Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления

Авторы патента:


Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления
Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления
Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления
Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления
Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления
Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления
Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления
Двухпроводное полевое устройство для промышленного процесса, обеспечивающее максимизацию мощности, доступной для схемы устройства при минимальном токе контура управления

 


Владельцы патента RU 2530352:

РОУЗМАУНТ ИНК. (US)

Группа изобретений относится к технологическим полевым устройствам. Технический результат заключается в увеличении мощности, доступной для схем технологического полевого устройства. Для этого предложено технологическое полевое устройство для использования при мониторинге или управлении промышленным процессом, которое включает в себя первый и второй выводы контура, сконфигурированные с возможностью соединения с двухпроводным контуром управления промышленным процессом. Схема полевого устройства предназначена для мониторинга или управления параметром промышленного процесса. Схема полевого устройства запитывается энергией от двухпроводного контура управления промышленным процессом. Регулятор тока последовательно соединен с двухпроводным контуром управления промышленным процессом, первым и вторым выводами контура и схемой полевого устройства. Регулятор напряжения соединен параллельно регулятору тока и последовательно с двухпроводным контуром управления промышленным процессом, первым и вторым выводами контура и схемой полевого устройства. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к технологическим полевым устройствам типа используемого для мониторинга или управления промышленным процессом. В частности, настоящее изобретение относится к технологическим полевым устройствам, которые запитываются энергией, принимаемой от двухпроводного промышленного контура управления.

Промышленные процессы используются в различных областях применения. Например, такие системы используются для производства или управления технологическими текучими средами. Примеры включают в себя нефтеочистительные заводы, пищевое производство, производство бумажной массы и т.д. В таких промышленных процессах используются технологические текучие среды. Осуществляется мониторинг или управление различными технологическими переменными параметрами технологических текучих сред. Примеры технологических переменных параметров включают в себя температуру, давление, расход, уровень и т.д. В промышленных процессах используются технологические полевые устройства для измерения и/или управления переменными параметрами процесса. Полевое устройство, которое измеряет переменный параметр процесса, часто называют передатчиком переменного параметра процесса. Полевое устройство, которое используется для управления переменным параметром процесса, может называться контроллером переменного параметра процесса.

Во многих промышленных процессах технологические полевые устройства связаны с центральным пунктом, таким как центр управления. Параметры процесса передаются в центр управления, и оборудование центра управления можно использовать для управления процессом посредством передачи сигналов управления в контроллеры переменных параметров процесса. Во многих промышленных процессах используются двухпроводные контуры управления промышленным процессом для связи с технологическими полевыми устройствами. В такой конфигурации уровень тока в контуре управления процессом может быть установлен на значение, которое представляет измеряемый переменный параметр процесса, или же установлен на значение, которое представляет желаемое значение для управления переменным параметром процесса. Примером является двухпроводной контур управления процессом, который работает в соответствии со стандартом связи HART®. В такой конфигурации можно управлять уровнем тока через контур управления процессом для представления переменного параметра процесса, и можно передавать дополнительную цифровую информацию посредством модуляции цифрового сигнала на аналоговый уровень тока.

Многие технологические полевые устройства сконфигурированы с возможностью питаться от одного и того же двухпроводного контура управления процессом, используемого для передачи информации. Двухпроводной контур управления процессом может быть соединен с одним полевым устройством или с несколькими полевыми устройствами (многоабонентская линия). Это ограничивает мощность, которая доступна для технологического полевого устройства. Во многих случаях желательно максимально увеличивать мощность, доступную для схем технологического полевого устройства.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технологическое полевое устройство для использования при мониторинге или управлении промышленным процессом включает в себя первый и второй выводы контура, сконфигурированные с возможностью соединения с двухпроводным контуром управления промышленным процессом. Схема полевого устройства сконфигурирована с возможностью мониторинга или управления переменным параметром промышленного процесса. Схема полевого устройства запитывается мощностью через силовые соединения от двухпроводного контура управления промышленным процессом. Регулятор тока последовательно соединен с двухпроводным контуром управления промышленным процессом, первым и вторым выводами контура и схемой полевого устройства. Регулятор тока сконфигурирован с возможностью управления током контура, протекающим через контур управления процессом. Регулятор напряжения соединен параллельно регулятору тока и последовательно с двухпроводным контуром управления промышленным процессом, первым и вторым выводами контура и схемой полевого устройства. Регулятор напряжения сконфигурирован с возможностью управления напряжением на схеме полевого устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг. 1 - упрощенная схема системы мониторинга или управления промышленным процессом;

фиг. 2 - упрощенная блок-схема технологического полевого устройства, согласно фиг. 1;

фиг. 3 - блок-схема силовой структуры технологического полевого устройства, согласно уровню техники;

