现场设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于确定与储罐相关的过程参数值的现场设备，该现场设备包括端子块，端子块具有：第一接口，其被配置成连接至回路的两根导线；第一电导体和第二电导体，其用于将第一接口与现场设备电子装置连接，第二电导体具有电压降生成元件；第一电力供应导体和第二电力供应导体，第一电力供应导体在电压降生成元件上游连接至所述第二电导体，第二电力供应导体在电压降生成元件下游连接至所述第二电导体；以及第二辅助接口，其适用于有线连接至外部设备并且被配置成至少用于与所述外部设备通信，其中，第二辅助接口包括与现场设备电子装置电隔离的通信连接器。

【技术实现步骤摘要】
现场设备
本专利技术涉及一种用于确定与储罐相关的过程参数值(例如，填充物位)的现场设备。本专利技术还涉及包括现场设备的储罐计量系统。本专利技术还涉及用于现场设备的端子块。本专利技术还涉及用于将外部设备连接至现场设备的方法。
技术介绍
适用于确定与储罐相关的过程参数值的现有现场设备(例如，罗斯蒙特(Rosemount)5400雷达物位变送器或罗斯蒙特5300GWR物位变送器)包括具有接口的端子块，该接口被配置成连接至过程控制回路的两根导线，该过程控制回路用于向现场设备供应电力以及从现场设备输出信号。然而，可能需要将外部设备连接至该类型的现场设备。例如，外部设备可以是远程显示器。当与外部设备连接时，必须要考虑符合Ex(防爆)要求以及如何向外部设备供应电力。US7262693(Karschnia等人)公开了一种过程控制器监控系统，该系统包括通过接线盒、经由过程控制回路连接至控制系统的现场设备。另一现场设备耦接至过程控制回路并且包括无线通信电路。无线通信电路被配置成发送RF信号并且完全由从过程控制回路接收的电力供电。其他现场设备包括功率调节器、分流器或分路器以及超级电容器。在操作期间，通过使用从过程控制回路分接(tap)的过电压、使用功率调节器对超级电容器缓慢地充电。电容器的使用允许快速充电以及储存足够大的势能。然而，当在危险环境中使用时，为了满足本质安全标准而不可能接受大能量存储。在这种情况下，US7262693教导了将其他现场设备从危险环境移动至不需要本质安全的接线盒。此外，即使不使用无线通信电路，其他现场设备也储备电力，这可能会总是削弱提离(lift-off)/更新速率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以与外部设备连接的改进的现场设备，该现场设备可以克服或至少减轻上述缺点。根据本专利技术的第一方面，该目的和其他目的由一种用于确定与储罐相关的过程参数值的现场设备来实现，该现场设备包括：壳体，其具有由可移除的盖部封闭的开口；端子块，其位于壳体中并且能够经由所述开口接近；以及位于壳体中的现场设备电子装置，其中，端子块包括：第一接口，其被配置成连接至回路的两根导线，其中，该回路用于向现场设备供应电力以及从现场设备输出信号；第一电导体和第二电导体，其用于将第一接口与现场设备电子装置连接，第二电导体具有电压降生成元件；第一电力供应导体和第二电力供应导体，第一电力供应导体在电压降生成元件上游连接至所述第二电导体，第二电力供应导体在电压降生成元件下游连接至所述第二电导体；以及第二辅助接口，其适于有线连接至外部设备并且被配置成至少用于与所述外部设备通信，其中，第二辅助接口包括与现场设备电子装置电隔离的通信连接器。此处，“现场设备电子装置”可以被理解为确定过程参数值(例如，填充物位)所需的完整的电子装置。“外部设备”在现场设备的外部。外部设备可以是辅助设备，这是因为它可以支持或者辅助现场设备的主要功能。例如，“回路”可以是过程控制回路。本专利技术基于以下理解：借助于电压降生成元件(例如，至少一个二极管)以及第一电力供应导体和第二电力供应导体，可以仅在需要电力时才从电导体中的仅一个分接电力，而无需持续储备装置来从现场设备内对例如外部设备供电。此外，由分接电压供电的不同单元(例如，外部设备)的功率需求可以不同，而不会影响现场设备。也就是说，现场设备不需要被设计成考虑由不同单元(例如，不同的外部设备)强加的各种功率需求。