DE102010043031A1

DE102010043031A1 - Funk-Feldgerät

Info

Publication number: DE102010043031A1
Application number: DE201010043031
Authority: DE
Inventors: Matthias Brudermann; Andres Plüss; Peter Flecken
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-05-03

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feldgerät (FG) der Prozessautomatisierungstechnik, das ein Feldgerät-Gehäuse (6), eine, durch das Feldgerät-Gehäuse (6) hindurchführende Leiteranbindung (22) und eine, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6). angeordnete Sende- und/oder Empfangselektronik (30) aufweist. Die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) ist dabei derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) angekoppelt und derart ausgebildet, dass durch diese A) elektromagnetische Signale in den Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) ein koppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) nach außen leitbar sind und als Funksignale über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) verbundene Antenne (28; 36) abstrahlbar sind und/oder B) an dem Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar sind, so dass über die Antenne (28; 36) Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) in den Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) leitbar und aus diesem auslesbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, insbesondere einen Sensor und/oder einen Aktor, wobei das Feldgerät ein Feldgerät-Gehäuse und eine, durch das Feldgerät-Gehäuse hindurchführende Leiteranbindung des Feldgerätes zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung aufweist.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie z. B. Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden insbesondere solche Sensoren und Aktoren bezeichnet. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme (Profibus^®, Foundation^® Fieldbus, HART^®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. In der Regel handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Beispielsweise werden im Rahmen der Prozesssteuerung die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfigurierung und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.
Neben einer drahtgebundenen Kommunikation besteht die Möglichkeit einer drahtlosen (engl.: wireless) Kommunikation (bzw. Kommunikation über Funk). Insbesondere kann eine drahtlose Feldbus-Kommunikation, beispielsweise im Rahmen der Prozesssteuerung, durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch allgemein eine drahtlose Kommunikation zur Datenübermittlung zwischen einem Feldgerät und einer entsprechenden Kommunikationseinheit, wie beispielsweise einem Server, durchgeführt werden: Um eine drahtlose Kommunikation zu ermöglichen, sind neuere Feldgeräte teilweise als Funk-Feldgeräte ausgebildet.
Zur drahtlosen Übermittlung von Daten ist an solchen Funk-Feldgeräten eine Antenne vorzusehen, die in der Regel außerhalb des Feldgerät-Gehäuses anzuordnen ist. Oftmals werden an das Feldgerät-Gehäuse zusätzliche Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf die Dichtigkeit, auf die elektromagnetische Verträglichkeit (kurz: EMV) und/oder im Hinblick auf die Gewährleistung von Ex-Schutz (Explosionsschutz), etc., gestellt. Wird eine Antenne außerhalb des Feldgerät-Gehäuses vorgesehen, so ist auch eine entsprechende Durchführung durch das Feldgerät-Gehäuse zur elektrischen Anbindung der Antenne bereitzustellen. Solch eine Durchführung muss in der Regel den gleichen Anforderungen, insbesondere in Bezug auf die Dichtigkeit, elektromagnetische Verträglichkeit, und/oder Ex-Schutz, etc., genügen. Für die Bereitstellung der Antenne und der Durchführung entstehen dementsprechend erhöhte Kosten. Ferner stellt die Vorsehung einer Durchführung in dem Feldgerät-Gehäuse ein gewisses Risiko dahingehend dar, dass sie eine Schwachstelle im Hinblick auf die, an das Feldgerät-Gehäuse gestellten Anforderungen bildet. Die Vorsehung einer Antenne innerhalb des Feldgerät-Gehäuses ist oftmals problematisch, da das Feldgerät-Gehäuse, insbesondere wenn es aus Metall oder aus metallisch beschichtetem Material ausgebildet ist, die zu übermittelnden Funksignale vollständig oder teilweise abschirmt. Auch bei nicht oder nur gering abschirmenden Kunststoff-Gehäusen ist die Vorsehung einer Antenne innerhalb des Feldgerät-Gehäuses problematisch, da – unter anderem bedingt durch die verfügbaren, in einem Feldgerät-Gehäuse unterbringbaren Antennen-Bauformen – oftmals nur geringe Reichweiten erzielbar sind.
Folglich besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, insbesondere einen Sensor und/oder Aktor, bereitzustellen, das eine drahtlose Kommunikation ermöglicht, eine hohe Betriebssicherheit aufweist, kostengünstig in der Herstellung ist und das einen geringen Wartungs- und/oder Reparaturbedarf hat.
Die Aufgabe wird durch ein Feldgerät gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Feldgerät (bzw. Funk-Feldgerät) der Prozessautomatisierungstechnik, insbesondere ein Sensor und/oder ein Aktor, bereitgestellt. Das Feldgerät weist dabei ein Feldgerät-Gehäuse, eine, durch das Feldgerät-Gehäuse hindurchführende Leiteranbindung des Feldgerätes zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung (des Feldgerätes), und eine, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Sende- und/oder Empfangselektronik auf. Die Sende- und/oder Empfangselektronik ist dabei derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung angekoppelt und derart ausgebildet, dass durch diese zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes

A) elektromagnetische Signale in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung einkoppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung nach außen leitbar sind und als Funksignale über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne abstrahlbar sind und/oder
B) an dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar (bzw. auskoppelbar) sind, so dass über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung leitbar und aus diesem auslesbar sind.

