CN206338486U - 用于工艺过程设备的现场设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于工艺过程设备的现场设备(1)，尤其用于工艺过程设备的气动驱动的调节阀的电控气动式位置控制器，包括：用于可视化现场设备(1)的运行数据，如实际阀位置、期望阀位置、运行状态、故障等的显示装置(3)；数据处理装置，如微处理器，该数据处理装置与显示装置(3)联接，使得显示装置(3)对表示运行数据的至少一个可读的字符代码可视化，其特征在于，设有发光机构，其被数据处理装置控制为使得发光机构与字符代码的可视化无关地，与现场设备(1)的预定的运行状态有关地处于预定的发光状态。

Description

用于工艺过程设备的现场设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于工艺过程设备，如石化设备、发电厂、啤酒厂等的现场设备，尤其是一种用于气动驱动的调节阀的电控气动式位置控制器。根据本实用新型的现场设备包括用于可视化现场设备的运行数据的显示装置，如实际阀位置、期望阀位置、运行状态、故障等。为了让该显示装置对表示运行数据的可读出的字符代码可视化，该现场设备还包括数据处理装置如微处理器，该数据处理装置与该显示装置联接。

背景技术

这类现场设备例如以根据本申请人的技术参数表T 8388-1的3730型电控气动位置控制器被已知。已知的位置控制器具有LC显示器，用于可视化具体分类的状态和故障消息。LC显示器设置在已知的电控气动控制控制器的壳体中并且可以通过透明盖板被操作人员读出。为了读出位置控制器的状态或故障消息，操作人员必须靠近它。

实用新型内容

本实用新型的任务是克服现有技术的缺点，尤其是提供一种现场设备，其中对于操作人员而言在远处已可以识别现场设备的运行状态。

因此，本实用新型涉及一种现场设备，尤其是用于工艺过程设备的气动驱动的调节阀的电控气动式位置控制器，该现场设备包括：用于可视化所述现场设备的运行数据的显示装置，所述运行数据例如为实际阀位置、期望阀位置、运行状态、故障等；数据处理装置，如微处理器，该数据处理装置与所述显示装置联接，使得在所述显示装置处对表示运行数据的至少一个可读的字符代码可视化，该现场设备具有发光机构，该发光机构被数据处理装置控制为使得发光机构与字符代码的可视化无关地、根据现场设备的预定的运行状态的出现尤其从被动状态或被动持续状态切换到预定的主动发光状态。被动持续状态完全也可以通过如下方式实现：发光机构主动发射光束，但随后预定的主动发光状态可以与被动发光状态在发光强度方面区别。至少10勒克斯的发光差别就足够了。根据本实用新型的通过发光机构与在显示装置上字符代码的可视化无关地发出光信号意味着：即使在通过显示装置的可视化借助主动发光机构在视觉上可察觉地叠加时也实现无关性。优选地，在发光机构激活时，用于显示字符代码的显示装置保持视觉上可见。不同于只在现场设备附近可读出的显示装置，该发光机构设计为，在远处至少在10m或更远处已可清楚可见，尤其是因为发光机构与运行状态有关地可以发出对应的预定的信号颜色如红、绿、黄等。

在此，通过数据处理装置可控的照亮装置如白炽灯、LED、有机LED、氙气灯或卤素灯等视为发光机构。优选地，发光机构包括特别高能效的照亮装置如LED灯，因为在现场设备中通常只有数量有限的电能可用。作为用于控制发光机构的数据处理装置例如可以设置微型计算机或微处理器或微控制器或集成电路。与数据处理装置联接的显示装置例如可以基于LCD(液晶显示器)技术或优选实现为分段显示装置，其中借助相应至少七个可控的分段显示各个字符如字母或数字。该显示装置也可以实现为格栅或矩阵显示装置，其具有单独可控制的显示像素的方格状设置的格栅。代替LC显示器，该显示装置例如可以是电泳显示装置、双稳显示装置、电湿式显示装置、IMOD显示装置等。该显示装置可以具有显示专用的背光照亮装置，通过背光照亮装置可以设定可读性例如对比度、可视化的字符。优选地，显示装置不具有显示装置专用的尤其设置来使显示装置可视化的字符代码能被觉察的并且必要时所需的照亮装置。

