[發明專利]用于有爆炸危險的區域的ASI網絡

有效

• 申請號: 200810082719.9
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101257428A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 克勞斯·因德弗賴;馬克西米利安·科爾夫;安德烈亞斯·席夫;伯恩哈德·維斯吉克爾
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L12/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;吳貴明

技術領域

本發明涉及一種用于有爆炸危險的區域的ASI網絡。

背景技術

ASI網絡(ASI：執行器-傳感器-接口)的概念被理解成具有用于在控制設備(主設備)和現場設備(從設備)之間進行通信的總線系統的網絡。ASI網絡是用于自動控制的面向位的現場總線。該總線被優化以用于連接簡單的傳感器、執行器和現場設備，它們僅與控制設備交換很少的信息位并且可以通過通常雙芯的電纜來執行數據通信和供應電能。

為了能夠在有爆炸危險的區域中驅動電的現場設備而需要一種設備，該設備具有特定的起爆保護方式，由此不會由其引發起爆危險。被設計成本質安全的現場設備是尤其有利的，這是因為不需要用于保護現場總線的附加措施，例如封套措施和屏蔽措施，從而確保防止爆炸地運行。

在這樣的現場總線系統中通常可以連接有多個利用總線電纜并聯的現場設備。即使現場總線的現場設備設計成本質安全的但在有爆炸危險的區域中也需要限制通過總線電纜傳輸的能量，從而即使在確定為標準的故障條件下在總線電纜上在任何時間和位置都不可能產生有起爆危險的火花。然而，基于在現場總線系統中所需的傳輸路徑(電纜長度)以及各個現場總線設備所需要的最低能量，由控制設備提供的能量并不能被隨意地降低。

因此，應用在有爆炸危險的區域中的并且應用“本質安全的”起爆保護類型的已知現場總線系統將現場總線的總線電纜的長度限制到確定的距離(例如1km)并且因為基于受限制的能量供應而不能供應大量的現場設備，所以所連接的現場總線的設備的數量被限制到大約10個。

發明內容

因此，本發明的目的在于提出一種現場總線系統，利用該現場總線系統能夠以較簡單的方式驅動任意數量的現場設備，并且在該現場總線系統中傳輸路徑的長度不因為能量傳輸而受限。

該目的通過這樣的現場總線系統來實現，即一種現場總線系統，尤其應用在有爆炸危險的區域中，包括：多個具有總線電纜的總線電纜區段；隔離元件，多個總線電纜區段中的每兩條利用所述隔離元件彼此耦合并且所述隔離元件使兩個總線電纜區段的總線電纜彼此電隔離，從而中斷兩個總線電纜區段的所述總線電纜之間的直流電的流動并且在兩個總線電纜區段之間傳輸通信信號；以及電源，用于每個總線電纜區段，從而為可連接到各個總線電纜區段上的現場設備供電，其中，多個總線電纜區段利用所述隔離元件連接成串聯電路。

本發明的其他有利的設計方案在從屬權利要求中給出。

根據本發明提出一種現場總線系統，尤其應用在有爆炸危險的區域中，該現場總線系統包括：多個具有總線電纜的總線電纜區段；以及隔離元件，多個總線電纜區段中的每兩條利用該隔離元件彼此耦合并且該隔離元件使兩個總線電纜區段的總線電纜彼此電隔離，從而中斷兩個總線電纜區段的總線電纜之間的直流電的流動并且在兩個總線電纜區段之間傳輸通信信號。此外，現場總線系統包括電源，用于每個總線電纜區段，從而為可連接到各個總線電纜區段上的現場設備供電。

這種類型的現場總線系統具有優點，即在總線電纜上最大允許的能量供應不會限制可在現場總線系統上驅動的現場設備的數量。為此，現場總線系統具有多個彼此分開供電的總線電纜區段，在這些總線電纜區段上不超過在總線電纜上的最大允許能量供應。因此，可以通過應用多個總線電纜區段來提高總能量供應并且由此來驅動不由供電限制的數量的現場設備。

總線電纜優選地在具有開放式的端部的總線電纜區段上設有端子阻抗。通常，這些總線電纜區段是這樣的一些部段，這些部段處于總線電纜的始端和末端。

此外，至少一個總線電纜區段(其總線電纜具有開放式的端部)具有端子阻抗。

所述隔離元件分別與兩個總線電纜區段的兩條總線電纜連接，其中所述隔離元件包括具有變壓器線圈的變壓器，其中，每個變壓器線圈與各自的隔流電容串聯地連接在相應的總線電纜區段的兩條總線電纜之間。

優選地，抑制二極管可與所述變壓器的所述變壓器線圈中的至少一個直接并聯地連接。

用于所述總線電纜區段的所述電源構造成電流-和電壓受限。

電源優選地分別通過去耦電感與相應的總線電纜區段的各條總線電纜耦合。

總線電纜區段優選地至少部分地設置在有爆炸危險的區域中，其中，用于總線電纜區段的電源設置在有爆炸危險的區域之外。

此外，所述總線電纜區段中的至少一個通過連接段與控制設備連接以執行與連接在所述總線電纜區段上的現場設備的通信。

優選地，在連接段上多個總線電纜區段通過各自的隔離元件耦合。

多個總線電纜區段可以通過隔離元件連接成串聯電路。