[其他]以光學設施傳送信息和命令的用于監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)設備的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86105700
• 申請日: 1986-06-18
• 公開（公告）號: CN86105700A
• 公開（公告）日: 1987-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 簡·邁克爾·伯奇特;扎奎斯·米伊爾;簡·彼里·拉德
• 申請（專利權(quán)）人: 法瑪通
• 主分類號: G08C19/36
• 分類號: G08C19/36;G08C23/00;G05B11/01;H04B9/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 李強

本文涉及一種以光學設施傳送信息和命令的用于監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)設備的方法和裝置。

很多工業(yè)生產(chǎn)設備往往包括：一個運行區(qū)，在其中進行工業(yè)生產(chǎn)過程;和一個控制和監(jiān)視部，它和工業(yè)生產(chǎn)設備運行區(qū)相隔離。工業(yè)生產(chǎn)設備的運行區(qū)中包括有測量、控制和命令裝置，這些裝置和各種組件結(jié)合起來就可以對那里的過程進行控制和監(jiān)視。這些測量、控制和命令裝置是非常多的，而且必須通過導體組件與控制部相連，以便這些導體組件可以傳送信息和指令，用于命令和控制運行中的工業(yè)生產(chǎn)設備。

在復雜的工業(yè)生產(chǎn)設備中，用于測量、控制和命令的裝置能夠采取、傳送和/或接受非常廣泛的各種形式的信息和命令，這些信息與生產(chǎn)流程中的參數(shù)有關(guān)，例如溫度、壓力或產(chǎn)量等，也可能與門、閥等元件的位置有關(guān)。除了與工業(yè)生產(chǎn)流程有關(guān)的各種信息外，該系統(tǒng)可以傳送來自檢測材料的信息，或者提供操作員之間的通信，或任何其他形式的信息。

在某些工業(yè)生產(chǎn)設施中，生產(chǎn)設備運行部區(qū)域內(nèi)的信息或指令的采取、傳送和/或接收是非常困難的。

裝有壓水堆的原小核電站就是如此，要求在反應堆主體內(nèi)進行測量，但反應堆運行時是不容易接近它的，因而要求采取和傳輸數(shù)據(jù)的裝置高度可靠和高度準確，此種要求還需要使十分頻繁地操作，獲取和傳送這些數(shù)據(jù)的探測裝置能保持相同的條件向不受工業(yè)流程周圍環(huán)境的影響。

在已有技術(shù)的很多系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采取、傳送和利用是以電信號形式進行的，電信號通過導體把控制部和工業(yè)生產(chǎn)設備的運行區(qū)連接起來，在運行區(qū)中有強磁場的情況下，需要把導體和這些磁場隔離，例如使用屏蔽電纜。在冶金和煉鋼工業(yè)中就是如此。

在所有這些情況下，應使導體有良好的絕緣并且對于電纜的保護件和支撐件加以有效的接地。在某些設備中，對于弱的電信號和高通量的數(shù)字數(shù)據(jù)，需要使用高成本的同軸電纜。在信息提取的位置之間還需要安裝去耦器件。

在某些設備中，在可燃或易爆物質(zhì)附近傳送電流，即使是低強度的電流也是十分危險的。例如，在石油式石-化生產(chǎn)設備中，或者天然氣加工生產(chǎn)設備中，情況就是如此，在設備運行區(qū)之內(nèi)，在用于測量、命令或控制的裝置附近需要安置電源時，這些危險就更進一步增加了。

另一方面，在具有很多測量和控制裝置，以及因此而包含著大量的與控制部相聯(lián)的連接線的復雜設備中，需要盡可能地、最大程度地減少連接同導體的體積和費用，在改進工業(yè)加工過程或工藝流程時同樣需要采取措施增加通道的數(shù)目以便滿足更大數(shù)目的測量或控制的需要，為了取得這些結(jié)果建議使用多路電子信號混合和多路電子信號分離器，以便減少在生產(chǎn)設備的運行區(qū)和控制部之間所需連接線的數(shù)量。而且可以在沒有增加連接線數(shù)量的情況下可以增加測量、控制或命令點的數(shù)目。然而這樣的多路電子信號混合和多路電子信號分離器是很昂貴的，而且在生產(chǎn)設備運行部內(nèi)需要自給電源。

另一方面，眾所周知，可以用光學設施來實現(xiàn)遠距離通訊。它可以使用光導纖維和光導纖維內(nèi)的調(diào)制光信號，多路信號混合和分離等設備聯(lián)合起來構(gòu)成一個系統(tǒng)將發(fā)射部和接收部連接起來。但是，想使用這樣的器件把工業(yè)生產(chǎn)裝置的控制部連接到該裝置的運行區(qū)去卻不是很容易的事。事實上的困難在于：以光導纖維用于遠距離通訊的這種器件需要在各個信息發(fā)射點附近和正在控制和監(jiān)視的運行區(qū)內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)設備上的各個測量傳感器附近都應安裝發(fā)光光源。為此，需要在工業(yè)生產(chǎn)設備的工作部件附近備有電源。

美國專利4367040建議使用與轉(zhuǎn)子無關(guān)的很多固定光源以供給轉(zhuǎn)子內(nèi)不同部位上的很多溫度測量傳感器。耦合這些光源形成一個寬頻帶輻射，并直接射入由轉(zhuǎn)子所構(gòu)成的光學器件，該光學器件進行了寬頻帶輻射的分解以便得到不同波長的單一光輻射，每一個單一元輻射送到一個溫度傳感器。在該固定光源和轉(zhuǎn)子之間沒有物質(zhì)連接。具有寬頻譜帶的光輻射是按轉(zhuǎn)子的軸向發(fā)射的，并由轉(zhuǎn)子所構(gòu)成的光學器件所接收。從光源到轉(zhuǎn)子之間的這一段光輻射的傳播路程必須保持很小的距離。

在工業(yè)生產(chǎn)設備的情況下，運行區(qū)和發(fā)光輻射產(chǎn)生區(qū)之間必須分離較大的距離，因而這種方法不能采用。

所以本發(fā)明的目的是建議一種以光學設施傳送信息和命令的工業(yè)生產(chǎn)設備控制和監(jiān)視方法。有很多測量、控制和命令裝置和這個工業(yè)生產(chǎn)設備的運行區(qū)相聯(lián)系。另有一個控制和監(jiān)視部，它和這個運行區(qū)的所在位置之間相隔一段相當大的距離。用不少于一根的光導纖維在工業(yè)生產(chǎn)設備的運行區(qū)和控制部之間傳送信息和命令。本方法可因充分吸收了光學傳送信息的很多優(yōu)點而得到最大的利益，但又避免了在生產(chǎn)設備運行區(qū)內(nèi)設置任何電源;而是采用了一個可被充分識別的光輻射裝置與一個用于測量、控制和命令的元件相聯(lián)系。