專利名稱：與過(guò)程控制系統(tǒng)一起使用的模塊監(jiān)測(cè)、控制和裝置管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及過(guò)程控制系統(tǒng)，尤其涉及與過(guò)程控制系統(tǒng)一起使用的模塊監(jiān)測(cè)、控制和裝置管理。
背景技術(shù)：
過(guò)程控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在制造產(chǎn)品或控制過(guò)程的制造廠和/或工廠(例如化工生產(chǎn)、電廠控制等)。過(guò)程控制系統(tǒng)也應(yīng)用在自然資源開采，例如石油和天然氣鉆探和處理過(guò)程等。實(shí)質(zhì)上，通過(guò)應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)，任何生產(chǎn)過(guò)程、資源開采過(guò)程等可以自動(dòng)進(jìn)行。
實(shí)施過(guò)程控制系統(tǒng)的方式已經(jīng)發(fā)展了許多年。早期產(chǎn)生的過(guò)程控制系統(tǒng)通常使用專用的、集中的硬件來(lái)實(shí)施。然而，現(xiàn)代過(guò)程控制系統(tǒng)通常使用工作站、智能控制器、智能現(xiàn)場(chǎng)裝置以及其它類似裝置的高度分布網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)施，工作站、智能控制器、智能現(xiàn)場(chǎng)裝置等中的某些或全部可以執(zhí)行全部過(guò)程控制方案的一部分。具體地，最現(xiàn)代的過(guò)程控制系統(tǒng)包括智能現(xiàn)場(chǎng)裝置和其它過(guò)程控制部件，它們經(jīng)由一條或多條數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線彼此通訊連接和/或通訊連接到一個(gè)或多個(gè)控制器。當(dāng)然，其它非智能現(xiàn)場(chǎng)裝置也可以直接連接到控制器。在任何情況下，現(xiàn)場(chǎng)裝置包括例如輸入裝置(例如諸如傳感器的裝置，其提供代表溫度、壓力、流量等的狀態(tài)信號(hào))，以及控制操作員或執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它們執(zhí)行動(dòng)作以響應(yīng)從控制器和/或其它現(xiàn)場(chǎng)裝置接收的命令。例如，在過(guò)程控制系統(tǒng)中，控制器可以向閥發(fā)送信號(hào)以增加壓力或流量，或向加熱器或冷卻器發(fā)送信號(hào)以改變溫度，或向混合器發(fā)送信號(hào)以攪拌配料，等等。
智能現(xiàn)場(chǎng)裝置無(wú)論是輸入現(xiàn)場(chǎng)裝置還是控制裝置，在它們中通常包括唯一編程標(biāo)識(shí)符。控制器使用唯一標(biāo)識(shí)符以便對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置(即與現(xiàn)場(chǎng)裝置通訊)尋址和確定全部過(guò)程控制系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)裝置的性能、狀態(tài)或狀況、功能。
當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)裝置(例如閥、溫度傳感器等)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生故障或正在發(fā)生故障，維護(hù)人員通常更換現(xiàn)場(chǎng)裝置。然而，可以進(jìn)行這種更換之前，必須對(duì)更換裝置進(jìn)行編程，包括在更換現(xiàn)場(chǎng)裝置中存儲(chǔ)由故障現(xiàn)場(chǎng)裝置使用的唯一標(biāo)識(shí)符。通常不在現(xiàn)場(chǎng)中執(zhí)行這個(gè)編程，而是由維護(hù)人員在中心站執(zhí)行。在中心站編程之后，將更換裝置拿到現(xiàn)場(chǎng)并安裝。在多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置分布在廣闊的地理區(qū)域上的情況下，在中心站給更換部件編程耗費(fèi)時(shí)間，因?yàn)楫?dāng)根據(jù)維護(hù)人員意識(shí)到需要更換現(xiàn)場(chǎng)裝置時(shí)，可能需要從現(xiàn)場(chǎng)到中心站進(jìn)行多次往返。
除了唯一標(biāo)識(shí)符之外，智能現(xiàn)場(chǎng)裝置通常也存儲(chǔ)其它數(shù)據(jù)和/或程序。因此，除了用適當(dāng)?shù)奈ㄒ粯?biāo)識(shí)符給更換裝置編程之外，當(dāng)移去故障裝置時(shí)，也必須用存儲(chǔ)在故障裝置中的最新版本的過(guò)程或程序?qū)Ω鼡Q裝置進(jìn)行編程。
根據(jù)上文將容易理解，用唯一標(biāo)識(shí)符、過(guò)程、程序和/或其它過(guò)程控制數(shù)據(jù)給更換現(xiàn)場(chǎng)裝置編程可能非常麻煩，特別是在現(xiàn)場(chǎng)裝置分布在廣闊的地理區(qū)域上的情況下。另外，雖然上文已經(jīng)描述了與更換現(xiàn)場(chǎng)裝置部件相關(guān)的問(wèn)題，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，過(guò)程控制系統(tǒng)內(nèi)除現(xiàn)場(chǎng)裝置之外的部件也不方便更換。例如，控制器、輸入/輸出(I/O)裝置(無(wú)線或有線)、網(wǎng)絡(luò)通信集線器等的更換也需要明顯的重編程努力。因此，任何過(guò)程控制部件或裝置的更換和與其相關(guān)的重編程可以證明是非常耗時(shí)和昂貴的。
發(fā)明內(nèi)容