此外，该显示装置可以代替或附加于分段或像素作为字符代码还具有一个或多个象形图状的字符，其作为完整的字符，不是作为各个分段或像素之和，设置用来通过数据处理装置控制以可视化一个确定的运行数据或多个确定的运行数据。

作为现场设备的运行数据尤其可以设置实际阀位置、期望阀位置、实际压力、阀打开/或关闭状态、实际通流、期望通流等。运行数据可以由传感器确定或由控制装置预设。其他运行数据可以涉及运行状态、如活动或不活动、正常、维护需求等。运行数据也可以与故障关联，如过低的控制压力、过压的摩擦、过低的或多高的温度等。运行状态通常可以是由现场设备接收的运行状态、通过显示设备输出的运行状态或在现场设备中测量的、确定的、算出的或计算的运行状态，例如来自控制室的控制信号、给控制室的告警信号。运行状态也可以涉及在现场设备的各个部件之间的通信，例如在数据处理装置与与之通信的传感器和/或执行器之间的通信。优选地，运行状态根据工业标准来标准化，例如根据Namur标准来标准化，数据处理装置根据运行状态让发光机构切换到预定的发光状态中。

发光机构优选被数据处理装置控制，使得其仅与现场设备的预定的运行状态的出现有关地被置于预定的发光状态中。在此，发光机构尤其从被动持续状态变换到预定的主动发光状态中。优选地，被动持续状态是发光机构的节能的不活动的状态，该被动持续状态可以用信号表示现场设备的正常运行。作为当出现现场设备的预定的运行状态时发光机构所占据的预定的发光状态，尤其可以设置信号颜色，如红、黄或绿。但，发光状态也可以指的是发光机构的闪烁，例如以恒定的规律的通/断节拍的闪烁，其中活动的和/或不活动的周期相同或不同。必要时，发光机构的通和/或断状态的持续时间尤其周期性地变化。也可以针对不同的运行状态设置不同的时序。例如，针对越来越关键的运行状态可以设置越来越高频率的闪烁。

在本实用新型的一个优选的实施方式中，显示装置和发光机构彼此定位为，使得这两者：发光机构以及显示装置从固定的观察角度出发在占据观察位置的操作人员的视野或视场中。应清楚的是，操作人员的视野或视场可以表示基本上圆锥形的区域，该区域射线状或面状地从视场圆锥形的尖端延伸出(即从观察者的眼镜出来)并且不包括如下部位，该部位在不透明物体之后的视觉阴影中并且这样对于观察值而言是不可见的。优选地，发光机构包围显示装置。例如，字符代码的对比背景可以用于发光机构的光发出面，以便显示现场设备的预定的运行情况。在本实用新型的一个优选的实施方式中，发光机构设置为，使得显示装置的背景通过在激活的状态中的发光机构来照亮。在被动状态中，发光机构可以被关断。附加地或替选地，发光机构可以通过闭合的或部分打开的框来实现，该框至少部分、优选完全包围显示装置。优选地，框与显示装置的屏幕紧邻地设置，使得实现了在显示装置与发光机构之间的线性的过渡。

在本实用新型的一个优选的实施方式中，发光机构包括用于至少一个颜色的光的至少一个光源，其中作为光源可以使用上述的发光机构。优选地，发光机构包括至少一个光导体，用于在至少一个光源与显示装置和/或发光机构的位置之间的光传输，尤其为框的形式。

在本实用新型的一个改进方案中，现场设备具有现场设备外部的能源，如供给电压源。在此，用于驱动发光机构的能量可以通过根据标准化的0.1至7mA期望值信号的期望值信号或4至20mA信号来实现。附加地或替选地，可以设置现场设备内部的至少一个能量源如发电机，以便驱动发光机构并且必要时显示装置，该能量源从辅助能量如气动、电动能量来产生。

在本实用新型的一个优选的实施方式中，发光机构在预定的主动发光状态中照透现场设备的发光面，该发光面在现场设备表面的至少1cm²上延伸。为了确保可从远处清楚地看到的照亮，已证明为有利的是，设置发光面的最小大小。优选地，发光面为至少4cm²大或至少10cm²大。通常，发光面的大小可以为500cm²或更小、优选100cm²或更小、尤其小于50cm²，使得以此方式可以限制能耗。发光面例如可以通过显示装置来实现，该显示装置尤其借助背光照亮装置来照亮。作为发光面也可以照透围绕显示装置的框，其中应清楚的是，所述框不必完全围绕显示装置延伸，而是例如可以分段状地优选以规律的间距围绕显示装置地设置。

