用于连续液位检测并且集成到过程控制系统中的改进的液位传感器技术方案

本公开内容的技术实现了安装液位传感器，该液位传感器能够连续地检测容器或罐内液体的液位并且能够被集成在更大型的控制系统中。有利的是，公开的液位传感器的传感器头可被安装在带有现有浮筒或浮子和现有构件或杆的现有装置上。因此，本公开内容的技术使得过程工厂能采用更加环境友好型的选择来容易地并且经济地更换气动液位传感器。经济地更换气动液位传感器。经济地更换气动液位传感器。

【技术实现步骤摘要】
用于连续液位检测并且集成到过程控制系统中的改进的液位传感器


[0001]本公开内容总体上涉及液位传感器技术，更具体地，用于实施在过程控制环境中检测液位的连续液位检测电磁信号发送的技术。

技术介绍

[0002]分布式过程控制系统，诸如像那些用在发电、化工、石油、或其它过程中的分布式或者可扩展的过程控制系统，通常包括一个或多个过程控制器，其相互通信耦合、经由过程控制网络通信耦合到至少一个主机或操作员工作站、并且经由模拟、数字、或组合的模拟/数字总线通信耦合到一个或多个仪器或现场设备。
[0003]现场设备在过程或工厂中执行功能，诸如打开或关闭阀、开关设备、以及测量过程参数。示例现场设备包括阀、阀定位器、开关、以及变送器(例如，设备包括用于测量温度、压力或流速的传感器；以及用于发送感测到的温度、压力、以及流速的变送器)。
[0004]通常位于过程环境中的过程控制器接收指示由现场设备获得的过程测量结果(或者与现场设备有关的其它信息)的信号，并且执行运行例如做出过程控制决策的不同控制模块的控制器应用、基于接收到的信息生成控制信号、并与在智能现场设备(例如，无线以及现场总线现场设备)中执行的控制模块或块进行协调。
[0005]控制模块的执行使得过程控制器通过通信链路或信号路径向现场设备发送控制信号，从而控制过程工厂或系统的至少一部分的操作(例如，以控制在工厂或系统中运行或执行的一个或多个工业过程的至少一部分)。例如，控制器和现场设备可控制由过程工厂或系统所控制的过程的第一部分，第二组(一个或多个)控制器和现场设备可控制过程的第二部分。
[0006]输入/输出(I/O)卡(有时称为“I/O设备”或“I/O模块”)，其通常也位于工厂环境中，通常被通信地设置在控制器与一个或多个现场设备之间，实现它们之间的通信(例如，通过将电信号转换为数字值以及反之亦然)。通常，I/O卡作为在过程控制器与一个或多个现场设备的输入或输出之间的中间节点发挥作用，一个或多个现场设备的输入或输出被配置用于与I/O卡所使用那些的相同的一个或多个通信协议。具体地，现场设备的输入和输出通常被配置用于模拟或离散通信。为了与现场设备通信，控制器通常需要被配置用于与现场设备所使用的输入或输出的相同类型的I/O卡。即，对于被配置为接收模拟控制输出信号(例如，4
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20mA信号)的现场设备，控制器需要模拟输出(AO)I/O卡以发送合适的模拟控制输出信号；而对于被配置为经由模拟信号发送测量结果或其它信息的现场设备，控制器通常需要模拟输入(AI)卡以接收所发送的信号。类似地，对于被配置为接收离散控制输出信号的现场设备，控制器需要离散输出(DO)I/O卡以发送合适的离散控制输出信号；而对于被配置为经由离散控制输入信号发送信息的现场设备，控制器需要离散输入(DI)I/O卡。
[0007]如在本文中所使用的，现场设备、控制器、以及I/O设备被统称为“过程控制设备”，
并且总体上位于、设置于、或安装在过程控制系统或工厂的现场环境中。由一个或多个控制器、通信地连接到一个或多个控制器的现场设备、以及促使控制器与现场设备之间通信的中间节点所形成的网络可称为“I/O网络”或“I/O子系统”。
[0008]可使得来自一个或多个I/O网络的信息通过数据高速公路或通信网络(“过程控制网络”)对于一个或多个其它硬件设备可用，诸如通常放置在控制室或其它远离工厂更恶劣的现场环境的位置(例如，过程工厂的后端环境中)中的操作员工作站、个人计算机或计算设备、手持设备、数据历史库、报告生成器、中央数据库、或其它中央管理计算设备。
[0009]通过过程控制网络所传输的信息使得操作员或维护人员能够经由连接到网络的一个或多个硬件设备执行有关过程的期望的功能。这些硬件设备可运行应用，该应用使操作员能够例如改变一个或多个过程控制例程的设置、调整过程控制器或智能现场设备中的控制模块的操作、查看过程工厂中的过程的当前状态或特定设备的状态、查看由现场设备和过程控制器生成的警报、出于培训人员或测试过程控制软件的目的仿真过程的操作、诊断过程工厂中的问题或硬件故障等。由硬件设备、控制器、以及现场设备所使用的过程控制网络或数据高速公路可包括有线通信路径、无线通信路径、或有线和无线通信路径的组合。
[0010]作为示例，由艾默生(Emerson)公司所销售的DeltaV
TM
控制系统和Ovation
TM
分布式控制系统(DCS)均包括存储在位于过程工厂内不同地方的不同设备中的多个应用，并且这些多个应用由该不同设备执行。驻留于过程控制系统或工厂的后端环境中的一个或多个工作站或计算设备中配置应用使用户能够创建或改变过程控制模块，并且经由数据高速公路将这些过程控制模块下载到专用的分布式控制器。通常，这些控制模块由通信互连的功能块组成，该功能块是面向对象的编程协议中的对象，其(i)基于对其的输入执行控制方案中的功能以及(ii)将输出提供给控制方案中的其它功能块。配置应用还可允许配置设计者创建或改变由查看应用所使用的操作员界面，以向操作员显示数据，并使得操作员能够改变过程控制例程中的设置，诸如设置点。
[0011]每个专用控制器(以及，在一些情况下，一个或多个现场设备)存储和执行相应的控制器应用，该控制器应用运行被分配和下载到其上的控制模块以实施实际的过程控制功能。查看应用，其可在一个或多个操作员工作站上(或者在与操作员工作站和高速公路通信连接的一个或多个远程计算设备上)执行，经由数据高速公路从控制器应用接收数据，向使用用户界面的过程控制系统设计者、操作员、或用户显示该数据，并且可提供多种不同视图的任何一种，诸如操作员视图、工程师视图、技术人员视图等。数据历史库应用通常存储在数据历史库设备中并由数据历史库设备执行，该数据历史库设备收集并存储跨数据高速工路所提供的一些或全部数据，而配置数据库应用可在附接到数据高速公路上的另一台计算机中运行，以存储当前的过程控制例程配置和与其相关联的数据。可选地，配置数据库可位于与配置应用相同的工作站中。
[0012]除了过程控制器、I/O卡、以及现场设备，典型的过程控制系统包括对于过程操作也是必要的或者相关的多个其它支持设备。这些附加的设备包括，例如位于典型工厂中的许多地方的供电装备、发电和配电装备、诸如涡轮机的旋转装备等。
[0013]注意，本背景描述提供了促进理解和领会下文详细描述的背景。就本背景部分对其描述的程度而言，当前署名的专利技术人的工作(以及在申请之时可以不另外作为现有技术的该背景描述的各方面)既不明确地也不隐含地被认作针对本公开内容的现有技术。

