Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2427019C2 - Эксплуатационное устройство с электропитанием через ethernet - Google Patents

Эксплуатационное устройство с электропитанием через ethernet Download PDF

Info

Publication number
RU2427019C2
RU2427019C2 RU2008106473/07A RU2008106473A RU2427019C2 RU 2427019 C2 RU2427019 C2 RU 2427019C2 RU 2008106473/07 A RU2008106473/07 A RU 2008106473/07A RU 2008106473 A RU2008106473 A RU 2008106473A RU 2427019 C2 RU2427019 C2 RU 2427019C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
field device
module
ethernet
connector
protocol
Prior art date
Application number
RU2008106473/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008106473A (ru
Inventor
Трой М. РЕЛЛЕР (US)
Трой М. РЕЛЛЕР
Original Assignee
Роузмаунт Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роузмаунт Инк. filed Critical Роузмаунт Инк.
Publication of RU2008106473A publication Critical patent/RU2008106473A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2427019C2 publication Critical patent/RU2427019C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40045—Details regarding the feeding of energy to the node from the bus
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25174—Ethernet
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25428—Field device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31135—Fieldbus
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31145—Ethernet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к эксплуатационным устройствам, которые осуществляют связь по линии связи Ethernet. Эксплуатационное устройство (214, 314) получает питание посредством своего соединения с Ethernet. Эксплуатационное устройство (214, 314), предпочтительно, включает в себя функциональную плату (222), которая включает в себя сетевое соединение Ethernet (400) и соединение с эксплуатационным устройством (412). Функциональная плата (222) обеспечивает питание эксплуатационного устройства посредством мощности, поступающей через сетевое соединение Ethernet. Функциональная плата взаимодействует с эксплуатационным устройством (214, 314) с использованием стандартного промышленного протокола технологической связи. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к эксплуатационным устройствам с электропитанием через Ethernet.
Предшествующий уровень техники
Системы мониторинга и системы управления процессами, например химическими процессами, процессами нефтепереработки или другими типами промышленных процессов, обычно включают в себя централизованную систему мониторинга и управления, подключенную с возможностью передачи данных к рабочей станции оператора или пользователя и к одному или нескольким эксплуатационным устройствам по аналоговым или цифровым каналам связи. Эксплуатационные устройства могут быть датчиками, предназначенными для мониторинга параметров процесса (например, температуры, давления, расхода и пр.) и/или преобразователями, предназначенными для осуществления операций над промышленными процессами (например, открытия и закрытия клапанов и т.д.).
В общем случае централизованная система мониторинга и управления принимает сигналы, выражающие результаты технологических измерений, выполненных эксплуатационными устройствами и/или другую информацию, относящуюся к эксплуатационным устройствам, через устройство или модуль ввода/вывода (I/O), которое может быть аналоговым или цифровым. Системы мониторинга принимают сигналы результатов технологических измерений и отслеживают различные аспекты процесса на основании принятых сигналов. Системы мониторинга могут сравнивать измеренные данные процесса с заранее определенными предельными значениями и инициировать действие (например, генерацию сигнала тревоги) в случае превышения предела.
Контроллер процесса, входящий в систему мониторинга и управления, может использовать измерения и другую информацию для мониторинга процесса и для реализации процедуры управления. Контроллер процесса может генерировать сигналы управления, которые могут передаваться по шинам, или другим линиям, или каналам связи через аналоговое или цифровое устройство I/O на эксплуатационные устройства для управления работой конкретного процесса.
Разработаны различные традиционные протоколы связи, позволяющие контроллерам и эксплуатационным устройствам от разных производителей обмениваться данными. Различные протоколы связи включают в себя, например, протоколы HART®, PROFIBUS®, интерфейс «исполнительное устройство/датчик» ("AS-Интерфейс"), WORLDFIP®, Device-Net®, CAN и FIELDBUS от FOUNDATION™ (далее "fieldbus"). Некоторые из этих протоколов способны обеспечивать все необходимое для работы питания присоединенным эксплуатационным устройствам.
Недавно появился новый протокол связи (IEEE 802.3af), относящийся к доставке мощности к распределенным системам. В частности, стандарт предусматривает доставку мощности по существующим кабелям Ethernet с помощью неиспользуемых пар (или пар сигнализации) проводов в кабеле. Эта доставка электрической мощности по кабелям Ethernet называется "Power over Ethernet" (PoE). Стандарт IEEE позволяет подавать питание 48 В и 350 мА по тем же кабелям Ethernet (обычно это кабели CAT5E), по которым осуществляется связь по сетям Ethernet.
Отсюда вытекает насущная необходимость в эксплуатационных устройствах, которые могут добавить преимущества появившимся способам доставки мощности и существующим кабелям для подключения новых эксплуатационных устройств к системам мониторинга и управления процессом.
