具有减小功耗的工业现场设备制造技术

一种具有减小功耗的工业现场设备。本发明专利技术提供了一种用于监控或控制工业过程的现场设备(102)，包括两线过程控制回路(127)电连接。数字通信监控电路(162)耦合至电连接(127)，并被配置为响应于两线过程控制回路(126)上的数字信号而控制向现场设备(102)电路的供电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及用于监控或控制工业过程的类型的现场设备。更具体地，本专利技术设及 为运样的现场设备供电。
技术介绍
在工业过程中使用现场设备来监控过程的过程变量，或控制运样的过程变量。过 程变量的示例包括:压力、溫度、流速、液位等。典型地，现场设备位于"现场"中，远离中央位 置。例如，运样的现场设备可W遍及炼油厂等。现场设备用于将所测量的过程变量传送回控 制室，而控制器用于控制来自控制室的过程。 典型地，控制室和现场设备之间的通信通过两线过程控制回路而进行。示例控制 回路包括4-20mA过程控制回路，在该回路中，通过回路的电流电平用于表示过程变量，控制 回路根据ΗART⑩通信协议、Fie1地US协议、ProfiBus协议等进行操作。在许多配置中，现 场设备也由通过两线过程控制回路接收的电能进行供电。 尽管现场设备典型地使用过程控制回路进行通信，但是存在需要无线通信的情 况。例如，无线通信技术减小或消除了与现场设备相连的配线。在运样的无线配置中，可能 不存在可用于向现场设备供电的过程控制回路。从而，必须使用备用电源。例如，在一些配 置中，使用存储式电源(例如，来自电池、通过太阳能电池获得、或其他技术)对现场设备进 行供电。在运样的配置中，期望减小现场设备所需的功耗。在其他情况下，该设备连接至有 线过程控制回路，但还包括用于发送或接收通信的无线收发机。在运样的配置中，保存设备 中的电源是有用的。
技术实现思路
-种用于监控或控制工业过程的现场设备，包括:两线过程控制回路电连接和具 有上电（power-on)输入的现场设备电路。数字通信监控电路禪合至电连接，并响应于两线 过程控制回路上的数字信号向现场设备电路的上电输入提供信号。还提供了一种控制用于 监控或控制工业过程的类型的现场设备中的电路操作的方法。所述方法包括:监控两线过 程控制回路上承载的信号，并检测通信信号。响应于两线过程控制回路上检测到的数字通 信信号，向现场设备电路供电。【附图说明】 图1是示出了过程控制或监控系统的简要框图。 图2是示出了根据本专利技术的现场设备的电路的框图。[000引图3是示出了本专利技术的数字通信监控电路的框图。图4是示出了根据本专利技术的步骤的流程图。【具体实施方式】 图1是包括现场设备102在内的工业过程控制系统100的简图，所示现场设备102禪 合至过程管道106。所示的现场设备102包括过程接口元件108。例如，如果现场设备102被配 置为变送器，则过程接口元件可W包括用于感测过程变量的传感器。类似地，如果现场设备 102被配置为W过程控制器而操作，则过程接口 108可W包括控制元件。为了进一步示意特 定示例，如果现场设备102被配置为变送器，则可W对流过管道106的过程流体的流速进行 测量。另一方面，如果现场设备102被配置为过程控制器，则可W用于对通过过程管道106的 流体的流速进行控制。 现场设备102通过无线通信链路112与其他位置(如过程控制室110)进行通信。无 线通信链路112在现场设备102的天线114和控制室110的天线116之间延伸。天线116禪合至 控制室110中的过程控制设备120。 尽管所示的现场设备102包括无线通信链路，还存在一些期望现场设备102通过两 线过程控制回路(如过程控制回路126)进行通信的装置。在图1的示例中，所示的两线过程 控制回路126禪合至用于与现场设备102进行通信并对现场设备102进行校准的手持式校准 器128。例如当设备102需要校准或诊断时，仅需要将校准器128禪合至设备102。 如W下更详细所述，由于仅在一些情况下使用通过两线过程控制回路126的通信， 本专利技术通过在电路、两线过程控制回路通信电路不使用时将其断电来减小现场设备102的 功耗。数字通信监控电路用于监控过程控制回路126,并用于在检测到数字通信时对电路上 电。 图2是更详细示出了现场设备102的电路的简要框图。现场设备102包括:通过过程 接口电路148禪合至微处理器140的过程接口元件108(也在图1中示出）。微处理器140根据 存储器148中存储的程序指令进行操作。微处理器140可W包括任何类型的数字控制器。无 线通信电路144禪合至天线114。微处理器140通过无线通信电路144在通信链路112上进行 通信。[001引电源150被提供和配置为向现场设备102的电路供电。例如，电源150可W包括电池 或其他电源存储和/或产生器件。电源可W是独立的（selfcontained)并周期性再充电或 替换的，或者可W禪合至充电装置，如太阳能电池或其他电源。所示开关154将过程回路通 信电路156禪合至电源150。过程控制回路电路156用于通过过程控制126进行通信。通信电 路156可W根据任何通信协议(包括例如HART⑩通信协议、Fiel地US协议、ProfiBus协议 或其他)进行操作。通信电路156包括上电输入。上电输入可W是使电路156开始正常操作的 "唤醒"输入。在运样的配置中，电路156可W永久地禪合至电源150,并且仅当其接收到唤醒 信号时吸取更多电能。类似地，上电输入可W包括提供给电路156的电源输入。在图2的配置 中，开关154将电能从电源150禪合至通信电路156。在另一示例配置中，通信电路156永久地 连接至电源150,并在上电输入上接收到输入时进入正常操作模式。在任一情况下，上电输 入响应于来自数字通信监控电路162的信号160。数字通信监控电路162还通过电连接器126 禪合至过程控制回路126。在正常操作期间，微处理器140通过无线通信电路144在无线通信 链路112上进行通信。在正常操作期间，过程控制回路通信电路不会上电，或W其他方式被 配置为需要最小的电能。然而，如果数字通信监控电路162监测到过程控制回路12当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监控或控制工业过程的现场设备，包括：两线过程控制回路电连接，被配置为耦合至两线过程控制回路；具有上电输入的现场设备电路，被配置为当响应于所述上电输入而被供电时在所述两线过程控制回路上进行通信；数字通信监控电路，耦合至电连接并被配置为检测所述两线过程控制回路上的符合HART通信协议的数字通信信号；带通滤波器，能够对来自所述两线过程控制回路的数字通信信号进行滤波；以及第一比较器，能够将所述带通滤波器的输出与第一阈值进行比较，并向低通滤波器提供方波输出；其中，所述方波输出是所述数字通信信号的函数，以及所述方波信号适于使用所述低通滤波器再次进行滤波，以避免假中断。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·L·内尔森，埃里克·R·勒弗格伦，詹姆斯·A·约翰逊，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US