本發(fā)明涉及現(xiàn)場裝置(fielddevice)的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及連接至現(xiàn)場總線的填充級測量裝置、壓力測量裝置、流量測量裝置、用于監(jiān)控信號的方法、程序單元以及計算機可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)：
當可視化或分析現(xiàn)場總線信號時，可視化和/或分析裝置連接至現(xiàn)場總線。這些裝置也可以被稱為診斷工具并且可以在現(xiàn)場裝置在其測量環(huán)境中第一次被激活時被使用，或者可用于監(jiān)控現(xiàn)場總線系統(tǒng)。對于每個現(xiàn)場總線段，可能必須使用單獨的診斷工具(每個診斷工具需要用于連接至現(xiàn)場總線段的額外的接口)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
期望提供現(xiàn)場總線信號的物理層(現(xiàn)場總線)參數(shù)的容易執(zhí)行且靈活的診斷。本發(fā)明提供了填充級測量裝置、壓力測量裝置、流量測量裝置、方法、程序單元以及計算機可讀介質(zhì)。在下面的描述中陳述了本發(fā)明的示例性實施方式。應理解的是，以下關(guān)于填充級測量裝置描述的特征也可以在壓力測量裝置中、在流量測量裝置中或者作為該方法中的方法步驟、程序單元以及計算機可讀介質(zhì)來實現(xiàn)，反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種連接至現(xiàn)場總線的填充級測量裝置，其中，該填充級測量裝置包括處理單元，該處理單元被適配為監(jiān)控被設(shè)計為從填充級測量裝置發(fā)送至連接到現(xiàn)場總線的其它填充級測量裝置、壓力測量裝置、外部分析系統(tǒng)或流量測量裝置或者由填充級測量裝置從所述其它填充級測量裝置、壓力測量裝置或外部分析系統(tǒng)接收的信號。此外，該處理單元適配為確定該信號的一個或更多個物理層參數(shù)。換言之，現(xiàn)場總線信號能夠在填充級測量裝置內(nèi)被監(jiān)控并且能夠仍在該填充級測量裝置內(nèi)通過確定該信號的一個或更多個物理層參數(shù)來被分析。無需外部的診斷工具。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，一個或更多個物理層參數(shù)從包括施加于總線的電壓、信號的幅度、信號的形式、信號的噪聲的幅度以及產(chǎn)生噪聲的信號的頻率的組中被選擇出。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，填充級測量裝置還包括用于存儲信號和/或一個或更多個物理層參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲器。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，該填充級測量裝置還包括：用于在信號被存儲進數(shù)據(jù)存儲器中之前使該信號數(shù)字化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，處理單元還適配為識別已經(jīng)將信號發(fā)送至填充級測量裝置的所述其它填充級測量裝置、壓力測量裝置或外部分析系統(tǒng)。換言之，填充級測量裝置能確定從所述其它填充級測量裝置、壓力測量裝置或外部分析系統(tǒng)發(fā)送的現(xiàn)場總線信號的物理層參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，該填充級測量裝置還包括長期數(shù)據(jù)存儲器，物理層參數(shù)在已經(jīng)被確定后被存儲在其中。長期數(shù)據(jù)存儲器可以是數(shù)據(jù)存儲器中存儲有現(xiàn)場總線信號的一部分或者與該數(shù)據(jù)存儲器相同。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，該填充級測量裝置還適配為在用戶請求時將所確定的一個或更多個物理層參數(shù)經(jīng)由現(xiàn)場總線發(fā)送至該用戶。換言之，該填充級測量裝置確定物理層參數(shù)，并且需要關(guān)于該物理層參數(shù)的信息的用戶可以請求該填充級測量裝置來發(fā)送該參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，該填充級測量裝置還包括：指示和調(diào)整模塊，其適配為可視化所確定的一個或更多個物理層參數(shù)。這種指示和調(diào)整模塊可連接至填充級測量裝置的接口并且可包括顯示信息(諸如，物理層參數(shù))的顯示器并且也包括用于裝置參數(shù)化的用戶接口。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，該填充級測量裝置進一步包括：接口適配器，其適配為將該填充級測量裝置連接至外部計算機并且適配為將所確定的一個或更多個物理層參數(shù)發(fā)送至外部計算機。因此，物理層參數(shù)可以不必經(jīng)由現(xiàn)場總線被發(fā)送至用戶，而是可以(可選地或附加地)(經(jīng)由該指示和調(diào)整模塊)在該填充級測量裝置處或者在連接至該填充級測量裝置的計算機上被可視化。