本文公開了方法、裝置和制造的產(chǎn)品，它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)中提供模塊監(jiān)測(cè)、控制和裝置管理。如本文中所公開的，過(guò)程控制部件包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，其中可以存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)符、裝置參數(shù)、數(shù)據(jù)、程序和/或過(guò)程。當(dāng)具有這種配置的過(guò)程控制部件要進(jìn)行更換時(shí)，從故障部件取出可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，并安裝在更換部件中。因?yàn)楣收喜考僮魉璧男畔⒋鎯?chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置中，具有安裝在故障部件中的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置的更換部件可以快速和無(wú)縫地替換故障部件(即對(duì)其它過(guò)程控制部件和/或由那些部件執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程控制程序沒(méi)有不利的影響)。
根據(jù)第一示例，公開了用第二現(xiàn)場(chǎng)裝置替換過(guò)程控制系統(tǒng)的第一現(xiàn)場(chǎng)裝置的方法，其中第一現(xiàn)場(chǎng)裝置包括可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。所述方法包括從第一現(xiàn)場(chǎng)裝置取出可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置和從過(guò)程控制系統(tǒng)移去第一現(xiàn)場(chǎng)裝置。所述方法還包括將第二現(xiàn)場(chǎng)裝置安裝在過(guò)程控制系統(tǒng)中和將可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置安裝在第二現(xiàn)場(chǎng)裝置中。
根據(jù)第二示例，配置現(xiàn)場(chǎng)裝置的方法包括將編程的可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置中和存取與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的信息，其中所述編程的可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的信息。
過(guò)程控制裝置的示例包括裝置處理器；存儲(chǔ)器，其連接到裝置處理器和存儲(chǔ)由裝置處理器執(zhí)行的指令，其中所述存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)與過(guò)程控制裝置相關(guān)的過(guò)程控制信息；連接到裝置處理器的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，其中可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)由裝置處理器提供的過(guò)程控制信息，其中可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置與裝置處理器可滑動(dòng)地接合。
與現(xiàn)場(chǎng)裝置一起使用的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置的示例包括接口，與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的過(guò)程控制數(shù)據(jù)可以通過(guò)接口；連接到接口的安全控制，其中安全控制限制訪問(wèn)存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置中的信息。可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置可進(jìn)一步包括連接到安全控制的處理器，并配置處理器以從安全控制接收過(guò)程控制數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)器，其連接到處理器和存儲(chǔ)過(guò)程控制數(shù)據(jù)。
圖1是過(guò)程控制系統(tǒng)示例的方框圖。
圖2是圖1遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)示例的方框圖。
圖3是過(guò)程控制部件示例的方框圖。
圖4是圖3可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置示例的方框圖。
圖5是部件處理器復(fù)位過(guò)程示例的流程圖，所述復(fù)位過(guò)程可以由圖3的部件處理器執(zhí)行。
圖6是報(bào)告過(guò)程示例的流程圖，所述報(bào)告過(guò)程可以由圖3的部件處理器執(zhí)行。
圖7是存儲(chǔ)裝置復(fù)位過(guò)程示例的流程圖，所述復(fù)位過(guò)程可以由圖4的存儲(chǔ)裝置處理器執(zhí)行。
圖8是回叫過(guò)程示例的流程圖，所述回叫過(guò)程可以由圖4的存儲(chǔ)裝置處理器執(zhí)行。
圖9是警報(bào)過(guò)程示例的流程圖，所述警報(bào)過(guò)程可以由圖3和/或圖4的處理器執(zhí)行。
圖10是新設(shè)定過(guò)程示例的流程圖，所述新設(shè)定過(guò)程可以由圖3和/或圖4的處理器執(zhí)行。
具體實(shí)施例方式
