專利名稱：具有本質安全的電信息存儲的制造系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于存儲和分配液體的存儲和分配系統(tǒng)。本發(fā)明具體涉及包括用在有害液體分配環(huán)境中的本質安全屏障的射頻識別(RFID)天線。
背景技術：
某些制造工藝要求使用酸、溶劑、堿、攙雜劑、無機、有機、和生物溶劑、藥物、及放射性化學物質。存儲和分配系統(tǒng)允許可替代的容器用于在指定時間將液體化學物質運送到制造工藝。
這些容器包括連接至每個容器的蓋的電存儲裝置，所述電存儲裝置用于存儲與容器內存放的化學物質有關的信息。例如，射頻識別(RFID)標記可連接至容器，所述RFID標記包括用于例如電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)等電信息存儲和無源射頻(RF)應答器的空間。RFID標記上的信息通常與RF天線通信，例如以確保適當?shù)幕瘜W物質在適當?shù)臅r間正在被使用和訪問EEPROM上的其它信息。RF天線通常經由連接至計算機的RF卡與計算機電通信。對于所述信息存儲系統(tǒng)的進一步的描述，參看O Dougherty等人的公開U.S.申請2002/0189667，其內容結合于此作為參考。
有時，制造和生產環(huán)境中所用的化學物質是易揮發(fā)的，必須被存放在受控制的危險區(qū)中。為了允許可能潛在造成危險物質的點燃的某些電裝置和設備(例如RFID標記和RF天線)的使用，必須考慮安全和防止這種點燃可能性。
防止由于危險物質點燃造成的爆炸的一種方法是使得電子設備本質安全。電過程控制系統(tǒng)中的本質安全的原理在現(xiàn)有技術中是已知的。本質安全涉及限制電路中的潛在點燃源(熱元件和火花源)的電能到較低水平，使得即使在異常(故障)狀態(tài)下，也不存在電能點燃爆燃性空氣的可能性。
在包括易揮發(fā)液體的液體存儲和分配系統(tǒng)中，必須將儲存容器放在危險區(qū)中。傳統(tǒng)系統(tǒng)不允許與危險區(qū)中的儲存容器電通信。具有本質安全電通信系統(tǒng)的液體存儲和分配系統(tǒng)是對傳統(tǒng)系統(tǒng)的改進。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種包括危險區(qū)和非危險區(qū)的制造系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括位于危險區(qū)中用于電儲存信息的存儲裝置。所述系統(tǒng)進一步包括也位于危險區(qū)中用于存儲信息到存儲裝置和從存儲裝置讀取信息的通信裝置。在非危險區(qū)中，控制器與通信裝置電通信。所述控制器基于通信裝置從存儲裝置讀取的信息控制所述系統(tǒng)。為了限制電能傳到通信裝置，位于非危險區(qū)中的本質安全屏障連接在通信裝置和控制裝置之間。
例如，所述制造系統(tǒng)可以是用危險液體填充容器的系統(tǒng)。電存儲裝置與容器相連，用于電存儲與儲存在容器中的液體有關的信息。所述系統(tǒng)也具有用于存儲系統(tǒng)到電存儲裝置的寫裝置。所述系統(tǒng)包括與寫裝置相連用于控制液體從貯液器分配和控制信息寫到電存儲裝置的控制單元。最終，本質安全屏障連接在寫裝置和電存儲裝置之間，以限制電能進入危險區(qū)。
又例如，所述制造系統(tǒng)可以是用于處理危險液體的系統(tǒng)。所述用于處理危險液體的系統(tǒng)包括能裝有液體的容器。電存儲裝置與容器相連，用于電存儲與儲存在容器中的液體有關的信息。所述系統(tǒng)也具有用于存儲信息到電存儲裝置和從電存儲裝置讀取信息的天線。所述系統(tǒng)包括與天線相連的基于微處理器的控制器，所述控制器用于基于通過天線從電存儲裝置讀取的信息控制液體的處理。最終，本質安全屏障連接在天線和控制器之間，以限制電能進入危險區(qū)。