在后者的情況下，物理層參數(shù)可利用裝置類型管理工具(DTM)來被可視化。因此，即使在現(xiàn)場總線系統(tǒng)不能正常工作的情況下，物理層參數(shù)仍能被可視化。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，該填充級測量裝置還適配為基于一個或更多個物理層參數(shù)的分析來產(chǎn)生并且發(fā)送關(guān)于現(xiàn)場裝置的狀態(tài)的狀態(tài)報告。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，該填充級測量裝置適配為執(zhí)行信號的噪聲的快速傅里葉變換，以便識別產(chǎn)生噪聲的信號的頻率。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，現(xiàn)場總線使用profibus協(xié)議、基金會現(xiàn)場總線協(xié)議和HART協(xié)議中的一個來作為數(shù)據(jù)發(fā)送協(xié)議。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種連接至現(xiàn)場總線的壓力測量裝置，其包括在以上和以下描述的處理單元。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種連接至現(xiàn)場總線的流量測量裝置，其包括在以上和以下描述的處理單元。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通過填充級測量裝置、壓力測量裝置或流量測量裝置來監(jiān)控信號的方法，其中，該信號被設(shè)計為從填充級測量裝置、壓力測量裝置或流量測量裝置發(fā)送到連接至現(xiàn)場總線的所述其它填充級測量裝置、壓力測量裝置或外部分析系統(tǒng)或者由填充級測量裝置、壓力測量裝置或流量測量裝置從填充級測量裝置、所述其它填充級測量裝置、壓力測量裝置、外部分析系統(tǒng)或流量測量裝置接收。在此方法中，通過該填充級測量裝置、壓力測量裝置或流量測量裝置來執(zhí)行信號的監(jiān)控并且通過該填充級測量裝置、壓力測量裝置或流量測量裝置來確定該信號的一個或更多個物理層參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種程序單元，其中在通過填充級處理裝置、壓力測量裝置或流量測量裝置的處理器來執(zhí)行時，命令處理器執(zhí)行以上和以下描述的方法步驟。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種計算機可讀介質(zhì)，程序單元被存儲在其上，其中，該程序單元在通過填充級處理裝置、壓力測量裝置或流量測量裝置的處理器來執(zhí)行時，命令處理器執(zhí)行以上和以下描述的方法步驟。可被看作是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的要點的是：可以無需外部診斷工具而是通過現(xiàn)場裝置，即，壓力測量裝置、流量測量裝置或填充級測量裝置，來執(zhí)行現(xiàn)場總線診斷。此外，已經(jīng)通過現(xiàn)場裝置被確定的物理層參數(shù)能夠經(jīng)由現(xiàn)場總線發(fā)送至外部用戶，并且能夠通過連接至現(xiàn)場裝置的指示和調(diào)整模塊被可視化，以及也能夠通過連接至現(xiàn)場裝置的接口的計算機來被可視化和分析。根據(jù)下文中所描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得明顯。下面將參照下列附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例。附圖說明圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的與計算機連接的現(xiàn)場裝置。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方法的流程圖。圖4示出了信號和根據(jù)本發(fā)明的示例所確定的信號的對應的物理層參數(shù)。具體實施方式圖中的示例是示意性的。在不同的圖中，類似的或相同的元件被設(shè)置有相同的附圖標記。圖1示出了諸如填充級測量裝置100、壓力測量裝置203或流量測量裝置206的現(xiàn)場裝置。該裝置包括外殼101，該外殼包括用于將該裝置連接至現(xiàn)場總線205的接口105。此外，用于將該裝置連接至外部計算機112的第二接口111可以被設(shè)置。另外，用于將該裝置連接至指示和調(diào)整模塊110的第三接口113可以被設(shè)置在外殼中?，F(xiàn)場裝置100、203、206包括適配為使現(xiàn)場總線信號數(shù)字化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器103。該轉(zhuǎn)換器103經(jīng)由連接120連接至微處理器102和/或連接至數(shù)據(jù)存儲器104、106(圖1中未示出)。數(shù)據(jù)存儲器可包括短期數(shù)據(jù)存儲部104和長期數(shù)據(jù)存儲部106?？蛇x地，可設(shè)置兩個分開的數(shù)據(jù)存儲裝置104、106或者僅一個長期存儲器。