电子装置的制作方法

本发明涉及用于处理测量装置的测量数据的评估装置、用于选择这种评估装置的通信模式的方法、用于处理测量数据的系统以及第一、第二或第三通信单元在这种评估装置中的使用和/或测量装置在这种系统中的使用。

背景技术：

1、用于处理测量数据的评估装置在现有技术中通常是已知的，并且例如在过程或化学工业中用于监测诸如填充物位、极限物位、压力、密度等过程参数。在此，测量装置获取测量数据，并将其经由相应的接口传输到连接的评估装置。

2、在这种情况下，现在显然需要提供一种适用于这种测量数据传输的用于处理测量数据的评估装置，尤其需要实现一种高效的、低成本的和可持续的用于处理测量数据的评估装置。

3、因此，本发明的目的是提供一种用于这种传输的用于处理测量数据的评估装置，并且尤其需要提供一种高效的、低成本的和可持续的用于处理测量数据的评估装置。

4、在阅读以下说明时仍可能提及或本领域技术人员能够认识到的这些和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求以特别有利的方式发展了本发明的中心思想。

技术实现思路

1、根据本发明的用于处理测量装置的测量数据的评估装置包括：至少一个第一双线接口，其被配置为用于评估装置与测量装置的通信；至少一个第一通信单元，其被配置为提供经由至少一个第一双线接口在第一通信模式下与测量装置的通信；至少一个第二通信单元，其被配置为提供经由至少一个第一双线接口在第二通信模式下与测量装置的通信；以及至少一个第一选择单元，其被配置为激活第一通信单元或第二通信单元，使得评估装置经由至少一个第一双线接口在第一通信模式或第二通信模式下与测量装置通信。

2、在此，术语“测量值”应广义地理解，并且包括诸如密度、重量、温度、距离、物位等所有物理测量变量。在此，术语“评估装置”也应广义地理解，并且包括适用于分析或处理数据的所有控制器和数据处理装置，例如plc、工业pc、pc、智能手机、平板电脑、微型控制器。在当前上下文中，术语“测量装置”也应广义地理解，并且包括适用于检测物理测量变量的所有装置，例如温度传感器、雷达传感器、电容式传感器、压力传感器等。双线接口基于双线线路，并适用于在测量装置和评估装置之间传输测量值和/或其他数据。在此，双线接口也可用于为测量装置供电。在此，术语“通信”应广义地理解，并且考虑测量装置和评估装置之间的任何数据交换，例如测量数据、测量装置的状态数据和控制命令的交换。在当前上下文中，术语“选择单元”应广义地理解，并且包括可以集成在一个组件中或分布在多个组件上的硬件和软件部件。选择单元可以例如包括plc、集成电路(ic)或微型计算机芯片。在当前上下文中，术语“通信单元”包括为通信模式提供硬件和软件的设备。在此，例如可以通过继电器电路来实现硬件。在下文中，术语“通信模式”是指通信技术或通信模式，例如4...20ma电流接口、可寻址远程传感器高速通道(hart)和以太网高级物理层(ethernet apl)。

3、为了交换数据，测量装置和评估装置必须提供/允许相同的通信技术/标准。然而，在过程技术的现有系统中，由于系统经常连续地现代化改造或装配有新的评估装置和/或测量装置，因此经常使用具有不同通信模式的测量装置。例如，如果使用具有不同通信模式的测量装置，则还必须使用具有不同通信模式的相应评估装置，以便能够提供这些装置之间的通信。然而，这种必要性增加了成本，也降低了系统中各种装置的灵活使用。通过本发明避免或至少减少了这些缺点。

4、在一特别优选的实施例中，评估装置包括双线接口，并且根据测量装置中存在的通信模式来适配通信模式。据此，可以使用系统中存在的用于将评估装置连接到测量装置的现有双线线路。例如，这在要在现有系统中实施根据本发明的新评估装置时带来了成本优势，因为该评估装置既适用于旧的(例如，4...20ma)通信模式又适用于新的通信模式(ethernet apl)，因此明显减少了实施工作量。换句话说，根据本发明的评估装置可以普遍用于两种以上的通信模式。

5、在一实施例中，评估装置包括第一通信单元和第二通信单元，其中，它们使用不同的调制方式来实现数据传输。特别地，第一通信单元可以利用数字调制方法，并且第二通信单元可以利用模拟调制方法。