фиг. 4 - блок-схема силовой структуры технологического полевого устройства, согласно уровню техники, с использованием технологии экономии мощности;

фиг. 5 - упрощенная электрическая схема последовательного регулятора, согласно уровню техники, используемого в схеме на фиг. 4;

фиг. 6 - упрощенная блок-схема электроснабжения, согласно данному изобретению, для питания технологического полевого устройства;

фиг. 7 - электрическая схема для фиг. 6.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает способ и устройство для возвращения или «извлечения» мощности из двухпроводного контура управления процессом в технологическом полевом устройстве. В одной конфигурации настоящее изобретение предлагает регулятор тока и регулятор напряжения, соединенные последовательно с контуром управления процессом и параллельно друг другу. Схема технологического полевого устройства последовательно соединена с регуляторами тока/напряжения и питается мощностью от двухпроводного контура управления процессом. Большой конденсатор можно использовать параллельно технологическому полевому устройству для сохранения энергии.

Фиг. 1 изображает упрощенную блок-схему системы 100 управления или мониторинга промышленным процессом, сконфигурированную с возможностью управления или мониторинга технологической текучей средой, транспортируемой в технологическом трубопроводе 102. Полевое устройство 104 соединено с технологическим трубопроводом и связано с центральным блоком 106 управления через двухпроводной контур 108 управления процессом. Блок 106 управления смоделирован в виде сопротивления 110 и источника 112 питания. Двухпроводной контур управления процессом может работать в соответствии с любым подходящим протоколом связи. Например, протоколом связи HART®, в котором переменный параметр процесса представлен током IL, протекающим через контур 108, который лежит в диапазоне от низкого значения 4 мА до высокого значения 20 мА. Цифровая информация может быть модулирована на ток IL контура для передачи дополнительной информации. В другой конфигурации контур 108 управления процессом несет лишь цифровую информацию. Полевое устройство 104 изображено как включающее в себя элемент 120 интерфейса для сопряжения с технологической установкой. Если полевое устройство 104 выполнено в качестве передатчика переменных параметров процесса, то элемент 120 интерфейса для сопряжения с технологической установкой может содержать датчик, такой как датчик давления, датчик температуры и т.д. Аналогичным образом, если полевое устройство 104 сконфигурировано как контроллер переменных параметров процесса, то элемент 120 интерфейса для сопряжения с технологической установкой может быть сконфигурирован как элемент управления, такой как исполнительный механизм, для управления положением клапана, нагревательным элемент и т.д.

Фиг. 2 изображает упрощенную блок-схему полевого устройства 104. Полевое устройство 104 включает в себя схему 140 полевого устройства. Полевое устройство 104 включает выводы 136 и 138 контура, которые используются для соединения с контуром 108 управления процессом. Схема 140 полевого устройства включает в себя, например, микропроцессор 142, а также другие схемы, которые не изображены. Схема 140 полевого устройства используется для восприятия переменного параметра процесса из элемента 120 интерфейса для сопряжения с технологической установкой, если полевое устройство 104 сконфигурировано как передатчик переменного параметра процесса. Аналогичным образом, схема 140 полевого устройства сконфигурирована с возможностью управления элементом 120 интерфейса для сопряжения с технологической установкой, если полевое устройство 104 сконфигурировано как контроллер переменного параметра процесса. Схема 146 электропитания изображена в последовательном соединении с контуром 108 управления процессом, как будет подробно пояснено ниже. Схема 146 электропитания используется также для приема или передачи информации по контуру 108 управления процессом и соединена со схемой 140 полевого устройства.

Как указывалось выше, во время нормальной работы контур 108 управления процессом пропускает ток в диапазоне между 4 мА и 20 мА. Однако некоторые запитывающиеся от контура устройства имеют признак низкого порога аварийной сигнализации, что приводит к выходу тока контура за пределы диапазона вниз (ниже 4 мА) в случае неисправности устройства. Нижний предел тока при аварийной сигнализации может составлять 3,6 мА. Это сдвигает нижний предел тока покоя, который может использоваться электронной схемой внутри устройства, до 3,6 мА или ниже. Доступная мощность используется для запитывания датчиков, измерительных схем, схем регулирования, микроконтроллеров, которые выполняют алгоритмы программного обеспечения и много других функций.