Dementsprechend wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine bereits vorhandene Leiteranbindung des Feldgerätes, die durch das Feldgerät-Gehäuse hindurchfährt, auch zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen genutzt. In dem Feldgerät-Gehäuse braucht folglich keine separate Durchführung für die elektrische Anbindung einer, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Antenne vorgesehen werden. Dadurch werden Kosten gespart. Ferner kann auf diese Weise eine mögliche Schwachstelle in dem Feldgerät-Gehäuse vermieden werden. Dies ist insbesondere in Bezug auf Ex-Schutz-Anforderungen, auf das Temperatur-Verhalten, und/oder auf den Feuchtigkeitsschutz, etc., vorteilhaft. Auch im Hinblick auf Emissionsgrenzwerte ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung unproblematisch, da Emissionsmessungen in der Regel in einem niedrigeren Frequenzbereich als dem Frequenzbereich der gängig verwendeten Funksignale durchgeführt werden.
Mit „Feldgerät-Gehäuse” wird insbesondere auf ein äußeres Gehäuse des betreffenden Feldgerätes Bezug genommen, das um die gesamte Elektronik des Feldgerätes oder alternativ nur um einen Teil der Elektronik des Feldgerätes herum ausgebildet ist. Das Feldgerät-Gehäuse kann dabei auch eine Anzeige- und/oder Bedieneinheit, etc. aufweisen. Ferner kann gegebenenfalls (je nach Typ des Feldgerätes) auch ein Teil der Bauteile des Feldgerätes, wie beispielsweise ein Sensorelement und/oder ein Stellglied, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses ausgebildet sein.
Mit „Leiteranbindung” wird insbesondere eine elektrisch leitende, durch das Feldgerät-Gehäuse hindurchführende Anbindung des Feldgerätes zur Stromversorgung, Erdung und/oder Signalübertragung des Feldgerätes bezeichnet. Die Leiteranbindung kann insbesondere durch eine Kabelanbindung gebildet werden, bei der die elektrische Leitung zumindest abschnittsweise über ein Kabel erfolgt. Die elektrische Leitung kann bei der Leiteranbindung aber auch vollständig oder abschnittsweise über einen anderweitig ausgebildeten Leiter, wie beispielsweise über eine Leiterbahn (die gegebenenfalls auf einer entsprechenden Leiterplatte ausgebildet ist), erfolgen. Der, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Abschnitt der Leiteranbindung (an den die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist) wird insbesondere durch einen Kabel- oder Leiterabschnitt der Leiteranbindung gebildet. Beispielsweise kann es sich um einen Kabelabschnitt eines, von der Elektronik des Feldgerätes nach außen führenden Kabels handeln. Weiterhin kann es sich zum Beispiel um einen Leiterabschnitt einer, von der Elektronik des Feldgerätes nach außen führenden Leiterbahn handeln. Die Leiterbahn kann dabei, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, zumindest abschnittsweise auf einer entsprechenden Leiterplatte ausgebildet sein. Weist die Leiteranbindung noch weitere Bauteile bzw. Abschnitte auf, wie beispielsweise eine elektrisch leitende Durchführung durch das Feldgerät-Gehäuse, und/oder eine, sich durch das Feldgerät-Gehäuse hindurch erstreckende Schirmung eines Kabels oder Leiters, so kann die Sende- und/oder Empfangselektronik gegebenenfalls auch an solch ein weiteres Bauteil angekoppelt sein, sofern die elektromagnetischen Signale hierüber (und gegebenenfalls über weitere Abschnitte der Leiteranbindung) durch das Feldgerät-Gehäuse hindurch leitbar sind.
Mit „Antenne” wird allgemein auf ein Bauteil Bezug genommen, welches die Funktion erfüllt, dass elektromagnetische Wellen in Form von Funksignalen abstrahlbar und empfangbar sind. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Antenne insbesondere durch ein separat als Antenne ausgebildetes Bauteil gebildet werden, das neben dem Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen keine weiteren Funktionen (in Bezug auf das Feldgerät) ausführt. Wie aus dem Fachgebiet bekannt ist, sind dabei unterschiedliche Bauformen der Antenne möglich. Solch ein, separat als Antenne ausgebildetes Bauteil kann außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnet und mit der Leiteranbindung verbunden werden. Alternativ kann die Antenne, wie unterhalb unter Bezugnahme auf eine Weiterbildung erläutert wird, durch einen Kabelabschnitt gebildet werden, der zusätzlich bzw. parallel die gleiche Funktion wie die Leiteranbindung erfüllt. Insbesondere erfolgt über den Kabelabschnitt eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes.
In dem vorliegenden Zusammenhang wird mit „außen” auf einen Bereich außerhalb des Feldgerät-Gehäuses Bezug genommen, während mit „innen” auf einen Bereich innerhalb des Feldgerät-Gehäuses Bezug genommen wird. In dem Wortlaut von Anspruch 1 sind jeweils eine Leiteranbindung, eine Sende- und/oder Empfangselektronik, ein, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneter Abschnitt der Leiteranbindung, sowie eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne genannt. Dabei wird insbesondere jeweils auf genau eines dieser Bauteile Bezug genommen. Alternativ können aber auch jeweils mehrere dieser genannten Bauteile vorgesehen sein. Insbesondere kann die Leiteranbindung auch mehrere, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitte, die jeweils eine Antenne bilden, aufweisen. Dies ist beispielsweise bei mehreren, parallel von der Leiteranbindung wegführenden Kabeln der Fall. In diesem Fall kann/können der Empfang und/oder das Abstrahlen von Funksignalen auch über eine entsprechende Mehrzahl von Kabelabschnitten erfolgen. Ferner kann das Feldgerät auch mehrere Leiteranbindungen aufweisen. In diesem Fall kann der Empfang und/oder das Abstrahlen von Funksignalen auch über eine entsprechende Mehrzahl von, außerhalb des Feldgerätes angeordneten Kabelabschnitten, die der Mehrzahl von Leiteranbindungen zugeordnet sind, erfolgen. Erfolgt der Empfang und/oder das Abstrahlen von Funksignalen über mehrere Kabelabschnitte, so ist auch die Ankopplung der Sende- und/oder Empfangselektronik innerhalb des Feldgerät-Gehäuses entsprechend (an einen oder mehrere Abschnitt(e) von einer oder mehreren Leiteranbindung(en)) vorzusehen.