如圖1中所示，過(guò)程控制系統(tǒng)100的示例包括遠(yuǎn)程操作員站102(包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置104)，其經(jīng)由總線110連接到應(yīng)用站106(包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置108)。過(guò)程控制系統(tǒng)100也包括操作員站112(包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置114)，其經(jīng)由第二總線120連接到應(yīng)用站106和控制器116(包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置118)。
使用個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)執(zhí)行存儲(chǔ)在其上的指令，可以各自實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作員站102、應(yīng)用站106和操作員站112。作為選擇，使用工作站可以實(shí)現(xiàn)任一或所有遠(yuǎn)程操作員站102、應(yīng)用站106和操作員站112。任一或所有遠(yuǎn)程操作員站102、應(yīng)用站106和操作員站112可以執(zhí)行配置任務(wù)、企業(yè)優(yōu)化和/或管理任務(wù)、運(yùn)行管理任務(wù)、系統(tǒng)診斷任務(wù)、通訊任務(wù)等等。例如，操作員站112可以包括軟件或程序，當(dāng)執(zhí)行軟件或程序時(shí)，使系統(tǒng)操作員能查詢一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置、控制器等的狀況，以便運(yùn)行診斷程序診斷與警報(bào)或報(bào)警等相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。另一方面，應(yīng)用站106可以包括軟件或程序，當(dāng)執(zhí)行軟件或程序時(shí)，協(xié)調(diào)系統(tǒng)100的全部操作以執(zhí)行批處理或某一其它過(guò)程控制方案，協(xié)調(diào)遠(yuǎn)程操作員站102和操作員站112或系統(tǒng)100內(nèi)某一其它實(shí)體等之間的通訊。
如下文中詳細(xì)描述，使用具有存儲(chǔ)、處理和信息安全能力的智能卡，可以實(shí)現(xiàn)本文中圖示和描述的任一或所有可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置(例如可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置104、108、114和下述任何其它可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置)。智能卡(也稱作用戶信息模塊(SIM)卡)例如從Samsung可以購(gòu)買到。作為選擇，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置可以是不包括處理或安全功能的存儲(chǔ)裝置。例如，使用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)或它們的任何適當(dāng)組合，可以實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置。而且，雖然許多部件和裝置在本文中圖示為包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，但這些圖解只是示例。因此，圖中圖示的部件和裝置的附屬設(shè)備可以包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，其它附屬設(shè)備可以不包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置。
在過(guò)程控制系統(tǒng)的部件中使用可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，使現(xiàn)場(chǎng)人員能更換磨損的、損壞的和/或有缺陷的硬件，而不丟失要更換的硬件中存儲(chǔ)的程序。通常，如下文中更詳細(xì)描述，從要更換的部件中拆下可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，并且插入要安裝的部件中。因此，存儲(chǔ)在要更換部件的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置中的任何過(guò)程控制信息、裝置配置參數(shù)、算法、網(wǎng)絡(luò)安全密鑰、允許訪問(wèn)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)器的安全密鑰、網(wǎng)絡(luò)信息、通訊地址等等，可以被更換部件快速吸收。另外，在現(xiàn)場(chǎng)可以快速執(zhí)行可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置的移去和安裝，而且給更換部件提供錯(cuò)誤信息的可能性即便有也很小。結(jié)果，可以更換現(xiàn)場(chǎng)裝置和其它過(guò)程控制系統(tǒng)部件，而且對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)100的全部操作造成的破壞即便有也是最小的。
如本文中所述，在許多不同裝置(例如現(xiàn)場(chǎng)裝置、控制器、I/O裝置等等)中可以實(shí)施可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置。在這些裝置中，各種類型信息可以存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置中。例如，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置可以存儲(chǔ)靜態(tài)信息，例如裝置設(shè)定、地址信息、配置信息、序列號(hào)、算法(例如自定義或標(biāo)準(zhǔn)算法)、用于無(wú)線和/或有線網(wǎng)絡(luò)和/或用于可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置的安全或訪問(wèn)密鑰、通訊地址等等。當(dāng)在現(xiàn)場(chǎng)修理或替換裝置時(shí)，靜態(tài)信息例如配置信息的存儲(chǔ)是有利的，因?yàn)檫@些裝置的設(shè)定存儲(chǔ)在介質(zhì)中，介質(zhì)可以移到或搬到新裝置以便能快速配置新裝置。
