支持提升的操作温度和减少的功耗的远程终端单元（RTU）制造技术

提供了一种装置，其包括具有外罩（402）的远程终端单元（RTU）（102）。外罩的至少部分包括热传导材料的壳体（804）。RTU还包括具有至少一个处理设备（502）的至少一个电路板组装件（416‑420），所述至少一个处理设备（502）配置为经由一个或多个输入/输出（I/O）信道（606a‑606n）与一个或多个工业控制和自动化现场设备（106）通信。所述至少一个电路板组装件（416‑420）定位在所述壳体（804）内。RTU还包括热沉（812），其配置为从所述至少一个处理设备（502）移除热能。此外，RTU还包括热垫（814），其配置为从所述热沉（812）接收所述热能并且向所述壳体（804）提供所述热能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】支持提升的操作温度和减少的功耗的远程终端单元（RTU）
本公开大体针对工业过程控制和自动化系统。更具体地，本公开针对支持提升的操作温度和减少的功耗的远程终端单元（RTU）。
技术介绍
远程终端单元（RTU）表示一种设备或系统，所述设备或系统在远离监控与数据采集（SCADA）系统或其他自动化系统的场所处提供局部化控制和数据访问。例如，在不同的场所处可以使用多个RTU并且其在油田和气田中用于不同目的。RTU可以收集数据，使用传感器和致动器在不同场所（诸如井、管道和压缩站）处执行本地控制，记录历史值，并且向SCADA系统提供实况和历史数据。SCADA系统可以执行控制逻辑并且经由RTU在不同场所处更改致动器的操作。RTU它们自身还可以并入用于数据分析的算法。
技术实现思路
本公开提供了一种支持提升的操作温度和减少的功耗的远程终端单元（RTU）。在第一实施例中，装置包括具有外罩的远程终端单元（RTU），其中外罩的至少部分包括热传导材料的壳体。RTU还包括具有至少一个处理设备的至少一个电路板组装件，所述至少一个处理设备配置为经由一个或多个输入/输出（I/O）信道与一个或多个工业控制和自动化现场设备通信。所述至少一个电路板组装件定位在壳体内。RTU还包括热沉和热垫，所述热沉配置为从所述至少一个处理设备移除热能，所述热垫配置为从热沉接收热能以便将热能提供给壳体。在第二实施例中，系统包括一个或多个工业控制和自动化现场设备以及RTU。RTU包括外罩，其中外罩的至少部分包括热传导材料的壳体。RTU还包括具有至少一个处理设备的至少一个电路板组装件，所述至少一个处理设备配置为经由一个或多个I/O信道与所述一个或多个现场设备通信。所述至少一个电路板组装件定位在壳体内。RTU还包括热沉和热垫，所述热沉配置为从所述至少一个处理设备移除热能，所述热垫配置为从热沉接收热能并且将热能提供给壳体。在第三实施例中，方法包括操作RTU的至少一个电路板组装件上的至少一个处理设备。所述至少一个电路板组装件定位在RTU的外罩内。外罩的至少部分包括热传导材料的壳体。方法还包括使用所述至少一个处理设备经由一个或多个I/O信道与一个或多个工业控制和自动化现场设备通信。方法包括使用热沉从所述至少一个处理设备移除热能，在热垫处从热沉接收热能，以及从热垫向壳体提供热能。根据以下附图、描述和权利要求，其他技术特征对本领域技术人员可以是显而易见的。附图说明为了更完整地理解本公开及其特征，现在参照结合附图考虑的以下描述，其中：图1图示了根据本公开的具有远程终端单元（RTU）的示例工业过程控制和自动化系统；图2图示了根据本公开的用于RTU的示例功能架构；图3图示了根据本公开的用于RTU的示例电源；图4A到8B图示了根据本公开的用于RTU的示例机械设计；图9和10图示了根据本公开的用于控制RTU的操作特性的示例电气设计以及相关细节；并且图11图示了根据本公开的用于支持RTU的提升的操作温度和减少的功耗的示例方法。具体实施方式以下讨论的图1到11以及用于在本专利文档中描述本专利技术的原理的各种示例仅作为说明并且不应当以任何方式解释为限制本专利技术的范围。本领域技术人员将理解到，本专利技术的原理可以以任何适合的方式以及以任何类型适当布置的设备或系统而实现。图1图示了根据本公开的具有RTU102的示例工业过程控制和自动化系统100。要指出，RTU102还可以在本领域中称为远程遥测单元。还要指出，尽管此处示出单个RTU102，但是系统100可以包括分布在一个或多个地理区域中的任何数目的RTU102。RTU102表示一种设备或系统，所述设备或系统在远离监控与数据采集（SCADA）系统或其他控制系统104的场所处提供局部化控制和数据访问。例如，RTU102可以定位在油井、气井或水井、或者变电所处或附近。在这些或其他情况下，RTU102可以用于从本地传感器收集数据并且处理该数据以便生成用于本地致动器的控制信号。RTU102还可以根据需要与控制系统104交互。以该方式，可以在远离控制系统104的位置处提供过程控制和自动化功能。将控制系统104示为通过有线网络105以及使用无线连接与RTU102通信，所述无线连接诸如经由微波、蜂窝或者其他射频（RF）通信。然而，RTU102可以通过任何适合的（一个或多个）有线或无线连接与控制系统104通信。在一些实施例中，组件102-104通常可以使用有线连接进行通信，其中无线通信用作备用。在其他实施例中，可以在通过有线网络105的通信是困难或不可能的并且仅可以无线地发生与RTU102的通信的位置中使用RTU102。