專利名稱：在過程控制系統(tǒng)中將電-氣動控制器耦接到位置發(fā)送器的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開大體上涉及控制器，更具體地，涉及在過程控制系統(tǒng)中將電-氣動控制器耦接到位置發(fā)送器的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
電子控制裝置(例如電-氣動控制器、可編程控制器、模擬控制電路等)被典型地用來控制過程控制裝置(例如控制閥、泵、減震器等)。這些電子控制裝置會導(dǎo)致過程控制裝置特定的操作。為了安全、成本效率和可靠性的目的，許多廣為人知的隔膜式或活塞式氣動致動器都被用來驅(qū)動過程控制裝置并通過電-氣動控制器被典型地耦接到整個過程控制系統(tǒng)。電-氣動控制器通常被配置成接收一個或更多的控制信號，并將這些控制信號轉(zhuǎn)換成被提供給氣動致動器的壓力，以引起耦接到氣動致動器的過程控制裝置的期望的操作。例如，若過程控制例程需要氣動致動的閥使得較大體積的過程流體通過，則施加在與閥相關(guān)聯(lián)的電-氣動控制器上的控制信號的幅度可能會增加(例如在電-氣動控制器被配置成接收4至20毫安(mA)控制信號的情形下，從10毫安到15毫安)。電-氣動控制器典型地使用由感應(yīng)或檢測氣動致動的控制裝置的操作響應(yīng)的反饋傳感系統(tǒng)或元件(例如位置傳感器)產(chǎn)生的反饋信號。例如，在使用氣動致動的閥的情形下，反饋信號可能與位置傳感器檢測或確定的閥的位置對應(yīng)。電-氣動控制器將反饋信號與期望的設(shè)定值或控制信號比較，并利用位置控制過程基于反饋信號和控制信號(例如， 兩者之間的差值)產(chǎn)生驅(qū)動值。驅(qū)動值與將要被提供給氣動致動器以獲得耦接到氣動致動器的控制裝置的期望的操作(例如，閥的期望的位置)的壓力對應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
下面描述了在過程控制系統(tǒng)中將電-氣動控制器耦接到位置控制發(fā)送器的示例性方法和設(shè)備。一個示例性設(shè)備包括具有第一連接并具有耦接到電源的第二連接的位置發(fā)送器、包括至少一個耦接到該位置發(fā)送器的該第一連接的第一連接的電-氣動控制器，以及耦接在該電-氣動控制器的該第一連接和第二連接之間的電阻。另一公開的示例性設(shè)備包括具有第一和第二連接的位置發(fā)送器和具有第一、第二和第三連接的電氣絕緣體，其中該電氣絕緣體的該第三連接被耦接到該位置發(fā)送器的該第二連接。該示例性設(shè)備進一步包括包括至少一個被耦接到該位置發(fā)送器的該第一連接和該電氣絕緣體的該第一連接的第一連接的電-氣動控制器，其中該電-氣動控制器包括耦接到該電氣絕緣體的該第二連接的第二連接。一個公開的示例性方法包括將電-氣動控制器的第一連接耦接到位置發(fā)送器的第一連接，以及通過將電阻耦接在該電-氣動控制器的該第一連接和第二連接之間將該電-氣動控制器耦接到該電阻。該示例性方法進一步包括將該位置發(fā)送器的第二連接耦接到電源。


圖1是包括耦接到電氣絕緣體的電-氣動控制器、位置發(fā)送器的示例性配置的示例性過程控制系統(tǒng)的示意圖；圖2是包括耦接到直流電源的圖1的示例性電-氣動控制器、位置發(fā)送器的示例性過程控制系統(tǒng)的示意圖；圖3和圖4是可被用來耦接圖1和圖2所示的配置中的示例性電-氣動控制器、 示例性位置發(fā)送器和/或示例性電氣絕緣體的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式盡管下面的內(nèi)容描述包括除開其它組件之外的在硬件上執(zhí)行的軟件和/或固件的示例性方法和設(shè)備，但是應(yīng)該注意的是這種系統(tǒng)僅僅是示例性的，而不應(yīng)該被視為是限制性的。例如，可以考慮的是，任何或所有這些硬件、軟件和固件組件可以完全地實施為硬件、完全地實施為軟件，或?qū)嵤橛布蛙浖娜魏谓M合。