除靜態(tài)、配置型信息之外，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置可以存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)信息，例如過(guò)程控制信息。過(guò)程控制信息的示例可以包括通過(guò)裝置的總流量、由裝置讀取的最后溫度、由裝置接收或發(fā)送的最后過(guò)程控制命令、裝置的各種輸入和輸出狀態(tài)、通訊日志等等。因?yàn)檫^(guò)程控制信息的時(shí)間特性，當(dāng)將過(guò)程控制信息寫入可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置時(shí)，可以對(duì)它作時(shí)間標(biāo)記。動(dòng)態(tài)信息(例如過(guò)程控制信息)的存儲(chǔ)是有益的，因?yàn)楫?dāng)根據(jù)由可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置提供給替換裝置的信息而安裝它們時(shí)，替換裝置保持過(guò)程連續(xù)性。例如，如果特定流量計(jì)隨著時(shí)間總計(jì)流量，但需要進(jìn)行修理或更換，要更換的流量計(jì)中的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置包括總流量，可以安裝在替換流量計(jì)中，替換流量計(jì)從可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置中獲得先前總流量，并能從先前流量計(jì)停止的地方繼續(xù)跟蹤流量。
總線110、120可以是常規(guī)的有線總線、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、公共開關(guān)電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)、因特網(wǎng)和/或任何其它適當(dāng)通訊媒介。另外，總線110、120可以包括無(wú)線媒介，例如蜂窩式無(wú)線通訊網(wǎng)等等。
正如根據(jù)圖1中示例的描述，例如，控制器116連接到一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置122(包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置124)、無(wú)線I/O裝置126(包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置128)和I/O裝置130(包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置132)。無(wú)線I/O裝置126進(jìn)一步耦合到無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置134、136，它們分別包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置138、140。無(wú)線I/O裝置126經(jīng)由控制器116和總線146通訊地連接到現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144?，F(xiàn)場(chǎng)裝置142、144分別包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置148、150。
使用任何理想的控制器，例如從Fisher Rosemount Systems，Inc公司購(gòu)買的DeltaV控制器，可以實(shí)現(xiàn)控制器116。無(wú)論如何，這些控制器是公知的，因此在本文中不再更詳細(xì)描述。然而，修改購(gòu)買的控制器以便包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，并且將進(jìn)一步修改以便把信息寫入可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置。
現(xiàn)場(chǎng)裝置122可以是任何常規(guī)(即非智能)現(xiàn)場(chǎng)裝置。例如，現(xiàn)場(chǎng)裝置122可以包括Hart 4-20毫安(mA)裝置，其輸出的電流與現(xiàn)場(chǎng)裝置122測(cè)量的參數(shù)成比例。在這個(gè)示例中，現(xiàn)場(chǎng)裝置122在專用有線線路上進(jìn)行操作，所述線路在現(xiàn)場(chǎng)裝置之間不是多路傳輸。例如，如果現(xiàn)場(chǎng)裝置122是溫度傳感器，其適合于讀取0°攝氏度(C)和100℃之間的溫度，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)裝置122檢測(cè)的溫度在0℃或以下時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)裝置122輸出4mA，而檢測(cè)的溫度在100℃或以上時(shí)，輸出20mA。在溫度極限值之間，現(xiàn)場(chǎng)裝置122輸出位于4mA和20mA之間的電流，與檢測(cè)溫度成比例。從現(xiàn)場(chǎng)裝置122輸出的電流轉(zhuǎn)換成表示檢測(cè)溫度的電壓。
