一种在双线过程控制环路（２２）中使用的无线适配器被配置为耦合到工业过程控制系统中的过程现场设备（１２）。所述无线适配器（３０）耦合到所述双线过程控制环路（２２），并且向所述过程现场设备（１２）提供无线通信。所述适配器（３０）包括第一和第二环路端子，它们被配置为与所述双线过程控制环路（２２）串联耦合。无线通信电路（１５５）耦合到所述第一和第二环路端子，并且其适于向所述过程现场设备（１２）提供无线通信。环路电流旁路电路（１６４）以电的方式在所述第一和第二环路端子间相连，并且其被配置为响应于无线通信电路（１５５）中的开路，在所述第一和第二环路端子之间提供环路电流通路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及工业过程控制或监视系统。更具体地，本专利技术涉及在这种系统中能够 进行射频(RF)通信的现场设备。
技术介绍
在工业背景下，控制系统用于监视和控制工业和化学等过程的库存。一般地，控制 系统使用分布在工业过程关键位置处的、并且通过过程控制环路与控制室中的控制电路耦 合的现场设备来执行这些功能。术语“现场设备”指代在分布式控制或过程监视系统中执 行功能的任何设备，包括在工业过程的测量、控制和监视中所使用的当前已知的、或尚未已 知的所有设备。一些现场设备包括传感器。传感器意味着基于物理输入生成输出信号，或基于输 入信号生成物理输出。一般地，传感器将输入转换为具有不同形式的输出。传感器的类型 包括各种分析设备、压力传感器、热敏电阻、热电耦、应变计、流量传送器、定位器、致动器、 螺线管、指示灯等等。一般地，每个现场设备还包括用于在过程控制环路上与过程控制室、或其他电路 进行通信的通信电路。在一些设施中，过程控制环路也用于向现场设备传输已调节的电流 和/或电压，用于向现场设备供电。过程控制环路还携带模拟或数字格式的数据。传统上，通过双线过程控制电流环路将模拟现场设备与控制室相连，且每个设备 通过单个双线控制环路与控制室相连。一般地，将双线之间的电压差分维持在12-45伏特 (针对模拟模式)和9-50伏特(针对数字模式)的电压区间中。一些模拟设备通过将在电 流环路中运行的电流调制到与感测到的过程变量成正比的电流上，来向控制室发送信号。 在控制室的控制下，其他模拟现场设备可以通过控制流经环路的电流的大小，来执行行动。 除此之外，或作为备选，过程控制环路可以携带用于与现场设备进行通信的数字信号。在一些设施中，已经开始使用无线技术与现场设备进行通信。例如，完全使用无线 设施，在该无线设施中，现场设备使用电池、太阳能电池、或获得功率同时不需要任何形式 的有线连接的其他技术。然而，多数现场设备与过程控制室进行硬连线，且不使用无线通信 技术。工业过程车间通常包含上百甚至上千的现场设备。很多这些现场设备包含精密的 电子器件，并且能够提供比传统4-20mA测量更多的数据。出于一些原因(其中包括成本)， 很多车间不利用可以由这种现场设备所提供的额外数据。这就需要一种可以用于这种现场 设备的无线适配器，其可以附着于现场设备之上，并且经由无线网络向控制系统或其他监 视或诊断系统或应用发送回数据。在一些配置中，RF适配器可以与过程控制环路串联。在这种配置中，过程控制环 路的环路电流流经无线适配器的电路。如果无线适配器的电路发生故障，开路可能引起环 路电流不具有电流通路，并且与双线过程控制环路耦合的任何现场设备将不再能够使用过 程控制环路进行通信。
技术实现思路
一种在双线过程控制环路中使用的无线适配器被配置为与工业过程控制系统中 的过程现场设备耦合。所述无线适配器与所述双线过程控制环路耦合，并且向所述过程现 场设备提供无线通信。所述适配器包括第一和第二环路端子，它们被配置为与所述双线过 程控制环路串联。无线通信电路与所述第一和第二环路端子耦合，并且其适于向所述过程 现场设备提供无线通信。环路电流旁路电路以电的方式在所述第一和第二环路端子间相 连，并且其被配置为响应于无线通信电路中的开路，在所述第一和第二环路端子之间提供 环路电流通路。附图说明图1是示出了工业过程控制或监视系统的简化图，该系统包括具有无线适配器的 现场设备。图2是包括无线适配器的图1的现场设备的横截面视图。图3A和IBB是示出了与双线过程控制环路耦合的现场设备和无线适配器的配线 图。图4示出了包括环路电流旁路电路的无线适配器的示例配置。图5A是示出了图4的环路电流旁路电路的示例的简化图。图5B是示出了无线适配器的环路电流旁路电路的另一个示例配置。图6示出了依照于本专利技术的环路电流旁路电路的备选配置。