因此，下面描述示例性方法和設(shè)備時，提供的實施例并不是實施此方法和設(shè)備的唯一方式。典型地，在過程控制系統(tǒng)中，電-氣動控制器被直接耦接到控制裝置，(例如控制閥、泵、減震器等)。被耦接到控制裝置的位置傳感器檢測被耦接到控制裝置的致動器的運動。位置傳感器可以發(fā)送包括電流的反饋信號，該電流具有與致動器的位置或者行程對應(yīng)的幅度。電-氣動控制器基于由于位置傳感器產(chǎn)生的反饋電流信號流過電阻產(chǎn)生的電壓差確定致動器的位置。然而，在一些應(yīng)用中，由于控制裝置位置處的不利的環(huán)境條件，電-氣動控制器可能并沒有直接地耦接到控制裝置。不利的條件可能會負面影響電-氣動控制器和/或被耦接到控制裝置的位置傳感器的性能。不利的環(huán)境條件可能包括相對極端的溫度、震動、濕度、輻射和/或這些條件的組合。由于不利的條件，電-氣動控制器可能位于相對溫和和/或受控的環(huán)境中。盡管沒有直接耦接到控制裝置，但是電-氣動控制器也可以通信地和/或氣動地耦接到控制裝置。并且，耦接到控制裝置的位置傳感器可以被能夠提供位置反饋信號而不論控制裝置周圍不利的環(huán)境條件的位置發(fā)送器取代。在此公開的設(shè)備和方法提供了這樣一種方式，通過這種方式位置發(fā)送器(例如， 電流輸出裝置)可以通信地耦接到電-氣動控制器而不用重新配置電-氣動控制器中的控制電路和/或過程。將電-氣動控制器耦接到位置發(fā)送器使得電-氣動控制器能夠從位置發(fā)送器接收位置反饋信號，而不是從提供例如阻性輸出的位置傳感器接收位置反饋信號。 這里描述的示例性方法和設(shè)備提供了以例如位置發(fā)送器的電流輸出裝置替代阻性位置傳感器的靈活性，和/或?qū)㈦?氣動控制器放置在不同于控制裝置的操作環(huán)境中的靈活性。并且，此處描述的示例性方法和設(shè)備通過將各個電源與電-氣動控制器和位置發(fā)送器絕緣隔離避免了在電-氣動控制器和位置發(fā)送器之間創(chuàng)建接地回路。通過最小化和/ 或消除接地回路，示例性方法和設(shè)備減小了位置反饋信號中和/或包括在位置發(fā)送器和/ 或電-氣動控制器內(nèi)的電路中的直流偏置漂移的可能性。在此所述的示例性方法和設(shè)備包括其中電功率通過從電源接收交流電的電氣絕緣體被輸送給位置發(fā)送器的配置。附加地，在此配置中，電-氣動控制器基于反饋電流流經(jīng)電氣絕緣體中的電阻產(chǎn)生的電壓降確定致動器和/或控制裝置的位置。在另一示例性配置中，位置發(fā)送器從直流電源接收能量。并且，在該另一示例中，電-氣動控制器基于反饋電流流經(jīng)位于接收反饋電流的電-氣動控制器的接頭與耦接到地電勢的電-氣動控制器的接頭之間的電阻而產(chǎn)生的電壓降來確定致動器和/或控制裝置的位置。公開的方法和設(shè)備通常涉及將過程控制系統(tǒng)中的電-氣動控制器耦接到位置發(fā)送器。雖然這里結(jié)合包含氣動致動的閥的實施例描述公開的方法和設(shè)備，然而該公開的方法和設(shè)備也可以使用以其它方式致動的閥和/或使用除了閥之外的過程控制裝置來實施。圖1是包括控制系統(tǒng)102和過程控制區(qū)域104的過程控制系統(tǒng)100的示意圖。示例性控制系統(tǒng)102包括提供能量給過程控制區(qū)域104內(nèi)的電-氣動控制器120的電流源 110?？刂葡到y(tǒng)102也可以包括工作站、控制器、編組柜、輸入/輸出卡和/或任何其它類型的過程控制系統(tǒng)管理組件(未示出)。示例性電-氣動控制器120包括將電-氣動控制器120耦接到從電流源110輸送供電電流的導(dǎo)線的第一端子箱122。第一端子箱122和第二端子箱IM可以包括螺旋式連接器和/或任何其它的將傳輸介質(zhì)(例如，導(dǎo)線)端接和/或耦接到電-氣動控制器120 的組件。在其它的實施例中，提供給電-氣動控制器120的能量可以提供自外部電壓源、控制系統(tǒng)、太陽能、電池電源等。導(dǎo)線和/或其它從電流源110輸送供電電流的電氣傳輸介質(zhì)也可以從控制系統(tǒng) 102輸送控制信號?？