Многие технологические устройства имеют электронную структуру электропитания, в которой используется последовательный регулятор и шунтирующий регулятор. Фиг. 3 изображает упрощенную схему такой структуры, согласно уровню техники, в которой полевое устройство 160 включает в себя выводы 162 и 164 для соединения с двухпроводным контуром управления процессом. Последовательный регулятор 166 последовательно соединен с контуром управления процессом и схемой 168 полевого устройства 160. Шунтирующий регулятор 170 параллельно соединен с выводами 162 и 164 контура и используется для шунтирования тока между выводами 162 и 164. Воспринимающий резистор 172 обеспечивает напряжение для шунтирующего регулятора 170, обеспечивая тем самым обратную связь с шунтирующим регулятором 170 относительно тока IL контура. Последовательный регулятор 166 обеспечивает регулируемое напряжение для электроники 168 устройства, которое включает в себя датчики, аналого-цифровые преобразователи, микроконтроллеры и т.д. Шунтирующий регулятор 170 выполнен с возможностью управления током контура до желаемого уровня тока. Регулятор 170 получает обратную связь из воспринимающего ток резистора 172, что позволяет управлять током IL контура.

Шунтирующий регулятор 170 принимает входной сигнал от аналого-цифрового преобразователя, который связан с уровнем постоянного тока, например, сигналом 4-20 мА. Регулятор 170 принимает второй входной сигнал из модема HART®, который связан с исходящими (передаваемыми) цифровыми сообщениями HART®. Протокол HART® предписывает, что передаваемые сообщения, которые передаются в контур управления процессом, имеют модулированную 1 мА от пика до пика форму волны. Таким образом, шунтирующий регулятор 170 должен модулировать ток контура ±0,5 мА для сообщений HART®. Увеличение тока контура на 0,5 мА не является трудным. Однако шунтирующий регулятор 170 не может подводить отрицательный ток в контур. Поэтому для уменьшения тока контура на 0,5 мА должен иметься ток смещения, равный по меньшей мере 0,5 мА, который уже протекает через регулятор 170. В результате необходимо резервировать 0,5 мА доступного тока для регулятора 170, с целью обеспечения возможности связи HART® при низком уровне сигнального тока; это составляет 14% доступного тока. Устройство 160 ограничено запасом тока 3,6 мА, из которых 3,1 мА предназначены для работы схемы, а 0,5 мА предназначены для обеспечения смещения шунтирующего регулятора 170.

Целью экономии тока является уменьшение тока смещения шунтирующего регулятора до 0,5 мА и обеспечение доступности тока для схемы устройства. Это можно осуществлять посредством модуляции тока HART® по тракту последовательного регулятора, а не по тракту шунтирующего регулятора. Во время положительной половины цикла цифровой модуляции HART® избыточная энергия, забираемая из контура, сохраняется в больших конденсаторах. Во время отрицательной половины цикла модуляции HART®, отбираемая из контура энергия уменьшается, однако она увеличивается за счет энергии, сохраненной во время положительной половины цикла.

Фиг. 4 изображает упрощенную схему такой конфигурации. Изображенные на фиг. 4 элементы, аналогичные изображенным на фиг. 3 элементам, обозначены теми же позициями.

Ссылаясь на фиг. 4, ток смещения шунтирующего регулятора 170 установлен на ноль, и все 3,6 мА доступного тока подаются в последовательный регулятор 166. Передаваемые сообщения HART® подаются в последовательный регулятор 166, что приводит к модуляции тока ±0,5 мА. Ток протекает через большой конденсатор 180, соединенный параллельно схеме 168 устройства. Это является приемлемым допущением, если большой конденсатор 180 находится в тракте наименьшего сопротивления, т.е. полное сопротивление большого конденсатора 180 в диапазоне частот HART® значительно меньше полного сопротивления схемы 168 или шунтирующего регулятора 170. Это не является трудно выполнимым требованием, поскольку полное сопротивление большого конденсатора 180 обычно меньше 25 Ом в диапазоне частот HART®.

Следует отметить, что в конфигурации на фиг. 4, передаваемый сигнал HART® все еще протекает к шунтирующему регулятору 170. Это осуществляется для обеспечения хорошей передаваемой формы волны HART® по двухпроводному контуру 108. Любое несовершенство волны тока HART®, проходящей через последовательный регулятор 166, исправляется с помощью шунтирующего регулятора 170, за счет чего обеспечивается правильная форма волны HART® в контуре 108. Если форма волны HART® в последовательном регуляторе 166 является достаточно правильной, то передаваемый сигнал HART® не должен подаваться на шунтирующий регулятор 170, за счет чего упрощается конструкция шунтирующего регулятора 170.

Если форма волны в последовательном регуляторе 166 является правильной, то передаваемый ток HART®, проходящий через шунтирующий регулятор 170, будет являться незначительным, и схема экономии энергии будет очень эффективной; почти все 0,5 мА тока могут быть восстановлены.

Однако, если форма волны в последовательном регуляторе 166 неправильна, то передаваемый ток HART®, протекающий через шунтирующий регулятор 170, будет являться значительным, и схема экономии энергии будет не эффективной; лишь часть 0,5 мА тока смещения может быть возвращена.