Сущность изобретения
Согласно изобретению предложено эксплуатационное устройство, которое осуществляет связь согласно каналам связи Ethernet. Эксплуатационное устройство получает питание путем соединения с Ethernet. Эксплуатационное устройство, предпочтительно, содержит функциональную плату, которая включает в себя сетевое соединение Ethernet и соединение с эксплуатационным устройством. Функциональная плата способна обеспечивать питание эксплуатационного устройства посредством мощности, поступающей через сетевое соединение Ethernet. Функциональная плата взаимодействует с эксплуатационным устройством с использованием стандартного промышленного протокола технологической связи. Предложен также способ эксплуатации эксплуатационного устройства.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает блок-схему системы управления или мониторинга процесса, которую наиболее предпочтительно использовать с вариантами осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - упрощенную схему передатчика давления частично в разобранном виде согласно изобретению;
Фиг.3 - упрощенную схему передатчика давления частично в разобранном виде согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 - блок-схему функциональной платы, используемой в эксплуатационном устройстве, согласно изобретению.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 показана упрощенная блок-схема системы 100 управления или мониторинга процесса, содержащей совокупность эксплуатационных (полевых) устройств 108A-110N, причем можно использовать любое количество эксплуатационных устройств.
Технологическая сеть 106 содержит систему 118 управления или мониторинга с интерфейсом 120 оператора (например, рабочей станцией (пультом управления) или компьютером пользователя), который может быть подключен через инжектор «Power over Ethernet» (инжектор POE) 122 посредством кабелей Ethernet 124 к одному или нескольким эксплуатационным устройствам 108A-110N. Инжектор POE 122 получает мощность от источника питания 123 и подает напряжение на одну или несколько неиспользуемых пар проводов в кабелях Ethernet 124. Альтернативно инжектор POE 122 может подавать напряжение на те же пары проводов, по которым передается сигнал Ethernet. Кроме того, инжектор 122 может подавать напряжение на одну или несколько неиспользуемых пар, а также на одну или несколько пар передачи данных.
Каждое эксплуатационное устройство 108A-110N, предпочтительно, может получать питание от напряжения в кабелях Ethernet 124. Мощность можно доставлять по тому же кабелю 124, по которому осуществляется связь по сети Ethernet. Кабели Ethernet 124 могут представлять собой, например, кабель CAT5E.
В одном варианте осуществления для обеспечения питания нескольких эксплуатационных устройств можно использовать 24-вольтовый источник питания. Стандарт Power over Ethernet (IEEE 802.3af) допускает осуществление питания по кабелям Ethernet 124 до 48 В и 350 мА. В зависимости от архитектуры питания, длин кабелей, требований к питанию эксплуатационного устройства, внутренних требований безопасности и пр. стандарт PoE позволяет работать с несколькими эксплуатационными устройствами. Кабели Ethernet 124 обычно обеспечивают подачу напряжения 48 В и тока 350 мА на присоединенные эксплуатационные устройства. С уменьшением мощности эксплуатационных устройств количество эксплуатационных устройств можно дополнительно увеличить. Таким образом, по одному и тому же кабелю можно передавать большое количество технологических переменных и доставлять электропитание.
Благодаря подаче мощности по кабелю Ethernet 124, одну пару проводов (например, силовую проводку) можно упразднить, что позволяет упростить монтаж. Во многих вариантах монтажа уже предусмотрены порты и кабели Ethernet, что позволяет легко устанавливать оборудование. Дополнительно новейшие стандарты PoE, в недалеком будущем, возможно, позволят доставлять более высокое напряжение и/или более сильный ток, что позволит обеспечивать питание для большего количества сегментов или сетей и большего количества эксплуатационных устройств.
В общем случае использование протоколов связи типа Ethernet позволяет осуществлять доступ к функциям управления и/или мониторинга, например, через интерфейс, написанный на языке гипертекстовой разметки (веб-страницу), с использованием стандартного интернет-браузера. В этом примере доступ к эксплуатационным устройствам можно осуществлять с помощью любых средств адресации, в том числе адресации по протоколу управления передачей/интернет-протоколу (TCP/IP), адресации управления доступом к среде (MAC), адресации сетевого уровня или любых других средств электронной адресации, поддерживаемых, например, интернет-браузером. Эксплуатационные устройства могут действовать под управлением программного обеспечения веб-сервера и иметь уникальный сетевой адрес. Каждое эксплуатационное устройство можно настраивать по кабелям Ethernet 124 с использованием, например, программного обеспечения веб-браузера, установленного на любом персональном компьютере, например компьютере интерфейса 120 оператора.
MAC-адрес, например, традиционно имеет вид 48-разрядного двоичного числа (или 64-разрядного двоичного числа), уникального для каждой карты сетевого интерфейса (NIC), используемой в локальной сети (LAN). MAC-адрес содержит два разных идентификатора (ID). Первый идентификатор представляет собой уникальный 24-разрядный ID производителя, а второй идентификатор представляет собой 24-разрядный (или 40-разрядный) ID расширения (или ID платы), назначенный производителем. ID платы идентифицирует конкретную NIC, предназначенную для данного устройства. В пакете LAN, передаваемом по сети, MAC-имена пункта назначения и источника содержатся в заголовке и используются сетевыми устройствами для фильтрации и пересылки пакетов.
Пакеты Ethernet представляют собой блоки данных переменной длины, в которых можно передавать информацию по сети Ethernet. Каждый пакет Ethernet включает в себя преамбулу синхронизации, адрес пункта назначения (TCP/IP, MAC, сетевого уровня и пр.), адрес источника, поле, содержащее индикатор кода типа, поле данных, которое варьируется от 46 до 1500 байтов, и поле циклического избыточного контроля, которое обеспечивает значение для подтверждения точности данных. В одном варианте осуществления адрес пункта назначения представляет собой адрес конкретного устройства, соответствующий конкретному модулю 102 интерфейса. В альтернативном варианте осуществления поле данных содержит адрес конкретного эксплуатационного устройства.