Die „Sende- und/oder Empfangselektronik” ist dabei insbesondere derart ausgelegt, dass sie zum Senden von Daten entsprechende Daten (insbesondere digitale Daten) als Eingang erhält, diese entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie (insbesondere dem jeweiligen, drahtlosen Feldbus-Protokoll) in ein entsprechendes, elektromagnetisches Signal wandelt (bzw. moduliert) und dieses elektromagnetische Signal ausgibt. Daneben kann die Sende- und/oder Empfangselektronik auch noch weitere Funktionen, wie beispielsweise eine Verstärkung, etc. ausführen. Die Rohdaten kann die Sende- und/oder Empfangselektronik beispielsweise von einer Prozessoreinheit des Feldgerätes, insbesondere von einem Mikroprozessor, erhalten. Das ausgegebene, elektromagnetische Signal kann dann in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung (über eine entsprechende Ankopplung) eingekoppelt werden. Die „Sende- und/oder Empfangselektronik” ist ferner insbesondere derart ausgelegt, dass sie zum Empfangen von Nachrichten drahtgebundene, elektromagnetische Signale, die nach Empfangen von Funksignalen (über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Antenne) erhalten werden, aus dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung ausliest, diese entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie (insbesondere dem jeweiligen, drahtlosen Feldbus-Protokoll) in entsprechende Daten wandelt und anschließend die erhaltenen Daten (insbesondere in digitaler Form) ausgibt. Die Ausgabe kann beispielsweise an eine Prozessoreinheit des Feldgerätes, insbesondere an einen Mikroprozessor, erfolgen. Die Sende- und/oder Empfangselektronik kann digital und/oder analog arbeiten. Sie kann beispielsweise durch einen RF-Chip (engl.: radio-frequency-chip; deutsch: Radiofrequenz-Chip), durch ein ZigBee-Modul, etc. gebildet werden. Die Sende- und/oder Empfangselektronik ist insbesondere derart ausgebildet, dass durch diese im Rahmen der drahtlosen Kommunikation sowohl die Schritte A) als auch B) durchführbar sind, also sowohl das Senden von Funksignalen (vgl. Schritt A)) als auch das Empfangen von Funksignalen (vgl. Schritt B)). Die Leiteranbindung, insbesondere der Abschnitt, an dem die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, sowie die außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne sind insbesondere aus elektrisch leitfähigem Material, wie beispielsweise aus Kuper oder einer Kupfer-Legierung, ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Antenne durch einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundenen Kabelabschnitt gebildet, über den im Einsatz eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes erfolgt. Dadurch kann auf die Vorsehung einer separaten Antenne außerhalb des Feldgerät-Gehäuses verzichtet werden. Vielmehr wird ein bereits vorhandener oder notwendigerweise im Rahmen der Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung vorzusehender Kabelabschnitt gleichzeitig als Antenne genutzt. Auf diese Weise werden Kosten gespart und die Anzahl der erforderlichen Bauteile reduziert. Der außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt bildet insbesondere einen, gegenüber der Wellenlänge (der abzustrahlenden und/oder zu empfangenden Funksignale) dünnen Draht oder Stab. Beim Abstrahlen von Funksignalen wandelt er eine, in dem Kabelabschnitt geführte (elektromagnetische) Welle in Freiraumwellen um. Beim Empfangen von Funksignalen ist der Vorgang umgekehrt.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Leiteranbindung an dem Feldgerät-Gehäuse eine Kabeldurchführung auf, durch die sich ein Kabel (das gegebenenfalls mit einer Schirmung, Umhüllung, etc. versehen sein kann) hindurch erstreckt. Bei dieser Weiterbildung weist das Kabel insbesondere einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnitt (an den insbesondere die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist) und durchgehend damit verbunden einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnitt (über den insbesondere die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen erfolgt), auf. In diesem Fall ist der innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Kabelabschnitt integral mit dem außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnitt ausgebildet. Alternativ kann der außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Kabelabschnitt, der zum Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen eingesetzt wird, auch nur mit der Leiteranbindung verbindbar sein und separat von dieser ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Leiteranbindung an dem Feldgerät-Gehäuse eine Anschluss-Schnittstelle, insbesondere einen Stecker-Anschluss, aufweist, die innenseitig des Feldgerät-Gehäuses beispielsweise leitend mit einem Kabel oder Leiter verbunden sein kann. Außenseitig ist dann an der Anschluss-Schnittstelle ein Kabel, beispielsweise über eine Stecker-Verbindung, (lösbar) anschließbar.
Gemäß einer Weiterbildung wird der, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt durch ein ungeschirmtes Kabel gebildet. Auf diese Weise wird/werden die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen nicht durch eine Schirmung beeinträchtigt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass auch das Einkoppeln und/oder das Auslesen von elektromagnetischen Signalen innerhalb des Feldgerät-Gehäuses in bzw. aus einem entsprechenden Kabelkern oder einem entsprechenden Leiter erfolgt. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Kabelkern oder Leiter innerhalb des Feldgerät-Gehäuses eine Schirmung aufweist.