在優(yōu)選實施例中，本質安全屏障包括多個并聯(lián)連接在控制裝置和地線之間的正向傳導二極管。所述多個正向傳導二極管布置為多重冗余構造。所述本質安全屏障優(yōu)選進一步包括與多個正向傳導二極管串聯(lián)連接的保險絲，用于防止正向傳導二極管過載，以限制電能傳到危險區(qū)中。多個DC隔離電容器可與控制器和天線串聯(lián)連接，以阻擋來自控制器的信號的DC分量。并且，至少一個電阻器可與控制器和天線串聯(lián)連接，以抑制通信裝置處的瞬態(tài)電壓浪涌。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明用于用易失性或易燃液體填充容器的填充系統(tǒng)。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明用于儲存、分配、和處理易失性或易燃液體的系統(tǒng)。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的本質安全屏障的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出用易失性或易燃液體填充容器的填充系統(tǒng)10。填充系統(tǒng)10包括通過防爆墻13隔離的非危險區(qū)11和危險區(qū)12。在非危險區(qū)11中，填充系統(tǒng)10包括基于微處理器的控制單元14、寫裝置15和本質安全屏障16。在危險區(qū)12中，填充系統(tǒng)10包括貯液器17、容器18和蓋20。控制單元14電連接至寫裝置15和貯液器17?？刂茊卧?4優(yōu)選為基于微處理器的計算機系統(tǒng)，且寫裝置15優(yōu)選為連接至基于微處理器的計算機系統(tǒng)的射頻(RF)卡。貯液器17與容器18流體連通。蓋20包括射頻識別(REID)標記22。REID標記22包括電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)和無源RF應答器。寫裝置15能經由RF天線24寫入蓋20上的RFID標記22。本質安全屏障16(下面詳細描述)連接至在寫裝置15和RF天線24之間。
在填充系統(tǒng)10的操作中，控制單元14調整液體從貯液器17到容器18內的分配。通常，填充系統(tǒng)10包括連接至控制單元14的多個貯液器17。即，控制單元14通常調整多種液體至多個容器18內的分配。從貯液器17分配的液體通常為了用于制造工藝中而被分配，并且可包括酸、溶劑、堿、攙雜劑、無機、有機、和生物溶劑、藥物、及放射性化學物質。為了容易圖示，僅示出單個貯液器17和單個容器18。
為了開始填充系統(tǒng)10的操作，控制單元14發(fā)送信號給貯液器17，指示貯液器17開始分配液體到容器18中。貯液器17繼續(xù)分配液體到容器18中，直到容器18被填充到適當高度。在填充容器18后，貯液器17(或與貯液器17和容器18電連接的傳感器)發(fā)送信號給控制單元14，表示容器18已滿?？刂茊卧?4接著發(fā)送信號給貯液器17，以停止分配液體到容器18內。優(yōu)選地，控制單元14和貯液器17(或與貯液器17和容器18電連接的傳感器)之間的連接被設計為本質安全的。
在填充容器18后，控制單元14發(fā)送信號給寫裝置15。所述信號包含與裝在貯液器17中的液體有關的信息。寫裝置15隨后將從控制單元14接收的信息編程到包含在RFID標記22中的EEPROM。寫裝置15使用RF傳輸經由RF天線24與蓋20上的RFID標記22通信。具體而言，RF天線24和RFID標記22在緊密靠近時電磁耦合，在RFID標記22中產生用于編程和數(shù)據(jù)存儲的電力。編程到RFID標記22的信息舉例來說包括從貯液器17分配到容器18中的液體類型、包含在貯液器17中的液體的制造商、用來自貯液器17的液體填充容器18的數(shù)據(jù)、包含在容器18中的液體的有效期、及類似有用信息。一旦容器18被填充且RFID標記22已經通過寫裝置15被編程，則蓋20被緊固到容器18的容器開口23上。應指出，可選地，RFID標記22可以在蓋20被緊固到容器開口23上后被寫裝置15編程。
在優(yōu)選實施例中，蓋20螺紋連接至容器18的容器開口23。蓋20也可緊固到容器開口23上，例如將蓋20咬接到容器開口23上，或將蓋20真空密封到容器開口23上。將蓋20緊固到容器開口23上的方法取決于裝在容器18中的液體的性質。在已將蓋20緊固到容器18上后，將容器18運輸?shù)教幚硐到y(tǒng)。
