[发明专利]具有分立输入/输出的无线现场设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制或监测工业过程型的现场设备。更具体地，本发明涉及具有分立输入和分立输出的工业过程现场设备。

背景技术

在诸如油、纸浆等之类的过程材料和流体的监测或制造中采用工业过程。为了监测工业过程的操作，采用过程变量发射机。过程变量发射机测量过程变量，并且将所述过程变量信息发射至集中位置。示例的过程变量包括流速、温度、压力、液位等。过程变量发射机是现场设备的一个示例。另一个示例现场设备是控制器。所述控制器用于通过激励(actuate)控制元件来控制过程的操作。例如，控制器可以调节阀门的位置、改变泵的速度、改变加热元件的温度等。所述控制器可以从集中位置接收其指令。

典型地，现场设备依靠与中央位置的有线通信。示例有线通信技术包括双线过程控制回路，在双线过程控制回路中在相同的两个线路上承载功率和信息。然而最近现场设备采用了无线通信技术。在根据IEC62591标准的无线通信协议中阐述了一种示例无线通信技术。

发明内容

一种用于工业过程的无线现场设备，包括：输入/输出端子，配置用于耦合至过程接口元件。所述分立的输入/输出通道配置用于当被配置为分立的输入通道时，通过输入/输出端子从过程接口元件接收分立的输入。所述分立的输入/输出通道还配置用于当被配置为分立的输出通道时，通过输入/输出端子向过程接口元件提供分立的输出。无线通信电路配置用于发射和接收信息。控制器通过无线通信电路来传送信息，并且根据配置信息来操作，以在输入/输出端子与分立的过程变量传感器相连时将输入/输出通道配置为输入通道，还在输入/输出端子与分立的控制元件相连时将分立的输入/输出通道配置为分立的输出通道。

附图说明

图1是包括现场设备的工业过程的简化图。

图2A是图1的现场设备的简化框图，配置为从分立的传感器提供分立的输入通道。

图2B是图1的现场设备的简化框图，配置为向分立的控制元件提供分立的输出通道。

图3是图1的现场设备的简化框图，配置用于分立的输入和分立的输出。

图4是示出了图1的现场设备的通道的简化示意图，可以将其配置为分立的输入通道(图2A)或者分立的控制输出通道(图2B)。

具体实施方式

本发明提供了一种现场设备，能够在与工业变量相关的工业过程中从传感器接收分立的输入。所述传感器与现场设备的端子相耦合。另外，所述现场设备的端子可以配置用于在过程中向分立的控制元件提供分立的输出。这允许将相同的两个端子配置用于感测过程变量和按照需要控制过程变量。所述现场设备配置用于与远程位置无线通信。所述无线通信可以基于任意合适的技术，例如根据IEC 6259标准的无线通信协议。

图1是工业过程10的简化框图，工业过程10包括与过程管道14相耦合的无线现场设备12。过程管道可以承载过程流体。无线现场设备包括分立的过程接口元件16，如果所述设备配置用于提供分立的控制输出信号，所述分立的过程接口元件可以包括控制元件，或者如果现场设备12配置用于对来自分立的过程变量传感器的过程变量进行感测，所述分立的过程接口元件可以包括过程变量传感器。如果现场设备12配置用于感测过程变量，则现场设备12可以通过天线20和22将与感测的过程变量相关的信息无线传送至远程位置18。例如，远程位置18可以包括诸如控制室之类的中央位置。如以下更加详细地讨论的，现场设备12也可以配置用于提供控制输出。在这种配置的一个示例中，从用于响应地提供控制输出的远程位置18接收信息。

分立的过程变量传感器的示例包括开关，所述开关在发生特定事件时改变状态，所述特定事件例如是超过温度阈值或者超过电平阈值。另一种类型的分立过程变量传感器提供与感测的过程变量相关的脉冲序列，所述感测的过程变量能够被计数。这些过程变量传感器的示例包括涡轮流量计(turbine flow meter)和磁通计脉冲输出。

图2A是现场设备12的简化框图，具有配置用于从分立的过程变量传感器接收输入的通道24。在图2中，将过程接口元件16示为双位(关断和接通)开关。所述开关与现场设备12的输入/输出端子40相连。端子40之一与比较器42相连，所述比较器42也接收参考电压。例如，如果所述开关接通，向微处理器44提供高输出，而如果所述开关关断则提供低输出。所述微处理器44从所述比较器和接收输出，并且根据在存储器46中存储的指令来操作。基于接收到的输入，所述微处理器44可以使用无线通信电路48无线地通信。