6、例如，第一通信单元可以根据以太网高级物理层(ethernet apl)标准实现数字通信，并且第二通信单元可以根据4…20ma实现模拟通信。在一实施例中，第二通信单元可被设计为根据模拟4…20ma标准并同时利用根据可寻址远程传感器高速通道标准的数字调制信号一起实现混合模拟数字通信，以下被称为“4...20ma/hart组合”。

7、在一实施例中，评估装置包括第一通信单元和第二通信单元，其中，它们使用不同的数字调制方法或纯数字调制方法来实现数据传输。

8、因此，例如，第一通信单元可以根据以太网高级物理层(ethernet apl)标准实现数字通信，并且第二通信单元可以根据可寻址远程传感器高速通道(hart)标准实现纯数字通信。

9、优选地，评估装置包括第三通信单元，第三通信单元被配置为提供经由至少一个第一双线接口在第三通信模式(hart、4…20ma或4…20ma/hart组合)下与测量装置的通信，其中，选择单元被配置为激活这些通信单元中的一者，使得评估装置经由至少一个第一双线接口在这些通信模式中的一者下与测量装置通信。通过提供第三通信模式，进一步提高了评估装置的灵活性。

10、优选地，评估装置还包括：第二双线接口，其用于评估装置与另一测量装置的通信；第四通信单元，其被配置为通过经由第二双线接口在第一通信模式(apl)下与另一测量装置的通信；第五通信单元，其被配置为通过经由第二双线接口在第二通信模式(hart、4…20ma或4…20ma/hart组合)下与另一测量装置的通信；以及第二选择单元，其被配置为激活第四通信单元或第五通信单元，使得评估装置经由第二双线接口在第一通信模式或第二通信模式下与另一测量装置通信，其中，评估装置优选地包括第六通信单元，第六通信单元被配置为提供经由第二双线接口在第三通信模式(hart、4...20ma或4...20ma/hart组合)下与测量装置的通信，其中，选择单元被配置为激活这些通信单元中的一者，使得评估装置经由第二双线接口在这些通信模式中的一者下与另一测量装置通信。通过第二双线接口和额外的通信模式，具有多达三种不同通信模式的第二测量装置可以连接到评估装置并进行操作。因此，进一步提高了评估装置的灵活性。

11、优选地，评估装置还包括：第三双线接口，其用于评估装置和另一测量装置之间的通信；第七通信单元，其被配置为提供经由第三双线接口在第一通信模式(apl)下与另一测量装置的通信；第八通信单元，其被配置为提供经由第三双线接口在第二通信模式(hart、4…20ma或4…20ma/hart组合)下与另一测量装置的通信；以及第三选择单元，其被配置为激活第七通信单元或第八通信单元，使得评估装置经由第三双线接口在第一通信模式或第二通信模式下与另一测量装置通信，其中，评估装置优选地具有第九通信单元，第九通信单元被配置为提供经由第三双线接口在第三通信模式(hart、4…20ma或4…20ma/hart组合)下与测量装置的通信，其中，选择单元被配置为激活这些通信单元中的一者，使得评估装置经由第三双线接口在这些通信模式中的一者下与另一测量装置通信。通过第三双线接口和额外的通信模式，具有多达三种不同通信模式的第三测量装置可以连接到评估装置并进行操作。因此，进一步提高了评估装置的灵活性。

12、优选地，第一通信模式是以太网高级物理层(ethernet apl)通信，并且第二和/或第三通信模式是可寻址远程传感器高速通道(hart)通信和/或4…20ma电流接口通信。4…20ma通信模式是一种模拟通信模式，而hart通信模式已经是一种数字通信模式。这两种通信模式在现有系统中都被广泛使用，但都已经过时了。ethernet apl通信模式是过程工业中一种较新的通信模式。通过提供这三种通信模式，评估装置能够既安装在旧系统中又安装在新系统中。然而，评估装置提供的通信模式不限于所提及的示例；可以选择与双线技术兼容的任何其他通信模式。这些例如包括10baset-1l、10baset-1s、profibus pa、foundation fieldbus、profinet、hart-ip、modbus、modbus-tcp或upc-ua。

13、优选地，第一和/或第二和/或第三选择单元被配置为使得4…20ma电流接口通信和hart通信同时连接到第一和/或第二双线接口，并且hart通信被调制到4...20ma通信(4...20ma/hart组合)上。由此，能够同时连接4...20ma通信单元和hart通信单元，并且仅将hart通信调制到4...20ma上。

14、优选地，通信单元分别包括至少一个电路单元(硬件)，每个电路单元被配置为在双线接口处提供用于相应通信模式的操作参数(电流、电压、调制形式)，其中，通信单元优选地分别包括至少一个软件单元，每个软件单元被配置为提供用于相应通信模式的通信协议。在此，通信单元通过电路在双线接口处物理地设定和/或读出操作参数。在此，通信协议例如可以是4...20ma、hart、apl。

15、优选地，选择单元基于测量装置的响应于选择单元的通信信号的响应信号激活通信单元。通过激活相应的通信单元，提供相应的通信模式。换句话说，检测测量装置的通信模式，并然后相应地打开或关闭相应的通信单元。在这种情况下，选择单元在第一通信模式下将至少一个第一通信信号作为上述通信信号发送到测量装置且/或在第二通信模式下将第二通信信号作为上述通信信号发送到测量装置且/或在第三通信模式下将第三通信信号作为上述通信信号发送到测量装置，并且基于测量装置的响应信号激活或停用第一、第二和/或第三通信模式。在此，可以有利地以自动方式确定或设定所需的通信模式。通过自动确定或设定通信模式，可以减少实施工作量，并提高系统可用性。

16、优选地，评估单元包括：第四双线接口，其用于评估装置与另一评估装置的通信，优选地与上级评估装置的通信；第十通信单元，其被配置为提供经由第四双线接口在第一通信模式(ethernet apl)下与另一评估装置的通信；第十一通信单元，其被配置为提供经由第四双线接口在第二通信模式(hart、4…20ma或4…20ma/hart组合)下与另一评估装置的通信；以及第四选择单元，其被配置为激活第十通信单元或第十一通信单元，使得评估装置经由第四双线接口在第一通信模式或第二通信模式下与另一评估装置通信，其中，评估装置优选地包括第十二通信单元，第十二通信单元被配置为提供经由第四双线接口在第三通信模式(hart、4...20ma或4...20ma/hart组合)下与另一评估装置的通信，其中，选择单元被配置为激活这些通信单元中的一者，使得评估装置经由第四双线接口在这些通信模式中的一者下与另一评估装置进行通信；并且其中，该评估装置优选地由另一评估装置经由第四双线接口供应能量。

17、优选地，评估装置包括至少一个供电单元，供电单元被配置为转换输入电压，并且为评估装置和/或储能器供应能量，且/或其中，至少一个供电单元能够在不同的操作模式下操作，并且其中，至少一个供电单元的相应操作模式基于激活的通信模式来选择。供电单元还可以被设计为在与评估装置的微型控制器的相互作用下确定可通过第四双线接口获取的最大电功率，并且使其与分别在其它双线接口处获取的功率值相平衡。例如，如果评估装置确定即将出现能量不足，则微型控制器可以指示供电单元将线路上的电源电压降低到双线接口上分别使用的通信模式的最小允许值，以由此节省能量。

18、优选地，评估装置被配置为确定连接到双线接口的测量装置是否允许不同的通信模式，并且还被配置为确定这种测量装置的通信模式。因此，评估装置可以例如在存在能量不足时选择能够节省能量的通信模式，从而确保操作可靠性和可用性。

19、此外，本发明涉及一种用于选择评估装置的通信模式的方法，包括以下步骤：通过选择单元经由双线接口向测量装置发送第一通信信号，其中，第一通信信号基于第一通信模式；当测量装置的响应信号对应于第一通信模式时，激活第一通信单元；且/或通过选择单元经由双线接口向测量装置发送第二通信信号，其中，第二通信信号基于第二通信模式；当测量装置的响应信号对应于第二通信模式时，激活第二通信单元；且/或通过选择单元经由双线接口向测量装置发送第三通信信号，其中，第三通信信号基于第三通信模式；当测量装置的响应信号对应于第三通信模式时，激活第三通信单元。该方法优选地自动运行，因此减少了实施工作量，并降低了由于人为干预而导致错误的可能性。

20、此外，本发明涉及一种用于评估/处理测量装置的测量数据的系统，包括：至少一个评估装置；至少一个测量装置，其被配置为在第一通信模式和/或第二通信模式和/或第三通信模式下与至少一个评估装置通信。

21、此外，本发明涉及第一、第二或第三通信单元在评估装置中的使用；和/或测量装置在系统中的使用。