如上所述，從貯液器17分配到填充系統(tǒng)10中的容器18的液體是易揮發(fā)性或爆炸性液體。隨著液體從貯液器17的分配，可產生易揮發(fā)性或爆炸性液體的汽化環(huán)境。所述汽化環(huán)境能產生爆炸性或易燃性大氣。這使得必須將貯液器17和容器18(通常連同其它貯液器和容器)儲存在防爆墻13后面的受控制的危險區(qū)12中。并且，為了允許在危險區(qū)12中使用RFID標記22，必須考慮安全性和防止點燃的可能性，因為這種電設備潛在地造成危險物質的點燃。具體而言，必須考慮限制電路中的潛在點燃源(例如控制單元14和寫裝置15)的電能到較低水平，使得即使在異常(故障)狀態(tài)下，也不存在電能點燃危險區(qū)12中的爆燃性空氣的可能性。
為了限制電能從非危險區(qū)11中的控制單元14和寫裝置15流到危險區(qū)12中的RF天線24和RFID標記22，本質安全屏障16連接在寫裝置15和RFID標記22之間。本質安全屏障16通常安裝在能連接至例如DIN(Deutsches Institut fur Normung e.V.)軌道等安裝軌道的包裝中，便于多個本質安全屏障相對于寫裝置15的安裝，并且簡單地接近(access to)本質安全屏障16的電連接點。本質安全屏障16利用傳輸線連接至寫裝置15和RF天線24。連接至RF天線24的傳輸線被電屏蔽，使得其為本質安全的，并且經由繞傳輸線充分密封的孔經過防爆壁13，以保持防爆壁13提供的保護。下面參看圖3詳細描述本質安全屏障16的架構。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明用于儲存、分配、和處理易失性或易燃液體的系統(tǒng)25。系統(tǒng)25包括非危險區(qū)26和危險區(qū)28。非危險區(qū)26和危險區(qū)28通過防爆墻29隔離。
系統(tǒng)25包括用于儲存位于危險區(qū)28中的易揮發(fā)性或易燃性液體的容器18。儲存在容器18中的液體通常為了用在制造工藝中而被分配。容器18通常在填充設備(例如，圖1中所示的填充系統(tǒng)10等)處填充液體。蓋20在填充時緊固在容器18頂部上，并且在分配危險區(qū)14中的液體期間通過運輸留在容器18上。蓋20具有連接至其的RFID標記22，所述標記用與容器18中的液體有關的信息編程。
當容器18位于危險區(qū)28中時，連接器30連接至蓋20和容器18。連接器30包括RF天線32、端口適配器34、適配器管36、和探針(probe)38。適配器管36連接至端口適配器34、適配器管36和泵(未示出)。連接器30配置為與蓋20互連。為了使連接器30與蓋20互連，使探針38穿過蓋20插入容器18中。連接器30上的連續(xù)壓力允許連接器30緊鄰蓋20移動。探針38接著與容器18內部連通。適配器管36和端口適配器34提供從容器18內部(經由探針38)到泵的液體流道。當連接器30適當連接至蓋20和容器18時，泵能抽吸容器18中的液體，使其通過端口適配器34和適配器管36到制造工藝(例如集成電路的制造等)。
為了控制容器18中的液體的分配和處理，用戶接口40設置在非危險區(qū)26中。用戶接口40包括觸摸屏42、基于微處理器的控制單元44、總線控制單元46、通信總線48、和讀/寫裝置50。觸摸屏42連接至控制單元44?？刂茊卧?4通常經由Ethernet電纜或其它串行通信電纜連接至總線控制單元46?？刂茊卧?4也接收來自制造工藝的輸入?？偩€控制單元46經由通信總線48連接至讀/寫裝置50。觸摸屏42、控制單元44、總線控制單元46、和通信總線48優(yōu)選整合在基于微處理器的計算機系統(tǒng)中，且讀/寫裝置50優(yōu)選是連接至基于微處理器的計算機系統(tǒng)的RF卡。本質安全屏障1 6(下面詳細描述)也被放在非危險區(qū)26中，并且連接在讀/寫裝置50和RF天線32之間。傳輸線61連接在讀/寫裝置50和本質安全屏障16之間，且傳輸線62連接在本質安全屏障16和RF天線32之間。傳輸線62經由RF傳輸從讀/寫裝置50供電給RF天線32。在如圖2中所示連接的系統(tǒng)25中，連接器30使用射頻傳輸經由RF天線32與蓋20上的RFID標記22通信。具體而言，RF天線32和RFID標記22在緊密靠近時電磁耦合，在RFID標記22中產生電力，以進行編程、數(shù)據(jù)存儲、和數(shù)據(jù)檢索。