Независимо от используемого протокола адресации различные эксплуатационные устройства 108A-110N способны передавать и принимать информацию в виде пакетов по тем же кабелям Ethernet 124, через которые они получают питание. Сигналы управления, сигналы измерения и пр. можно упаковывать в поле данных кадра Ethernet, например, для передачи по сети.
На фиг.2 показан упрощенный вид передатчика 214 давления, который является одним примером эксплуатационного устройства. Другие примеры эксплуатационных устройств включают в себя клапаны, исполнительные механизмы, контроллеры, модули аварийной сигнализации, диагностические устройства и т.д. Многие эксплуатационные устройства включают в себя, или подключены к, преобразователю, который взаимодействует с процессом. Преобразователь может представлять собой датчик, воспринимающий параметр процесса, или контроллер, или электромагнитный привод клапана для осуществления некоторого изменения в протекании процесса.
Передатчик 214 давления подключен к двухпроводной линии 216 контроля процесса и включает в себя корпус 262 передатчика. Корпус 262 имеет торцевые крышки 270 и 272, которые можно ввинчивать в корпус 262. После присоединения торцевые крышки 270 и 272 обеспечивают, по существу, безопасную изоляцию электронных схем внутри передатчика 260.
Линия 216 контроля процесса подключена к контактам 256, смонтированным на контактной колодке 258. Датчик 264 давления, который является примером преобразователя, может подключаться к технологическим трубопроводам для измерения перепада давления, имеющего место в технологической жидкости. Выходной сигнал датчика 264 поступает на измерительную схему 266, подключенную к схеме 268 эксплуатационного устройства. Схема 268 эксплуатационного устройства предназначена для осуществления связи с измерительной схемой 266 для определения значения технологической переменной, воспринимаемой датчиком 264, и для передачи значения по технологической линии 216 связи.
Функциональная плата 222 подключена к схеме 268 эксплуатационного устройства и может быть, в ряде вариантов осуществления, подключена к линии 216 контроля процесса. Функциональная плата представляет собой любую схему, модуль или группу компонентов, способную подключаться к интерфейсу и обеспечивать функциональную особенность. Функциональные платы для эксплуатационных устройств, как известно, обеспечивают беспроводную связь, а также локальные интерфейсы оператора. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения функциональная плата 222 способна работать согласно протоколу PoE и обеспечивать взаимодействие с эксплуатационным устройством 214 по линии связи PoE. Варианты осуществления настоящего изобретения также можно осуществлять на практике с использованием интегральной схемы PoE, но применение функциональной платы имеет то преимущество, что позволяет обеспечивать уже установленные известные эксплуатационные устройства новыми возможностями связи.
На фиг.3 показан упрощенный вид передатчика 314 давления, который является другим примером эксплуатационного устройства. Передатчик 314 аналогичен передатчику 214. В отличие от передатчика 214, передатчик 314 не подключен напрямую к технологической линии связи. Вместо этого функциональная плата 222 оперативно подключает передатчик 314 к сетевому соединению PoE 124. В зависимости от конфигурации функциональной платы 222 питание передатчика 314 может полностью обеспечиваться за счет энергии, поступающей от функциональной платы 222 по сетевому соединению PoE 124. Кроме того, связь между функциональной платой 222 и схемой 268 эксплуатационного устройства может осуществляться согласно любому пригодному протоколу технологической связи, в том числе, без ограничения, HART®, PROFIBUS®, интерфейс «исполнительное устройство/датчик» ("AS-Интерфейс"), WORLDFIP®, Device-Net®, FIELDBUS от FOUNDATION™ и «локальная сеть контроллеров» (CAN). Таким образом, эксплуатационные устройства, которые, сами по себе, не приспособлены для связи согласно протоколу PoE, могут осуществлять связь по своему «родному» протоколу с функциональной платой 222, которая может транслировать, или иначе адаптировать, такую связь к передаче по сети PoE 124.
На фиг.4 показана блок-схема функциональной платы, которую можно использовать в эксплуатационном устройстве согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Функциональная плата 222 включает в себя соединитель Ethernet 400, который способен подключаться к сети Ethernet согласно стандарту PoE. Предпочтительно, соединитель 400 имеет вид известного соединителя RJ-45, но может принимать другие подходящие формы для облегчения использования в промышленных условиях. Примеры адаптаций соединителя 400 включают в себя выбор материала, размер соединителя, механизмы фиксации или защелки, или другие подходящие критерии. Соединитель 400 подключен к модулю 402 физического уровня Ethernet, модулю 404 питания PoE. Физические уровни или ядра Ethernet известны и обеспечивают взаимодействие посредством сигналов низкого уровня в средах Ethernet. Модуль 404 питания подключен к соединителю 400, что позволяет функциональной плате 222 принимать электрическую мощность из соединения Ethernet согласно стандарту PoE. При этом модуль питания, в случае необходимости, может потреблять до 350 мА при напряжении 48 В. Модуль 404 питания подключен к модулю 402 физического уровня Ethernet, контроллеру 406 и модулю 408 интерфейса ввода/вывода эксплуатационного устройства для обеспечения необходимого питания этим компонентам.
