[发明专利]数据传输体系结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据传输体系结构，并且更特别地，本发明涉及一种用于数据传输的设备、方法和系统，而且本发明还涉及总线以及用于控制采样系统的桥体系结构。

背景技术

本发明涉及连接各采样系统部件。本质安全型(intrinsically safe)标准化电子总线提供被用于构造采样系统的各分析器和机械部件之间的互连。对这种能力的市场需求正在发展，并且预期会快速增长。越来越多的用户已经知道，在拥有分析器系统时的一个重要的成本起因是对样品预处理系统(sample conditioning system)的维护和操作。在这一区域内，以各种方式给用户招致成本：

-进行维护所需的工时的数目；

-所涉及到的人员所需的训练和经验水平；

-所述分析器系统在进行维护的时候的离线时间。

用户可能有很强的动机降低拥有成本，并且认识到可以通过改进采样系统设计以及使用新式电子控制装置以促成“智能”系统来实现这一点。但是，为此目的所要求的机械和电子部件可能笨重且昂贵，而且可能无法以成本有效的方式或者以所需的可靠性水平建立所期望的这种改进。作为工业标准化努力的部分而造成的机械部件设计方面的最新进展已经解决了上述问题的某些机械部分。

本发明旨在解决所述问题的电子部分。提取类型的过程分析器可能要求样品预处理系统。所述SCS的目的在于：

-从所述过程中取出一定量的过程流体(process fluid)；

-将其传输到所述分析器；

-必要时改变其压力和温度，以便与所述分析器兼容；

-必要时清洁、过滤所述样品以及改变所述样品的状态，以便确保可以对其进行分析；

-将所述样品注入到所述分析器中；以及

-确保最终得到的样品代表原始过程(original process)。

为了执行上述功能，可以使用许多机械部件，比如调节器、流量控制器阀门、计量器、过滤器、加热器、温度控制器、液体脱落组件(liquid-drop out assembly)、蒸发器以及更多。一般来说，这些机械部件可以是分立器件。所述机械部件由各种公司制造。所述机械部件可以与手工切割的及手工成形的管道和管道连接器互连。虽然来自不同制造商的部件可以执行彼此类似的功能，但是所述部件通常是不能互换的。完整的SCS成套设备(package)通常较大，从而在拥挤的加工厂环境中要求很大的墙壁或地板空间。整个组件可能会遇到严重的维护问题，其包括阻塞、堵塞以及彻底的故障。可能直到从所述分析器进行读取本身受到影响才能观察到所述系统的故障。另外，所述SCS的故障可能导致损坏所述分析器。

过去已经考虑了对SCS设计的许多替换方案。某些分析器类型(诸如由制造的LDS)直接在过程容器(process vessel)内部进行其测量，这完全消除对SCS的需要。其它类型的样品预处理涉及到“远程采样”以及“离散的”或“分组采样”方法。这些设计的目标是使得必须处理的过程流体的数量最小化，并且因此使得SCS的维护需求最小化。但是，许多分析器技术只有在首先从过程中提取出样品之后才能进行操作。因此，为了以更为直接的方式解决问题，已经做了各种尝试。

一种技术是创建“智能”采样系统。这种系统会被设计成具有并行的或替换的流路径和备用系统，并且使用自动控制装置来监控操作以及切换样品路径。原则上可以建造提供100％在线时间的系统。但是，所有这些设计对于大多数用途来说都是不切实际的。这是因为所涉及到的机械部件的成本和尺寸，以及缺少简单易用的电子互连系统和控制器。

相应地，需要一种用于改进SCS的各部件之间的通信和兼容性的设备、方法和系统。此外可能还需要减少维护以及减少所涉及到的人员所需的训练和经验。

发明内容