[发明专利]用于过程设备无线适配器的改善的形状因素和电磁干扰保护

说明书

背景技术

在工业设置中，控制系统用来监测和控制工业和化学过程等的物料量。典型地，控制系统采用分布在工业过程中的关键位置处且通过过程控制回路连接至控制室中的控制电路的现场设备执行这些功能。现场设备通常在分布式控制或过程监控系统中执行一定功能，如感测参数或根据过程进行运转。

一些现场设备包括换能器。换能器被理解为是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装置。典型地，换能器将输入转换成具有不同形式的输出。换能器的类型包括各种分析设备、压力传感器、电热调节器、热电偶、应变仪、流量变送器、定位器、传动装置、螺线管、指示灯以及其它。

典型地，每个现场设备还包括用于与过程控制室或过程控制回路上其它电路系统通信的通信电路系统。在一些装置中，过程控制回路还用来向现场设备传送调节电流和/或电压，用来向现场设备供电。过程控制回路还传递模拟或数字格式的数据。

传统上，模拟现场设备已经由二线过程控制电流回路连接至控制室，每个设备由单个二线控制回路连接至控制室。典型地，将所述二线之间的电压差维持为，对模拟模式在12-45伏的范围内，对数字模式在9-50伏的范围内。一些模拟现场设备通过将在电流回路上传播的电流调整为与所感测的过程变量成比例的电流而将信号传递至控制室。其它现场设备可以在控制室的控制下，通过控制所述回路上的电流大小进行动作。除此之外，或作为替换，过程控制回路还可以传输用于与现场设备通信的数字信号。

在一些装置中，无线技术已经开始用来与现场设备通信。无线操作简化了现场设备配线和配置。然而，现场设备的主要部分硬接接至过程控制室，并且不采用无线通信技术。

工业过程工厂通常包含数百甚至数千个现场设备。这些现场设备中的多个都包含复杂的电子组件，且能够提供比传统模拟4-20mA测量更多的数据。由于多个原因，它们中的成本，多数工程不利用可有由这种现场设备提供的其它数据。这形成了对用于这种现场设备的无线适配器的需求，这种适配器能够连接至现场设备并经由无线网络将数据传递回控制系统或其它监控或诊断系统或应用。

发明内容

一种过程设备无线适配器，包括无线通信模块、金属壳体和天线。无线通信模块构造为可通信地连接至过程设备并连接至无线接收器。金属壳体围绕无线通信模块，并具有第一端和第二端。所述第一端构造为连接至过程设备。在一种实施方式中，金属护罩接触壳体的第二端，以便金属护罩和壳体形成大致连续的导电面。天线可通信地连接至无线通信模块，并由金属护罩与无线通信模块隔开。优选地，无线通信模块示例性地包括印刷电路板，其具有大于其宽度的长度。

附图说明

图1为根据本发明的无线适配器与其一起使用的示例性现场设备的示意图。

图2为图1中示出的现场设备的框图。

图3为连接至过程设备的形状因素改善的无线适配器的透视图。

图4为图3的无线适配器的剖面透视图。

图5为包括无线适配器的过程控制或监控系统的简化框图。

图6为根据本发明的实施方式的减少或消除电磁干扰的无线适配器的剖视图。

图7为根据本发明的实施方式的减少或消除电磁干扰的另一无线适配器的剖视图。

图8为示出连接至过程设备的无线适配器的简化剖视图。

具体实施方式

本发明的实施方式主要包括无线适配器，其构造为连接至过程设备并与过程控制室或在计算机上运行的远程监控系统或诊断应用程序进行通信。过程设备通常安装在具有受限访问的区域中。在此描述的一些实施方式包括形状因素改善的无线适配器。改善的形状因素使得无线适配器能够连接至多种环境中的过程设备，包括否则不允许无线适配器连接至过程设备的环境。过程设备通常还安装在具有可能负面影响无线适配器的性能和运转产生的电磁干扰(EMI)的环境中。在此描述的一些实施方式包括具有减少或消除EMI的负面效应的导电外壳的无线适配器。

图1和2为根据本发明的实施方式的无线适配器一起使用的示例性现场设备的示意图和框图。过程控制或监控系统10包括通过二线式过程控制回路16连接至一个或多个现场设备14的控制室或控制系统12。过程控制回路16的例子包括模拟4-20mA通信，包括模拟和数字通信的诸如高速可编程远程换能器(HART)标准的混合协议，以及诸如FOUNDATION^TM Fieldbus标准之类的全数字协议。通常，过程控制回路协议既可以向现场设备供电，又允许在现场设备和其它设备之间进行通信。