СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКТИРОВКИ СИГНАЛОВ УДАЛЕННОГО ДАТЧИКА
METHODS AND DEVICE FOR CORRECTING SIGNALS OF A REMOTE SENSOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к компенсации датчика и, в частности, к способам и устройству для корректировки сигналов удаленного датчика.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Датчики обычно используются для измерения технологических переменных (например, температуры, давления и т.д.) в технологических средах (например, клапанах, резервуарах, подводящих трубопроводах и т.д.). Такие датчики часто соединены с управляющими устройствами (например, контроллерами клапана), расположенными вблизи технологических сред, для генерации сигналов, представляющих технологические переменные, и управляющими приводами (например, клапанами, переключателями, насосами и т.д.) для управления указанными технологическими переменными. Датчики обычно используют компенсирующую (например, аналоговую) схему, локальную для этих датчиков, для корректировки сигналов, отправляемых на управляющие устройства, расположенные удаленно от этих датчиков.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Пример способа включает извлечение с помощью первого процессора калибровочных данных, хранящихся в первом запоминающем устройстве вблизи первого процессора, причем калибровочные данные связаны с эксплуатационными характеристиками датчика вблизи первого процессора. Пример способа также включает отправку с помощью первого процессора калибровочных данных на второй процессор, расположенный удаленно относительно первого процессора, сохранение во втором запоминающем устройстве вблизи второго процессора калибровочных данных, отправленных на второй процессор, и прием на втором процессоре сигнала, сгенерированного указанным датчиком, причем первый процессор не принимает указанный сигнал. Кроме того, пример способа включает корректировку с помощью второго процессора указанного сигнала на основании калибровочных данных.
[0004] Пример устройства содержит датчик для генерации сигнала, первое запоминающее устройство для хранения калибровочных данных, связанных с указанным датчиком, и второе запоминающее устройство для хранения указанных калибровочных данных. Пример устройства также содержит первый процессор вблизи датчика и первого запоминающего устройства для извлечения калибровочных данных из первого запоминающего устройства и второй процессор вблизи второго запоминающего устройства, расположенный удаленно относительно первого процессора. Кроме того, второй процессор выполнен для приема сигнала от датчика, приема калибровочных данных от первого процессора и корректировки сигнала на основании указанных калибровочных данных.
[0005] Другое пример устройства содержит средства для генерации сигнала и первые средства для хранения калибровочных данных, связанных с указанными средствами для генерации. Это пример устройства содержит вторые средства для хранения данных и средства для извлечения калибровочных данных из первых средств для хранения, причем указанные средства для извлечения расположены вблизи указанных средств для генерации и первых средств для хранения. Кроме того, пример устройства содержит средства для приема сигнала от средств для генерации, причем средства для приема выполнены для приема калибровочных данных от средств для извлечения и корректировки сигнала на основании указанных калибровочных данных. Средства для приема находятся вблизи вторых средств для хранения и расположены удаленно относительно средств для извлечения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0006] На фиг. 1 показана структурная схема примерного локального управляющего блока и примерного удаленного воспринимающего блока, сконструированных в соответствии с идеями настоящего изобретения.
[0007] На фиг. 2 показана структурная схема примерного процессора, который может быть реализован в примерном локальном управляющем блоке, показанном на фиг. 1.
[0008] На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая пример способа, который может быть выполнен для реализации примерного локального управляющего блока и примерного удаленного воспринимающего блока, показанных на фиг. 1.
[0009] На фиг. 4 показана пример среды, в которой могут быть использованы примерный локальный управляющий блок и примерный удаленный воспринимающий блок, показанные на фиг. 1.
[0010] На фиг. 5 показана структурная схема примерной процессорной платформы, которая может реализовывать примерный локальный управляющий блок и/или примерный удаленный воспринимающий блок, показанные на фиг. 1 и/или 4, и/или пример способа, показанный на фиг. 3.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Примеры, раскрытые в настоящем документе, обеспечивают возможность использования удаленных датчиков, применяя встроенную цифровую компенсирующую, корректирующую и/или калибровочную схему в жестких внешних средах. В жестких внешних средах в ином случае такая схема может нарушать надлежащие корректировку, компенсацию и/или калибровку сигналов или измерений, предоставленных удаленными датчиками. В примерах, раскрытых в настоящем документе, удаленное воспринимающее устройство может быть расположено в системе управления процессом вблизи той ее части, которая отслеживается или управляется. Система управления процессом и удаленное воспринимающее устройство могут быть расположены в жесткой внешней среде и, в некоторых случаях, эта жесткая внешняя среда может подвергать удаленное воспринимающее устройство воздействию относительно высоких или низких температур, излучения, вибраций и т.д.
[0012] Удаленное воспринимающее устройство может содержать один или более датчиков (например, датчик температуры, датчик положения и т.д.), каждый из которых соединен с согласующими схемами, такими как, например, аналоговые усилители, фильтры и т.д.  Каждый из этих датчиков может измерять или обнаруживать один или более параметров, связанных с работой системы управления процессом. Например, один или более из указанных датчиков может обнаруживать положение (например, угловое положение и т.д.) привода системы управления процессом, в которой расположено указанное удаленное воспринимающее устройство. Согласующая схема часто устойчива к ошибкам, и, таким образом, на работу этой схемы могут неблагоприятно влиять жесткие внешние среды, воздействию которых может подвергаться удаленное воспринимающее устройство.
[0013] В примерах, раскрытых в настоящем документе, удаленное воспринимающее устройство может содержать процессор (например, цифровой микропроцессор) и связанное запоминающее устройство. Запоминающее устройство может быть использовано для хранения информации о компенсации, корректировке и/или калибровке датчика или их значений, доступных процессору. Такая информация может быть использована для корректировки, компенсации и/или калибровки сигналов, предоставленных датчиками удаленного воспринимающего устройства. Однако в отличие от согласующей схемы процессор и запоминающее устройство могут быть более чувствительными к жесткой внешней среде, воздействию которой подвергается удаленное воспринимающее устройство. В таких примерах, процессор и запоминающее устройство могут работать ненадежно, когда подвергаются воздействию жесткой внешней среды.
[0014] В работе, примеры, раскрытые в настоящем документе, используют процессор в удаленном воспринимающем устройстве для отправки информации о компенсации, корректировке и/или калибровке или их значений, сохраненных в запоминающем устройстве удаленного воспринимающего устройства, на локальное управляющее устройство. Локальное управляющее устройство расположено удаленно относительно удаленного воспринимающего устройства и не находится в жесткой внешней среде, в которой расположено указанное удаленное воспринимающее устройство. Локальное управляющее устройство может содержать процессор для хранения информации о компенсации, корректировке и/или калибровке или их значений в своем запоминающем устройстве.
[0015] В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальное управляющее устройство может запрашивать информацию о компенсации, корректировке и/или калибровке от удаленного воспринимающего устройства. В таких примерах, процессор локального управляющего устройства может запрашивать информацию о компенсации, корректировке и/или калибровке посредством доставки сигнала на удаленное воспринимающее устройство. Процессор удаленного воспринимающего устройства может быть выполнен с возможностью передачи информации о компенсации, корректировке и/или калибровке на процессор локального управляющего устройства при получении указанного запроса или сигнала. После того, как локальное управляющее устройство приняло информацию о компенсации, корректировке и/или калибровке от удаленного воспринимающего устройства, процессор и запоминающее устройство удаленного воспринимающего устройства могут быть деактивированы.  Однако, датчики и согласующая схема могут непрерывно или периодически обеспечивать сигналы датчика на локальное управляющее устройство для реализации, например, одного или более контуров управления процессом, отслеживания одного или более технологических параметров и т.д.
[0016] Преимущественно, сигналы датчика, принятые локальным управляющим устройством, корректируют, компенсируют и/или калибруют посредством процессора локального управляющего устройства, используя калибровочную информацию, предварительно принятую от удаленного воспринимающего устройства, тем самым обеспечивая локальному управляющему устройству возможность обеспечения более точного управления, отслеживания и разрешения. Таким способом, жесткая внешняя среда с потенциальной возможностью нарушения работы процессора или запоминающего устройства удаленного воспринимающего устройства не воздействует на постоянную или периодическую работу процесса, отслеживаемого и/или управляемого системой управления процессом. Локальное управляющее устройство продолжает принимать сигналы или измерения датчика от удаленного воспринимающего устройства и корректирует или компенсирует такие сигналы или измерения на локальном управляющем устройстве, которое не подвергается воздействию жесткой внешней среды.
[0017] В примерах, раскрытых в настоящем документе, информация о компенсации, корректировке и/или калибровке или их значения могут быть сохранены в запоминающем устройстве удаленного воспринимающего устройства во время изготовления удаленного воспринимающего устройства.  Эта информация или значения впоследствии могут быть отправлены на локальное управляющее устройство во время, когда удаленное воспринимающее устройство вводится в эксплуатацию (например, во время, когда система управления процессом не работает для управления процессом) и/или обычно во время, когда удаленное воспринимающее устройство не подвергается воздействию жесткой внешней среды, которая могла бы нарушать функциональность или работу его процессора и запоминающего устройства.