作为替代，这可以由外部设备来处理，例如，通过调整更新速率等。此外，由于通信连接器与现场设备电子装置电隔离，因此现场设备电子装置中的高电压将不会传输至通信连接器，这有利于防爆。在第一实施方式中，第二辅助接口还被配置成借助于从回路获取的提离电压(lift-offvoltage)向外部设备供电。“提离电压”是确保外部设备的正常操作所需的最小电压，并且提离电压与由电压降生成元件引起的电压降相对应。除了该提离电压，还应考虑到在没有连接外部设备时现场设备所需的提离电压。例如，第二辅助接口还可以包括第一电力供应连接器和第二电力供应连接器，第一电力供应连接器连接至所述第一电力供应导体，并且第二电力供应连接器连接至所述第二电力供应导体。因此，在该实施方式中，第二辅助接口包括第一电力供应连接器和第二电力供应连接器以及通信连接器。例如，连接至这样的第二辅助接口的外部设备可以是远程显示器或压力传感器。也就是说，该实施方式中的端子块可以是通用的，由此不同的外部设备可以连接至该端子块。当没有外部设备连接至第二辅助接口时，可以借助于例如跳线使第二辅助接口的电力供应连接器短路。如果回路本质上是安全的，则不需要内部隔离的二极管(分流器)安全屏障或者非隔离的二极管(分流器)安全屏障以利于第二辅助接口的另外需要的、关联的本质安全的电力输出，这是因为第二辅助接口由来自回路的电力供电。另一方面，第二辅助接口可以被设计成始终是本质安全型(ex-ia)的，而不管回路输入如何。为此，端子块还可以包括在第二电导体与第二辅助接口的电力供应连接器之间的本质安全屏障。例如，该本质安全屏障可以是端子块中的本质安全型屏障。替选地，外部设备可以包括这样的屏障，或者外部设备可以具有防爆壳体或防火壳体。在第二实施方式中，端子块还包括传感器电子装置，传感器电子装置连接至第二辅助接口的通信连接器并且连接至所述第一电力供应导体和第二电力供应导体，其中，传感器电子装置被配置成确定辅助过程参数值。在该实施方式中，分接的电力主要用于对传感器电子装置供电，尽管传感器电子装置又可以用作用于外部设备的电流源(使用所述分接的电力)。另外，在该实施方式中，第二辅助接口处的“通信”可以是例如来自外部设备的模拟信号。如果(主要的)储罐相关的过程参数值是填充物位，则辅助过程参数值可以是温度，并且连接至第二实施方式的第二辅助接口的外部设备可以是例如电阻温度检测器(RTD)。传感器电子装置可以适用于将来自与第二辅助接口的通信连接器连接的外部设备(例如RTD或一些其他无源设备)的信号转换成数字信号。例如，传感器电子装置可以被配置成将温度信号转换成数字SPI(串行外设接口)信号。该实施方式中的端子块可以被特别设计成用于特定的外部设备。电压降生成元件可以包括至少一个二极管，其主要在一个方向上传导电流。为此，上述第一电力供应导体可以连接在二极管的阳极侧，而第二电力供应导体连接在二极管的阴极侧。二极管可以用作分流器。单个二极管的电压降可以为大约0.7V，但是外部设备或传感器电子装置使用的电压可以更高。也就是说，如果电压降足够高，则电压降可以被外部设备或传感器电子装置升高。代替单个二极管，电压降生成元件可以包括串联的若干个二极管，以提供更大的电压降。例如，串联连接的三个半导体二极管可以提供约2V的总电压降。电压降生成元件可以是可配置的电压降生成元件。以这种方式，可以根据不同外部设备的功率需求来分接不同的电压，而无需升高电压降。例如，可配置的电压降生成元件可以包括串联连接的二极管，其中，二极管之间的每个节点可用作附加电力供应连接器(经由附加的电力供应导体)。以这种方式，可以通过将特定的外部设备连接至适当的电力供应连接器来选择期望的总电压降。替选地，可配置的电压降生成元件可以是可编程分流器，例如，如由德州仪器提供的TL431。