系统和现场设备的制作方法

1.本发明涉及一种系统，其包括馈电设备和电连接到馈电设备的多个现场设备。本发明还涉及用于这种系统的现场设备。


背景技术：

2.本专利申请要求德国专利申请de 10 2021 102 357.2的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
3.自动化系统可以包括多个传感器和致动器。电连接到这些部件的馈电设备可用于供电。馈电设备可以附加地设计用于执行与部件的数据通信或部件的控制。
4.在一种可能的应用情况中，传感器和致动器位于有爆炸危险的区域(例如，根据atex指令的0/20区；atex：易爆环境(atmosph
è
res explosibles))，并且馈电设备位于爆炸风险很小或没有爆炸风险的区域(例如，根据atex指令的2/22区)。为了满足防爆要求，馈电设备可以通过点对点连接或其他类型的连接(例如并行布线)连接到传感器和致动器，为此可以使用特殊的电源线和插头连接器。对于这些组成部分，符合atex指令的设计或设计原则可用于确保防爆，也称为“点火保护类型”。例如，根据抗压封装或增加的安全性的点火保护类型的设计是可能的。这些措施可能与高布线工作量和高成本相关联。
5.标准pd iec/ts 60079-39:2015《爆炸性环境-第39部分：“具有电控火花持续时间限制的本质安全系统”描述了一种系统，其包括至少一个现场设备(power-i现场设备)和一个与现场设备电连接的馈电源(power-i源)。馈电源用于向现场设备提供电能，并且进一步用于监测电能供应。为此，馈电源被设计成，检测现场设备的电能供应中火花的出现，以便基于此切断能量供应。本标准中规定的概念的市场准备实施尚未发生。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，为改进的系统指定一种解决方案，借助于该解决方案可以为可能位于爆炸危险区域中的诸如致动器和传感器的部件供电。
7.所述目的由独立权利要求的特征解决。本发明的进一步有利的实施方式在从属权利要求中给出。
8.根据本发明的一个方面，提出了一种系统，其包括馈电设备和电连接到馈电设备的多个现场设备。馈电设备设计成，提供电能以用于向现场设备供应电能。馈电设备具有监测装置，该监测装置设计为用于检测电能供应中火花的出现并据此切断电能供应。现场设备分别具有带有用于连接电源线的输入接头的第一设备区域以及第二设备区域。由所述馈电设备提供的电能通过所述输入接头能够被馈送到所述第一设备区域并且能够通过电能供应连接从所述第一设备区域传输到所述第二设备区域。所述第二设备区域具有连接装置，该连接装置具有至少一个用于连接至少一个输出线的输出线接头，以便传递传输到所述第二设备区域的电能。第一和第二设备区域的电能供应连接具有功率限制装置，所述功率限制装置被设计成，限制在能量传输中能够从所述第一设备区域传输到所述第二设备区
域的电功率。
9.所提出的系统的现场设备具有带输入接头的第一设备区域和带连接装置的第二设备区域，连接装置具有至少一个输出线接头。由系统的馈电设备提供的电能可以通过输入接头和与其连接的电源线被引入第一设备区域。第一设备区域和第二设备区域经由电能供应连接彼此连接，供应给第一设备区域的电能可以经由该电能供应连接进一步馈送到第二设备区域中。基于此，电能可以通过第二设备区域的连接装置和与其连接的至少一根输出线被传递。以这种方式，连接到输出线的外部装置或部件、例如传感器或致动器(其在下文中被称为现场部件)可以被供电。取决于配置，多个现场部件或多个传感器和/或致动器也可以经由多个输出线连接到连接装置并且因此被供应能量。
10.除了提供电能外，系统的馈电设备还用于监测现场设备的电能供应。为此，馈电设备被设计为，在故障发生时检测电能供应时由于故障出现的火花或电弧，并基于此以低延迟关闭电能供应，以便终止火花。通过由此实现的火花持续时间限制，可以以高或足够的可靠性防止，在发生故障时，在现场设备的第一设备区域的输入接头区域和连接到现场设备的电源线区域中产生具有足够点火能量的火花或点火火花。
11.如下面更详细地描述的，至少一个现场设备的第一设备区域可以具有至少一个用于连接另外的电源线的输出接头，以便传递提供给第一设备区域的电能。相应地，由于火花持续时间的限制，可以可靠地防止在至少一个输出接头的区域中产生具有足够点火能量的火花。
12.对于现场设备的第二设备区域和通过输出线连接到它们的现场部件(传感器和/或致动器)，可以实现通过以下方式可靠和安全的保护，即第一和第二设备区域的电能供应连接在现场设备中具有功率限制装置。功率限制装置可以用于限制从第一设备区域到第二设备区域可以传输或者最大可以传输的电功率。这样可以确保，现场设备的第二个设备区域的连接装置或输出线接头处可用的电能是有限的，并且不足以在发生故障时在第二个设备区域的连接装置或输出线接头的区域中并且因此也在输出线和连接到它们的现场部件的区域中产生火花或点火火花。
13.由于上述特性，该系统例如可用于以下应用场景。通过输出线连接到现场设备的第二个设备区域的现场部件(传感器和/或致动器部件)可以位于有爆炸危险的区域(例如，根据atex指令的区域0/20)。现场设备可以布置在爆炸危险性较低的区域(例如，根据atex指令的1/21区)。馈电设备可以位于爆炸危险很小或没有爆炸危险的区域(例如，根据atex指令的区域2/22)。
14.在本文中，可以通过监测现场设备的电能供应和通过限制现场设备内的功率来提供的保护机制可以对所使用的电源线和输出线设置简单且廉价的结构形式，并且用于布置在线路上的插头连接器，借助于这些线路可以连接到诸如现场设备和现场部件的组成部分。此外，存在将相对高的电功率馈送到现场设备的第一设备区域中的可能性。
15.可以考虑用于系统及其组成部分的进一步可能的细节和实施方式在下面更详细地描述。
16.借助馈电设备提供的电能可以是直流电(dc，直流电)。为了提供电能，馈电设备可以电连接到电源或直流电源并且可以以这种方式由电源供电。
17.如上所述，系统的现场设备可以连接到诸如传感器和/或致动器的现场部件以便
为它们供电。在这个意义上，现场设备可以用作现场部件的能量分配器。现场部件可以分配给系统并由此是系统的一部分。这同样适用于所使用的线路，例如电源线和输出线及其插头连接器。
18.在现场设备的第一和第二设备区域内，电能可以尤其通过内部电导体等传输。这样的实施例也可以应用于第一和第二设备区域的电能供应连接，其除了功率限制装置之外还可以包括相应的电导体。例如，电导体可以是导电迹线的形式。
19.如上所述，现场设备的第二设备区域的连接装置用于连接至少一根或多根输出线，通过该输出线可以以相应的方式为一个或多个现场部件(传感器和/或致动器)供电。为此，连接装置具有至少一个用于连接输出线的输出线接头，如上所述。
20.根据另一实施方式，可以通过以下方式实现对可以从第一设备区域传输到第二设备区域的电功率的可靠限制，即现场设备的功率限制装置被设计成，引起电流限制和电压限制。为此，功率限制装置可以具有电气构件，例如至少一个电阻和至少一个电压限制构件或半导体构件，例如齐纳二极管。此外，可以使用至少一个保险丝，可能连同一个可选的保护电阻。电流限制可以借助至少一个电阻来实现。借助于至少一个电压限制构件可以实现电压限制。如果为此目的使用齐纳二极管，则可以反向操作。保护，例如与至少一个电压限制构件有关的保护，可以通过保险丝和可能使用的保护电阻来实现。代替至少一个齐纳二极管，也可以使用至少一个适合电压限制的其它半导体元件，例如晶闸管。
21.现场设备的第二设备区域的连接装置可以具有多个输出线接头，由此可以将多个输出线连接到连接装置。在本文中，功率限制装置可以被设计为，对输出线接头产生共同的电流限制和电压限制。功率限制装置也可以被设计成引起多个单独的并且可能不同的电流限制和/或引起多个单独的并且可能不同的电压限制。以这种方式，关于单个或多个输出线接头可以存在单独的并且可能不同的电流限制和/或电压限制。例如，功率限制装置可以这样设计，即对输出线接头有一个共同的电压限制和多个小规模或细分的电流限制，即关于单个和/或多个输出线接头或输出线接头组提供单独的且可能不同的电流限制。
22.在进一步的实施方式中，所述现场设备的第一设备区域具有去耦装置，其被设计成，提供预定输入阻抗以用于检测火花的产生。以这种方式，现场设备可以具有已知的和可预测的电气行为，这使得可以在故障情况下以高或足够的可靠性检测馈电设备产生的火花。去耦装置可以布置在输入接头和功率限制装置之间。去耦装置可以具有诸如包括电感和至少一个电容的lc低通滤波器的构件。此外，可以提供至少一个构件或半导体构件，例如二极管，以用于预设电流流动方向。另一种可能的组成部分是电压限制装置，例如以由电压限制构件或半导体构件例如二极管组成的钳位电路的形式，其例如可以与电感并联连接。
23.在进一步的实施方式中，现场设备的第一设备区域具有内部电源件，其可以通过供应给第一设备区域的电能来供应电力。借助于现场设备的内部电源件，可以为根据设计存在于现场设备中的至少一个内部装置或部件供应电能。这可以包括，例如，如下文进一步描述的控制设备，例如通信控制器。通信控制器可以是单片或分立的通信控制器。
24.在另一实施方式中，至少一个现场设备的第一设备区域如上所述具有至少一个用于连接另一电源线的输出接头，以便继续传导供应给第一设备区域的电能。至少一个输出接头可以电连接到关联的第一设备区域的输入接头。关于该实施方式，连接到现场设备的输出接头的电源线可以连接到另一现场设备的输入接头，使得电能可以从一个现场设备继
续传导到另一现场设备。
25.基于前述实施方式或者在系统的多个或所有现场设备具有至少一个输出接头的情况下，对于系统的以下配置也是可想到的。
26.在另一实施方式中，馈电设备经由一电源线连接到现场设备之一，并且现场设备彼此经由另外的并且连接每两个现场设备的电源线彼此连接。这种结构的特点是布线工作量小。连接现场设备的电源线可以在此连接到现场设备的输入接头和输出接头。将馈电设备连接到现场设备之一的电源线可以连接到馈电设备的馈电设备输出接头和相关现场设备的输入接头。
27.在前述实施方式中，由馈电设备提供的电能可以被供应到现场设备并且从那里开始可以被传输到其他现场设备，即从一个现场设备到另一个。现场设备可以进一步将以这种方式提供给它们的电能经由连接到它们的输出线分配给其他现场部件(传感器和/或致动器)。
28.可以将至少一个现场设备设计成具有多个输出接头。在该设计方案中，所涉及的现场设备可以用作能量分配器并且将电能经由多条电源线传递到多个现场设备。
