具有减小功耗的工业现场设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于监控或控制工业过程的类型的现场设备。更具体地，本发明设及 为运样的现场设备供电。
【背景技术】
[0002] 在工业过程中使用现场设备来监控过程的过程变量，或控制运样的过程变量。过 程变量的示例包括:压力、溫度、流速、液位等。典型地，现场设备位于"现场"中，远离中央位 置。例如，运样的现场设备可W遍及炼油厂等。现场设备用于将所测量的过程变量传送回控 制室，而控制器用于控制来自控制室的过程。
[0003] 典型地，控制室和现场设备之间的通信通过两线过程控制回路而进行。示例控制 回路包括4-20mA过程控制回路，在该回路中，通过回路的电流电平用于表示过程变量，控制 回路根据ΗART⑩通信协议、Fie1地US协议、ProfiBus协议等进行操作。在许多配置中，现 场设备也由通过两线过程控制回路接收的电能进行供电。
[0004] 尽管现场设备典型地使用过程控制回路进行通信，但是存在需要无线通信的情 况。例如，无线通信技术减小或消除了与现场设备相连的配线。在运样的无线配置中，可能 不存在可用于向现场设备供电的过程控制回路。从而，必须使用备用电源。例如，在一些配 置中，使用存储式电源(例如，来自电池、通过太阳能电池获得、或其他技术)对现场设备进 行供电。在运样的配置中，期望减小现场设备所需的功耗。在其他情况下，该设备连接至有 线过程控制回路，但还包括用于发送或接收通信的无线收发机。在运样的配置中，保存设备 中的电源是有用的。
【发明内容】
[0005] -种用于监控或控制工业过程的现场设备，包括:两线过程控制回路电连接和具 有上电（power-on)输入的现场设备电路。数字通信监控电路禪合至电连接，并响应于两线 过程控制回路上的数字信号向现场设备电路的上电输入提供信号。还提供了一种控制用于 监控或控制工业过程的类型的现场设备中的电路操作的方法。所述方法包括:监控两线过 程控制回路上承载的信号，并检测通信信号。响应于两线过程控制回路上检测到的数字通 信信号，向现场设备电路供电。
【附图说明】
[0006] 图1是示出了过程控制或监控系统的简要框图。
[0007] 图2是示出了根据本发明的现场设备的电路的框图。
[000引图3是示出了本发明的数字通信监控电路的框图。
[0009 ]图4是示出了根据本发明的步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0010] 图1是包括现场设备102在内的工业过程控制系统100的简图，所示现场设备102禪 合至过程管道106。所示的现场设备102包括过程接口元件108。例如，如果现场设备102被配 置为变送器，则过程接口元件可W包括用于感测过程变量的传感器。类似地，如果现场设备 102被配置为W过程控制器而操作，则过程接口 108可W包括控制元件。为了进一步示意特 定示例，如果现场设备102被配置为变送器，则可W对流过管道106的过程流体的流速进行 测量。另一方面，如果现场设备102被配置为过程控制器，则可W用于对通过过程管道106的 流体的流速进行控制。
[0011] 现场设备102通过无线通信链路112与其他位置(如过程控制室110)进行通信。无 线通信链路112在现场设备102的天线114和控制室110的天线116之间延伸。天线116禪合至 控制室110中的过程控制设备120。
[0012] 尽管所示的现场设备102包括无线通信链路，还存在一些期望现场设备102通过两 线过程控制回路(如过程控制回路126)进行通信的装置。在图1的示例中，所示的两线过程 控制回路126禪合至用于与现场设备102进行通信并对现场设备102进行校准的手持式校准 器128。例如当设备102需要校准或诊断时，仅需要将校准器128禪合至设备102。
[0013] 如W下更详细所述，由于仅在一些情况下使用通过两线过程控制回路126的通信， 本发明通过在电路、两线过程控制回路通信电路不使用时将其断电来减小现场设备102的 功耗。数字通信监控电路用于监控过程控制回路126,并用于在检测到数字通信时对电路上 电。
[0014] 图2是更详细示出了现场设备102的电路的简要框图。现场设备102包括:通过过程 接口电路148禪合至微处理器140的过程接口元件108(也在图1中示出）。微处理器140根据 存储器148中存储的程序指令进行操作。微处理器140可W包括任何类型的数字控制器。无 线通信电路144禪合至天线114。微处理器140通过无线通信电路144在通信链路112上进行 通信。
[001引电源150被提供和配置为向现场设备102的电路供电。例如，电源150可W包括电池 或其他电源存储和/或产生器件。电源可W是独立的（selfcontained)并周期性再充电或 替换的，或者可W禪合至充电装置，如太阳能电池或其他电源。所示开关154将过程回路通 信电路156禪合至电源150。过程控制回路电路156用于通过过程控制126进行通信。通信电 路156可W根据任何通信协议(包括例如HART⑩通信协议、Fiel地US协议、ProfiBus协议 或其他)进行操作。通信电路156包括上电输入。上电输入可W是使电路156开始正常操作的 "唤醒"输入。在运样的配置中，电路156可W永久地禪合至电源150,并且仅当其接收到唤醒 信号时吸取更多电能。类似地，上电输入可W包括提供给电路156的电源输入。在图2的配置 中，开关154将电能从电源150禪合至通信电路156。在另一示例配置中，通信电路156永久地 连接至电源150,并在上电输入上接收到输入时进入正常操作模式。在任一情况下，上电输 入响应于来自数字通信监控电路162的信号160。数字通信监控电路162还通过电连接器126 禪合至过程控制回路126。在正常操作期间，微处理器140通过无线通信电路144在无线通信 链路112上进行通信。在正常操作期间，过程控制回路通信电路不会上电，或W其他方式被 配置为需要最小的电能。然而，如果数字通信监控电路162监测到过程控制回路12