專利名稱：用于遠程裝置的雙線輸出/供電機制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在雙線連接上把輸出提供給利用機制并且接收來自利用機制的功率的遠程裝置。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術在生產(chǎn)過程中監(jiān)控液體或氣體的壓力或溫度并且在超過某個門限值的時候發(fā)送信號往往是符合需要的。有一些技術上已知的裝置提供這樣的監(jiān)控。這些裝置可以將壓力或溫度的實測值與編程的門限值進行比較并且提供開關轉換，以指示門限值已被超過。
門限值檢測和切換功能可以使用多種電機械裝置或電子裝置來實現(xiàn)。電機械式壓力和溫度開關在某種條件得到滿足的時候使用機械裝置斷開和閉合開關觸點或開關觸點的組合。這樣的電機械開關通常不需要供電就能操作，所以需要對裝置進行的唯一的線連接是檢測開關狀態(tài)的雙線連接。然而，電機械開關一般地說靈活性不如電子開關，因為門限值必須在工廠設定或在現(xiàn)場使用專用設備進行調整。
電子的壓力和溫度開關提供各種不同模式的操作、可調整的門限值和使用者能在現(xiàn)場編程的其它特征。它們可能包括監(jiān)控、顯示和交換關于裝置和系統(tǒng)的全部狀態(tài)和健康的信息的電路系統(tǒng)。盡管這些裝置提供較大的靈活性，但是它們通常需要附加的電線為電子電路系統(tǒng)供電。它們可能還需要在開關處的電池或其它的電源。這種附加配線或本地電源將增加現(xiàn)場安裝的費用并且也是潛在故障的來源。此外，對額外的輸電線的需要把使用電子開關直接代替雙線機械裝置排除之外。另外，在開關處還存在電池的維護和可信度問題。
本發(fā)明的概述依照本發(fā)明的一個實施方案，提供一種在雙線連接上把來自傳感器機制的選定的信息提供給利用機制的接口，供給接口和傳感器機制的全部功率都是在雙線連接上從利用機制收到的。接口包括接在雙線連接的第一和第二條線之間的開關電路，開關電路在斷開的時候在第一和第二條線之間提供高阻抗，在閉合的時候在第一和第二條線之間提供低阻抗。開關電路的狀態(tài)受傳感器機制有選擇地控制，而且流過開關電路的電流是作為來自傳感器機制的被選定的信息的指示被利用機制感知的。接口包括把選定的電壓提供給接口和傳感器機制的元器件的電壓調節(jié)器和至少在開關電路斷開的時候操作的電流調節(jié)器，該電流調節(jié)器把來自第一和第二條線的提供給電壓調節(jié)器的電流調節(jié)到預定水平以下。
依照另一個例子，接口在雙線連接上把來自遠程裝置的信息提供給利用機制，接口包括在處于斷開狀態(tài)的時候在雙線連接的第一和第二條線之間提供高阻抗并且在處于閉合狀態(tài)的時候在第一和第二條線之間提供低阻抗的開關電路，開關電路的狀態(tài)指示來自遠程裝置的信息。接口還包括在開關電路處于斷開狀態(tài)的時候把經(jīng)過調節(jié)的電壓提供給遠程裝置的至少一個元器件的電壓調節(jié)器和與電壓調節(jié)器和開關電路耦合用來限制提供給電壓調節(jié)器的電流的大小的電流調節(jié)器。接口還包括與開關電路耦合用來在開關電路處于閉合狀態(tài)的時候把橫跨雙線連接的末端電壓調節(jié)到預定水平的分路調節(jié)器以及在開關電路處于閉合狀態(tài)的時候繞開電流調節(jié)器使較高的電流能夠提供給電壓調節(jié)器的旁路。接口和遠程裝置在雙線連接上接收來自利用機制的全部操作功率。