圖1示例的無(wú)線I/O裝置126作為控制器116和無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置134、136之間的接口。由無(wú)線I/O裝置126和無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置134、136交換的無(wú)線電信號(hào)可以是包括過(guò)程控制信息的模擬或數(shù)字無(wú)線電信號(hào)。除過(guò)程控制信息之外，無(wú)線電信號(hào)可以包括任何其它執(zhí)行通訊的信息(例如協(xié)議信息、版本信息、時(shí)間標(biāo)記信息、編碼信息、奇偶信息、地址信息等等)。使用任何適當(dāng)?shù)恼{(diào)制和/或編碼方案，在許多不同頻帶上經(jīng)由無(wú)線通訊可以交換無(wú)線電信號(hào)。在一個(gè)示例中，由無(wú)線I/O裝置126發(fā)送和接收的無(wú)線電信號(hào)可以是Bluetooth型信號(hào)和/或遵守或不遵守任何電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)協(xié)議的信號(hào)，例如任何802.11協(xié)議。
無(wú)線通訊可以用來(lái)將一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置134、136連接到無(wú)線I/O裝置126。例如使用Ember公司的EmberNet、Axxon公司的Axxon LLC Wireless技術(shù)，或使用例如由AEROCOM提供的產(chǎn)品，在900兆赫(MHz)和/或2.4千兆赫(GHz)的發(fā)射頻率上使用擴(kuò)展頻譜無(wú)線通訊，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線I/O裝置126，只是這些購(gòu)買的裝置不包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置128。因此，如果這些購(gòu)買的裝置應(yīng)包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置和應(yīng)把信息存儲(chǔ)到可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，將需要修改它們。無(wú)線通訊也可以利用標(biāo)準(zhǔn)，例如用于無(wú)線測(cè)向的IEEE1451無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。
配置無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置134、136以便與無(wú)線I/O裝置126交換信息。因此，配置無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置134、136以便使用與無(wú)線I/O裝置126兼容的通訊方案進(jìn)行操作。例如，可以配置無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置134、136，以便使用任何理想的調(diào)制和/或通訊協(xié)議，在任何理想的通訊頻率下以模擬或數(shù)字方式發(fā)送和接收信息。使用Ember Corporation的EmberNet供應(yīng)的裝置、Axxon Corp的AxxonLLC Wireless技術(shù)，或使用例如由AEROCOM提供的產(chǎn)品，在900兆赫(MHz)和/或2.4千兆赫(GHz)的發(fā)射頻率上使用擴(kuò)展頻譜無(wú)線通訊，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置134、136的功能。這些使用擴(kuò)展頻譜通訊的裝置示例是Computational System，Inc.(CSI)的RF MicroAnalyzer System。無(wú)線裝置的另一示例是Flowline的EchoNet無(wú)線超聲波液位變送器，其使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)連接。通訊也可以利用標(biāo)準(zhǔn)，例如用于無(wú)線檢測(cè)的IEEE1451無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。然而，這些購(gòu)買的裝置通常不包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置138、140，這在下文中將更詳細(xì)地進(jìn)行描述。
I/O裝置130經(jīng)由總線146把現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144連接到控制器114。I/O裝置130可以硬連線到現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144，并且可以包括編址通訊卡，以便配置為與現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144交換信息。例如，使用公知的Profibus協(xié)議、HART協(xié)議、FoundationFieldbus協(xié)議、或任何其它適當(dāng)?shù)耐ㄓ崊f(xié)議，I/O裝置130可以與現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144通訊。在操作中，I/O裝置130與現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144交換信息。例如，I/O裝置130可以從每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144接收信息，并且可以將接收的信息格式化成傳遞給控制器116的數(shù)據(jù)流或數(shù)據(jù)包。同樣地，控制器116可以將消息或通訊包發(fā)送給I/O裝置130。剛一從控制器116接收到消息或通訊包，I/O裝置130就處理這些信息，并且將有關(guān)信息發(fā)送給每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144。例如，通訊包可以包括要分配給現(xiàn)場(chǎng)裝置142和不分配給現(xiàn)場(chǎng)裝置144的信息。在這種情況下，I/O裝置130將把有關(guān)信息分配給現(xiàn)場(chǎng)裝置142，并且不將這種信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)裝置144。雖然I/O裝置130的示例包括下述增強(qiáng)功能，但例如使用從Fisher Rosemount System，Inc.購(gòu)買的硬件和/或軟件，可以實(shí)現(xiàn)I/O裝置130的基本功能。