Предшествующие попытки применения схемы извлечения энергии HART® имели ограниченный успех. Они включали в себя обычно конструкцию схемы, которая добавляет функцию извлечения последовательному регулятору напряжения с использованием единственного элемента управления. Упрощенная версия этой схемы 166 изображена на фиг. 5. На фиг. 5 операционный усилитель 204 управляет полевым транзистором 202 на основе отрицательной обратной связи с выхода полевого транзистора 202, определяемой резисторами R1 и R2. Выходной сигнал с выхода операционного усилителя 204 подается на транзистор 202 через резистор 212. Передаваемый сигнал HART® модулируется в контуре тока посредством подачи модулированного цифрового сигнала в транзистор 202 через резистор 208 и конденсатор 210. Как изображено на фиг. 5, основанный на операционном усилителе регулятор принимает также передаваемый сигнал управления HART® для извлечения HART® (Vtxa), что приводит к модуляции в токе контура. В этом случае операционный усилитель 204 действует в качестве элемента управления и управляет Vout, но не передаваемым током HART®. Как изображено на фиг. 5, передаваемый сигнал HART® подается на затвор полевого транзистора 202. Однако можно использовать другую конфигурацию с подачей сигнала модуляции в узел между резисторами R1 и R2 или в узел Vref операционного усилителя 204.

Выходное напряжение Vout определяется величиной опорного напряжения (Vref) и резисторами R1 и R2 в соответствии с уравнением 1:

Vout=Vref*(R1 + R2)/R2

Уравнение 1

Это является обычной структурой основанного на операционном усилителе регулятора напряжения, в которой используется проходной транзистор 202 в тракте обратной связи. Сигнал HART® добавляется к сигналу управления транзистора 202 так, что когда передаваемый ток HART® в 1 мА от пика до пика проходит через полевой транзистор 202 и большой конденсатор 180, то достигается извлечение энергии HART®.

Большой коэффициент усиления операционного усилителя 204 обеспечивает возможность точного управления выходным напряжением Vout. Однако операционный усилитель 204 не участвует в управлении амплитудой тока передаваемой формы волны HART®. Таким образом, точность формы волны HART® зависит от регулирования различных резисторов и емкостей и от характеристик усиления активных элементов, таких как полевой транзистор 202. Эти параметры не являются хорошо управляемыми, и поэтому хорошее управление передаваемой формой волны HART® отсутствует. Таким образом, эффективность схемы экономии энергии HART®, изображенной на фиг. 5, является относительно низкой. Вместо возвращения 0,5 мА тока смещения из шунтирующей схемы возвращается меньшее значение (например, 0,1 или 0,2 мА).

Настоящее изобретение предлагает схему и способ точного регулирования передаваемого тока HART® через последовательный регулятор, с тем чтобы получать повышенную эффективность извлечения HART®. Однако конфигурация все еще обеспечивает адекватную гибкость выполнения для решения других проблем, таких как распространение шума к схеме контура.

Согласно настоящему изобретению, используются два элемента управления в последовательном регуляторе для обеспечения как регулирования напряжения, так и регулирования тока извлечения энергии HART®. Использование двух отдельных элементов управления обеспечивает возможность улучшения управления обоими параметрами: выходным напряжением и передаваемым током HART®.

Блок-схема последовательного регулятора изображена на фиг. 6. Элементы на фиг. 6, аналогичные поясненным выше элементам, обозначены теми же позициями. Дополнительно к указанному выше шунтирующему регулятору 170, изображенная на фиг. 6 конфигурация включает в себя регулятор 220 тока и регулятор 222 напряжения, соединенные параллельно, как будет подробно пояснено ниже. Регулятор 222 напряжения управляет выходным напряжением до желаемого уровня. Регулятор 220 тока имеет ток смещения по меньшей мере 0,5 мА и предпочтительно 1 мА или больше. Этот ток смещения проходит в схему 168, так что он не пропадает, как в конфигурации шунтирующего регулятора на фиг. 3. Поскольку общий ток покоя выбран равным 3 мА или больше, то эта конфигурация работает правильно, поскольку всегда имеется ток, протекающий через оба регулятора 220, 222. Например, при токе покоя 3 мА может иметься ток смещения 1 мА в регуляторе 220 тока и другой ток в 2 мА в регуляторе 222 напряжения. Флуктуации тока покоя Iq компенсируются посредством регулирования тока в регуляторе 222 напряжения.