29.在另一实施方式中，配备有至少一个输出接头的至少一个现场设备的第一设备区域具有布置在输入接头和至少一个输出接头之间的开关装置，借助于该切换装置可以切换供应给第一设备区域的电能的传递。如果存在具有多个输出接头的配置，则可以以相应的方式在输入接头和每个输出接头之间分别提供开关装置。该实施方式使得可以将输入接头和至少一个输出接头彼此分开并且控制经由至少一个输出接头的电能传递。
30.例如可以借助下文进一步描述的通信控制器来操控至少一个开关装置。
31.在进一步的实施方式中，现场设备的第一设备区域具有接通电流限制器，其被设计成在电能供应开始时限制接通电流。以此方式，可以避免在开始供电时，在一个或多个现场设备中出现高的或过大的接通电流，结果馈电设备错误地切断电能供应，尽管没有火花产生。
32.接通电流限制器可以包括如三极管、与三极管串联的电阻和调节器这样的部件。流过电阻的电流可以借助于调节器来测量，可以据此控制晶体管，因此可以调节晶体管上的电压降，从而避免出现过高的电流。
33.接通电流限制器可以布置在去耦装置和输入接头之间。在该设计方案中，接通电流限制器可以服从安全要求，例如关于提供冗余。
34.在进一步的实施方式中，现场设备的接通电流限制器布置在去耦装置和功率限制装置之间。以这种方式，可以对接通电流限制器提出不太严格的要求，这在这方面可以根据简单的实施例来实现。
35.在进一步的实施方式中，现场设备具有电流隔离。由此，提供给第一设备区域的电能可以被引导到分开的电路。该实施方式有利于系统的可靠和安全操作。电流隔离电路可以至少部分地由现场设备或现场设备的组成部分形成。
36.可以在第一设备区域中和/或在第一和第二设备区域的电能供应连接中形成电流隔离。在这种情况下，可以设计具有电流隔离的功率限制装置。诸如变压器、布置在变压器上游的逆变器、布置在变压器下游的整流器和平滑电容器的构件可以用于实现电流隔离。
37.可以在馈电设备中提供电流隔离。以这种方式，现场设备可以设计成没有电流隔
离。
38.结合上述通过输出线连接到现场设备的现场部件(传感器和/或致动器)布置在爆炸危险区域中并且现场设备布置在较低爆炸危险区域中的应用场景，以下实施方式可以也被认为是确保系统能够安全地运行。现场设备的第一设备区域的接头，即现场设备的第一设备区域的输入接头和至少一个现场设备的第一设备区域的至少一个输出接头(如果存在)是根据第一点火保护类型设计的。此外，现场设备的第二设备区域的接头，即现场设备的第二设备区域的至少一个输出线接头根据第二点火保护类型设计。第二点火保护类型相应于比第一点火保护类型更高级别的保护。
39.例如，第二点火保护类型可能是本质安全ex ia的点火保护类型，而第一点火保护类型可能是本质安全ex ib的点火保护类型。不同保护类型的满足可以通过以下方式实现：在现场设备的第一和第二设备区域的相应接头的区域中，现有组成部分、例如内部部件和电导体具有对应于点火保护类型的设计，例如关于距离和冗余的设计。馈电设备的监测功能也有助于现场设备的第一设备区域的接头的本质安全ex ib。关于第二设备区域的接头，基于功率限制装置的功率限制可以有助于本质安全ex ia。
40.为了达到较高的系统安全性，也可以考虑，例如对现场设备进行封装设计。在这种情况下，现场设备或其壳体可以用浇注料填充，这可以防止爆炸性混合物进入现场设备中。这样，现场设备就可以根据点火保护类型ex mb进行设计。现场设备也可以采用其他或等效保护类型，例如具有耐压封装的设计方案。因此，现场设备可以根据点火保护类型ex db进行设计。
41.该系统或其现场设备不仅可以用于为连接到现场设备的现场部件(传感器和/或致动器)提供电力，而且还可以对这些部件进行数据通信和控制。从这个意义上讲，系统可以配置为自动化系统。在这种情况下，可以使用下面解释的配置。
42.在另一实施方式中，现场设备被设计为执行数据通信，方式为：第一设备区域具有至少一个通信端口以用于连接用于接收和/或发送数据信号的数据线和连接到至少一个通信端口的通信控制器。以此方式，通信控制器可以通过通信端口接收和/或发送数据信号。通信控制器通过通信连接与第二设备区域的连接装置连接，以便通过连接装置接收和/或发送数据信号。通信控制器和连接装置之间的通信连接具有屏障装置，该屏障装置被设计成，限制在数据通信期间可以从通信控制器传输到连接装置的电功率和/或引起电流隔离。
43.上述实施方式提供了使用现场设备或其通信控制器来执行与经由输出线连接到连接装置或输出线接头的现场部件(传感器和/或致动器)的数据通信的可能性。例如，传感器数据或传感器信号可以从传感器读取并通过现场设备传递。此外，控制数据或控制信号可以被传输到致动器。
44.在这种情况下，系统也可以具有以合适的方式连接到现场设备的上级控制设备，现场设备或其通信控制器可以向其传输这样的数据信号和/或现场设备或其通信控制器可以从其接收此类数据信号。
45.系统的至少一个现场设备或多个或所有现场设备也可以具有连接到关联的通信控制器的多个或两个通信端口。以这种方式，数据通信也可以(分别)通过两个通过数据线连接的现场设备或通过多个通过数据线连接的现场设备进行。
46.在设计用于数据通信的现场设备的情况下，第一设备区域的通信控制器和第二设
备区域的连接装置的通信连接具有屏障装置，如上所述。借助屏障装置可以实现，限制数据通信过程中可以引入到现场设备的第二设备区域的电功率。这可以确保，基于数据通信，在现场设备的第二设备区域的连接装置或输出线接头的区域中没有引起火花或点火火花，因此在输出线和通过输出线连接到现场设备的现场部件(传感器和/或致动器)的区域中也没有引起火花。因此，连接到现场设备的现场部件被布置在爆炸危险区域中并且现场设备布置在爆炸危险较小的区域中的上述应用场景以相应的方式可用于具有为数据通信而设计的现场设备的系统。
47.在现场设备的第一和第二设备区域内，数据通信尤其可以通过内部数据连接或具有相应电导体的数据线进行。这种配置也可以应用于第一和第二设备区域的通信连接，其除了屏障装置之外还可以包括相应的数据线或电导体。例如，电导体可以是导电迹线的形式。
48.现场设备的第一和第二设备区域的通信连接的屏障装置可以以诸如光耦合器或磁耦合器的数字隔离器的形式来实现。以此方式，可以实现可靠的功率限制以及通过屏障装置的电流隔离。
49.在进一步的实施方式中，现场设备的第二设备区域的连接装置具有输入/输出控制器。输入/输出控制器可以设计用于控制通过连接装置接收和/或发送数据信号。以这种方式，可以与经由输出线连接到连接装置或现场设备的输出线接头的现场部件(传感器和/或致动器)进行可靠的数据通信。输入/输出控制器可以通过通信连接与第一设备区域的所属的通信控制器通信，以便向通信控制器发送或从其接收相应的数据信号。输入/输出控制器可以附加地或替代地被设计成控制经由连接装置的电能传递。由此，可以灵活地确定经由连接装置的电能的传递和分配。这例如可以通过通信控制器来控制，通信控制器为此可以将相应的数据信号或控制数据传输到输入/输出控制器。在上述情况下，通信控制器和输入/输出控制器之间的通信例如可以根据指定的通信协议，以及通过通信控制器和输入/输出控制器的相应端口进行。
50.在另一实施方式中，现场设备被设计用于根据第一通信协议经由第一设备区域的至少一个通信端口执行数据通信。现场设备进一步被设计为根据不同于第一通信协议的第二通信协议经由第二设备区域的连接装置执行数据通信。由此可以将现场设备和通过输出线连接到它们的现场部件(传感器和/或致动器)之间的数据通信与其余数据通信分开，即现场设备彼此之间以及现场设备和上级控制设备之间的数据通信，必要时可通过馈电设备进行去耦，从而针对不同的要求进行设计。例如可以规定，现场设备和与其连接的现场部件之间的数据通信比其余数据通信以更低的数据传输率进行。
51.根据不同通信协议的数据通信可以通过相应的端口或物理接口以及可能的其他内部装置或部件进行，这些装置或部件可以布置在现场设备的第一和第二设备区域中。这样的组成部分可以被分配给第一设备区域的通信控制器和第二设备区域的连接装置或输入/输出控制器或由其包括。
52.第一通信协议例如可以涉及具有例如100mbit的数据传输速率的以太网通信。例如，这可以是ethercat。第二通信协议例如可以涉及根据hart或profibus pa的通信。可能的是，第二通信协议也涉及以太网通信，其中使用与第一通信协议相比较低的例如10mbit的数据传输率。在这种情况下，连接装置或输入/输出控制器的用于数据通信的内部装置也
可以根据例如未来的apl标准(高级物理层)来设计。
53.在进一步的实施方式中，物理接口布置在通信控制器和现场设备的第一设备区域的至少一个通信端口之间。借助也可以称为phy并且可以以物理接口模块的形式实现的物理接口，可以进行数据信号的编码或解码形式的处理。附加地或替代地，屏障电路布置在通信控制器和现场设备的第一设备区域的至少一个通信端口之间，其被设计成限制在数据通信期间可以传输到第一设备区域的通信端口的电功率和/或引起电流隔离。以此方式，根据上述屏障装置，可以实现关于数据通信的高度安全性。借助屏障电路可以实现，由于数据通信，在通信端口的区域不会产生火花或点火火花，因此在连接到它的数据线的区域也不会产生火花或点火火花。屏障电路可以具有电气构件，例如至少一个二极管和至少一个用于功率限制的电阻和/或用于电流隔离的变压器或电容器。
54.在具有多个或两个通信端口的现场设备的实施例中，物理端口和/或屏障电路可以布置在每个通信端口和通信控制器之间。
55.如果现场设备如上所述被设计成除了传递或分配电能之外还执行数据通信，则还可以使用以下配置以保持布线复杂度尽可能低。
56.在进一步的实施方式中，现场设备的第一设备区域的输入接头被设计为包括至少一个通信端口的混合接头的形式，以混合线路的形式设计的电源线可以连接到该混合接头。在该设计方案中，输入接头可用于，馈入用于能量供应的电能和传输数据信号。相应地，连接到输入接头的电源线可以同时用作数据线，通过该数据线可以传输用于能量供应的电能和数据信号。
57.如上所述，系统的至少一个现场设备的第一设备区段可以具有至少一个输出接头。另一实施方式提供，至少一个输出接头被设计成包含通信端口的另一混合接头的形式，以混合线路的形式设计的另一电源线可连接至该混合接头。在该设计方案中，输出接头可用于传递用于能量供应的电能和传输数据信号。相应地，连接到输出接头的电源线可以同时用作数据线，通过该数据线可以传输用于能量供应的电能和数据信号。