在本实用新型的一个优选的改进方案中，发光面实现为连续的尤其无中断连贯的面。这样的面例如可以通过几何基本形状如方形、矩形、圆形来实现，但也可以以任意其他多边形的和/或星形的形状实现。

表明的是，利用发光机构与显示装置的完全与显示装置无关地工作的组合，与操作人员的通信可以明显更容易，使得可以明显降低检查和短期维护时的开销。在此由于发光机构的添加而无需操作人员的高级培训状态。

附图说明

本实用新型的其他特性、优点和特征通过参照所附的附图对本实用新型的优选的实施方式的描述而变得清楚，在附图中：

图1示出了根据本实用新型的现场设备的示意图，该现场设备具有用于电子部件的保护壳体，在该现场设备上设置显示装置；

图2示出了根据图1的保护壳体的细节图；

图3示出了根据图2的保护壳体的实施方式的示意性部分剖切的视图，该保护壳体具有用于照亮显示装置背景的LED；以及

图4示出了根据图2的保护壳体的另一实施方式的示意性部分剖切的视图，其中LED设置用于侧向照亮显示装置。

具体实施方式

在图1中示出了根据本实用新型的现场设备的优选的实施方式。在此，该现场设备设有附图标记1。该现场设备1例如可以具有用于调节工艺过程设备的物质流的阀9、用于操作调节阀9的气动式调节驱动装置5和支架7，气动式调节驱动装置5利用该支架安装在阀9的壳体上，以及具有驱动杆19或驱动轴，用于将驱动力从气动式驱动装置5传递到调节阀9。

在图1所示的现场设备1中，在支架7上位置固定地安置有用于现场设备1的电子部件的保护壳体13。在保护壳体13中例如可以安置有现场设备1的电子和/或电控气动式位置控制器部件。尤其是，保护壳体13可以保护设置在其中的部件免受污物和/或腐蚀性环境条件影响。同时，保护壳体13可以针对有爆炸危险的区域，使得设置在其中的电子部件通过保护壳体13来封装，使得甚至在电子部件故障的情况下确保防点燃和/或防爆。

在图1和图2示出的实施方式中，在保护壳体13上设置显示板21，该显示板通过透明的隔板23与外部环境分开，该隔板形成保护壳体13的一部分。隔板23在所示的优选的实施方式中由透明的材料制造，例如由透明的塑料或玻璃制造。隔板23可以具有遮光的或不透明(未示出)的区域。

在根据图1的实施方式中，隔板23是圆形的，其中在外部可见的环周上形成透明的框25，该框完全包围显示板21。隔板23和其框25的形状可以偏离于所描述的优选的实施方式的圆形形状并且例如为椭圆形、方形、矩形或多边形。所述框也可以不同于完全围绕显示板21地实施，例如框25可以具有交替为透明和不透明的分段。在另一(未示出的)实施方式中，隔板23的框25也可以完全不透明地实施或壳体13的开口(显示元件尤其显示板21通过该开口是可见的)相对于显示元件来设计尺寸，使得显示元件的框状的镶边直接通过壳体13来实现。

如在图3中所示，隔板23在其外环周上具有至少一个或多个凸缘区段27，用于将隔板23固定在壳体13上。例如，隔板23可以通过在用于显示板21的支承板31的壳体13的前侧14之间的完全或例如三个单独的凸缘区段27保持，其中在隔板23尤其凸缘区段27与壳体13之间可以设置(未示出的)密封件，用于将保护壳体内部与外部环境分开。

图4示出了通过保护壳体13的示意性部分剖面，其中在隔板23的凸缘区段27中设置凹空部，在所述凹空部中容纳侧向的LED 41。在具有多个分段的凸缘区段27的隔板23中，侧向的LED 41也可以设置在凸缘区段27之间，而不是设置在容纳部43中，或侧向的LED 41可以定位在凸缘区段27的外部环周上。

光源如LED(发光二极管)、白炽灯等也可以与显示装置3、显示装置的显示元件如显示板21和其框25间隔地设置并且光源的光通过一个或多个光导体从光源传输给显示装置3(未示出)。作为光导体例如考虑玻璃纤维线缆、镜等。

在图3所示的实施方式中，示例性的三个背景LED 51设置在显示装置3的显示板21之后，设置在保护壳体13的内部中。背景LED 51位于现场设备1的显示板21之后，使得背景LED 51是不可见的。在图4所示的保护壳体13(该保护壳体具有带有显示板21和透明的隔板23的显示装置3)中，LED同样在前视图中不可见，而设置在显示板21侧面。

原则上，背景LED 51或侧向LED 41的数量是可变的。但有利地，使用至少一个三色LED或至少两个且优选三个不同颜色的LED(例如绿、黄和红)。在安全性是关键的应用中，有利的会是，设置冗余的LED，以便在一个LED故障时维持具有与故障的LED相同的颜色和/或发光特征的替代LED。

背景LED 51如例如在图3中所示的那样可以直接定位在显示装置3的显示元件如显示板21之后，以便因现场设备的运行状态改变(即例如出现或取消状态消息、警报消息或故障消息)而可以通过背景LED 51和/或侧向LED 41改变显示装置3的照明。

例如，在根据本实用新型的现场设备1的一个优选的实施方式中，只要其在正常无故障的运行状态中运行，则没有LED发光或LED持续以一种颜色照亮显示装置3和/或框25，其用信号表示无故障的运行状态，例如白色、蓝色或绿色。优选地，显示装置在正常无故障的运行状态中未被照亮，以便节约能量。以此方式，工艺过程设备的维护人员在远处已可以看到或至少不必读出在显示板21或显示装置3的其他显示元件上的运行参数的情况下，现场设备1无故障地工作。

只要现场设备1的运行状态改变使得现场设备1并不更长地在预定的期望范围中工作或出现故障，其中与期望范围的偏差或故障不涉及直接危险的状态，如现场设备的失效(即当现场设备1存在维护需求时，但没有出现直接的应急情况)，显示装置3的LED可以发出第二颜色(例如黄色)的发光信号用以表示告警通知或维护需求。这使得维护人员容易在工艺过程设备中找到有维护需求的现场设备，该现场设备可能包括许多彼此类似的现场设备，而操作人员不必首先查询工艺过程设备的序列号或位置图。当例如通过现场设备1的电子部件确定了现场设备的调节作用相对于参考值更缓慢或需要提高工作量(这指示在调节杆19或调节轴处的夹紧或提高的摩擦)时，维护需求例如可以被显示。

当在现场设备1处出现失效或应急状态或例如需要直接关注的故障时，LED可以将其以第三颜色例如红色表示。例如当驱动杆19或代替其设置的驱动轴失灵尤其断裂或不能运动时或当调节所述阀9所需的能量尤其电能和/或气动能低于必需的能量水平(例如电力故障时或当现场设备1处于距期望运行状态超过安全容差的运行状态，会出现这样的应急状态。

现场设备1通过LED或其他光源的照亮可以连续地进行。对于确定的运行状态也可以设计为：LED或其他光源闪烁，也就是说，对于人眼而言以可分辨的频率在发光与不发光(暗)的状态之间变换。替选地，可以利用交替不同的颜色来照亮。特别是0.1赫兹或更高的频率例如0.5赫兹的频率、1赫兹的频率、2赫兹的频率、3赫兹的频率、5赫兹的频率或10赫兹的频率视为闪烁频率。对于本领域技术人员而言，清楚的是，连续发光的LED通常以一频率在发光与不发光的状态之间变换，该频率对于人眼而言是不可分辨的(例如60赫兹)，以便表示连续的发光。

也可考虑的是，显示装置3利用闪烁图案进行照亮，其中在LED的两个相继被照亮的状态之间的持续时间和状态周期地或随机在可见的频率范围中变化。

在(未示出的)实施方式中，显示板21可以实施为是可照亮的，使得可以省去额外的光源(如在图3和图4中所示的背景LED51或侧向LED41)。被照亮的显示板21本身则用于随着运行状态改变而改变对显示装置3的照亮。但优选地，显示装置3的尤其可以实现为LCD(液晶显示器)或借助E-Ink(电子墨水)实现的显示元件如显示板21是入射光或透射光显示元件，其不包括发光活性的(被照亮的)部件，而是例如实施为模拟显示元件或带有可变的反射或透射特性如非照亮式计算器LCD显示器的显示元件。以此方式，实现特别节能的显示装置3。

为了对照亮装置如LED等供电，并且必要时为显示装置3供给电能，可以设置现场设备外部的能量源。例如，为了照亮或者为了显示可以使用用于现场设备1的控制信号的能量。替选地，现场设备包括内部的能量源(未示出)。作为现场设备内部的能量源例如考虑电池或借助现场设备1的辅助能量例如气动能驱动的发电机。这样的能量源(即电池或发电机)可以安置在保护壳体13中。这样的实施方式尤其在将现场设备1使用于工艺过程设备的防爆区域中时会是有利的，因为其仅隔离地在保护壳体13内具有电源。此外，还允许如下能量源，如电池，发光信号的显示，即使在现场设备的能量供给失效时。

在图1和图2所示的优选的实施方式中，显示装置3具有显示板21作为显示元件，显示板配备有字符区22(在此示例性通过字母A、B、C和D表述)，其中应清楚的是，字符区22可以显示用于许多其他字母、数字、标志、符号、象形图等的字符。优选地，字符区22可以具有两个或更多单独显示的字符如像素或分段、尤其是10个或更多、20个或更多、50个或更多、100个或更多、1000个或更多、100000个或更多。应清楚的是，像素在此指的是字符区22的单独可控的字符，其中可以设置恰好一个像素、至少一个像素、两个像素、七个像素或更多个像素来显示字符区22的离散符号。

显示装置3在根据图1和图2的实施方式中可以具有大约25cm²到400cm²的可视显示面积、优选大约100cm²的显示面积。为了从远处清楚可读，也可以是大于1cm²或大于10cm²的显示面积。

重要的是在前面的描述、附图和权利要求中公开的特征不仅单独地而且可以任意组合来以不同的设计方案实现本实用新型。

Claims (17)

1.一种用于工艺过程设备的现场设备(1)，该现场设备包括：

用于可视化所述现场设备(1)的运行数据的显示装置(3)；

数据处理装置，该数据处理装置与所述显示装置(3)联接，使得在所述显示装置(3)处对表示运行数据的至少一个可读的字符代码可视化，

其特征在于，

设有发光机构，该发光机构被所述数据处理装置控制为使得所述发光机构与所述字符代码的可视化无关地，根据所述现场设备(1)的预定的运行状态采用预定的发光状态。

2.根据权利要求1所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光机构和所述显示装置(3)彼此设置为，使得它们设置在所述现场设备(1)的外壁的同一侧上和/或它们在固定的观察视角的情况下能够同时被处于观察位置的操作人员的眼睛看到。

3.根据权利要求1或2所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光机构照亮所述显示装置(3)的背景和/或照亮至少部分包围所述显示装置(3)的框(25)。

4.根据权利要求3所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光机构包括用于至少一种颜色的光的至少一个光源。

5.根据权利要求4所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光机构具有至少一个光导体，用于在所述至少一个光源与所述显示装置(3)和/或所述框(25)之间传输光。

6.根据权利要求1所述的现场设备(1)，

其特征在于，

设有至少一个现场设备外部的能量源，和/或设有至少一个现场设备内部的能量源，用于为所述发光机构供电。

7.根据权利要求1所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光机构在发光状态中照透现场设备(1)的发光面，所述发光面在至少1cm²上延伸。

8.根据权利要求7所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光面是连续的面。

9.根据权利要求1所述的现场设备(1)，

其特征在于，所述现场设备是用于气动驱动的调节阀的电控气动式位置控制器。

10.根据权利要求1所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述运行数据为实际阀位置、期望阀位置、运行状态和故障。

11.根据权利要求1所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述数据处理装置是微处理器。

12.根据权利要求3所述的现场设备(1)，

其特征在于，

其中所述框(25)直接邻接于所述显示装置(3)设置。

13.根据权利要求6所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述至少一个现场设备外部的能量源是供给电压源。

14.根据权利要求6所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述至少一个现场设备内部的能量源是气动驱动的发电机。

15.根据权利要求3所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光机构在发光状态中照透所述显示装置(3)和所述框(25)。

16.根据权利要求7所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光面在至少4cm²或至少10cm²上延伸。

17.根据权利要求8所述的现场设备(1)，

其特征在于，

所述发光面是无中断连贯的面。