如上所述，使用任何理想的通訊協(xié)議(例如HART、Profibus、Fieldbus等等)，I/O裝置130和現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144可以交換信息。因此，現(xiàn)場(chǎng)裝置142、144可以是輸入裝置(例如流量計(jì)、溫度指示器，等等)和/或輸出裝置(例如閥、電機(jī)，等等)，配置它們以便使用相同協(xié)議與I/O裝置130交換信息。
如圖1示例中所示，過(guò)程控制系統(tǒng)100還包括無(wú)線通訊裝置152，其經(jīng)由總線120連接控制器116。在圖1示例中，無(wú)線通訊裝置152包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置154。配置無(wú)線通訊裝置152以便例如在廣闊的地理區(qū)域上執(zhí)行無(wú)線通訊。使用網(wǎng)卡和相關(guān)射頻(RF)硬件可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊裝置152，網(wǎng)卡和相關(guān)射頻硬件使用由無(wú)線網(wǎng)156認(rèn)可的頻率和協(xié)議。
通訊技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，無(wú)線通訊裝置152在適當(dāng)RF頻率下發(fā)送模擬或數(shù)字格式信息。無(wú)線通訊裝置152為應(yīng)用站106、操作員站112和/或控制器116中的某些或全部提供通訊連通性。例如，無(wú)線通訊裝置152可以與無(wú)線網(wǎng)156進(jìn)行通訊，無(wú)線網(wǎng)156還與無(wú)線用戶裝置158進(jìn)行通訊，并且還與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)162進(jìn)行通訊，無(wú)線用戶裝置158包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置160，在下文中結(jié)合圖2提供遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)162的更多細(xì)節(jié)。
無(wú)線通訊裝置152可以是任何裝置，配置或修改它以便為數(shù)據(jù)通道提供到或從網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接。例如，無(wú)線通訊裝置152可以是網(wǎng)卡和相關(guān)RF硬件，它經(jīng)由有線連接或無(wú)線電通訊連接而連接到無(wú)線網(wǎng)156。無(wú)線通訊裝置152可以是有線或無(wú)線調(diào)制解調(diào)器，例如電纜調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字用戶線(DSL)調(diào)制解調(diào)器，或其它類似裝置。
無(wú)線網(wǎng)156可以包括蜂窩或個(gè)人通信業(yè)務(wù)(PCS)基本設(shè)施。在這種情況下，無(wú)線通訊裝置152可以按照無(wú)線網(wǎng)156規(guī)定的格式發(fā)送和接收信息。例如，如果無(wú)線網(wǎng)156是模擬通訊網(wǎng)，則無(wú)線通訊裝置152可以按照模擬格式發(fā)送和接收信息。作為選擇，如果無(wú)線網(wǎng)156是數(shù)字通訊系統(tǒng)，則無(wú)線通訊裝置152可以按照數(shù)字格式發(fā)送和接收信息(例如時(shí)分多路訪問(wèn)(TDMA)、碼分多路訪問(wèn)(CDMA)，等等)。因此，無(wú)線通訊裝置152可以是三模式裝置，它適合按照任一或所有模擬、TDMA、CDMA格式發(fā)送和接收信息。
例如，通過(guò)蜂窩電話、尋呼機(jī)、無(wú)線啟動(dòng)的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等等，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線用戶裝置158。配置無(wú)線用戶裝置158以便從無(wú)線網(wǎng)156接收其它信息中的過(guò)程控制信息。例如，無(wú)線通訊裝置152經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)156可以給無(wú)線用戶裝置158提供警報(bào)、狀態(tài)指示器等等。另外或作為選擇，用戶經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)156和無(wú)線通訊裝置152可以給例如控制器116傳送數(shù)據(jù)、設(shè)置等等。