58.现场设备的第二设备区域的连接装置的输出线接头也可以采用混合接头的形式，通过它可以传输电能和数据信号。相应地，可以连接到此的、可以用于将现场设备连接到现场部件(传感器和/或致动器)的输出线可以被设计为用于传输电能和数据信号的混合线路。
59.关于系统的馈电设备，还可以考虑以下配置。
60.馈电设备可以具有电源输入，馈电设备可以经由该电源输入电连接到电源或直流电源，以便以这种方式由电源供电。馈电设备还可以具有馈电设备限制装置，该馈电设备限制装置设计用于限制经由电源输入供应给馈电设备的电功率。以此方式，可以同时限制由用于向现场设备供应能量的馈电设备提供的电功率。馈电设备限制装置可以被设计成引起电流限制和电压限制。
61.如上所述，馈电设备可以具有电流隔离。电流隔离可以构造在馈电设备限制装置中。
62.在进一步的实施方式中，馈电设备的监测装置具有第一检测器、第二检测器、馈电设备开关装置和控制单元。控制单元可以连接到两个检测器和馈电设备开关装置。第一检测器可以被设计成在发生闭合火花(make-spark闭合火花)时检测电流变化。当电路闭合或
短路时会发生这种火花。第二检测器可以被设计成当打开火花(break-spark断开火花)发生时检测电流变化。当电路打开或断开连接时，可能会出现这种火花。在运行过程中，借助检测器可以检测反映火花产生的电流变化，基于此，控制单元可通过相应地操控馈电设备开关装置来切断对现场设备的电能供应。
63.馈电设备还可以包括用于连接电源线的馈电设备输出接头。馈电设备可以通过该电源线连接到现场设备之一。
64.关于数据通信，系统可以具有更高级别的控制设备，如上所述。在这种情况下，可以认为上级控制设备通过馈电设备连接到现场设备，以便与它们通信或交换数据信号。
65.为此，馈电设备可以设计为进行数据通信。为此，馈电设备可以具有通信输入端，馈电设备可以通过该通信输入端与上级控制设备连接，以便从控制设备接收数据信号和/或将数据信号发送给控制设备。馈电设备还可以包括馈电设备通信控制器、用于对数据信号进行编码和解码的两个物理馈电设备端口、馈电设备屏障电路和馈电设备通信端口。馈电设备可以经由馈电设备通信端口和与其连接的数据线连接到现场设备之一，以便向现场设备发送数据信号和/或从现场设备接收数据信号。物理馈电设备接口中的第一个可以布置在通信输入端和馈电设备通信控制器之间，并且第二物理馈电设备接口可以布置在馈电设备通信端口和馈电设备通信控制器之间。馈电设备屏障电路可以位于馈电设备通信端口和第二物理馈电设备接口之间。馈电设备屏障电路可以被设计成，限制在数据通信期间可以传输的电力和/或引起电流隔离。
66.根据现场设备，馈电设备输出接头可以设计为包括馈电设备通信端口的混合接头的形式，以混合线路形式设计的电源线可以连接到该混合接头。以这种方式，用于能量供应的电能和数据信号可以通过电源线传输。
67.根据本发明的另一方面，提出了一种用于具有馈电设备的系统的现场设备。馈电设备被设计为，提供电能以向现场设备供应电能并且检测电能供应中火花的出现，以便基于此切断电能供应。现场设备具有带有用于连接电源线的输入接头的第一设备区域以及第二设备区域。由所述馈电设备提供的电能通过所述输入接头能够被馈送到所述第一设备区域并且能够通过电能供应连接从所述第一设备区域传输到所述第二设备区域。所述第二设备区域具有连接装置，该连接装置具有至少一个用于连接至少一个输出线的输出线接头，以便传递传输到所述第二设备区域的电能。第一和第二设备区域的电能供应连接具有功率限制装置，所述功率限制装置被设计成，限制在能量传输中能够从所述第一设备区域传输到所述第二设备区域的电功率。
68.上述实施方式、特征和细节可以以对应的方式用于所提出的现场设备。当在系统中使用现场设备时，可以以相同的方式实现上述优点。从这个意义上说，系统的馈电设备可以抑制在故障情况下，在现场设备的第一设备区域的输入接头的区域中和连接到现场设备的电源线的区域中产生具有足够点火的能量的火花或点火火花。现场设备的功率限制装置和由此实现的功率限制可以确保，在故障情况下在连接装置或第二设备区域的至少一根输出线接头的区域中不会出现火花或点火火花，并且因此也在至少一个经由输出线连接到现场设备的连接装置的现场部件(传感器或致动器)的区域中不会出现火花或点火火花。
69.关于上述的包括多个现场设备的系统，以及关于上述现场设备，还指出以下内容。上面解释的具有第一设备区域和第二设备区域的现场设备的结构可以基于现场设备的电
路技术考虑。从防爆角度考虑，现场设备可采用三区域设计。为了区分这些区域，它们在下文中被称为“设备区段”，即第一设备区段、第二设备区段和第三设备区段。第一设备区段包括输入接头和至少一个输出接头(如果存在)，并且第二设备区段包括现场设备的至少一个输出线接头。分别涉及其余现场设备或现场设备的其余组成部分的第三设备区段包括连接到相应接头的电路或电路部件。
70.第一设备区段(输入接头、输出接头)可以对应第一点火保护类型，第二设备区段(输出线接头)可以对应第二点火保护类型，第三设备区段(其余现场设备)可以对应第三点火保护类型。第一、第二和第三种点火保护类型可以彼此不同。根据以上描述，现场设备及其接头可以设计成第一点火保护类型为点火保护类型本质安全ex ib，第二点火保护类型为点火保护类型本质安全ex ia。馈电设备的监测功能也有助于第一设备区段的本质安全ex ib，现场设备内实现的功率限制可有助于第二设备区段的本质安全ex ia。关于第三种点火保护类型，可以考虑具有封装或具有另一种等效设计、例如耐压封装的现场设备的设计方案，使得第三种点火保护类型可以是点火保护类型ex mb或ex db。
71.上文解释的和/或在从属权利要求中再现的本发明的有利设计方案和改进方案可以单独使用或彼此以任何组合使用，除了例如明确的从属关系或不兼容的备选方案的情况。
附图说明
72.上述本发明的特性、特征和优点，以及实现它们的类型和方式将结合以下示例性实施例的描述变得更加清楚和更清楚地理解，这些示例性实施例将结合以下附图进行更详细的解释。附图中：
73.图1示出了包括馈电设备、多个现场设备和多个现场部件的系统；
74.图2示出了该系统的应用场景，其中馈电设备、现场设备和现场部件位于不同的区域中；
75.图3示出了馈电设备的图示；
76.图4示出了根据设计方案的现场设备的图示，其中现场设备具有一个输入接头和一个输出接头；
77.图5示出了现场设备的去耦装置；
78.图6示出了现场设备的接通电流限制器；
79.图7示出了现场设备的隔离装置；
80.图8至11示出了现场设备的功率限制装置的不同设计方案；
81.图12示出了根据另一设计方案的现场设备的图示，其中现场设备具有一个输入接头；
82.图13示出了根据另一设计方案的现场设备的图示，其中现场设备具有一个输入接头和多个输出接头；以及
83.图14示出了从防爆角度来看具有三个设备区段的现场设备的进一步图示。
具体实施方式
84.基于以下示意图，描述了系统的配置，借助于该系统配置，诸如致动器和传感器的
现场部件可以被供应能量并且可以执行与现场部件的通信或现场部件的控制。现场部件在此可能位于爆炸危险区域中。
85.为了进一步说明，图1示出了系统50的示意图。系统50包括馈电设备400、电连接到馈电设备400的多个现场设备100和电连接到现场设备100的多个现场部件600。关于现场部件600，仅指示与现场设备100之一相关的连接。馈电设备400尤其被设计用于提供电能以用于将电能供应给现场设备100并且还供应给现场部件600。电能是直流电。
86.根据图1所示的实施例，系统50包括一系列或一串三个现场设备100，其在图1中被提供有附图标记100-1、100-2、100-3，并且以下也被称为第一现场设备100-1、第二现场设备100-2和第三现场设备100-3。除此之外，系统50可以包括不同的或更多数量的现场设备100(未示出)。
87.馈电设备400与现场设备100之间或现场设备100彼此之间的电连接经由电源线500建立。如图1所示，馈电设备400经由电源线500连接到第一现场设备100-1。分别经由另外的电源线500，将第一现场设备100-1连接到第二现场设备100-2并且将第二现场设备100-2连接到第三现场设备100-3。
88.电源线500连接到馈电设备400和现场设备100的相应接头。馈电设备400具有馈电设备输出接头420，由馈电设备400提供的电能可以经由该馈电设备输出接头输出。现场设备100具有一输入接头110和一输出接头111。现场设备100的输入接头110用于将电能馈送到现场设备100中，而输出接头111用于将引入的电能或其一部分传递到另外的现场设备100。
89.将馈电设备400连接到第一现场设备100-1的电源线500连接到馈电设备400的馈电设备输出接头420和第一现场设备100-1的输入接头110。关于第一和第二现场设备100-1、100-2之间以及第二和第三现场设备100-2、100-3之间的连接，相应的电源线500连接到第一现场设备100-1的输出接头111和第二现场设备100-2的输入接头110或到第二现场设备100-2的输出接头111和第三现场设备100-3的输入接头110。电源线500可以具有用于传输电能的电导体或电线和在其端部具有相应触点的插头连接器(未示出)，借助于它们可以插入电源线500以连接到相应的接头。
90.现场设备100还被设计成，与系统50的外部现场部件600建立电连接，如图1中仅参考第一现场设备100-1所示。以此方式，现场部件600可以通过馈电设备400提供的并传输至现场设备100的电能被供电。现场部件600可以是系统50的传感器和/或致动器。
91.现场设备100具有用于连接输出线510的多个输出线接头165。除了图1所示的每个现场设备100具有四个输出线接头165的配置之外，现场设备100可以设计为具有不同或更多数量的输出线接头165(未示出)。现场部件600可以经由输出线510连接到现场设备100。对应于电源线500，输出线510可以具有在其端部包括相应触点的电线和插头连接器(未示出)，借助于它们可以插入输出线510以连接到现场设备100的输出线接头165和现场部件600的相应接头。
92.馈电设备400提供的电能可以通过将馈电设备400连接到第一现场设备100-1的电源线500引入到第一馈电设备100-1中。从这里开始，电能可以从第一现场设备100-1传递到第二现场设备100-2，并且从那里经由连接相应现场设备100的电源线500传递到第三现场设备100-3。引入到各个现场设备100中的电能也可以经由连接到现场设备100的输出线510
