用于将现场设备耦合到过程控制器的可编程接口电路的制作方法_3

文档序号:9332674阅读:来源:国知局
口电路100相同的地(FET 143是开的)。可选地支 持 HART。
[0044] 功能/情况1解决了从用户的角度看的在图3A的描绘305以及图3B的描绘310 中展示的情况。
[0045] 功能/情况2 :来自现场设备348的模拟输入,该设备提供其自己的电流并且参考 可编程接口电路100 (-般经由0-20mA电流回路)。见图3C和3D。
[0046] 在该情况中,现场设备348产生0到20mA之间的电流。该电流在引脚Sl上进入 可编程接口电路100,并且被路由通过FET 144,且然后到电阻器149。该电流经由S2回到 现场设备。MUX 131和132使用多路复用器通路3 (其具有针对反电压校正的作用)跨电阻 器149将电压传递到ADC 122。用户可以将LM配置成可选项目。在该情况中,现场设备的 模拟电路参考与可编程接口电路100相同的地(FET 143是开的)。可选地支持HART。情况 2解决了从用户的角度看的在图3C的描绘315以及图3D的描绘320中示出的下述情况: 功能/情况3 :来自现场设备348的模拟输入,该现场设备提供它自己的电流并且可以 参考与可编程接口电路100的电压/地不同的电压/地(一般经由0_20mA电流回路)。见 图3E中的描绘325。
[0047] 在这种情况中,现场设备348产生0到20mA之间的电流。该电流在引脚Sl上进 入可编程接口电路100。该电流被路由通过FET 144然后到达电阻器149 (例如,250欧姆 电阻器)。该电流经由S2回到现场设备348。MUX 131、132使用MUX通路3 (其具有针对反 电压校正的作用)跨电阻器149将电压传递到ADC 122。用户可以将LM配置成可选项目。
[0048] 在该情况中,用户的现场设备348可以参考不同于可编程接口电路100的地的地。 目标将是,螺钉信号Sl和S2中的一个或者两者可以是相对于可编程接口电路100的模拟 接地的12V (最大值)到-7V (最小值)。可以可选地支持HART。情况3解决了从用户的角 度看的图3E的描绘325中所示的情况。
[0049] 功能/情况4 :来自现场设备348的模拟输入,该现场设备呈现电压(比如电池)并 且参考可编程接口电路100 (-般0-5V DC)。见图3F中的描绘330。
[0050] 在该情况中,现场设备348产生0到IOV之间的电压。该电压被跨引脚Sl和S2 呈递给可编程接口电路100。MUX 131、132使用MUX通路1将现场设备的电压传递至ADC 122〇
[0051] 用户可以将LM配置成可选项目。如果用户正在使用具有不延伸至OV的正常范围 的输入电压的现场设备,则LM有意义。例如,具有1到5V输出的现场设备对LM而言将是 适合的。在该情况中,模拟值参考与可编程接口电路100相同的模拟地(FET 143是开的)。 对该情况来说重要的是,DAC 121对电压的测量没有贡献。情况4解决了从用户的角度看 的图3F的描绘330中的情况。
[0052] 功能/情况5 :来自现场设备的模拟输入,该现场设备呈现电压(比如电池)并且可 以参考不同于可编程接口电路100的电压/地的电压/地(一般0-5V DC)。见图3G。
[0053] 该情况几乎与功能/情况4相同,除了在该情况中,用户的现场设备可以参考不同 于可编程接口电路100的地的地。因此,FET 143是关的。对该情况来说重要的是,DAC 121 对电压的测量没有贡献。情况5解决了从用户的角度看的图3G的描绘335中所示的情况。
[0054] 功能/情况6 :数字输入,其需要来自可编程接口电路100的功率(干触点)。
[0055] 该情况几乎与情况1相同。在该情况中,可编程接口电路100的DAC 121产生7mA, 并且该电流在引脚SI处离开可编程接口电路100。该电流用于感测(现场设备348的)继 电器触点的闭合。返回电流从螺钉S2进入并且经过电阻器149。MUX 13U132使用MUX通 路2跨电阻器149将电压传递至ADC 122。