刂菩盘?例如，輸入信號)可以包括，例如，4至20毫安信號、0至10 伏直流信號和/或數(shù)字指令等?？刂菩盘栆?guī)定或?qū)?yīng)閥130的閥狀態(tài)。例如控制信號可以使得耦接到閥130的氣動致動器131被打開、關(guān)閉或處于某中間位置。能量和/或控制信號可以共享來自控制系統(tǒng)102的單個導(dǎo)線，或者，替代性地，能量和/或控制信號可以通過多導(dǎo)線在第一端子箱122被接收。例如，在控制信號是4至20 毫安信號的情形下，數(shù)字數(shù)據(jù)通信協(xié)議如，例如，廣為人知的可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議(HART)可被用來與電-氣動控制器120通信。這種數(shù)字通信可以被控制系統(tǒng) 102用來從電-氣動控制器120接收標識信息、操作狀態(tài)信息和診斷信息。例如，使用HART 通信協(xié)議和雙導(dǎo)線配置，數(shù)字數(shù)據(jù)形式的控制信號和來自電流源110的、用于電-氣動控制器120的能量在單個的絞合雙導(dǎo)線上組合在一起。并且，導(dǎo)線之一可以耦接到地電勢。在其它實施例中，控制信號可以是0至10伏的直流信號。并且，從控制系統(tǒng)102到第一端子箱122的導(dǎo)線可以包括給電-氣動控制器120提供能量的單獨的電源線或電力線(例如， 24伏直流電或M伏交流電(VAC))。并且，可以使用一個或更多無線通信鏈路替代或補充第一端子箱122。例如， 電-氣動控制器120可以包括一個或更多無線收發(fā)器單元以使得電-氣動控制器120能夠與控制系統(tǒng)102交換控制信息(設(shè)定值、操作狀態(tài)信息等)。在電-氣動控制器120使用一個或更多無線收發(fā)器的情形下，可以通過例如接到本地電源或遠程電源(例如，電流源 110)的導(dǎo)線來提供能量給電-氣動控制器120。圖1的示例性電-氣動控制器120控制致動器131的位置，從而控制閥130的位置。盡管未示出，電-氣動控制器120可以包括控制單元、電流-氣壓(I/P)轉(zhuǎn)換器和氣動繼電器。在其它實施例中，電-氣動控制器120可以包括任何其它用于控制和/或提供壓力給閥致動器131的組件。附加地，電-氣動控制器120可以包括其它信號處理組件如，例如，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、濾波器(例如低通濾波器、高通濾波器和數(shù)字濾波器)、放大器等。例如，從控制系統(tǒng)102接收到的控制信號可以在被電-氣動控制器120內(nèi)的控制單元處理前被濾波(例如，使用低/高通濾波器)。更具體地，電-氣動控制器120通過比較位置發(fā)送器132產(chǎn)生的反饋信號和來自控制系統(tǒng)102的控制信號來控制致動器131的位置。電-氣動控制器120通過包括連接 126和128的第二端子箱IM接收反饋信號。電-氣動控制器120基于第一連接1 和第二連接1 之間的反饋電流產(chǎn)生和/或生成的電壓差確定反饋信號?？刂葡到y(tǒng)102提供的控制信號可以被電-氣動控制器120用作設(shè)定值或?qū)?yīng)于閥 130的期望操作(例如，對應(yīng)于控制閥130范圍的百分比的期望位置)的參考信號。通過將控制信號和反饋信號用作位置控制算法或過程中的數(shù)值，電-氣動控制器120內(nèi)的控制單元對比反饋信號和控制信號以確定驅(qū)動值?？刂茊卧獔?zhí)行的位置控制過程基于反饋信號和控制信號之間的差值確定(例如，計算)驅(qū)動值。這個計算的差值與電-氣動控制器120 將要使得耦接到閥130的致動器131的位置改變的量對應(yīng)。計算的驅(qū)動值也與控制單元產(chǎn)生的、以使得電-氣動控制器120內(nèi)的I/P轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生氣壓的電流對應(yīng)。