被传递或进一步分配到现场部件600。在这种情况下，现场设备100可以用作现场部件600的能量分配器。
93.除了馈电设备400、现场设备100和现场部件600之外，系统50还具有上级的并且用于控制系统50的控制设备700。控制设备700尤其用于使用控制数据或控制信号来控制致动器，这特别基于来自传感器的传感器数据或传感器信号来执行。相应地，系统50被设计成进行数据通信，以便尤其能够在控制设备700和现场部件600之间进行数据交换。数据通信可以发生在现场设备100和连接到它们的现场部件600之间、现场设备100彼此之间、第一现场设备100-1和馈电设备400之间以及控制设备700和馈电设备400之间。从这个意义上讲，馈电设备400可以充当控制设备700和现场设备100之间的通信中介，而现场设备100本身又可以充当馈电设备400和现场部件600之间的通信中介。
94.为了保持较低的布线工作量，数据通信发生在馈电设备400和现场设备100之间，或者馈电设备400和第一现场设备100-1之间以及现场设备100彼此之间，以及现场设备100和现场部件600之间的数据通信经由与用于电能供应相同的端口和线路进行。在这方面，馈电设备400的馈电设备输出接头420和现场设备100的输入接头110、输出接头111和输出线接头165用作混合接头，用于能量供应的电能和数据信号均可以通过该混合接头传输。以相应的方式，电源线500和输出线510用作传输电能和数据信号的混合线路。关于此的更多细节在下面更详细地解释。
95.图2说明了可以考虑用于系统50的可能的应用场景。在这种情况下连接到现场设备100的现场部件600位于第一区域10中。第一区域10是有爆炸危险的区域。作为空气和可燃气体、蒸气、薄雾或粉尘的混合物的危险爆炸性气氛可以连续地、长时间地或频繁地存在于第一区域10中。根据atex指令，第一区域10可以例如是区0/20。现场设备100布置在第二区域11中。与第一区域10相比，第二区域11是爆炸风险较小的区域。在第二区域11中，危险的、具有潜在爆炸性的气氛偶尔会作为空气和可燃气体、蒸汽、薄雾或灰尘的混合物形成。根据atex指令，第二区域11可以例如是区1/21。馈电设备400位于第三区域12。与其他区域10、11不同，第三区域12是爆炸风险很小或没有爆炸风险的区域。在第三区域12中，作为空气和可燃气体、蒸汽、薄雾或灰尘的混合物的有危险爆炸性气氛不会出现，或者很少出现并且持续时间很短。根据atex指令，第三区域12可以例如是区2/22。
96.图2中所示的应用场景可以一方面通过监测现场设备100的电能供应实现，以便在故障情况下通过快速切断能源供应来熄灭发生的火花，另一方面通过提供现场设备100的功率限制配置实现。在此上下文中，馈电设备400和现场设备100可以如下所述配置。
97.图3示出了根据可能的实施例的系统50的馈电设备400的图示。在电能的提供方面，馈电设备400具有电源输入端401，馈电设备400可以通过该电源输入端与未示出的电源或直流电源电连接，并且以此方式可以由电源馈电。另一个组成部分是馈电设备限制装置403。馈电设备限制装置403被设计成在电能供应中经由馈电设备输出接头420将电功率传递给现场设备100(或根据图1中的图示到第一现场设备100-1并且经由它到另外的现场设备100)之前限制经由电源输入端401供应给馈电设备400的电功率。电流限制和电压限制可以借助馈电设备限制装置403来实现。此外，馈电设备400可以具有电流隔离，其可以形成在馈电设备限制装置403中。
98.馈电设备400还具有监测装置410，该监测装置设计用于检测由于故障导致现场设
备100的电能供应中的火花的出现并且据此切断电能供应。在这种情况下，检测和切断以低延迟进行，以防止可能通过相关能量或具有足以点燃的能量产生火花或点火火花。
99.如图3所示，监控装置410具有第一检测器411、第二检测器412、馈电设备开关装置413以及连接两个检测器411、412和馈电设备开关装置413的控制单元414。第一检测器411可以被设计成在发生闭合火花(make-spark闭合火花)时检测电流变化。这种火花可能是由电路闭合或电路短路引起的。此处发生的电流变化可以是电流随时间的增加(即+di/dt)。第二检测器412可以被设计成当打开火花(break-spark断开火花)发生时检测电流变化。这种火花可能是通过打开或断开电路来产生。发生的电流变化可以是电流随时间的减少(即-di/dt)。
100.在监测装置410的操作期间，可以借助于第一和第二检测器411、412来检测表征火花产生的电流变化并因此检测火花的产生。基于此，控制单元414可以通过适当地操控馈电设备开关装置413来切断现场设备100的电能供应。这与火花熄灭有关，因此火花持续时间受到限制。
101.在图3中示出了馈电设备400的内部电导体471，电能可以经由其在馈电设备400内传输，并且馈电设备400的组成部分(包括馈电设备输出接头420)经由其彼此连接。对于馈电设备输出接头420，两个内部导体471被引导并连接至馈电设备输出接头420的两个接头触点421。接头触点421可以通过用于连接到馈电设备输出接头420的电源线500(参见图1)的插头连接器的触点接触(未示出)，因此，由馈电设备400提供的电能可以通过相关电源线500被传递。
102.图4示出了根据可能的第一实施例的系统50的现场设备100的图示。该图示以及以下描述可以应用于系统50的所有现场设备100。现场设备100具有第一设备区域101和第二设备区域102。第一设备区域101具有上述的并且用于连接电源线500的接头，即输入接头110和输出接头111。借助于馈电设备400提供的电能可以经由输入接头110引入到现场设备100的第一设备区域101中。电能可以经由输出接头111输出并且传输到另外的现场设备100。在图4中还示出现场设备100的内部电导体171，电能可经由内部电导体在现场设备100内传输或传递，并且现场设备100的组成部分、例如输入接头110和输出接头111经由内部电导体彼此连接。内部导体171可以是导电迹线的形式。
103.输入接头110具有两个接头触点115，它们连接到两个内部电导体171。输出接头111也具有两个接头触点116，它们连接到两个内部电导体171。输入接头110和输出接头111的应用在电能供应范围中的接头触点115、116可以分别与用于连接到输入接头110和输出接头111的电源线500(参见图1)的插头连接器的触点接触(未示出)，由此电能可以通过相应的电源线500馈入或传递。
104.如图4所示，第二设备区域102具有连接装置160，其包括用于连接输出线510的输出线接头165。现场设备100可以经由输出线接头165和与其连接的输出线510连接到现场部件600(参见图1、2)。连接装置160还包括连接到输出线接头165的输入/输出控制器161，其可应用在如下文进一步描述的数据通信的范围中。第一设备区域101和第二设备区域102经由电能供应连接170连接，经由输入接头110馈入第一设备区域101的电能经由该电能供应连接传输至第二设备区域102，并因此可以传输至具有输出线接头165的连接装置160。如图4所示，引入第二设备区域102的电能可以通过输入/输出控制器161或通过输入/输出控制
器161，或者也可以经过输入/输出控制器161或与输入/输出控制器161并联(未示出)地传导到输出线接头165。基于此，电能可以被传递到现场部件600。
105.如图4所示，除了内部电导体171之外，现场设备100的电能供应连接170还包括功率限制装置300。位于输入接头110和连接装置160或输入/输出控制器161之间的功率限制装置300被设计为，限制在能量传输方面可以从第一设备区域101传输到第二设备区域的最大电功率102。借助功率限制装置300可以实现电流限制和电压限制。功率限制以这样的方式设计，即考虑到所有下游储能器(未示出)可用电能不足，以在故障情况下产生火花或点火火花。功率限制装置300的可能配置将在下面参考图8至图11更详细地解释。
106.关于电能供应，系统50使用不同的并且分别实现高度安全性的保护机制，因此图2中所示的应用场景是可能的。在馈电设备400的监测装置410的帮助下，可以可靠地检测在现场设备100的电能供应中在现场设备100的第一设备区域101的输入接头110和输出接头111区域中和与其连接的电源线500的区域中由于故障出现的火花，并且基于此可以以低延迟关闭电能供应以熄灭火花。如上所述，以这种方式实现的火花持续时间限制防止在输入接头110、输出接头111和电源线500的区域中以足够点火的能量产生火花或点火火花。以此方式，现场设备100可以根据atex指令布置在区1/21中(根据图2的第二区域11)。
107.关于现场设备100的第二设备区域102，借助功率限制装置300限制可以从第一设备区域101传输到第二设备区域102的最大电功率。这可以高度可靠地确保可用电能受到限制，以便在发生故障时，现场设备100的第二设备区域102的连接装置160或输出线接头165、输出线510和经由输出线510连接到现场设备100的现场部件600的区域不会以足够点火的能量产生火花或点火火花。结果，现场部件600可以根据atex指令布置在区0/20中(根据图2的第一区域10)。
108.由于现场设备100的电能供应的监测和现场设备100内的功率限制，还可以为电源线500和输出线510以及为布置到线路500、510上的插头连接器提供简单且廉价的设计。还存在将相对高的电功率引入到现场设备100的第一设备区域101中的可能性。
109.基于图4所示的现场设备100可看出对于系统50的现场设备100可以考虑的进一步的特征和细节。根据图4所示的实施例，第一设备区域101具有开关装置180。用于将电能引入第一设备区域101的输入接头110和用于引出或传递电能的输出接头111经由开关装置180和内部电导体171彼此连接。电能的传递可以借助开关装置180来切换。在这种配置中，通过相应地操控布置在输入接头110和输出接头111之间的开关装置180可以引起输入接头110和输出接头111断开和连接，由此通过输出接头111可以灵活控制电能的传递。
110.图4中所示的现场设备100的第一设备区域101还具有布置在输入接头110和功率限制设备300之间的去耦装置200。去耦装置200被设计成，提供现场设备100关于对火花产生的检测的预定输入阻抗。由此，现场设备100可以具有已知的和可预测的电气特性，因此在故障情况下可以由馈电设备400以高水平的可靠性和准确性检测火花的产生。