微處理器102經(jīng)由線121、122被連接至兩個數(shù)據(jù)存儲部104、106。第三接口和第二接口分別經(jīng)由連接線125和126連接至處理器102。處理器102被編程，以執(zhí)行以上和以下描述的方法步驟。因此，輸入和輸出的總線信號可被存儲在數(shù)據(jù)存儲器104和/或長期數(shù)據(jù)存儲器106中。然后，處理器102分析所存儲的數(shù)據(jù)，根據(jù)需要識別數(shù)據(jù)源(即，將對應信號發(fā)送至現(xiàn)場裝置100、203、206的現(xiàn)場裝置)，并且計算診斷所需的現(xiàn)場總線信號的物理層參數(shù)。然后，所確定的物理層參數(shù)可被存儲在長期數(shù)據(jù)存儲器106中并且可經(jīng)由DTM工具被可視化和/或被讀出。此外，物理層參數(shù)可通過經(jīng)由第三接口113連接至現(xiàn)場裝置的指示和調(diào)整模塊110來被顯示。另外，例如，在用戶的請求下，物理層參數(shù)可以經(jīng)由現(xiàn)場總線205發(fā)送至另一現(xiàn)場裝置。應當注意的是，為了資產(chǎn)管理的進一步分析，現(xiàn)場裝置100、203、206的或者已發(fā)送信號的外部現(xiàn)場裝置的各種狀態(tài)可以被發(fā)送至外部分析系統(tǒng)204(參見圖2)。應當注意的是，為了將本發(fā)明實現(xiàn)為填充級測量裝置，可以使用現(xiàn)有的微控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及存儲介質(zhì)。因此，在目前已知的裝置中實現(xiàn)本發(fā)明時，可不必進行大范圍的硬件變化。本發(fā)明的優(yōu)點在于，不需要附加的第一診斷工具并且不必使用將診斷工具連接至現(xiàn)場總線的附加現(xiàn)場總線接口。因此，可減少用于診斷目的的硬件。此外，每個現(xiàn)場總線段具有由各自的現(xiàn)場總線段的現(xiàn)場裝置自動提供的現(xiàn)場總線診斷功能。通過分析現(xiàn)場總線信號的物理層參數(shù)，可以檢測諸如填充級測量裝置等現(xiàn)場總線裝置或例如接口、配電設(shè)備或插頭等無源器件的狀態(tài)的連續(xù)變化，諸如電接口接觸的持續(xù)腐蝕。這些變化然后經(jīng)由對應狀態(tài)信號的發(fā)送而引起連接至現(xiàn)場總線的外部分析或控制單元204的注意。如果填充級測量裝置的狀態(tài)變化通過分析填充級測量裝置內(nèi)的所確定的物理層參數(shù)而被檢測到填充級，則這些狀態(tài)信號可由填充級測量裝置自發(fā)地發(fā)送。在信號噪聲的快速傅里葉變換分析的幫助下，可識別引起噪聲的信號的頻率。通過這樣做，用戶可識別諸如位于填充級測量裝置附近的電動機的特定的變頻器的噪聲源。圖2示出了現(xiàn)場總線系統(tǒng)200，該系統(tǒng)包括現(xiàn)場總線205和連接至現(xiàn)場總線205例如三個填充級測量裝置100、201、202(諸如，填充級雷達)、壓力測量裝置203、流量測量裝置206以及外部分析單元204的幾個現(xiàn)場裝置。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方法的流程圖。在步驟301中，在填充級測量裝置內(nèi)產(chǎn)生或者通過填充級測量裝置從另一現(xiàn)場裝置來接收現(xiàn)場總線信號。然后，在步驟302中，使該信號數(shù)字化并且在步驟303中將其存儲在數(shù)據(jù)存儲器中。在步驟304中，微處理器分析所存儲的信號并且在步驟305中確定信號的物理層參數(shù)。在步驟306中，通過將該物理層參數(shù)與以前獲得的對應物理層參數(shù)比較來確定填充級測量裝置具有缺陷。在步驟307中，將對應的狀態(tài)報告發(fā)送至外部接收器204(參見圖2)。在步驟308中，用戶請求該裝置發(fā)送根據(jù)其他信號所確定的其他物理層參數(shù)，并且在步驟310中，外部裝置執(zhí)行參數(shù)的分析并且確定對應填充級測量裝置是否正常工作，即，診斷。圖4示出了由填充級測量裝置經(jīng)由現(xiàn)場總線接收的或者被設(shè)計為從填充級測量裝置經(jīng)由現(xiàn)場總線發(fā)送至其它現(xiàn)場裝置的信號401。填充級測量裝置分析此信號401并且根據(jù)此信號來確定物理層參數(shù)。例如，確定信號401的幅度403和信號噪聲的幅度402。盡管在圖中和前面的描述中示出并且詳細描述了本發(fā)明，但這種例示和描述認為是說明性的或例示性的，而不是限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解并實現(xiàn)所公開的實施例的其他變化，并且根據(jù)對附圖、公開以及所附權(quán)利要求的研究來實踐所要求的發(fā)明。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”并不排除其他的要素或步驟，并且不定冠詞“一(a)”或“一(an)”并不排除復數(shù)。一些措施被記載在相互不同的從屬權(quán)利要求中的情況并不意味著不能有利地使用這些措施的結(jié)合。權(quán)利要求中的任意附圖標記不應理解為對范圍的限制。