[0056] 用户可以将LM配置成可选项目。然而,当使用LM时,用户一般应该使用分立的外 部电阻器以防止当现场设备348的继电器触点打开时的错误肯定("false positive")。在 该情况中,干触点参考与电阻器149相同的地(FET 143是开的)。所述闭合被检测为正常 ADC转换,并且过程控制器块170可以具有用于将ADC 122提供的结果减小到单一布尔值的 算法。当过程控制器块170确定现场设备348的继电器已经从关转换到开时,它可以命令 DAC 121以减小电流以节省功率。当过程控制器块170确定所述继电器已经从开转换到关 时,它可以命令DAC 121到7mA以对继电器触点提供足够的"湿电流"。
[0057] 功能/情况7 :数字输入,其经由其自己的功率提供信号并且可以参考不同于可编 程接口电路100的电压/地的电压/地(类似于电池的电压输入)。
[0058] 该情况与情况3相同,除了没有提供LM。如同情况3 -样,对该情况来说重要的 是,DAC 121对电压的测量没有贡献。
[0059] 功能/情况8 :模拟输出(0_20mA)。
[0060] 在该情况中,可编程接口电路100的DAC 121产生0-20mA,并且该电流在引脚SI 处离开可编程接口电路100。该电流被用于调制致动器(例如阀定位器)。返回电流从S2进 入并且经过电阻器149。MUX 13U132使用MUX通路2跨电阻器149将电压传递到ADC 122。
[0061] 用户可以将线监听(LM)配置成可选项目,有时将其称作"断线检测"或者"开线 检测"。如果用户正在使用具有有着大于OmA的最小值的正常范围的电流的现场设备348, 则LM有意义。例如,具有4-20mA的正常电流致动范围的现场设备348将适合于LM。需指 出,在该情况中,LM的使用可以与可编程接口电路100的设计有关。特别地,可编程接口电 路100能够在执行ADC转换时维持模拟输出值。当将逐次逼近寄存器方法用于馈送比较点 的DAC121时,它可以节约用以实施ADC122的成本。这是可接受的,但是到用户的现场设备 348的模拟输出电流应该被不中断地维持。在这种情况下,模拟回路参考与可编程接口电路 100相同的地(FET 143是开的)。可选地支持HART。到可编程接口电路100的命令可以命 令FET开(以激励)或者关(以去激励)。即,主机根据控制策略、工厂、工作班次等的状态来 命令开和关两者。
[0062] 功能/情况9 :数字输出。
[0063] 在该情况中,可编程接口电路100数字逻辑110接通被示为FET的开关141和142 以激励并现场加载(例如,继电器)。
[0064] 用户可以将LM配置成可选项目。针对DO关的情况通过在短时间内(足够用于一 次ADC转换)将小电流(ImA)传递经过负载来工作。MUX 131、132使用MUX通路2跨电阻 器149将电压传递到ADC122。在该情况中,用户的现场设备参考与可编程接口电路100相 同的地,但是现场设备(负载)电流仅当DO是关的并且LM被配置(FET 143是开的)时才进 入可编程接口电路100。
[0065] 功能/情况10 :安全状态,其不能损坏或者激励被错误地连接的现场设备348。
[0066] 在该情况中,I/O通道不被使用并且不期待连接现场设备。可编程接口电路100被 配置成与情况1相似,但是仅具有来自DAC 121的1mA。这支持可以检测现场设备348的非 预期存在的诊断模式。
[0067] 诊断功能/情况1: 3V3 (数字Vcc)
[0068] 在该情况中,ADC 122测量3V3。这是为了可编程接口电路100的健康/安全,而 不涉及用户用例。MUX 131、132使用MUX通路4将电压传递到ADC 122。
[0069] 这些仅仅是少数示例。相应地,本发明的广度和范围不应被以上描述的实施例中 的任何一个所限制。而是,本发明的范围应当依照所附权利要求以及它们的等价物来加以 限定。
[0070] 尽管关于一个或者多个实施方式图解并且描述了本发明,本领域中的其他技术人 员在阅读和理解本说明书以及附图时将想到等效的改变以及修改。特别是关于以上描述 的部件(组件、设备、电路、系统等等)所执行的各种功能,用于描述这些部件的术语(包括对 "手段"的提及)(除非以其他方式
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1