專利名稱：適合在制煉廠的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用的通信總線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般地涉及一種制煉廠(process plant)，并特別涉及一種適合在制煉廠的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用的通信總線。
背景技術(shù)：
在存在易燃或可燃材料的制煉廠中，由于易燃空氣可能著火的可能性而存在潛在的危險(xiǎn)狀態(tài)。這些狀態(tài)可出現(xiàn)于很多工業(yè)環(huán)境中，例如涉及石油和其它化學(xué)品、易燃?xì)怏w、可燃粉塵、爆炸性蒸氣等的環(huán)境。根據(jù)通常存在或可能偶爾存在的危險(xiǎn)的性質(zhì)和類型，管理機(jī)構(gòu)和組織已經(jīng)采納和指定了對于不同類型的危險(xiǎn)場所的標(biāo)準(zhǔn)分類。為了保護(hù)工廠人員和財(cái)產(chǎn)，應(yīng)該在這些危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)采取預(yù)防措施，以避免可點(diǎn)燃環(huán)境空氣的電火花或過熱的風(fēng)險(xiǎn)。
用于危險(xiǎn)區(qū)域中的過程測量和控制的保護(hù)概念作為爆炸保護(hù)技術(shù)而普遍地為人所知。作為流行的爆炸保護(hù)技術(shù)，電氣設(shè)備可以構(gòu)造成本質(zhì)安全的。設(shè)計(jì)本質(zhì)安全的設(shè)備，使得由該設(shè)備使用和/或產(chǎn)生的電能在任何時(shí)候都不超出預(yù)定的能量限值，所以，如果發(fā)生故障，由本質(zhì)安全的設(shè)備釋放的能量的最大量不足以產(chǎn)生能夠引起燃燒的火花。此外，限制設(shè)備的溫度，使得該設(shè)備不能引起自發(fā)燃燒。換句話說，本質(zhì)安全的設(shè)備是這樣的設(shè)備在正常運(yùn)行期間和在任何故障狀態(tài)的運(yùn)行期間，其不能引起火花或者達(dá)到足以點(diǎn)燃環(huán)境危險(xiǎn)空氣的溫度。很多機(jī)構(gòu)證明，這樣的設(shè)備的功率耗散水平、能量存儲能力、運(yùn)行溫度、電壓和電流需求等與在本質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)中定義的專門的安全規(guī)定一致。
如果電氣設(shè)備不是本質(zhì)安全的，也存在其它方法來確保該設(shè)備不會充當(dāng)點(diǎn)火源。通常，在設(shè)備不是本質(zhì)安全的情況中，可以通過將整個(gè)設(shè)備(或設(shè)備的一部分)裝入防爆外殼中而使其安全。防爆外殼是將防止任何可能發(fā)生在該外殼內(nèi)的爆炸引起該外殼外的空氣燃燒的外殼。
可替換的是，可以將電氣設(shè)備裝入一些其它類型的保護(hù)外殼，并利用壓縮空氣或惰性氣體來凈化或加壓，以防止外部的爆炸性空氣進(jìn)入外殼。因此，凈化的外殼內(nèi)的火花或部件的高溫不會點(diǎn)燃危險(xiǎn)的外部空氣。
通常，總線將位于制煉廠的非危險(xiǎn)區(qū)域(例如控制室)的設(shè)備連接到位于其中具有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域(即危險(xiǎn)區(qū)域)的設(shè)備。目前，可以將能量限制或本質(zhì)安全屏障(例如齊納屏障)插入到非危險(xiǎn)區(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域之間的界面。能量限制屏障將進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的電能限制到不能引起燃燒的安全級別。因此，來自發(fā)生在非危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的可能故障的過剩能量不會沿總線傳遞而引起制煉廠的爆炸性的或者另外的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的火花。不幸的是，電氣地限制能量可能導(dǎo)致由總線運(yùn)送的通信信號的失真。而且，安裝和維護(hù)能量限制屏障經(jīng)常是困難且昂貴的。
即使設(shè)備不是位于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，互連電纜或總線仍然可能不得不經(jīng)過危險(xiǎn)區(qū)域。盡管數(shù)字信號中的能量小，但是，如果當(dāng)例如總線被切開、切斷、開路和/或斷開時(shí)允許其泄漏到危險(xiǎn)空氣中，那么，有時(shí)候，該小量的能量足以制造引發(fā)爆炸的電弧或火花。所以，由于導(dǎo)致在危險(xiǎn)區(qū)域中釋放引發(fā)爆炸的火花或電弧的對總線導(dǎo)線的損害或與總線線路相關(guān)的其它故障狀態(tài)(例如開路)的內(nèi)在危險(xiǎn)，因此與總線線路有關(guān)的爆炸保護(hù)技術(shù)極其重要。

發(fā)明內(nèi)容
適合在制煉廠的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用的通信總線包括第一傳輸路徑，其適配為沿第一方向傳送電信號，以及第二傳輸路徑，其適配為沿第二方向傳送電信號。耦接到第一和第二傳輸路徑的每一個(gè)的安全設(shè)備包括適配為檢測與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)的控制單元。該安全設(shè)備還包括切換單元，其適配為響應(yīng)于所檢測的故障狀態(tài)，而中斷沿著所述第一和第二傳輸路徑的每一個(gè)的電信號的流動。
該安全設(shè)備提供可靠且便宜的機(jī)構(gòu)，用于一旦檢測到與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)，就立即安全地中斷電信號沿著位于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的通信總線的流動。該安全設(shè)備消除或減少了對通信總線上的昂貴的能量限制屏障的需求，該屏障經(jīng)常難以安裝和維護(hù)。此外，通過在檢測到與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)之后立即雙向中斷沿著第一和第二傳輸路徑的每一個(gè)的電信號的流動，該安全設(shè)備減小了可點(diǎn)燃危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的易燃空氣的火花或電弧發(fā)生的可能性。


