[发明专利]用于工业过程现场装置的电源

说明书

技术领域

本发明涉及工业过程控制和监测系统。更具体地说，本发明涉及用在工业过程控制和/或监测系统中的无线现场装置。

背景技术

工业过程用在许多工业中以处理或输运各种材料。工业过程例如在炼油厂、食品生产设施、纸浆生产设施等等中实施。

工业过程的操作通常需要监测过程变量。示例性的过程变量包括温度、压力、流量、液位等。被传输的过程变量用来测量过程变量，并且将被测量的过程变量的信息传输到中心位置。这些信息可以用来监测过程，并且可以用于控制过程。例如，可以根据测量流量使用另一种类型的现场装置、控制装置来调整阀。

传统上，过程变量变送器使用有线连接与中心位置通信。有线连接的示例是二线式过程控制回路，通过该回路的电流代表被测量的过程变量。其他通信技术包括在过程控制回路上传输数字信息。同样的二线式过程控制回路可以用于为现场装置提供电力。

无线现场装置被用来测量过程变量和与另一个位置通信，并且不需要上面所述的有线连接。一种无线通信技术采用网状网络配置。一种示例性的通信协议是按照IEC 62591标准的无线通信协议。无线装置的一个好处是不需要将从中心控制位置延伸到现场装置的电线。如果现场装置包括诸如电池之类的内部电源，可以实现布线的进一步减少。然而，如果现场装置是电池供电的，如果其电源耗尽，该装置将停止运型。因此，往往是需要采取措施以减少在现场装置中的功耗，以延长电源的使用寿命。

发明内容

一种在控制或监测工业过程的过程变量时使用的无线工业过程现场装置包括过程接口元件，该过程接口元件被配置为检测或控制工业过程的过程变量。过程装置电路包括过程接口电路，该过程接口电路被配置为使用过程接口元件测量或控制工业过程的过程变量。无线通信电路被配置为用于无线通信。供电电路被配置为从电力储存元件以输出电压向过程装置电路提供电力。低压降(LDO)电压调节器被配置为降低输出电压。升压转换器被配置为升高输出电压。

附图说明

图1是包括无线现场装置的工业过程控制或监控系统的简化示意图。

图2是图1的无线现场装置的简化框图。

图3是显示图1的按照本发明的一个示例性实施例的无线现场装置的电源的简化示意图。

具体实施方式

本发明提供用于诸如过程变量变送器或过程控制器之类的无线现场装置的电源电路。该电源电路包括升压转换器和低压降(LDO)电压调节器，升压转换器和低压降(LDO)电压调节器可以被选择性地连接至现场装置的电源电路。LDO和升压转换器的组合用来提高电池的使用寿命。比较器用来在升压转换器和LDO之间切换。

图1是工业过程控制或监控系统100的简化示意图，其中诸如过程现场装置102之类的现场装置通过过程接口元件104与过程流体108接合。过程流体108例如包含在过程管道106中。现场装置102可以被配置作为过程变量变送器，其中的过程接口元件104可以包括用于检测过程流体108的过程变量的传感器。示例包括温度、流量、液位等。

过程现场装置102通过无线通信链路112与诸如位置110的其他位置通信。位置110包括连接到天线116的通信电路114，天线用于建立通信链路112。位置110例如可以是其中监测或控制过程的操作的中心控制室等。无线通信链路112可以与任何通信协议技术或标准一致。一种示例是按照IEC62591标准的无线通信协议。

图2是过程现场装置102的简化框图。正如图2所示，微处理器200通过过程电路202连接到过程接口元件104。过程电路202例如可以包括放大器、模数转换器等。在这样的配置中，表示检测到的过程变量的数字被提供到微处理器200。微处理器200按照存储在存储器204中的指示操作，并且连接到无线通信电路206。无线通信电路206连接到天线208，天线208链接到显示在图1中的通信链路112。使用这种配置，变送器102可以在通信链接112上接收或传输信息。显示了任选的本地输入/输出(I/O)电路210。例如，可以由操作员使用I/O电路210在本地控制变送器102。图2还图示了连接到电力储存元件222的电源220。如下文中详细讨论，电源220用来从电源储存元件222提供电力到过程变量102的电路。电力储存元件222可以包括任何合适的装置，其能够根据需要储存足够的电力。示例包括电池、可充电电池、包括大容量或“超级”电容器的电子电容器。