[0018] В примерах, раскрытых в настоящем документе, удаленное воспринимающее устройство может быть объединено с другими устройствами, такими как, например, контроллер клапана, привод, клапан и/или любое другое технологическое устройство.  Альтернативно, удаленное воспринимающее устройство может являться отдельным устройством (устройствами). В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальное управляющее устройство может быть объединено с другими устройствами, такими как, например, пневматическое реле, преобразователь, мембранный переключатель и/или любое другое устройство для управления процессом. Альтернативно, локальное управляющее устройство может являться отдельным устройством (устройствами).
[0019] На фиг. 1 показана пример среды 100 управления процессом, которая обеспечивает возможность корректировки сигналов удаленного датчика. Среда 100 управления процессом содержит примерный удаленный воспринимающий блок 102 и примерный локальный управляющий блок 104.
[0020] Удаленный воспринимающий блок 102 воспринимает, измеряет и/или обнаруживает один или более параметров, связанных с работой среды 100 управления процессом. Удаленный воспринимающий блок 102 также отправляет или передает компенсационные данные, калибровочные данные, справочные таблицы, инструкции, уравнения и т.д., в целом называемые в настоящем документе как «данные», на локальный управляющий блок 104. Удаленный воспринимающий блок 102 расположен в технологической среде, такой как, например, резервуар, подводящий трубопровод, клапан и т.д. В некоторых примерах, удаленный воспринимающий блок 102 может подвергаться воздействию жесткой внешней среды, которая проявляет относительно высокие или низкие температуры, излучение, вибрации и т.д. Однако, в других примерах, удаленный воспринимающий блок 102 может быть расположен смежно с технологической средой, но не внутри нее.  Дополнительно или альтернативно, часть удаленного воспринимающего блока 102 может быть открыта для технологической среды, тогда как другая его часть может не быть открыта для технологической среды и может быть расположено удаленно относительной той части, которая открыта для технологической среды.  В одном конкретном примере удаленный воспринимающий блок 102 может быть реализован в цифровом контроллере клапана Fisher FIELDVUE™ DVC6215, разработанном и продаваемом компанией Emerson Process Management. В других примерах для реализации примерного удаленного воспринимающего блока 102 может быть использована любая другая подходящая воспринимающая платформа. Удаленный воспринимающий блок 102 также содержит примерную схему 106 датчика, примерный детектор 108 уровня и примерный обрабатывающий блок 110.
[0021] Локальный управляющий блок 104 принимает сигналы датчика от удаленного воспринимающего блока 102. Локальный управляющий блок 104 также запрашивает удаленный воспринимающий блок 102 для отправки или передачи данных. В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальный управляющий блок 104 корректирует, калибрует и/или компенсирует сигналы датчика, принятые от удаленного воспринимающего блока 102. В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальный управляющий блок 104 может отслеживать среду 100 управления процессом и управлять ей, и, в частности, управлять технологическими переменными (например, температурой, давлением, положением золотника клапана/привода и т.д.) в технологических средах (например, клапанах, резервуарах, подводящих трубопроводах и т.д.). Локальный управляющий блок 104 расположен удаленно относительно удаленного воспринимающего блока 102. В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальный управляющий блок 104 может быть смонтирован на стене, трубопроводном стенде и т.д. или любых других подходящих средствах для присоединения, прикрепления, подвешивания и т.д. В некоторых примерах, локальный управляющий блок 104 может быть реализован цифровым контроллером клапана Fisher FIELDVUE™ DVC6205, разработанном и продаваемом компанией Emerson Process Management. В других примерах, для реализации локального управляющего блока 104 может быть использована любая другая подходящая управляющая платформа. Локальный управляющий блок 104 содержит примерный аналого-цифровой преобразователь 112 (АЦП), примерный процессор 114, примерное запоминающее устройство 116 и примерный переключатель 118.
[0022] В примерах, раскрытых в настоящем документе, удаленный воспринимающий блок 102 и локальный управляющий блок 104 соединены, связаны, скомпонованы и т.д. при помощи любого из беспроводного соединения (соединений), провода (проводов), кабеля (кабелей), токопроводящей жилы (жил) и/или любых других подходящих средств для соединения с возможностью осуществления связи локального управляющего блока 104 и удаленного воспринимающего блока 102. В примерах, раскрытых в настоящем документе, беспроводное соединение (соединения), провод (провода), кабель (кабели), токопроводящая жила (жилы) и/или любые другие подходящие средства для соединения с возможностью осуществления связи локального управляющегоблока 104 и удаленного воспринимающего блока 102 могут подвергаться воздействию умеренных условий (например, стандартные температура и давление) в среде 100 управления процессом, а не жестких условий. В примерах, раскрытых в настоящем документе, удаленный воспринимающий блок 102 и примерный локальный управляющий блок 104 могут быть выполнены с возможностью осуществления связи через указанные беспроводное соединение (соединения), провод (провода), кабель (кабели), токопроводящую жилу (жилы)  и т.д. с использованием протокола HART (highway addressable remote transducer, магистральный адресуемый дистанционный преобразователь),  протокола PROFIBUS (process field bus, шина полевого уровня) или любого другого аналогового или цифрового протокола промышленной автоматизации.
[0023] В примере, иллюстрированном на фиг. 1, примерная схема 106 датчика является любым типом (типами) электрической схемы и/или устройства (устройств), выполненного(ых) с возможностью восприятия, измерения и/или обнаружения технологических переменных, параметров и/или характеристик, связанных с работой среды 100 управления процессом. Например, схема 106 датчика может воспринимать температуру технологического элемента в технологической среде, такую как, например, температура жидкости, протекающей через клапан. В других примерах, схема 106 датчика может обнаруживать перемещение или изменение положения привода, выполненного с возможностью управления технологическими элементами, такими как, например, жидкости и/или газы, в среде 100 управления процессом. В таких примерах, привод может быть перемещен или повторно позиционирован для обеспечения возможности протекания через клапан большего или меньшего количества жидкости, а затем схема 106 датчика может измерять изменение положения указанного привода.  Схема 106 датчика может подвергаться воздействию технологических элементов среды 100 управления процессом (например, газов, жидкостей и т.д.) или быть восприимчива к взаимодействию (например, контакту, касанию и т.д.) с ними. В примерах, раскрытых в настоящем документе, схема 106 датчика может быть опущена, погружена в жесткую технологическую среду или иным образом подвергаться ее воздействию. Схема 106 датчика содержит примерные датчики 120а-с и примерные схемы 122а-с согласования сигнала.
[0024] Примерные датчики 120а-с воспринимают, измеряют и/или обнаруживают технологические переменные, параметры и/или характеристики технологических элементов в среде 100 управления процессом. В примерах, раскрытых в настоящем документе, датчики 120а-с могут содержать, например, датчики температуры (например, термопары, термостаты, термисторы и т.д.), выполненные с возможностью восприятия температуры технологического элемента (элементов), такого как жидкость. В некоторых примерах, датчики 120а-с могут содержать датчики положения, выполненные с возможностью обнаружения положения привода в среде 100 управления процессом, такого как, например, положение привода. В некоторых примерах, датчики 120а-с могут отслеживать положение золотника клапана в клапане. В других примерах, датчики 120а-с могут содержать датчики давления (например, датчики дифференциального давления, пьезорезистивные тензодатчики, датчики вакуумметрического давления и т.д.), выполненные с возможностью измерения давления в среде 100 управления процессом. Например, датчики 120а-с могут быть датчиками давления, погруженными в природный газ, проникающий через клапан, и выполненными с возможностью обнаружения давления в этом клапане. В примерах, раскрытых в настоящем документе, датчики 120а-с могут воспринимать, измерять и/или обнаруживать любую другую технологическую переменную (переменные), параметр (параметры) и/или характеристику (характеристики) среды 100 управления процессом.
[0025] Датчики 120а-с генерируют сигналы, называемые в настоящем документе «сигналами датчика», указывающие на технологическую переменную (переменные), параметр (параметры) и/или характеристику (характеристики), которые были измерены, восприняты и/или обнаружены. В некоторых примерах датчики 120а-с могут быть одинакового или различного типа (типов). Например, датчик 120а может быть датчиком температуры, а датчики 120b-с могут быть датчиками положения. В некоторых примерах датчики 120а-с генерируют сигналы датчика, указывающие на давление в клапане. Хотя в примере на фиг. 1 показаны три датчика, в удаленном воспринимающем блоке 102 может быть использовано любое количество и/или тип датчика (датчиков). Каждый из датчиков 120а-с электрически соединен с соответствующей схемой 122а-с согласования сигнала. Например, датчик 120а соединен со схемой 122а согласования сигнала, датчик 120b соединен со схемой 122b согласования сигнала, и датчик 120с соединен со схемой 122с согласования сигнала. Однако датчики 120а-с могут быть соединены с любым количеством согласующих схем. В примерах, раскрытых в настоящем документе, датчики 120а-с доставляют сигналы датчика на согласующие схемы 122а-с.
