[發明專利]具有雙線過程控制回路診斷的過程變量變送器

有效

• 申請號: 201080014378.7
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN102959363A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 格雷戈里·J·萊庫伊爾;大衛·L·韋爾斯;杰西卡·洛;史蒂文·J·麥科伊;布賴恩·L·韋斯特菲爾德
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙德公司
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00;G05B19/042;G08C19/02;G05B23/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 潘劍穎

技術領域

本發明涉及用于監視工業過程中的過程變量的雙線工業過程控制變送器。具體地，本發明涉及能夠對上行過程控制回路執行診斷的過程變量變送器。

背景技術

過程變量變送器用在工業過程中以測量遠端位置處的“現場”的一個或多個過程變量，并且將與過程變量相關的信息發射給諸如控制室之類的中心位置。過程變量的例子包括壓力、溫度、流速、液面等等。

在一個實施例中，過程變量通過雙線過程控制回路進行傳輸。雙線過程控制回路將過程變量變送器連接到控制室，并且除了承載通信之外，還用于向過程變量變送器供電。一個示例雙線過程控制回路是4-20mA的控制回路，其中電流級別的范圍在4和20mA之間，并且能夠被控制以表示感測到的過程變量。另一個示例過程控制回路根據通信協議進行操作。在使用通信技術的過程控制回路中，數字信號被疊加在環路中承載的基本是DC的電流級別上。這允許過程控制回路承載模擬信號和數字信號二者。數字信號可以用于從過程變量變送器向控制室傳輸附加信息，或者從控制室向過程變量變送器傳輸數據。另一示例雙線過程控制回路根據Fieldbus通信協議進行操作，其中典型地承載的所有數據都是數字格式。

如果過程控制回路不是工作在最佳狀態，則過程變量變送器的發射可能會出現錯誤，或者回路可能不提供供過程變量變送器操作的足夠電力。由于與雙線過程控制回路關聯的問題，也可能出現其他錯誤，包括部分故障或者全部故障。因此，需要對雙線過程控制回路執行診斷以確保正確操作。在1996年1月2日授予Voegle等人并且轉讓給Rosemount公司的、名為“FIELD?TRANSMITTER?BUILT-IN?TEST?EQUIPEMENT”的、美國專利NO.5,481,200中示出和描述了這種診斷的一個示例。

發明內容

一種工業過程中使用的雙線過程變量變送器，包括過程變量傳感器，被配置為感測工業過程的流體的過程變量。輸出電路被配置為提供在雙線過程控制回路上的輸出，其與感測到的過程變量有關。回路電流測量電路測量流經雙線過程控制回路的電流，以及端電壓測量電路測量與過程變量變送器的端電壓有關的電壓。端電壓可以是在雙線過程變量變送器到雙線過程控制回路的電連接上測量的電壓。輸入電路被配置為接收來自雙線過程控制回路的診斷命令。微處理器被配置為，響應于對來自雙線過程控制回路的診斷命令的接收，基于測量的回路電流和端電壓執行對雙線過程控制回路的回路診斷。

附圖說明

圖1是示出包括過程變量變送器的工業控制系統的簡化框圖。

圖2是圖1的變送器的部件的框圖。

圖3是示出圖1的變送器的診斷電路的簡化示意圖。

圖4是來自診斷軟件的指示端電源電壓太低的屏幕截圖。

圖5是來自診斷軟件的指示端電源電壓太高的屏幕截圖。

圖6是示出與圖1的變送器中的診斷軟件交互的操作員界面的屏幕截圖。

具體實施方式

本發明是一種雙線過程控制回路中的變送器，其包括用于測量電流回路的阻抗和對回路供電的電源電壓的電子器件。當變送器電流具有高的泄露或者分流時，例如當濕氣或者某種其他電導體接觸內部變送器電路的供電線時，在過程回路中流動的電流會超過期望的過程回路電流值。這可能導致通信故障或者指示部件故障。

圖1是示出工業控制或監視系統10的簡化框圖。系統20包括過程變量變送器12，其具有布置用于感測過程流體的過程變量的過程變量傳感器。在該示例中，過程流體為示為容納在過程管線16中。過程變量可以是與過程流體有關的任何合適的屬性，諸如流率、溫度、壓力、pH，等等。過程變量變送器12耦合到雙線過程控制回路18，雙線過程控制回路18承載回路電流I。在示例安裝中，過程變量變送器位于遠端，即工業過程的“現場”中，并且通過雙線過程控制回路18耦合到中心位置的控制室20。在該示例中，控制回路20被示出為感測電阻器22和電壓源24。

利用本發明，提供根據需要的回路特性函數，其被配置為存儲電壓的基線和回路阻抗。該系統可以用于確定電源、關聯的走線、和負載電阻器是否都正常工作，使得變送器12能夠在用于指示告警條件的最小和最大輸出級別上輸出正確的電流值I。該能力將確保變送器能夠提供在電流I值的期望范圍上的輸出。