門組件71之間實(shí)施無線通信。
[0024] 如果需要，發(fā)射機(jī)60、61、62、63和64可以在各個(gè)過程傳感器（發(fā)射機(jī)）與過程控 制器11之間組成唯一鏈路，并且像這樣，依靠發(fā)射機(jī)60、61、62、63和64來向控制器11發(fā) 送精確的信號(hào)以確保過程性能不會(huì)受損。發(fā)射機(jī)60、61、62、63和64常常被稱為過程可變 發(fā)射機(jī)（PVT)，因此可以在整個(gè)控制過程的控制中扮演重要的角色。另外，控制閥門組件71 可以向控制器11提供由控制閥門組件71內(nèi)的傳感器進(jìn)行的測量或可以向控制器11提供 由控制閥門組件71生成或計(jì)算的其它數(shù)據(jù)，作為其操作的一部分。當(dāng)然，如已知的那樣，控 制閥門組件71還可以從控制器11接收控制信號(hào)，以影響整個(gè)過程內(nèi)的例如流量的物理參 數(shù)。
[0025] 過程控制器11耦合到一個(gè)或多個(gè)I/O設(shè)備73和74,每個(gè)I/O設(shè)備連接到相應(yīng)的 天線75和76,并且這些I/O設(shè)備和天線73、74、75和76作為發(fā)射機(jī)/接收機(jī)進(jìn)行操作，以 經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)來執(zhí)行與無線現(xiàn)場設(shè)備61、62、63、64和71的無線通信?？?以使用諸如無線HART?協(xié)議、Ember協(xié)議、WiFi協(xié)議、IEEE無線標(biāo)準(zhǔn)等一種或多種已知的 無線通信協(xié)議來執(zhí)行現(xiàn)場設(shè)備（例如，發(fā)射機(jī)60、61、62、63和64、以及控制閥門組件71)之 間的無線通信。此外，I/O設(shè)備73和74可以實(shí)施由這些通信協(xié)議使用的協(xié)議棧操作，以經(jīng) 由天線75和76來接收、解碼、路由、編碼、以及發(fā)送無線信號(hào)，以在控制器11與發(fā)射機(jī)60、 61、62、63和64以及控制閥門組件71之間實(shí)施無線通信。
[0026] 如圖1所示，控制器11傳統(tǒng)上包括處理器77,處理器77實(shí)施或監(jiān)視存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 78中的一個(gè)或多個(gè)過程控制例程（或其任何模塊、方框、或子例程）。存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器78中 的過程控制例程可以包括在過程工廠內(nèi)實(shí)施的控制環(huán)路或與其相關(guān)聯(lián)。一般而言，并且如 通常已知的那樣，過程控制器11執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)控制例程并且與現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、 19、20、21、22、60、61、62、63、64和71、用戶工作站13以及數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)12進(jìn)行通信，以按 照任何期望的方式來控制過程。
[0027] 另外，根據(jù)本公開內(nèi)容的原理，圖1中的現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、19、20、21、22、60、 61、62、63、64和71和/或過程工廠所利用的其它類型的現(xiàn)場設(shè)備中的任何一個(gè)現(xiàn)場設(shè)備可 以包括一個(gè)或多個(gè)輔助電源端子。當(dāng)主電源被移除、被更換、或以其它方式停止服務(wù)時(shí)，可 以設(shè)置在現(xiàn)場設(shè)備17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和71的外殼的外部或內(nèi)部上的輔 助電源端子允許輔助電源模塊臨時(shí)為現(xiàn)場設(shè)備17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和71 中的相應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備供電。