[0026] Схемы 122а-с согласования сигнала выполнены с возможностью манипулирования, модификации или согласования сигналов датчика, сгенерированных датчиками 120а-с. В некоторых примерах, схемы 122а-с согласования сигнала могут содержать операционные усилители, как показано в примере на фиг. 1. Схемы 122а-с согласования сигнала могут усиливать сигналы датчика до величин или форм, которые легко обнаруживаемы примерным процессором 114 и примерным АЦП 112. Дополнительно или альтернативно, схемы 122а-с согласования сигнала могут содержать фильтры низких или высоких частот.  В таких примерах, схемы 122а-с согласования сигнала могут фильтровать некоторые частоты или частотные диапазоны, сгенерированные датчиками 120а-с. Таким способом, схемы 122а-с согласования сигнала могут предотвращать доставку на локальный управляющий блок 104 сигнала датчика или его части определенного типа (типов), величины и/или частоты. В примерах, раскрытых в настоящем документе, схемы 122а-с согласования сигнала могут быть выполнены с возможностью модификации или согласования сигналов датчика любым подходящим способом. В примерах, раскрытых в настоящем документе, каждая из схем 122а-с согласования сигнала может быть соединена соответственно с АЦП 112 через примерные соединения 124а-с.
[0027] Примерные соединения 124а-с могут быть реализованы посредством любого из беспроводного соединения (соединений), провода (проводов), кабеля (кабелей), токопроводящей жилы (жил) и/или любых других подходящих средств для электрического соединения схем 122а-с согласования сигнала с АЦП 112. В примерах, раскрытых в настоящем документе, соединения 124а-с доставляют или передают сигналы датчика на АЦП 112 от датчиков 120а-с. Сигналы датчика могут доставляться на АЦП 112 непрерывно или до тех пор, пока соединения 124а-с не будут отсоединены или отделены от удаленного воспринимающего блока 102 и/или локального управляющего блока 104.  Следует отметить, что сигналы датчика, сгенерированные и согласованные схемой 106 датчика, не доставляются на процессор 126 удаленного воспринимающего блока 102.
[0028] В некоторых примерах, соединения 124а-с выполнены с возможностью поддержки любого типа (типов) протокола связи, такого как, например, протокол HART (highway addressable remote transducer, магистральный адресуемый дистанционный преобразователь), протокол PROFIBUS (process field bus, шина полевого уровня) или любой другой аналоговый или цифровой протокол промышленной автоматизации. Дополнительно, соединения 124а-с выполнены с возможностью присоединения к АЦП 112 или могут быть отсоединены от него. Соединения 124а-с могут быть выполнены с возможностью обеспечения пользователю в среде 100 управления процессом, такому как, например, технический специалист, возможности присоединения схемы 106 датчика к АЦП 112 и отсоединения ее от АЦП 112.
[0029] В иллюстрированном примере схема 112а согласования сигнала соединена с АЦП 112 через соединение 124а, схема 112b согласования сигнала соединена с АЦП 112 через соединение 124b, и схема 112с согласования сигнала соединена с АЦП 112 через соединение 124с. Хотя соединения 124а-с показаны в иллюстрированном примере на фиг. 1, следует понимать, что между схемой 106 датчика и АЦП 112 может существовать любое количество соединений 124а-с. В некоторых примерах, количество соединений между схемой 106 датчика и АЦП 112 может зависеть от количества датчиков 120а-с, содержащихся в удаленном воспринимающем устройстве 102. В некоторых примерах, схема 106 датчика может быть электрически соединена с АЦП 112 посредством одного соединения.
[0030] Примерный детектор 108 уровня выполнен с возможностью приема запроса (например, сигнала) от локального управляющего блока 104 и возможности активации или подачи электрической энергии на обрабатывающий блок 110. В некоторых примерах, детектор 108 уровня принимает сигнал определенной величины от локального управляющего блока 104 и направляет электрическую энергию на обрабатывающий блок 110. В других примерах, детектор 108 уровня сравнивает сигнал, принятый от локального управляющего блока 104, с пороговым значением. Пороговое значение может задавать минимальную или максимальную величину сигнала, требуемого для активации или включения обрабатывающего блока 110. Когда сигнал или запрос, доставленные на детектор 108 уровня удовлетворяет пороговому значению (например, превышает его), затем электрическая энергия может доставляться на обрабатывающий блок 110. В других таких примерах, когда сигнал, доставленный на детектор 108 уровня, не удовлетворяет пороговому значению, детектор 108 уровня может предотвращать доставку электрической энергии на обрабатывающий блок 110. В некоторых примерах детектор 105 уровня может быть любым из переключателя, диода и/или схемы любого типа, выполненных с возможностью обнаружения напряжения или уровня сигнала и/или передавать электрическую энергию на обрабатывающий блок 110.
[0031] В примерах, раскрытых в настоящем документе, детектор 108 уровня электрически соединен с примерным обрабатывающим блоком 110 через примерный транзистор 132. Транзистор 132 может быть комплиментарным транзистором со структурой металл-оксид-полупроводник (КМОП-транзистором) или любым другим типом (типами) транзистора, использующим любой тип (типы) полупроводниковой подложки. Реализация транзистора 132 не ограничена до одного транзистора и, альтернативно, для реализации транзистора 132 может быть использовано любое количество транзисторов. В примерах, раскрытых в настоящем документе, детектор 108 уровня может обеспечивать электрическую энергию на обрабатывающий блок 110 через транзистор 132. В некоторых примерах транзистор 132 реализован как электрический переключатель, который проводит, когда детектор 108 уровня принимает запрос, который удовлетворяет пороговому значению, тем самым доставляя электрическую энергию на обрабатывающий блок 110. Следует понимать, что транзистор 132 может быть реализован посредством любых средств, электрически соединяющих детектор 108 уровня с обрабатывающим блоком 110. Дополнительно или альтернативно, удаленный воспринимающий блок 102 может быть реализован и работать без транзистора 132. В таких примерах, детектор 108 уровня может напрямую предотвращать предоставление электрической энергии на обрабатывающий блок 110, или разрешать это. Также следует понимать, что транзистор 132 может быть заменен и/или реализован посредством любой электрической схемы (схем).
[0032] Примерный обрабатывающий блок 110 является электронной схемой, выполненной с возможностью проведения или исполнения инструкций посредством выполнения арифметических операций, логических операций, управляющих операций и т.д. и сохранения информации. Обрабатывающий блок 110 сохраняет данные, которые могут быть использованы для компенсации, корректировки и/или калибровки сигналов датчика, сгенерированных датчиками 120а-с. Обрабатывающий блок 110 также выполнен с возможностью отправки данных на локальный управляющий блок 104. В некоторых примерах, обрабатывающий блок 110 устанавливается в удаленном воспринимающем блоке 102 во время изготовления. Во время нормальной работы удаленного воспринимающего блока 102 обрабатывающий блок 110 бездействует, и на него не подается электрическая энергия. Как использовано в настоящем документе, нормальной работой называется такая работа среды 100 управления процессом, когда сигналы датчика (датчиков) передаются на локальный управляющий блок 104 от удаленного воспринимающего блока 102, и в которой технологические элементы проходят через технологические среды (например, текучая среда протекает через клапан, газ проникает через подводящий трубопровод и т.д.).  Детектор 108 уровня препятствует работе обрабатывающего блока 110 во время нормальной работы. В примерах, раскрытых в настоящем документе, детектор 108 уровня может активировать обрабатывающий блок 110 в результате операций, выполняемых локальным управляющим блоком 104. Обрабатывающий блок 110 содержит примерный процессор 126, примерное запоминающее устройство 128 и примерный операционный усилитель 130.
[0033] Примерный процессор 126 является микропроцессором и/или другим типом обрабатывающего блока, выполненного с возможностью осуществления доступа к данным и извлечения их из запоминающего устройства 128. Процессор 126 также отправляет или передает данные на локальный управляющий блок 104 при запросе. Процессор 126 находится вблизи запоминающего устройства 128 и схемы 106 датчика. В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 126 деактивирован, или питание его отключено, во время нормальной работы удаленного воспринимающего блока 102. Однако, в примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 126 может быть активирован или снабжен электрической энергией от детектора 108 уровня на основании операций, выполненных локальным управляющим блоком 104.
[0034] Запоминающее устройство 128 сохраняет данные и выполнено с возможностью осуществления доступа процессором 126. В примерах, раскрытых в настоящем документе, запоминающее устройство 128 может быть реализовано посредством энергонезависимого запоминающего устройства (например, флеш-память, постоянное запоминающее устройство, магнитное компьютерное устройство хранения и т.д.). Запоминающее устройство 128 может быть дополнительно или альтернативно реализовано посредством одного или более устройств массовой памяти, таких как жесткий диск (диски), компакт-диск (диски), цифровой диск (диски) формата DVD и т.д.
