RU2575693C2 - Current diagnostics in double-wire process control circuit - Google Patents
Current diagnostics in double-wire process control circuit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575693C2 RU2575693C2 RU2014110003/08A RU2014110003A RU2575693C2 RU 2575693 C2 RU2575693 C2 RU 2575693C2 RU 2014110003/08 A RU2014110003/08 A RU 2014110003/08A RU 2014110003 A RU2014110003 A RU 2014110003A RU 2575693 C2 RU2575693 C2 RU 2575693C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- analog
- signal
- voltage
- transmitter
- converter
- Prior art date
Links
- 238000004886 process control Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 1
- 238000010978 in-process monitoring Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Настоящее изобретение относится к передатчикам параметра процесса, используемым в системах управления и мониторинга процесса. Более конкретно настоящее изобретение относится к выполнению диагностики тока контура, чтобы определить ошибки в диапазоне тока контура передатчика.The present invention relates to process variable transmitters used in process control and monitoring systems. More specifically, the present invention relates to performing loop current diagnostics in order to detect errors in a transmitter loop current range.
Передатчики параметра процесса используются для измерения параметров процесса (или переменных процесса) в системе управления или мониторинга процесса. Передатчики на основе микропроцессоров часто включают в себя датчик, аналагоцифровой преобразователь для преобразования выходного сигнала от датчика в цифровую форму, микропроцессор для выравнивания оцифрованного выходного сигнала и выходную схему для передачи выровненного выходного сигнала. В настоящее время эта передача обычно выполняется посредством контура управления процессом, такого как 4-20 мА контур управления, или беспроводным образом.Process parameter transmitters are used to measure process parameters (or process variables) in a process control or monitoring system. Microprocessor-based transmitters often include a sensor, an analog-to-digital converter for converting the output from the sensor into digital form, a microprocessor for aligning the digitized output signal, and an output circuit for transmitting a aligned output signal. Currently, this transfer is usually performed by a process control loop, such as a 4-20 mA control loop, or wirelessly.
Как правило, в 4-20 мА оборудовании процесса контур управления управляется регулятором тока контура. Регулятор тока контура регулирует ток контура, чтобы отразить параметры процесса, измеренные с помощью датчиков в оборудовании.Typically, in 4-20 mA process equipment, the control loop is controlled by the loop current controller. The loop current controller adjusts the loop current to reflect the process parameters measured with sensors in the equipment.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Передатчик параметра процесса управляет сигналом в контуре связи. Диагностический компонент на передатчике сравнивает ожидаемый уровень сигнала в контуре связи с фактическим значением для выявления ошибок в диапазоне.The process parameter transmitter controls the signal in the communication loop. The diagnostic component on the transmitter compares the expected signal level in the communication loop with the actual value to detect errors in the range.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Фиг. 1 является упрощенной блок-схемой передатчика параметра процесса, соединенного с хост-системой и датчиками в процессе.FIG. 1 is a simplified block diagram of a process parameter transmitter coupled to a host system and sensors in a process.
На фиг. 2 представлена блок-схема алгоритма, иллюстрирующая один вариант осуществления операции диагностического компонента тока контура, показанного на фиг. 1.In FIG. 2 is a flowchart illustrating one embodiment of the operation of the diagnostic component of the loop current shown in FIG. one.
Фиг. 3 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую один вариант осуществления компонента управления тока контура.FIG. 3 is a schematic diagram illustrating one embodiment of a loop current control component.
На фиг. 4 представлен график, показывающий один вариант осуществления зависимости напряжения цифро-аналогового преобразователя от тока контура.In FIG. 4 is a graph showing one embodiment of a voltage dependence of a digital-to-analog converter on a loop current.
Фиг. 5 представляет собой график, показывающий один вариант осуществления зависимости измеренного напряжения контура от тока контура.FIG. 5 is a graph showing one embodiment of a dependence of a measured loop voltage on a loop current.
Фиг. 6 представляет собой график, показывающий один иллюстративный вариант осуществления зависимости напряжения цифро-аналогового преобразователя и инвертированного и масштабированного измеренного напряжения контура от тока контура.FIG. 6 is a graph showing one illustrative embodiment of a voltage dependence of a digital-to-analog converter and an inverted and scaled measured loop voltage versus loop current.