[0028] 特別地，現(xiàn)場設(shè)備17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和71中的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn) 場設(shè)備可以完全地或部分地依靠電池電力進(jìn)行操作。即，現(xiàn)場設(shè)備17、18、19、20、21、22、60、 61、62、63、64和71中的至少一些現(xiàn)場設(shè)備的主電源可以包括一個(gè)或多個(gè)電池，這些電池需 要偶爾進(jìn)行更換。當(dāng)完全地或部分地為現(xiàn)場設(shè)備17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和 71的其中之一供電的電池需要被更換時(shí)，如下文將進(jìn)一步論述的輔助電源模塊可以耦合到 現(xiàn)場設(shè)備17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和71以在更換電池的同時(shí)臨時(shí)為現(xiàn)場設(shè)備 17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和71供電。按照這種方式，由于主電源的更換，用于 控制過程的現(xiàn)場設(shè)備17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和71的其中之一的操作以及過 程本身不會(huì)被中斷。
[0029] 在接下來的描述中，某些示例性設(shè)備和場景著重于無線過程控制設(shè)備，例如現(xiàn)場 設(shè)備71，并且特別是閥門定位器。然而，可以利用輔助電源模塊來臨時(shí)為任何適合類型的有 線和/或無線過程控制設(shè)備供電，這些過程控制設(shè)備集成了可以與輔助電源模塊耦合的內(nèi) 部或外部輔助電源端子。例如，輔助電源模塊可以臨時(shí)為諸如現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、19、 20、21和22等硬連線現(xiàn)場設(shè)備、控制器、工作站、和/或諸如現(xiàn)場設(shè)備60、61、62、63和64等 發(fā)射機(jī)（例如，過程可變傳感器）供電。事實(shí)上，輔助電源模塊可以臨時(shí)為過程控制系統(tǒng)中 的除"現(xiàn)場設(shè)備"、工作站、和控制器之外的部件供電。例如，過程控制系統(tǒng)10的諸如開關(guān)、 集線器、防火墻、輸入/輸出（I/O)卡或網(wǎng)關(guān)等部件之間的某些互連可以完全地或部分地由 電池來供電，并且因此，在電池被更換時(shí)，這些互連可以臨時(shí)由輔助電源模塊來供電。
[0030] 現(xiàn)在參考圖2,示例性系統(tǒng)100包括過程控制設(shè)備102和輔助電源模塊104。過程 控制設(shè)備102可以包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)備部件106以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)過程控制操作或功能， 例如控制閥門的位置、傳送溫度或壓力值、調(diào)節(jié)出口處的壓力等。通過示例的方式，設(shè)備部 件可以包括處理器（或微處理器）、非暫態(tài)存儲(chǔ)器、特殊應(yīng)用集成電路（ASIC)、現(xiàn)場可編程 門陣列（FPGA)、有線和/或無線接口電路和/或傳感器（例如，壓力、溫度、水平或流量傳 感器）。通過示例的方式，過程控制設(shè)備102可以是使用過程控制設(shè)備102的設(shè)備部件106 來控制壓力、閥門位置和/或流量的數(shù)字閥門控制器。過程控制設(shè)備102可以經(jīng)由有線和/ 或無線接口 107來接收設(shè)定點(diǎn)值和/或諸如反饋信號(hào)等其它控制信號(hào)。替代地或另外，過 程控制設(shè)備102可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)有線連接來接收控制信號(hào)。
[0031]過程控制設(shè)備102的無線接口 107可以包括被配置為發(fā)送和接收過程控制相關(guān)信 號(hào)（例如，設(shè)定點(diǎn)值）和/或被配置為向/從其它設(shè)備部件106發(fā)送和接收過程控制相關(guān)信 號(hào)的硬件和/或軟件部件的任何適合組合。通過示例的方式，無線接口 107可以包括允許 過程控制設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)110傳達(dá)（例如，發(fā)送和接收）諸如數(shù)值、代碼、數(shù)據(jù)、信息等信息的無 線電發(fā)射機(jī)、無線電接收機(jī)、微處理器和/或天線。網(wǎng)絡(luò)100可以包括一個(gè)或多個(gè)局域網(wǎng)和 /或廣域網(wǎng)，例如因特網(wǎng)。