為了圖示簡潔起見，圖2示出通過讀/寫裝置50連接至通信總線48的單個連接器30。在典型的系統(tǒng)中，多個讀/寫裝置50連接至通信總線48，每個讀/寫裝置50都連接至與包含不同液體的容器18相連的不同連接器30。容器18通常位于多個抽屜(drawer)中。每個抽屜都包含多個位置，每個位置都被配置為保持一個容器18。在用戶接口40的操作中，每個容器18都以圖形顯示在觸摸屏42上其相應的抽屜和抽屜內的位置中。例如，在具有兩個抽屜且每個抽屜內有四個位置的系統(tǒng)中，位于第一抽屜的第二位置中的容器18以圖形顯示在觸摸屏42上第一抽屜的第二位置中。當連接器30與容器18(如上所述)正確匹配時，觸摸屏42上表示容器18的圖形以第一色彩(通常為綠色)顯示。這指示操作者裝在容器18中的液體準備分配到工藝，并且在操作者啟動時，控制單元44發(fā)送信號給泵，以開始分配(經由標記為PUMP CONTROL的連接)。相反，如果連接器30與容器18(如上所述)不正確匹配，則觸摸屏42上表示容器18的圖形顯示為第二色彩(通常為紅色)，并且警告消息出現(xiàn)在觸摸屏42上。這指示操作者裝在容器18中的液體直到不匹配被糾正才會被分配。
當需要更換容器18時(例如，當容器18已空時)，觸摸屏42接著以圖形顯示容器18以及抽屜號碼和容器18的位置號碼。操作者接著用新容器更換容器18，并且使連接器30與新容器相連。如果連接器30與新容器正確匹配，則所有容器以第一色彩顯示在觸摸屏42上。如果連接器30與新容器不正確匹配，則新容器以第二色彩顯示在觸摸屏42上，并且警告消息顯示在觸摸屏42上。
觸摸屏42也允許操作者使用RFID標記22從多個操作中進行選擇。每個操作可從相應于每個操作的觸摸屏42上的按鈕選擇。例如，操作者可觀看存儲在RFID標記22中的有關裝在容器18中的液體的信息，將信息記錄到RFID標記22(例如，液體何時被安裝到其正確的抽屜和位置中、液體的貯藏壽命、液體用在什么工藝中、液體用在工藝中的時間、液體用在工藝中的量等)，或使探針38能從容器18分配液體。操作者解除觸摸屏42上對應于想要的操作的按鈕。觸摸屏42發(fā)送操作者做出的選擇給控制單元44。控制單元44隨后命令總線控制單元46執(zhí)行所選擇的操作。執(zhí)行所選擇的操作，并且將結果顯示在觸摸屏42上。
例如，操作者可想要觀看存儲在RFID標記22中的有關容器18中的液體的信息。操作者首先推觸摸屏42上相應于此操作的按鈕。觸摸屏42發(fā)送此選擇給控制單元44?？刂茊卧?4接著命令總線控制單元46訪問容器18上的RFID標記22。為了訪問RFID標記22，總線控制單元46沿通信總線48發(fā)送信號給訪問讀/寫裝置50。讀/寫裝置50接著經由傳輸線62訪問RF天線32。接著，RF天線32傳輸信號給RFID標記22。所述信號由包含在RFID標記22中的無源應答器接收。所述信號激活RFID標記22，并且從包含在RFID標記22上的EEPROM訪問請求的信息。所請求的信息接著由應答器從EEPROM訪問，且應答器將所述信息以RF信號形式傳輸回RF天線32。RF天線32接著經由傳輸線62發(fā)送包含信息的RF信號給讀/寫裝置50。所述信息被轉換成數(shù)字信號，并且沿通信總線48發(fā)送給總線控制單元46，所述總線控制單元46反送所述信息給控制單元44。一旦由控制單元44接收，則有關容器18中的液體的信息被顯示在觸摸屏42上。
如上所述，儲存在系統(tǒng)25中的容器18中的液體是易揮發(fā)性或爆炸性液體。隨著液體從容器18的分配，可產生易揮發(fā)性或爆炸性液體的汽化環(huán)境。所述汽化環(huán)境能產生爆炸性或易燃性大氣。這使得必須將容器18(通常連同其它容器)儲存在防爆墻13后面的受控制的危險區(qū)28中。并且，為了允許在危險區(qū)28中使用RFID標記22和RF天線32，必須考慮安全性和防止點燃的可能性，因為這種電設備潛在地造成危險物質的點燃。具體而言，必須考慮限制電路中的潛在點燃源(例如用戶接口40、控制單元44、總線控制46、和讀/寫裝置15)的電能到較低水平，使得即使在異常(故障)狀態(tài)下，也不存在電能點燃危險區(qū)28中的爆燃性空氣的可能性。