無(wú)線用戶裝置158的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置160可以存儲(chǔ)與無(wú)線用戶裝置158操作有關(guān)的信息，也可以存儲(chǔ)與系統(tǒng)100的一個(gè)或更多部件操作相關(guān)的信息。例如，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置160可以存儲(chǔ)與無(wú)線用戶裝置158操作有關(guān)的名稱和電話號(hào)碼。另外或作為選擇，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置160可以存儲(chǔ)過(guò)程或控制信息，例如設(shè)置、程序、參數(shù)等等，它們經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)156和無(wú)線通訊裝置152傳送給控制器116。
如圖2示例中所示，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)162包括智能集線器/控制器202和相關(guān)本地顯示器205，智能集線器/控制器202具有可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置204。智能集線器/控制器202通過(guò)總線206連接到I/O裝置208，并且進(jìn)一步連接到許多無(wú)線I/O裝置212-218，I/O裝置208包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置210，每個(gè)無(wú)線I/O裝置212-218分別包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置220-226。許多現(xiàn)場(chǎng)裝置(未圖示)可以連接到I/O裝置208。
許多無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置可以連接到一個(gè)或多個(gè)無(wú)線I/O裝置212-218。例如，如圖2中所示，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置228-232連接到無(wú)線I/O裝置212。每個(gè)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置228-232分別包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置234-238。然而，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置228-232不排除與一個(gè)以上無(wú)線I/O裝置212進(jìn)行通訊。例如，如圖2中所示，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置232不但與無(wú)線I/O裝置212進(jìn)行通訊，而且與無(wú)線I/O裝置214進(jìn)行通訊。
一些無(wú)線I/O裝置(例如無(wú)線I/O裝置216和218)連接到無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置接口240和242，它們分別包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置244和246。無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置接口240和242可以是無(wú)線通訊集線器，它們?cè)跓o(wú)線I/O裝置216、218和無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置248和250之間傳遞消息，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置248和250分別包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置252和254。例如，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置接口(例如240和242)可以用來(lái)從無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置(例如248和250)中收集無(wú)線信號(hào)，所述無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置分布在廣闊的地理區(qū)域上，例如無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置分布在整個(gè)制造工廠的各個(gè)區(qū)域上，并且將這些信號(hào)傳遞給一個(gè)或多個(gè)無(wú)線I/O裝置(例如216和218)。另外，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置接口(例如240和242)可以將信號(hào)從無(wú)線I/O裝置(例如216和218)分配給無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置248、250。
使用硬件和/或軟件可以實(shí)現(xiàn)智能集線器/控制器202，所述硬件和/或軟件提供到圖1的無(wú)線網(wǎng)156的連通性，以便在智能集線器/控制器202和圖1中所示的控制器116或其它任何適當(dāng)部件之間交換信息。在一個(gè)示例中，使用購(gòu)買的系統(tǒng)，例如帶有專門設(shè)計(jì)的無(wú)線I/O卡的DeltaV，可以實(shí)現(xiàn)智能集線器/控制器202。在一個(gè)示例中，使用Ember Corporation的EmberNet、AxxonCorp的Axxon LLC Wireless技術(shù)，或使用例如由AEROCOM提供的產(chǎn)品，在900兆赫(MHz)和/或2.4千兆赫(GHz)的發(fā)射頻率上使用擴(kuò)展頻譜無(wú)線通訊，能實(shí)現(xiàn)無(wú)線I/O卡。
按照結(jié)合圖1中所示的類似裝置而進(jìn)行的描述，可以實(shí)現(xiàn)I/O裝置208、無(wú)線I/O裝置212-218、無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置228-232和248-250。