111.图5示出去耦装置200的可能配置。去耦装置200包括具有电感230和电容组件240的lc低通滤波器，电容组件并联连接到电感230的一端，并且包括电感230的线路路径经由其连接到另一线路路径。在电感230的与其相反的端部有与电感器230串联连接的另一组件210。根据图5所示的配置，另一组件210包括两个串联连接的二极管211并且因此也可以被称为二极管组件。去耦装置200的另一个组成部分是与电感230并联连接的电压限制装置，
根据图5所示的配置，该装置以由两串串联连接的二极管211组成的钳位电路220的形式实现，其中串和二极管211彼此并联连接。电容组件240具有两个相互并联的电容器241。
112.预设的输入阻抗由去耦装置200的电感230和电容组件240预先给定。另一组件210用于预设电流流动方向。电压限制装置或钳位电路220用于规定电感230两端的最大电压降，并且在电压超过的情况下，例如由于在电感230一端上内部电导体171的中断，将多余的电压转化为热量。
113.图5还图示了在第一设备区域101中为图4中所示的现场设备100(以及因此系统50的所有现场设备100)提供接通电流限制器250的可能性。接通电流限制器250可以布置在去耦装置200和输入接头110之间，如图5中根据去耦装置200的上方或输入侧的位置所示。作为对此的替代，接通电流限制器250可以布置在去耦装置200和功率限制装置300之间，如图5中根据去耦装置200的下方或输出侧的位置所示。
114.接通电流限制器250被设计为，在电能供应开始时限制接通电流。以此方式，可以避免在电能供给开始时在一个或多个现场设备100中出现高的或过大的接通电流，结果用于监测的馈电设备400错误地切断供电，尽管没有火花被生成。例如，在接通电流限制器250的帮助下，可以实现可能存在的任何局部电容(未示出)的缓慢充电。
115.如果接通电流限制器250布置在去耦装置200和输入接头110之间(图5中的上部位置)，则接通电流限制器250可能需要符合安全要求，例如关于提供冗余。相反，在接通电流限制器250布置在去耦装置200和功率限制装置300之间(图5中的较低位置)的情况下，对于接通电流限制器250的要求可能不那么严格，因此可以根据简单的配置来实现。
116.图6示出了接通电流限制器250的一种可能设计。接通电流限制器250具有相互串联连接的电阻器251和晶体管252。晶体管252可以是常闭的n沟道fet(场效应晶体管)。接通电流限制器250的另一个组成部分是调节器253。调节器253被设计成，测量流过电阻251的电流，并且根据此通过相应地操控晶体管252的栅极来调节晶体管252两端的电压降，使得避免过大电流的出现。
117.对于系统50的现场设备100，也可以考虑具有电流隔离的设计。为了说明，图4示出了具有隔离装置131的现场设备100的第一设备区域101的可能实施例，隔离装置布置在去耦装置200和功率限制装置300之间并且通过该隔离装置可以实现电流隔离。以此方式，馈入第一设备区域101的电能可以在分开的电路上引导，因此可以促进系统50的可靠和安全操作。
118.图7示出了隔离装置131的可能配置。隔离装置131具有布置在输入侧的逆变器335和布置在逆变器335下游的隔离组件330，隔离组件包括引起电隔离的变压器331和在其下游连接的整流器332和与整流器332并联的平滑电容器333。借助逆变器335，可以将作为直流电存在的电能转换成交流电并馈送到变压器331。变压器331输出的交流电可以借助于整流器332和平滑电容器333进行整流和平滑，使得隔离装置131的输出侧再次出现直流电。
119.如上所述，还可以在馈电设备400中实施电流隔离，例如在馈电设备限制装置403中(参见图3)。以此方式，现场设备100也可以在没有电流隔离的情况下并因此在没有隔离装置131的情况下实现。在馈电设备400配置有电流隔离的情况下，这可以根据图7所示的电路图来实现。
120.图4中所示的现场设备100或其第一设备区域101还具有内部电源件132，其可以通
过供应给第一设备区域101的电能来供电。通向内部电源件132并由内部电导体171形成的电流支路在此可以如图4所示，形成在去耦装置200或隔离装置131和功率限制装置300之间。内部电源件132可以用于向现场设备100的内部装置供应电能，例如在数据通信的范畴中使用的且下面将描述的通信控制器150。
121.现场设备100的连接到第二设备区域102的连接装置160的功率限制装置300的可能配置将参考下面的图8至11描述。在此要指出的是，所示电路图应视为原理电路图。在这方面，可以用具有相同效果的其他部件和装置替换各个电路图中所示的部件和装置和/或为所示的部件和装置提供不同的配置或布置。
122.图8示出功率限制装置300的可能设计，如可以考虑用于图4中所示的现场设备100(以及系统50的所有现场设备100)。借助功率限制装置300可以实现电流限制和电压限制。功率限制装置300具有布置在输入侧的保护装置310、布置在保护装置310的下游的电压限制装置320和布置在电压限制装置320的下游的在输出侧的第一电流限制装置311。与第一电流限制装置311串联的保护装置310包括可选的保护电阻317和与保护电阻317串联的保险丝316。保护电阻317也可以省略。第一电流限制装置311包括电阻315。电压限制装置320包括两个彼此并联连接的电压限制构件或半导体构件，包括保护装置310和第一电流限制装置311的线路路径通过电压限制装置与根据图8的图示仅包括内部电导体171的另一线路路径连接。在这里所示的实施例中，为两个齐纳二极管321。
123.在图8所示的功率限制装置300中，第一电流限制装置311的电阻315起到限流的作用。可以通过保护装置310的保险丝316和可选的保护电阻317来实现对电压限制装置320或其齐纳二极管321的保护。对于电压限制，在功率限制装置300中齐纳二极管321反向工作，从而将施加在两个导通路径上的电压限制在通过齐纳二极管321预先设定的极限电压内。如果超过电压，则齐纳二极管321导通，由此可以将过电压转化为热。
124.图9示出功率限制装置300的另一设计，如其用于图4中所示的现场设备100(以及系统50的所有现场设备100)。功率限制装置300用于实现电流限制和电压限制，并且还具有电流隔离。图9所示的配置包括图7和图8所示的电路图的组合。
125.如图9所示，功率限制装置300在输入侧包括逆变器335，其后依次是保护装置310、隔离组件330以及第二电流限制装置312和电压限制装置320的组合。保护装置310具有上面参考图8解释的结构，其具有可选的保护电阻317和与其串联连接的保险丝316。隔离组件330具有上面参考图7解释的结构，其具有变压器331、与其连接的整流器332和与其并联连接的平滑电容器333。第二电流限制装置312包括保险丝316和与保险丝316串联的电阻315。根据图8所示的配置，电压限制装置320具有两个并联连接的电压限制构件，在此再次呈齐纳二极管321的形式，包括第二电流限制装置312的线路路径经由电压限制构件连接到另一个线路路径。齐纳二极管321在第二电流限制装置312的保险丝316和电阻315之间的区域中连接到包括第二电流限制装置312的线路路径。
126.在图9所示的功率限制装置300中，电流隔离由隔离组件330的变压器331实现。借助逆变器335，可以将作为直流电存在的电能转换成交流电并通过保护装置310馈送到变压器331。变压器331输出的交流电可以借助于整流器332和平滑电容器333进行整流和平滑，从而直流电存在于隔离组件330的输出侧，从而也存在于功率限制装置300的输出侧。第二电流限制装置312的电阻315用于引起限流。经由保护装置310的保险丝316和可选的保护电
阻317可以保护变压器331，并且经由第二电流限制装置312的保险丝316可以保护电压限制装置320。其中齐纳二极管321反向操作的电压限制装置320用于实现电压限制。
127.借助于图4所示的现场设备100的功率限制设备300，可以实现关于连接装置160的输出线接头165的共同电流限制和电压限制。这可以借助于图8和图9中所示的功率限制装置300的配置来实现。如图4所示，通过功率限制装置300传输的电能可以进一步通过连接到功率限制装置300的输入/输出控制器161传导到输出线接头165，以便通过与其相连的输出线510为现场部件600供电(参见图1、2)。为此，输入/输出控制器161或连接装置160可以具有带有电导体的合适配置，以便通过输入/输出控制器161将电能传导至各个输出线接头165。在替代实施例中，电能可以经由对应的电导体经过输入/输出控制器161或与输入/输出控制器161平行地传导到输出线接头165(均未示出)。
128.此外，可以设想功率限制装置300的如下配置，利用该配置可以实现多个独立的并且可能不同的电流限制和/或多个独立的并且可能不同的电压限制。以这种方式，关于单个或多个输出线接头165可以存在单独的并且可能不同的电流限制和/或电压限制。
129.例如，有可能以这样的方式设计功率限制装置300，即对于输出线接头165，存在共同的电压限制和多个小规模或细分的电流限制。为了说明，图10示出了功率限制装置300的进一步可能的配置，如对于图4中所示的现场设备100(以及因此系统50的所有现场设备100)可以想到的。功率限制装置300在输入侧具有保护装置310，在其下游接着是电压限制装置320和第三电流限制装置313。
130.保护装置310具有上面参考图8解释的结构，其具有可选的保护电阻317和与其串联连接的保险丝316。根据图8所示的配置，电压限制装置320包括两个电压限制构件，同样是齐纳二极管321的形式，包括保护装置310的线路路径经由电压限制构件连接到另一线路路径。关于包括多个并联连接的电阻315的第三电流限制装置313，包括保护装置310的线路路径被划分或细分为多个另外的线路路径，每个线路路径具有第三电流限制装置313的电阻315，并且每个线路路径设置用于连接到连接装置160的一个或多个输出线接头165。
131.在图10所示的功率限制装置300中，第三电流限制装置313的电阻315起电流限制作用，电压限制装置320的反向操作齐纳二极管321起电压限制作用。电压限制装置320可以通过保护装置310的保险丝316和可选的保护电阻317来保护。通过分开的第三电流限制装置313可对单个和/或多个输出线接头165或输出线接头165组引起单独的以及(如果在第三电流限制装置313中使用的不同大小的电阻器315)不同大小的电流限制。