圖1是典型的制煉廠的示例方框圖，其包括將一個(gè)或更多操作員工作站和數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫連接到過程控制器和多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的通信總線；圖2是通信總線的示例方框圖，其包括適配為在檢測到與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)之后立即中斷危險(xiǎn)區(qū)域中的電信號的流動的安全設(shè)備；圖3是具有通過轉(zhuǎn)發(fā)器連接到一起的多個(gè)總線段的制煉廠的示例方框圖；以及圖4是圖2中示出的安全設(shè)備的更詳細(xì)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1，制煉廠10包括通過一個(gè)或更多輸入/輸出(I/O)設(shè)備26、28而連接到過程控制器12的多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22。過程控制器12可以是分布式控制系統(tǒng)(DCS)型控制器，例如由Emerson Process Management銷售的DeltaVTM控制器，或者用于以任何傳統(tǒng)的或任何其它期望的方式控制現(xiàn)場設(shè)備15-22的任何其它類型的控制器。過程控制器12能夠執(zhí)行存儲在其中的過程控制例行程序，并且/或者能夠與位于例如分布在制煉廠10各處的智能現(xiàn)場設(shè)備19-22中的例如功能塊的控制元件通信。
過程控制器12通過通信總線24可通信地耦接到一個(gè)或更多操作員工作站13、14。通信總線24可使用任何期望的或合適的局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)協(xié)議來提供通信。優(yōu)選的是，通信總線24是包括雙絞電纜的基于以太網(wǎng)的總線。在此情況中，通信總線24包括捆成4條雙絞線的8條單獨(dú)的導(dǎo)線，兩條雙絞電纜用于提供過程控制通信。剩余的兩條雙絞電纜常常不使用。當(dāng)然，通信總線24可包括任何其它合適的硬連線鏈接，例如同軸電纜、雙絞電纜和同軸電流的混合等。
操作員工作站13、14可以基于個(gè)人計(jì)算機(jī)平臺或任何其它合適的處理平臺，并且可執(zhí)行多種已知的過程控制、維護(hù)和其它功能。此外，制煉廠10可包括數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫23，其通過通信總線24從過程控制器12和所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22收集過程信息。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖1中示出的制煉廠10實(shí)際上只是示例性的，也可以使用其它類型或結(jié)構(gòu)的制煉廠10。
所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22可包括諸如傳感器、閥門、發(fā)射機(jī)、定位器等的設(shè)備。類似地，I/O設(shè)備26、28可以是符合任意所期望的通信或控制器協(xié)議的任意類型的I/O設(shè)備。如圖1所示，過程控制器12通過模擬線路33-36可通信地耦接到傳統(tǒng)的(即非智能的)現(xiàn)場設(shè)備15-18。傳統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備15-18可以是通過模擬線路33-36與I/O設(shè)備26通信的標(biāo)準(zhǔn)4-20mA模擬現(xiàn)場設(shè)備。
可替換地，或附加地，所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22可包括使用FOUNDATIONTMFieldbus(下文中稱為“Fieldbus”)協(xié)議通信而通過數(shù)字總線38與I/O設(shè)備28通信的智能現(xiàn)場設(shè)備19-22。通常，F(xiàn)ieldbus協(xié)議是全數(shù)字的、連續(xù)的、雙向通信協(xié)議，其提供到雙導(dǎo)線回路或總線的標(biāo)準(zhǔn)物理接口，該雙導(dǎo)線回路或總線使位于例如制造廠或工廠的儀器或過程控制環(huán)境中的智能現(xiàn)場設(shè)備19-22相互連接。實(shí)際上，該Fieldbus協(xié)議提供用于制煉廠10中的智能現(xiàn)場設(shè)備19-22的局域網(wǎng)，該局域網(wǎng)使這些智能現(xiàn)場設(shè)備19-22與過程控制器12一起或獨(dú)立于過程控制器12而執(zhí)行一個(gè)或更多過程控制循環(huán)。
盡管制煉廠10使用Fieldbus通信協(xié)議來為智能現(xiàn)場設(shè)備19-22提供通信，但它可以使用很多標(biāo)準(zhǔn)的、開放的、數(shù)字或組合數(shù)字和模擬的通信協(xié)議，例如HART、PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net、AS-Interface，還有CAN協(xié)議。
圖2圖示了適合在制煉廠10的危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)使用的通信總線24的一個(gè)實(shí)施例。如上面所討論的，通信總線24可以是組織成4個(gè)導(dǎo)線對的8根導(dǎo)線的總線。具體說，第一導(dǎo)線對25包括第一傳輸線25a和第二傳輸線25b。第二導(dǎo)線對27包括第三傳輸線27a和第四傳輸線27b。第三導(dǎo)線對29包括第五傳輸線29a和第六傳輸線29b。并且第四導(dǎo)線對37包括第七傳輸線37a和第八傳輸線37b。
如圖2所示，第一、第二、第三、和第四導(dǎo)線對25、27、29、37的每一個(gè)包括附在各條傳輸線25a、b；27a、b；29a、b；37a、b的末端上的關(guān)聯(lián)的插入型連接器11。最好是，插入型連接器11的每一個(gè)是RJ-45以太網(wǎng)電纜連接器。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，如果期望的話，可以使用其它類型的連接器，例如ISDN/LAN連接器，以及除了RJ-45連接器之外的其它類型的以太網(wǎng)連接器。
第一和第二導(dǎo)線對25、27將來自操作員工作站13、14和/或數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫23的信號傳送給過程控制器12和所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22。例如，過程控制器12和/或所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22中的一個(gè)或更多可通過第一和第二導(dǎo)線對25、27從操作員工作站13、14接收命令。如果期望的話，第一和第二導(dǎo)線對25、27還可以適配為將來自電源(未示出)的電力傳送到過程控制器12和所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22。換句話說，可以通過提供通信的相同導(dǎo)線對25、27給所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22和過程控制器12供電。
