[發明專利]用于過程現場設備的通信系統

有效

• 申請號: 201110286820.8
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102478850A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 尤金·柯羅雷夫;約翰·P·舒爾特
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙德公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 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或控制工業過程的類型的現場設備。更具體地，本發明涉及在這種現場設備中的內部數據通信。

背景技術

工業過程用于執行在過程中執行各種功能，或從其他組件創建貨物。這種過程包括例如：煉油廠、制造廠、食品加工廠、化工廠以及制藥廠。在這些系統中，現場設備用于監視或控制過程的操作。一個這樣的設備是過程變送器，其被配置為：感測過程變量，并基于感測到的過程變量向中心位置進行通信。示例過程變量包括：流量、壓力、溫度、電平等等。過程控制器是另一種現場設備的示例，其中，從中心位置接收控制信號，且響應于此，過程控制器對過程變量進行控制。與中心位置的通信可以通過有線或無線過程控制環路。

過程設備經常在功率限制下進行操作。此外，這種設備一般具有多個組件，且使用通信系統在這些組件之間通信。在一些實例中，比如當使用有限功率進行操作時，一個通信系統可能引起對另一個通信系統上發送的數據的干擾。該“噪聲”可能在設備中引入誤差，甚至引起設備故障。

發明內容

本發明提供一種在工業過程中使用的現場設備，包括：被配置為測量或控制過程變量的過程接口單元。通信電路被配置為與另一個位置通信。通信系統被配置為在現場設備中至少兩個組件之間提供通信。信號倒相器將來自通信系統的已倒相信號耦合到其他電路，從而減小該其它電路接收到的干擾。

附圖說明

圖1是工業過程控制或監視系統的簡化框圖。

圖2是示出了圖1的現場設備的簡化框圖。

圖3是示出了將來自第一數據總線的噪聲注入到第二數據總線的圖。

圖4是示出了使用倒相器來減小或消除圖3所示噪聲的圖。

圖5是示出了本發明的示例實施例的簡化框圖。

具體實施方式

本發明涉及在工業過程控制和監視系統中使用的現場設備。如在背景技術中所述，在這種現場設備中的通信可能在其他電路(比如另一個通信系統)中引入噪聲。

圖1是工業控制或監視系統100的簡化框圖，系統100包括耦合到工業過程的現場設備102。在圖1的示例中，現場設備102耦合到傳輸過程流體106的過程管道104上。提供過程接口單元108，如果現場設備102是作為控制器操作的，則過程接口單元108可以被配置為控制過程(例如，閥門等等)，或如果現場設備102被配置為過程變量變送器，則過程接口單元108可以被配置為測量過程變量(比如溫度、壓力、流量等等)。現場設備102還可以作為其他類型的現場設備來操作，比如獨立的現場設備，或同時包括控制和測量組件在內的現場設備等等。在圖1中，現場設備102通過過程控制環路112耦合到中心控制室110。在圖1所示的實施例中，過程控制環路112是雙線過程控制環路。這種過程控制環路通常根據諸如數字通信標準、現場總線協議等等的通信標準進行操作。例如，雙線過程控制環路可以用于向現場設備102供電，并在現場設備102和中心位置110之間傳輸信息。可以用模擬方式來傳輸信息，例如，在4mA和20mA之間變化的電流電平，和/或信息可以是被調制到通過環路112流動的電流上的數字信號。在另一示例配置中，過程控制環路112依照于可以包括例如網格網絡類型協議在內的無線通信協議，并可以根據無線通信協議來進行操作。將中心位置110示意為包括負載電阻118和電壓源116。一般的，在中心位置110中可以使用其他組件，比如控制設備或監視設備，且可以由操作者來對它們進行監視。

圖1還示出了通過本地數據總線122耦合到現場設備102的輔助組件120。輔助組件120可以位于現場設備102的內部或外部。數據總線可以根據任何恰當的技術來操作。一個示例是基于CAN(控制區域網)的協議或其他商業可用或專有協議。

圖2是更詳細示出了現場設備102的簡化框圖。現場設備102包括被配置為與過程接口單元108一起操作的接口電路150。接口電路150耦合到微處理器152，微處理器152根據在存儲器154中存儲的指令進行操作。提供環路輸入/輸出通信電路156，以允許在過程控制環路112上的通信。如圖2所示，現場設備102還包括本地數據總線通信電路160，用于通過本地數據總線122在微處理器152和輔助組件120之間提供通信。輔助組件120可以包括在數據總線122上向其傳輸數據的任何組件，且可以將其置于現場設備102中，置于現場設備102附近，或甚至遠離現場設備102。輔助組件的示例包括：傳感器、控制單元、顯示器或其他用戶接口、另一現場設備、附加處理電路等等。電路156和160是如本文所述的通信系統的示例。