為了限制電能從非危險區(qū)26中的用戶接口40流到危險區(qū)28中的RF天線32，本質安全屏障16連接在用戶接口40和RF天線32之間。本質安全屏障16優(yōu)選地連接至用戶接口40外的讀/寫裝置50。本質安全屏障16通常安裝在能連接至例如DIN軌道等安裝軌道的包裝中，便于多個本質安全屏障相對于用戶接口40的安裝，并且簡單地接近本質安全屏障16的電連接點。本質安全屏障16利用傳輸線61連接至讀/寫裝置50，利用傳輸線62連接至RF天線32。被電屏蔽使其為本質安全的傳輸線62經由繞傳輸線62充分密封的孔經過防爆壁16，以保持防爆壁16提供的保護。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的本質安全屏障16的示意圖。本質安全屏障16連接在填充系統(tǒng)10的寫裝置15和RF天線24之間及液體處理系統(tǒng)25的讀/寫裝置50和RF天線32之間。為了容易說明圖3中的本質安全屏障16，將寫裝置15和讀/寫裝置50一起稱為“RF卡”，并將RF天線24和RF天線32一起稱為“RF天線”。本質安全屏障16包括與RF卡電連通的傳輸線連接器65和將與RF天線連接的傳輸線連接器66。本質安全屏障16也包括保險絲70、各套二極管72、74、76、DC隔離電容器80a和80b、電阻器85、和接地接線片90。接地接線片90連接至適當?shù)慕拥攸c，且傳輸線連接器65、傳輸線連接器66、和各套二極管72、74、76連接至接地接線片90。
保險絲70與各套二極管72、74、76串聯(lián)連接。保險絲70被設置，以防止二極管72、74、76過載，而二極管72、74、76的過載將造成二極管故障。保險絲70通常允許為其額定斷路電流的1.7倍的電流的連續(xù)流動，并且優(yōu)選具有0.35A的額定斷路電流。并且，在故障時，為了快速限制流入危險區(qū)(圖1中的危險區(qū)12和圖2中的危險區(qū)28)的電量，保險絲70為快斷型保險絲。
各套二極管72、74、76彼此并聯(lián)連接，并且為本質安全屏障16提供旁路二極管安全屏障。各套二極管72、74、76中的二極管優(yōu)選是正向傳導二極管。各套二極管72、74、76是冗余的，使得任何故障電流在它們之間分開，使得一套二極管的故障不會使得另兩套二極管故障(fault out)。并且，各套二極管72、74、76被可靠(infallibly)連接，使得它們在其中一套二極管故障時不會同時斷開。應指出，通過另外添加二極管套可提供進一步的冗余。
各套二極管72、74、76中的二極管優(yōu)選為具有0.6V的固有電位的正向傳導二極管。在填充系統(tǒng)10或液體處理系統(tǒng)25工作期間，RF卡和RF天線之間沿傳輸線傳播的信號通常為具有小于5.0V峰間電壓的13.56MHz信號。在每套二極管72、74、76中，由十個二極管組成的第一組(72a，74a，76a)串聯(lián)布置在AC信號電壓小于0.0V時前向偏壓的一個方向上。相反，由十個二極管組成的第二組(72b，74b，76b)串聯(lián)布置在AC信號電壓大于0.0V時前向偏壓的相反方向上。每套二極管72、74、76的分別由四個二極管組成的這兩組彼此并聯(lián)布置。
在正常操作情況下，允許來自RF卡的低能信號經過傳輸線到RF天線，同時具有小的壓降和非常小的衰減。然而，如果異常(故障)情況出現(xiàn)在非危險區(qū)11或26中的電設備中(例如，功率浪涌)，則各套二極管72、74、76改變它們的傳送特征，并且將傳送給危險區(qū)12或28的能量到安全水平。具體而言，通過使一系列十個正向傳導二極管連接在RF卡和接地接線片90之間，在RF卡處低于-6.0V的電壓尖脈沖造成負故障保護二極管串72a、74a、76a打開，并且在它們之間分開故障電流(由于每個二極管都具有0.6V的固有電位)。類似地，在RF卡處出現(xiàn)高于+6.0V的電壓尖脈沖時，正故障保護二極管串72b、74b、76b打開，并且在它們之間分開故障電流。所述故障電壓切斷點可以接受地高，從而不干擾系統(tǒng)10或25的正常工作，但是低得足以防止過多電力流進危險區(qū)12或28。當各套二極管72、74、76打開時，故障電流轉向，使得它不流經危險區(qū)12或28中的RF天線。這防止危險區(qū)12或28中的電部件的潛在過熱，從而阻止危險區(qū)12或28中的爆炸條件。
