[發明專利]無線方式過程現場裝置診斷方法

有效

• 申請號: 200580045703.5
• 申請日: 2005-12-13
• 公開（公告）號: CN101107640B
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 理查·L·尼爾遜;菲利普·G·奧斯比;格里高里·C·布朗
• 申請（專利權）人: 羅斯芒特公司
• 主分類號: G08C19/02
• 分類號: G08C19/02;G08C17/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及工業過程控制系統或監測系統。更確切地，本發明涉及用于此類 系統的無線方式過程的現場裝置。

背景技術

在工業配置中，控制系統用于對工業設備、化學制程以及類似情況的監測與 控制。典型地，執行該功能的控制系統使用現場裝置，該現場裝置分布在工業過 程中關鍵位置，并通過過程控制環路耦接至控制室內的控制電路。術語“現場裝 置”指任何在分布控制或過程監測系統中發揮作用的裝置，其包含工業過程中過 程的所有測量、控制與監測裝置。

一些現場裝置包括變送器。變送器可理解為一基于物理輸入量產生輸出信號 的裝置或一基于輸入信號產生物理輸出量的裝置。典型地，變送器將輸入轉換成 不同格式的輸出。變送器的種類包括各種分析設備、壓力傳感器、熱敏電阻、熱 電偶、應變計、流量變送器、位置控制器、致動器、電磁閥、指示燈等。

典型地，每一現場裝置包括通信電路，通過過程控制環路與過程控制器、其 它現場裝置或其它電路通信。在一些裝配中，過程控制環路也用于向現場裝置傳 送可調節的電流和/或電壓，為現場裝置提供電力。過程控制環路亦以模擬形式 或數字形式載送數據。

傳統地，模擬現場裝置通過雙線過程控制電流環路與控制室相連，且每一裝 置通過單個雙線控制環路與控制室相連。典型地，該雙線之間保持一定的電壓差， 其中模擬模式電壓范圍為12V-45V，數字模式為9V-50V。一些模擬型現場裝置 通過將經過電流環路的電流調制為與感知的過程變量成正比例的電流，而向控制 室發送信號。其它模擬型現場裝置可在控制室控制下通過響應經過環路的電流的 大小發揮作用。另外，可選擇地，過程控制環路可載送用于與現場裝置通信的數 字信號。與模擬通信相比，數字通信允許一個大得多的通信度。使用數字通信的 現場裝置可選擇性地與控制室和/或其它現場裝置相對應和通信。而且，此類裝 置可提供附加信號，諸如診斷信號與報警信號。

在一些裝置中，無線技術已經開始用于與現場裝置通信。無線運作簡化了現 場裝置的布線與設置。目前，使用無線安裝的現場裝置包括有本機電源。例如， 內部電池(可由太陽能電池充電)或其它無任何有線連接而獲得電源的技術。但 是，用于使現場裝置“無線化”的各部件與系統容易衰變和失效。這可使工業 過程的測量或控制出現錯誤，甚至可導致過程裝置完全失效。

發明內容

一種用于工業過程控制或監測系統的無線過程變量傳輸器，包括：一感知工 業過程中過程變量的過程變量傳感器；一為過程變量傳感器提供電力的電源；對 所述過程變量傳輸器的電源中的太陽能電池運行進行診斷并指示所述太陽能電 池即將失效的診斷輸出的診斷電路，所述診斷電路監測太陽能電池在一段時間內 輸出的累積能量和監測過程變量傳輸器內各部件的電源要求；通過無線通信鏈路 發送和接收信息的無線通信電路，該信息與被感知的過程變量相關和與診斷輸出 相關。

一診斷耦接至工業過程的無線過程變量傳輸器的方法，包括：

用電源為無線過程變量傳輸器提供電力；

通過監測太陽能電池在一段時間內輸出的累積能量和監測過程變量傳輸器 內各部件的電源要求以診斷所述過程變量傳輸器的電源運行，提供指示所述太陽 能電池即將失效的診斷；及

通過無線通信鏈路傳輸與無線過程裝置診斷相關的信息。

附圖說明

圖1是展示本發明使用的過程控制與監測系統的簡化方框圖；

圖2是展示本發明現場裝置各部件的方框圖；

圖3是展示圖2中現場裝置各部件的詳細方框圖；

圖4是展示本發明一實施例步驟的方框圖。

具體實施方式

本發明包括為用于與諸如控制室、手持裝置等遠程進行無線通信的無線現場 裝置提供的診斷方法。像背景技術部分所討論的那樣，將傳感器測量與自帶電源 無線通信技術配合，以消除對長導線運行與過程安裝的需求，通常是有利的。一 已知的為傳感器與無線通信裝置結合提供本機電源的方法是使用太陽能板將光 能轉化為電能。典型地，使用電池與系統儲藏電能使得該裝置在無太陽光情形下 亦可使用。也可使用其它技術在無需連線的情形下為該裝置提供電力。