[发明专利]具有功率收集的二线式工业过程现场装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并主张于2010年5月11日所提交的美国临时申请第61/333,508号的权益，其内容以引用方式纳入本文中。

技术领域

本发明涉及用于监测或者控制工业过程的类型的过程现场装置。特别地，本发明涉及现场装置电路，其由从二线式工业过程控制回路接收的功率或能量(power)供电。

背景技术

工业过程用在各种应用场合。例如，这个系统用于产生或者控制过程流体。示例包括炼油厂、食品生产、纸浆生产等。在这种工业过程中利用过程流体。过程流体的各种过程变量被监测或控制。示例性过程变量包括温度、压力、流量(flow rate)、液位等。在工业过程中，过程现场装置用来测量和/或控制过程变量。测量过程变量的现场装置通常是指过程变量变送器。用来控制过程变量的现场装置可以是指过程变量控制器。

在许多工业过程中，过程现场装置与诸如控制室之类的集中站(centralized station)通信。过程变量被传送至控制室，而控制室内的仪器可以通过将控制信号传送给过程变量控制器而控制过程。许多工业过程装置利用二线式工业过程控制回路与过程现场装置通信。在这种构造中，过程控制回路上的电流电平可以设成表示所测过程变量的值、或者设成表示用于控制过程变量的期待值的值。一个示例是根据通信标准运行的二线式过程控制回路。在这种构造中，通过过程控制回路的电流电平(current level)可以被控制以表示过程变量，并且通过将数字信号调制到模拟电流电平上而传送附加的数字信息。

许多过程现场装置被构造成由用于传送信息的同一个二线式过程控制回路供电。二线式过程控制回路可以耦合到单个现场装置或者多个现场装置(“多支路(multi-drop)”)。这限制了过程现场装置可获得或可用的功率。在许多实例中，希望的是使过程现场装置的电路可用的功率量最大化。

发明内容

一种用于在监测或者控制工业过程中使用的过程现场装置，包括被构造成与二线式工业过程控制回路耦合的第一回路终端和第二回路终端。现场装置电路被构造成监测或者控制工业过程的过程变量。所述现场装置电路由来自二线式工业过程控制回路的功率供电。电流调节器与所述二线式工业过程控制回路、所述第一回路终端和第二回路终端以及所述现场装置电路串联连接。所述电流调节器被构造成控制流经所述二线式工业过程控制回路的回路电流。电压调节器与所述电流调节器并联连接并且与所述二线式工业过程控制回路、所述第一回路终端和第二回路终端以及所述现场装置电路串联连接。所述电压调节器被构造成控制所述现场装置电路上的电压。

附图说明

图1是工业过程控制或者监测系统的简化示意图。

图2是显示图1中的过程现场装置的简化方框图。

图3是用于现有技术中的过程现场装置的功率体系结构的方框图。

图4是用于现有技术中的采用功率收集技术的过程现场装置的功率体系结构的简化方框图。

图5是用在图4的电路中的现有技术中的串联调节器的电路示意图。

图6是根据本发明的用于为过程现场装置供电的功率体系结构的简化方框图。

图7是图6中的电路的电路示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于从过程现场装置中的二线式过程控制回路中回收或者“收集(scavenging)”功率的方法和装置。在一个构造中，本发明包括与过程控制回路串联且相互之间并联的电流调节器和电压调节器。过程电场装置电路与电流调节器/电压调节器串联并且由来自二线式过程控制回路的功率供电。大容量电容器可以用来与过程现场装置电路并联以储存功率。