電-氣動控制器120內(nèi)的I/P轉(zhuǎn)換器可以是基于通過螺線管的電流產(chǎn)生電磁場的電流-壓力型傳感器。螺線管磁性地控制相對管嘴操作的擋板以改變通過管嘴/擋板的流體限制，從而提供基于通過螺線管的平均電流而改變的氣壓。這個氣壓被氣壓繼電器放大， 并被施加到耦接到閥130的致動器131。電-氣動控制器120內(nèi)的氣壓繼電器可以氣動地耦接到致動器131以供應(yīng)氣壓(未示出)給致動器131。例如，增加電-氣動控制器120內(nèi)的控制單元產(chǎn)生的電流的驅(qū)動值可以使得氣動繼電器增加施加到氣動致動器131上的氣壓以使得致動器131將閥130朝關(guān)閉位置放置。 類似地，減少控制單元產(chǎn)生的電流的驅(qū)動值可以使得氣動繼電器減少施加到氣動致動器 131上的氣壓以使得致動器131將閥130朝開放位置定位。在其他實施例中，電-氣動控制器120可以包括電壓-壓力類型的傳感器，在此情形下，驅(qū)動信號是變化的以提供變化的壓力輸出來控制閥130的電壓。并且，其它實施例可以采用包括壓縮空氣、液壓流體等的其它類型的承壓流體。圖1的示例性閥130包括限定提供入口和出口之間的流體流通道的開口的閥座。 閥130可以是，例如，旋轉(zhuǎn)閥、直角回轉(zhuǎn)閥(quarter-turn valve)、電動閥、減震器或任何其它控制裝置或設(shè)備。耦接到閥130的氣動致動器131通過閥桿可操作地耦接到流體控制構(gòu)件，閥桿在第一方向上(例如，遠離閥座)移動流體控制構(gòu)件以允許在入口和出口之間的流體流動，而在第二方向上(例如，朝著閥座)移動流體控制構(gòu)件以限制或防止入口和出口之間的流體流動。耦接到示例性閥130的致動器131可以包括雙作用活塞致動器、單作用彈簧回位膜片或活塞致動器，或任何其它合適的致動器或過程控制裝置。為了控制通過閥130的流速，閥被耦接到位置發(fā)送器132。在其它實施例中，閥130可以耦接到位置傳感器和/或壓力傳感器，其可以包括，例如，電位計和/或磁傳感器。在閥130的操作環(huán)境對其它類型的位置傳感器和/或壓力傳感器，如只提供阻性輸出的裝置，太不利的情形下，位置發(fā)送器132 可以被耦接到閥130。位置發(fā)送器132檢測致動器131的位置，從而檢測流體控制構(gòu)件相對于閥座的位置(例如，打開位置、關(guān)閉位置、中間位置等)。位置發(fā)送器132被配置成提供或產(chǎn)生反饋信號如，例如機械信號、電信號等給電-氣動控制器120。反饋信號可以代表耦接到閥130的致動器131的位置，從而代表閥130的位置。這里描述的示例性方法和設(shè)備使得電-氣動控制器120能夠從能夠耦接到閥130 的、任何類型的、圖1中的示例性位置發(fā)送器132接收反饋信號。位置發(fā)送器132包括位置傳感器133以感應(yīng)耦接到閥130的致動器131的位置。位置傳感器133可以包括電位計、 磁傳感器、壓電變換器、霍爾效應(yīng)傳感器、弦線電位計等。位置發(fā)送器132內(nèi)的位置傳感器 133作為變換器運行以將與致動器131的位置對應(yīng)的致動器131的直線運動轉(zhuǎn)換成反饋電流信號。位置發(fā)送器132包括不受不利的環(huán)境條件明顯影響的位置傳感器(例如，位置傳感器133)。位置發(fā)送器132也可以包括電磁抑制電路、噪聲濾波電路、防振組件(vibration immunity components)和/或輻射屏蔽組件以進一步隔離或保護位置傳感器133，使其盡量不受到不利環(huán)境條件的影響。位置發(fā)送器132通過耦接到電-氣動控制器120的第一連接126的第一連接134被耦接到電-氣動控制器120。并且，位置發(fā)送器132包括從電源接收能量的第二連接136。示例性過程控制區(qū)域104包括電氣絕緣體140以傳輸電氣隔離的能量給位置發(fā)送器132。換句話說，通過電氣絕緣體140傳輸給位置發(fā)送器132的能量與通過電流源110提供給電-氣動控制器120的能量是電氣隔離的。這個電氣隔離最小化了通過過程控制系統(tǒng) 100的接地回路。