[發(fā)明專利]電流環(huán)路輸入保護

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910186943.0
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN109976212B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: C·T·艾森拜斯
• 申請（專利權）人: 費希爾控制國際公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 胡欣

用于過程控制設備比如閥致動器的保護電路，例如防止對設備部件的損壞。特別地，保護電路允許在缺乏初級運行電壓源(例如，在電源故障期間)時，模擬電流環(huán)路(例如，4?20mA)向設備部件提供來源于該模擬電流環(huán)路的次級運行電壓，以使在缺乏初級運行電壓源，將來自模擬電流環(huán)路的信號應用于該過程控制設備時，該設備部件不受損壞。

本申請為分案申請，其原申請的申請日是2014年8月27日，申請?zhí)枮?01410429050.1，發(fā)明名稱為“電流環(huán)路輸入保護”。

技術領域

本公開指向過程控制設備電路，更具體地指向輸入保護電路，該保護電路用于通過模擬電流環(huán)路進行控制或者通知(signaled)的設備。

背景技術

模擬電流環(huán)路比如4-20mA電流環(huán)路或者過去的10-50mA電流環(huán)路，通常用于將信號(例如，測量所得的傳感器值、控制值等)發(fā)送給過程控制設備(比如致動器閥、馬達轉速控制器、面板儀器等)。在典型的場景中，傳感器或者控制器分別提供代表指示值(比如測量值(例如，溫度、壓強等))或者設定值的輸出電壓，而傳送器將該輸出電壓轉換為封閉的電流環(huán)路中的成比例的4-20mA電流。隨后，過程控制設備接收該4-20mA電流信號并通過內部電阻處理該信號，該信號可通過過程控制設備的模擬輸入容易地進行測量。

一些從電流環(huán)路接收信號的過程控制設備依靠于來自電流環(huán)路自身的電源，但是其他設備從獨立的運行電源(operating source)接收功率。在過去，過程控制設備比如位于遠程石油結構或者氣體結構中的現場儀器，依賴于氣動電源。在這些情況下，儀器只要有用于發(fā)送信號目的的小電流源(4-20mA)就可以運行，同時該儀器的其他部件被氣動地供電。

然而近年來，大量的現場儀器或過程控制設備依賴于與4-20mA電流環(huán)路獨立的運行電源。例如，即使一些閥致動器通過4-20mA電流環(huán)路接收控制信號，這些致動器也依賴于電壓輸入(比如+10V和-10V)運行。照此，可能出現4-20mA電流被施加給該儀器而某些部件卻沒有由對應的運行電壓源供電的情況，比如在電源故障期間。這種情況常常導致敏感電子部件(例如，集成電路)的損壞。

發(fā)明內容

一種用于保護過程控制設備的部件的保護電路，包括可操作地接收與指示值成比例的電流的電流環(huán)路輸入端，以及被配置為耦接至電壓源并從該電壓源接收初級電壓信號的運行電壓輸入端，該運行電壓輸入端此外可操作地為該部件供電，以使過程控制設備根據指示值運行以控制過程。該保護電路進一步包括多個保護電路部件，該多個保護電路部件被配置為，當初級電壓信號低于第一閾值時，從電流環(huán)路輸入端向該部件提供次級電壓信號，并且當初級電壓信號高于第一閾值時，從運行電壓輸入端向該部件提供初級電壓信號。

一種過程控制設備包括集成電路部件，耦接至該集成電路部件的電壓輸入端的運行電壓源，以及具有電流環(huán)路輸入端的保護電路。該保護電路被配置為，當初級電壓信號低于第一閾值時，從電流環(huán)路輸入端向該部件提供次級電壓信號，并且當初級電壓信號高于第一閾值時，從運行電壓源向該部件提供初級電壓信號。

附圖說明

圖1示出了一個示例系統(tǒng)，該系統(tǒng)中保護電路允許電流環(huán)路為過程控制設備的部件供電；

圖2是具有保護電路的一個示例設備電路的電路圖，該保護電路可在如圖1所示的過程控制設備中實施；

圖3是具有保護電路的另一個示例設備電路的電路圖，該保護電路可在如圖1所示的過程控制設備中實施；

圖4是具有保護電路的又一個示例設備電路的電路圖，該保護電路可在如圖1所示的過程控制設備中實施；

圖5是描述了和圖4的示例設備電路中實施的濾波器相關聯的特性的曲線圖。

具體實施方式