DC隔離電容器80a和80b被包括在內，以提供對RF卡和RF天線之間的直流的電隔離。DC隔離電容器80a和80b布置成冗余構造(串聯(lián))，以提供對DC浪涌的額外保護。并且，DC隔離電容器80a和80b被可靠隔開(即，不能從此電路故障(cannot be faulted out ofthe circuit))，且它們之間的連接軌跡的尺寸被充分設計，使得DC隔離電容器80a和80b的其中之一的故障不會影響另一DC隔離電容器的性能。DC隔離電容器80a和80b被設定為(rate)經受使它們從此電路故障所需要的電壓的兩倍加1600VAC。DC隔離電容器80a和80b優(yōu)選具有25V 0.1μF的電容。
電阻器85串聯(lián)連接在DC隔離電容器80b和RF天線之間。電阻器85被設置為抑制RF天線處的瞬態(tài)電壓浪涌。電阻器85與DC隔離電容器80b可靠地隔開(即，不能從此電路故障)。優(yōu)選地，電阻器85具有2.0W的額定功率和33Ω的電阻。
總之，本發(fā)明提供了一種用于在危險區(qū)中填充或處理液體的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)具有能容納液體的容器。電存儲裝置與容器相連，用于電存儲與儲存在容器中的液體有關的信息。所述系統(tǒng)也具有用于存儲信息到電存儲裝置和從電存儲裝置讀取信息的天線。所述系統(tǒng)具有與天線相連用于基于天線從電存儲裝置讀取的信息控制液體的處理的基于微處理器的控制器。本質安全屏障連接在天線和控制器之間，以限制電能進入危險區(qū)。在優(yōu)選實施例中，本質安全屏障包括多個并聯(lián)連接在控制裝置和地線之間的正向傳導二極管，所述多個正向傳導二極管通常布置為多重冗余構造。所述本質安全屏障進一步包括與多個正向傳導二極管并聯(lián)連接的保險絲，用于防止正向傳導二極管過載。多個DC隔離電容器可與控制器和天線串聯(lián)連接，以阻擋來自控制器的信號的DC分量。并且，至少一個電阻器可與控制器和天線串聯(lián)連接，以抑制通信裝置處的瞬態(tài)電壓浪涌。
盡管已經參看優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但本領域普通技術人員將認識到，可對形式和細節(jié)做出改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種包括危險區(qū)和非危險區(qū)的制造系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括存儲裝置，位于所述危險區(qū)中，用于電儲存信息；通信裝置，位于所述危險區(qū)中，用于存儲信息到存儲裝置和從存儲裝置讀取信息；控制裝置，位于所述非危險區(qū)中，并與通信裝置電通信，用于基于通信裝置從存儲裝置讀取的信息控制所述系統(tǒng)；本質安全屏障，位于所述非危險區(qū)中，并且連接在通信裝置和控制裝置之間，以限制電能傳到通信裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的制造系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障包括多個并聯(lián)連接在控制裝置和地之間的正向傳導二極管。
3.根據(jù)權利要求2所述的制造系統(tǒng)，其中所述多個正向傳導二極管布置為多重冗余構造。
4.根據(jù)權利要求2所述的制造系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述多個正向傳導二極管串聯(lián)連接的保險絲，用于防止所述正向傳導二極管過載，并限制電能傳到所述危險區(qū)中。
5.根據(jù)權利要求2所述的制造系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述控制裝置和所述通信裝置串聯(lián)連接的多個DC隔離電容器。
6.根據(jù)權利要求2所述的制造系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述控制裝置和所述通信裝置串聯(lián)連接的至少一個電阻器，以抑制通信裝置處的瞬態(tài)電壓浪涌。
7.根據(jù)權利要求1所述的制造系統(tǒng)，其中所述存儲裝置包括射頻識別(RFID)標記。
8.根據(jù)權利要求7所述的制造系統(tǒng)，其中所述RFID標記包括無源射頻(RF)應答器和電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，所述EEPROM存儲所述信息。
