的输入端子(110)，通过所述输入端子能将由所述馈电设备(400)提供的电能供给到相应的现场设备(100)，其中，至少一个现场设备(100)具有用于连接至少一条输出线路(510)的连接装置(160)，通过所述输出线路能传递电能以为至少一个现场部件(600)供应电能；且其中，至少一个现场设备(100)是用于向至少一个后续现场设备(100)供应电能并用于监控的监控现场设备(800)，并且具有：至少一个输出端子(111，112)，其用于连接另一供电线路(500)，通过所述输出端子能传递电能以为至少一个后续现场设备(100)供应电能；和监控装置(810，819)，其被设计成检测在至少一个后续现场设备(100)的电能供应时的火花产生，并在此基础上关断电能供应。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控现场设备(800)的监控装置(810，819)具有检测火花产生时电流变化的探测器装置(815)，控制单元(814)和开关单元(813)，并且其中，所述控制单元(814)被设计成根据借助所述探测器装置(815)检测的电流变化操控所述开关单元(813)来执行电能供应的关断。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述监控现场设备(800)具有传递限制装置(305，309)，其被设计成引起对在传递电能时通过至少一个输出端子(111，112)能传输的电能的限制。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述监控现场设备(800)具有开关装置(180，181)，借助所述开关装置能开关通过至少一个输出端子(111，112)对电能的传递。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述现场设备(100)具有解耦装置(200)，其被设计成提供用于检测火花产生的预定输入阻抗。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述现场设备(100)具有接通电流限制器(250)，其被设计为在电能供应开始时限制接通电流。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：