Gemäß einer Weiterbildung weist der, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt eine Schirmung auf und die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen erfolgt über diese Schirmung. Auch in diesem Fall wird/werden die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen nicht durch die Schirmung beeinträchtigt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass auch das Einkoppeln und/oder das Auslesen von elektromagnetischen Signalen innerhalb des Feldgerät-Gehäuses in bzw. aus einer entsprechenden Schirmung erfolgt. Beispielsweise kann sich die Schirmung durch das Feldgerät-Gehäuse hindurch erstrecken und leitend mit der Schirmung des, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnittes verbunden sein.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die abstrahlbaren und/oder empfangbaren Funksignale ein Frequenzband von mehr als 800 MHz (Mega-Hertz), insbesondere von mehr als 2 GHz (Giga-Hertz), auf. Insbesondere ist die Sende- und/oder Empfangselektronik entsprechend angepasst, so dass sie elektromagnetische Signale in einem entsprechenden Frequenzbereich ausgeben und/oder auslesen kann. In diesem Hochfrequenzbereich sind auch, wie unterhalb noch erläutert wird, mehrere, übliche, drahtlose Kommunikationstechnologien verfügbar. Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät, insbesondere die Sende- und/oder Empfangselektronik, für die Durchführung einer lokalen, drahtlosen Kommunikation ausgelegt. Mit einer „lokalen, drahtlosen Kommunikation” wird insbesondere auf Reichweiten (im freien Raum, zwischen dem jeweiligen Sender und Empfänger) von maximal 500 Metern Bezug genommen. Dies kann insbesondere durch eine entsprechende Anpassung verschiedener Parameter, wie beispielsweise der Wahl des Frequenzbandes, der Wahl der Sendeleistung, etc., erreicht werden. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass die tatsächlich erzielten Reichweiten von der räumlichen Anordnung von Sender und Empfänger sowie von dem Vorliegen von Hindernissen entlang der Übertragungsstrecke, etc., abhängen. Insbesondere sind innerhalb von Gebäuden oftmals nur deutlich kürzere Reichweiten, beispielsweise im Bereich von 10 bis 100 Meter erzielbar.
Gemäß einer Weiterbildung weist der, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt eine Länge von mindestens der Hälfte der Wellenlänge des Frequenzbandes der abstrahlbaren und/oder empfangbaren Funksignale auf. Bei einer Frequenz von 2,4 GHz (Giga-Hertz) wäre dies beispielsweise eine Mindestlänge von 6,2 cm (Zentimeter). Gemäß einer Weiterbildung ist der Kabelabschnitt deutlich länger als diese Mindestlänge. Insbesondere weist er eine Länge, die größer als ein Vielfaches der Wellenlänge des betreffenden Frequenzbandes ist, auf. Bei einer deutlich längeren Länge als die Mindestlänge machen sich Effekte, die durch die tatsächliche Länge des betreffenden Kabelabschnittes bedingt sind, weniger stark bemerkbar. Dabei ist zu berücksichtigen, dass beim Senden die Abstrahlung von dem Kabelabschnitt im Bereich direkt angrenzend an das Feldgerät-Gehäuse (und außerhalb desselben) am Stärksten ist und mit zunehmendem Abstand von dem Feldgerät-Gehäuse abnimmt.
Die Sende- und/oder Empfangselektronik kann zur drahtlosen Kommunikation gemäß (genau) einer drahtlosen Kommunikationstechnologie ausgebildet sein. Alternativ kann sie auch zur drahtlosen Kommunikation gemäß mehrerer, drahtloser Kornmunikationstechnologien ausgebildet sein. In letzterem Fall kann insbesondere vorgesehen sein, dass durch einen Nutzer einstellbar ist, gemäß welcher drahtlosen Kommunikationstechnologie eine Kommunikation durchgeführt werden soll. Die Sende- und/oder Empfangselektronik führt entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie eine Wandlung zwischen (in der Regel digitalen) Daten und elektromagnetischen Signalen durch. Ferner kann gegebenenfalls eine entsprechende Verstärkung und/oder anderweitige Bearbeitung der betreffenden Signale erfolgen. Bei der jeweils durchzuführenden, drahtlosen Kommunikation kann es sich beispielsweise um eine Kommunikation im Rahmen der Prozesssteuerung handeln. Dies umfasst insbesondere die Übermittlung von Messwerten von mindestens einem Sensor an eine entsprechende Prozesssteuerungseinheit und/oder die Übermittlung von Stellsignalen von der Prozesssteuerungseinheit an mindestens einen Aktor. Zusätzlich oder alternativ kann es sich auch um eine Datenübermittlung zwischen dem Feldgerät und einer entsprechenden Kommunikationseinheit, wie beispielsweise einem Server, handeln. Der Server kann beispielsweise als Asset-Management-System (deutsch: Anlagen-Management-System), als Archivierungssystem, als Bestandserfassungssystem, etc. ausgebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Sende- und/oder Empfangselektronik zur drahtlosen Kommunikation gemäß mindestens einem drahtlosen Feldbus-Protokoll (als drahtlose Kommunikationstechnologie) ausgebildet. Dabei kann es sich um ein standardisiertes, drahtloses Feldbus-Protokoll (z. B. WirelessHART^®) oder auch um ein herstellerspezifisches, drahtloses Feldbus-Protokoll handeln. Gemäß einer Weiterbildung ist die Sende- und/oder Empfangselektronik zur drahtlosen Kommunikation gemäß mindestens einer der nachfolgenden, drahtlosen Kommunikationstechnologien ausgebildet:

i) Bluetooth,
ii) WLAN (engl.: Wireless Local Area Network; deutsch: drahtloses, lokales Netzwerk),
iii) ZigBee, und/oder
iv) Wireless USB (engl.: Wireless Universal Serial Bus; deutsch: drahtloses, universelles, serielles Bussystem).