[0035] В примерах, раскрытых в настоящем документе, запоминающее устройство 128 сохраняет данные. В некоторых примерах запоминающее устройство 128 сохраняет данные, связанные с эксплуатационной характеристикой (характеристиками) датчиков 120а-с.  Например, запоминающее устройство 128 может сохранять данные, содержащие применимые смещения, коэффициенты усиления, отношения линеаризации и т.д., подлежащие применению к сигналу (сигналам) датчика посредством процессора для эффективной корректировки, калибровки и/или компенсации сигнала (сигналов) датчика. В таких примерах эти данные могут быть использованы процессором для модификации или регулировки сигнала (сигналов) датчика для улучшения точности или прецезионности. В силу этого процессор может интерпретировать и применять данные, сохраненные в запоминающем устройстве 128, для определения точной величины или значения сигнала (сигналов) датчика, которые в ином случае могут быть неточными или ошибочными. В некоторых примерах, данные сохраняют в запоминающем устройстве 128 во время изготовления воспринимающего блока 102. В примерах, раскрытых в настоящем документе, запоминающее устройство не является доступным для процессора 126, если на обрабатывающий блок 110 не подана электрическая энергия посредством детектора 108 уровня.
[0036] Когда обрабатывающий блок 110 работает, активирован или снабжен электрической энергией, процессор 126 осуществляет доступ к данным и/или извлекает их из запоминающего устройства 128 и отправляет или передает указанные данные на локальный управляющий блок 104 через примерный операционный усилитель 130. Операционный усилитель 130 усиливает сигнал (сигналы), несущий и/или указывающий на данные, сохраненные в запоминающем устройстве 128, до величины или значения, обнаруживаемого или различимого локальным управляющим блоком 104. В примерах, раскрытых в настоящем документе, данные, отправленные или переданные на локальный управляющий блок 104 затем сохраняют в локальном управляющем блоке 104. Хотя в примере, иллюстрированном на фиг. 1, показан только один операционный усилитель, для усиления сигнала (сигналов), несущего данные, сохраненные в запоминающем устройстве 128, может быть использовано любое количество операционных усилителей.
[0037] Когда обрабатывающий блок 110 бездействует, деактивирован или не снабжен электрической энергией, операционный усилитель 130 не принимает электрическую энергию и, таким образом, не усиливает сигнал, указывающий на данные, сохраненные в запоминающем устройстве 128. В силу этого, операционный усилитель 130 бездействует, когда обрабатывающий блок 110 деактивирован (например, во время нормальной работы).
[0038] Возвращаясь к локальному управляющему блоку 104, показанному на фиг. 1, примерный АЦП 112 выполнен с возможностью преобразования аналоговых сигналов в цифровые сигналы. АЦП 112 также может быть реализован при помощи любого типа (типов) схемы (схем) и/или интегральной схемы (схем). В примерах, раскрытых в настоящем документе, АЦП 112 принимает сигнал датчика (например, в аналоговой форме) от удаленного воспринимающего блока 102 и преобразует аналоговые сигналы датчика в цифровую форму. АЦП 112 затем доставляет оцифрованные сигналы датчика на процессор 114. Хотя в примере, иллюстрированном на фиг. 1, показан только один АЦП, в локальном управляющем блоке 104 может быть реализовано любое количество АЦП.
[0039] Примерный процессор 114 локального управляющего блока 104 является микропроцессором и/или другим типом (типами) центрального процессора, выполненного с возможностью осуществления доступа к данным и извлечения их из примерного запоминающего устройства 116. Процессор 114 расположен вблизи запоминающего устройства 116 и АЦП 112. Процессор 114 также выполнен с возможностью приема данных от удаленного воспринимающего блока 102. В частности, процессор 114 принимает данные, отправленные и переданные от процессора 126. В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 114 сохраняет принятые данные в запоминающем устройстве 116. Процессор 114 может осуществлять доступ к запоминающему устройству 116 и определять, достаточное ли количество ресурсов и/или информации сохранено в нем, которое может быть использовано для определения измерения. В некоторых примерах, процессор 114 может запрашивать процессор 126 для осуществления доступа к данным и/или извлечения их из запоминающего устройства 128 и для отправки этих данных. Данные, запрошенные от процессора 126, могут содержать справочные таблицы и/или любые другие средства для определения соотношений электрических единиц измерения с физическими величинами (например, милливольт с градусами Цельсия, микроампер с Паскалями и т.д.), полезных для определения значения измерения. В таких примерах, процессор 114 может быть выполнен с возможностью управления примерным переключателем 118. В частности, в некоторых примерах, процессор 114 может выдавать сигнал на переключатель 118 для инициации запроса данных, сохраненных в запоминающем устройстве 128. В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 114 также выполнен с возможностью корректировки, калибровки и/или компенсации сигналов датчика, принятых от удаленного воспринимающего блока 102, с помощью данных, принятых от удаленного воспринимающего блока 102.
[0040] Примерное запоминающее устройство 116 сохраняет информацию и выполнено с возможностью осуществления доступа процессором 114. В примерах, раскрытых в настоящем документе, запоминающее устройство 116 может быть реализовано с использованием носителя, аналогичного запоминающему устройству 128. Например, запоминающее устройство 128 реализовано посредством энергонезависимого запоминающего устройства (например, флеш-память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), магнитное компьютерное устройство хранения и т.д.), энергозависимого запоминающего устройства (например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)) и/или одного или более устройств массовой памяти, таких как жесткий диск (диски), компакт-диск (диски), цифровой диск (диски) формата DVD и т.д. В примерах, раскрытых в настоящем документе, запоминающее устройство 116 сохраняет данные, запрошенные и принятые от удаленного воспринимающего блока 102.
REF, 1
REF, 2
[0041] Переключатель 118 выполнен с возможностью приема сигнала от процессора 114 и доставки различного сигнала в качестве запроса данных на удаленный воспринимающий блок 102. Хотя на фиг. 1 показана примерная реализация переключателя 118, переключатель 118 может быть реализован посредством любой схемы (схем) или устройства (устройств). В примерах, раскрытых в настоящем документе, переключатель 118 может быть реализован посредством любых подходящих средств для передачи и ретрансляции запроса данных на удаленный воспринимающий блок 102. В примере, иллюстрированном на фиг. 1, переключатель 118 содержит примерные транзисторы 134, 136 и снабжен примерными опорными напряжениями V 138 и V 140.
[0042] В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 114 локального управляющего блока 104 соединен с удаленным воспринимающим блоком 102 при помощи примерного соединения 142. Примерное соединение 142 может быть реализовано любым подходящим способом, аналогичным или идентичным примерным соединениям 124а-с.
[0043] В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 114 локального управляющего блока 104 также соединен с удаленным воспринимающим блоком 102 через переключатель 118 и примерное соединение 144. Соединение 144 может быть реализовано любым подходящим способом, аналогичным или идентичным примерным соединениям 124а-с, 142. В некоторых примерах, соединения 124а-с, 142 и 144 могут содержать любое количество беспроводных соединений и/или могут быть реализованы с использованием любого количества проводов, кабелей или токопроводящих жил, соединяющих удаленный воспринимающий блок 102 с локальным управляющим блоком 104.
[0044] В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 114 локального управляющего блока 104 запрашивает передачу данных, сохраненных в запоминающем устройстве 128, используя переключатель 118. В примере, иллюстрированном на фиг. 1, процессор 114 передает сигнал (сигналы) на переключатель 118 для данных, сохраненных в запоминающем устройстве 128. В некоторых примерах, процессор 114 передает сигнал (сигналы) на переключатель 118 во время периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода или простоя. Периодом ввода в эксплуатацию, как использован в настоящем документе, называется период, в котором работа и/или совместимость локального управляющего блока 104 с удаленным воспринимающим блоком 102 устанавливается и/или конфигурируется. Например, во время периода ввода в эксплуатацию локальный управляющий блок 104 может быть исходно присоединен (например, из отсоединенного состояния) к удаленному воспринимающему блоку 102 человеком, который присоединяет локальный управляющий блок 104 к удаленному воспринимающему блоку 102 с помощью соединений 124а-с, 142, 144. Калибровочным периодом, как использован в настоящем документе, называется период, в котором датчики 120а-с тестируются и/или регулируются для поверки и/или определения точности и прецезионности. В некоторых примерах, калибровочные приспособления и/или процессоры могут быть присоединены к удаленному воспринимающему блоку 102 и/или локальному управляющему блоку 104 уполномоченным персоналом во время калибровочного периода. Как использовано в настоящем документе, простоем называется период, в котором технологические элементы (например, жидкости, газы и т.п.) временно прекращают продвигаться или протекать через технологические среды (например, клапаны, подводящие трубопроводы и т.д.).  В примерах, раскрытых в настоящем документе, продвижение или протекание технологических элементов через технологические среды может прекращаться во время любого из периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода или простоя. Дополнительно, процессор 114 может передавать сигнал (сигналы) на переключатель 118 во время любого из периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода и/или простоя, когда соединения 124а-с, 142, 144 обеспечены на удаленный воспринимающий блок 102 и локальный управляющий блок 104. В некоторых примерах, удаленный воспринимающий блок 102 может быть отсоединен от локального управляющего блока 104 или выведен из взаимодействия с ним, и заменен на новый или различный удаленный воспринимающий блок 102 во время любого из периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода или простоя. В примерах, раскрытых в настоящем документе, среда 100 управления процессом является объектом нормальной работы за исключением любого из периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода или простоя.
[0045] Сигнал (сигналы), переданные процессором 114 на переключатель 118 (например, во время любого из периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода или простоя) вызывает доставку переключателем 118 сигнала на детектор 108 уровня, который удовлетворяет пороговому значению.