Фиг. 7 представляет собой частично блок-схему, частично схематическую диаграмму другого варианта осуществления компонента управления контура.FIG. 7 is a partially block diagram, a partially schematic diagram of another embodiment of a loop control component.
Фиг. 8 является блок-схемой алгоритма, иллюстрирующей один вариант осуществления операции системы, показанной на фиг. 1 и 7.FIG. 8 is a flowchart illustrating one embodiment of a system operation shown in FIG. 1 and 7.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
На фиг. 1 представлена упрощенная блок-схема передатчика 10 в соответствии с одним из вариантов осуществления. Передатчик 10 в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, включает в себя аналаго-цифровой (A/D) преобразователь 12, процессор 14, память и тактовую схему 16, цифро-аналоговый преобразователь 18, компонент 20 управления контура и диагностический компонент 22 тока контура. Передатчик 10 показан соединенным с множеством различных датчиков 24 и 26 параметра процесса (PV). Передатчик 10 может также иллюстративно быть соединенным с хост-системой или комнатой управления (не показано) через контур 28 управления. Передатчик 10 может быть подключен к беспроводной линии связи в дополнение к контуру 28 управления процессом. В одном из вариантов осуществления контур 28 управления процессом обеспечивает также питание передатчика 10.In FIG. 1 is a simplified block diagram of a
Датчики 24 и 26 являются иллюстративно датчиками параметра процесса, которые принимают входные сигналы от процесса 30, параметры которого измеряются. Например, датчик 24 может быть иллюстративно термопарой, которая измеряет температуру, а датчик 26 может быть либо таким же, либо другим типом датчика, например датчиком расхода. Другие датчики PV могут включать в себя множество датчиков, таких как датчики давления, датчики рН и т.д. Датчики 24 и 26, в качестве иллюстрации, передают выходной сигнал, который указывает на измеренный параметр процесса, в A/D преобразователь 12.
Согласующая логика также включена (но не показана сейчас) для усиления, линеаризации и иного согласования сигналов, предоставляемых датчиками 24 и 26. В любом случае, A/D преобразователь 12 принимает сигналы, указывающие на параметры процесса, измеренные датчиками 24 и 26. A/D преобразователь 12 преобразует аналоговые сигналы в цифровые сигналы и передает их процессору 14.Matching logic is also included (but not shown now) to amplify, linearize and otherwise match the signals provided by
В одном варианте осуществления процессор 14 представляет собой компьютерный микропроцессор или микроконтроллер, который связывает память и тактовую схему 16 и передает цифровую информацию, указывающую на измеренные параметры процесса D/A преобразователю 18. D/A преобразователь 18 иллюстративно преобразует сигналы, указывающие на параметры процесса, в аналоговые сигналы, которые передаются компоненту 20 управления контура, чтобы управлять током (I) в контуре 28. Компонент 20 управления контура может передать информацию по контуру 28 управления либо в цифровом формате (например, с помощью протокола HART), либо в аналоговом формате (или обоими способами), управляя током (I) через контур 28. В любом случае, информация, связанная с измеренными параметрами процесса, передается по контуру 28 управления процессом передатчиком 10.In one embodiment, the
В одном варианте осуществления D/A преобразователь 18 также передает входной сигнал диагностическому компоненту 22 тока контура. Сигналы, выводимые D/A преобразователем 18, указывают на требуемый ток (I) контура. То есть сигнал, выводимый D/A преобразователем 18, в качестве иллюстрации указывает на ток (I) контура, который будет отражать значение измеренного параметра процесса. На основании сигнала, переданного D/A преобразователем 18, компонент 20 управления контура иллюстративно управляет контуром 28 так, что ток (I) указывает на сигнал, выводимый D/A преобразователем 18.In one embodiment, the D /
Полезно определить, управляет ли компонент 20 управления контура током (I) контура в контуре 28 точно, особенно когда ошибка в токе контура является ошибкой в диапазоне. Другими словами, в 4-20 мА контуре управления процессом ток контура изменяется в диапазоне от 4 до 20 мА (то есть он изменяется между минимальным значением диапазона и максимальным значением диапазона, 4 мА и 20 мА соответственно). Тем не менее, при определенных условиях (например, когда рабочий ток оборудования превышает допустимый ток) ошибки в диапазоне (некорректные показания между 4 мА и 20 мА) могут возникнуть. Например, если ток в контуре 28, как предполагается, установлен на уровне 10,0 мА, но в действительности установлен на уровне 12,2 мА, полезно обнаружить этот тип ошибки в диапазоне. Этот тип ошибки может возникать, в качестве примера, когда избыточный ток подается интегральной схемой на печатную плату передатчика 10 параметра процесса или из-за утечки тока печатной платы. Конечно, это только примеры, и ошибки в диапазоне могут возникать также по другим причинам.It is useful to determine whether the
Таким образом, фиг. 1 показывает, что передатчик 10 также включает в себя диагностический компонент 22 тока контура. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, выходной сигнал D/A преобразователя 18 передается на диагностический компонент 22, являясь указанием компонента 20 управления контура, который указывает на уровень фактического тока контура, протекающего по контуру 28. Фиг. 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую, как диагностический компонент 22 тока контура работает в соответствии с одним вариантом осуществления, чтобы идентифицировать ошибки в диапазоне в контуре 28 управления.Thus, FIG. 1 shows that
Диагностический компонент 22 сначала принимает выходной сигнал D/A преобразователя 18. Это показано блоком 40 на фиг. 2. Диагностический компонент 22 также принимает выходной сигнал от компонента 20 управления контура. Это показано блоком 42 на фиг. 2. Сигнал, выводимый от D/A преобразователя 18, и выходной сигнал от компонента 20 управления контура указывают на требуемые и фактические значения тока контура соответственно. Таким образом, диагностический компонент 22 тока контура сравнивает ожидаемые (или требуемые) и фактические значения тока контура, как показано блоком 44 на фиг. 2. Если два значения достаточно близки, то компонент 20 управления током контура точно управляет током в контуре 28 на основе выходного сигнала D/A преобразователя 18. На это указывают блоки 46 и 48 на фиг. 2.
Однако в блоке 46 определяется то, что, если два сигнала не являются достаточно близкими, диагностический компонент 22 тока контура формирует и посылает индикатор 50 ошибки процессору 14 и/или D/A преобразователю 18, подавая сигнал тревоги. Это показано блоком 52 на фиг. 2.However, in
Для того чтобы определить, являются ли фактический и ожидаемый токи контура достаточно близкими, диагностический компонент 22 тока иллюстративно сравнивает два сигнала, чтобы определить, находятся ли они в пределах предварительно определенного порогового значения друг относительно друга. Если это так, то они достаточно близки. В противном случае, они не являются достаточно близкими, и формируется индикатор 50 ошибки. Конкретное пороговое значение может быть установлено эмпирически или по-другому и может меняться в зависимости от применения на основе конкретного используемого контура управления или на основе других факторов. В одном варианте осуществления оно может быть установлено равным 100 мкА.In order to determine whether the actual and expected circuit currents are close enough, the current
Для того чтобы описать диагностический компонент 22 тока контура более подробно, может быть полезным понимание обычного компонента управления контура. Фиг. 3 иллюстрирует частично блок-схему и частично схематическую диаграмму обычного компонента 20 управления контура. Видно, что компонент 60 управления контура включает в себя резисторы 62, 64, 66, 68 и 70, операционный усилитель 72 и транзистор 74.In order to describe the loop current
В соответствии с одним вариантом осуществления D/A преобразователь 18 передает аналоговое выходное напряжение, которое изменяется линейно пропорционально требуемому току контура в контуре 28. В качестве примера D/A преобразователь 18 иллюстративно передает на своем выходе 0,25 В, когда требуется ток контура в контуре 28, равный 4 мА и 1,25 В, когда требуется ток контура в контуре 28, равный 20 мА. Фиг. 4 иллюстрирует это графически. Как видно из фиг. 4, ожидаемый ток контура изменяется от 4 мА до 20 мА, а выходное напряжение D/A преобразователя 18 изменяется линейно от 0,25 В до 1,25 В.In accordance with one embodiment, the D /
Для того чтобы регулировать ток контура согласно величине, заданной выходным напряжением D/A преобразователя 18, компонент 20 управления контура иллюстративно управляет током контура путем измерения напряжения на прецизионном резисторе 70, сопротивление которого может быть, например, равным 49,9 Ом. Как видно из фиг. 3, напряжение на резисторе 70 является отрицательным по отношению к «земле». Кроме того, можно видеть, что на основе значений резисторов 62, 66, 68 и 70 напряжение на прецизионном резисторе 70 будет иллюстративно изменяться линейно от -0,20 В до -1,00 В. Фиг. 5 показывает это графически. Как видно из фиг. 5, напряжение контура на прецизионном резисторе 70 изменяется от -0,20 В до -1,00 В, фактический ток контура, протекающий в контуре 28, изменяется от 4 мА до 20 мА.In order to adjust the loop current according to the value given by the output voltage D / A of the
Из графиков 4 и 5 можно видеть, что при инвертировании и масштабировании либо напряжения, выводимого D/A преобразователем 18 (показано на фиг. 4), либо напряжения контура на резисторе 70 (показано на фиг. 5) эти два значения очень похожи. Например, на фиг. 6 показан график напряжения, выводимого D/A преобразователем 18, и напряжения контура на резисторе 70, когда напряжение контура, показанное на фиг. 5, инвертировано и умножено на коэффициент масштабирования 1,25. Поскольку напряжение, выводимое D/A преобразователем 18 (показано позицией 90 на фиг. 6), представляет требуемый или ожидаемый ток контура, и поскольку напряжение контура на резисторе 70 (показано позицией 92 на фиг. 6) представляет фактически ток контура, ошибки в диапазоне могут быть идентифицированы путем простого сравнения двух значений, указанных на фиг. 6. Это, по сути, сравнение требуемого или ожидаемого тока контура с фактическим током контура.From
Фиг. 7 иллюстрирует один вариант осуществления компонента 20 управления контура и диагностического компонента 22 тока контура для выполнения этого типа сравнения. Следует отметить, конечно, что вариант осуществления, показанный на фиг. 7, представляет только один иллюстративный вариант осуществления, и широкий спектр других схем можно также использовать для сравнения двух значений. Тем не менее, вариант осуществления, показанный на фиг. 7, является одним из относительно недорогих и точных способов для сравнения двух значений и передачи сигнала процессору 14 и/или D/A преобразователю 18, который указывает, когда произошла ошибка.FIG. 7 illustrates one embodiment of a
Как видно на фиг. 7, компонент 20 управления контура включает в себя некоторые элементы, которые аналогичны тем, которые показаны на фиг. 3, а подобные элементы аналогично пронумерованы. Кроме того, можно видеть, что резисторы 62 и 70 были заменены на резисторы 94 и 96. Значения резисторов 94 и 96 были выбраны для масштабирования напряжения на резисторе 96, создаваемого током контура, протекающим в контуре 28, на коэффициент 1,25 (или любой другой коэффициент, чтобы сделать его, по существу, равным по величине напряжению, выводимому D/A преобразователем 18).As seen in FIG. 7, the
Диагностический компонент 22 тока контура иллюстративно включает в себя операционные усилители 98, 100 и 102. Операционный усилитель 98 сконфигурирован как инвертор таким образом, что напряжение на резисторе 96 инвертируется по отношению к «земле» схемы, чтобы иметь ту же полярность, что и напряжение, выводимое D/A преобразователем 18. Видно, что в варианте осуществления, показанном на фиг. 7, (масштабированное) напряжение на резисторе 96 будет изменяться от -0,25 В до -1,25 В. Таким образом, выходной сигнал операционного усилителя 98 изменяется от 0,25 В до 1,25 В.The loop current
Операционный усилитель 100 подключен в качестве дифференциального операционного усилителя. Поэтому он сравнивает напряжение, выводимое D/A преобразователем 18 (которое также изменяется в диапазоне от 0,25 В до 1,25 В), с выходным сигналом операционного усилителя 98. Эти два значения должны быть, по существу, одинаковыми. Если это не так, то компонент 20 управления контура неточно управляет током контура в контуре 28, чтобы отразить выходной сигнал D/A преобразователя 18. Однако поскольку два сигнала, принимаемые операционным усилителем 100, могут быть не идентичными, но достаточно близкими друг к другу, также предусмотрен компаратор 102. Компаратор 102 сравнивает выходной сигнал операционного усилителя 100 (который отражает разницу между двумя его входными сигналами) с опорным или пороговым значением. Выходной сигнал компаратора 102, таким образом, передает индикатор 50 ошибки процессору 14 и/или D/A преобразователю 18, только если разница между двумя сигналами, переданными на вход операционного усилителя 100, превышает опорное значение входного сигнала операционного усилителя 102.An operational amplifier 100 is connected as a differential operational amplifier. Therefore, he compares the voltage output by the D / A converter 18 (which also varies from 0.25 V to 1.25 V) with the output of the operational amplifier 98. These two values should be essentially the same. If this is not the case, then the
Фиг. 8 является блок-схемой, иллюстрирующей работу системы, показанной на фиг. 1 и 7, в соответствии с одним вариантом осуществления. Фиг. 8 начинается с процессора 14, выводящего сигнал, указывающий параметр процесса D/A преобразователю 18. Это показано блоком 120 на фиг. 8. D/A преобразователь 18 затем выполняет цифро-аналоговое преобразование и выводит аналоговое напряжение D/A преобразователя на компонент 20 управления контура и на диагностический компонент 22. Это показано блоком 122 на фиг. 8.FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the system shown in FIG. 1 and 7, in accordance with one embodiment. FIG. 8 begins with a
Компонент 20 управления контура затем управляет током контура в контуре 28 на основе напряжения на резисторе 96. Это показано блоком 124 на фиг. 8. Компонент 20 управления контура также за счет значений резисторов масштабирует напряжение контура на резисторе 96 и передает его диагностическому компоненту 22 тока контура. Диагностический компонент 22 тока контура инвертирует масштабированное напряжение и сравнивает его с напряжением, выводимым D/A преобразователем 18. Это отображено блоками 126 и 128 на фиг. 8. Диагностический компонент 22 тока контура определяет, являются ли сравниваемые напряжения достаточно близкими (используя операционный усилитель 100 и компаратор 102). Это показано блоком 130 на фиг. 8. Если два значения напряжения достаточно близки, то система просто осуществляет мониторинг выходного сигнала D/A преобразователя 18 и тока контура в контуре 28. Это отображено блоком 132.The
Однако если в блоке 130 определено, что два сравниваемых напряжения недостаточно близки друг к другу, то диагностический компонент 22 тока контура передает индикатор 50 ошибки процессору 14 и/или D/A преобразователю 18. Это показано блоком 134 на фиг. 8. Процессор 14 затем может выполнять любое количество операций ошибок, как показано блоком 136. Например, процессор 14 может выполнять многочисленные задачи, такие как сброс D/A преобразователя 18, для проверки того, происходит ли ошибка на самом деле. Процессор 14 может также подавать сигнал тревоги или выполнять дополнительную диагностику. Процессор 14 также может выполнять другие необходимые операции в ответ на прием индикатора 50 ошибки от диагностического компонента 22 тока контура.However, if it is determined in
Следует понимать, что, хотя описание относится к проиллюстрированным вариантам осуществления, могут быть сделаны различные изменения. Например, функции, выполняемые диагностическим компонентом 22 тока контура и компонентом 20 управления контура, могут быть выполнены одним компонентом, или функции могут быть по-разному распределены между этими компонентами (или среди других компонентов в передатчике 10). Аналогичным образом, наряду с данными значениями для сопротивлений, напряжений и токов, другие значения могут быть также использованы. Приведенные значения являются всего лишь примерами. Кроме того, в то время как определенные компоненты (операционные усилители, резистивные элементы, резисторы и т. д.) определены на фиг. 7, они определены только для примера. Также функция масштабирования и инвертирования как напряжения контура, так и напряжения D/A преобразователя и их сравнения может быть осуществлена многими различными способами, с различными схемами, кроме тех, которые показаны на фиг. 7.It should be understood that, although the description relates to illustrated embodiments, various changes may be made. For example, the functions performed by the loop current
В дополнение, несмотря на то что вышеприведенное описание содержит примеры параметров процесса, которые могут быть измерены, возможно большое разнообразие других параметров процесса, которые могут быть измерены и обработаны, по существу, так же. Примеры таких других параметров процесса включают в себя давление, уровень, расход или скорость потока и т. д. Кроме того, хотя вариант осуществления, описываемый здесь, приведен в контексте двухпроводного передатчика, настоящее изобретение может быть легко применено к четырехпроводному передатчику или любому другому типу передатчика.In addition, although the above description contains examples of process parameters that can be measured, a wide variety of other process parameters that can be measured and processed are essentially the same. Examples of such other process parameters include pressure, level, flow rate or flow rate, etc. In addition, although the embodiment described herein is described in the context of a two-wire transmitter, the present invention can be easily applied to a four-wire transmitter or any other type the transmitter.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что в форме и деталях могут быть сделаны изменения без отступления от сущности и объема настоящего изобретения.Although the present invention has been described with reference to illustrative embodiments, those skilled in the art will understand that changes can be made in form and detail without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (19)
процессор, принимающий входной сигнал, указывающий на измеренный параметр процесса, и выводящий цифровой сигнал, указывающий на входной сигнал;
цифро-аналоговый (D/A) преобразователь, принимающий цифровой сигнал и преобразующий его в аналоговый сигнал;
компонент управления контура, принимающий аналоговый сигнал и управляющий двухпроводным контуром управления процессом на основании напряжения, сгенерированного на резистивном элементе, соединенном последовательно с двухпроводным контуром управления процессом, чтобы обеспечивать выходной сигнал передатчика, указывающий на аналоговый сигнал, причем выходной сигнал передатчика изменяется в диапазоне между первым уровнем сигнала и вторым уровнем сигнала;
и диагностический компонент контура, включающий в себя аналоговый компаратор, который сравнивает первое значение сигнала, указывающее на аналоговый сигнал от D/A преобразователя, со вторым значением сигнала, указывающим на выходной сигнал передатчика, чтобы определить, содержит ли выходной сигнал передатчика ошибку в диапазоне, и в ответ выводящий индикатор ошибки процессору,
причем второе значение генерируется в зависимости от напряжения на резистивном элементе.1. A process parameter transmitter comprising:
a processor receiving an input signal indicative of a measured process parameter, and outputting a digital signal indicative of an input signal;
a digital-to-analog (D / A) converter that receives a digital signal and converts it into an analog signal;
a loop control component receiving an analog signal and controlling a two-wire process control loop based on a voltage generated on a resistive element connected in series with the two-wire process control loop to provide a transmitter output signal indicative of an analog signal, the transmitter output signal varying between the first signal level and second signal level;
and a circuit diagnostic component including an analog comparator that compares a first signal value indicative of an analog signal from a D / A converter with a second signal value indicative of a transmitter output signal to determine if the transmitter output signal contains an error in a range, and in response, an output error indicator to the processor,
moreover, the second value is generated depending on the voltage on the resistive element.
генерирование цифрового сигнала, связанного с измеренным параметром процесса;
измерение параметра процесса с использованием датчика параметра процесса;
генерирование аналогового сигнала, связанного с измеренным параметром процесса, с использованием цифро-аналогового (D/A) преобразователя;
управление двухпроводным контуром управления процессом, чтобы нести аналоговый выходной сигнал передатчика, указывающий на аналоговый сигнал от D/A преобразователя, на основании напряжения, сгенерированного на резистивном элементе, соединенном последовательно с двухпроводным контуром управления процессом, причем аналоговый выходной сигнал изменяется в диапазоне от максимального значения диапазона до минимального значения диапазона;
сравнение, в передатчике параметра процесса с использованием аналогового компаратора, первого значения сигнала, указывающего на аналоговый выходной сигнал передатчика, со вторым уровнем сигнала, указывающим на аналоговый сигнал от D/A преобразователя, чтобы обнаружить ошибки в диапазоне в аналоговом выходном сигнале;
причем второе значение генерируется в зависимости от напряжения на резистивном элементе.11. A method for identifying errors output using a process parameter transmitter, including:
generating a digital signal associated with the measured process parameter;
measuring a process parameter using a process parameter sensor;
generating an analog signal associated with the measured process parameter using a digital-to-analog (D / A) converter;
controlling a two-wire process control loop to carry an analog output of a transmitter indicative of an analog signal from a D / A converter based on a voltage generated on a resistive element connected in series with a two-wire process control loop, the analog output signal varying from a maximum value range to the minimum range value;
comparing, in the transmitter of the process parameter using an analog comparator, a first signal value indicating an analog output signal of a transmitter with a second signal level indicating an analog signal from a D / A converter to detect range errors in an analog output signal;
moreover, the second value is generated depending on the voltage on the resistive element.
обработку, по меньшей мере, одного из аналогового сигнала или аналогового выходного сигнала передатчика таким образом, что первое и второе значения сигнала равны, когда аналоговый выходной сигнал передатчика точно указывает на аналоговый входной сигнал.12. The method of claim 11, further comprising:
processing at least one of the analog signal or the analog output signal of the transmitter such that the first and second signal values are equal when the analog output signal of the transmitter accurately indicates the analog input signal.
прием в качестве аналогового сигнала аналогового напряжения, выводимого D/A преобразователем, указывающего на сигнал датчика, и
управление током на основе аналогового напряжения, выводимого D/A преобразователем, и на основе напряжения на резистивном элементе в контуре управления.14. The method according to p. 13, in which the two-wire process control loop contains a 4-20 mA control loop that carries a current that varies in the range between 4 mA and 20 mA, while controlling the communication loop:
receiving, as an analog signal, an analog voltage output by a D / A converter indicating a sensor signal, and
current control based on the analog voltage output by the D / A converter and based on the voltage across the resistive element in the control loop.
процессор, который выводит цифровой сигнал датчика, указывающий на значение входного сигнала датчика;
цифро-аналоговый (D/A) преобразователь, который принимает цифровой сигнал датчика и передает аналоговое напряжение датчика, указывающее на цифровой сигнал датчика;
компонент управления контура, который управляет током в двухпроводном контуре управления процессом, чтобы ток изменялся в диапазоне между максимальным током диапазона и минимальным током диапазона, на основе аналогового напряжения датчика, причем компонент управления контура регулирует ток в двухпроводном контуре управления процессом на основе напряжения регулирования на резистивном элементе в двухпроводном контуре управления процессом; и
аналоговую схему, которая масштабирует и инвертирует по меньшей мере одно из напряжения регулирования и аналогового напряжения датчика так, что, когда работа осуществляется должным образом, они имеют одну и ту же амплитуду, и включает в себя аналоговый компаратор, который сравнивает напряжение регулирования и аналоговое напряжение датчика, и выводит индикатор ошибки, если они отличаются более, чем на пороговое значение.17. A process parameter transmitter, comprising:
a processor that outputs a digital sensor signal indicating a value of the sensor input signal;
a digital-to-analog (D / A) converter that receives a digital sensor signal and transmits an analog sensor voltage indicating a digital sensor signal;
a loop control component that controls the current in the two-wire process control loop so that the current varies between the maximum range current and the minimum range current based on the sensor analog voltage, the loop control component adjusts the current in the two-wire process control loop based on the control voltage across the resistive an element in a two-wire process control loop; and
an analog circuit that scales and inverts at least one of the control voltage and the analog voltage of the sensor so that when working properly they have the same amplitude and includes an analog comparator that compares the control voltage and the analog voltage sensor, and displays an error indicator if they differ by more than a threshold value.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/210,662 | 2011-08-16 | ||
US13/210,662 US9020768B2 (en) | 2011-08-16 | 2011-08-16 | Two-wire process control loop current diagnostics |
PCT/US2012/049269 WO2013025357A1 (en) | 2011-08-16 | 2012-08-02 | Two-wire process control loop current diagnostics |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014110003A RU2014110003A (en) | 2015-09-27 |
RU2575693C2 true RU2575693C2 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1766190C (en) * | 1990-07-02 | 1994-08-30 | Колесник Виталий Павлович | Device for control of process variable |
RU2390814C2 (en) * | 2004-06-28 | 2010-05-27 | Роузмаунт Инк. | Process field device with high-frequency communication |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1766190C (en) * | 1990-07-02 | 1994-08-30 | Колесник Виталий Павлович | Device for control of process variable |
RU2390814C2 (en) * | 2004-06-28 | 2010-05-27 | Роузмаунт Инк. | Process field device with high-frequency communication |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4949379B2 (en) | Process control loop current inspection apparatus and method | |
EP2609408B1 (en) | Process fluid temperature measurement | |
JP5548266B2 (en) | Process variable transmitter with diagnostic function for 2-wire process control loop | |
JP6166353B2 (en) | Process variable compensation in process transmitters. | |
JP2015522160A (en) | Industrial process temperature transmitter with sensor stress diagnosis | |
CN203177991U (en) | Process variable transmitter employing EMF detection and correction | |
JP5864748B2 (en) | 2-wire process control loop current diagnostic apparatus and method | |
JP6476111B2 (en) | Process control loop current verification | |
CN113124909B (en) | Process variable transmitter with self-learning loop diagnostics | |
RU2575693C2 (en) | Current diagnostics in double-wire process control circuit | |
JP6276677B2 (en) | Standard signal generator | |
KR20150118372A (en) | Apparatus for Measuring Temperature using Resistance Temperature Detector |