在一些實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)110可以包括一個(gè)或多個(gè)無線感測網(wǎng)絡(luò)， 其利用具體被配置用于無線過程控制應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議，例如無線可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速 通道（無線HART? )協(xié)議。過程控制設(shè)備102還可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)110而與一個(gè)或多個(gè)其它 無線過程控制設(shè)備120和/或一個(gè)或多個(gè)其它有線過程控制設(shè)備122進(jìn)行通信。
[0032] 包括設(shè)備部件106的過程控制設(shè)備102可以至少部分地由主電源112來供電。 主電源112可以包括一個(gè)或多個(gè)非可再充電電池或可再充電電池，它們允許過程控制設(shè) 備102在沒有從提供電力的總電源到過程控制設(shè)備102的有線連接時(shí)至少部分地進(jìn)行操 作。在一些情況下，主電源112本身可以為諸如設(shè)備部件106等其它電路或部件提供操作 電壓。然而，在其它情況下，可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)電線將主電源112操作連接到操作電壓 輸出電路114來為設(shè)備部件106提供操作電壓。操作電壓輸出電路114可以將電源信號(hào) (例如，24V)轉(zhuǎn)換為特定電壓（例如，±3. 3V、± 10V)，其反過來被施加到設(shè)備部件106的軌 (rail)。正電壓和負(fù)電壓在圖1中分別被表示為+V和-V，但是應(yīng)該理解，可以將正電壓施 加到設(shè)備部件106的軌中的一個(gè)并且可以將軌中的另一個(gè)接地。
[0033] 在主電源112包括一個(gè)或多個(gè)電池的一些實(shí)施方式中，可能需要偶爾更換電源 112或?qū)ζ溥M(jìn)行再充電。為了在更換電源112的同時(shí)為過程控制設(shè)備102 (例如，包括無線 接口）供電，過程控制設(shè)備102可以經(jīng)由輔助電源端子而耦合到輔助電源模塊104。輔助電 源模塊104與輔助電源端子116之間的耦合117可以包括耦合到輔助電源端子116的一個(gè) 或多個(gè)插口、端口、彈片等的一個(gè)或多個(gè)電線、彈片、連接器等。此外，輔助電源端子116可 以包括一個(gè)或多個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)（未示出）來確保輔助電源模塊104在移除主電源112之前耦 合到過程控制設(shè)備102,反之亦然。參考圖6A、6B、7A、7B、8、9、10A、10B和10C進(jìn)一步討論了 這種鎖定機(jī)構(gòu)。
[0034] 輔助電源模塊104可以（例如，在輔助電源模塊104的便攜式外殼內(nèi)）包括模塊 電源118。在一些情況下，模塊電源118可以包括與主電源112中的電池大體上相同的一個(gè) 或多個(gè)電池，例如鋰電池、膠體電池、吸收玻璃氈（AGM)電池、閥門調(diào)節(jié)式鉛酸（VRLA)電池 等。在其它情況下，模塊電源118可以包括與主電源112的部件不同的部件以供應(yīng)和/或 生成電力。例如，可以（例如，經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)電子引線）將模塊電源118連接到總電源或 到連接到另一個(gè)過程控制設(shè)備的電源，和/或模塊電源118可以包括或者連接到一個(gè)或多 個(gè)燃料電池、電容器、太陽能電池板、發(fā)電機(jī)（例如，氣動(dòng)發(fā)電機(jī)）等。在一個(gè)實(shí)施例中，模 塊電源118可以包括可以由耦合到模塊電源118的太陽能電池或氣動(dòng)發(fā)電機(jī)來再充電的一 個(gè)或多個(gè)電池。盡管輔助電源模塊104被示為包括一個(gè)模塊電源118,但是輔助電源模塊 104可以包括任何數(shù)目（二、三、四等）的電池、燃料電池、到總電源或其他過程控制設(shè)備的 有線連接、電容器、太陽能電池板、發(fā)電機(jī)（例如，氣動(dòng)到電動(dòng)）等以及它們的任何組合。
[0035] 當(dāng)耦合到輔助電源端子116時(shí)，模塊電源118可以給設(shè)備部件106、過程控制設(shè)備 102的無線接口、以及過程控制設(shè)備102的其它部件供電。在實(shí)施方式中，模塊電源可以向 操作電壓輸出