此外，智能現(xiàn)場設(shè)備19-22和過程控制器12可以通過通信總線24的第一和第二導(dǎo)線對25、27將信號傳送到操作員工作站13、14和/或數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫23。例如，過程控制器12和/或一個(gè)或更多智能現(xiàn)場設(shè)備19-22可以通過第一和第二導(dǎo)線對25、27將警告、狀態(tài)和診斷信息傳送給操作員工作站13、14和/或數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫23。此外，第一和第二導(dǎo)線對25、27可以將來自過程控制器12的信號傳送給所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22。
第一導(dǎo)線對25適配為朝箭頭46指示的第一方向傳送電信號，而第二導(dǎo)線對27適配為朝箭頭47指示的第二方向傳送電信號。照這樣的話，電信號可以同時(shí)朝第一方向或第二方向流動。通常，不使用雙絞電纜的第三和第四導(dǎo)線對29、37。因此，電信號通常不沿第三和第四導(dǎo)線對29、37流動。
在一些制煉廠10中，普遍的是，所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22的一個(gè)或更多和/或過程控制器12位于高度可燃的危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)。例如，在化學(xué)制煉廠中，現(xiàn)場設(shè)備可能測量和/或控制盛放高度易燃的液體的儲油罐中的液面。照這樣的話，出于測量和/或控制的目的，可能有必要將電信號傳入或傳出危險(xiǎn)區(qū)域43。為了減小由通信總線24的故障狀態(tài)(例如斷開、開路、切開、切斷和/或其它損壞的通信總線24)引起的電火花、電弧放電和/或過熱的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)采取預(yù)防措施以減小通信總線24充當(dāng)點(diǎn)火源的可能性。
如圖2所示，操作員工作站13、14和/或電源(未示出)通常位于沒有任何易燃材料的非危險(xiǎn)區(qū)域31內(nèi)的控制室30中。位于控制室30中的操作員工作站13、14和/或電源(未示出)包括套筒型連接器2，例如RJ-45連接器，將其配置為用于容納與通信總線24的第一和第二導(dǎo)線對25、27關(guān)聯(lián)的插入型連接器11。第一和第二導(dǎo)線對25、27可以從位于非危險(xiǎn)區(qū)域31內(nèi)的控制室30延伸到位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)的設(shè)備32。類似地，諸如過程控制器12和/或所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22的一個(gè)或更多的設(shè)備32包括套筒型連接器8，例如RJ-45連接器，將其配置為用于容納與通信總線24的第一和第二導(dǎo)線對25、27關(guān)聯(lián)的插入型連接器11。
為了防止當(dāng)通信總線24在故障狀態(tài)下位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)時(shí)(即當(dāng)通信總線24被斷開、切斷、切開等的時(shí)候)因疏忽所致的火花、電弧放電，和/或通信總線24的過熱，可以將包括第一切換組件42和第二切換組件44的安全設(shè)備40安裝在通信總線24上。第一切換組件42和第二切換組件44的每一個(gè)可以裝在可用來將通信總線24的電線連接在一起的相應(yīng)塊(例如，電氣連接塊、接線塊、切換塊、繼電塊等)中。如果期望的話，所述塊還可以給通信總線24的導(dǎo)線提供端子(termination)。
第一切換組件42包括12個(gè)套筒型連接器4，例如RJ-45連接器，其配置為用于容納和固定12個(gè)對應(yīng)的插入型連接器11及其關(guān)聯(lián)的電纜。類似地，第二切換組件44包括12個(gè)套筒型連接器6，例如RJ-45連接器，其配置為用于容納和固定12個(gè)對應(yīng)的插入型連接器11及其關(guān)聯(lián)的電纜。盡管將第一切換組件42和第二切換組件44圖示為每個(gè)都具有12個(gè)連接器，但應(yīng)當(dāng)理解的是，第一切換組件42和第二切換組件44的每一個(gè)可以包括任何所期望的數(shù)目的套筒型連接器。
為了安裝第一切換組件42，將與第一、第二、第三、和第四導(dǎo)線對25、27、29、37關(guān)聯(lián)的插入型連接器11插入位于第一切換組件42的第一邊的對應(yīng)的套筒型連接器4。為了完成第一切換組件42的安裝，將與第一和第二導(dǎo)線對25、27關(guān)聯(lián)的插入型連接器11插入位于第一切換組件42的第二邊的對應(yīng)的套筒型連接器4。最后，將與第一和第二導(dǎo)線對25、27關(guān)聯(lián)的插入型連接器11插入與控制室30關(guān)聯(lián)的對應(yīng)套筒型連接器2。
類似地，為了安裝第二切換組件44，將與第一、第二、第三、和第四導(dǎo)線對25、27、29、37關(guān)聯(lián)的插入型連接器11插入位于第二切換組件44的第一邊的對應(yīng)套筒型連接器6。為了完成第二切換組件44的安裝，將與第一和第二導(dǎo)線對25、27關(guān)聯(lián)的插入型連接器11插入位于第二切換組件44的第二邊的對應(yīng)套筒型連接器6。最后，將與第一和第二導(dǎo)線對25、27關(guān)聯(lián)的插入型連接器11插入與設(shè)備32關(guān)聯(lián)的對應(yīng)套筒型連接器8。例如，位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)的所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22的一個(gè)或多個(gè)和/或過程控制器12可包括嵌入在其中的套筒型連接器8。
盡管將第一切換組件42、第二切換組件44、位于控制室30中的操作員工作站13、14和/或電源描述為具有容納與第一、第二、第三、和第四導(dǎo)線對25、27、29、37關(guān)聯(lián)的插入型連接器的套筒型連接器，但應(yīng)當(dāng)理解的是，第一、第二、第三、和第四導(dǎo)線對25、27、29、37的每一個(gè)可包括適配為容納與第一切換組件42、第二切換組件44、位于控制室30中的操作員工作站13、14和/或電源關(guān)聯(lián)的插入型連接器的套筒型連接器。