REF, 1
REF, 2
REF, 1
REF, 2
REF, 1
REF, 2
REF, 1
REF, 2
[0046] В примерах, раскрытых в настоящем документе, одно из примерных опорных напряжений V 138, V 140 подается на детектор 108 уровня во время нормальной работы среды 100 управления процессом. В примере, иллюстрированном на фиг. 1, опорные напряжения V 138, V140, поданные на переключатель 118, имеют различные величины. Одно из опорных напряжений V 138, V 140, поданных на детектор 108 уровня во время нормальной работы среды 100 управления процессом, вызывает предотвращение детектором 108 уровня подачи электрической энергии на обрабатывающий блок 110. В некоторых примерах детектор 105 уровня предотвращает обеспечение электрической энергии на обрабатывающий блок 110 посредством сравнения поданного опорного напряжения (например, опорного напряжения V 138 или V 140) с пороговым значением и прекращения доставки электрической энергии на обрабатывающий блок 110.
REF, 1
REF, 2
REF, 1
REF, 2
REF, 2
REF, 1
REF, 1
REF, 2
REF, 1
REF, 2
REF, 1
REF, 2
[0047] Когда сигнал (сигналы) передан процессором 114 на переключатель 118, этот переданный сигнал (сигналы) вызывает подачу различного одного из опорных напряжений V 138, V 140 на детектор 108 уровня. Например, если опорное напряжение V 138 доставлено на детектор 108 уровня во время нормальной работы среды 100 управления процессом, сигнал (сигналы), переданные на переключатель 118 вызывают доставку переключателем 118 опорного напряжения V 140 на детектор 108 уровня. Альтернативно, если опорное напряжение V 140 доставлено на детектор 108 уровня во время нормальной работы среды 100 управления процессом, сигнал (сигналы), переданные на переключатель 118, вызывают доставку переключателем 118 опорного напряжения V 138 на детектор 108 уровня. В силу этого, различное одно из опорных напряжений V 138, V 140, доставленное на детектор 118 уровня, вызывает обеспечение детектором 108 уровня электрической энергии на обрабатывающий блок 110. В некоторых примерах, детектор 108 уровня идентифицирует, что обеспеченные сигнал или напряжение удовлетворяют пороговому значению. Таким способом, детектор 108 уровня может обнаруживать указанное различное одно из опорных напряжений V 138, V 140 и способствовать обеспечению электрической энергии на процессор 126, запоминающее устройство 128 и операционный усилитель 130 через транзистор 132. В примерах, раскрытых в настоящем документе, указанное различное одно из опорных напряжений V 138, V 140 может подавать электрическую энергию на обрабатывающий блок 110. Впоследствии, процессор 126 выполнен с возможностью осуществления доступа к данным и их извлечения из запоминающего устройства 128 и передачи этих данных на процессор 114 через операционный усилитель 130.
[0048] Хотя процессор 114 выполнен с возможностью запроса данных от удаленного воспринимающего блока 102 во время любого из периодов ввода в эксплуатацию, калибровочных периодов и/или простоев, процессор 114 также выполнен с возможностью запроса данных от удаленного воспринимающего блока 102 в зависимости от человеческого участия и/или пользовательской инструкции (инструкций) или независимо от этого. Например, процессор 114 может быть проинструктирован уполномоченным пользователем во время любого из периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода и/или простоя для запроса данных от запоминающего устройства 128. В таких примерах, уполномоченный пользователь может присоединять другое устройство к локальному управляющему блоку 104 и применять конфигурационное программное обеспечение для того, чтобы способствовать работе процессора 114. В других примерах, процессор 114 может быть выполнен с возможностью автоматического запроса данных от удаленного воспринимающего блока 102 в периодические или апериодические интервалы во время любого из периодов ввода в эксплуатацию, калибровочных периодов и/или простоев независимо от человеческого участия. В таких примерах, процессор 114 может доставлять в периодические или апериодические интервалы сигнал (сигналы) на переключатель 118 для активации обрабатывающего блока 110. В других примерах, процессор 114 может быть выполнен с возможностью автоматического запроса данных от удаленного воспринимающего блока 102, когда среда 100 управления процессом не работает во время периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода и/или простоя. В таких примерах, процессор 114 может быть выполнен с возможностью прерывания нормальной работы среды 100 управления процессом и запроса данных от удаленного воспринимающего блока 102 посредством активации обрабатывающего блока 110. В приведенном выше примере, процессор 114 может запрашивать данные от процессора 126 посредством побуждения детектора 108 уровня доставлять электрическую энергию во время нормальной работы среды 100 управления процессом.
[0049] В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 114 использует данные, принятые от процессора 126, для корректировки, калибровки и/или компенсации сигналов датчика. Процессор 114 может сравнивать величину оцифрованного сигнала (сигналов) датчика, принятого от АЦП 112, с данными, полученными от процессора 126 для корректировки, калибровки и/или компенсации надлежащим образом сигнала (сигналов) датчика. Например, некоторые из датчиков 120а-с могут воспринимать, измерять и/или обнаруживать технологическую переменную, параметр и/или характеристику технологического элемента и/или технологической среды и генерировать сигнал датчика, который изменяется нелинейным образом с указанными технологической переменной, параметром и/или характеристикой, которая была воспринята, измерена и/или обнаружена.  В силу этого, процессор 114, в некоторых примерах, может использовать эти данные для регулировки или модификации числового коэффициента (коэффициентов), заданного уравнением, характеризующим нелинейное отношение между сигналом датчика и указанной технологической переменной, параметром и/или характеристикой, которая была воспринята, измерена и/или обнаружена.   Например, напряжение или ток, присутствующие на некоторых из датчиков 120а-с, могут изменяться экспоненциально с изменением давления. В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 114 может использовать сигнал (сигналы) датчика в качестве входа для уравнения, характеризующего нелинейное отношение, и решать это уравнение для определения измерения, соответствующего сигналу (сигналам) датчика (например, температуру в градусах Фаренгейта, давление в Паскалях и т.д.). Регулировка или модификация числового коэффициента (коэффициентов) может обеспечивать процессору 114 возможность калибровки датчиков 120а-с и точного определения значения (значений) сигнала (сигналов) датчика, которое в ином случае может быть неточным или непрецизионным. Таким способом, процессор 114 может калибровать и/или корректировать датчики 120а-с и/или сигнал (сигналы) датчиков, используя данные, принятые и запрошенные от удаленного воспринимающего блока 102. В некоторых примерах, скорректированные сигналы датчика могут быть использованы процессором 114 для управления процессом в среде 100 управления процессом.
[0050] В других примерах, процессор 114 корректирует сигнал (сигналы) датчика посредством применения смещения и/или коэффициента усиления, указанного в данных, хранящихся в запоминающем устройстве 116 и считанного из них к величине (величинам) оцифрованного сигнала (сигналов) датчиков. В таких примерах, напряжение и/или ток, присутствующие на некоторых из датчиков 120а-с и указывающие на величину технологической переменной, которая была воспринята, измерена и/или обнаружена, могут быть неточно (например, вне диапазона допустимых отклонений) усиливаться или затухать между некоторыми из датчиков 120а-с и АЦП 112. Схемы 112а-b согласования сигнала могут неточно усиливать или ослаблять сигнал (сигналы) датчика, тем самым представляя сигнал (сигналы) датчика неточным, непрецезионным или ошибочным. Следовательно, соответствующий цифровой сигнал (сигналы) датчика, обеспеченный на процессор 114 от АЦП 112, также может быть представлен неточным, непрецезионным или ошибочным. Таким способом, процессор 114 может использовать данные, запрошенные и принятые от процессора 126, для корректировки сигнала (сигналов) датчика для точной величины (величин) или значения (значений), воспринятых на некоторых из датчиков 120а-с, и для вычисления эффектов усиления или ослабления, вызванных некоторыми из схем 122а-с согласования сигнала.
[0051] Хотя пример способа реализации удаленного воспринимающего блока 102 и локального управляющего блока 104 показан на фиг. 1, один или более из элементов, процессов и/или устройств, показанных на фиг. 1, могут быть объединены, разделены, переставлены, опущены, исключены и/или реализованы любым другим способом. Кроме того, примерный детектор 108 уровня, примерный АЦП 112, примерный процессор 114, примерное запоминающее устройство 116, примерный переключатель 118, примерный процессор 126 и примерное запоминающее устройство 128 могут быть реализованы посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения, прошивки и/или любой комбинации аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или прошивки. Таким образом, например, любой из примерного детектора 108 уровня, примерного АЦП 112, примерного процессора 114, примерного запоминающего устройства 116, примерного переключателя 118, примерного процессора 126 и примерного запоминающего устройства 128 могут быть реализованы посредством одного или более аналоговой или цифровой схемы (схем), логических схем, программируемого процессора (процессоров), специализированной интегральной схемы (схем) (ASIC), программируемого логического устройства (устройств) (ПЛУ) и/или логического устройства (устройств), программируемого пользователем (FPLD). При прочтении любого из пунктов формулы изобретения относительно устройства или системы этого патента для покрытия полностью программной и/или программно-аппаратной реализации, по меньшей мере один из примерного детектора 108 уровня, примерного АЦП 112, примерного процессора 114, примерного запоминающего устройства 116, примерного переключателя 118, примерного процессора 126 и примерного запоминающего устройства 128 настоящим ясно определен для включения материального читаемого компьютером запоминающего устройства или диска для хранения данных, такого как запоминающее устройство, цифровой диск формата DVD, компакт-диск (CD), диск Blu-ray и т. д., хранящие программное обеспечение и/или прошивку. Дополнительно, примерный удаленный воспринимающий блок 102 и примерный локальный управляющий блок 104 могут содержать один или более элементов, процессов и/или устройств в дополнение к иллюстрированным на фиг. 1 или вместо них, и/или могут содержать более, чем один из любых или всех из иллюстрированных элементов, процессов и устройств.