技术实现思路

[0014]所描述的方法和系统使得过程控制工厂的人员能够将现有的液位传感器或液位控制器装置从气动信号传输系统转换为能够对流体液位连续测量的电磁信号传输系统。
[0015]在实施例中，液位感测系统被配置用于在过程控制环境中执行。液位感测系统可包括液位检测部件(例如，浮筒或浮子)，其被配置为响应于液位检测部件被放置于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液位感测系统，其被配置用于在过程控制环境中执行，所述液位感测系统包括：液位检测部件，其被配置为响应于所述液位检测部件被放置于其中的液体的液位的变化而上升或下降；构件，被机械地连接到所述液位检测部件，以使得所述构件响应于所述液位检测部件的上升或下降而改变位置或朝向；一个或多个传感器，被配置用于通过以下方式进行所述液位的连续检测：(i)连续地测量所述构件的所述位置或朝向，以及(ii)生成与所述构件的连续测量的所述位置或朝向相对应的检测到的液位值；以及电路，其通信地耦合到所述一个或多个传感器并且被配置为：(i)根据过程控制通信标准，生成电磁信号以携带所述检测到的液位值；以及(ii)将所述电磁信号发送到过程控制器，以使得所述过程控制器能够按照所述检测到的液位值来执行控制。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述液位检测部件为浮筒。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述液位检测部件为浮子。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述构件包括设置在所述构件上的磁体阵列，并且其中，所述一个或多个传感器为霍尔效应传感器，其被配置为通过检测来自所述一个或多个磁体的一个或多个磁场的方式来检测所述构件的所述位置或朝向的变化。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述构件为杠杆，其包括：(i)第一端，所述第一端机械地连接到杆，所述杆机械地连接到所述液位检测部件；(ii)枢轴点，所述构件响应于所述杆施加在所述第一端上的力而围绕所述枢轴点旋转；以及(iii)第二端，所述第二端包括所述一个或多个磁体。6.根据权利要求5所述的系统，还包括弹簧，其被配置为在所述构件的所述第二端上施加向下的力，从而使得所述构件的所述第一端为了保持所述构件的所述第一端与所述杆之间的接触而施加向上的力。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个传感器为力传感器，所述力传感器被配置为连续地测量所述构件在所述一个或多个传感器上所传递的力。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过程控制通信标准是4
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20mA电流信号传输标准，并且其中，所述电磁信号为4
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20mA信号。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过程控制通信标准为HART标准，并且其中，所述电磁信号为叠加在4
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20mA信号上的数字信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：