通過最小化接地回路，位置發(fā)送器132產(chǎn)生的反饋信號內(nèi)和/或位置發(fā)送器132和/或電-氣動控制器120內(nèi)的任何電壓電信號內(nèi)的直流偏置漂移被最小化。在圖1的實施例中，電氣絕緣體140通過電源連接142至146從電源接收交流電。 為了從電源接收交流電，第一電源連接142被耦接到電源的線路輸入，第二電源連接144被耦接到電源的地電勢，第三電源連接146被耦接到電源的中性參考(neutral reference) 0 電氣絕緣體140被配置為使用交流電以為位置發(fā)送器132提供電源。例如，如果位置發(fā)送器132被配置以便為電-氣動控制器120產(chǎn)生4至20毫安的反饋信號，則電氣絕緣體140 可以被配置成輸出20毫安(mA)的電流。電氣絕緣體140經(jīng)由至位置發(fā)送器132的第二連接136的、電氣絕緣體140的第三連接148將電能提供給位置發(fā)送器132。并且，圖1的示例性電氣絕緣體140包括連接150至154以使得電-氣動控制器 120能夠感應(yīng)由反饋電流流過電阻160產(chǎn)生的電壓差。電氣絕緣體140的第一連接150被耦接到位置發(fā)送器132的第一連接134和電-氣動控制器120的第一連接126。并且，電氣絕緣體140的第二連接152被耦接到電-氣動控制器120的第二連接128。電阻160被耦接在電氣絕緣體140內(nèi)的第一連接150和第二連接152之間。電阻160的值可以基于電-氣動控制器120的分辨率選擇以精確地確定跨過電阻160的電壓差，和/或可以基于位置發(fā)送器132的負載特性選擇。例如，若電阻是20歐姆，則4至20毫安反饋信號流經(jīng)電阻160的電壓差將會分別對應(yīng)于反饋信號0. 08至0. 4伏的電壓差。位置發(fā)送器132通過第一連接134發(fā)送電流反饋信號。電-氣動控制器120通過分別耦接到電氣絕緣體140的第一和第二連接150和152的第一和第二連接1 和1 感應(yīng)電流反饋信號的電壓差。并且，電氣絕緣體140包括耦接到第二連接152的地電勢處的第四連接154。CN 102395932 A
說明書
6/7雖然電-氣動控制器120、位置發(fā)送器132和電氣絕緣體140示出在過程控制區(qū)域104內(nèi)，電-氣動控制器120、位置發(fā)送器132和/或電氣絕緣體140中的每一個都可以被放置在不同的操作環(huán)境中，并且通過連接126、128、134、136和148至巧4通信地耦接在一起。例如，位置發(fā)送器132和電氣絕緣體140可以被放置在相對高溫和高濕度的環(huán)境內(nèi) (例如，90%濕度和180華氏度(° F))，而電-氣動控制器120被放置在設(shè)定為10%濕度和72° F的受控環(huán)境中。圖2是包括示例性電-氣動控制器120和圖1的被耦接到直流電源240的示例性位置發(fā)送器132的示例性過程控制系統(tǒng)200的示意圖。并且，圖2的過程控制系統(tǒng)200包括電流源110、端子箱122和124、電-氣動控制器120的第一和第二連接126和128、閥130、 閥致動器131、位置傳感器133和圖1的位置發(fā)送器132的第一和第二連接134和136。電流源110以與圖1中同樣的方式被耦接到電-氣動控制器120。并且，致動器131以與圖1 中同樣的方式被耦接到閥130和位置發(fā)送器132。在圖2的示例性過程控制系統(tǒng)200中，控制系統(tǒng)102包括直流電源MO。不使用圖1的電氣絕緣體140給位置發(fā)送器132提供能量，在圖2的示例性過程控制系統(tǒng)200中， 位置發(fā)送器132被直接耦接到電源(例如，直流電源M0)。示例性直流電源240被示出為與電阻242串聯(lián)以有效地提供電流源以給位置發(fā)送器132提供能量。直流電源240可以包括電池、電壓產(chǎn)生器、電源和/或任何其它電源和/或可以產(chǎn)生直流電壓的電路。例如，若位置發(fā)送器132輸出4至20毫安的反饋電流信號，則直流電源240可以是M伏，并且電阻 242可以是20歐姆以提供足夠的能量給位置發(fā)送器132。