[0052] На фиг. 2 показана структурная схема, изображающая примерную реализацию примерного процессора 114, показанного на фиг. 1. В иллюстрированном примере процессор 114 содержит примерный калибратор 200, примерный измерительный процессор 202 и примерный генератор 204 запроса.
[0053] Примерный калибратор 200 калибрует датчики 120а-с и/или сигналы датчика, принятые от них (фиг. 1). Калибратор 200 осуществляет доступ к данным из запоминающего устройства 116 и принимает оцифрованные сигналы датчика от АЦП 112. В примерах, раскрытых в настоящем документе, калибратор 200 может регулировать или модифицировать числовые коэффициенты, заданные уравнениями, характеризующими отношения между датчиками 120а-с или сигналами датчика и указанными технологической переменной, параметром и/или характеристикой, которая была воспринята, измерена и/или обнаружена. В таких примерах, регулировка или модификация числовых коэффициентов обеспечивает возможность более точного анализа сигналов датчика и вычисления вариаций изготовления между датчиками 120а-с. Калибратор 200 также может применять смещения или коэффициенты усиления к сигналу датчика для компенсации ожидаемых эффектов усиления или ослабления.
[0054] Примерный измерительный процессор 202 генерирует или определяет измерения или физические величины, представляющие сигналы датчика. В примерах, раскрытых в настоящем документе, измерительный процессор 202 использует данные и/или любые другие средства для определения соотношений электрических единиц измерения с физическими величинами для генерации измерений. Измерительный процессор 202 также может сравнивать сгенерированное измерение с рекомендованной рабочей точкой или диапазоном работы и управлять процессом. Например, измерительный процессор 202 может определять измерение, указывающее на процесс, работающий вне рекомендованного рабочего диапазона. В таких примерах, после анализа измерения измерительный процессор 202 может управлять процессом посредством отправки сигнала на привод для управления процессом. В примерах, раскрытых в настоящем документе, измерительный процессор 202 может принимать калиброванные и/или скорректированные сигналы датчика от калибратора 200, который может быть использован для точной генерации измерений.
[0055] Примерный генератор 204 запроса генерирует запрос данных для инициации извлечения данных из удаленного воспринимающего блока 102 (фиг. 1). В некоторых примерах, генератор 204 запроса может генерировать и передавать сигнал на переключатель 118, показанный на фиг. 1, для инициации активации обрабатывающего блока 110. В примерах, раскрытых в настоящем документе, генератор 204 запроса может определять, необходим ли запрос данных от удаленного воспринимающего блока 102. В таких примерах, генератор 204 запроса может осуществлять доступ к запоминающему устройству 116 для определения того, сохраняет ли это запоминающее устройство 116 данные. Если запоминающее устройство 116 сохраняет данные, генератор 204 запроса может осуществлять доступ к запоминающему устройству 116 для определения того, связаны ли данные, сохраненные в нем, с датчиками 120а-с, с которыми локальный управляющий блок 104 соединен в настоящий момент. Таким способом, генератор 204 запроса может определять, требуется ли передача данных от процессора 126 для того, чтобы способствовать корректировке, калибровке и/или компенсации датчиков 120а-с и/или сигналов датчика. Дополнительно, генератор 204 запроса может определять, соединен ли локальный управляющий блок 104 с новым или различным удаленным воспринимающим блоком 102, что тем самым требует передачи новых или различных данных.
[0056] На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая пример способа 300, который может быть выполнен для реализации примерного удаленного воспринимающего блока 102 и примерного локального управляющего блока 104, показанных на фиг. 1. Пример способа 300 начинается, когда локальный процессор 114 определяет, запрашивать ли калибровочные данные от удаленного процессора 126 (блок 305). Следует понимать, что калибровочные данные могут содержать данные компенсации, данные корректировки, справочные таблицы и т.д. В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальный процессор 114 может определять, запрашивать ли калибровочные данные от удаленного процессора 126, при помощи идентификации и/или определения рабочего состояния или статуса (например, нормальная работа, калибровочный период, период ввода в эксплуатацию, простой и т.д.) среды 100 управления процессом. Если локальный процессор 114 не запросил калибровочные данные от удаленного процессора 126 в блоке 305, процессор 114 определяет, сохранены ли уже эти калибровочные данные (например, или скорее, были ли предварительно переданы калибровочные данные от удаленного процессора 126) в локальном запоминающем устройстве 116 (блок 310). Как отмечено выше, локальный процессор 114 может не запрашивать калибровочные данные, если удаленный воспринимающий блок 102 и локальный управляющий блок 104 работают нормально. Если локальный процессор 114 определяет, что запрос калибровочных данных еще не выполнен (блок 305 возвращает результат «НЕТ»), пример способа 300 переходит к блоку 310. В блоке 310, если локальный процессор 114 определяет, что калибровочные данные не сохранены в локальном запоминающем устройстве 116, то пример способа 300 возвращает управление к блоку 305.
REF, 1
REF, 2
REF, 1
REF, 2
[0057] Если локальный процессор 114 запросил калибровочные данные от удаленного процессора 126 (блок 305), локальный процессор 114 начинает работу удаленного процессора 126 (блок 315). В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальный процессор 114 может передавать сигнал на переключатель 118 (фиг. 1), который впоследствии обеспечивает одно из опорных напряжений V 138, V 140 на детектор 108 уровня, где указанное одно из опорных напряжений V138, V 140 различается от опорного напряжения, обеспеченного на детектор 108 уровня во время нормальной работы. Детектор 108 уровня определяет изменение напряжения или удовлетворение порогового значения и затем обеспечивает электрическую энергию на обрабатывающий блок 110. Обрабатывающий блок активируют, и удаленный процессор 126, удаленное запоминающее устройство 128 и операционный усилитель 130 включаются. Следует понимать, что сигнал (сигналы), обеспеченные на переключатель 118, и электрическая энергия, обеспеченная на обрабатывающий блок 110, могут быть обеспечены в течение любого количества или периода времени, тем самым активируя обрабатывающий блок 110 в течение любого количества или периода времени. В таких примерах, локальный процессор 114 может прерывать нормальную работу среды 100 управления процессом в любой момент времени для инициации работы обрабатывающего блока 110. Дополнительно, локальный процессор 114 может запрашивать калибровочные данные от удаленного процессора 126 (например, тем самым начиная работу удаленного процессора 126) в любой периодический или апериодический интервал во время периода ввода в эксплуатацию, калибровочного периода и/или простоя.
[0058] Затем удаленный процессор 126 извлекает калибровочные данные из удаленного запоминающего устройства 128 (блок 320). Удаленный процессор 126 осуществляет доступ к удаленному запоминающему устройству 128, получает калибровочные данные и подготавливает эти калибровочные данные для доставки. Далее, удаленный процессор 126 отправляет калибровочные данные на локальный процессор 114 (блок 325). Впоследствии локальный процессор 114 принимает калибровочные данные и подготавливает их для сохранения. После приема калибровочных данных локальный процессор 114 сохраняет их в локальном запоминающем устройстве 116 (блок 330).
[0059] Возвращаясь к блоку 310, если локальный процессор 114 определяет, что калибровочные данные сохранены (например, или скорее, что калибровочные данные были предварительно переданы от удаленного процессора 126) в локальном запоминающем устройстве 116 (блок 310), локальный процессор 114 может определять, что запрос калибровочных данных является ненужным. В таких примерах, локальный процессор 114 определяет, что калибровочные данные доступны от локального запоминающего устройства 116, и блоки 315-330 обходятся. В силу этого, локальный процессор 114 идентифицирует, что локальное запоминающее устройство 116 содержит калибровочные данные, сохраненные в нем, и что запрос калибровочных данных снова будет излишним.  Затем локальный процессор 114 принимает сигнал (сигналы) датчика от датчиков 120а-с (блок 335). Однако следует отметить, что сигнал (сигналы) датчика и калибровочные данные могут быть доставлены на локальный процессор 114 по существу одновременно или параллельно (например, блоки 315-330 и блок 335 происходят по существу в одно и то же время). Кроме того, следует отметить, что блоки 315-330 могут быть выполнены до, во время и/или после того, как принят сигнал (сигналы) датчика.
[0060] В некоторых примерах, локальный процессор 114 может записывать или сохранять сигнал (сигналы) датчика в локальном запоминающем устройстве 116 по отношению к моменту (моментам) времени, когда этот сигнал (сигналы) принят(ы). При приеме сигнала (сигналов) датчика (блок 335), локальный процессор 114 может определять, что калибровочные данные обеспечивают локальному процессору 114 возможность извлечения измерения из сигнала (сигналов) датчика. Например, локальный процессор 114 может определять, могут ли быть применены эти калибровочные данные к сигналу (сигналам) датчика для определения измерения, такого как, например, физическая величина, представляющая давление природного газа, протекающего через клапан.
[0061] После приема сигнала (сигналов) датчика в примерном способе 300 (блок 335), локальный процессор 114 корректирует сигнал датчика (датчиков) (блок 340). Например, локальный процессор 114 может корректировать сигнал (сигналы) датчика посредством применения смещения или коэффициента усиления. В некоторых примерах, локальный процессор 114 корректирует сигнал (сигналы) датчика цифровым образом. В других примерах, локальный процессор использует калибровочные данные для корректировки, компенсации и/или калибровки датчиков 120а-с. Альтернативно, в некоторых примерах, локальный процессор 114 может определять, что сигнал (сигналы) датчика являются прецезионными или точными и не требуют корректировки. В таких примерах могут обходить блок 340.
[0062] После блока 340 локальный процессор 114 генерирует измерение (блок 345). В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальный процессор 114 может интерпретировать и анализировать сигнал (сигналы) датчика по отношению к калибровочным данным и генерировать измерение или значение измерения.  Например, локальный процессор 114 может генерировать измерение, представляющее давление природного газа в клапане посредством сравнения сигнала (сигналов) датчика с калибровочными данными. В некоторых примерах, локальный процессор 114 может записывать или сохранять это измерение в локальном запоминающем устройстве 116. Дополнительно, локальный процессор 114 может впоследствии идентифицировать, что сгенерированное измерение и сигнал (сигналы) датчика, указывают на то, что процесс работает вне рекомендованного диапазона работы. Например, локальный процессор 114 может определять, что давление природного газа в клапане находится вне рекомендованного диапазона работы.
[0063] В некоторых примерах, процессор 114 использует измерение, сигнал (сигналы) датчика и/или калибровочные данные для управления процессом (блок 350). В примерах, раскрытых в настоящем документе, локальный процессор 114 может управлять давлением и/или потоком природного газа через клапан при определении указанного измерения. В силу этого, локальный процессор 114 может отправлять сигнал (сигналы) на привод клапана или любые другие подходящие средства для управления процессом для снижения или увеличения давления в технологической среде. Например, локальный процессор 114 может вызывать изменение положения привода клапана в клапане для увеличения или снижения потока текучей среды. Примерная реализация управления процессом в локальном процессоре 114 описана в связи с фиг. 4. В некоторых примерах, способ 300 обходит блок 350, когда локальный процессор 114 определяет, что процесс может оставаться работающим без каких-либо регулировок или модификаций. После выполнения блока 350 пример способа 300 заканчивается. Однако в некоторых примерах, пример способа 300 может возвращаться к блоку 305, 310 или 330.
[0064] Хотя пример способа 300 представлен в виде последовательной процедуры, способ 300, показанный на фиг. 3, может быть реализован любым другим способом. Например, способ 300 с фиг. 3 может быть реализован параллельным способом, так что множество блоков могут обрабатываться одновременно.
[0065] Примеры, раскрытые в настоящем документе, обеспечивают возможность отделения, отсоединения или удаления удаленного воспринимающего блока 102 от локального управляющего блока 104. В таких примерах, удаленный воспринимающий блок 102 может быть удален от локального управляющего блока 104 и заменен на новый или различный удаленный воспринимающий блок 102.
[0066] В примерах, раскрытых в настоящем документе, соединения 124а-с, 142, 144 могут быть отсоединены от локального управляющего блока 104 и/или удаленного воспринимающего блока 102, тем самым блокируя связь между этими двумя объектами. Новый или различный удаленный воспринимающий блок 102 может быть реализован в среде 100 управления процессом посредством присоединения этого нового или различного удаленного воспринимающего блока 102 к локальному управляющему блоку 104. В силу этого, новый или различный удаленный воспринимающий блок 102 может содержать новые или различные удаленный процессор 126, удаленное запоминающее устройство 128 и новые или различные датчики 120а-с и схемы 122а-с согласования сигнала. Новое или различное удаленное запоминающее устройство 128 может содержать данные, связанные с новыми или различными датчиками 120а-с, которые различны от данных, сохраненных в удаленном запоминающем устройстве 128 демонтированного удаленного воспринимающего блока 102. В результате, локальный процессор 114 может запрашивать данные от этого нового или различного удаленного процессора 126 способом, аналогичным тому, который был описан в примерном способе 300 на фиг. 3. В некоторых примерах, запрос данных локальным процессором 114 может последовать за заменой удаленного воспринимающего блока 102 и/или установкой нового или различного удаленного воспринимающего блока 102.
[0067] Пример способа 300, показанный на фиг. 3, может быть реализован с использованием машиночитаемых инструкций, которые содержат программу для выполнения процессором, таким как процессор 512, показанный в примерной процессорной платформе 500, обсуждаемой ниже в связи с фиг. 5. Указанная программа может быть воплощена в программном обеспечении, сохраненном на материальном читаемом компьютером носителе информации, таком как CD-ROM, гибкий диск,  жесткий диск, цифровой диск формата DVD, диск Blu-ray или запоминающее устройство, связанное с процессором 512, но вся эта программа и/или ее части альтернативно могут быть выполнены устройством, отличным от процессора 512 и/или воплощенном в прошивке или специализированном аппаратном обеспечении. Кроме того, хотя примерная программа описана со ссылкой на блок-схему, изображенную на фиг. 3, альтернативно могут быть использованы многие другие способы реализации примерного способа 300. Например, порядок выполнения блоков может быть изменен, и/или некоторые из описанных блоков могут быть изменены, исключены или объединены.
[0068] Как упомянуто выше, пример способа 300, показанный на фиг. 3, может быть реализован с использованием закодированных инструкций (например компьютерочитаемых и/или машиночитаемых инструкций), сохраненных на материальном читаемом компьютером носителе информации, таком как жесткий диск, флеш-память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), компакт-диск (CD), цифровой диск формата DVD, кэш-память, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и/или любое другое запоминающее устройство или диск для хранения, на котором информация сохраняется в течение любой продолжительности (например, в течение длительных периодов времени, постоянно, в течение кратких этапов, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Как используется в настоящем документе, термин «материальный компьютерочитаемый носитель информации» явно задан содержащим любой тип читаемого компьютером запоминающего устройства и/или диска для хранения и исключающим распространяющиеся сигналы и среду передачи.  Как использовано в настоящем документе, термины «материальный компьютерочитаемый носитель информации» и «материальный машиночитаемый носитель информации» используются взаимозаменяемо.  Дополнительно или альтернативно, пример способа 300, показанный на фиг. 3, может быть реализован с использованием закодированных инструкций (например, компьютерочитаемых и/или машиночитаемых инструкций), сохраненных на некратковременном компьютерочитаемом и/или машиночитаемом носителе информации, таком как жесткий диск, флеш-память, постоянное запоминающее устройство, компакт-диск, цифровой диск формата DVD, кэш-память, оперативное запоминающее устройство и/или любое другое запоминающее устройство или диск для хранения, на котором информация сохраняется в течение любой продолжительности (например, в течение длительных периодов времени, постоянно, в течение кратких этапов, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Как используется в настоящем документе, термин «некратковременный компьютерочитаемый носитель информации» явно задан содержащим любой тип компьютерочитаемого запоминающего устройства и/или диска для хранения и исключающим распространяющиеся сигналы и среду передачи. Как использовано в настоящем документе, фраза «по меньшей мере» используется в качестве переходного термина в преамбуле пункта формулы изобретения, он является неорганичивающим тем же образом, что и термин «содержащий» является неограничивающим.
[0069] На фиг. 4 показана пример среды 400 управления процессом, которая обеспечивает возможность корректировки сигналов удаленного датчика. Среда 400 управления процессом содержит удаленный воспринимающий блок 102, локальный управляющий блок 104, примерное пневматическое реле 402, примерный привод 404 и примерный клапан 406.
[0070] В примере, иллюстрированном на фиг. 4, пневматическое реле 402 принимает давление питания и управляющий сигнал и доставляет (например, увеличивает или снижает) пневматический выход.  В примерах, раскрытых в настоящем документе, пневматическое реле 402 проводит сжатый воздух или другую подходящую текучую среду под давлением. Пневматическое реле 402 смонтировано или иным образом присоединено к локальному управляющему блоку 104. В некоторых примерах, пневматическое реле 402 содержится внутри локального управляющего блока 104, если этот локальный управляющий блок 104 является цифровым контроллером клапана Fisher FIELDVUE™ DVC6205, разработанным и продаваемым компанией Emerson Process Management. Пневматическое реле 402 управляется локальным управляющим блоком 104 и доставляет пневматический выход (например, давление воздуха) для управления процессом, отслеживаемым удаленным воспринимающим блоком 102.
[0071] В примерах, раскрытых в настоящем документе, привод 404 принимает пневматический выход от пневматического реле 402 и отвечает регулировкой положения привода 404 для управления процессом, отслеживаемым удаленным воспринимающим блоком 102. Привод 404 соединен с клапаном 406 или расположен в нем. Примерная схема 106 датчика (фиг. 1) может быть опущена или погружена в текучую среду, управляемую клапаном 406, для отслеживания технологических элементов и/или может быть присоединена к приводу 404 для отслеживания его положения.
[0072] Пневматическое реле 402 доставляет пневматический выход на привод 404 через примерное соединение 408. Соединение 408 может быть трубой, трубопроводом или любыми другими подходящими средствами для доставки пневматического сигнала (например, воздуха, природного газа и т.д.). Привод 404 принимает пневматический выход, доставленный от пневматического реле 402, и затем регулирует свое положение для смещения процесса, управляемого в клапане 406. Например, привод 404 может открывать клапан 406 для обеспечения возможности протекания текучей среды или закрывать его для предотвращения или прекращения протекания текучей среды.  В примерах, раскрытых в настоящем документе, удаленный воспринимающий блок 102 непрерывно отслеживает клапан 406 и/или привод 404. Дополнительно, локальный управляющий блок 104 непрерывно осуществляет связь с удаленным воспринимающим блоком 102 и управляет пневматическим реле 402.
[0073] В иллюстрированном примере локальный управляющий блок 104 смонтирован на трубопроводном стенде 410, расположенном в среде 400 управления процессом.  Локальный управляющий блок 104 присоединен к удаленному воспринимающему блоку 102 через примерные соединения 412, 414. Соединение 412 может быть реализовано посредством примерных соединений 124а-с, показанных на фиг. 1. Дополнительно, соединение 414 может быть реализовано посредством примерных соединений 142, 144, показанных на фиг. 1.
[0074] В примерах, раскрытых в настоящем документе, удаленный воспринимающий блок 102 воспринимает, измеряет или обнаруживает технологические элементы, управляемые через клапан 406 и/или положение (положения) привода 404. Удаленный воспринимающий блок 102 затем передает сигналы датчика на локальный управляющий блок 104 через соединение 412. Локальный управляющий блок 104 принимает сигналы датчика, а процессор 114 (фиг. 1) калибрует, корректирует и/или компенсирует эти сигналы датчика. В некоторых примерах, процессор не способен идентифицировать надлежащие данные, сохраненные в запоминающем устройстве 116, для калибровки, корректировки и/или компенсации сигналов датчика и запрашивает данные от удаленного воспринимающего блока 102 через соединение 414. В таких примерах, процессор 114 отправляет сигнал на переключатель 118 и впоследствии активирует обрабатывающий блок 110 удаленного воспринимающего блока 102. Процессор 126 (фиг. 1) затем осуществляет доступ к данным и извлекает их из запоминающего устройства 128 и передает эти данные на процессор 114 через соединение 414. Процессор 114 впоследствии сохраняет эти данные в запоминающем устройстве 116 и калибрует, компенсирует и/или корректирует сигналы датчика. Процессор 114 затем может определять измерение, связанное с сигналами датчика, и пытаться управлять приводом 404 для управления процессом. В примерах, раскрытых в настоящем документе, процессор 114 может отправлять сигнал на пневматическое реле 402 и/или иным образом осуществлять с ним связь для управления процессом через клапан 406.
TM
[0075] На фиг. 5 показана структурная схема примерной процессорной платформы 500, выполненной с возможностью выполнения инструкций для реализации примерного способа 300, показанного на фиг. 3, и примерного детектора 108 уровня, примерного АЦП 112, примерного процессора 114, примерного запоминающего устройства 116, примерного переключателя 118, примерного процессора 126 и примерного запоминающего устройства 128, показанных на фиг. 1.  Процессорная платформа 500 может являться, например, сервером, персональным компьютером, мобильным устройством (например, сотовым телефоном, смартфоном, планшетом, таким как iPad), персональным цифровым помощником (PDA), устройством доступа к сети Интернет, DVD-плеером, CD-плеером, цифровым видеомагнитофоном, Blu-ray-проигрывателем, игровой консолью, персональным видеомагнитофоном, телеприставкой или любым другим типом вычислительного устройства.
[0076] Процессорная платформа 500 иллюстрированного примера содержит процессор 512. Процессор 512 иллюстрированного примера является аппаратным.  Например, процессор 512 может быть реализован посредством одной или более интегральных схем, логических схем, микропроцессоров или контроллеров из любого требуемого семейства или изготовителя.
[0077] Процессор 512 иллюстрированного примера содержит локальное запоминающее устройство 513 (например, кэш-память). Процессор 512 иллюстрированного примера находится в связи с основным запоминающим устройством, содержащим энергозависимое запоминающее устройство 514 и энергонезависимое запоминающее устройство 516, через шину 518. Энергозависимое запоминающее устройство 514 может быть реализовано посредством синхронной динамической оперативной памяти (SDRAM), динамической оперативной памяти (DRAM), динамической оперативной памяти компании RAMBUS (RDRAM) и/или любым другим типом оперативного запоминающего устройства. Энергонезависимое запоминающее устройство 516 может быть реализовано посредством флеш-памяти и/или любого другого требуемого типа запоминающего устройства. Доступ к основному запоминающему устройству 514, 516 управляется контроллером памяти.
[0078] Процессорная платформа 500 иллюстрированного примера также содержит интерфейсную схему 520. Интерфейсная схема 520 может быть реализована посредством любого типа стандарта интерфейса, такого как интерфейс Ethernet, универсальная последовательная шина (USB, Universal Serial Bus) и/или интерфейс PCI Express.
[0079] В проиллюстрированном примере, к интерфейсной схеме 520 присоединено одно или более устройств 522 ввода. Устройство (устройства) 522 ввода обеспечивает пользователю возможность ввода данных и команд в процессор 512. Это устройство (устройства) ввода может быть реализовано, например, при помощи звукового датчика, микрофона, камеры (фото или видео), клавиатуры, кнопки, манипулятора типа «мышь», сенсорного экрана, трек-пада, шарового манипулятора, устройства типа «isopoint» и/или системы распознавания голоса.
[0080] В проиллюстрированном примере, к интерфейсной схеме 520 присоединено одно или более устройств 524 вывода. Устройства 524 вывода могут быть реализованы, например, посредством дисплейных устройств (например, светоизлучающего диода (СИД), органического светодиода (ОСИД) и жидкокристаллического дисплея, дисплея на электронно-лучевой трубке, сенсорного экрана, тактильного устройства вывода, принтера и/или колонок). Интерфейсная схема 520 иллюстрированного примера, таким образом, обычно содержит карту графического драйвера, чип графического драйвера или процессор графического драйвера.
[0081] Интерфейсная схема 520 проиллюстрированного примера также содержит устройство связи, такое как передатчик, приемник, трансивер, модем и/или карту сетевого интерфейса для того, чтобы способствовать обмену данными с внешними машинами (например, вычислительными устройствами любого вида) через сеть 526 (например, соединение Ethernet, цифровую абонентскую линию (DSL), телефонную линию, коаксиальный кабель, систему сотовых телефонов и т.д.).
[0082] Процессорная платформа 500 иллюстрированного примера также содержит одно или более устройств 528 массовой памяти для хранения программного обеспечения и/или данных. Примеры устройств 528 массовой памяти содержат запоминающие устройства на гибких дисках, накопители на жестких дисках, компакт-диски, диски Blu-ray, системы  RAID (Redundant Array of Independent Disks, избыточный массив независимых дисков) и цифровые универсальные диски формата DVD.
[0083] Закодированные инструкции 532 для реализации примерного способа 300, показанного на фиг. 3, могут быть сохранены в устройстве 528 массовой памяти, в энергозависимом запоминающем устройстве 514, в энергонезависимом запоминающем устройстве 516 и/или в съемном материальном компьютерочитаемом запоминающем устройстве.
[0084] Из изложенного выше следует понимать, что раскрытые выше способы и устройства корректируют, компенсируют и/или калибруют сигналы датчиков в удаленном местоположении относительно местоположения, где генерируются такие сигналы датчика. Эта функциональность обеспечивает локальному управляющему блоку возможность более точного управления процессами и отслеживания сигналов датчика. В силу этого, жесткая внешняя среда с потенциальной возможностью нарушения работы процессора или запоминающего устройства удаленного воспринимающего блока не воздействует на работу процесса, отслеживаемого и/или управляемого локальным управляющим блоком. Локальный управляющий блок продолжает принимать сигналы или измерения датчика от удаленного воспринимающего устройства и корректирует или компенсирует такие сигналы или измерения на локальном управляющем блоке, который не подвергается воздействию жесткой внешней среды.
[0085] Также следует понимать, что раскрытые выше способы и устройства поддерживают взаимозаменяемость и замену удаленных воспринимающих блоков. Эта функциональность обеспечивает возможность замены удаленных воспринимающих устройств в ответ на окончание периода эксплуатации или другие осложнения.
[0086] Хотя в настоящем документе были раскрыты некоторые примеры способа, устройства и изделия, рамки настоящего патента ими не ограничены. Напротив, настоящий патент охватывает все способы, устройства и изделия, явно подпадающие под объем формулы изобретения настоящего патента.