本發(fā)明還包括在雙線連接上把來自遠程裝置的選定的信息提供給利用機制的方法，遠程裝置接收全部來自利用機制的操作功率。該方法包括在雙線連接上提供來自遠程裝置的信號和在閉合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換遠程裝置的開關電路以便提供來自遠程裝置的選定的信息，開關電路在閉合狀態(tài)的時候把信號傳送給利用機制而在斷開狀態(tài)的時候開關電路呈現(xiàn)橫跨雙線連接的高阻抗。該方法還包括把輸入提供給電壓調節(jié)裝置，經(jīng)過調節(jié)的輸出電壓由電壓調節(jié)裝置提供給遠程裝置，以及當開關電路處于斷開狀態(tài)的時候將電流限制在利用機制將開關電路解釋成處于斷開狀態(tài)的預定水平以下。該方法進一步包括當開關電路處于閉合狀態(tài)的時候把橫跨雙線連接的電壓調節(jié)到預定的數(shù)值。
依照第三個例子，用來在雙線連接上把來自傳感器機制的選定的信息提供給利用機制的接口包括處在第一狀態(tài)的時候在雙線連接的第一和第二條線之間提供高阻抗、處在第二狀態(tài)的時候在第一和第二條線之間提供低阻抗的雙穩(wěn)態(tài)裝置。該接口還包括用來至少對提供給傳感器機制的選定的元器件的電壓實施控制的電壓調節(jié)裝置，和用來在雙穩(wěn)態(tài)元件處于其第一狀態(tài)的時候將來自雙線連接的提供給電壓調節(jié)裝置的電流限制在被利用機制作為雙穩(wěn)態(tài)元件處于其第二狀態(tài)的指示的辨認的電流以下的裝置。供給接口和傳感器機制的全部功率都是在雙線連接上從利用機制收到的。
本發(fā)明的上述的和其它的目標、特征和優(yōu)勢將通過下面用附圖舉例說明的說明性實施方案的詳細描述變得清楚明了。
附圖簡要說明在同樣的參考數(shù)字表示同樣的要素的附圖中

圖1是包括傳感器機制和利用機制的生產(chǎn)過程應用的示意方框圖；圖2是與執(zhí)行某種生產(chǎn)過程的利用機制直接通信的傳感器機制的示意方框圖；圖3是適合在實踐本發(fā)明的教導時使用的傳感器機制的一個例子的示意方框圖；圖4是能夠在雙線連接上雙向通信的傳感器機制和利用機制的示意方框圖。
本發(fā)明的詳細描述為了說明的目的，至少一個可仿效的實施方案及其各個方面現(xiàn)在將參照附圖予以詳細的描述。人們將領會到同樣的要素可能是在不同的附圖中揭示的而且可能不參照每張附圖予以詳細的描述。
參照圖1，現(xiàn)在舉例說明可能利用本發(fā)明的教導的典型的生產(chǎn)過程應用。遠程裝置(例如傳感器機制12)經(jīng)由雙線連接16被接到利用機制10的輸入，傳感器機制把信息提供給利用機制并且在雙線連接16上接收來自利用機制的它所需要的操作功率。例如，利用機制可能是可編程的邏輯控制器(PLC)，分布式控制系統(tǒng)(DCS)，或一些其它適當?shù)难b置。傳感器機制12可能監(jiān)控某種生產(chǎn)過程(例如，發(fā)生在裝置14中的生產(chǎn)過程)而且把關于該生產(chǎn)過程的信息傳送給利用機制10。傳感器機制可能包括適當?shù)膫鞲衅?，例如，在裝置中測量液體或氣體的壓力或溫度的壓力傳感器或溫度傳感器。如同稍后結合圖3討論的那樣，傳感器機制12可能包括在雙線連接16上把來自傳感器機制的信息提供給利用機制10的裝置，以便指出，例如，何時達到預定的門限值或極限。這個信息可能被利用機制10用來開始修正行動，例如，使裝置中的泵18停轉或反轉，或啟動警報程序。利用機制可能在線路22上把信號發(fā)送給控制裝置14和/或在其中運行的程序。
圖2說明類似的生產(chǎn)過程應用，其中傳感器機制12與裝置14直接鏈接。傳感器機制12借助雙線連接16與過程控制器20(例如，電磁閥)連接，并且作為對用傳感器機制實測的裝置條件響應經(jīng)由雙線連接把信號發(fā)送給過程控制器。傳感器機制12借助同一雙線連接接收來自過程控制器20的功率，過程控制器20是按標準方式供電的。