Хотя регуляторы 220, 222 соединены параллельно, между ними нет конкуренции, поскольку регулятор 222 регулирует напряжение, в то время как регулятор 220 регулирует ток. Когда передается сообщение HART®, то модуляция HART® (1 мА от пика до пика) накладывается на ток смещения 1 мА в регуляторе 220 тока. Таким образом, выходной ток сети является током покоя Iq и током модуляции HART®. Схема 168 включает в себя модем HART®, сконфигурированный с возможностью подачи сигнала ТХА в регулятор 220. Как указывалось выше, схема 168 обеспечивает также аналоговый сигнал управления 4-20 мА для шунтирующего регулятора 170.

Упрощенная схема одного примера выполнения последовательного регулятора изображена на фиг. 7. Элемент А1 является элементом управления для регулятора 222 напряжения, а элемент А2 является элементом управления для регулятора 220 тока. В изображенной на фиг. 7 схеме в регуляторе 222 напряжения используется полевой транзистор М1 для управления выходным напряжением Vout. Управление полевым транзистором М1 осуществляется с использованием операционного усилителя А1, который принимает отрицательную обратную связь, которая сравнивается с опорным напряжением Vref. Отрицательная обратная связь основана на резисторах R1 и R2. Ток IOUT регулируется регулятором 222 тока с использованием полевого транзистора М2. Управление полевым транзистором М2 осуществляется с использованием операционного усилителя А2, который принимает отрицательную обратную связь через резисторы R3 и R4. Воспринимающее сопротивление RS размещено последовательно с М2 для обеспечения напряжения обратной связи, пропорционального IOUT. Цифровой сигнал модулируется на ток IOUT с использованием входного напряжения Vtxa. Величиной модуляции можно управлять с использованием резисторов R5 и R6.

Выходное напряжение регулятора напряжения определяется тем же выражением, что и на фиг. 5:

Vout=Vref*(R1+R2)/R2

Уравнение 2

Ток смещения регулятора 220 тока зависит от выходного напряжения Vout и резисторов схемы. Ток модуляции HART® зависит от передаваемого сигнала из модема (Vtxa) и резисторов схемы. Конденсатор Ctx является достаточно большим, так что в диапазоне частот HART® его полное сопротивление значительно меньше сопротивления резистора R6, что позволяет пренебрегать им при анализе схемы переменного тока. Выходной ток определяется уравнением 3:

Уравнение 3

В уравнении 3 Vtxa(AC) обозначает составляющую переменного тока напряжения Vtxa, поскольку конденсатор Ctx блокирует составляющую постоянного тока напряжения Vtxa. В уравнении 3 все параметры хорошо поддаются управлению, так что выходной ток Iout является точным относительно желаемого тока смещения (например, 1 мА) и тока модуляции HART® (1 мА от пика до пика), что обеспечивает очень эффективное извлечение HART®.

Хотя описание данного изобретения дано выше применительно к предпочтительным вариантам осуществления, для специалистов в данной области техники понятно, что возможны изменения как по форме, так и в деталях, без отхода от идеи и объема изобретения. Хотя приведенное выше описание относится к протоколу HART®, данное изобретение можно использовать также с другими конфигурациями контура связи, такими как основанная на Fondation FieldbusTM система связи.

1. Технологическое полевое устройство для использования при мониторинге или управлении промышленным процессом, содержащее:
первый и второй выводы контура, сконфигурированные с возможностью соединения с двухпроводным контуром управления промышленным процессом;
схему полевого устройства, сконфигурированную с возможностью мониторинга или управления переменным параметром промышленного процесса, при этом схема полевого устройства запитывается мощностью от двухпроводного контура управления промышленным процессом;
регулятор тока, последовательно соединенный с двухпроводным контуром управления промышленным процессом, первым и вторым выводами контура и схемой полевого устройства, при этом регулятор тока сконфигурирован с возможностью управления током контура, протекающим через двухпроводный контур управления процессом; и
регулятор напряжения, подключенный параллельно регулятору тока и последовательно с двухпроводным контуром управления промышленным процессом, первым и вторым выводами контура и схемой полевого устройства, при этом регулятор напряжения сконфигурирован с возможностью управления напряжением на схеме полевого устройства.

2. Технологическое полевое устройство по п.1, включающее в себя большую емкость, подключенную параллельно схеме полевого устройства и сконфигурированную с возможностью хранения электрической энергии.

3. Технологическое полевое устройство по п.1, включающее шунтирующий регулятор тока, сконфигурированный с возможностью управления током контура, протекающим через контур управления процессом, в соответствии с измеряемым переменным параметром процесса.

4. Технологическое полевое устройство по п.1, в котором регулятор тока сконфигурирован с возможностью модуляции цифрового сигнала на ток контура, протекающий через двухпроводный контур управления промышленным процессом.