图7是包括环路电流旁路电路的无线适配器的简化电路图。图8是示出了与无线适配器和现场设备中的双线过程控制环路的连接相关的更 多细节的简化示意图。具体实施例方式本专利技术提供一种与工业过程控制或监视系统中的现场设备一起使用的无线适配 器。所述无线适配器与现场设备耦合，并且向现场设备提供无线通信能力。适配器还与双 线过程控制环路耦合，该环路用于将位于远程的现场设备与本地位置(例如过程控制室等 等)相连。该适配器包括被如下配置的环路电流旁路电路响应于无线通信电路的电流通 路中的开路条件，提供用于双线过程控制环路的环路电流的电流通路。在无线适配器的电 路中发生无线通信故障的事件中，这允许让双线过程控制环路继续工作。图1是过程控制和监视系统10的简化框图。在图1中，示出了现场设备12与携 带过程流体16的过程管线14耦合。在该示例中，将现场设备12示意为过程变量变送器。 例如，过程变量变送器可以测量过程管线14的过程变量，例如压力、流速、温度等等。其他 类型的现场设备包括用于控制工业过程10的操作的控制设备。然而，本专利技术不受限于这 种设备。现场设备12—般位于远程位置，例如在工业过程车间的现场中，并且通过双线过 程控制环路22与本地位置(例如控制室20)耦合。控制室20包括负载电阻20A和电源 20B。双线过程控制环路22可以依照于任何恰当的标准或技术来操作。典型的通信标准包 括4-20mA过程控制环路，在该环路中，由流经过程控制环路的电流电平(currentlevel)来标识过程变量。另一个示例包括可以调制到双线环路的模拟电流电平上的数字通信技术， 例如HART 通信标准。还使用了其他纯数字技术，包括基于FieldBus的协议。典型地， 使用在过程控制环路22上接收的功率向现场设备12供电。在图1中，示出了无线适配器30与现场设备12耦合。由箭头32和34示出，无线 适配器30可以用于与其他设备进行无线通信。例如，适配器30可以与手持通信器40或与 包括无线适配器44的另一个现场设备42进行通信。图中示出了现场设备42与过程管线 46耦合。无线适配器30可以根据要求与其他设备或组件通信，并且与远程监视或诊断 系统或应用进行通信。该通信可以依照于任何恰当的协议。一个示例协议(例如，无线 HART )包括网格网络的形成，在该网格网络中，数据在无线设备之间传递，以扩展和增 强通信系统的可靠性。图2示出了与双线过程控制环路22耦合的现场设备12和无线适配器30的简化横 截面视图。在过程变量变送器的示例中，现场设备12包括与测量电路52相连的过程变量 传感器50，所述测量电路52被配置为对过程变量进行测量。变送器电路M被配置为对过 程变量进行接收，并且使用已知的技术在双线过程控制环路22上通信该过程变量。变送器 12通过连接块106与双线过程控制环路耦合。无线适配器30也与连接块106耦合，并且通 过例如螺纹连接122和109被安装到变送器12的外壳上。例如，该耦合通过NPT导管耦合 109。类似的导管连接109还用于耦合携带穿过其的双线过程控制环路22的导管111。无 线适配器30的底板通过配线108与变送器12的电接地连接器110耦合。变送器12包括 与来自无线适配器30的连接112耦合的双线过程控制连接块102。无线适配器30的外壳 120容纳与无线适配器30的电路耦合的天线126本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在双线过程控制环路中使用的无线适配器，所述双线过程控制环路被配置为耦合到工业过程控制系统中的过程现场设备，所述无线适配器到耦合所述双线过程控制环路，并且向所述过程现场设备提供无线通信，所述无线适配器包括： 第一和第二环路端子，被配置为与所述双线过程控制环路串联耦合； 无线通信电路，耦合到所述第一和第二环路端子，适于向所述过程现场设备提供无线通信；以及 环路电流旁路电路，电连接在所述第一和第二环路端子之间，被配置为响应于所述第一和第二环路端子之间的所述无线通信电路的电流通路中的开路，在所述第一和第二环路端子之间提供环路电流通路。
【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：约翰·A·基尔布，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US
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