Daneben sind auch andere, drahtlose Kommunikationstechnologien möglich. Die genannten, drahtlosen Kommunikationstechnologien weisen in der Regel alle ein Frequenzband von über 2 GHz (Giga-Hertz) auf. Der ZigBee-Standard ermöglicht auch die Nutzung des 868 MHz-Bandes (MHz: Mega-Hertz). Bluetooth ist ein Industriestandard gemäß IEEE 802.15.1 für die Funkübertragung. Mit WLAN wird insbesondere auf ein lokales Funknetz gemäß dem Standard der IEEE 802.11-Familie Bezug genommen. ZigBee ist ein Funknetz-Standard, der auf IEEE 802.15.4 basiert. Bei Wireless USB handelt es sich um die funkbasierte Erweiterung des USB-Standards.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Sende- und/oder Empfangselektronik induktiv und/oder kapazitiv an den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung angekoppelt. Die Ankopplung kann insbesondere ausschließlich kapazitiv (durch einen entsprechenden Kondensator) oder auch ausschließlich induktiv (durch eine entsprechende Spule) erfolgen. Alternativ ist auch eine Kombination aus kapazitiver und induktiver Ankopplung möglich. Insbesondere kann auch eine komplexere, elektrische Schaltung zur Realisierung der Ankopplung eingesetzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung bildet die Leiteranbindung, an deren Abschnitt die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, eine Leiteranbindung zur Stromversorgung des Feldgerätes. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik ausschließlich an diese Leiteranbindung angekoppelt ist. Die Stromversorgung erfolgt bei Feldgeräten in der Regel über eine 2-Leiter-Verbindung. Die Ankopplung kann dabei, je nach Ausgestaltung, an nur einen Leiter oder an beide Leiter der 2-Leiter-Verbindung erfolgen. Handelt es sich bei dem betreffenden Feldgerät um ein 2-Leiter-Gerät, dann ist dieses in der Regel derart ausgebildet, dass neben der Stromversorgung auch eine drahtgebundene Signalübertragung (z. B. eine drahtgebundene Kommunikation gemäß einem Feldbus-Protokoll und/oder eine Signalübertragung gemäß dem 4–20 mA-Standard) über ein- und dieselbe 2-Leiter-Verbindung durchführbar ist. Handelt es sich bei dem betreffenden Feldgerät um ein 4-Leiter-Gerät, dann ist dieses in der Regel derart ausgebildet, dass die Stromversorgung über eine 2-Leiter-Verbindung erfolgt und eine drahtgebundene Kommunikation, beispielsweise gemäß einem Feldbus-Protokoll, über eine weitere 2-Leiter-Verbindung durchführbar ist. Insbesondere kann die Leiteranbindung zur Stromversorgung derart ausgebildet sein, dass ein Anschluss an eine 24 Volt Gleichstrom-Stromversorgung, an eine 230 Volt Wechselstrom-Stromversorgung und/oder an eine 24 Volt Wechselstrom-Stromversorgung möglich ist.
Gemäß einer Weiterbildung bildet die Leiteranbindung, an deren Abschnitt die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, eine Leiteranbindung zur drahtgebundenen Signalübertragung des Feldgerätes. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik ausschließlich an diese Leiteranbindung angekoppelt ist. Über die Leiteranbindung kann insbesondere eine drahtgebundene Kommunikation des Feldgerätes, beispielsweise gemäß einem Feldbus-Protokoll (Profibus^®, Foundation^® Fieldbus, HART^®, herstellerspezifisches Feldbus-Protokoll, etc.), durchgeführt werden. Die Übermittlung von elektromagnetischen Signalen im Rahmen der drahtlosen Kommunikation parallel zu der drahtgebundenen Kommunikation gemäß einem Feldbus-Protokoll über die Leiteranbindung ist dabei in der Regel unproblematisch, da die gängigen Feldbus-Protokolle einen deutlich niedrigeren, in der Regel um einen Faktor von 10–100 niedrigeren, Frequenzbereich aufweisen. Wie oberhalb erläutert wird, erfolgt die drahtgebundene Kommunikation eines Feldgerätes in der Regel über eine 2-Leiter-Verbindung. Die Ankopplung kann dabei, je nach Ausgestaltung, an nur einen Leiter oder an beide Leiter der 2-Leiter-Verbindung erfolgen. Über die Leiteranbindung kann aber auch eine andere Art der Signalübertragung erfolgen. Beispielsweise kann eine drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes gemäß dem 4–20 mA-Standard erfolgen (was in der Regel ebenfalls über eine 2-Leiter-Verbindung erfolgt). Alternativ kann die Leiteranbindung einen Eingang und/oder Ausgang des Feldgerätes darstellen, über den ein entsprechendes, Signal drahtgebunden eingebbar oder ausgebbar ist. Das Signal kann beispielsweise durch ein Pulssignal, ein Frequenzsignal, ein Ein/Aus-Signal (das beispielsweise durch das Anliegen oder Nicht-Anliegen einer bestimmten Spannung gebildet wird) gebildet werden. Gegebenenfalls kann es sich auch um eine interne Signalübertragung des Feldgerätes handeln. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Feldgerät ein extern von dem Feldgerät-Gehäuse ausgebildetes Sensorelement und/oder Stellglied und/oder eine extern von dem Feldgerät-Gehäuse ausgebildete Anzeige- und/oder Bedieneinheit aufweist. Über die betreffende Leiteranbindung, an welche dann die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, kann eine Signalübertragung zwischen einer, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Elektronik und dem Sensorelement und/oder dem Stellglied und/oder der Anzeige- und/oder Bedieneinheit erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung weist der, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Kabelabschnitt entsprechende, elektrische Bauteile zur Leistungsanpassung, um die Impedanz des Kabelabschnittes an die Impedanz der Sende- und/oder Empfangselektronik anzupassen, auf. Insbesondere kann durch die elektrischen Bauteile zur Leistungsanpassung eine Angleichung der Impedanzen erfolgen. Dadurch wird eine möglichst effektive Übertragung der elektromagnetischen Signale zwischen der Sende- und/oder Empfangselektronik und dem Kabelabschnitt erzielt. Die elektrischen Bauteile können insbesondere einen Kondensator und/oder eine Spule aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät-Gehäuse flüssigkeitsdicht und/oder luftdicht ausgebildet. Insbesondere kann es entsprechend Ex-Schutz-Anforderungen ausgebildet sein und/oder bestimmten Mindestdrücken standhalten. Für die Leiteranbindung ist insbesondere an dem Feldgerät-Gehäuse eine entsprechend abgedichtete Kabel- oder Leiterdurchführung oder eine entsprechend abgedichtete Anschluss-Schnittstelle vorgesehen. Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät-Gehäuse geschlossen ausgebildet. Dabei kann es auch entsprechende Öffnungen oder Ausnehmungen für beispielsweise eine Anzeige, etc., aufweisen. Gemäß einer Weiterbildung ist das Feldgerät-Gehäuse zumindest teilweise aus einem, elektromagnetische Strahlungen abschirmenden Material ausgebildet. Insbesondere ist es als Metall-Gehäuse oder als ein, mit Metall beschichtetes Gehäuse ausgebildet. Gemäß einer Weiterbildung ist innerhalb des Feldgerät-Gehäuses eine Elektronik des Feldgerätes ausgebildet. Durch die Elektronik kann insbesondere eine Verarbeitung von Messsignalen, eine Verarbeitung von Stellsignalen, die Durchführung einer Kommunikation und/oder die Bereitstellung der Stromversorgung der Komponenten des Feldgerätes, erfolgen. Insbesondere um Ex-Schutz-Anforderungen zu genügen, kann die Elektronik gegebenenfalls in einem separaten, abgedichteten Elektronik-Raum innerhalb des Feldgerät-Gehäuses untergebracht sein. Gemäß einer Weiterbildung erfolgt die Ankopplung der Sende- und/oder Empfangselektronik an den Abschnitt der Leiteranbindung in einem, zu dem Feldgerät-Gehäuse angrenzenden Bereich der Leiteranbindung. Auf diese Weise wird vermieden, dass auf der Strecke zwischen Ankopplungspunkt und Feldgerät-Gehäuse Verluste auftreten. Insbesondere wird dadurch eine übermäßig hohe Abstrahlung von Funksignalen innerhalb des Feldgerät-Gehäuses vermieden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer Leiteranbindung in einem Feldgerät, insbesondere in einem Sensor und/oder Aktor, zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen im Rahmen einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes. Dabei ist die Leiteranbindung zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung des Feldgerätes ausgebildet und führt durch ein Feldgerät-Gehäuse des Feldgerätes hindurch. Ferner ist mit der Leiteranbindung eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete Antenne verbindbar oder verbunden. Die Antenne wird insbesondere durch einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Kabelabschnitt, über den im Einsatz eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes erfolgt, gebildet. Durch die erfindungsgemäße Verwendung sind im Wesentlichen die gleichen Vorteile erzielbar wie durch das erfindungsgemäße Feldgerät. Weiterhin sind im Wesentlichen die gleichen Weiterbildungen möglich. Insbesondere ist gemäß einer Weiterbildung eine Sende- und/oder Empfangselektronik vorgesehen, die innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnet ist und die derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung angekoppelt und derart ausgebildet ist,
dass durch diese zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes

A) elektromagnetische Signale in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung einkoppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung nach außen leitbar sind und als Funksignale über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne abstrahlbar sind und/oder
B) an dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar sind, so dass über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordnete und mit der Leiteranbindung zumindest im Einsatz verbundene Antenne Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung leitbar und aus diesem auslesbar sind.

Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines Teils einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Funknetzwerk; und
2: eine schematische Darstellung eines Feldgerätes der Prozessautomatisierungstechnik zur Veranschaulichung zweier Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist schematisch ein Teil einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik 4 mit einem Funknetzwerk FN dargestellt. Das Funknetzwerk FN weist eine Mehrzahl von Feldgeräten FG und ein Gateway G auf. Die Feldgeräte FG sind jeweils als Funk-Feldgeräte ausgebildet und weisen jeweils eine Antenne 2 auf. Über die Antenne 2 wird für das jeweils zugehörige Feldgerät FG im Rahmen einer drahtlosen Kommunikation das Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen durchgeführt. Die Feldgeräte FG stehen untereinander und mit dem Gateway G jeweils in Funkverbindung, was in 1 durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Das Funknetzwerk FN ist dabei gemäß dem WirelessHART^®-Standard ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht das Gateway G (beispielsweise das Produkt „Fieldgate” von Endress + Hauser) über ein drahtgebundenes Ethernet^® Firmennetzwerk N mit zwei Servern S1 und S2 in Kommunikationsverbindung. Der eine Server S1 bildet eine Prozesssteuerungseinheit, die in Bezug auf die Feldgeräte FG des Funknetzwerkes FN eine Prozesssteuerung ausführt. Der weitere Server S2 bildet ein Anlagen-Asset-Managementsystem. An dem Firmennetzwerk N können auch noch weitere (nicht dargestellte) Server, Feldbus-Systeme, etc., angeschlossen sein.