示例性位置發(fā)送器132通過第二連接136從直流電源240接收能量。并且，控制系統(tǒng)102將電流源110和直流電源240示出為被電氣隔離。為了避免接地環(huán)路，只有電流源 110被耦接到地電勢。在其它實施例中，只有直流電源240可以被耦接到地電勢或者電-氣動控制器120的第二連接1 可以被耦接到地電勢。在另一些其它的實施例中，直流電源 240,電流源110和電-氣動控制器120的第二連接1 可以被耦接到地電勢。圖2示例性過程控制區(qū)域104包括電-氣動控制器120、閥130和位置發(fā)送器132。 由于過程控制系統(tǒng)200不包括如圖1的實施例中的具有內(nèi)部電阻160的電氣絕緣體140，所以過程控制區(qū)域104包括耦接在電-氣動控制器120的第一和第二連接1 和1 之間的電阻沈0。并且，電阻260被耦接到位置發(fā)送器132的第一連接134。電-氣動控制器120 確定或檢測由來自位置發(fā)送器132的反饋電流信號產(chǎn)生的跨過電阻沈0的電壓差，以計算耦接到閥130的致動器131的位置。電阻260可以被耦接在電-氣動控制器120的第二端子箱124內(nèi)的第一和第二連接1 和1 之間。或者，電阻260可以被包括在電-氣動控制器120內(nèi)、在對應(yīng)第一和第二端子1 和1 的電路之間。并且，示例性電阻260可以替代性地被耦接在耦接至電-氣動控制器120的第一和第二連接1 和128的導(dǎo)線間。雖然電-氣動控制器120和位置發(fā)送器132被示出在圖2的過程控制區(qū)域104內(nèi)， 電-氣動控制器120和位置發(fā)送器132可以被放置在不同的操作環(huán)境中，并可以通過連接 126,128和134通信地耦接在一起。例如，位置發(fā)送器132可以被放置在相對高溫和高濕度的環(huán)境內(nèi)(例如，90%濕度和180華氏度(° F))，而電-氣動控制器120被放置在設(shè)定為 10%濕度和72° F的受控環(huán)境中。
圖3和圖4是可以被執(zhí)行以耦接圖1和/或圖2所示的示例性配置中的示例性電-氣動控制器120、示例性位置發(fā)送器132、示例性電流源110、示例性電源240和/或示例性電氣絕緣體140的示例性方法流程圖。可以使用手動操作實施圖3和圖4的一個或更多的示例性操作或者將圖3和圖4的一個或更多的實施例實施為任何前述技術(shù)的任何組合如，例如固件、軟件、離散邏輯元件和/或硬件的任何組合。并且，還可以采用實施圖3和圖 4的示例性操作的許多其它方法。例如，可以改變方框圖的執(zhí)行順序，和/或可以改變、除去、細分或組合一個或多個描述的方框圖。并且，可以通過例如，獨立的處理線程、處理器、 裝置、離散邏輯元件、電路等順序地執(zhí)行和/或并行地執(zhí)行圖3和圖4的任何或所有的示例性操作。圖3的示例性方法300使用圖1的電氣絕緣體140將電-氣動控制器120耦接到位置發(fā)送器132。與過程控制系統(tǒng)100關(guān)聯(lián)的操作員和/或電氣工程師可以耦接過程控制裝置120、132和140。然而，可以以任何可使得過程控制組件120、132和/或140耦接在一起的機械和/或電氣的方式執(zhí)行示例性方法300。當位置發(fā)送器132被耦接到圖1的致動器131時(方框30 ，圖3的示例性方法300開始。位置發(fā)送器132可以，例如被耦接到致動器131，以取代不能在閥130周圍的不利環(huán)境條件中提供適當性能的位置和/或壓力傳感