5. Технологическое полевое устройство по п.4, в котором схема полевого устройства включает в себя модем, соединенный с регулятором тока, сконфигурированным с возможностью модулирования цифрового сигнала.

6. Технологическое полевое устройство по п.1, в котором двухпроводной контур управления процессом работает в соответствии с протоколом связи HART®, согласно которому цифровая информация модулируется в сигнал аналогового уровня тока.

7. Технологическое полевое устройство по п.1, в котором ток контура изменяется между 4 мА и 20 мА и представляет измеряемый переменный параметр процесса.

8. Технологическое полевое устройство по п.1, в котором регулятор напряжения включает в себя полевой транзистор, последовательно соединенный с двухпроводным контуром управления процессом, и операционный усилитель, имеющий входное опорное напряжение.

9. Технологическое полевое устройство по п.8, в котором регулятор напряжения получает отрицательную обратную связь относительно напряжения на выходе полевого транзистора.

10. Технологическое полевое устройство по п.1, в котором регулятор тока содержит полевой транзистор, последовательно соединенный с двухпроводным контуром управления процессом, и операционный усилитель, сконфигурированный с возможностью приема модулированного цифрового сигнала.

11. Технологическое полевое устройство по п.10, в котором регулятор тока получает отрицательную обратную связь относительно тока, протекающего через полевой транзистор.

12. Способ обеспечения мощности для технологического полевого устройства для использования при мониторинге или управлении промышленным процессом, содержащий этапы, на которых:
соединяют первый и второй выводы контура с двухпроводным контуром управления промышленным процессом;
запитывают схему полевого устройства с помощью мощности, принимаемой из двухпроводного контура управления процессом, и осуществляют мониторинг или управление переменным параметром промышленного процесса с помощью схемы полевого устройства;
регулируют ток контура, протекающий через двухпроводный контур управления процессом с использованием регулятора тока, который включен последовательно с первым и вторым выводами контура и схемой полевого устройства; и
регулируют напряжение на схеме полевого устройства с использованием регулятора напряжения, включенного параллельно регулятору тока и последовательно с двухпроводным контуром управления процессом, первым и вторым выводами контура и схемой полевого устройства.

13. Способ по п.12, включающее в себя этап, на котором предусматривают большую емкость, подключенную параллельно со схемой полевого устройства и сконфигурированную с возможностью хранения электрической энергии.

14. Способ по п.12, включающий в себя этап, на котором управляют током контура, протекающим через контур управления процессом, с помощью шунтирующего регулятора тока в соответствии с измеряемым переменным параметром процесса.

15. Способ по п.12, включающий в себя этап, на котором модулируют цифровой сигнал на ток контура, протекающий через двухпроводной контур управления промышленным процессом.

16. Способ по п.12, в котором регулятор напряжения включает в себя полевой транзистор, соединенный последовательно с двухпроводным контуром управления процессом, и операционный усилитель, имеющий входное опорное напряжение.

17. Способ по п.16, в котором регулятор напряжения получает отрицательную обратную связь относительно тока, протекающего через полевой транзистор.

18. Способ по п.12, в котором регулятор напряжения содержит полевой транзистор, включенный последовательно с двухпроводным контуром управления процессом, и операционный усилитель, сконфигурированный с возможностью модулирования цифрового сигнала на двухпроводный контур управления процессом.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к управлению технологическими процессами и может быть использована для управления операционным полевым устройством через портативный коммуникатор.

Изобретение относится к устройствам для технического обслуживания на месте. Технический результат - возможность отображения информации, отображаемой на дисплее портативного инструмента для технического обслуживания на месте, в режиме реального времени, на дисплее удаленного устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании вычислительных устройств (вычислительных машин), входящих в состав систем управления подвижными объектами.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергетических системах. Технический результат заключается в улучшении управления сетями электроэнергетической системы.

Изобретение относится к системе датчиков и, в частности, к системе обнаружения, содержащей множество датчиков, которые координируются друг с другом для того, чтобы исполнять один или более сервисов, требующихся системе обнаружения и видеонаблюдения.

Данная группа изобретений относится к средствам конфигурирования энергетического устройства автоматизации. Технический результат заключается в повышении качества, скорости процесса конфигурирования энергетического устройства автоматизации, а также в уменьшении ошибок.

Изобретение относится к системе управления с управляющим вычислительным устройством, которое предусмотрено для обмена данными с по меньшей мере одним периферийным устройством, и по меньшей мере одним другим управляющим вычислительным устройством, которое с упомянутым управляющим вычислительным устройством связано каналом связи и выполнено с возможностью принятия на себя по меньшей мере части функциональности упомянутого управляющего вычислительного устройства.

Изобретение относится к полевым приборам, которые, в частности, используются в промышленности для эксплуатации управления процессом, таким как процесс переработки нефти.

Изобретение относится к вычислительной технике. .

Изобретение относится к способу управления по меньшей мере одним исполнительным органом (11). Технический результат заключается в обеспечении непрерывного контроля блоков управления при минимальных аппаратных затратах. Способ предусматривает наличие двух блоков управления (А, В) и логической схемы (13) выбора, причем каждый из блоков управления (А, В) выполнен с возможностью воздействия на исполнительный орган (11). Каждый из блоков управления (А, В) выполняет самодиагностику. В зависимости от результата самодиагностики каждый из блоков управления (А, В) генерирует по меньшей мере один сигнал активизации (АА, АВ, ВА, ВВ). Сигнал активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) указывает на то, который из блоков управления (А, В) должен быть активизирован. В зависимости от сигналов активизации (АА, АВ, ВА, ВВ) логическая схема (13) выбора активизирует один из двух блоков управления (А, В) для воздействия на исполнительный орган (11). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительному преобразователю (М) с интерфейсом для передачи измеренных значений через полевую шину (2L), причем связь осуществляется через полевую шину (2L) согласно протоколу полевой шины, причем количество представленных от измерительного преобразователя (М) измеренных значений превышает измеренные значения, вызываемые посредством базовой команды протокола полевой шины. Технический результат заключается в обеспечении возможности вызова всех без исключения измеренных значений, предоставленных измерительным преобразователем, посредством одной команды, которая распоряжается всеми совместимыми с заданным протоколом полевой шины полевыми приборами. При этом измерительный преобразователь (М) имеет несколько адресов полевой шины (#1…#n), и причем предусмотрено логическое устройство, которое служит для того, чтобы измеренные значения так распределить на адреса полевой шины (#1…#n) измерительного преобразователя (М), что измеренные значения посредством базовой команды вызываемы через несколько адресов полевой шины (#1…#n) измерительного преобразователя (М). 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к управлению технологическим процессом посредством портативного коммуникатора. Технический результат заключается в создании портативного коммуникатора с расширенным по функциональным возможностям сенсорным интерфейсом управления. Для этого предложен портативный коммуникатор для использования в системе управления технологическим процессом, содержащей контроллер, соединенный с полевым устройством, включающий процессор; машиночитаемую память, имеющую инструкции, читаемые при помощи компьютера и выполнимые на процессоре; сенсорный экран и программное обеспечение, сохраняемое машиночитаемой памятью и сконфигурированное для предоставления в процессоре пользовательского интерфейса на сенсорном экране, включающего часть для переноса и размещения данных, включая набор полей ввода, прокручиваемый при помощи механизма для переноса и размещения данных; и часть выбора, включающую по меньшей мере одно значение, связанное с соответствующим полем ввода из набора полей ввода и отображаемое одновременно с частью для переноса и размещения данных, при этом часть выбора имеет возможность прокрутки посредством части для переноса и размещения данных и сконфигурирована для получения от пользователя выбранного отдельного значения для отдельного поля ввода из набора полей ввода в части для переноса и размещения данных, а операция прокрутки, связанная с частью для переноса и размещения данных, отделена от операции выбора, связанной с частью выбора. 4 н. и 17 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к инструментам технического обслуживании в области измерений и контроля технологического процесса. Технический результат заключается в повышении удобства эксплуатации. Портативный инструмент (52, 102) технического обслуживания в полевых условиях включает в себя модуль (121, 138) связи технологического процесса, сконфигурированный для осуществления связи с полевым устройством (22, 23, 104) в соответствии с протоколом связи в обрабатывающей промышленности. Контроллер (130) подключен к модулю (121, 138) связи технологического процесса и сконфигурирован, чтобы обеспечить, по меньшей мере одну функцию, относящуюся к техническому обслуживанию полевого устройства (22, 23, 104) и реализовать программные инструкции, воплощенные на читаемом компьютером носителе, подключенном к контроллеру, причем программные инструкции вынуждают контроллер, при исполнении контроллером предоставлять функциональные возможности операторских обходов (204), функциональные возможности CMMS/EAM (206) и/или функциональные возможности ERP (208). 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к переносным инструментам технического обслуживания. Технический результат заключается в обеспечении искробезопасности переносного инструмента полевого технического обслуживания. Искробезопасный переносной инструмент (52, 102) полевого технического обслуживания включает в себя модуль (121, 138) технологической связи, сконфигурированный для связного соединения с полевым устройством (22, 23, 104). Камера (157) конфигурируется для получения, по меньшей мере, одного изображения, относящегося к полевому устройству (22, 23, 104). Контроллер (130) соединяется с модулем (121, 138) технологической связи и операционно соединяется с камерой (157). Контроллер (130) конфигурируется для хранения по меньшей мере одного изображения, относящегося к полевому устройству (22, 23, 104). Переносной инструмент (52, 102) полевого технического обслуживания также может включать в себя или использовать устройство аудио входа для захвата аудио файлов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к портативным устройствам эксплуатационного обслуживания. Технический результат - упрощение взаимодействия со сложной структурой меню полевых устройств за счет использования запрограммированных “горячих” клавиш. Портативное устройство содержит модуль связи, устройства отображения и пользовательского ввода и контроллер, соединенный с модулем связи производственного процесса, устройством пользовательского ввода и устройством отображения. Посредством контроллера осуществляют доступ к электронному описанию устройства (EDD), содержащему меню EDD, и руководству, содержащему список операций эксплуатационного обслуживания на основе задачи и набор последовательностей нажатия клавиш быстрого перехода, связанных со списком операций эксплуатационного обслуживания на основе задачи; формируют список операций эксплуатационного обслуживания на основе задачи на устройстве отображения; принимают пользовательский ввод для выбора операции эксплуатационного обслуживания на основе задачи из списка операций эксплутационного обслуживания на основе задачи и набора последовательностей нажатия клавиш быстрого перехода и используют руководство для обнаружения последовательности нажатия клавиш быстрого перехода для выбранной операции эксплуатационного обслуживания на основе задачи и автоматической навигации в меню EDD полевого устройства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил. 2 табл.