In 2 ist ein Feldgerät FG, das beispielsweise ein Feldgerät FG des in 1 dargestellten Funknetzwerkes FN bilden kann und das vorliegend durch einen Sensor gebildet wird, schematisch dargestellt. Es werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Bauteile des Feldgerätes FG erläutert, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung relevant sind. Das Feldgerät FG weist ein Feldgerät-Gehäuse 6 auf, das entsprechend Ex-Schutz-Anforderungen ausgebildet ist. Das Feldgerät-Gehäuse 6 weist innerhalb desselben einen hermetisch abgedichteten Elektronik-Raum 8 auf, innerhalb dem eine Elektronik 9 des Feldgerätes FG untergebracht ist, durch die beispielsweise eine Messwertverarbeitung erfolgt, zumindest ein Teil der Kommunikation des Feldgerätes durchgeführt wird und/oder eine Stromversorgung der Komponenten des Feldgerätes bereitgestellt wird. Angrenzend an den Elektronik-Raum 8 ist innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 ein Klemmenanschlussraum 10 ausgebildet. Aus dem Elektronik-Raum 8 führen in der Regel mehrere Kabel oder Leiter in den Klemmenanschlussraum 10 hinaus.
Zumindest ein Teil dieser Kabel oder Leiter dient dazu, um einen elektrischen Anschluss des Feldgerätes FG nach außen herzustellen, beispielsweise um eine Stromversorgung, eine Erdung und/oder eine drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes FG zu ermöglichen. Hierzu ist mindestens eine, durch das Feldgerät-Gehäuse 6 hindurchführende Leiteranbindung des Feldgerätes FG vorzusehen. In 2 ist ein Kabel 12, das von der, innerhalb des Elektronik-Raums 8 angeordneten Elektronik 9 des Feldgerätes FG in den Klemmenanschlussraum 10 und von dort durch das Feldgerät-Gehäuse 6 hindurch nach außen führt, dargestellt. In der Wand des Feldgerät-Gehäuses 6 ist eine entsprechende Kabeldurchführung 14 vorgesehen, durch welche das Kabel 12 nach außen geführt wird. Wie in 2 durch die geschwungenen Unterbrechungslinien 16, 18, 20 angedeutet wird, können sowohl innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 als auch außerhalb desselben weitere, elektrische Leitungen, Bauteile, etc. an dem Kabel 12 angeschlossen sein. Das Kabel 12 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ungeschirmt. Das Kabel 12 und die Kabeldurchführung 14 bilden Teil einer Leiteranbindung 22 (hier: Kabelanbindung) des Feldgerätes FG zur Stromversorgung desselben. Das Kabel 12 wird durch die Wand des Feldgerät-Gehäuses 6 in einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 (hier: innerhalb des Klemmenanschlussraums 10) angeordneten Kabelabschnitt 26 und in einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 28 unterteilt. Das Feldgerät-Gehäuse 6 ist entsprechend Ex-Schutz-Anforderungen flüssigkeitsdicht und luftdicht ausgebildet. Es bildet innerhalb desselben einen geschlossenen Raum. Damit im Bereich der Kabeldurchführung 14 keine Undichtigkeit auftritt, ist diese entsprechend abgedichtet.
Innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 (hier: in dem Klemmenanschlussraum 10) ist eine Sende- und Empfangseinheit 24 vorgesehen. Die Sende- und Empfangseinheit 24 weist einen RF-Chip (engl.: radio-frequency-chip; deutsch: Radiofrequenz-Chip) 30 auf, der über einen Kondensator 32 an den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 26 angekoppelt ist. Der RF-Chip 30 bildet eine Sende- und/oder Empfangselektronik, die derart ausgebildet ist, dass sie zum Senden von Daten entsprechende digitale Daten als Eingang erhält, diese entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie (insbesondere dem jeweiligen, drahtlosen Feldbus-Protokoll) in ein entsprechendes, elektromagnetisches Signal wandelt (bzw. moduliert) und dieses elektromagnetische Signal ausgibt. Bei der dargestellten Ausführungsform erhält der RF-Chip 30 die digitalen Daten von einem Mikroprozessor 34 der Sende- und Empfangseinheit 24. Der Mikroprozessor 34 steht dabei mit der, innerhalb des Elektronik-Raums 8 angeordneten Elektronik 9 in Signal- bzw. Kommunikationsverbindung. Das, von dem RF-Chip 30 ausgegebene, drahtgebundene, elektromagnetische Signal wird über den Kondensator 32 in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 26 des Kabels 12 eingekoppelt. Das elektromagnetische Signal wird drahtgebunden über das Kabel 12 nach außen (d. h. außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6) geleitet. Über den, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 28 des Kabels 12, der die Funktion einer Antenne ausübt, werden die elektromagnetischen Signale als entsprechende Funksignale abgestrahlt.
Ferner können über den, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordnete Kabelabschnitt 28 des Kabels 12 Funksignale empfangen werden. Entsprechende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale werden dann drahtgebunden über das Kabel 12 nach innen (d. h. innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6) geleitet. Diese drahtgebundenen, elektromagnetischen Signale, die an dem innerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 26 des Kabels 12 auftreten, werden dann durch den RF-Chip 30 über den Kondensator 32 ausgelesen. Die ausgelesenen, elektromagnetischen Signale werden durch den RF-Chip 30 entsprechend der jeweiligen, drahtlosen Kommunikationstechnologie (insbesondere dem jeweiligen, drahtlosen Feldbus-Protokoll) in entsprechende digitale Daten gewandelt und an den Mikroprozessor 34 ausgegeben. Der Mikroprozessor 34 kann die empfangenen, digitalen Daten, gegebenenfalls in weiterverarbeiteter Form, beispielsweise an die, in dem Elektronik-Raum 8 angeordnete Elektronik 9 ausgeben.
In 2 ist ferner eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, wobei die Bauteile, die zusätzlich gegenüber der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, in gestrichelten Linien dargestellt sind. Nachfolgend werden nur die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform erläutert. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform weist das Feldgerät außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 ein separat als Antenne ausgebildetes Bauteil 36 auf. Das Antennen-Bauteil 36 ist leitend mit dem, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 28 des Kabels 12 verbunden (bzw. an diesem angeschlossen). Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform erfolgt das Abstrahlen und das Empfangen von Funksignalen (vollständig oder zumindest überwiegend) durch das Antennen-Bauteil 36 und nicht (oder nur in geringerem Ausmaß) durch den, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses 6 angeordneten Kabelabschnitt 28 des Kabels 12. Das Antennen-Bauteil 36 führt neben dem Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen keine weiteren Funktionen in Bezug auf das Feldgerät FG aus.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die, unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere ist nicht zwingend erforderlich, dass eine Elektronik des Feldgerätes in einem separaten Elektronik-Raum untergebracht ist. Ferner ist nicht zwingend, dass die Sende- und Empfangseinheit einen, ihr zugeordneten Mikroprozessor aufweist. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, dass sie die digitalen Daten direkt von einer entsprechend ausgebildeten. Elektronik (beispielsweise einer zentralen Steuereinheit) des Feldgerätes, die gegebenenfalls in einem separaten Elektronik-Raum untergebracht sein kann, erhält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.15.1 [0023]
Standard der IEEE 802.11-Familie [0023]
IEEE 802.15.4 [0023]

Claims

Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, insbesondere Sensor und/oder Aktor, aufweisend: ein Feldgerät-Gehäuse (6), eine, durch das Feldgerät-Gehäuse (6) hindurchführende Leiteranbindung (22) des Feldgerätes (FG) zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung, gekennzeichnet durch eine, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete Sende- und/oder Empfangselektronik (30), die derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) angekoppelt und derart ausgebildet ist, dass durch diese zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes (FG) A) elektromagnetische Signale in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) einkoppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) nach außen leitbar sind und als Funksignale über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundene Antenne (2; 28; 36) abstrahlbar sind und/oder B) an dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar sind, so dass über eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundene Antenne (2; 28; 36) Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) leitbar und aus diesem auslesbar sind.
Feldgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne durch einen, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundenen Kabelabschnitt (28) gebildet wird, über den im Einsatz eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes (FG) erfolgt.
Feldgerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelabschnitt (28) durch ein ungeschirmtes Kabel gebildet wird.
Feldgerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelabschnitt eine Schirmung aufweist und dass die Abstrahlung und/oder der Empfang von Funksignalen über diese Schirmung erfolgt.
Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abstrahlbaren und/oder empfangbaren Funksignale ein Frequenzband von mehr als 800 MHz, insbesondere von mehr als 2 GHz, aufweisen.
Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (FG), insbesondere die Sende- und/oder Empfangselektronik (30), für die Durchführung einer lokalen, drahtlosen Kommunikation, insbesondere einer drahtlosen Kommunikation mit Reichweiten von maximal 500 Metern, ausgelegt ist.
Feldgerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelabschnitt (28) eine Länge von mindestens der Hälfte der Wellenlänge des Frequenzbandes der abstrahlbaren und/oder empfangbaren Funksignale aufweist.
Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) zur drahtlosen Kommunikation gemäß mindestens einem drahtlosen Feldbus-Protokoll ausgebildet ist.
Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) zur drahtlosen Kommunikation gemäß mindestens einer der nachfolgenden, drahtlosen Kommunikationstechnologien ausgebildet ist: i) Bluetooth, ii) WLAN (engl.: Wireless Local Area Network; deutsch: drahtloses, lokales Netzwerk), iii) ZigBee, und/oder iv) Wireless USB (engl.: Wireless Universal Serial Bus; deutsch: drahtloses, universelles, serielles Bussystem).
Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) induktiv und/oder kapazitiv an den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) angekoppelt ist.
Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranbindung (22), an deren Abschnitt die Sende- und/oder Empfangselektronik (30) angekoppelt ist, eine Leiteranbindung (22) zur Stromversorgung des Feldgerätes (FG) bildet.
Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranbindung, an deren Abschnitt die Sende- und/oder Empfangselektronik angekoppelt ist, eine Leiteranbindung zur drahtgebundenen Signalübertragung des Feldgerätes bildet.
Feldgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät-Gehäuse (6) flüssigkeitsdicht und/oder luftdicht ausgebildet ist.
Verwendung einer Leiteranbindung (22) in einem Feldgerät (FG), insbesondere in einem Sensor und/oder Aktor, zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen im Rahmen einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes (FG), wobei die Leiteranbindung (22) zur Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundenen Signalübertragung des Feldgerätes (FG) ausgebildet ist und durch ein Feldgerät-Gehäuse (6) des Feldgerätes (FG) hindurchfährt, und wobei mit der Leiteranbindung (22) eine, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete Antenne (2; 28; 36), insbesondere ein außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneter Kabelabschnitt (28), über den im Einsatz eine Stromversorgung, Erdung und/oder drahtgebundene Signalübertragung des Feldgerätes (FG) erfolgt, verbindbar oder verbunden ist.
Verwendung gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Sende- und/oder Empfangselektronik (30), die innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnet ist und die derart an einen, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt der Leiteranbindung (22) angekoppelt und derart ausgebildet ist, dass durch diese zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation des Feldgerätes (FG) A) elektromagnetische Signale in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) einkoppelbar sind, so dass die elektromagnetischen Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) nach außen leitbar sind und als Funksignale über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundene Antenne (2; 28; 36) abstrahlbar sind und/oder B) an dem, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) auftretende, drahtgebundene, elektromagnetische Signale auslesbar sind, so dass über die, außerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordnete und mit der Leiteranbindung (22) zumindest im Einsatz verbundene Antenne (2; 28; 36) Funksignale empfangbar und entsprechende, elektromagnetische Signale drahtgebunden über die Leiteranbindung (22) in den, innerhalb des Feldgerät-Gehäuses (6) angeordneten Abschnitt (26) der Leiteranbindung (22) leitbar und aus diesem auslesbar sind.