RTU102还与一个或多个工业现场设备106通信和交互。现场设备106可以包括测量过程的一个或多个特性的传感器、更改过程的一个或多个特性的致动器、或者其他工业现场设备。在该示例中，RTU102使用有线连接108与现场设备106通信。有线连接108表示RTU102和现场设备106之间的任何适合的物理连接。RTU102在该示例中还与至少一个本地用户设备110通信和交互。用户设备110可以由员工使用以便与RTU102或者与RTU102通信的现场设备106或控制系统104进行交互。用户设备110包括支持与RTU的用户交互的任何适合的结构。各种其他组件可以可选地与RTU102一起使用。例如，RTU102可以与一个或多个人机接口（HMI）112交互，所述HMI112诸如显示屏或操作者操纵台。HMI112可以用于从RTU102接收数据或者向RTU102提供数据。一个或多个安全相机114（诸如互联网协议相机）可以用于捕获静止或视频图像并且经由RTU102向远程位置（诸如安全中心）提供图像。无线电116可以用于支持RTU102与远程接入点118之间的无线通信，所述远程接入点118经由网络105与控制系统104或其他远程系统通信。所述其他远程系统可以包括现场设备管理器（FDM）120或者其他资产管理器和/或RTU建立器122。FDM120可以用于配置和管理资产，诸如现场设备（包括现场设备106），并且RTU建立器122可以用于配置和管理RTU（包括RTU102）。可以在各种各样的工业中以及以各种各样的方式使用RTU102。例如，在石油和天然气工业中，RTU102可以与油井和气井以及管道一起使用。RTU102可以与模拟输入/输出（AI/AU）电路和数字输入/输出（DI/DO）电路集成以便采集和控制现场信号，诸如温度、压强或体积信号。RTU102还可以经由一个或多个通信端口（诸如以太网、RS232或RS485端口）向外部控制或自动化系统104传送诸如此的数据。然而，要使用RTU102监测或控制的某种装备可以位于极其遥远或宽阔的区域中，诸如在沙漠中。这些类型的使用可以引起与常规RTU有关的各种问题。例如，极端环境（比如沙漠）中的温度可能特别严酷。作为示例，在最热的沙漠地点中的热浪期间，气候可以高涨到多于50℃（122℉），并且具体位置处的表面温度可以多于70℃（158℉）。常规RTU的最大操作温度通常低于70℃，这意味着那些RTU不能使用在某些不利环境中。此外，在远程区域中经常不存在完整的基础设施，所以交流（AC）电力通常不可用。考虑在沙漠中的太阳光充裕的情况下，太阳能可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：远程终端单元（RTU）（102），包括：外罩（402），外罩的至少部分包括热传导材料的壳体（804）；包括至少一个处理设备（502）的至少一个电路板组装件（416‑420），所述至少一个处理设备（502）配置为经由一个或多个输入/输出（I/O）信道（606a‑606n）与一个或多个工业控制和自动化现场设备（106）通信，所述至少一个电路板组装件定位在所述壳体内；热沉（812），配置为从所述至少一个处理设备移除热能；以及热垫（814），配置为从所述热沉接收所述热能并且向所述壳体提供所述热能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：远程终端单元（RTU）（102），包括：外罩（402），外罩的至少部分包括热传导材料的壳体（804）；包括至少一个处理设备（502）的至少一个电路板组装件（416-420），所述至少一个处理设备（502）配置为经由一个或多个输入/输出（I/O）信道（606a-606n）与一个或多个工业控制和自动化现场设备（106）通信，所述至少一个电路板组装件定位在所述壳体内；热沉（812），配置为从所述至少一个处理设备移除热能；以及热垫（814），配置为从所述热沉接收所述热能并且向所述壳体提供所述热能。2.权利要求1所述的装置，其中：所述至少一个电路板组装件包括：第一电路板组装件（420），包括所述一个或多个I/O信道；第二电路板组装件（418），包括所述至少一个处理设备；第三电路板组装件（416），配置为耦合到所述第一和第二电路板组装件；所述第一和第二电路板组装件位于所述壳体内并且安装到所述壳体；并且所述壳体的盖体（818）具有开口，所述第一和第二电路板组装件通过所述开口物理连接到所述第三电路板组装件。3.权利要求2所述的装置，其中：当所述第二电路板组装件安装在所述壳体内时，所述至少一个处理设备接触所述热垫；并且所述热垫是可变形的。4.一种系统，包括：一个或多个工业控制和自动化现场设备（106）；以及远程终端单元（RTU）（102），包括：外罩（402），所述外罩的至少部分包括热传导材料的壳体（804）；包括至少一个处理设备（502）的至少一个电路板组装件（416-420），所述至少一个处理设备（502）配置为经由一个或多个输入/输出（I/O）信道（606a-606n）与所述一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕杰，邹磊，杨志，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US