ο當位置發(fā)送器132的第一連接134被耦接到電-氣動控制器120的第一連接1 時(方框304)，圖3的示例性方法300繼續(xù)。然后電-氣動控制器120的第一連接1 和位置發(fā)送器132的第一連接134被耦接到電氣絕緣體140的第一連接150 (方框306和308)。 第一連接1沈、134和150可以通過導(dǎo)線、電纜、光導(dǎo)纖維、無線信號和/或任何其它可傳輸反饋信號的媒介耦接在一起。接著，電-氣動控制器120的第二連接1 被耦接到電氣絕緣體140的第二連接 152 (方框31 。并且，位置發(fā)送器132的第二連接136被耦接到電氣絕緣體的第三連接 148(方框31幻。之后，電氣絕緣體140被耦接到電源(方框314)。電源可以包括交流電源或，作為另一選擇地，直流電源。當電-氣動控制器120被耦接到電流源110時(方框 316)，示例性方法300結(jié)束。圖4的示例性方法400將電-氣動控制器120耦接到從圖2的電源240接收能量的位置發(fā)送器132。與過程控制系統(tǒng)200關(guān)聯(lián)的操作員和/或電氣工程師可以耦接過程控制裝置120和132。然而，可以以任何可使得過程控制組件120和132耦接在一起的機械和/或電氣的方式執(zhí)行示例性方法400。當位置發(fā)送器132被耦接到圖1的致動器131時 (方框40 ，示例性方法400開始。當位置發(fā)送器132的第一連接134被耦接到電-氣動控制器120的第一連接1 時(方框404)，圖4的示例性方法400繼續(xù)。然后電-氣動控制器120的第一和第二連接 126,128耦接到電阻260 (方框406)。并且，位置發(fā)送器132的第一連接134可以在與電-氣動控制器120的第一連接1 相同的點被耦接到電阻沈0。并且，在一些實施例中，電-氣動控制器120的第二連接128、電流源110或直流電源240可以被耦接到地電勢。接著，位置發(fā)送器132的第二連接136被耦接到電源240 (方框408)。當電-氣動控制器120被耦接到電流源110時(方框410)，示例性方法400結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種過程控制設(shè)備，所述過程控制設(shè)備包括位置發(fā)送器，所述位置發(fā)送器具有第一連接，并具有被耦接到電源的第二連接；電-氣動控制器，所述電-氣動控制器包括至少一個被耦接到所述位置發(fā)送器的所述第一連接的第一連接；以及電阻，所述電阻被耦接在所述電-氣動控制器的所述第一連接和第二連接之間。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置發(fā)送器包括基于耦接到控制裝置的致動器的位置而改變電流信號的位置傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置發(fā)送器從所述位置發(fā)送器的所述第一連接向所述電-氣動控制器的所述第一連接發(fā)送所述電流信號。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述電-氣動控制器基于所述電流信號流過所述電阻的電壓差確定所述致動器的所述位置。
5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置傳感器包括電位計、磁傳感器、壓電變換器、霍爾效應(yīng)傳感器或弦線電位計的至少一個。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置發(fā)送器包括基于壓力改變電流信號的壓力傳感器。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置發(fā)送器位于不同于所述電-氣動控制器的過程控制環(huán)境中。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述電-氣動控制器從與所述電源電氣隔離的電流源接收能量。
9.一種過程控制設(shè)備，包括位置發(fā)送器，其具有第一和第二連接；電氣絕緣體，其具有第一、第二和第三連接，其中所述電氣絕緣體的所述第三連接被耦接到所述位置發(fā)送器的所述第二連接；以及電-氣動控制器，其包括至少一個被耦接到所述位置發(fā)送器的所述第一連接和所述電氣絕緣體的所述第一連接的第一連接，其中所述電-氣動控制器包括被耦接到所述電氣絕緣體的所述第二連接的第二連接。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述電氣絕緣體包括被耦接在所述電氣絕緣體的所述第一和所述第二連接之間的電阻。