[发明专利]用于包括传感器、测量变换器和控制单元的传统二线制通信链路的隔离单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分用于包括传感器、测量变换器和控制单元的传统二线制通信链路的隔离单元。

背景技术

在过程自动化技术中使用多种现场用仪表，这些现场用仪表用于获取和/或影响过程变量。对于这种现场用仪表的实例是物位测量仪表、质量流量测量仪表、压力测量仪表以及温度测量仪表、pH氧化还原电位测量仪表、电导率测量仪表等，这些仪表作为传感器获取相应的过程变量物位、流量、压力、温度、pH值或导电率值。

所谓的执行器例如阀或泵用于影响过程变量，该阀在管道区段中控制液体的流量，该泵在容器中改变物位。

多种这样的现场用仪表由Endress+Hauser公司制造和销售。

通常，现场用仪表与上级单元例如管理系统或控制单元相连接。这种上级单元用于过程控制、过程可视化、过程监测。

在现场用仪表与上级单元之间的信号传递通常根据已知4-20mA的标准借助于二线制通信链路来进行。

在现场用仪表中涉及传感器，因此，由该传感器获取的测量值作为电流信号通过信号线传递到上级单元。在此，传感器的测量范围线性地关于4-20mA的电流信号描绘。

现在，多种情况下传感器不是直接地，而是通过测量变换器与控制单元相连接。通常，在测量变换器中，在由传感器提供的输入信号与传送到控制单元的输出信号之间产生电流隔离。

除4-20mA的信号传递外，也能够以一些传感器实现数字的双向通信。在过程自动化技术中，这种通信通常根据广泛传播的可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议(HART)标准来进行。因此，传感器可由管理系统配置和参数化。此外，除固有的4-20mA的测量值外，诊断信息也可数字地传递到管理系统。

但具有电流信号隔离的传统测量变换器不允许HART信号通过。因此，当具有HART能力的传感器通过这样的测量变换器与管理系统相连接时，具有HART能力的传感器不能数字地与管理系统通信。

发明内容

本发明的任务在于，在传感器与控制元件之间提供一种用于现有的模拟的二线制通信链路的隔离单元，该隔离单元不具有上述缺点，该隔离单元尤其是在使用传统测量变换器时额外实现传递HART信号。

该任务通过权利要求1中给出的特征来解决。

本发明的基本思想在于，设置一种用于传统二线制通信链路的隔离单元，该二线制通信链路用于传递数字信号并且可串联到现有电流回路中。

从属权利要求中给出了有利的改进。

数字信号以有利地方式涉及频移键控(FSK)信号。

隔离单元也负责电流信号隔离。

附图说明

下面根据附图中给出的实施例来详细说明本发明。

附图表示：

图1示出具有传统测量变换器的二线制通信链路的示意性视图；

图2示出传统测量变换器的示意性视图；

图3示出具有根据本发明的隔离单元的二线制通信链路的示意性视图；

图4示出根据第一实施例的根据本发明的隔离单元的示意性视图；

图5示出根据第二实施例的根据本发明的隔离单元的示意性视图；

图6示出根据图4的实施例详细视图。

具体实施方式

图1中详细示出了在传感器与控制单元之间的二线制通信链路。

传感器1(例如温度传感器)通过双线L1将4-20mA的测量信号提供到测量变换器2上。测量变换器2通过另一双线L2与控制单元3，例如SPS(可编程控制器)相连接。控制单元3可例如以未详细示出的方式调控执行器，例如阀。

此外，控制单元3通过总线系统5与管理系统100相连接。总线系统5例如可涉及现场总线(Profibus)。

从传感器1通过第一电流回路S1进入的4-20mA的测量信号在其被传送到控制单元3上之前在测量变换器2中预处理例如线性化，该测量信号与实际测量的温度值相应。一种特殊的测量变换器，Endress+Hauser公司的产品RMA422不仅具有测量信号输入端，而且具有两个测量信号输入端。因此，两个传感器的测量信号可在该测量变换器中例如计算或评估。

在测量变换器2中，进行在4-20mA的输入信号与4-20mA的输出信号之间的电流隔离，该输出信号通过第二电流回路S2传送到控制单元3上。通过第二电流回路S2的4-20mA信号，向传感器1供电，但也可以向测量变换器2供电。