上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定与储罐(106)相关的过程参数值的现场设备(10)，所述现场设备包括：壳体(14)，其具有由可移除的盖部(22)封闭的开口(20)；端子块(26)，其位于所述壳体中并且能够经由所述开口接近；以及位于所述壳体中的现场设备电子装置(28)，其中，所述端子块包括：■第一接口(34)，其被配置成连接至回路(104)的两根导线(108a、108b)，所述回路用于向现场设备供应电力以及从所述现场设备输出信号；■第一电导体(38a)和第二电导体(38b)，其用于将所述第一接口与所述现场设备电子装置连接，所述第二电导体具有电压降生成元件(54；54')；■第一电力供应导体(52a)和第二电力供应导体(52b)，所述第一电力供应导体(52a)在所述电压降生成元件的上游连接至所述第二电导体，所述第二电力供应导体(52b)在所述电压降生成元件的下游连接至所述第二电导体；以及■第二辅助接口(40)，其适于有线连接至外部设备(42)并且被配置成至少用于与所述外部设备通信，其中，所述第二辅助接口包括与所述现场设备电子装置电隔离的通信连接器(44)。

【技术特征摘要】
2017.05.30 US 15/608,1881.一种用于确定与储罐(106)相关的过程参数值的现场设备(10)，所述现场设备包括：壳体(14)，其具有由可移除的盖部(22)封闭的开口(20)；端子块(26)，其位于所述壳体中并且能够经由所述开口接近；以及位于所述壳体中的现场设备电子装置(28)，其中，所述端子块包括：■第一接口(34)，其被配置成连接至回路(104)的两根导线(108a、108b)，所述回路用于向现场设备供应电力以及从所述现场设备输出信号；■第一电导体(38a)和第二电导体(38b)，其用于将所述第一接口与所述现场设备电子装置连接，所述第二电导体具有电压降生成元件(54；54')；■第一电力供应导体(52a)和第二电力供应导体(52b)，所述第一电力供应导体(52a)在所述电压降生成元件的上游连接至所述第二电导体，所述第二电力供应导体(52b)在所述电压降生成元件的下游连接至所述第二电导体；以及■第二辅助接口(40)，其适于有线连接至外部设备(42)并且被配置成至少用于与所述外部设备通信，其中，所述第二辅助接口包括与所述现场设备电子装置电隔离的通信连接器(44)。2.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述第二辅助接口还被配置成借助于从所述回路获取的提离电压向所述外部设备供电。3.根据权利要求1或2所述的现场设备，其中，所述第二辅助接口还包括第一电力供应连接器(46a)和第二电力供应连接器(46b)，所述第一电力供应连接器连接至所述第一电力供应导体，所述第二电力供应连接器连接至所述第二电力供应导体。4.根据权利要求3所述的现场设备，其中，所述端子块还包括在所述第二电导体与所述第二辅助接口的所述电力供应连接器之间的本质安全屏障(58)。5.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述端子块还包括传感器电子装置(56)，所述传感器电子装置(56)连接至所述第二辅助接口的所述通信连接器，并且连接至所述第一电力供应导体(52a)和所述第二电力供应导体(52b)，并且其中，所述传感器电子装置被配置成确定辅助过程参数值。6.根据权利要求5所述的现场设备，其中，所述传感器电子装置适于将来自与所述第二辅助接口的所述通信连接器连接的所述外部设备的信号转换成数字信号。7.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述电压降生成元件包括至少一个二极管。8.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述电压降生成元件是能够配置的电压降生成元件(54')。9.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述壳体包括容纳所述端子块的第一隔室(16a)和容纳所述现场设备电...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱夫·尼尔森，哈坎·弗雷德里克松，哈坎·尼贝里，
申请(专利权)人：罗斯蒙特储罐雷达股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE