(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２線プロセス変数送信機を含む２線プロセス制御電流ループに接続するように構成されている第１の対の電気接続部、
少なくとも１つの入力チャネルを含むプロセス装置の電圧入力チャンネルに接続するように構成されている第２の対の電気接続部、
前記２線プロセス変数送信機とデジタル通信機との間でデジタル通信するために、前記第１の対の電気接続部のうちの一つの第１接続部と前記第２の対の電気接続部のうちの一つの第１電気接続部に電気的に接続され、さらに前記デジタル通信機に接続されるよう構成される電気要素、および
前記電気要素と並列に接続され、前記デジタル通信機による前記電気要素を通じた前記２線プロセス変数送信機とのデジタル通信を選択的に可能とするよう構成されるスイッチ、を備えるプロセス制御システムに使用するための信号変換装置。
【請求項２】
前記電気要素が前記電気接続部間に直列に接続されている請求項１の信号変換装置。
【請求項３】
前記電気要素が抵抗からなる請求項１の信号変換装置。
【請求項４】
前記抵抗が２３０オーム〜６００オームの間の抵抗である請求項３の信号変換装置。
【請求項５】
前記２線プロセス制御電流ループを通る電流に応答する電圧降下を提供するように構成された前記第２の対の電気接続部間に接続される電圧降下要素を含む請求項１の信号変換装置。
【請求項６】
前記電圧降下要素が抵抗を含む請求項５の信号変換装置。
【請求項７】
前記電圧降下要素の抵抗値が５オームである請求項５の信号変換装置。
【請求項８】
前記２線プロセス制御電流ループを通る電流が４ｍＡ〜２０ｍＡの範囲である請求項１の信号変換装置。
【請求項９】
前記第２の対の電気接続部間の電圧は２０ｍボルト〜１００ｍボルトの範囲である請求項１の信号変換装置。
【請求項１０】
電力源を含む請求項１の信号変換装置。
【請求項１１】
前記電力源は１０ボルト〜５０ボルト間の直流出力を提供し、２線プロセス制御電流ループと直列に接続される請求項１０の信号変換装置。
【請求項１２】
前記２線プロセス制御電流ループ上に供給される電力源が電力を供給していることを示す出力を含む請求項１の信号変換装置。
【請求項１３】
前記出力が光学的な出力を含む請求項１２の信号変換装置。
【請求項１４】
前記プロセス装置が多入力チャンネルを含む請求項１の信号変換装置。
【請求項１５】
前記第１の対の電気接続部がＨＡＲＴ（登録商標）通信用に構成されている請求項１の信号変換装置。
【請求項１６】
２線プロセス変数送信機を含む２線プロセス制御電流ループに接続するように構成された第１の対の電気接続部、
少なくとも１つの入力チャネルを含むプロセス装置の電圧入力チャンネルに接続するように構成された第２の対の電気接続部、
前記第１の対の電気接続部と前記第２の対の電気接続部との間に電気的に接続され、前記第１の対の電気接続部を通ってデジタル通信機と前記２線プロセス変数送信機との間でデジタル通信信号を接続するためのデジタル通信接続手段、および
前記第１の対の電気接続部と前記第２の対の電気接続部との間にて前記デジタル通信手段と並列に接続され、前記デジタル通信接続手段を選択的にバイパスするスイッチ手段を備えるプロセス制御システム中で使用する信号変換装置。
【請求項１７】
前記デジタル通信接続手段が抵抗を備える請求項１６の信号変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロセス装置に関し、特にフィールド装着プロセス（field-mounted process）制御および測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス装置は、石油化学の生成、食品の処理、電力の発生、および多数の他の処理のような測定および制御産業プロセスに使用されている。プロセス測定装置は、圧力又は温度のようなプロセス変数を測定し、該測定された変数をプロセスコントローラに通信するプロセス変数送信機を含んでいる。他のタイプのプロセス装置は、バルブ（弁）コントローラのようなアクチュエータである。一般に、プロセス制御は、送信機、アクチュエータ、およびプロセス制御ループを経てコントローラに通信するプロセスコントローラの組合せを用いて実現される。両タイプのプロセス装置は、プロセスインタフェース要素を通って物理的プロセスと相互作用する。プロセスインタフェース要素は、電気信号を物理的プロセス状態に関連づける装置であり、センサ、リミットスイッチ、バルブコントローラ、ヒータ、モータコントローラおよび多数の他の装置のような装置を含んでいる。
【０００３】
プロセスコントローラは、典型的には、プロセスから離隔された制御室内におかれているマイクロコンピュータである。該プロセスコントローラは、１以上のプロセス測定装置からプロセス情報を受信し、プロセスに影響を与えるために適当な制御信号を１以上のプロセス制御装置に印加し、よってプロセスを制御する。
【０００４】
該プロセスに結合するために、送信機とアクチュエータは一般に現場のプロセスの近くに装着される。そのような物理的な近さは、プロセス装置を環境からの攻撃にさらすことになる。例えば、プロセス装置は、しばしば、温度の極度の状態、振動、腐食及び／又は火炎環境、および電気的ノイズにさらされることになる。
【０００５】
このような状態に耐えるために、プロセス装置は特に“フィールド装着（field-mounting）”のために設計されている。そのようなフィールド装着装置は、腐食に耐えるように設計された頑強な容器を使用している。さらに、フィールド装着装置は“本来的に安全”といわれる回路で設計されている。この“本来的に安全”とは、故障状態にあっても、回路が、危険な雰囲気内で爆発を誘引するスパークや表面温度を発生する十分な電気エネルギを含まないことを意味する。さらにまた、電気隔離(electrical isolation）技術が一般に電気ノイズの影響を低減するために用いられる。これらは、フィールド装着プロセス装置がセンサ特性を測定し該特性を示すデータを提供する他の装置と異なる設計上の工夫の二、三の例に過ぎない。
【０００６】
上記した環境以外の、フィールド装着装置に対する他の攻撃は配線である。プロセス装置は制御室から遠く離れたプロセスの近くに配置されるので、しばしば、長い配線がそのような装置を制御室に接続するために必要とされる。これらの長い配線は据え付けるのに高価になり、維持するのが難しい。
【０００７】
必要な配線を低減する一つの方法は、２線プロセス装置を使用することである。これらの装置は、２線プロセス制御ループを用いて制御室に接続される。２線装置は、プロセス制御ループから電力を受け、電力の提供によりプロセス装置に影響を与えない方法でプロセス制御ループを経て通信する。２線を経て通信する技術は、４−２０ｍＡ信号、Highway Addressable Remote Transducer （ＨＡＲＴ（登録商標））プロトコル、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバス、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ−ＰＡおよび他のものを含む。２線プロセス制御システムは配線の簡素化を提供するが、そのようなシステムは電力の制限された量を、接続された装置に提供する。例えば、４−２０ｍＡ信号に従って通信する装置は、４ｍＡ以下の電流を引き出さなければならない。さもなければ、装置の電流消費はプロセス変数に影響を与えるであろう。２線プロセス装置の節約された電力供給は、提供できる機能を制限してきた。
【０００８】
プロセス制御産業が現場配線を低減する他の方法は２つのセンサ入力をもつ送信機を使用するものである。そのような送信機は送信機／センサの数を低減し、よって全体のシステムのコストと共に配線コストを低減する。そのような送信機の一例は、ミネソタ州エデンプレーリのローズマウント、インクから提供されているモデル３２４４ＭＶ多変数温度送信機である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
現在の多変数送信機は全体のシステムのコストと共に配線のコストを低減できるが、それらは常に２つのセンサを含む応用に制限されてきた。このため、例えば、１６個のセンサをもつ応用においては、８個の多変数送信機がまだ必要とされている。さらに、もし異なるセンサのグループが独立的に接地されるなら、接地ループエラーが発生し、プロセス測定に悪い影響を与える可能性がある。
【００１０】
多数のセンサを制御室に接続する問題を克服するのに使用されている現在の方法には、センサを制御室に直接接続する方法がある。例えば、もし状況が大変多数の温度センサを必要とするなら、消費者は、一般に、熱電対ワイヤが測定“点”と制御室との間に渡る“直接配線(direct run）”熱電対構成を創出する。これらの直接配線構成は、多数の１または２のセンサ送信機を得るコストより安いけれど、慎重な配線作業が必要とされ、またプロセス測定は長い配線のために電気ノイズをより大きく受ける。
【００１１】
プロセス制御産業は、制御機能を実行できるフィールド装着装置を提供することにより、プロセス制御における長い配線の効果を低減してきている。このため、プロセス制御の幾つかの特徴が現場に移行され、それによって、より速い応答時間を提供し、主プロセスコントローラに依存しなくなり、より大きな柔軟性を提供するようになった。さらに、フィールド装着装置におけるそのような制御機能に関する情報は、ワリア（Warrior）などに与えられた米国特許第５，８２５，６６４号、発明の名称がフィールド装着制御ユニットから得ることができる。
【００１２】
制御機能を実行する多変数送信機およびプロセス装置はプロセス制御の技術を進歩させたが、応用装置が現場におけるさらに改善された制御を必要とすると同様に、比較的多数のセンサを必要とする応用装置を提供する必要がまだある。プロセスインタフェース要素を接続するための多チャンネルをもつ一つの２線現場装着装置は、２００３年６月３日にミネソタ州エデン プレイリー（Eden Prairie Minnesota）のローズマウント  インコーポレイテッド（Rosemount Inc.）に発行された、ウイリアム  アール．カークパトリック（William R. Kirkpatrick）等による２線フィールド装着プロセス装置という名称の米国特許第６，５７４，５１５号に示され記述されている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
プロセス制御システムに使用する装置は、２線プロセス変数送信機を含む２線プロセス制御ループに結合するように構成された第１の対の電気接続部を含む。第２の対の電気接続部は、多入力チャンネルをもつプロセス装置の入力チャンネルに接続するように構成されている。電気要素は、第１の対の電気接続部のうちの一つの第１電気接続部と第２の対の電気接続部のうちの一つの第１電気接続部との間に直列に接続される。該要素は、２線プロセス変数送信機とデジタル通信するために使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、制御室１２、プロセス制御ループ１４およびプロセス装置１６を含むプロセス制御システム１０の概略図である。プロセス制御システムは、制御室１２に接続された１個のプロセス装置で構成することができるが、システム１０はまた多数のプロセス制御ループを経て１以上の制御室へ接続される数百のプロセス装置を含むことができる。
【００１５】
本発明は、プロセス変数送信機が制御室１２と通信する２線プロセス装置に接続される方法、装置およびシステムを提供する。図１は、それぞれ信号変換装置２５と３１を経て、プロセス変数送信機２４と３０に接続されるフィールド装着可能プロセス装置１６を示す。信号変換装置２５と３１の動作を以下に詳細に説明する。
【００１６】
制御室１２は、マイクロコンピュータを含む装置１６から離れて配置された装置である。制御室１２に滞在しているユーザは、プロセス制御ループ１４を経て種々のプロセス装置と相互通信するのに該マイクロコンピュータを使用し、制御室から前記プロセスを制御する。説明を簡単にするために、制御室１２は１つのブロックで図示されている。しかし、幾つかの制御システムの実施形態では、制御室１２は、世界中のユーザがプロセス装置１６を従来のウェブブラウザソフトウェアからアクセスできるように、プロセス制御ループ１４をインターネットのような世界中に及ぶコンピュータネットワークに接続することができる。
【００１７】
ループ１４は２線プロセス制御ループである。多数の２線プロセス通信プロトコルがループ１４上を通信するために存在する。例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ(登録商標）フィードバスプロトコル、およびＰｒｏｆｉｂｕｓ−ＰＡプロトコルが、本発明の実施形態で使用されることができる。ループ１４は接続されたプロセス装置に電力を提供し、また種々の装置間の通信を提供する。
【００１８】
この実施形態では、プロセス装置１６は好ましくは適当なプラスチック材料からなるカバー１７とベース１９を含む。装置１６は、好ましくはループ１６を経て受信される電力だけで動作するように構成され、フィールド装着に適合した構成にされている。図１に示されているプロセス装置の実施形態は、多数の入力と出力を有し、ユーザの作成した制御アルゴリズムを実行するために（図２に示されている）適当な計算回路を含む。該アルゴリズムは、特定の入力イベントを装置１６により制御される出力に関係づける多数の論理表現（Logic statements）からなる。ユーザは、装置１６に局所的に相互作用するかまたは制御ループ１４を経て装置１６と通信するかのいずれか一つにより、アルゴリズムを変えることができる。このアルゴリズムは、Relay Ladder LogicとSequential Function Charts (ＳＦＣ’ｓ)のような従来の論理発生ソフトウェアを使用して作成することができる、この場合、装置１６は、２線フィールド装着可能プログラム論理コントローラと考えることができる。説明は、図１及び図２に示される実施形態に的を絞られるが、そのような説明は、実施形態では単に入力又は出力を備えるものが想定されているから、説明を簡単にするためのものである。従来、装置１６の計算力を備えた装置は、禁止されている電力の制約のために、２線プロセス制御ループで動作させることができなかった。
【００１９】
この実施形態では、プロセス装置１６は、センサ２０，２２，２６，および２８、プロセス変数送信機２４と３０、アクチュエータ３２と３４に接続される。センサ２０と２２は、各プロセス点でのプロセス変数に基づいて電圧信号を提供するべく種々のプロセス点に接続される、既知のタイプの熱電対である。抵抗温度装置（ＲＴＤ’ｓ)２６と２８は、また種々のプロセス点に接続され、各プロセス点でのプロセス温度に基づく抵抗値を提供する。ＲＴＤ２６は、既知の３線接続を経て装置１６に接続され、種々の配線構成が本発明の実施形態で使用できることを示している。アクチュエータ３２と３４はプロセス装置１６に接続され、装置１６からの制御信号に基づいて、適当なバルブ、スイッチなどを制御する。上述のように、装置１６は特定の入力条件を特定の出力コマンドに関係づけるためにユーザが作成した制御アルゴリズムを実行することができる。例えば、装置１６は、プロセス流体の温度を感知し、選択されたレベルに流体温度を維持するために、アクチュエータ３２をプロセス流体に結合されたヒータに作用させるようにする。
【００２０】
プロセス変数送信機２４と３０は、信号変換装置２５と３１を経て装置１６に接続されている。送信機２４と３０は、プロセスパイプ２７と３３中を運ばれるプロセス流体のそれぞれと結合するセンサ２３と２９を用いてプロセス変数を感知するように構成されている。送信機２４と３０の動作および信号変換装置２５と３１の動作は、以下に詳細に説明される。
【００２１】
図２は、図１に示される装置１６のシステムブロック図である。装置１６は、ループ通信機（loop communicator）３６，電力モジュール３８，コントローラ４０，およびチャンネル４２，４４，４６，４８とメモリ５２を含む。ループ通信機３６は、プロセス制御ループ１４に接続され、ループ１４を経て２方向データ通信するように構成されている。ループ通信機３６は、従来のＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスコントローラ等の既知の通信装置を含むことができる。さらに、通信機３６は、１９８８年１０月に出版されたクラス番号３６１０の“クラス1、2、3、１部門危険位置に使用するための固有の安全装置および結合装置”と名付けられた工場相互認可基準に記されている固有安全明細に従うように適当な隔離回路を含むことができる。
【００２２】
電力モジュール３８は、電力モジュール３８がループ１４から受信した電力に基づいて装置１６の全ての要素に電力を供給するように、ループ１４に接続されている。電力モジュール３８は、電力モジュール３８が全ての要素に電力を供給することを示す１本の矢で示されているが、この電力モジュールは多種の電圧を供給することは注意すべきである。例えば、電力モジュール３８は、好ましくは複数の電力を提供するスイッチング電源を含む。このため、Ａ／Ｄ変換器とアイソレータのような幾つかの要素は４．９ボルトの高い電圧を受けることができ、コントローラ４０，メモリ５２およびループ通信機３６のような低電力要素は３．０ボルトのような低い電圧を受けることができる。さらに、電力モジュール３８は、好ましくは提供される電圧の少なくとも一つが変化できるようにある程度プログラム可能である。電力モジュール３８の選択性は、後で説明されるように、電源の管理を容易にする。
【００２３】
