模式可选择的现场变送器的制造方法_3

文档序号:9415102阅读:来源:国知局
应模式内部选择多个次级运行模式。例如,快速响应模式可以通过再分配先前由L0I32消耗的功率来执行。在另一实施例中,被再分配的功率部分来自L0I32,部分来自由信号处理器30提供的信号补偿的减小(导致由信号处理器30消耗的功率的减少)。
[0045]在另一实施例中,快速响应模式不是通过再分配功率给A/D转换器22来执行,而是通过在降低A/D转换器22提供的精确度的情况下设定A/D转换器22以提供更快的更新速率。也就是说,控制器26基于少于在通用模式中使用的内部A/D转换器数据来设定A/D转换器22以形成更新数据。这允许在不必分配额外的功率给A/D转换器22的条件下提高A/D转换器22的更新速率。
[0046]快速启动模式
[0047]快速启动模式在启动现场变送器10之后,尽可能快速地测量并传送第一测量变量。快速启动模式在几种应用中是有用的。例如,在一种应用中,现场变送器10是以减小的速率(例如每秒测量一次数据)测量过程变量的无线装置(电池运行的)。为了节省电池电力,现场变送器10可以在测量之间减低功率消耗或“休眠”。在这种应用中,通过缩短启动之后测量和传送过程变量所需的时间量,测量和传送过程变量所需的总的功率量减小,从而延长电池寿命。
[0048]在另一实施例中,在现场变送器10启动之后尽可能快速地测量和传送过程变量是至关重要的。在该实施例中,采用两步初始化过程,其中采用快速启动模式以比启动的速率提高地速率测量和传送过程变量,然后在快速启动模式之后采用现场变送器10的标准或全部初始化以实施后面的过程变量的测量。
[0049]类似于快速响应模式,在快速启动模式中,控制器26设定A/D转换器22以更高的更新速率运行。此外,控制器26可以设定时钟28以更高频率运行。因为仅第一测量或更新是以提高的更新速率或时钟频率执行,所以该更新速率和时钟频率两者可以在更长时间段上不能维持的速度运行。
[0050]以快速启动模式运行(在上面所述的实施例中任一个)需要将功率分配给例如A/D转换器22的部件。因为快速启动模式通常仅在启动现场变送器10之后执行一个短的时间,开始时可用的功率被分配给必要的部件(例如A/D转换器22和信号处理器30)以提供快速的、初始的过程变量的测量。在执行第一初始测量之后,可以用现场变送器10将功率再分配给其他部件,例如LOI32和数字通讯电路34。
[0051]高性能信号补偿模式
[0052]与通用模式相比,高性能信号补偿模式尽可能的提供最精确的数据信号。信号补偿考虑影响感测的过程变量的精确性的单个传感器特性。由信号处理器30处理的数据的精确度依赖于信号补偿算法的复杂度。为了提供更为精确的数据信号,信号处理器30使用更复杂的信号补偿算法,该信号补偿算法使由信号处理器30执行的命令数量增加(和由此带来的处理时间)。该运行模式在感测的过程变量的精确度是至关重要的应用中是有益的。
[0053]在一个实施例中,在用于更复杂的信号补偿算法所需的处理时间方面的增加可以通过减少更新速率来实现。降低更新速率允许信号处理器30具有必要的时间来使用更复杂的信号补偿算法来处理每个测量的过程变量。在另一实施例中,更新速率保持不变,但是时钟28的频率提高,使得信号处理器30能够在不必降低更新速率的情况下,执行在更复杂的信号补偿算法中所需的额外的命令。信号处理器30运行频率的提高增大了信号处理器30消耗的功率。正如上面所述,提高分配给信号处理器30的功率必须通过减小分配给其他部件上的功率来实现。
[0054]高级LOI樽式
[0055]在高级LOI运行模式中,分配额外的功率给L0I32,以便提供额外的或更复杂的功能。例如,由L0I32提供的额外的功能可以包括例如对所获得的过程变量的绘制曲线的功能。为了提供在高级LOI模式中所提供的额外的功能,分配额外的功率给L0I32。为了供应提供给L0I32的额外的功率,现场变送器10内的其他部件的功率减少。例如,再分配给L0I32的功率是以更新速率或信号补偿的降低为代价。
[0056]请求式LOI樽式
[0057]请求式LOI模式为功率交互特征,其可以与其他所列的运行模式中任一个结合使用。请求式LOI模式将L0I32保持在没有或很少功率分配给L0I32的休眠模式。在请求之后,功率暂时供给L0I32 —个短的时间长度(例如30秒)以允许使用者通过L0I32看到或与现场变送器10相互作用。这需要控制器26暂时再分配现场装置10内部的功率以补偿暂时地增加提供给L0I32的功率。这种功率的再分配会导致更新速率的暂时放慢或由信号处理器30提供的信号补偿的精确度的暂时降低。这种运行模式的优点在于能够在L0I32处于休眠模式期间提高现场变送器10的功能或性能。
