[实用新型]饱和受控回路电流调节器

说明书

技术领域

以下描述的实施例涉及过程现场设备。具体地，实施例涉及过程 环境中的回路电流调节器。

背景技术

在工业过程控制系统中使用过程现场设备，以监测和/或控制工业 过程。控制设备是用于控制过程的过程现场设备。示例控制设备包括 泵、阀、致动器、螺线管、电机、混合器、搅拌器、破碎机、粉碎机、 滚筒、铣床、球磨机、搅和机、过滤器、掺混机、旋流器、离心分离 机、塔、干燥器、传送器、分离器、升降机、起重机、加热器、冷却 器以及其他这样的设备。过程变送器是例如通过监测例如温度、压力、 流等过程变量来感测(或监测)过程的操作的过程现场设备。发送所 监测的过程变量，使得可以由过程中的其他设备(例如中央控制室) 使用所监测的过程变量。

双线过程现场设备从双线过程控制回路接收功率，并在双线过程控制回路上传送功率。一种标准类型的双线过程控制回路在控制回路上使用4-20mA的电流电平来表示控制设备的过程变量或状态。在这种配置中，现场设备可以将电流电平控制到代表感测到的过程变量(例如压力)的一个值(例如10mA)。在其他实施例中，使用例如通信协议(例如Fieldbus或Profibus)的通信标准在双线回路上对数字值进行编码。

为了减小与过程现场设备耦合所需的布线量，许多过程现场设备 用从双线过程控制回路接收到的功率来完全供电。因此，过程现场设 备可用的功率总量是有限的。例如，在4-20mA的电流回路中，通过 电流电平可以设置的最低电平(例如3.6mA)和设备两端可用的最大 压降(例如在固有安全位置中略少于24v)来限制总可用功率。这小 于设备0.09瓦特的可用功率。

在许多情况下，过程设备的功能受到双线过程控制回路上可用的 功率的量的限制。例如，附加的功能可能需要来自微处理器的附加的 计算能力。该增加的计算功率需要更大的电力并且可能超过回路可用 的功率预算。为了增加在过程现场设备中可用的功率的量，现场设备 通常利用高效电源将从双线过程控制回路接收到的功率转换为调节后 的电压电平，以供内部电路使用。已经在过程现场设备中使用了一种 类型的电源(开关调节器)，原因在于它在向设备的组件提供调节后的 电源电压的高效性。

上述讨论仅用于提供一般的背景信息，并且不旨在用于辅助确定 所要求保护的主旨的范围。所要求保护的主旨不限于解决在背景中所 提及的任意或全部缺点的实施方式。

发明内容

过程变送器包括生成要在电流回路上传送的值的设备电路，串联 控制晶体管在电流回路和所述设备电路之间串联；并且饱和防止电路 防止所述串联控制器进入饱和。

根据另一实施例，过程现场设备包括：用于与过程控制回路连接 的控制回路连接器、设备电路和在控制回路连接器和设备电路之间串 联的电流调节器。所述电流调节器控制所述控制回路上的电流电平并 提供具有与在过程控制回路上提供的电压成比例的最大功率的功率输 出。

根据另一实施例，过程现场设备包括：用于与电流回路连接的两 个回路连接器、设备电路和在两个回路连接器之一和设备电路之间串 联的电流控制器。所述电流控制器能够控制所述电流回路中的电流电 平，同时针对所述电流回路中的多个电流电平在所述电流回路和所述 设备电路之间提供固定的压降。

提供该发明内容和摘要以用简化的形式介绍一部分概念，其在以 下的具体实施方式中将进行具体描述。发明内容和摘要不旨在标识所 要求保护的主旨的关键特征或必要特征，也不旨在用于辅助确定所要 求保护的主旨的范围。

附图说明

图1提供了包括过程现场设备、双线回路和控制器的过程环境的 框图。

图2提供了对于多种功率制式在各种回路电流可获得的功率的图 表。

图3提供了根据一个实施例的过程现场设备的组合框图和电路图 的。

图4提供了在图3的接口中的各种组件的电压和电流的图表。

图5提供了根据另一实施例的过程现场设备的组合框图和电路 图。

图6提供了根据一个实施例的图1的过程环境的组合框图和电路 图。

图7提供了根据另一实施例的过程现场设备的组合框图和电路 图。

具体实施方式