一つの実施形態では、コントローラ４０はメモリ５２に結合され、そこに蓄積されているプログラムの命令を実行する。メモリ５２は、好ましくはシャープ電子機器から調達できるモデルＬＲＳ１３３１のような、３．０ボルトで動作する低電力メモリである。さらに、メモリ５２は、フラッシュメモリと揮発性のメモリの両方が一つのメモリモジュールで提供される“積み重ねられた（stacked）”メモリでありうる。ユーザが作成した制御アルゴリズム、すなわちコントローラ４０で実行される“プログラム”は、局所的に装置１６に結合する、またはループ１４を経て装置１６にアクセスすることにより、ユーザによって変えられることができる。ある実施形態では、プログラムはプロセスイベント入力をコントローラ４０によって決定される出力に関係づける命令を含む。この意味で、装置１６は、従来フィールド装着に対して頑丈でなくまた２線フィールド装置の低電力レベルで動作できなかった装置であるプログラム可能な論理コントローラと同様の機能をする。しかし、プログラム可能な論理コントローラの機能を提供することにより、はるかに洗練されたプロセス制御アルゴリズムが、Relay Ladder Logicのようなユーザフレンドリなインタフェースを介して実行されることができる。
【００２４】
コントローラ４０は、モジュール３８から電力を受け取り、ループ通信機３６と通信する。コントローラ４０は、好ましくはイリノイ州シャウブルグのモトローラ  インクから調達できるモデルＭＭＣ２０７５マイクロプロセッサのような低電力マイクロプロセッサを含む。さらに、コントローラ４０は、好ましくはコントローラ４０の時間速度、計算速度および電力消費がループ１４を経て装置１６に送られる適当なコマンドを通して選択できるように、選択可能な内部時計速度(clock rate）を有する。高い時計速度はコントローラ４０がもっと大きい電力を引き出すまたは消費するから、コントローラ４０の時計選択および電力モジュール３８によってコントローラ４０に供給される電圧レベルの選択は、好ましくは同時に行われる。このように、装置１６の処理速度と電力消費は選択可能であり、一緒に変えることができる。
【００２５】
コントローラ４０は、好ましくはSynchronous Peripheral Interface(ＳＰＩ)のような高速データ通信のために設計されたシリアルバスであるインタフェースバス５４を通って種々のチャンネルに結合される。チャンネル４２，４４，４６および４８はそれぞれ通信アイソレータ（communication isolator）５６，５８，６０及び６２を経てバス５４に接続される。該通信アイソレータは好ましくは既知の光アイソレータであるが、トランスまたはコンデンサのようないかなるアイソレータも用いることができる。ある実施形態では、チャンネル４２，４４，４６，および４８は、並列にデータを提供し、並列−直列変換器６４が直列および並列形式間のデータを変換するのに使用される。好ましくは、変換器６４はUniversal Asynchronous Receiver/Transmitters（ＵＡＲＴ’ｓ）である。
【００２６】
この実施形態では、チャンネル４２はコントローラ４０に接続され、センサ端子１−ｎ、マルチプレクサ（ＭＵＸ)６６，アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ)６８，通信アイソレータ５６および電力アイソレータ７０に接続されている。通信アイソレータ５６と電力アイソレータ７０は、一つの回路で結合されることができる。チャンネル４２は、熱電対、抵抗温度装置、ストレンゲージ、圧力センサ、送信機又は他のセンサタイプのような特定のセンサタイプで測定できるように構成されている。各センサの端子は、熱電対のような１個のセンサをマルチプレクサ６６に接続するように構成されている。マルチプレクサ６６は、センサの特性（熱電対のための電圧）が測定され、アイソレータ５６とＵＡＲＴ６４を介してコントローラ４０に通信されるように、センサの一つをA/D変換器６８に選択的に接続する。チャンネル４２のための電力は、電力アイソレータ７０を経て電力モジュール３８から受信される。電力アイソレータ７０は好ましくはトランスであるが、いかなる適当な装置であっても良い。当業者は、通信アイソレータ５６と電力アイソレータ７０は、チャンネル４２が電気的に装置１６の残りから隔離されるのを保証するために共に動作する。
【００２７】
