[实用新型]过程装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及过程装置。 

背景技术

很多工业过程装置在双线控制回路上工作，其中，基于感应器(sensor)读数或期望的致动器(actuator)状态，电流在4至20mA范围变化。在感应器的情况下，与过程装置相连的主机通过测量控制回路电流确定测量值。在致动器的情况下，控制室向过程装置提供电流，该电流指示了期望的致动器状态。 

主机位于控制室内，向双线设备提供大约直流24V。对于感应器，可以通过测量诸如3.5mA或20.5mA之类的越界电流来完成简单的诊断。在控制室和设备之间可能存在长达数英里乃至更长的电缆，从而由于配线的电阻而导致小的电压降。设备中的电子设备将电压调节到诸如12V之类的标称值，以向感应器和微处理器供电。 

微处理器进行感应器测量，并且确定必需的电流值。微处理器使用数模转换器(DAC)控制控制放大器和控制晶体管来消耗流过分流电阻器的电流，以使电子设备和分流电阻器的总电流消耗是合适的值。使用高精度感测电阻器来形成反馈环，该高精度感测电阻器对过程装置的总电流消耗进行测量以确保报告精确值。 

过程装置的传统设计技术指出仅仅应当实现可使用最小电流(3.5mA)完成的功能。这是由于过程装置工作所处环境的本质造成的。这些设备是非常低功率的，经常被安装在远程位置，并且如果它们发生故障的话，将使整个工作停止。因此，过程装置在可用功率的下限处可完全工作是必要的。 

虽然设备必须在3.5mA下工作，但是它可能在高达20mA下工作。这意味着在分流电阻器中将浪费16.5mA或更多的可用功率。 

这种电流的一种用途是为过程控制装置提供LED背光。过去提供这种特征的方法是用LED替代分流电阻器。虽然这种方法确实提供了背光，但是没有对背光灯的亮度进行控制。在4mA下，背光是暗淡的，而在20mA下，背光可以极度明亮。 

实用新型内容

本实用新型申请旨在至少部分地解决现有技术中的一个或多个上述问题，例如用以实现对多余可用功率的独立控制。 

一个实施例是一种过程装置，包括：传感器；双线接口，其中，流经双线接口的电流指示传感器的状态；微处理器，与传感器相连；数模转换器，从微处理器接收指示电流值的信号；第一控制电路，与数模转换器相连，适于将经过双线接口的电流控制为所述电流值；以及第二控制电路，与数模转换器相连，适于向次级负载提供电流。 

第一控制电路可以包括：第一控制放大器，与数模转换器相连；第一控制晶体管，与第一控制放大器相连；分流电阻器，与第一控制晶体管相连；以及感测电阻器，与分流电阻器和第一控制放大器相连。 

次级负载可以包括一个或多个发光二极管。 

过程装置还可以包括显示器，并且发光二极管可以被配置为显示器的背光灯。 

次级负载可以包括与微处理器相连的压控振荡器。 

次级负载可以包括传感器。 

第二控制电路可以包括与微处理器相连的开关，所述开关被配置为使能或禁用对次级负载的电流供应。 

第二控制电路可以包括可调增益元件，所述可调增益元件可被微处理器操作来调节提供给次级负载的电流量。 

过程装置还可以包括与数模转换器相连的第三控制电路，适于向第三负载提供电流。 

第二控制电路可以包括：第二控制放大器，与数模转换器相连；第二控制晶体管，与第二控制放大器相连；以及第一电阻器，与第二控制晶体管和第二控制放大器相连。 

第二控制电路还可以包括：第二电阻器，耦接在数模转换器和第二控制放大器之间；以及第三电阻器，耦接在第二控制放大器和地参考之间。 

第二电阻器可以是微处理器控制的可调电阻器。 

第三电阻器可以是微处理器控制的可调电阻器。 

根据本实用新型的实施例，对多余可用功率的独立控制向双线过程装置提供了附加的益处。本实用新型允许对次级子系统进行选择性的控制，以按需将可用功率用于增加的功能和处理器速度，并且可以扩展本实用新型以处理多种附加的非关键负载。 

附图说明

图1是包括用于驱动次级负载的第二控制放大器的过程装置的图。 

图2是包括用于驱动次级负载的、具有可调增益的第二控制放大器的图1中过程装置变体的图。 

图3是包括用于增加微处理器时钟速度的第二控制放大器的图1中过程装置变体的图。 

图4是包括用于增加提供给传感器的功率的第二控制放大器的图1中过程装置变体的图。