132.参考图10所示的功率限制装置300，也可以将其设计为具有额外的电流隔离。为此，类似于图9中所示的实施例，可以使用额外的构件、例如逆变器335和隔离组件330。在这种情况下，逆变器335可以布置在保护装置310的上游，并且隔离组件330可以布置在保护装置310和电压限制装置320之间。还可以在电压限制装置320的上游布置保险丝316(分别未示出)。
133.如上所述，现场设备100的功率限制装置300也可以这样设计，即除了电流限制(即共同的电流限制或多个单独的电流限制)之外对于单个的或多个的输出线接头165能引起多个单独的和可能不同的电压限制。为此，功率限制装置300可以具有多个划分或细分的线路路径和可能引起不同的电压限制的多个电压限制装置320，通过它们分别连接两个线路路径。以相应的方式，可以提供额外的电流隔离，例如使用图9中所示的构件(分别未示出)。
134.还参考在系统50的现场设备100或馈电设备400中不提供电流隔离的可能性。在这种情况下，现场设备100可以设计有接地连接以便能够安全操作。可以在功率限制装置300的区域中提供接地连接。为了说明，图11示出功率限制装置300的进一步设计，如可用于图4所示的现场设备100(以及系统50的所有现场设备100)。来自图11的功率限制装置300基本上对应于图8中所示的配置并且另外在内部电导体171上或线路路径上具有接地连接325。如果使用具有对应于图10的结构或不同结构的功率限制装置300，也可以在此处构造相应的接地连接325(未示出)。
135.如上所述，除了向现场设备100和连接到它们的现场部件600供电之外，系统50还用于执行数据通信，例如将可以由上级控制设备700输出的控制数据或控制信号传输到致动器以及从传感器接收传感器数据或传感器信号并将它们传输至控制设备700。
136.为此，现场设备100可以具有如图4所示的用于现场设备100之一的结构和组成部分。在这种情况下，第一设备区域101具有第一通信端口120、第二通信端口121和通信控制器150。通信控制器150可以是单片的或分立的。数据信号可以通过第一通信端口120发送和接收，也可以通过第二通信端口121发送和接收。第一通信端口120经由现场设备100的第一屏障电路140、第一物理端口145和内部数据线176连接到通信控制器150。第二通信端口121经由现场设备100的第二屏障电路141、第二物理端口146和内部数据线176连接到通信控制器150。由此，通信控制器150可以通过第一通信端口120和第二通信端口121发送和接收数据信号。
137.现场设备100的内部数据线176可以具有多个电导体，例如呈导电迹线(未示出)的形式。第一和第二屏障电路140、141被设计为，限制在数据通信过程中可以传输到第一设备区域101的第一或第二通信端口120、121的电功率和/或引起电流隔离。因此可以避免由于数据通信而在通信端口120、121的区域中以足够点火的能量出现火花或点火火花。以此方式，可以实现关于数据通信的高度安全性，鉴于图2所示的应用场景，可以将现场设备100布置在atex指令的区1/21中(根据图2的第二区域11)。出于功率限制的目的，第一和第二屏障电路140、141可以包括电子构件、如至少一个二极管和至少一个电阻。电流隔离可以通过具有变压器或电容(均未示出)的第一和第二屏障电路140、141的实施例来实现。可以以物理端口模块的形式体现的第一和第二物理端口145、146用于处理，即编码或解码数据信号。如果需要，第一和第二物理端口145、146可以各自具有额外的能量限制的屏障电路(未示出)。
138.图4还示出输入接头110以包括第一通信端口120的混合接头的形式实现。以相应的方式，输出接头111被设计为包括第二通信端口121的另一混合接头的形式。在该配置中，输入接头110和输出接头111既可以用于馈入和/或传输用于能量供应的电能，也可以用于传输数据信号。以相应的方式，连接到输入接头110和输出接头111的电源线500(参见图1)可以同时用作数据线，通过它们可以传输用于能量供应的电能和数据信号。与此相匹配的是，电源线500可以具有相应的电导体或用于数据传输的芯线，设置在电源线500的端部的插头连接器可以具有与通信端口120、121对应通信端口(未示出)。由此可以将系统50中的布线复杂性保持在低水平。
139.系统50的现场设备100或其通信控制器150可以经由输入接头110和输出接头111接收和发送数据信号。以此方式，现场设备100彼此之间以及现场设备100与馈电设备400之间的数据通信是可能的。后者可以通过系统50的第一现场设备100-1进行，如图1所示，通过
连接到输入接头110的电源线500与馈电设备400连接。
140.图4还示出了第一设备区域101的通信控制器150经由通信连接175连接到第二设备区域102的连接装置160或输入/输出控制器161。由此，通信控制器150可以通过连接装置160接收和发送数据信号。以这种方式，通信控制器150和现场部件600之间的数据通信是可能的，现场部件可以经由输出线510连接到连接装置160的输出线接头165(参见图1)。在这种情况下，数据通信可以通过连接装置160的输入/输出控制器161发生。
141.如图4所示，除了现场设备100的相应的内部数据线之外，通信连接175还包括屏障装置155，其可以包括导电迹线(未示出)形式的电导体。屏障装置155被设计成，限制在数据通信期间可以从通信控制器150传输到连接装置160的电力和/或引起电流隔离。
142.在系统50的现场设备100中使用屏障装置155还用于提供关于数据通信的高度安全性。借助屏障装置155可以实现，限制数据通信过程中可以引入到现场设备100的第二设备区域102的电功率。这可以确保，由于数据通信，在现场设备100的第二设备区域102的连接装置160或输出线接头165、输出线510和经由输出线510连接到现场设备100的现场部件600的区域中没有以足够点火的能量引起火花或点火火花。结果，现场部件600可以根据图2所示的应用场景布置在atex指令的0/20区(根据图2的第一区域10)，并且现场设备可以位于atex指令的1/21区(根据图2的第二区域11)。
143.通信连接175的屏障装置155可以是数字隔离器的形式，例如光耦合器或磁耦合器(未示出)。在这样的配置中，通过屏障装置155可以实现可靠和安全的功率限制以及电流隔离。
144.图4中所示的能够使通信控制器150与现场部件600通信的输入/输出控制器161可以被设计成，通过连接装置160或通过其输出线接头165控制数据信号的发送和接收。输入/输出控制器可以预先通过通信连接175从通信控制器150接收这样的数据信号，或者随后将它们传递给通信控制器150。
145.在这种情况下，来自通信控制器150并由输入/输出控制器161接收的数据信号(例如控制数据)可以借助于输入/输出控制器161继续发送到现场部件600(例如致动器)。此外，来自现场部件600(例如传感器)并且由输入/输出控制器161接收的数据信号(例如传感器数据)可以借助输入/输出控制器161被进一步发送到通信控制器150。如果需要，还可以在发送前由输入/输出控制器161转换或处理分别接收到的数据信号。
146.输入/输出控制器161还可以被设计成，对在电能供应方面进行的经由输出线接头165将电能传递到现场部件600进行控制。以此方式，可以灵活地确定经由连接装置160的电能分配。这例如可以由通信控制器150来控制，通信控制器为此可以将相应的数据信号或控制数据传输到输入/输出控制器161。这样的控制数据可以由系统50的更高级别的控制设备700产生或者可以基于由控制设备700产生的控制数据。在上述应用中，通信控制器150和输入/输出控制器161之间的通信例如可以根据预设的通信协议并通过通信控制器150和输入/输出控制器161的未示出的端口进行。
147.此外，例如可以借助于通信控制器150操控图4中所示的开关装置180以经由现场设备100的输出接头111传输电能。这也可以基于上位控制设备700生成的可由通信控制器150接收的控制数据。
148.如上所述，系统50的馈电设备400被包括在数据通信的范畴中。为此，可以使用图3
所示的馈电设备400的结构。在此，馈电设备400具有通信输入端405。馈电设备400可以经由以馈电设备400的接头的形式实现的通信输入端405连接到系统50的上级控制设备700。以此方式，馈电设备400可以接收来自控制设备700的数据信号，并将其传送至控制设备700。馈电设备400还具有馈电设备通信端口425，经由馈电设备通信端口可以发送和接收数据信号，并且馈电设备400经由馈电设备通信端口与现场设备100通信，即可以与第一现场设备100-1通信并且经由第一现场设备与其他现场设备100通信(见图1)。馈电设备400的另一组成部分是馈电设备通信控制器450，其经由馈电设备400的第一物理馈电设备端口445和内部数据线476连接到通信输入端405。此外，馈电设备通信控制器450通过第二物理馈电设备端口446、馈电设备屏障电路430和内部数据线476连接到馈电设备通信端口425。以此方式，馈电设备通信控制器450可以通过通信输入端405并通过馈电设备通信端口425发送和接收数据信号。
149.第一和第二物理馈电设备端口445、446分别用于编码和解码数据信号。馈电设备屏障电路430被设计成限制在数据通信过程中可以传输到馈电设备通信端口425的电功率和/或实现电流隔离。由此，可以进一步促进数据通信的安全执行。馈电设备屏障电路430可以具有例如至少一个二极管和至少一个用于功率限制的电阻和/或用于电流隔离的变压器或电容器(未示出)的构件。
150.根据现场设备100，馈电设备输出接头420以包括馈电设备通信端口425的混合接头的形式实现。因此，馈电设备输出接头420可用于传输电力和数据信号。此外，混合线形式的电源线500可以连接到馈电设备输出接头420，其可以具有插头连接器，该插头连接器具有对应于馈电设备通信端口425的通信端口(未示出)。以这种方式，馈电设备400可以连接到现场设备100之一(或根据图1连接到第一现场设备100-1)以便能够传输电能和交换数据信号。
151.图3所示的馈电设备400的结构使得馈电设备400与控制设备700之间以及馈电设备400与现场设备100之间(通过第一现场设备100-1，参见图1)进行数据通信成为可能。现场设备100也可以相互通信并与连接到它们的现场部件600通信。以这种方式，控制设备700和现场部件600之间经由馈电设备400和现场设备100的数据通信是可能的。