Изобретение относится к инструментам в области измерений и контроля технологических процессов. Технический результат - повышение искробезопасности. Портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях включает режим обучения. Портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях имеет модуль связи технологического процесса, эффективно подключенный к полевому устройству, пользовательский интерфейс и контроллер, подключенный к модулю связи технологического процесса и пользовательскому интерфейсу. Контроллер сконфигурирован для взаимодействия с пользователем через пользовательский интерфейс и сконфигурирован для обеспечения функции имитации, где по меньшей мере одна характеристика полевого устройства, отображенная через пользовательский интерфейс генерируется контроллером вместо полевого устройства. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к обслуживанию полевых устройств. Технический результат - обеспечение моделирования полевого устройства в портативном устройстве. Для этого предложено портативное устройство, содержащее: модуль связи, выполненный с возможностью установления связи по тракту связи производственного процесса; контроллер, соединенный с модулем связи, причем контроллер выполнен с возможностью доступа к описанию устройства, относящемуся к выбранному моделируемому полевому устройству; пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью приема пользовательского ввода; и причем контроллер выполнен с возможностью формирования связи с помощью модуля связи производственного процесса для моделирования переменной величины производственного процесса на основе пользовательского ввода, причем переменная величина производственного процесса передается по тракту связи производственного процесса в контроллер производственного процесса так, как если бы она передавалась из выбранного моделируемого полевого устройства. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к соответственно выполненному оборудованию автоматизации энергоснабжения. Технический результат - упрощение конфигурирования механизмов регулирования коммуникационных соединений полевых приборов оборудования автоматизации энергоснабжения. Результат достигается тем, что графический редактор имеет первую область индикации, которая включает в себя графическое представление функций первого полевого прибора, и вторую область индикации, которая включает в себя графическое представление по меньшей мере одного связанного с первым полевым прибором другого полевого прибора и указание возможных выходных сигналов, регистрируется выбор пользователем выходного сигнала по меньшей мере одного другого полевого прибора и функции первого полевого прибора и формируются наборы параметров для первого и по меньшей мере одного другого полевого прибора, которые включают в себя указания для конфигурирования коммуникационного соединения первого и по меньшей мере одного другого полевого прибора, которые при наличии выбранного выходного сигнала по меньшей мере одного другого полевого прибора указывают отсылку сообщения данных на первый полевой прибор, и приведение в действие выбранной функции первого полевого прибора. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электрическому бытовому устройству для обработки продукции. Устройство содержит отделение для обработки продукции, дверцу, которая может открываться пользователем даже во время обработки продукции, первую линию питания на первую электрическую нагрузку, первую электрическую контрольную линию для первой электрической нагрузки, переключатель положений дверцы «открыто»/«закрыто», оперативно подключенный к первой электрической контрольной линии, контрольное устройство первой электрической нагрузки, в свою очередь, включающее первый электромеханический переключатель, включающий электрический компонент, установленный на первой электрической контрольной линии и механический компонент, расположенный на первой линии питания и способный переходить между первой и второй позициями, в которых он, соответственно, препятствует или не препятствует прохождению тока в первой линии питания. Изобретение должно обеспечить создание электрического бытового устройства оптимизированной конструкции и с эксплуатационной безопасностью. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх