[发明专利]能进行射频通信的过程现场设备

说明书

本申请是申请日为2005年6月21日的申请号为200580020342.9的发明专利申请“能进行射频通信的过程现场设备”的分案申请。

技术领域

本发明涉及工业过程控制或监控系统。更具体地，本发明涉及工业过程控制或监控系统中能够进行射频(RF)通信的现场设备。

背景技术

在工业环境下，控制系统用于监控和控制工业和化学过程的存货等。典型地，控制系统使用分布在工业过程中关键位置上的现场设备来执行这些功能，这些现场设备通过过程控制回路连接到控制室中的控制电路。术语“现场设备”是指在分布式控制或过程监控系统中执行功能的任何设备，包括用于工业过程的测量、控制和监控的当前已知的或未知的所有设备。

一些现场设备包括换能器。换能器意指基于物理输入产生输出信号或基于输入信号产生物理输出的设备。典型地，换能器将输入转换为具有不同形式的输出。各类换能器包括多种分析装备、压力传感器、热敏电阻器、热电偶、应变仪、流量变送器、定位器、激励器、螺线管、指示灯等。

典型地，每一个现场设备还包括通信电路，用于通过过程控制回路与过程控制室或其它电路进行通信。在一些装置中，过程控制回路还用于向现场设备输送调节后的电流和/或电压，从而向现场设备供电。过程控制回路还以模拟或数字的形式携带数据。

传统地，通过两线过程控制电流回路将模拟现场设备与控制室相连，通过单一的两线控制回路将每一个设备与控制室相连。典型地，两线之间存在电压差，模拟方式下电压差在12-45伏范围内，数字方式下电压差在9-50伏范围内。通过将穿过电流回路中的电流调制为与所感知的过程变量成比例的电流，一些模拟现场设备向控制室发送信号。通过控制室对穿过回路的电流的幅度进行控制，其它模拟现场设备在控制室的控制下执行动作。另外或可选择地，过程控制回路能够携带用于和现场设备进行通信的数字信号。

在一些装置中，无线技术已经开始用于和现场设备进行通信。例如，完全无线的装置得以使用，其中的现场设备使用电池、太阳能电池或其它技术来获得能量而不需要任何类别的有线连接。然而，大多数现场设备与过程控制室是硬连线的，而且没有使用无线通信技术。

发明内容

一种现场设备，用于工业过程控制或监控系统，包括被配置为与两线过程控制回路相连的端子，所述两线过程控制回路被配置为携带数据并提供能量。将现场设备中的RF电路配置用于射频通信。在一个实施例中，电源电路使用完全从两线过程控制回路接收到的能量来为RF电路供电。还提供了一种方法。

附图说明

图1是包括现场设备的过程控制监控系统的简化框图，将所述现场设备配置用于无线通信；

图2是过程控制器监控系统的框图，其中多个现场设备向远程仪表发送信息；

图3是包括无线通信电路的现场设备的分解图，所述无线通信电路用于和例如手持单元的远程设备进行通信；

图4是包括现场设备的过程控制器监控系统的图，所述现场设备用于无线通信，所述现场设备从过程控制回路获取能量；

图5是图4所示电路的更加详细的示意图；

图6是在图5所示的电容器上测量得到的电压相对于时间的图表；

图7是用于提供过程控制器监控系统中的无线通信的电路的电气框图。

具体实施方式

本发明提供了一种被配置为与过程控制回路相连的现场设备，所述现场设备还包括无线通信模块，用于进行单向或双向无线通信。所述无线通信模块能够从远程设备或位置发送和/或接收RF信号。能够使用从两线过程控制回路接收到的能量直接为无线通信模块供电，或使用从过程控制回路接收到的并且为随后使用所存储的能量来为无线通信模块供电。无线通信模块可以是可移去的模块，仅需要与那些期望能够进行无线通信的现场设备相连。

图1是过程控制或监控系统10的简化框图，其中控制室或控制系统12通过两线过程控制回路16与现场设备14相连。现场设备14包括I/O功率电路18、激励器/换能器20和无线通信电路22。将无线通信电路22配置为使用天线26发送和/或接收RF信号24。