152.下面描述进一步可能的变型和配置，其可以参考系统50的组成部分例如现场设备100来考虑。匹配的特征和细节以及相同和相同作用的部件在下面不再详细描述。关于这方面的细节，请参见以上描述。此外，关于一种配置提及的方面和细节也可以用于关于另一种配置并且两种或更多种配置的特征可以彼此组合。
153.关于系统50的现场设备100，可以考虑与图4不同的配置，其中用于连接电源线500的接头数量不同。
154.为了说明，图12示出了根据第二实施例的现场设备100的图示。与图4所示的实施例相反，图12所示的现场设备100没有输出接头111。相应地，也缺少了诸如切换装置180、第二通信端口121、第二屏障电路141和第二物理端口146的组成部分。对应于图4的配置，图12的现场设备100的输入接头110可以用于将电能馈送到现场设备100或其第一设备区域101中并且用于数据通信。
155.图12中所示的现场设备100可以用作终端设备并且可以例如用在一排或一行现场设备100的端部，以便仅将提供给现场设备100的能量传递到现场部件600，并且通过现场设
备100与现场部件600进行数据通信。在这方面，例如，对应于图12的配置可以用于图1所示的第三现场设备100-3。
156.图13示出了根据第三实施例的现场设备100的图示。与图4中所示的实施例相反，图13中所示的现场设备100具有(至少)一个另外的输出接头112。另外的输出接头112对应于输出接头111呈混合接头的形式并且除了在电能供应的范围内使用的接头触点117之外还具有另外的通信端口122。另外的通信端口122经由另外的屏障电路142、另外的物理接头147和现场设备100的内部数据线176连接到通信控制器150。以此方式，通信控制器150也可以通过另外的通信端口122发送和接收数据信号。另外的屏障电路142根据第一和第二屏障电路140、141设计为，限制在数据通信过程中可以传输到第一设备区域101的另外的通信端口122的电功率和/或引起电流隔离。另外的物理端口147用于处理，即用于编码或解码数据信号。
157.图13中所示的现场设备100可以经由第一输出接头111和另外的输出接头112并且使用与其连接的两条电源线500连接到两个另外的现场设备100(未示出)。经由两个输出接口111、112和相应的电源线500可以实现电能的传递和数据通信。在这个意义上，图13所示的现场设备100可以用作能量供应和数据通信的分配器。
158.通过使用具有根据图13的实施例的一个或更多个现场设备100和具有根据图4的实施例的多个现场设备100，可以因此建立具有多行或多串现场设备100的系统50。具有根据图12的配置的现场设备100可以在这样的串的末端使用(分别未示出)。
159.在图13所示的实施例中，第一设备区域101还具有另外的开关装置181。现场设备100的输入接头110和另外的输出接头112通过现场设备100的另外的开关装置181和内部电导体171彼此连接。以此方式，可以控制经由另外的输出接头112的电能的传递。
160.参考图13中所示的现场设备100，可以提供多个另外的输出接头112，其分别具有另外的通信端口122，并且以相应的方式提供多个另外的屏障电路142和物理端口147以用于相应地将另外的通信端口122连接到通信控制器150，如图13中借助于屏障电路141、142之间的区域中的点示出。以相应的方式，可以提供多个另外的开关装置181，输入接头110和另外的输出接头122分别经由这些开关装置连接，以便控制电能的传递。
161.关于数据通信，还可以提供参考图4、12和13解释的现场设备100的以下配置。现场设备100可以被设计成，执行根据第一通信协议经由第一设备区域101的通信端口120、121、122和物理端口145、146、147的数据通信，并且执行根据不同于第一通信协议的第二通信协议的经由第二设备区域102的连接装置160的数据通信。为此，连接装置160或输入/输出控制器161可以具有相应的端口或物理端口(未示出)。
162.以这种方式，现场设备100和现场部件600之间的数据通信可以与其余数据通信分离，其余数据通信可以包括现场设备100彼此之间以及现场设备100和上级控制设备700之间通过馈电装置400的数据交换。例如，这允许针对不同的要求进行不同的设计。例如，现场设备100和现场部件600之间的数据通信可以以比其余数据通信更低的数据传输速率进行。
163.第一通信协议例如可以涉及具有例如100mbit的数据传输速率的以太网通信，例如ethercat。第二通信协议例如可以涉及根据hart或profibus pa的通信。第二通信协议也可以涉及以太网通信，其中与第一以太网通信协议相比使用例如10mbit的较低数据传输率。在此上下文中，连接装置160或输入/输出控制器161的用于数据通信的内部部件必要情
ia。关于第三设备区段803和第三点火保护类型，可以将现场设备100设计为具有浇注封装或等效配置，例如防火封装，使得第三点火保护类型可以是点火保护类型ex mb或ex db。
171.除了上面描述的和图中所示的实施方式之外，可以想到能包括特征的进一步修改和/或组合的其他实施方式。
172.一种可能的变型包括例如设计为图4和13中所示的没有开关装置180、181的现场设备100。以此方式，输入接头110可以仅经由内部电导体171连接到输出接头111、112，并且不能通过输出接头111、112控制电能传递。
173.参照图中所示的接头，例如现场设备100的输入接头110和输出接头111、112以及馈电设备400的馈电设备输出接头420可能的是，这些接头除了两个接头触点115、116、117、421之外具有额外的接地触点。
174.代替齐纳二极管321，可以在功率限制装置300中(参见图8、9、10、11)使用适合电压限制的另外的构件或半导体构件，例如晶闸管。
175.对于图5所示的去耦装置200，可以用其他构件或半导体构件代替另外的组件210和/或钳位电路220的二极管211。
176.结合图3所示的馈电设备400需要指出的是，图3所示的用于能量限制的馈电设备限制装置403可以采用与图8或图9所示电路图对应的结构。
177.关于馈电设备400，与图2不同，也能根据atex指令将其布置在区1/21中(图2中的第二区域11)。馈电设备400可以设计成对应于此。进一步地，可以例如在用于连接馈电设备400的电源输入端401的电源线上采用防爆插头连接器等措施，馈电设备400可以通过该电源线与电源连接。
178.在上述和图1、4、12和13中所示的现场设备100中，现场设备100彼此之间以及与馈电设备400之间的数据通信是以点对点连接的形式实现的。此外，现场设备100和馈电设备400可以这样实现，即数据通信也可以通过总线结构进行。
179.在进一步的变型中，现场设备100和馈电设备400可以以这样的方式设计，即电能供应和数据通信不使用混合线路和混合接头进行，而是使用分开的电源线和数据线进行，以及使用分开的用于能量供应和数据通信的接头进行。
180.在进一步的变型中，可以使用馈电设备400，其被设计为向现场设备100供应电能并且监测电能供应，但不用于数据通信，因此不用作现场设备100和上级控制设备700之间的通信端口。在这种情况下，现场设备100或现场设备100之一可以以合适的方式连接到控制设备700，以便实现与控制设备700的数据通信。
181.为此例如可以使用连接到控制设备700的附加设备。附加设备可以通过仅设计用于供应电能的电源线连接到馈电设备400，并且可以通过设计为混合线路的电源线连接到现场设备100之一。在这种情况下，电能供应和数据通信可以通过附加设备结合。馈电设备400提供的电能可以通过附加设备传输到现场设备100，控制设备700和现场设备100之间可以进行数据通信。现场设备100也可以通过设计为混合线的电源线相互连接。
182.尽管已经通过优选示例性实施例对本发明进行了详细说明和描述，但是本发明不限于所公开的示例，并且本领域的技术人员可以从中得出其他变型而不脱离本发明的保护范围。
183.附图标记列表
184.10 第一区域
185.11 第二区域
186.12 第三区域
187.50 系统
188.100 现场设备
189.101 第一设备区域
190.102 第二设备区域
191.110 输入接头
192.111 输出接头
193.112 另外的输出接头
194.115 接头触点
195.116 接头触点
196.117 接头触点
197.120 第一通信端口
198.121 第二通信端口
199.122 另外的通信端口
200.131 隔离装置
201.132 内部电源件
202.140 第一屏障电路
203.141 第二屏障电路
204.142 另外的屏障电路
205.145 第一物理端口
206.146 第二物理端口
207.147 另外的物理端口
208.150 通信控制器
209.155 屏障装置
210.160 连接装置
211.161输入/输出控制器
212.165 输出线接头
213.170 能量供应连接
214.171 内部导体
215.175 通信连接
216.180 开关装置
217.181 另外的开关装置
218.200 去耦装置
219.210 另外的组件
220.211 二极管
221.220 钳位电路
222.230 电感
223.240 电容组件
224.241 电容
225.250 接通电流限制器
226.251 电阻
227.252 晶体管
228.253 调节器
229.300 功率限制装置
230.310 保护装置
231.311 第一电流限制装置
232.312 第二电流限制装置
233.313 第三电流限制装置
234.315 电阻
235.316 保险丝
236.317 保护电阻
237.320 电压限制装置
238.321 齐纳二极管
239.325 接地接头
240.330 隔离组件
241.331 变压器
242.332 整流器
243.333 平滑电容器
244.335 逆变器
245.400 馈电设备
246.401 电源输入端
247.403 馈电设备限制装置
248.405 通信输入端
249.410 监测装置
250.411 第一探测器
251.412 第二探测器
252.413 馈电设备开关装置
253.414 控制单元
254.420 馈电设备输出接头
255.421 接头触点
256.425馈电设备通信端口