雖然前面的例子是根據(jù)被鏈接到利用機制上的傳感器機制進行描述的，但是本發(fā)明不受這樣的限制。本發(fā)明的教導可以適用于在雙線連接上接收它的來自利用裝置的操作功率的任何遠程裝置，而且不僅僅適用于傳感器機制。
圖3是適合在圖1和2所示的實施方案中使用的說明性傳感器機制12的方框圖。提供一種開關接口30，它可能與傳感器機制12耦合，也可能與傳感器機制12整合在一起。開關接口使傳感器機制能夠在雙線連接16上提供信息同時也在同一雙線連接上得到供電。就說明性的實施方案而言，傳感器機制12包括電橋型壓力傳感器32和溫度傳感器34。然而，傳感器機制可能具有多種適當?shù)膫鞲衅?。傳感器接?6被耦合到至少一個壓力傳感器32、溫度傳感器34和任何被利用其它的傳感器上。傳感器機制還包括可能完成許多控制和信號處理功能的微控制器38、顯示器40和小鍵盤42。微控制器38可能包括存儲元件31，例如，可以儲存配置數(shù)據(jù)、定標數(shù)據(jù)和/或故障代碼的EEPROM之類非易失性存儲器。傳感器機制進一步包括一個或多個非必選的I/O口，例如，編程口44、串行口46、第二開關輸出端72和4-20毫安輸出端48。
可以被用來感知用傳感器機制監(jiān)控的生產(chǎn)過程中的液體或氣體壓力的壓力傳感器32是用加在其接線端50上的可轉接的電壓Vcc或電流Ics激勵的，而且與被感知的壓力成正比的電壓是在電橋的輸出端52a、b上產(chǎn)生的。傳感器接口36接收來自壓力傳感器的信號并且把與被感知的壓力成正比的信號提供給微控制器38。如果有必要，傳感器接口36使用諸如微分增益放大器53之類的放大器將在電橋輸出端52a、b提供的電壓放大。傳感器接口36可能包括變增益電路54以允許傳感器機制在多種不同的壓力或其它的傳感器類型具有不同的輸出水平的情況下操作。
溫度傳感器34是用在與傳感器接口36的輸入端59連接的輸出線58兩端造成隨溫度改變的電壓的線路56上的電流Ics激勵的。傳感器接口36對于溫度傳感器34完成與對于壓力傳感器32一樣的功能。如果傳感器機制12包括溫度傳感器和壓力傳感器兩者，那么傳感器接口36可能包括依據(jù)其選擇線的狀態(tài)允許要么將Vcc加到壓力傳感器的末端50上、要么將Ics加到溫度傳感器的輸入線56上的多工器37。如果傳感器機制12包括附加的傳感器，那么附加的電路系統(tǒng)可能與附加的輸入端一起提供，以使它能夠有選擇地激勵和監(jiān)控附加的傳感器。
傳感器機制12可以經(jīng)由開關接口30把關于生產(chǎn)過程的信息如同在圖2中舉例說明的那樣直接傳送給裝置，或者如同在圖1中舉例說明的那樣傳送給利用機制10。轉換接口30包括橫跨雙線連接16的開關電路60，開關電路的ON/OFF狀態(tài)提供與生產(chǎn)過程有關的選定的信息。開關接口30還調節(jié)經(jīng)由雙線連接16提供給傳感器機制的元器件的功率。傳感器機制12從經(jīng)由雙線連接16與它連接的裝置得到它全部的操作功率，不需要任何附加的動力連接。傳感器機制以來自利用機制的漏電流運轉，而利用機制不需要知道傳感器機制的存在。因此，單一的雙線連接起為傳感器機制供電和提供來自傳感器機制的信息的雙重作用。這個特征使開關接口和相關的電路系統(tǒng)能被用作電機械開關(例如，先前描述過的那些)的直接的替代品。
就說明性的實施方案而言，開關電路60可以在斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間轉換，開關電路60在處于斷開狀態(tài)的時候在雙線連接16的兩端之間呈現(xiàn)高阻抗，而在處于閉合狀態(tài)的時候在相同的兩個末端之間呈現(xiàn)低阻抗。當開關電路60處于斷開狀態(tài)的時候，電流調節(jié)器62把電流限制在這樣的水平，以致利用裝置10檢測到斷開的電路或雙線連接16的斷開條件。當開關電路處于閉合狀態(tài)的時候，分路電壓調節(jié)器66被接在雙線連接16的兩條線之間，因此把電壓調節(jié)到被利用裝置解釋成閉合電路或閉合條件但仍然允許傳感器機制得到充分供電的預定值。因此，當開關傳導電流而且輸出電壓被調節(jié)到預定水平的時候，閉合條件可以被確定，而當開關電路60被斷開而且電流調節(jié)器62傳導少于預定的電流量的時候，斷開條件可以被確定。為了把選定的信息提供給利用裝置或生產(chǎn)過程控制器，開關電路60借助微控制器38在它的斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間切換。開關電路60可以是電子開關(例如，晶體管)、電機械開關(例如，繼電器)或磁性開關、或其它能夠在高阻抗狀態(tài)和低阻抗狀態(tài)之間交替的雙穩(wěn)態(tài)裝置。
除了開關電路60之外，開關接口30包括電流調節(jié)器62、電壓調節(jié)器64、分路調節(jié)器66、旁路68和儲能元件70。電壓調節(jié)器64可以是為微控制器38和傳感器機制的其它電路系統(tǒng)提供穩(wěn)壓電源的降壓調節(jié)器。例如，電壓調節(jié)器64可以是單一的集成器件，例如專用的電壓調節(jié)器集成電路(IC)。作為替代，電壓調節(jié)器可以由許多元器件組成，或可以作為實現(xiàn)幾種功能的IC的一部份。電流調節(jié)器62在開關電路60處于斷開狀態(tài)的時候把傳感器機制12汲取的電流限制在足夠低的預定值(例如，750微安)以下，以致利用機制不把它作為電流辨認，因此，利用機制即使在這種小電流正在流動的時候也檢測到斷開的電路。這個電流有時被稱為“漏電流”。當開關電路60處于閉合狀態(tài)的時候，分路調節(jié)器66把雙線連接16的末端之間的電壓調節(jié)到預定值。這個數(shù)值通?？梢允抢脵C制的最大“ON”電壓，例如，對于許多利用機制這個數(shù)值是4.7伏特。當開關電路60處于閉合狀態(tài)的時候，電流調節(jié)器62可以借助旁路68被繞開，因為較多的電流可以從利用裝置得到，而且傳感器機制12不再需要僅僅依靠漏電流操作。旁路68可以被接到開關電路60上，或者可以組成開關電路60的一部份。儲能元件70(在舉例說明的實施方案中是電容器)在來自電流調節(jié)器62的電流大于滿足傳感器機制12的功率要求所需要的電流的時候儲存能量。例如，儲能元件70可以在開關電路處于斷開狀態(tài)傳感器機制正在汲取少于可得的漏電流的時候儲存過剩的能量。作為替代，儲能元件70可以在開關電路處于閉合狀態(tài)而且電流不受電流調節(jié)器限制的時候儲存可得的過剩的能量。這個儲存起來的能量可以在對電流的要求超過容許的斷開狀態(tài)電流的時候供傳感器機制使用。
微控制器38包括控制開關電路60的軟件，該軟件可以將從傳感器接口36收到的指示被監(jiān)控的生產(chǎn)過程的壓力、溫度或其它實測的特性的信號與儲存的設定值或門限值進行比較。微控制器可以基于這些比較結果斷開和接通開關電路60。這個軟件可以被儲存在微控制器的存儲存74中。微控制器還可以包括把從傳感器接口收到的模擬信號轉換成可供微控制器利用的數(shù)字數(shù)據(jù)的模數(shù)轉換器76。在一個例子中，開關電路60是為兩種狀態(tài)操作配置的。在這種配置中，開關電路60的閉合條件可以指示被監(jiān)控的生產(chǎn)過程的正常操作，例如，生產(chǎn)過程的壓力或溫度處在預定的門限值以下。開關電路60的斷開條件可以指示生產(chǎn)過程或傳感器機制中的失靈或故障條件。作為替代，開關電路可以是為三種狀態(tài)操作配置的。在這種配置中，開關電路60的ON/OFF狀態(tài)可以是連續(xù)的或可以是以為提供選定的信息而選定的速率來回切換的或脈動的。例如，開關電路可以在生產(chǎn)過程正常運行的時候被接通、由于出錯或緊急狀況條件而被斷開和由于各種不同的非緊急狀況條件而來回切換ON/OFF。例如，如果受監(jiān)控的生產(chǎn)過程的溫度或壓力超過預定的門限值，開關可以在它的斷開和閉合狀態(tài)之間來回切換。來回切換速率有時可以指示特定條件或問題，這種來回切換受微處理器38控制。雙穩(wěn)態(tài)信號的變化(例如，數(shù)字編碼或脈寬調制)也可以被用來傳遞信息。
微控制器38可以配備適合在開關電路處于斷開狀態(tài)而且只有有限的操作電流可供傳感器機制利用的時候操作的低功率操作模式。例如，微控制器38可以按固定的時間間隔蘇醒，簡短地執(zhí)行它選定的程序，然后返回它的低功率模式，因此使電流消耗減到最少。
微控制器還可以針對從生產(chǎn)過程收到的信息完成刻度校正和溫度補償。非必選的編程口44或非必選的串行口46可以幫助定標數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)的下載。微控制器可以定期地把數(shù)據(jù)輸出到非必選的串行口、非必選的4-20毫安輸出端48和/或任何附加的輸出端，例如，開關輸出72。輸出數(shù)據(jù)可以包括關于諸如開關電路的狀態(tài)、檢測到的任何故障或失靈條件之類的信息、關于被監(jiān)控的生產(chǎn)過程(例如，溫度或壓力)的信息、定標數(shù)據(jù)或關于生產(chǎn)過程和電路系統(tǒng)的其它信息。這些輸出之中的任何一個都可以借助不同于雙線連接16的連接被接到附加裝置(未示出)上，而且可以允許將信息傳送到除利用機制之外的裝置。第二開關輸出72可以有不同于開關電路60的獨立的模式和門限值設定。第二開關72也可以如同前面指出的那樣在2條電線連接(要么是雙線連接16，要么是它自己的2條電線連接)上得到電力供應，或可能需要附加的獨立的功率來源。此外，傳感器機制的一個輸出(例如，開關接口)可以與并聯(lián)連接在同一雙線連接上的兩個以上利用機制耦合。
傳感器機制12也有輸入/輸出能力，例如，它可以是顯示器40和小鍵盤42。顯示器可以是LCD顯示器、LED顯示器或另一種適當?shù)娘@示器并且可以指示諸如被監(jiān)控的生產(chǎn)過程的壓力或溫度、度量單位和/或任何故障條件之類的信息。微控制器38可以包括LCD或幫助數(shù)據(jù)從微控制器向顯示器轉移的其它的驅動器78。顯示器可以是為滿足開關接口30在開關電路60處于斷開狀態(tài)的時候提供的有限的電流設定的低功率要求而被選定的。作為替代，顯示器可以指出傳感器機制的操作模式和/或開關接口的狀態(tài)。小鍵盤42允許使用者將信息編入微控制器的程序，例如開關裝置的操作模式和用于被監(jiān)控的生產(chǎn)過程的門限值極限。小鍵盤也可以允許使用者為了查看或修改訪問已存在的設定值。例如，使用者可以借助小鍵盤42鍵入微控制器用以在斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間切換開關電路的門限值。使用者也可以訪問生產(chǎn)過程和/或傳感器機制的模式和狀態(tài)信息。
傳感器機制也可以包括數(shù)字接口，例如接口46，以便遠程交流裝置數(shù)據(jù)、開關電路60的狀態(tài)、電路系統(tǒng)的健康情況(即，任何故障條件是否已被檢測，或電路系統(tǒng)示范正在依照正常的參數(shù)運行)、以及其它信息。附加的線連接可能是為這樣的遠程通信準備的，或者射頻或其它適當?shù)陌l(fā)射器可以被用于這種功能。
參照圖4，依照另一個實施方案，傳感器機制12和利用機制10能夠借助雙線連接16進行雙向通信。在這樣的雙向通訊期間，傳感器機制仍然經(jīng)由雙線連接16從利用裝置得到它全部的操作功率，如同先前描述的那樣。依照一個說明性實施方案，利用機制包括依照前面描述的方法接收來自傳感器機制的信息的輸入80、處理器82和發(fā)射器84。處理器可以在雙線連接上經(jīng)由發(fā)射器把信息或控制信號發(fā)送給傳感器機制。發(fā)射器可以包括可以在處于斷開狀態(tài)的時候在雙線連接16的兩端之間呈現(xiàn)高阻抗并且在處于閉合狀態(tài)的時候在同樣的末端之間呈現(xiàn)低阻抗的開關，例如先前描述過的任何切換機制。當發(fā)射器開關被斷開的時候，該系統(tǒng)可以如同先前描述的那樣操作，其中傳感器機制在其開關電路60(參照3)被斷開的時候在那個時間周期里以來自利用機制的漏電流為動力運轉，而在它的開關電路60被接通的時候利用旁路電路68。接收器86可以監(jiān)控雙線連接16，以便檢測在雙線連接上電壓水平的任何改變。當電壓變化被檢測而且開關電路60被斷開的時候，這可以表明利用機制的發(fā)射器開關被接通而且信息正在被發(fā)射。當發(fā)射器開關被接通的時候，傳感器機制可以利用旁路電路68，因為更多的電流可以從利用機制得到，而分路調節(jié)器可以如同先前參照圖3討論的那樣把雙線連接之間的電壓調節(jié)到預定值。因此，以類似于開關接口30把來自傳感器機制的信息提供給利用機制的方式，利用機制可以把數(shù)據(jù)或控制信號傳輸給傳感器機制。除了先前描述過的開關的兩種狀態(tài)或三種狀態(tài)操作之外，信息也可以作為二進制編碼數(shù)據(jù)與利用機制交換。諸如開關鍵控之類的編碼協(xié)議可以用來傳輸數(shù)據(jù)。這個協(xié)議是容易實現(xiàn)的，因為它僅僅需要依照代表數(shù)據(jù)的二進制代碼在斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間切換開關。然而，如果需要，其它的二進制編碼協(xié)議也可以實現(xiàn)。
依照一個例子，傳感器機制包括跨接雙線連接16的末端的接收器86。該接收器被接到微控制器38的輸入端，并且可以適合提供能反映出從利用機制發(fā)送到微控制器的信號的特征的信號。微控制器可以被編程，以便作為對從利用機制收到的不同信號的反應實現(xiàn)某種功能或處理。這個特征可以允許利用機制主動地控制傳感器機制并且引起(舉例說)完成測量、請求健康信息或狀態(tài)信息等。
微控制器可以進一步為了實現(xiàn)總線仲裁功能使傳感器機制和利用機制兩者都能在雙線連接上發(fā)送和接收信息以及區(qū)分正在從一個發(fā)送到另一個的信息而編程。例如，微控制器可能在傳感器機制正在把數(shù)據(jù)在雙線連接上發(fā)送到利用機制的時間周期里禁止將它的輸入接到接收器86上。作為替代，處理器82可以實現(xiàn)總線仲裁功能。在另一個例子中，微控制器38可能是僅僅為了響應可以從發(fā)射器發(fā)送出去的特定的代碼序列而編程的，因此將微控制器可能把從傳感器機制發(fā)出的數(shù)據(jù)誤解為來自利用機制的控制信號的可能性減到最低程度。
至此已描述了各種不同的說明性實施方案和選定的元器件的變化，其它的修正也是可能的。例如，盡管一些功能和特征已在前面被描述成是用微控制器上的軟件實現(xiàn)的，但是人們應該領會到這些功能可以全部或部份地用硬件或熟悉這項技術的人已知的其它方式實現(xiàn)。此外，盡管用于優(yōu)選實施方案的遠程裝置是傳感器，但是這不是對本發(fā)明的限制，而且這項發(fā)明的教導可能被用來為其它適當?shù)倪h程裝置供電。因此，盡管特定的實例和實施方案已被描述，但是被認為在本發(fā)明范圍內(nèi)的在形式和細節(jié)方面的改進、修正和其它變化對于熟悉這項技術的人可能是明顯的。因此，前面的描述僅僅傾向于舉例說明，而本發(fā)明的范圍應該從適當?shù)脑忈寵嗬髸鴣泶_定。
權利要求
1.一種把來自傳感器機制的選定的信息在雙線連接上提供給利用機制的接口，用于接口和傳感器機制的功率是在雙線連接上從利用機制收到的，所述接口包括接在雙線連接的第一和第二條線之間的開關電路，該開關電路在斷開的時候在第一和第二條線之間提供高阻抗而在閉合的時候在第一和第二條線之間提供低阻抗，開關電路狀態(tài)是受傳感器機制有選擇地控制的，流過開關電路的電流是作為來自傳感器機制的被選定的信息的指示被利用機制感知的；至少把選定的電壓提供給接口和傳感器機制的選定的元器件的電壓調節(jié)器；以及至少在開關電路斷開的時候工作的電流調節(jié)器，它把來自第一和第二條線的提供給電壓調節(jié)器的輸出電流調節(jié)到預定水平以下。
2.根據(jù)權利要求1的接口，進一步包括當開關電路閉合的時候繞開電流調節(jié)器使高于電流調節(jié)器的輸出電流的電流能提供給電壓調節(jié)器的旁路。
3.根據(jù)權利要求1的接口，進一步包括當開關電路閉合的時候工作的把橫跨雙線連接的電壓調節(jié)到預定水平的分路調節(jié)器。
4.根據(jù)權利要求3的接口，其中分路調節(jié)器與開關電路串聯(lián)連接。
5.根據(jù)權利要求1的接口，進一步包括儲存來自電流調節(jié)器的能量的儲能元件。
6.根據(jù)權利要求5的接口，其中儲能元件是電容器。
7.根據(jù)權利要求1的接口，其中傳感器機制監(jiān)控某種生產(chǎn)過程并且把實測的工藝條件與預定的門限值進行比較，而且其中所述信息包括生產(chǎn)過程的下門限操作條件；生產(chǎn)過程的上門限操作條件；和傳感器機制的故障條件。
8.根據(jù)權利要求1的接口，其中接口包括接到雙線連接上的接收器，該接收器適合在雙線連接上接收來自利用機制的信息。
9.一種在雙線連接上把來自遠程裝置的信息提供給利用機制的接口，所述接口包括在處于斷開狀態(tài)的時候在雙線連接的第一和第二條線之間提供高阻抗而在處于閉合狀態(tài)的時候在第一和第二條線之間提供低阻抗的開關電路，開關電路的狀態(tài)是來自遠程裝置的信息的指示；把穩(wěn)定電壓提供給遠程裝置的至少一個元器件的電壓調節(jié)器；與電壓調節(jié)器和開關電路耦合的電流調節(jié)器，它在開關電路處于斷開狀態(tài)的時候限制提供給電壓調節(jié)器的電流；與開關電路耦合的分路調節(jié)器，它在開關電路處于閉合狀態(tài)的時候把橫跨雙線連接的電壓調節(jié)到預定水平；旁路，它在開關電路處于閉合狀態(tài)的時候繞開電流調節(jié)器使較高的電流能夠提供給電壓調節(jié)器；而且其中接口和遠程裝置接收在雙線連接上來自利用機制的操作功率并且是為在開關電路的斷開和閉合兩種狀態(tài)操作使遠程裝置和利用機制之間的通信能連續(xù)而構成的。
10.根據(jù)權利要求9的接口，其中電流調節(jié)器把提供給電壓調節(jié)器的電流限制在利用機制將開關電路解釋為處于斷開狀態(tài)的預定水平以下。
11.根據(jù)權利要求9的接口，其中遠程裝置包括監(jiān)控某種生產(chǎn)過程的傳感器機制，而信息包括用開關電路的斷開狀態(tài)指示的第一種工藝條件；用開關電路的閉合狀態(tài)指示的第二種工藝條件；以及用在斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間開關電路的脈沖指示的第三種工藝條件。
12.根據(jù)權利要求9的接口，進一步包括儲存提供給電壓調節(jié)器的能量的儲能元件。
13.根據(jù)權利要求12的接口，其中儲能元件是電容器。
14.根據(jù)權利要求9的接口，進一步包括接在雙線連接上的接收器，該接收器適合接收在雙線連接上來自利用機制的信息。
15.一種在雙線連接上把選定的來自傳感器機制的信息提供給利用機制的方法，傳感器機制接收來自利用機制的操作功率，所述方法包括在雙線連接上提供來自傳感器機制的信號；在閉合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換傳感器機制的開關電路以提供來自傳感器機制的選定的信息，當處于閉合狀態(tài)的時候開關電路把信號送回利用機制，當處于斷開狀態(tài)的時候開關電路呈現(xiàn)橫跨雙線連接的高阻抗；把輸入提供給電壓調節(jié)裝置，經(jīng)過調節(jié)的輸出電壓被電壓調節(jié)裝置提供給傳感器機制；當開關電路處于斷開狀態(tài)的時候把提供給電壓調節(jié)裝置的電流限制在利用機制將開關電路解釋為處于閉合狀態(tài)的水平以下；以及當開關電路處于閉合狀態(tài)的時候把橫跨雙線連接的電壓調節(jié)到預定值。
16.一種用來在雙線連接上把來自傳感器機制的選定的信息提供給利用機制的接口，所述接口包括雙穩(wěn)態(tài)元件，它處于第一狀態(tài)的時候在雙線連接的第一和第二條線之間提供高阻抗，處于第二狀態(tài)的時候在第一和第二條線之間提供低阻抗；電壓調節(jié)裝置，它控制至少提供給選定的傳感器機制的元器件的電壓；用來把雙穩(wěn)態(tài)元件處于其第一狀態(tài)時從雙線連接提供給電壓調節(jié)裝置的電流限制在被利用機制作為雙穩(wěn)態(tài)元件處于其第二狀態(tài)的指示辨認的電流以下的裝置；以及用來把橫跨第一和第二條線的電壓鉗制在足以供接口操作的預定水平的分路調節(jié)器裝置；其中供給接口和傳感器機制的功率是在雙線連接上從利用機制接收的；而且其中接口是為在雙穩(wěn)態(tài)元件的第一和第二兩種狀態(tài)操作使傳感器機制和利用機制之間的通信能夠連續(xù)而構成的。
全文摘要
一種在雙線連接上將來自遠程裝置的選定的信息提供給利用機制的接口，其中供給接口和遠程裝置的全部功率都是在同一雙線連接上從利用機制收到的。開關電路在斷開的時候在雙線連接的第一和第二條線之間提供高阻抗，在閉合的時候在兩條線之間提供低阻抗。流過開關電路電流是作為對來自遠程裝置的信息的指示被利用機制感知的。接口包括為接口和遠程裝置的元器件提供穩(wěn)定電壓的電壓調節(jié)器和在開關電路斷開的時候把從雙線連接提供給電壓調節(jié)器的電流調節(jié)到利用機制把開關電路解釋為處于斷開狀態(tài)的預定水平以下的電流調節(jié)器。
文檔編號H04B3/02GK1575406SQ02821090
公開日2005年2月2日 申請日期2002年8月27日 優(yōu)先權日2001年8月30日
發(fā)明者丹尼斯·A·羅尼格洛, 戴維·J·威爾伯, 戴爾·A·澤斯坎德 申請人:聯(lián)合電子控制有限公司