本发明专利技术的实施例主要提出了可现场安装的过程设备（１６、１１６），该过程设备从一个或多个过程设备（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）接收数字信息，提供相应的模拟输出。本发明专利技术的实施例包括向现场安装过程设备（１１６）提供无线接口（１２０），以便配置和／或诊断信息能在现场安装过程设备（１１６）及一个或多个附加设备之间通信。在一些实施例中，可以通过与之相连的数字过程通信环路（１４）对现场安装过程设备（１６、１１６）进行完全供电。最后，本发明专利技术实施例还包括在现场安装过程设备（１６、１１６）中产生和存储映射（３００），该映射是根据数字过程通信协议进行通信的一个或多个现场设备和现场安装过程设备（１６、１１６）的模拟输出之间的映射。
Field installation process equipment with programmable digital / analog interface
The embodiment of the invention is mainly put forward the process equipment can be installed on site (16, 116), the process equipment from one or more process equipment (D1, D2, D3, D4) for receiving digital information, provide the corresponding analog output. The embodiment of the invention includes the installation of process equipment to the site (116) provides a wireless interface (120), so that the configuration and / or diagnostic information to the installation process of equipment in the field (116) and one or more additional communication between devices. In some embodiments, the field installation process equipment (16, 116) can be fully powered by means of a digital process communication loop (14) associated with it. Finally, the embodiment of the invention also includes the installation of process equipment in the field (16, 116) in the generation and storage mapping (300), the mapping is based on the digital communication process communication protocol of one or more field equipment and installation of process equipment (16, 116) mapping between the analog output.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过程设备，更具体地，本专利技术涉及现场安装过程控制和测量设备。
技术介绍
过程设备用来测量和控制工业生产过程，例如石化产品精练、食品加工以及多种其他过程。过程测量设备包括过程变量传送装置，用来测量诸如压力和温度的过程变量，并将测量得到的变量与过程控制器通信。另一种类型的过程设备是诸如阀门控制器等的致动器。总的来说，通过使用通过过程控制环路进行通信的传送装置、致动器及过程控制器的组合来实现过程控制。两种类型的过程设备均通过过程接口单元对物理过程相互作用。过程接口单元是将电信号与物理过程条件联系在一起的设备，包括诸如传感器、限制开关、阀门控制器、加热器、电动机控制器等装置，以及多种其他装置。典型地，过程控制器是放在与过程相分离的控制室的微型计算机。控制器能够从过程测量装置接收过程信息，将合适的控制信号施加到一个或多个过程控制装置来影响、进而控制过程。为配合过程，传送装置和致动器通常被安装在过程现场附近。这种物理上的邻近可以使过程设备易受组合环境的挑战。例如，过程设备通常遭受温度极限、振荡、腐蚀性和/或易燃性的环境以及电噪声。为了抵抗这样的条件，过程设备特别地被设计成“现场安装”。这样的现场安装设备使用设计用来防爆的坚固外壳。另外，现场安装的过程设备能被设计成具有描述成“本质安全”的电路，这意味着即使在故障条件下，电路通常也不会包含足以产生火花的足够电能。更进一步地，电绝缘技术通常被用来减小电噪声效应。这里有一些设计考虑的例子，所述设计考虑将现场安装过程设备区别于其他设备，测量传感器特性并提供表示这种特性的数据。撇开上边列举的环境考虑，对现场安装设备的另一个挑战是布线。由于过程设备设置在靠近过程本身而远离控制室的地方，通常需要长线将此设备与控制室相连。这些长线安装昂贵并且难以维护。减小必要的布线的一种方式是使用两线过程设备。这些设备使用两线过程控制环路连接到控制室。两线设备从过程控制环路接收能量，通常以不受向过程设备供电影响的方式与过程控制环路通信。用于两线通信的技术包括4-20mA信令、干线可寻址远程换能器(HART)协议、FOUNDATIONTM现场总线以及其他。尽管两线过程控制系统使布线简化，此类系统向连接其上的设备提供有限的电能。例如，一种根据4-20mA信令进行通信的设备只能抽取不超过4mA的电流，否则设备电流消耗将影响过程变量。