257.430馈电设备屏障电路
258.445第一物理馈电设备端口
259.446第二物理馈电设备端口
260.450馈电设备通信控制器
261.471 内部导体
262.476 内部数据线
263.500 电源线
264.510 输出线
265.600 现场部件
266.700 控制设备
267.801 第一设备区段
268.802 第二设备区段
269.803 第三设备区段

技术特征：
1.一种系统(50)，所述系统包括馈电设备(400)和电连接到所述馈电设备(400)的多个现场设备(100)，其中，所述馈电设备(400)被设计成，提供电能以向所述现场设备(100)供应电能，其中，所述馈电设备(400)具有监测装置(410)，所述监测装置设计为，用于检测电能供应中火花的产生并基于此切断电能供应，其中，所述现场设备(100)分别具有带有用于连接电源线(500)的输入接头(110)的第一设备区域(101)以及第二设备区域(102)，其中，由所述馈电设备(400)提供的电能通过所述输入接头(110)能够被馈送到所述第一设备区域(101)并且能够通过电能供应连接(170)从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)，其中，所述第二设备区域(102)具有连接装置(160)，该连接装置具有至少一个用于连接至少一个输出线(510)的输出线接头(165)，以便传递传输到所述第二设备区域(102)的电能，并且其中，第一和第二设备区域(101、102)的电能供应连接(170)具有功率限制装置(300)，所述功率限制装置被设计成，限制在能量传输的范围中能够从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)的电功率。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述现场设备(100)的功率限制装置(300)被设计成，引起电流限制和电压限制。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的第一设备区域(101)具有去耦装置(200)，所述去耦装置被设计成，提供预定的输入阻抗以用于检测火花的产生。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的第一设备区域(101)具有内部电源件(132)，所述电源件能够经由供应给所述第一设备区域(101)的电能被供电。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，至少一个现场设备(100)的第一设备区域(101)具有至少一个用于连接另外的电源线(500)的输出接头(111、112)，以便传递提供给第一设备区域(101)的电能。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个现场设备(100)的第一设备区域(101)具有布置在所述输入接头(110)和所述至少一个输出接头(111、112)之间的开关装置(180、181)，借助于所述开关装置能够切换供应给所述第一设备区域(101)的电能的传递。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的第一设备区域(101)具有接通电流限制器(250)，所述接通电流限制器被设计成，限制在电能供应开始时的接通电流。8.根据权利要求7在回引权利要求3的情况下所述的系统，其中，所述现场设备(100)的接通电流限制器(250)布置在所述去耦装置(200)和功率限制装置(300)之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)具有电流隔离，使得提供给所述第一设备区域(101)的电能在分开的电路上传导。10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，在所述第一设备区域(101)和/或第一和第二设备区域(101、102)的电能供应连接(170)中形成电流隔离。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的第一设备区域(101)的输入接头(110)和如果存在的至少一个现场设备(100)的第一设备区域(101)的至少一个输出接头(111)根据第一点火保护类型构造，其中所述现场设备(100)的第二设备区域(102)的至少一个输出线接头(165)根据第二点火保护类型构造，并且其中第二点火保护类型对应于比第一点火保护类型更高的保护等级。12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)被设计为通过以下方式执行数据通信，即所述第一设备区域(101)具有用于连接数据线以接收和/或发送数据信号的至少一个通信端口(120)和与至少一个通信端口(120)连接的通信控制器(150)，其中，所述通信控制器(150)经由通信连接(175)连接到所述第二设备区域(102)的连接装置(160)，以便经由所述连接装置(160)接收和/或发送数据信号，并且其中，所述通信控制器(150)和连接装置(160)的通信连接(175)具有屏障装置(155)，所述屏障装置被设计成，限制在数据通信时从所述通信控制器(150)到所述连接装置(160)能够传输的电功率和/或引起电流隔离。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述现场设备(100)的连接装置(160)具有输入/输出控制器(161)，所述输入/输出控制器被设计为控制以下至少一项：通过所述连接装置(160)接收和/或发送数据信号；以及通过所述连接装置(160)传递电能。14.根据权利要求12或13中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)被设计成，根据第一通信协议经由所述第一设备区域(101)的至少一个通信端口(120)执行数据通信，并且其中，所述现场设备(100)被设计为，根据不同于第一通信协议的第二通信协议经由所述第二设备区域(102)的连接装置(160)执行数据通信。15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其中，在现场设备(100)的第一设备区域(101)的通信控制器(150)和至少一个通信端口(120)之间布置有以下至少一个：物理端口(145)；以及屏障电路(140)，所述屏障电路被设计成，限制在数据通信期间能够传输到第一设备区域(101)的通信端口(120)的电功率和/或引起电流隔离。16.根据权利要求12至15中任一项所述的系统，其中，所述现场设备(100)的输入接头(110)构造成包括至少一个通信端口(120)的混合接头的形式，以混合线路的形式构造的电源线(500)能够连接在该混合接头上。17.根据权利要求12至16中任一项在回引权利要求5的情况下所述的系统，其中，所述至少一个现场设备(100)的至少一个输出接头(111、112)构造成包括通信端口(121、122)的另外的混合接头的形式，以混合线路的形式构造的另外的电源线(500)能够连接在该混合接头上。18.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述馈电设备(400)被设计成执行数据通信。19.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述馈电设备(400)经由电源线
(500)连接到所述现场设备(100)之一，并且其中，所述现场设备(100)彼此经由另外的且连接每两个现场设备(100)的电源线(500)相互连接。20.一种用于具有馈电设备(400)的系统(50)的现场设备(100)，其中，所述馈电设备(400)被设计成，提供电能以向所述现场设备(100)供应电能并且检测电能供应中火花的形成，以便基于此切断电能供应，其中，所述现场设备(100)具有带有用于连接电源线(500)的输入接头(110)的第一设备区域(101)以及第二设备区域(102)，其中，由所述馈电设备(400)提供的电能通过所述输入接头(110)能够被馈送到所述第一设备区域(101)并且能够通过电能供应连接(170)从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)，其中，所述第二设备区域(102)具有连接装置(160)，该连接装置具有至少一个用于连接至少一个输出线(510)的输出线接头(165)，以便传递传输到所述第二设备区域(102)的电能，并且其中，第一和第二设备区域(101、102)的电能供应连接(170)具有功率限制装置(300)，所述功率限制装置被设计成，限制在能量传输的范围中能够从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)的电功率。

技术总结
本发明涉及一种系统，其包括馈电设备(400)和电连接到馈电设备的多个现场设备(100)。馈电设备(400)设计成，提供电能以用于向现场设备(100)供应电能。馈电设备具有监测装置(410)，所述监测装置设计为，用于检测电能供应中出现火花并基于此切断电能供应。现场设备分别具有带有用于连接电源线的输入接头(110)的第一设备区域(101)以及第二设备区域(102)。由所述馈电设备(400)提供的电能通过所述输入接头(110)能够被馈送到所述第一设备区域并且能够通过电能供应连接(170)从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)。所述第二设备区域(102)具有连接装置(160)，该连接装置具有至少一个用于连接至少一个输出线的输出线接头(165)，以便传递传输到所述第二设备区域的电能。第一和第二设备区域的电能供应连接(170)具有功率限制装置(300)，所述功率限制装置被设计成，限制在能量传输的范围中能够从所述第一设备区域(101)传输到所述第二设备区域(102)的电功率。本发明还涉及用于这种系统的现场设备。种系统的现场设备。种系统的现场设备。


技术研发人员：克里斯多福
受保护的技术使用者：倍福自动化有限公司
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2023/9/9