チャンネル４８はチャンネル４２と同様であるが、チャンネル４６に比べて逆に動作する。このため、ＵＡＲＴを経てチャンネル４８に送られるシリアル情報は並列形式に変換され、個々のアクチュエータ出力をセットするために通信アイソレータ５６を経て運ばれる。このため、論理信号は、そのような端子（図示されていない）に接続されたアクチュエータが所望に働くまたは働かないようにするべく、端子に符号を付けられたアクチュエータ１−ｎに送られる。そのようなアクチュエータは、バルブコントローラ、ヒータ、モータコントローラ、およびいかなる他の適当な装置であり得る。本質的に、論理タイプ出力に応答するいかなる装置も、アクチュエータである。
【００２８】
上記したように、ある場合には、送信機２４または３０のようなプロセス変数送信機を装置１６の入力に接続することが望ましい。装置１６の入力は、電圧入力、例えば直流の２０ｍボルトから１００ｍボルトの範囲の入力を受信するように構成されている。しかし、プロセス変数送信機の出力は、異なる基準、例えばプロセス変数がプロセス制御ループ中の電流によって表される４−２０ｍＡ基準である。４ｍＡの信号は、プロセス変数の低い値を表し、２０ｍＡ信号はプロセス変数の高い値、すなわち警告状態のような他の状態を表すことができる。
【００２９】
図３はプロセス変数送信機２４を装置１６の入力に接続するのに使用する電気回路１２０の回路図である。プロセス変数送信機２４は、プロセス制御ループ１２６を形成するために、直流電源１２２と抵抗１２４または他のインピーダンスと直列に接続されている。電源１２２と抵抗１２４の値は適当に選ばれることができ、例えばそれぞれ２４ボルトと５Ωに選ばれることができる。この構成では、ループ１２６を通る電流レベルは送信機２４により制御されるので、抵抗１２４を横切る適当な電圧レベルは、例えば２０ｍボルト〜１００ｍボルトの範囲になる。この電圧は上述したように装置１６の入力に印加される。電力源１２２は送信機２４とプロセス制御ループ１２６の動作のために電力を供給する。
【００３０】
図３に示されている回路１２０の一つの問題は、デジタル通信が送信機２４で行われる時に生ずる。例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）基準に従うと、デジタル信号はプロセス制御ループ１２６中で直流電圧に重畳される。該デジタル信号は、データを送信機２４に送信するまたは送信機２４からデータを受信するために使用される。しかし、回路１２６の要素は、プロセス制御産業において送信機２４と通信するために使用される典型的なデジタル通信のための十分に大きなインピーダンスを提供しない。例えば、プロセス制御ループで使用されるあるデジタル通信装置は、約２３０オームから約６００オームの間のインピーダンスを持つ電気要素を通る接続をすることが必要である。
【００３１】
図４は送信機２４と抵抗１２４間に直列に接続された直列抵抗１４２を含む図３に示される回路１２０と同様の電気回路１４０の一実施形態の回路図である。この直列抵抗１４２は約２５０オームとすることができ、また送信機２４とデジタル通信するための十分な電圧降下を提供するのに使用されることができる。例えば、抵抗１４２は、約２３０オームと６００オーム間の抵抗から構成することができる。例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）通信は、約２３０オーム〜６００オーム間のインピーダンスを必要とする。ＨＡＲＴ(登録商標）通信ユニットは、例えば、抵抗１４２又は送信機２４を横切る両端に接続されることができ、送信機２４とのデジタル通信に使用されることができる。特に、デジタル通信機は、端子１と２、端子２と３すなわち図４に示されるように接続されることができる。この構成は、２線プロセス制御ループ１２６上の送信機２４を多入力チャンネルを有するプロセス装置の入力チャンネルに接続するのに使用される、プロセス制御システムにおいて使用するための装置１４６を提供する。一例のプロセス装置は、上記のプロセス装置１６である。特に、第１の対の電気接続部は、２線プロセス変数送信機２４を含む２線プロセス制御ループ１２６に接続するように構成されている。該第１の対の電気接続部は、図４に示されているように、端子１，２及び３のいずれか二つから構成することができる。端子５及び６によって提供される第２の対の端子１４８は、プロセス装置１６の入力に結合するように構成されている。少なくとも一つの電気要素は前記第１または第２の対の電気接続部の一つの接続部間に直列に接続され、２線プロセス変数送信機２４とのデジタル通信に使用するように構成されている。図４に示される特定の例では、該電気要素は抵抗１４２のような抵抗から構成される。しかし、いかなる一個の電気要素または電気要素のグループが使用されることができる。該要素は、能動または受動素子であり得、所望の選択されたいかなる電気特性であっても良い。