两线过程设备节俭的功率预算限制了可提供的功能。通过过程通信环路实现数据通信的现场设备的发展在过程工业测量及控制领域展现出重大的优势，可是仍有很大困难存在。特别地，许多现场安装过程设备的安装包括如果没有上百种也有几十种的不同过程设备，这些设备与位于不同地方的过程连接在一起并与在一个或多个控制器控制下的过程相互影响。在不远的过去，所有的现场设备都是基于模拟的现场设备。因此一方面，过程工业应用曾经或者仍在巨大的基于模拟的过程现场设备方面进行重大投资。即使具有显著优点的数字设备的到来，例如那些根据FOUNDATIONTM现场总线过程通信协议通信的设备，模拟设备的拥有者在简单通过将全部设备更换以获得新技术方面，由于其中时间和投资原因，将会有一点挫折感。在此存在一个提供设备或系统的重大需求，该设备或系统在易于实现数字过程控制和测量技术的同时，不需要此类设备的拥有者完全使其系统使用新技术。
技术实现思路
本专利技术的实施例通常提供一种可现场安装过程设备，该设备从一个或多个过程设备接收数字信息，提供关联模拟输出。本专利技术实施例包括向现场安装过程设备提供无线接口，以便配置和/或诊断信息能够在现场安装过程设备及一个或多个附加设备之间通信。在一些实施例中，可以通过与之相连的数字过程通信环路对现场安装过程设备进行完全供电。最后，本专利技术的实施例也包含产生和在现场安装过程设备中存储根据数字过程通信协议进行通信的一个或多个现场设备与现场安装过程设备的模拟输出之间的映射。附图说明图1是根据本专利技术实施例使用两线现场安装过程设备的过程控制系统的简图；图2是图1所示过程设备的系统框图；图3是根据本专利技术实施例向现场安装过程设备提供过程变量的方法的系统框图；图4是根据本专利技术实施例操作现场安装过程设备的方法的系统框图；图5是根据本专利技术实施例的现场安装过程设备的系统框图；图6是与多个数字过程设备和分布控制系统(DCS)一起工作的可现场安装过程设备的系统框图；图7是根据本专利技术实施例的典型映射的简图；图8是根据本专利技术实施例，用于将大量传感器测量结果复用和解复用成DCS的4-20mA的模拟输入的三个可现场安装过程设备的简图。具体实施例方式图1所示的两线可现场安装过程设备提供可适于实现改进的用户产生控制算法，非常类似于那些用在传统可编程逻辑控制器的算法。实施例可以包含输入信道、输出信道以及两者的任意组合。通常地，每个信道与过程设备其余的信道隔离。这样的隔离消除了目前限制多个输入传送装置的接地环路误差。最后，电源管理方式是使本专利技术的实施例由两线过程环路14完全供电。通过以下附图及相关描述，这些以及其他特征将变得更加清楚。图1是过程控制系统10的简图，控制系统10包括控制室12、过程控制环路14以及过程设备16。过程控制系统可以包括与控制室12相连的单一过程设备，然而，系统10也可以包括通过大量过程控制环路与一个或多个控制室相连的多个过程设备。典型地，控制室12是包括微型计算机、并远离设备16的设施。位于控制室12的用户利用微型计算机，通过过程控制环路14与各种过程设备进行交互，从而从控制室控制过程。为了清楚，将控制室12图示为单一的模块。然而，在一些控制系统实施例中，控制室12事实上可以将过程控制环路14与全球计算机网络(例如因特网)相连，因此遍及世界的用户可以通过传统的网页浏览器软件访问过程设备16。环路14是一个两线过程控制环路。存在大量用于环路14通信的两线过程通信协议，可以使用任何合适的协议。例如，HART协议、FOUNDATIONTM现场总线协议以及Profibus-PA协议均可用于本专利技术实施例。环路14在提供不同设备之间的通信的同时，向连接其上的过程设备供电。过程设备16包括盖17和基座19，优选地，都由适合的塑料材料构成。为适于安装，基座19与工业标准DIN轨道相匹配。在将要更加详细的描述中，设备16适于仅在通过环路14接收的电能下操作，适用于现场安装。因此，设备16被配置成可以抵抗相当大的温度范围(例如-40到85摄氏度)、机械振动以及超过90％的相对湿度。此类环境耐受性主要通过选择鲁棒的元件来实现，将在后续详细说明中描述。可选外壳18(虚线所示)提供附加的耐久性，并且可以是任何已知的外壳，例如，国家电子制造者协会(NEMA)外壳或者防爆外壳。图1所示的过程设备实施例有大量的输入和输出，包括合适的计算电路(图2所示)来执行用户产生的控制算法。算法包括大量将特定输入事件与设备16控制的输出相关的逻辑语句。用户可以通过与设备16进行本地接口或者通过控制环路14与设备16通信改变算法。算法可以使用诸如分段传递式梯形逻辑(RLL)和顺序函数图(SFC)之类的通用逻辑发生软件来产生。这样，设备16可被看作一个两线可现场安装的可编程逻辑控制器。尽管描述将集中在如图1和图2所示的实施例上，但这样的描述可以清本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可现场安装过程设备，包括：环路通信装置，配置用于连接到过程通信环路以及通过环路进行数字通信；存储器，配置用于存储映射，所述映射将与连接到过程通信环路的第一数字过程设备相关的第一数字参数与第一模拟模块联系起来，以及将第二数 字参数与第二模拟模块联系起来；控制器，连接到环路通信装置，配置用于在第一参数和第一模拟信号信息之间以及第二数字参数和第二模拟信号信息之间进行转换；第一模拟模块，可操作地连接到控制器，配置用于传送与第一模拟信号信息有关的第一模 拟信号；以及第二模拟模块，可操作地连接到控制器，配置用于传送与第二模拟信号信息有关的第二模拟信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特J卡斯克里亚，马考斯佩鲁松，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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