Контроллер 406, предпочтительно, является микропроцессором и может включать в себя память, например постоянную память (ПЗУ), оперативную память (ОЗУ). Дополнительно функциональная плата 222 может включать в себя дополнительную память (показанную пунктиром в позиции 410), подключенную к контроллеру 406. Дополнительная память может помогать контроллеру 406 осуществлять более сложные функции. Например, контроллер 406 может выполнять команды, хранящиеся в ней или в памяти 410, для осуществления любой из следующих функций: веб-сервера; ftp-сервера; сервера secure shell (ssh). Кроме того, контроллер 406 и память 410 могут даже содержать встроенный информационный сервер, на котором может работать операционная система. Это может быть система, продаваемая, например, под торговой маркой Etherstix фирмы Gumstix Inc, Портола Вэли, Калифорния. Дополнительную информацию можно найти на сайте www.gumstix.com. Дополнительно память 410 можно использовать для хранения информации о ряде коммерчески доступных эксплуатационных устройств, в результате чего, когда функциональная плата 222, в конце концов, подключена к конкретному эксплуатационному устройству, функциональной плате можно просто сообщать, к какому конкретному эксплуатационному устройству она подключена, после чего она обращается к дополнительной информации, относящейся к этому конкретному устройству, которая хранится в памяти 410, чтобы определить, как взаимодействовать с эксплуатационным устройством. Режим, согласно которому функциональную плату 222 информируют об эксплуатационном устройстве, может принимать любую подходящую форму, включая установку перемычек на функциональной плате 222, подачу команд функциональной плате 222 через сеть Ethernet; и/или доступ к рудиментарному интерфейсу оператора (не показан) на функциональной плате 222.
Контроллер 406 подключен к модулю интерфейса ввода/вывода эксплуатационного устройства 408, который подключен к соединителю 412 эксплуатационного устройства. Соединитель 412 выполнен таким образом, что может физически подключаться к эксплуатационному устройству наподобие известных функциональных плат, подключаемых в настоящее время к эксплуатационным устройствам. Однако на практике можно также реализовать варианты осуществления настоящего изобретения, где соединитель 412 является любым пригодным соединением, включая простое подключение функциональной платы 222 к контактам эксплуатационного устройства для подключения к технологической линии связи с помощью проводов и т.п.
Модуль 408 интерфейса ввода/вывода эксплуатационного устройства может взаимодействовать с эксплуатационным устройством, присоединенным к функциональной плате 222 через соединитель 412, с использованием любого пригодного протокола технологической связи. Так, если эксплуатационное устройство способно выдавать только индикацию значения технологической переменной, устанавливая ток от 4 до 20 мА, модуль 408 может генерировать ток, пригодный для эксплуатационного устройства. Предпочтительно, модуль 408 выдает ток питания на присоединенное эксплуатационное устройство через соединитель 412. Например, передатчик давления, подключенный к линии 4-20 мА, может принимать свой рабочий ток из функциональной платы 222 через соединитель 412. Для модуля 408 можно использовать любой подходящий протокол технологической связи, включая стандарт линии 4-20 мА, показанный пунктиром в позиции 414, Highway Addressable Remote Transducer (HART®), показанный пунктиром в позиции 416, Fieldbus, показанный пунктиром в позиции 418, локальную сеть контроллеров, показанную пунктиром в позиции 420, или любой другой пригодный протокол. Кроме того, совокупность модулей 414, 416, 418 и 420, ориентированных на протокол, можно использовать для обеспечения совместимости функциональной платы 222 с различными промышленными протоколами технологической связи. Таким образом, можно запустить в массовое производство один тип функциональной платы для использования с самыми разнообразными эксплуатационными устройствами. Кроме того, технический специалист может программировать функциональную плату 222 для взаимодействия с конкретным модулем, ориентированным на протокол.
Функциональная плата 222 может включать в себя дополнительные модули связи, например, модуль 422, показанный пунктиром. Модуль 422 может обеспечивать дополнительные методы связи, например беспроводную связь с функциональной платой 222, и, таким образом, эксплуатационным устройством 412. Модуль 422 связи также получает все свое питание через модуль 404 питания PoE и обеспечивает или облегчает связь согласно другому протоколу связи, например известному протоколу связи Bluetooth, с помощью беспроводных точек доступа и беспроводных сетевых устройств стандарта IEEE 802.11b (производства Linksys, Ирвайн, Калифорния), посредством технологий построения сотовых или цифровых сетей (например, Microburst® от Aeris Communications Inc., Сан-Хосе, Калифорния), сверхширокополосной связи, атмосферной оптической связи, Глобальной системы мобильной связи (GSM), Общей радиослужбы пакетной передачи (GPRS), множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), технологии расширения по спектру, методов инфракрасной связи, SMS (службы обмена короткими (текстовыми) сообщениями), или любой другой подходящей беспроводной технологии. Эта дополнительная связь может облегчать локальное взаимодействие между эксплуатационным устройством с дополнительной функциональной платой и обслуживающим персоналом вблизи устройства, который способен взаимодействовать с эксплуатационным устройством с использованием беспроводного протокола.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, специалисты в данной области техники могут вносить в него изменения, касающиеся формы и деталей, но не выход за рамки сущности и объема изобретения.

Claims (11)

1. Полевое устройство, содержащее
преобразователь для подключения к процессу,
схему полевого устройства, подключенную к преобразователю,
модуль физического уровня Ethernet, подключенный к соединителю Ethernet и оперативно связанный со схемой полевого устройства, и
модуль питания Ethernet, подключенный к соединителю Ethernet и способный обеспечивать питание полевого устройства энергией, подаваемой через соединитель Ethernet,
при этом модуль физического уровня Ethernet и модуль питания Ethernet реализованы на функциональной плате, подключенной к полевому устройству, причем функциональная плата выполнена с возможностью соединения с интерфейсом полевого устройства и содержит модуль ввода/вывода (I/O) полевого устройства, содержащий, по меньшей мере, один модуль промышленного протокола технологической связи, оперативно связанный со схемой полевого устройства и связанный с соединителем полевого устройства.
2. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь представляет собой датчик, определяющий технологический параметр.
3. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь представляет собой исполнительное устройство.
4. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что функциональная плата включает в себя соединитель Ethernet.
5. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что соединитель полевого устройства взаимодействует с контактной колодкой полевого устройства.
6. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль промышленного протокола технологической связи включает в себя модуль 4-20 мА.
7. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль промышленного протокола технологической связи связан со схемой полевого устройства путем использования протокола связи собственно полевого устройства.
8. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что схема полевого устройства запитывается энергией, получаемой от функциональной платы.
9. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль промышленного протокола технологической связи включает в себя локальную сеть контроллеров (CAN).
10. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль ввода/вывода полевого устройства включает в себя совокупность модулей промышленного протокола технологической связи.
11. Полевое устройство по п.1, отличающееся тем, что функциональная плата включает в себя модуль беспроводной связи.
RU2008106473/07A 2005-07-20 2006-07-20 Эксплуатационное устройство с электропитанием через ethernet RU2427019C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70078505P 2005-07-20 2005-07-20
US60/700,785 2005-07-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008106473A RU2008106473A (ru) 2009-08-27
RU2427019C2 true RU2427019C2 (ru) 2011-08-20

Family

ID=37102481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008106473/07A RU2427019C2 (ru) 2005-07-20 2006-07-20 Эксплуатационное устройство с электропитанием через ethernet

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9634858B2 (ru)
EP (1) EP1929383A1 (ru)
JP (1) JP2009503952A (ru)
CN (1) CN101223486B (ru)
RU (1) RU2427019C2 (ru)
WO (1) WO2007012074A1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015017708A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Texas Instruments Incorporated Method and system for controlling power delivered through a communication cable
RU2638749C2 (ru) * 2011-10-06 2017-12-15 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Управление питанием электрической системы освещения
RU2689306C2 (ru) * 2014-09-05 2019-05-27 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Схема коррекции полярности
RU2691218C2 (ru) * 2014-08-08 2019-06-11 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Передача питания через питаемое устройство
RU2715518C2 (ru) * 2015-03-06 2020-02-28 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Питаемые устройства в сетевой системе питания по ethernet и способы для него

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7844365B2 (en) * 2000-05-12 2010-11-30 Rosemount Inc. Field-mounted process device
US7835295B2 (en) * 2005-07-19 2010-11-16 Rosemount Inc. Interface module with power over Ethernet function
US20070288125A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-13 Mks Instruments, Inc. Power Over Ethernet (Poe) - Based Measurement System
US8761196B2 (en) * 2006-09-29 2014-06-24 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Flexible input/output devices for use in process control systems
US8132035B2 (en) 2007-05-25 2012-03-06 Raven Technology Group, LLC Ethernet interface
US9444633B2 (en) * 2007-06-29 2016-09-13 Centurylink Intellectual Property Llc Method and apparatus for providing power over a data network
US8908700B2 (en) * 2007-09-07 2014-12-09 Citrix Systems, Inc. Systems and methods for bridging a WAN accelerator with a security gateway
US20090234997A1 (en) * 2008-03-12 2009-09-17 Your Voice S.P.A. Connecting device for connecting industrial apparatuses to a communication bus
US8306064B2 (en) * 2009-01-12 2012-11-06 Trane International Inc. System and method for extending communication protocols
DE102009005431A1 (de) * 2009-01-19 2010-07-22 Wilo Se Buskoppler mit Netzteil
US20100249952A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Schneider Electric/Square D Company Direct Control of Devices Through a Programmable Controller Using Internet Protocol
DE102009027697A1 (de) * 2009-07-15 2011-01-20 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg System zur Steuerung und/oder Überwachung einer Prozessanlage in der Automatisierungstechnik
US8646656B2 (en) 2009-11-02 2014-02-11 Raymond C. Johnson Power over ethernet powered soap or disinfectant dispenser
US20130083664A1 (en) * 2010-09-13 2013-04-04 Jeffrey T. Harris Remote management hardware platform for site monitoring with smart block i/o device
CN101950175B (zh) * 2010-10-21 2012-07-04 广州数控设备有限公司 一种基于工业以太网的高速现场总线实现方法
EP2764647B1 (de) * 2011-12-15 2019-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur bildung eines crc-wertes sowie sende- und empfangsvorrichtung hierfür
DE102013216501A1 (de) * 2013-08-20 2015-02-26 Vega Grieshaber Kg Messgerätezugangsvorrichtung, Feldgerät und Verfahren zum Steuern des Zugangs zu einem Messgerät
US9594369B2 (en) * 2013-10-01 2017-03-14 Broadcom Corporation Selective industrial power-over-network configuration and operation
US20150120001A1 (en) * 2013-10-31 2015-04-30 Sputtering Components, Inc. Decentralized process controller
US9502830B2 (en) * 2014-12-03 2016-11-22 Commscope, Inc. Of North Carolina Multimedia faceplates having ethernet conversion circuitry
JP2016140003A (ja) * 2015-01-29 2016-08-04 アズビル株式会社 フィールド機器
CN105227417A (zh) * 2015-11-05 2016-01-06 中环天仪股份有限公司 Epa总线与hart总线通讯网桥
US9838212B2 (en) * 2015-11-09 2017-12-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg PoE-system for use in automation technology
JP6483050B2 (ja) * 2016-06-02 2019-03-13 長野計器株式会社 物理量測定装置
US10599134B2 (en) * 2016-07-22 2020-03-24 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Portable field maintenance tool configured for multiple process control communication protocols
US10432412B2 (en) 2016-11-17 2019-10-01 General Electric Company Process control device using power over ethernet with configurable analog and digital interface
DE102017107535A1 (de) * 2017-04-07 2018-10-11 Endress+Hauser SE+Co. KG Power over Ethernet-basiertes Feldgerät der Automatisierungstechnik
DE102017111998A1 (de) 2017-05-31 2018-12-06 Robodev Gmbh Modular aufgebautes feldgerät
EP3739294A1 (en) * 2019-05-14 2020-11-18 BeSpoon SAS Positioning network of transmission reception devices and method for installing transmission reception devices
DE102019112894A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Endress+Hauser Process Solutions Ag Konfigurationsfreie Ausgabe von in Ethernet-Telegrammen enthaltenen Nutzdaten
EP3886362B1 (en) * 2020-03-23 2024-10-02 ABB Schweiz AG Field device
WO2022069034A1 (de) * 2020-09-30 2022-04-07 Vega Grieshaber Kg Anpassungsmodul für netzwerkelemente
EP4282133A1 (de) * 2021-01-25 2023-11-29 VEGA Grieshaber KG Feldgerät mit apl-schnittstelle
US20240118921A1 (en) * 2022-10-10 2024-04-11 Schneider Electric Systems Usa, Inc. Edge framework on constrained device

Family Cites Families (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1534280A (en) 1975-02-28 1978-11-29 Solartron Electronic Group Method and apparatus for testing thermocouples
JPS52108194A (en) 1976-03-09 1977-09-10 Takeda Riken Ind Co Ltd Multiple input temperature measuring instrument
US4243931A (en) * 1979-03-28 1981-01-06 Rosemount Inc. Current isolator
DE3213866A1 (de) 1980-12-18 1983-10-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und schaltungsanordnung zur bestimmung des wertes des ohmschen widerstandes eines messobjekts
US4665393A (en) * 1984-05-21 1987-05-12 Wilder Peggy L Vibration monitoring system and apparatus
US4736367A (en) * 1986-12-22 1988-04-05 Chrysler Motors Corporation Smart control and sensor devices single wire bus multiplex system
US4939753A (en) * 1989-02-24 1990-07-03 Rosemount Inc. Time synchronization of control networks
DE4008560C2 (de) 1989-03-17 1995-11-02 Hitachi Ltd Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Restlebensdauer eines Aggregats
JP2712625B2 (ja) 1989-09-19 1998-02-16 横河電機株式会社 信号伝送器
CA2066743C (en) * 1989-10-02 2000-08-01 Jogesh Warrior Field-mounted control unit
JP2753592B2 (ja) 1990-01-18 1998-05-20 横河電機株式会社 ２線式計器
JP2712701B2 (ja) 1990-02-02 1998-02-16 横河電機株式会社 圧力伝送器
GB9006661D0 (en) * 1990-03-24 1990-05-23 Reflex Manufacturing Systems L Network-field interface for manufacturing systems
US5318065A (en) 1992-11-20 1994-06-07 Ransburg Corporation Color valve multiplexer
CA2108725C (en) 1992-11-23 1999-05-04 John J. Muramatsu Expansible high speed digital multiplexer
AT399235B (de) 1992-12-24 1995-04-25 Vaillant Gmbh Verfahren zur funktionskontrolle eines temperaturfühlers
US5442639A (en) * 1993-10-12 1995-08-15 Ship Star Associates, Inc. Method and apparatus for monitoring a communications network
JP3077076B2 (ja) 1993-12-09 2000-08-14 株式会社山武 多点入力２線式伝送器
DE4403961C2 (de) 1994-02-04 1997-07-03 Hartmann & Braun Ag Speisesystem für einen eigensicheren Feldbus
JPH07225530A (ja) 1994-02-15 1995-08-22 Canon Inc 画像記録用熱定着器の診断装置および画像記録装置
US5551053A (en) * 1994-02-28 1996-08-27 Eaton Corporation System and Method for assigning addresses to I/O devices in a control network and for verifying the assigned address of the devices
US5623605A (en) * 1994-08-29 1997-04-22 Lucent Technologies Inc. Methods and systems for interprocess communication and inter-network data transfer
CN1148620C (zh) 1994-10-24 2004-05-05 费舍-柔斯芒特系统股份有限公司 访问分布式控制系统中现场设备的装置
US5706007A (en) * 1995-01-03 1998-01-06 Smar Research Corporation Analog current / digital bus protocol converter circuit
US5737543A (en) * 1995-02-23 1998-04-07 International Business Machines Corporation High performance communications path
JP3746089B2 (ja) 1995-03-14 2006-02-15 松下冷機株式会社 圧縮機の性能劣化診断装置
US5742845A (en) * 1995-06-22 1998-04-21 Datascape, Inc. System for extending present open network communication protocols to communicate with non-standard I/O devices directly coupled to an open network
US5752845A (en) * 1995-11-27 1998-05-19 Lear Corporation Modular seat with electrical connector
US5956484A (en) 1995-12-13 1999-09-21 Immersion Corporation Method and apparatus for providing force feedback over a computer network
US5818830A (en) 1995-12-29 1998-10-06 Lsi Logic Corporation Method and apparatus for increasing the effective bandwidth of a digital wireless network
ES2136467T3 (es) * 1996-01-17 1999-11-16 Siemens Ag Aparato de automatizacion.
DE29600609U1 (de) 1996-01-17 1997-02-13 Siemens AG, 80333 München Automatisierungsgerät
US6094600A (en) * 1996-02-06 2000-07-25 Fisher-Rosemount Systems, Inc. System and method for managing a transaction database of records of changes to field device configurations
US6209048B1 (en) 1996-02-09 2001-03-27 Ricoh Company, Ltd. Peripheral with integrated HTTP server for remote access using URL's
US5764891A (en) 1996-02-15 1998-06-09 Rosemount Inc. Process I/O to fieldbus interface circuit
US5761209A (en) * 1996-03-15 1998-06-02 Nec Corporation Method of transmitting digital signals, transmitter and receiver used therefor
US5710370A (en) 1996-05-17 1998-01-20 Dieterich Technology Holding Corp. Method for calibrating a differential pressure fluid flow measuring system
US5752008A (en) * 1996-05-28 1998-05-12 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Real-time process control simulation method and apparatus
US5805442A (en) * 1996-05-30 1998-09-08 Control Technology Corporation Distributed interface architecture for programmable industrial control systems
EP0825506B1 (en) 1996-08-20 2013-03-06 Invensys Systems, Inc. Methods and apparatus for remote process control
US5857777A (en) 1996-09-25 1999-01-12 Claud S. Gordon Company Smart temperature sensing device
US5936514A (en) * 1996-09-27 1999-08-10 Rosemount Inc. Power supply input circuit for field instrument
US6377859B1 (en) * 1996-10-04 2002-04-23 Fisher Controls International, Inc. Maintenance interface device for a use in a process control network
CA2267502C (en) * 1996-10-04 2007-03-20 Fisher Controls International, Inc. A network accessible interface for a process control network
US6047222A (en) * 1996-10-04 2000-04-04 Fisher Controls International, Inc. Process control network with redundant field devices and buses
US5956487A (en) 1996-10-25 1999-09-21 Hewlett-Packard Company Embedding web access mechanism in an appliance for user interface functions including a web server and web browser
US5980078A (en) * 1997-02-14 1999-11-09 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Process control system including automatic sensing and automatic configuration of devices
JPH10268963A (ja) * 1997-03-28 1998-10-09 Mitsubishi Electric Corp 情報処理装置
US5994998A (en) * 1997-05-29 1999-11-30 3Com Corporation Power transfer apparatus for concurrently transmitting data and power over data wires
US5923557A (en) * 1997-08-01 1999-07-13 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for providing a standard interface to process control devices that are adapted to differing field-bus protocols
JP3340358B2 (ja) 1997-09-08 2002-11-05 株式会社東芝 プログラマブルコントローラ
US6014612A (en) * 1997-10-02 2000-01-11 Fisher Controls International, Inc. Remote diagnostics in a process control network having distributed control functions
DE69818494T2 (de) * 1997-10-13 2004-07-01 Rosemount Inc., Eden Prairie Übertragungsmethode für Feldvorrichtungen in industriellen Prozessen
DE29720492U1 (de) 1997-11-19 1998-02-12 DELTA PLUS-elektronik-GmbH, 48429 Rheine Steuerungsanordnung mit separatem Multiplexer
US6260004B1 (en) * 1997-12-31 2001-07-10 Innovation Management Group, Inc. Method and apparatus for diagnosing a pump system
US6016523A (en) * 1998-03-09 2000-01-18 Schneider Automation, Inc. I/O modular terminal having a plurality of data registers and an identification register and providing for interfacing between field devices and a field master
US6337856B1 (en) * 1998-05-20 2002-01-08 Steelcase Development Corporation Multimedia data communications system
FI114745B (fi) * 1998-06-01 2004-12-15 Metso Automation Oy Kenttälaitteiden hallintajärjestelmä
US6360277B1 (en) * 1998-07-22 2002-03-19 Crydom Corporation Addressable intelligent relay
US6233626B1 (en) * 1998-10-06 2001-05-15 Schneider Automation Inc. System for a modular terminal input/output interface for communicating messaging application layer over encoded ethernet to transport layer
US6035240A (en) * 1998-11-12 2000-03-07 Moorehead; Jack Flexible distributed processing system for sensor data acquisition and control
US7046983B2 (en) * 1999-08-02 2006-05-16 Powerdsine, Ltd. Integral board and module for power over LAN
US6640308B1 (en) * 1999-04-16 2003-10-28 Invensys Systems, Inc. System and method of powering and communicating field ethernet device for an instrumentation and control using a single pair of powered ethernet wire
WO2000070531A2 (en) 1999-05-17 2000-11-23 The Foxboro Company Methods and apparatus for control configuration
DE59904155D1 (de) 1999-05-29 2003-03-06 Mtl Instr Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung und Funktionsüberwachung zumindest eines Messwertumformers
US6788980B1 (en) * 1999-06-11 2004-09-07 Invensys Systems, Inc. Methods and apparatus for control using control devices that provide a virtual machine environment and that communicate via an IP network
DE19930660A1 (de) 1999-07-02 2001-01-11 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung oder zur Installation neuer Programmcodes in einer industriellen Anlage
DE29917651U1 (de) 1999-10-07 2000-11-09 Siemens AG, 80333 München Meßumformer sowie Prozeßleitsystem
US6535983B1 (en) * 1999-11-08 2003-03-18 3Com Corporation System and method for signaling and detecting request for power over ethernet
US6780047B1 (en) * 2000-03-24 2004-08-24 Intel Corporation Network communications system
US6757725B1 (en) * 2000-04-06 2004-06-29 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Sharing an ethernet NIC between two sub-systems
US6574515B1 (en) * 2000-05-12 2003-06-03 Rosemount Inc. Two-wire field-mounted process device
US7844365B2 (en) * 2000-05-12 2010-11-30 Rosemount Inc. Field-mounted process device
US7286556B1 (en) * 2000-12-29 2007-10-23 Nortel Networks Limited Local area network with electrochemical power source
US7035773B2 (en) * 2002-03-06 2006-04-25 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Appendable system and devices for data acquisition, analysis and control
US6839790B2 (en) * 2002-06-21 2005-01-04 Smar Research Corporation Plug and play reconfigurable USB interface for industrial fieldbus network access
CN1260973C (zh) 2003-07-28 2006-06-21 中兴通讯股份有限公司 同时支持多种协议的会议电视终端及其方法
US7016741B2 (en) * 2003-10-14 2006-03-21 Rosemount Inc. Process control loop signal converter
US8180466B2 (en) * 2003-11-21 2012-05-15 Rosemount Inc. Process device with supervisory overlayer
US7330695B2 (en) * 2003-12-12 2008-02-12 Rosemount, Inc. Bus powered wireless transmitter
US7991582B2 (en) * 2004-09-30 2011-08-02 Rosemount Inc. Process device with diagnostic annunciation
US7835295B2 (en) * 2005-07-19 2010-11-16 Rosemount Inc. Interface module with power over Ethernet function

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638749C2 (ru) * 2011-10-06 2017-12-15 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Управление питанием электрической системы освещения
WO2015017708A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Texas Instruments Incorporated Method and system for controlling power delivered through a communication cable
US10411504B2 (en) 2013-07-31 2019-09-10 Texas Instruments Incorporated System and method for controlling power delivered to a powered device through a communication cable
RU2691218C2 (ru) * 2014-08-08 2019-06-11 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Передача питания через питаемое устройство
RU2689306C2 (ru) * 2014-09-05 2019-05-27 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Схема коррекции полярности
RU2715518C2 (ru) * 2015-03-06 2020-02-28 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Питаемые устройства в сетевой системе питания по ethernet и способы для него

Also Published As

Publication number Publication date
US9634858B2 (en) 2017-04-25
JP2009503952A (ja) 2009-01-29
US20070057783A1 (en) 2007-03-15
WO2007012074A1 (en) 2007-01-25
CN101223486A (zh) 2008-07-16
RU2008106473A (ru) 2009-08-27
EP1929383A1 (en) 2008-06-11
CN101223486B (zh) 2012-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2427019C2 (ru) Эксплуатационное устройство с электропитанием через ethernet
US7835295B2 (en) Interface module with power over Ethernet function
US11734213B2 (en) Integration of multiple communication physical layers and protocols in a process control input/output device
JP4769808B2 (ja) Ｆｉｅｌｄｂｕｓデバイスネットワークならびにインターネットベースおよび非インターネットベースのプロセス制御ネットワークに用いられるインターフェイスモジュール
US9276996B2 (en) Apparatus for servicing a field device from a remote terminal
EP2430815B1 (en) Improved maintenance of wireless field devices
RU2666495C2 (ru) Передатчик технологического параметра с беспроводным приемопередатчиком с питанием от контура
US9124445B2 (en) Apparatus for integrating device objects into a superordinated control unit
US20110125295A1 (en) Method for providing device-specific information of a field device of automation technology
US11435729B2 (en) Method for operating a field device
EP2783495B1 (en) Safety system
CN102739639B (zh) 用于模块化控制设备的接口模块
RU86023U1 (ru) Двухпротокольный портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях с возможностью радиочастотной связи
US20120220218A1 (en) Method for servicing a field device of automation technology in a radio network
US20090210692A1 (en) Method for encoding data in a network used in process automation systems
US11916695B2 (en) Field device for checking the quality of a network connection
Babel Fieldbuses, Communication Protocols, User Interfaces, Hardware ASICs
CN118250311A (zh) 基于网络的测量系统
Nixon et al. HART Device Networks
Špička et al. Study Support
CN116255492A (zh) 一种新型阀门控制系统
Ochoa Hidalgo Sensor diagnostic HART overlay 4-20mA
JP2013138430A (ja) 状態表示器

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200721