[发明专利]具有减小功耗的工业现场设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于监控或控制工业过程的类型的现场设备。更具体地，本发明涉及为这样的现场设备供电。

背景技术

在工业过程中使用现场设备来监控过程的过程变量，或控制这样的过程变量。过程变量的示例包括：压力、温度、流速、液位等。典型地，现场设备位于“现场”中，远离中央位置。例如，这样的现场设备可以遍及炼油厂等。现场设备用于将所测量的过程变量传送回控制室，而控制器用于控制来自控制室的过程。

典型地，控制室和现场设备之间的通信通过两线过程控制回路而进行。示例控制回路包括4-20mA过程控制回路，在该回路中，通过回路的电流电平用于表示过程变量，控制回路根据通信协议、FieldBus协议、ProfiBus协议等进行操作。在许多配置中，现场设备也由通过两线过程控制回路接收的电能进行供电。

尽管现场设备典型地使用过程控制回路进行通信，但是存在需要无线通信的情况。例如，无线通信技术减小或消除了与现场设备相连的配线。在这样的无线配置中，可能不存在可用于向现场设备供电的过程控制回路。从而，必须使用备用电源。例如，在一些配置中，使用存储式电源(例如，来自电池、通过太阳能电池获得、或其他技术)对现场设备进行供电。在这样的配置中，期望减小现场设备所需的功耗。在其他情况下，该设备连接至有线过程控制回路，但还包括用于发送或接收通信的无线收发机。在这样的配置中，保存设备中的电源是有用的。

发明内容

一种用于监控或控制工业过程的现场设备，包括：两线过程控制回路电连接和具有上电(power-on)输入的现场设备电路。数字通信监控电路耦合至电连接，并响应于两线过程控制回路上的数字信号向现场设备电路的上电输入提供信号。还提供了一种控制用于监控或控制工业过程的类型的现场设备中的电路操作的方法。所述方法包括：监控两线过程控制回路上承载的信号，并检测通信信号。响应于两线过程控制回路上检测到的数字通信信号，向现场设备电路供电。

附图说明

图1是示出了过程控制或监控系统的简要框图。

图2是示出了根据本发明的现场设备的电路的框图。

图3是示出了本发明的数字通信监控电路的框图。

图4是示出了根据本发明的步骤的流程图。

具体实施方式

图1是包括现场设备102在内的工业过程控制系统100的简图，所示现场设备102耦合至过程管道106。所示的现场设备102包括过程接口元件108。例如，如果现场设备102被配置为变送器，则过程接口元件可以包括用于感测过程变量的传感器。类似地，如果现场设备102被配置为以过程控制器而操作，则过程接口108可以包括控制元件。为了进一步示意特定示例，如果现场设备102被配置为变送器，则可以对流过管道106的过程流体的流速进行测量。另一方面，如果现场设备102被配置为过程控制器，则可以用于对通过过程管道106的流体的流速进行控制。

现场设备102通过无线通信链路112与其他位置(如过程控制室110)进行通信。无线通信链路112在现场设备102的天线114和控制室110的天线116之间延伸。天线116耦合至控制室110中的过程控制设备120。

尽管所示的现场设备102包括无线通信链路，还存在一些期望现场设备102通过两线过程控制回路(如过程控制回路126)进行通信的装置。在图1的示例中，所示的两线过程控制回路126耦合至用于与现场设备102进行通信并对现场设备102进行校准的手持式校准器128。例如当设备102需要校准或诊断时，仅需要将校准器128耦合至设备102。

如以下更详细所述，由于仅在一些情况下使用通过两线过程控制回路126的通信，本发明通过在电路、两线过程控制回路通信电路不使用时将其断电来减小现场设备102的功耗。数字通信监控电路用于监控过程控制回路126，并用于在检测到数字通信时对电路上电。

图2是更详细示出了现场设备102的电路的简要框图。现场设备102包括：通过过程接口电路148耦合至微处理器140的过程接口元件108(也在图1中示出)。微处理器140根据存储器148中存储的程序指令进行操作。微处理器140可以包括任何类型的数字控制器。无线通信电路144耦合至天线114。微处理器140通过无线通信电路144在通信链路112上进行通信。