[0058]高速模拟模式
[0059]在高速模拟模式中,分配额外功率给D/A转换器36,使得响应速率(也就是D/A转换器响应测量的过程变量改变的速率)提高。在一个实施例中,通过以休眠模式运行数字通讯电路34来提供分配用以执行高速模式的额外的功率,在该休眠模式中分配很少或不分配功率给数字通讯电路34。在过程变量快速地改变并且已经分配额外的功率以提高A/D转换器22相关的更新速率的应用中这种模式是有益的。
[0060]以休眠模式运行数字通讯电路34允许功率再分配给现场变送器10内部的其他部件。此外,在休眠模式时,数字通讯电路34能够监测用于数字通讯的回路电流。如果探测到数字信号活动,则数字通讯电路34被转换成运行模式并且再分配功率到数字通讯电路34。
[0061]高级信号模式
[0062]与通用模式相比,高级信号模式提供改善的数字通讯信号。这种运行模式在现场变送器10在可能妨碍现场变送器10传送数字信息的电子“噪声”环境中运行的应用中是有利的。再一次,分配给数字通讯电路34的额外的功率意味着分配给现场变送器10内的其他部件中的一个的功率减小。
[0063]半功率樽式
[0064]这种运行模式在分散的现场装置体系中是有利的(例如图3中示出的分散的体系)。在图3中示出的结构中,两个模式可选择的现场变送器40a和40b被连接用以分别监测以管道42a和42b内的过程变量。模式可选择的现场变送器40a和40b可以与在图1和图2中所述的现场变送器10基本上相同,只是代替用模拟或数字装置与控制室14通讯,模式可选择的现场变送器40a和40b使用控制器局域网(CAN)总线46传送数据给特征板(feature board) 48。然后特征板48将由模式可选择的现场变送器40a和40b提供的数据经过通常的模拟或数字通讯用双绞线50传送给控制室14。
[0065]在分散式应用中(例如图3中不出的不例),模式可选择的变送器40a和40b必须共享由控制室14提供的电源。因而,半功率模式允许模式可选择的变送器40a和40b被设定成以分配给单个的或标准的现场变送器(例如图1中示出的模式可选择的现场变送器10)的功率的一半功率运行。
[0066]通常,在类似图3中示出的分散式体系中,现场变送器设计成在功率受限的分散式系统中运行。以半功率模式运行的能力允许一般的现场变送器(例如模式可选择的变送器40a和40b)在分散式的环境中使用。在半功率模式中,每一种模式可选择的现场变送器40a和40b被限制成以将要分配给单个或单独的现场变送器的功率的一半功率运行。提供给每一种模式可选择的现场变送器40a和40b的功率可以在每一个现场变送器内部根据需要进行分配。
[0067]虽然本发明已经参照优选的实施例进行了描述,但是本领域技术人员应该认识至IJ,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对本发明的形式和细节进行修改。
【主权项】
1.一种模式可选择的现场变送器,该现场变送器易于在性能和功率之间平衡,其包括: 夕卜壳; 位于所述外壳内的传感器,所述传感器产生表示感测的过程变量的电信号; 位于所述外壳内的变送器电路,所述变送器电路基于由所述传感器提供的电信号传送输出给所述外壳外部的接收者,其中所述变送器电路可设定成具有功能、性能以及功率消耗的不同组合的多种运行模式;和 其中所述变送器电路包括控制器,所述控制器响应于从所述外壳外部的源接收到的模式选择数据将所述变送器电路电设定成多种运行模式中的一种; 其中,所述变送器电路被电力的配置提取更多操作电流的操作模式比所述变送器电路被电力的配置提取更少操作电流的操作模式具有更高的性能。2.根据权利要求1所述的模式可选择的变送器,其中变送器电路包括: 模拟数字(A/D)转换器,其将由所述传感器提供的电信号转换成数字信号,其中所述A/D转换器通过所述控制器电设定成以选定的更新速率运行。3.根据权利要求2所述的模式可选择的变送器,其中所述变送器电路包括: A/D偏压电路,所述A/D偏压电路连接成调整提供给所述A/D转换器的功率
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