9.根據(jù)權利要求1所述的制造系統(tǒng)，其中所述通信裝置包括RF天線。
10.根據(jù)權利要求9所述的制造系統(tǒng)，其中所述控制裝置包括具有RF卡的計算機，所述RF卡與RF天線電通信。
11.根據(jù)權利要求10所述的制造系統(tǒng)，其中所述RF卡經由本質安全傳輸線與所述RF天線電通信。
12.一種用于處理危險區(qū)中的液體的系統(tǒng)，包括容器，能容納液體，其上具有射頻識別(RFID)標記；射頻(RF)天線，能存儲信息到RFID標記和從RFID標記讀取信息；控制器，與RF天線相連，用于基于RF天線從RFID標記讀取的信息控制來自容器的液體的處理；本質安全屏障，連接在所述RF天線和控制裝置之間，其中所述容器和所述RF天線位于所述危險區(qū)內；及其中所述控制器和所述本質安全屏障位于非危險區(qū)內。
13.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障包括多個并聯(lián)連接在控制裝置和地之間的正向傳導二極管。
14.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述多個正向傳導二極管布置為多重冗余構造，以防止所述本質安全屏障故障。
15.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述多個正向傳導二極管串聯(lián)連接的保險絲，用于防止所述正向傳導二極管過載，并限制電能傳到所述危險區(qū)中。
16.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述控制裝置和所述通信裝置串聯(lián)連接的多個DC隔離電容器。
17.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述控制裝置和所述通信裝置串聯(lián)連接的至少一個電阻器，以抑制RF天線處的瞬態(tài)電壓浪涌。
18.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述RFID標記包括無源射頻(RF)應答器和電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。
19.根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述EEPROM存儲有關容納在所述容器中的液體的信息。
20.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括能接收來自用戶的輸入的用戶接口。
21.根據(jù)權利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置進一步基于所述用戶接口從所述用戶接收的輸入控制所述液體的處理。
22.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步包括連接器，與所述容器相連，使得可從所述容器通過所述連接器分配所述液體。
23.一種本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，包括射頻識別(RFID)標記，包含將被檢索的信息，所述RFID位于危險區(qū)中；射頻(RF)天線，電磁耦合至所述RFID標記，所述RF天線位于所述危險區(qū)中；RF卡，與所述RF天線通信，所述RF卡位于所述危險區(qū)外；及本質安全屏障，位于所述危險區(qū)外，并且連接在所述RF天線和所述RF卡之間。
24.根據(jù)權利要求23所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障包括多個并聯(lián)連接在控制裝置和地線之間的正向傳導二極管。
25.根據(jù)權利要求24所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述多個正向傳導二極管布置為多重冗余構造，以防止所述本質安全屏障故障。
26.根據(jù)權利要求24所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述多個正向傳導二極管串聯(lián)連接的保險絲，用于防止所述正向傳導二極管過載，并限制電能傳到所述危險區(qū)中。
27.根據(jù)權利要求23所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述控制裝置和所述通信裝置串聯(lián)連接的多個DC隔離電容器。
28.根據(jù)權利要求23所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述控制裝置和所述通信裝置串聯(lián)連接的至少一個電阻器，以抑制RF天線處的瞬態(tài)電壓浪涌。
29.根據(jù)權利要求23所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述RFID標記包括無源RF應答器和電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。
30.根據(jù)權利要求23所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述RF卡經由傳輸線與所述RF天線通信。
31.根據(jù)權利要求30所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中通過所述傳輸線供電給所述RFID標記和所述RF天線。
32.一種危險液體分配和填充系統(tǒng)，包括貯液器，包含將被分配的危險液體；容器，能容納所述危險液體，與所述貯液器流體連通；射頻識別(RFID)標記，安裝在所述容器上；射頻(RF)天線，能存儲信息到RFID標記；控制器，與所述RF天線相連，用于控制來自所述貯液器的流體分配到容器內，并且基于分配進所述容器的液體控制信息寫入所述RFID標記；本質安全屏障，連接在RF天線和控制器之間；其中所述容器和所述RF天線位于危險區(qū)內；及其中所述控制器和所述本質安全屏障位于非危險區(qū)內。
33.根據(jù)權利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障包括多個并聯(lián)連接在控制裝置和地線之間的正向傳導二極管。
34.根據(jù)權利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述多個正向傳導二極管布置為多重冗余構造，以防止所述本質安全屏障故障。
35.根據(jù)權利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述多個正向傳導二極管串聯(lián)連接的保險絲，用于防止所述正向傳導二極管過載，并限制電能傳到所述危險區(qū)中。
36.根據(jù)權利要求33所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述控制裝置和所述通信裝置串聯(lián)連接的多個DC隔離電容器。
37.根據(jù)權利要求33所述的本質安全數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)，其中所述本質安全屏障進一步包括與所述控制裝置和所述通信裝置串聯(lián)連接的至少一個電阻器，以抑制RF天線處的瞬態(tài)電壓浪涌。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種包括危險區(qū)和非危險區(qū)的制造系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括位于危險區(qū)中用于電儲存信息的存儲裝置。所述系統(tǒng)進一步包括也位于危險區(qū)中用于存儲信息到存儲裝置和從存儲裝置讀取信息的通信裝置。在非危險區(qū)中，控制裝置與通信裝置電通信。所述控制器基于通信裝置從存儲裝置讀取的信息控制所述系統(tǒng)。為了限制電能傳到通信裝置，位于非危險區(qū)中的本質安全屏障連接在通信裝置和控制裝置之間。
文檔編號G06KGK101014949SQ200480040440
公開日2007年8月8日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權日2003年12月1日
發(fā)明者凱文·T·歐道格特, 布賴恩·貝莉 申請人:先科材料有限公司