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置發(fā)送器包括基于耦接到閥的致動器的位置而改變電流信號的位置傳感器。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述電-氣動控制器基于所述電流信號流過所述電阻的電壓差確定所述致動器的所述位置。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置發(fā)送器從所述位置發(fā)送器的所述第一連接向所述電-氣動控制器的所述第一連接發(fā)送所述電流信號。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置傳感器包括電位計、磁傳感器、 壓電變換器、霍爾效應(yīng)傳感器或弦線電位計的至少一個。
15.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置發(fā)送器包括基于壓力而改變電流信號的壓力傳感器。
16.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置發(fā)送器位于不同于所述電-氣動控制器的過程控制環(huán)境中。
17.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述電氣絕緣體用于從所述電氣絕緣體的所述第三連接到所述位置發(fā)送器的所述第二連接輸送能量給所述位置發(fā)送器。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述電氣絕緣體從電源接收能量。
19.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述電-氣動控制器從與所述電氣絕緣體電氣絕緣的電流源接收能量。
20.一種在過程控制系統(tǒng)中將電-氣動控制器耦接到位置發(fā)送器的方法，所述方法包括將電-氣動控制器的第一連接耦接到位置發(fā)送器的第一連接； 通過將電阻耦接在所述電-氣動控制器的所述第一連接和第二連接之間將所述電-氣動控制器耦接到所述電阻；以及將所述位置發(fā)送器的第二連接耦接到電源。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述電阻和地電勢在電氣絕緣體內(nèi)，其中所述電阻被耦接在所述電氣絕緣體的第一連接和第二連接之間。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述電-氣動控制器的所述第一連接被耦接到所述電氣絕緣體的所述第一連接，并且所述電-氣動控制器的所述第二連接被耦接到所述電氣絕緣體的所述第二連接。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述電氣絕緣體從被耦接到所述位置發(fā)送器的所述第二連接的所述電氣絕緣體的第三連接提供電源給所述位置控制器。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括將電流源耦接到所述電-氣動控制器。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，所述電流源和電源被電氣隔離。
全文摘要
本發(fā)明公開了將電-氣動控制器耦接到過程控制系統(tǒng)中的位置發(fā)送器的若干實施例方法和設(shè)備。公開的實施例設(shè)備包括具有第一連接并具有被耦接到電源的第二連接的位置發(fā)送器、包括至少一個被耦接到位置發(fā)送器的第一連接的第一連接的電-氣動控制器和被耦接在電-氣動控制器的第一連接和第二連接之間的電阻。
文檔編號G05B19/44GK102395932SQ201080016949
公開日2012年3月28日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者L·D·米勒, S·G·塞伯格, S·W·哈根 申請人:費希爾控制國際公司