【００３２】
図５は本発明の他の実施形態によるプロセス装置１６２を含む簡単化された電気回路１６０の回路図である。図５に示されるプロセス装置１６２は図４に示されるプロセス装置１４６と同様である。装置１６２は、抵抗１４２と並列に接続されるスイッチ１６４を含む。スイッチ１６４が閉じられると、抵抗１４２は電気的に短絡され、プロセス制御ループ１２６との直列接続から効果的に除去される。さらに、電気回路１６０は、装置１６２をプロセス制御ループ１２６に接続するように構成された接続部８及び９を有する。回路１６２は、図３及び図４に関して上記したものと同様に動作し、プロセス送信機２４をプロセス装置１６の入力に接続できるように構成されている。さらに、装置１６２は、デジタル通信機１６６が送信機２４と通信するためにプロセス制御ループ１２６に接続されるように構成されている。該通信装置１６６は、例えば、ローズマウントの携帯通信機のような携帯通信機から構成することができる。スイッチ１６４は、装置１６２が送信機２４とデジタル通信する必要がないように構成される時、選択的に閉じられる。また、代替のインピーダンスがプロセス制御ループ１２６中において、図５に示されていない他の要素を横切って挿入されるようにされた構成中で装置１６２が使用される時、スイッチ１６４は閉じられる。例えば、そのような他の要素により提供されるインピーダンスは送信機２４とのデジタル通信に使用されることができる。装置１６２のために示される特別な構成と要素は、望みとおりに構成されることができる。装置１６２は、電圧ベース入力を必要とするプロセス装置を有する電流ベースプロセス制御ループを通って通信するタイプの送信機２４の接続に使用されることができる。他の例では、ＬＥＤ１７０のような表示器が装置１６２中に設けられ、電力電源１２２がループ１２６上で正常に機能していることを示すのに使用される。該電力電源１２２は、もし必要なら、プロセス装置１６２の積分要素であってもよい。
【００３３】
プロセス装置１６２は、プロセス変数を感知するために使用されるタイプのプロセス変数送信機のいかなるタイプにも接続することができる。装置１６２は、デジタルデータが送信機２４から受信できまたは送信機２４へ送れるようにプロセス変数送信機２４とデジタル通信できるようにする。これは、送信機２４が携帯通信機のような特定のプロセス装置を用いて、構成またはモニタされるようにする。
【００３４】
本発明は好ましい実施形態を参照して説明されたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく変形できることを認識するであろう。電気要素は電気接続部間に結合する抵抗として説明されたが、デジタル通信はループの他の側（負の側）に該要素を置くことで提供されることができる。同様に、他の構成中に前記電気要素を配置することも本発明の範囲である。２４ボルト電源は、例えば直流の約１０〜約５０ボルトの間であれば、任意に選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】２線フィールド装着プロセス装置を用いたプロセス制御システムの概略図である。
【図２】図１に示されるプロセス装置のシステムブロック図である。
【図３】図１の装置の入力に結合するための電気回路図である。
【図４】図１のプロセス装置に接続するための電気回路図である。
【図５】図１のプロセス装置に接続するための電気回路図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０……プロセス制御システム
１２……制御室
１４……プロセス制御ループ
１６……プロセス装置
１７……カバー
１９……ベース
２０、２２、２３、２９……センサ
２４、３０……プロセス変数送信機
２５、３１……信号変換装置
２６、２８……抵抗温度装置
２７、３３……プロセスパイプ
３２、３４……アクチュエータ
【図１】
0004722447.tif 000002
【図２】
0004722447.tif 000003
【図３】
0004722447.tif 000004
【図４】
0004722447.tif 000005
【図５】
0004722447.tif 000006