如下面更詳細(xì)描述的，安全設(shè)備40的第一和第二切換組件42、44的每一個(gè)包括這樣的部件，其適配為在檢測到與通信總線24關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)(例如通信總線24從第一切換組件42和/或第二切換組件44拔出)之后，立即安全地中斷第一和第二導(dǎo)線對25、27中的電信號的流動。
參考圖3，通信總線24可包括將多個(gè)總線部分或總線段24a-d連接到一起的集線器和/或轉(zhuǎn)發(fā)器39。當(dāng)設(shè)備之間的距離太大以至于不能提供可靠的通信時(shí)，常常必須用轉(zhuǎn)發(fā)器39連接設(shè)備。轉(zhuǎn)發(fā)器39可運(yùn)行以增強(qiáng)通過多個(gè)總線段24a-d傳送的電信號。以這種方式，與一個(gè)總線段關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)不一定影響其它總線段的運(yùn)行。因此，如果發(fā)生僅與總線段之一關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)，則可以不必停止整個(gè)過程。
意欲在危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)使用的電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)符合安全標(biāo)準(zhǔn)集以減小爆炸的可能性。因此，當(dāng)位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)器39、所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22、過程控制器12、和/或I/O設(shè)備26、28可以構(gòu)造成本質(zhì)安全的(或能量受限的)?？商鎿Q地，或附加地，當(dāng)位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)器39、所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22、過程控制器12、I/O設(shè)備26、28、和/或第一和第二切換組件42、44可以裝在一個(gè)或更多防爆外殼內(nèi)，該防爆外殼適配為遏制(contain)可能在該外殼內(nèi)爆發(fā)的任何爆炸。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器39、所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15-22、過程控制器12、I/O設(shè)備26、28、和/或第一和第二切換組件42、44位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)時(shí)，所述設(shè)備的每一個(gè)可以裝在凈化的外殼內(nèi)，該外殼適配為將爆炸性的空氣與外殼內(nèi)的空氣隔離開。
現(xiàn)在參考圖4，將討論安全設(shè)備40的內(nèi)部操作。如圖所示，跨過四個(gè)導(dǎo)線對25、27、29、37的每一個(gè)而連接安全設(shè)備40的第一切換組件42和第二切換組件44。第一切換組件42包括第一繼電器50和第二繼電器52，二者均由耦接到第三導(dǎo)線對29上的第一控制單元80控制。類似地，第二切換組件44包括第三繼電器54和第四繼電器56，二者均由耦接到第四導(dǎo)線對37上的第二控制單元82控制。
盡管在第一和第二切換組件42、44的每一個(gè)中只提供了兩個(gè)繼電器，但應(yīng)當(dāng)理解的是，可以增加在第一和第二切換組件42、44的每一個(gè)中提供的繼電器數(shù)目，以提供備用的操作。此外，盡管第一切換組件42示出為位于非危險(xiǎn)區(qū)域31內(nèi)，而第二切換組件44示出為位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)，但第一和第二切換組件42、44可位于沿通信總線24的任何地方。例如，第一和第二切換組件42、44可全部位于制煉廠10的危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)?？商鎿Q的是，第一和第二切換組件42、44可全部位于制煉廠10的非危險(xiǎn)區(qū)域31內(nèi)。如上面所討論的，當(dāng)?shù)谝缓偷诙袚Q組件42、44位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)時(shí)，它們應(yīng)當(dāng)遵守安全標(biāo)準(zhǔn)。例如，當(dāng)?shù)谝缓偷诙袚Q組件42、44位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)時(shí)，它們可以裝在防爆或凈化的外殼內(nèi)。
如圖4所示，第一繼電器50和第三繼電器54耦接到第一導(dǎo)線對25，而第二繼電器52和第四繼電器56耦接到第二導(dǎo)線對27。第一線圈60控制第一組觸頭70a、70b，并且第二線圈62控制第二組觸頭72a、72b?？商鎿Q的是，與第一組觸頭70a、70b和第二組觸頭72a、72b關(guān)聯(lián)的每個(gè)觸頭可以由相應(yīng)線圈單獨(dú)控制。此外，如果期望的話，一個(gè)線圈可以控制第一組觸頭70a、70b和第二組觸頭72a、72b。
類似地，第三線圈64控制第三組觸頭74a、74b，并且第四線圈66控制第四組觸頭76a、76b。然而，與第三組觸頭74a、74b和第四組觸頭76a、76b關(guān)聯(lián)的每個(gè)觸頭可以由相應(yīng)線圈單獨(dú)控制，或者，如果期望的話，一個(gè)線圈可以控制第三組觸頭74a、74b和第四組觸頭76a、76b。
在圖4所示的實(shí)施例中，第一線圈60與第二線圈62并聯(lián)，并且第一和第二線圈60、62均耦接到第一控制單元80。以這種方式，第一控制單元80基本上同時(shí)控制第一組觸頭70a、70b和第二組觸頭72a、72b。類似地，第三線圈64與第四線圈66并聯(lián)，并且第三和第四線圈64、66均耦接到第二控制單元82。以這種方式，第二控制單元82基本上同時(shí)控制第三組觸頭74a、74b和第四組觸頭76a、76b。
最好是，第一、第二、第三、和第四組觸頭70a、b-76a、b為常開(NO)觸頭。NO觸頭是具有其中該觸頭為開路的不通電的正常狀態(tài)的雙態(tài)開關(guān)。當(dāng)電流經(jīng)過線圈60-66時(shí)，相應(yīng)繼電器50-56改變觸頭狀態(tài)。因此，當(dāng)給線圈60-66通電時(shí)，對應(yīng)的NO觸頭組70a、b-76a、b閉合。如圖4所示，第一、第二、第三、和第四組觸頭70a、b-76a、b包括單刀單擲開關(guān)。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，如果期望的話，所述多組觸頭70a、b-76a、b可包括單刀雙擲開關(guān)、雙刀單擲開關(guān)、雙刀雙擲開關(guān)等。
第一控制單元80包括第一信號源91，其適配為產(chǎn)生電信號，例如低電壓和/或低電流信號，該電信號通過未使用的第三導(dǎo)線對29從第一切換組件42傳送到第二切換組件44。第一控制單元80還包括第一傳感器93，其適配為測量與第三導(dǎo)線對29關(guān)聯(lián)的電氣特性，例如電流、電壓、電阻等。
如圖4所示，以環(huán)的形式連接第三導(dǎo)線對29的第五傳輸線29a和第六傳輸線29b。最好是，第一傳感器93是電流傳感器，其適配為測量流經(jīng)與環(huán)形連接的第三導(dǎo)線對29耦接的第一電阻(未示出)的電流。然而，可以使用任何合適的技術(shù)來測量與第三導(dǎo)線對29關(guān)聯(lián)的電氣特性。
第一控制單元80還包括第一比較器92，其具有耦接到第一傳感器93的輸入端，并且該輸入端可以運(yùn)行以從第一傳感器93接收與環(huán)形連接的第三導(dǎo)線對29關(guān)聯(lián)的所測量的電氣特性，例如電流。第一比較器92將所測量的與環(huán)形連接的第三導(dǎo)線對29關(guān)聯(lián)的電氣特性與預(yù)定的正常運(yùn)行值相比較。可替換的是，可以將所測量的電氣特性與預(yù)定的正常運(yùn)行值的范圍相比較。因?yàn)槿绻l(fā)生與通信總線24關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)(例如，當(dāng)通信總線24從第二切換組件44拔出時(shí))，則在環(huán)形連接的第三導(dǎo)線對29中產(chǎn)生不常見的信號路徑，所以所測量的與第三導(dǎo)線對29關(guān)聯(lián)的電氣特性從預(yù)定的正常運(yùn)行值急劇變化到減小的或增大的值。
作為示例，如果從第二切換組件44或與第二切換組件44關(guān)聯(lián)的連接器6拖走通信總線24的電纜，則由于作為開路狀態(tài)的結(jié)果而在環(huán)形連接的第三導(dǎo)線對29中產(chǎn)生的不完整的電流路徑，沿第三導(dǎo)線對29流動的電流可能下降到減小的值，可能接近0。
第一控制單元80還包括第一晶體管90，例如場效應(yīng)晶體管(FET)，其連接到第一比較器92的輸出端和并聯(lián)的第一和第二線圈60、62。在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，第一比較器92的輸出處于激活狀態(tài)，從而使第一晶體管90偏置在“導(dǎo)通”狀態(tài)，其中，第一晶體管導(dǎo)通。具體說，在“導(dǎo)通”狀態(tài)中，第一晶體管90將驅(qū)動電流提供給第一和第二線圈60、62，從而給第一和第二線圈60、62通電。通電的第一線圈60所得到的磁場產(chǎn)生使第一組觸頭70a、70b閉合的力，而通電的第二線圈62所得到的磁場產(chǎn)生使第二組觸頭72a、72b閉合的力。以這種方式，在第一和第二導(dǎo)線對25、27中提供了連續(xù)的電氣路徑，使得電信號可以無中斷地沿第一和第二導(dǎo)線對25、27流動。
一旦檢測到所測量的與第三導(dǎo)線對29關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離預(yù)定的正常運(yùn)行值(或預(yù)定的正常運(yùn)行值的范圍)的變化(即減小或增大)，其中所述變化可能是通信總線24的故障狀態(tài)的指示，第一比較器92的輸出立即改變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)，從而“關(guān)斷”第一晶體管90。在“關(guān)斷”狀態(tài)中，第一晶體管90不再將電流傳導(dǎo)到第一和第二線圈60、62。當(dāng)電流在第一線圈60中停止流動時(shí)，第一組觸頭70a、70b基本上立即斷開，以中斷第一導(dǎo)線對25中的電信號的流動。類似地，當(dāng)電流在第二線圈62中停止流動時(shí)，第二組觸頭72a、72b基本上立即斷開，以中斷第二導(dǎo)線對27中的電信號的流動。因此，減少或避免了可點(diǎn)燃環(huán)境空氣中的可燃材料的任何火花或電弧放電。
類似地，第二控制單元82包括第二信號源94，其適配為產(chǎn)生電信號，例如低電壓和/或低電流信號，該電信號通過未使用的第四導(dǎo)線對37從第二切換組件44傳送到第一切換組件42。第二控制單元82還包括第二傳感器96，其適配為測量與第四導(dǎo)線對37關(guān)聯(lián)的電氣特性，例如電流、電壓、電阻等。
如圖4所示，以環(huán)的形式連接第四導(dǎo)線對37的第七傳輸線37a和第八傳輸線37b。最好是，第二傳感器96是電流傳感器，其適配為測量流經(jīng)與環(huán)形連接的第四導(dǎo)線對37耦接的第二電阻(未示出)的電流。然而，可以使用任何合適的技術(shù)來測量與第四導(dǎo)線對37關(guān)聯(lián)的電氣特性。
第二控制單元82還包括第二比較器97，其具有耦接到第二傳感器96的輸入端，并且該輸入端可以運(yùn)行以從第二傳感器96接收所測量的與第四導(dǎo)線對37關(guān)聯(lián)的電氣特性，例如電流。第二比較器97將所測量的與環(huán)形連接的第四導(dǎo)線對37關(guān)聯(lián)的電氣特性與預(yù)定的正常運(yùn)行值相比較?？商鎿Q的是，可以將所測量的電氣特性與預(yù)定的正常運(yùn)行值的范圍相比較。因?yàn)槿绻l(fā)生與通信總線24關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)(例如，當(dāng)通信總線24從第一切換組件42拔出時(shí))，則在環(huán)形連接的第四導(dǎo)線對37中產(chǎn)生不常見的信號路徑，所以所測量的與第四導(dǎo)線對37關(guān)聯(lián)的電氣特性從預(yù)定的正常運(yùn)行值急劇變化到減小的或增大的值。
作為示例，如果從第一切換組件42或與第一切換組件42關(guān)聯(lián)的連接器4拖走通信總線24的電纜，則由于作為開路狀態(tài)的結(jié)果而在環(huán)形連接的第四導(dǎo)線對37中產(chǎn)生的不完整的電流路徑，所以沿第四導(dǎo)線對37流動的電流可能下降到減小的值，可能接近0。
第二控制單元82還包括第二晶體管95，例如場效應(yīng)晶體管(FET)，其連接到第二比較器97的輸出端以及并聯(lián)的第三和第四線圈64、66。在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，第二比較器97的輸出處于激活狀態(tài)，從而使第二晶體管95偏置在“導(dǎo)通”狀態(tài)，其中第二晶體管95導(dǎo)通。具體說，在“導(dǎo)通”狀態(tài)，第二晶體管95將驅(qū)動電流提供給第三和第四線圈64、66，從而給第三和第四線圈64、66通電。通電的第三線圈64所得到的磁場產(chǎn)生使第三組觸頭74a、74b閉合的力，而通電的第四線圈66所得到的磁場產(chǎn)生使第四組觸頭76a、76b閉合的力。以這種方式，在第一和第二導(dǎo)線對25、27中提供了連續(xù)的電氣路徑，使得電信號可以無中斷地沿第一和第二導(dǎo)線對25、27流動。
一旦檢測到所測量的與第四導(dǎo)線對37關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離預(yù)定的正常運(yùn)行值(或預(yù)定的正常運(yùn)行值的范圍)的變化(即減小或增大)，其中所述變化可能是通信總線24的故障狀態(tài)的指示，第二比較器97的輸出立即改變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)，從而“關(guān)斷”第二晶體管95。在“關(guān)斷”狀態(tài)中，第二晶體管95不再將電流傳導(dǎo)到第三和第四線圈64、66。當(dāng)電流在第三線圈64中停止流動時(shí)，第三組觸頭74a、74b基本上立即斷開，以中斷第一導(dǎo)線對25中的電信號的流動。類似地，當(dāng)電流在第四線圈66中停止流動時(shí)，第四組觸頭76a、76b基本上立即斷開，以中斷第二導(dǎo)線對27中的電信號的流動。因此，減少或避免了可點(diǎn)燃周圍空氣中的可燃材料的任何火花或電弧放電。
所檢測的故障狀態(tài)的類型可包括由例如不正確安裝通信總線24引起的開路和/或電氣不連續(xù)，從第一切換組件42和/或第二切換組件44拔出的通信總線24，具有不良的連接器連接的通信總線24，切開的、切斷的、和/或以其他方式損壞的通信總線24等。例如，當(dāng)安裝通信總線24的線路和連接器和/或所述多個(gè)總線段24a-d時(shí)，安裝者可能不正確地將連接器連接到傳輸線25、27、29、37中的一個(gè)或更多。此外，在安裝之后，通信總線24和/或所述多個(gè)總線段24a-d的一個(gè)或更多可能在運(yùn)行期間一不小心變?yōu)閺牡谝磺袚Q組件42和/或第二切換組件44斷開。此外，通信總線24可能被切開、切斷、開路、和/或以另外的方式損壞，導(dǎo)致開路或電氣不連續(xù)。所以這些故障狀態(tài)可能引起可潛在地點(diǎn)燃危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)的周圍空氣的通信總線24和/或所述多個(gè)總線段24a-d的一個(gè)或更多的電弧放電、火花、和/或過熱。
在運(yùn)行中，當(dāng)?shù)谝豢刂茊卧?0的第一比較器92檢測到所測量的與環(huán)形連接的第三導(dǎo)線對29關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離預(yù)定的正常運(yùn)行值(或預(yù)定的正常運(yùn)行值的范圍)的變化(例如減小或增大)時(shí)，第一比較器92使第一晶體管90“關(guān)斷”。當(dāng)?shù)谝痪w管90“關(guān)斷”時(shí)，第一和第二線圈60、62中的電流停止流動。因此，第一組觸頭70a、70b和第二組觸頭72a、72b基本上同時(shí)斷開，從而雙向中斷第一和第二導(dǎo)線對25、27中的電信號的流動。中斷第一和第二導(dǎo)線對25、27中的電信號的流動減小了可點(diǎn)燃危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)的易燃空氣的火花或電弧發(fā)生的可能性。
第二切換組件44以與第一切換組件42類似的方式操作。具體地說，當(dāng)?shù)诙刂茊卧?2的第二比較器97檢測到所測量的與環(huán)形連接的第四導(dǎo)線對37關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離預(yù)定的正常運(yùn)行值(或預(yù)定的正常運(yùn)行值的范圍)的變化(例如減小或增大)時(shí)，第二比較器97使第二晶體管95“關(guān)斷”。當(dāng)?shù)诙w管95“關(guān)斷”時(shí)，第三和第四線圈64、66中的電流停止流動。因此，第三組觸頭74a、74b和第四組觸頭76a、76b基本上同時(shí)斷開，從而雙向中斷第一和第二導(dǎo)線對25、27中的電信號的流動。中斷第一和第二導(dǎo)線對25、27中的電信號的流動減小了可點(diǎn)燃危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)的易燃空氣的火花或電弧發(fā)生的可能性。
應(yīng)當(dāng)理解的是，第一和第二控制單元80、82可以同時(shí)檢測與通信總線24關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)，從而使第一和第二切換組件42、44基本上同時(shí)運(yùn)行，以中斷第一和第二導(dǎo)線對25、27中的電信號的流動。
此外，盡管第一和第二控制單元80、82使用第一和第二晶體管90、95，以響應(yīng)于所測量的電氣特性偏離預(yù)定的正常運(yùn)行值(或預(yù)定的正常運(yùn)行值的范圍)的變化，而切斷到對應(yīng)的線圈60-66的電流，但是也可以使用其它類似的部件，例如半導(dǎo)體閘流管。
此外，盡管將安全設(shè)備40描述為采用機(jī)電繼電器50-56，來在故障狀態(tài)下中斷第一和第二導(dǎo)線對25、27中的電信號的流動，但簧片開關(guān)和/或固態(tài)設(shè)備等也可以等價(jià)地應(yīng)用。
此外，盡管將通信總線24和總線段24a-d描述為具有組織成四個(gè)導(dǎo)線對的總共八條單獨(dú)的導(dǎo)線，但其它結(jié)構(gòu)也可以等價(jià)地應(yīng)用。例如，通信總線24和/或總線段24a-d可包括四條單獨(dú)的導(dǎo)線。第一導(dǎo)線可將來自位于非危險(xiǎn)區(qū)域31內(nèi)的操作員工作站13、14和/或數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫23的信號傳送給位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)的過程控制器12和/或一個(gè)或更多現(xiàn)場設(shè)備15-22。第二導(dǎo)線可以將來自位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)的過程控制器12和/或一個(gè)或更多智能現(xiàn)場設(shè)備19-22的信號傳送給位于非危險(xiǎn)區(qū)域31內(nèi)的操作員工作站13、14和/或數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫23。剩余的未使用的第三和第四導(dǎo)線可分別用來傳送由第一和第二控制單元80、82的第一和第二信號源91、94產(chǎn)生的電信號。還應(yīng)當(dāng)理解的是，安全設(shè)備40可以連接到通信總線24、總線段24a-d、模擬線33-36、數(shù)字總線38、和/或位于危險(xiǎn)區(qū)域43內(nèi)任何其它的通信介質(zhì)。
盡管已經(jīng)參考特定的示例描述了本公開，其中所述示例意欲僅為示意性的而非對本公開的限制，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)明白，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可以對所公開的實(shí)施例進(jìn)行改變、添加、或刪除。
權(quán)利要求
1.一種適合在制煉廠的危險(xiǎn)區(qū)域中使用的通信總線，該通信總線包括第一傳輸路徑，適配為朝第一方向傳送電信號；第二傳輸路徑，適配為朝第二方向傳送電信號；耦接到第一和第二傳輸路徑中的每一個(gè)的安全設(shè)備，其中該安全設(shè)備包括控制單元，適配為檢測與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)，并且其中該安全設(shè)備還包括切換單元，適配為響應(yīng)于所檢測的故障狀態(tài)而中斷沿第一和第二傳輸路徑的每一個(gè)的電信號的流動。
2.如權(quán)利要求1所述的通信總線，其中，所檢測的與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)包括開路、電氣不連續(xù)、通信總線中的切口、切斷的通信總線、以及通信總線的斷開端中的至少一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的通信總線，還包括第三傳輸路徑和第四傳輸路徑，其中該安全設(shè)備耦接到第三和第四傳輸路徑的每一個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的通信總線，其中，所述第一、第二、第三、和第四傳輸路徑的每一個(gè)包括雙絞電纜或同軸電纜。
5.如權(quán)利要求3所述的通信總線，其中，該控制單元包括耦接到第三傳輸路徑的第一控制設(shè)備以及耦接到第四傳輸路徑的第二控制設(shè)備，其中該第一控制設(shè)備包括第一信號源，其適配為產(chǎn)生沿第三傳輸路徑朝第一方向傳送的電信號，并且其中該第二控制設(shè)備包括第二信號源，其適配為產(chǎn)生沿第四傳輸路徑朝第二方向傳送的電信號。
6.如權(quán)利要求5所述的通信總線，其中，該第一控制設(shè)備包括適配為測量與第三傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性的第一傳感器，并且其中該第二控制設(shè)備包括適配為測量與第四傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性的第二傳感器。
7.如權(quán)利要求6所述的通信總線，其中，所測量的與第三和第四傳輸路徑的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的電氣特性包括電流、電壓、或電阻。
8.如權(quán)利要求6所述的通信總線，其中，該第一控制設(shè)備包括適配為將所測量的與第三傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性與正常運(yùn)行值相比較的第一比較器，并且其中該第二控制設(shè)備包括適配為將所測量的與第四傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性與正常運(yùn)行值相比較的第二比較器。
9.如權(quán)利要求8所述的通信總線，其中，該切換單元包括耦接到第一控制設(shè)備的第一開關(guān)和耦接到第二控制設(shè)備的第二開關(guān)。
10.如權(quán)利要求9所述的通信總線，其中，第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一控制設(shè)備、和第二控制設(shè)備中的至少一個(gè)裝在保護(hù)外殼內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9所述的通信總線，其中，該第一開關(guān)包括第一繼電器和第二繼電器，而該第二開關(guān)包括第三繼電器和第四繼電器，其中第一和第二繼電器的每一個(gè)耦接到第一控制設(shè)備，并且其中第三和第四繼電器的每一個(gè)耦接到第二控制設(shè)備。
12.如權(quán)利要求11所述的通信總線，其中該第一控制設(shè)備適配為給與第一和第二繼電器的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的線圈通電和斷電，并且其中該第二控制設(shè)備適配為給與第三和第四繼電器的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的線圈通電和斷電。
13.如權(quán)利要求11所述的通信總線，其中第一和第三繼電器的每一個(gè)耦接到第一傳輸路徑，并且其中第二和第四繼電器的每一個(gè)耦接到第二傳輸路徑。
14.如權(quán)利要求13所述的通信總線，其中，第一、第二、第三、和第四繼電器的每一個(gè)包括在正常運(yùn)行期間閉合的觸頭。
15.如權(quán)利要求14所述的通信總線，其中，第一控制設(shè)備適配為響應(yīng)于所測量的與第三傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離正常運(yùn)行值的變化，而斷開第一和第二繼電器的觸頭，并且其中，第二控制設(shè)備適配為響應(yīng)于所測量的與第四傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離正常運(yùn)行值的變化，而斷開第三和第四繼電器的觸頭。
16.一種適于在制煉廠的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用的安全設(shè)備，該安全設(shè)備包括通信總線，其包括第一傳輸線和第二傳輸線，其中，第一和第二傳輸線均適配為傳送電信號；耦接到第二傳輸線的控制單元，其適配為檢測與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)；以及耦接到第一傳輸線和控制單元的切換單元，其中，該切換單元適配為響應(yīng)于所檢測的與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)，而中斷電信號沿第一傳輸線的流動。
17.如權(quán)利要求16所述的安全設(shè)備，其中該控制單元包括適配為測量與第二傳輸線關(guān)聯(lián)的電氣特性的傳感器。
18.如權(quán)利要求17所述的安全設(shè)備，其中所測量的與第二傳輸線關(guān)聯(lián)的電氣特性包括電流、電壓、或電阻。
19.如權(quán)利要求17所述的安全設(shè)備，其中該控制單元包括適配為將所測量的與第二傳輸線關(guān)聯(lián)的電氣特性與正常運(yùn)行值進(jìn)行比較的比較器。
20.如權(quán)利要求19所述的安全設(shè)備，其中該第一傳輸線包括適配為朝第一方向傳送電信號的第一傳輸信號路徑，以及適配為朝第二方向傳送電信號的第二傳輸信號路徑。
21.如權(quán)利要求20所述的安全設(shè)備，其中該第二傳輸線包括適配為朝第一方向傳送電信號的第三傳輸信號路徑，以及適配為朝第二方向傳送電信號的第四傳輸信號路徑。
22.如權(quán)利要求21所述的安全設(shè)備，其中，所述第一、第二、第三、和第四傳輸信號路徑中的每一個(gè)包括一條導(dǎo)線或兩條導(dǎo)線。
23.如權(quán)利要求21所述的安全設(shè)備，其中該控制單元包括耦接到第三傳輸信號路徑的第一控制設(shè)備，以及耦接到第四傳輸信號路徑的第二控制設(shè)備。
24.如權(quán)利要求23所述的安全設(shè)備，其中該切換單元包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、和第四開關(guān)，其中第一和第三開關(guān)的每一個(gè)耦接到第一傳輸信號路徑，并且其中第二和第四開關(guān)的每一個(gè)耦接到第二傳輸信號路徑。
25.如權(quán)利要求24所述的安全設(shè)備，其中該第一控制設(shè)備耦接到第一和第二開關(guān)的每一個(gè)，并且其中該第二控制設(shè)備耦接到第三和第四開關(guān)的每一個(gè)。
26.如權(quán)利要求25所述的安全設(shè)備，其中所述第一、第二、第三、和第四開關(guān)的每一個(gè)包括在正常運(yùn)行期間閉合的觸頭。
27.如權(quán)利要求26所述的安全設(shè)備，其中該第一控制設(shè)備適配為響應(yīng)于所測量的與第三傳輸信號路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離正常運(yùn)行值的變化，而斷開第一和第二開關(guān)的觸頭，并且其中該第二控制設(shè)備適配為響應(yīng)于所測量的與第四傳輸信號路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離正常運(yùn)行值的變化，而斷開第三和第四開關(guān)的觸頭。
28.如權(quán)利要求16所述的安全設(shè)備，其中所述第一和第二傳輸線的每一條包括雙絞電纜或同軸電纜。
29.如權(quán)利要求16所述的安全設(shè)備，其中該第一傳輸線適配為使用基于以太網(wǎng)、Fieldbus、HART、PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net、As-interface、或CAN的通信協(xié)議來傳送電信號。
30.如權(quán)利要求16所述的安全設(shè)備，其中該控制單元包括適配為產(chǎn)生沿第二傳輸線傳送的電信號的信號源。
31.一種用于提供適合在制煉廠的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用的通信總線的方法，該方法包括沿第一傳輸路徑傳送電信號；沿第二傳輸路徑傳送電信號；測量與第二傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性；響應(yīng)于所測量的與第二傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性，而檢測與該通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)；以及響應(yīng)于所檢測的與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)，而中斷沿第一傳輸路徑的電信號的流動。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，檢測與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)包括檢測開路、電氣不連續(xù)、通信總線中的切口、切斷的通信總線、以及通信總線的斷開端中的至少一個(gè)。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，沿第一傳輸路徑傳送電信號包括沿第一對傳輸導(dǎo)線朝第一方向傳送電信號，并沿第二對傳輸導(dǎo)線朝第二方向傳送電信號，并且其中，沿第二傳輸路徑傳送電信號包括沿第三對傳輸導(dǎo)線朝第一方向傳送電信號，并沿第四對傳輸導(dǎo)線朝第二方向傳送電信號。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，沿第一傳輸路徑傳送電信號包括沿第一傳輸導(dǎo)線朝第一方向傳送電信號，并沿第二傳輸導(dǎo)線朝第二方向傳送電信號，并且其中，沿第二傳輸路徑傳送電信號包括沿第三傳輸導(dǎo)線朝第一方向傳送電信號，并沿第四傳輸導(dǎo)線朝第二方向傳送電信號。
35.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，測量與第二傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性包括測量電流、電壓、或電阻。
36.如權(quán)利要求31所述的方法，還包括將所測量的與第二傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性與正常運(yùn)行值進(jìn)行比較。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，中斷沿第一傳輸路徑的電信號的流動包括響應(yīng)于所測量的與第二傳輸路徑關(guān)聯(lián)的電氣特性偏離正常運(yùn)行值的變化，而斷開與第一傳輸路徑耦接的開關(guān)觸頭。
全文摘要
一種適合在制煉廠的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用的通信總線，包括適配為朝第一方向傳送電信號的第一傳輸路徑，以及適配為朝第二方向傳送電信號的第二傳輸路徑。安全設(shè)備耦接到第一和第二傳輸路徑的每一個(gè)，并包括適配為檢測與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)的控制單元。該安全設(shè)備還包括切換單元，其適配為響應(yīng)于所檢測的故障狀態(tài)，而中斷沿第一和第二傳輸路徑的每一個(gè)的電信號的流動。以這種方式，如果發(fā)生與通信總線關(guān)聯(lián)的故障狀態(tài)，通信總線的檢測電路可自動地減少或防止火花或電弧放電的發(fā)生。
文檔編號H04L12/28GK1625142SQ20041008325
公開日2005年6月8日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者肯特·A·伯爾, 加里·K·勞, 湯姆·阿尼威爾 申請人:費(fèi)舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司