無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置接口240、242用作某些無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置248、250和某些無(wú)線I/O裝置216、218之間的通訊集線器。使用Ember Corporation的EmberNet、Axxon Corp的Axxon LLC Wireless技術(shù)，或使用例如由AEROCOM提供的產(chǎn)品、連接其變送器的蜂窩網(wǎng)、Bluetooth或其它無(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn)，在900兆赫(MHz)和/或2.4千兆赫(GHz)的發(fā)射頻率上使用擴(kuò)展頻譜無(wú)線通訊，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)裝置接口240、242。協(xié)議可以包括專有的Modbus或標(biāo)準(zhǔn)，例如用于無(wú)線測(cè)向的IEEE1451無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。
圖1和2中圖示為包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置的裝置，通常包括與處理部分交換信息的裝置部分(例如傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，等等)。例如，溫度測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)裝置可以包括溫度傳感器(裝置部分)，其產(chǎn)生表示溫度的信號(hào)，并將表示溫度的信號(hào)傳遞給包括裝置或部件處理器的處理部分。在處理部分內(nèi)，將溫度信號(hào)與用來(lái)表示由現(xiàn)場(chǎng)裝置觀測(cè)的溫度太高或太低的閾值溫度進(jìn)行比較。作為另外示例，如果裝置是閥，則由處理部分產(chǎn)生閥控制信號(hào)，并傳遞給能改變受控閥位置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
即使裝置不是現(xiàn)場(chǎng)裝置，而是例如I/O裝置或無(wú)線I/O裝置，這些裝置包括配置的裝置部分，例如從多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置接收輸入信號(hào)。例如，控制器可以包括處理部分，其包括通常與控制器相關(guān)的硬件和/或軟件。在這樣的布置中，處理部分將控制對(duì)接收信號(hào)的任何處理，以及控制接收信號(hào)到一個(gè)或多個(gè)處理器的路徑和分配。
轉(zhuǎn)向圖3，處理部分300將實(shí)現(xiàn)為圖1和2中任一部件的一部分，它包括具有相關(guān)部件存儲(chǔ)器304的部件處理器302。處理部分300還包括可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306、通訊模塊308、以及圖解示例中的全球定位系統(tǒng)接收器310。通訊模塊308和全球定位系統(tǒng)310經(jīng)由總線312連接到部件處理器302。
部件處理器302可以是任何微處理器和/或可以包括機(jī)載存儲(chǔ)器的微處理器。作為選擇，部件處理器302可以是數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、特定用途集成電路(ASIC)、可編程序邏輯控制器，等等。
部件存儲(chǔ)器304可以是ROM設(shè)備，例如非易失性ROM(NVROM)，它是一種閃存。存儲(chǔ)器204也可以是RAM設(shè)備。另外，部件存儲(chǔ)器304可以是將ROM或RAM集成在一起，或者使用單獨(dú)設(shè)備進(jìn)行實(shí)施的任何組合。作為另外選擇，部件存儲(chǔ)器304可以是任何其它類型的光和/或磁介質(zhì)，例如硬盤、緊湊型盤(CD)、數(shù)字化視頻光盤(DVD)，等等。如在下文中關(guān)于包括的流程圖所進(jìn)行的描述，部件存儲(chǔ)器304可以存儲(chǔ)由部件處理器302執(zhí)行的指令。
使用SIM也可以組合和實(shí)現(xiàn)部件處理器302和部件存儲(chǔ)器304。在這樣的情況下，SIM將具有相對(duì)小的處理器(目前為每秒1/4-1/2百萬(wàn)個(gè)指令(MIP))和相對(duì)少量存儲(chǔ)器(目前為32K字節(jié))。也可以對(duì)SIM進(jìn)行編程以便實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，例如蜂窩標(biāo)準(zhǔn)之一(例如GSM11.11)。
如在下文中結(jié)合圖4所進(jìn)行的描述，使用例如具有機(jī)載存儲(chǔ)器的智能卡微控制器可以實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306，從許多不同制造商能購(gòu)買到這種智能卡微控制器。在這樣的布置中，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306可以與連接器(未圖示)可滑動(dòng)地接合，連接器連接到部件處理器302。在替代方案中，使用CD、3.5英寸盤、諸如跨接驅(qū)動(dòng)器等的可移動(dòng)式快速裝置、RAM、ROM或前述裝置的任何組合，能實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306?？梢苿?dòng)存儲(chǔ)裝置306可以包括機(jī)載安全設(shè)備，其能保護(hù)存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306上的信息。在替代方案中，在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中可以不包括機(jī)載(on-board)安全設(shè)備。
通訊模塊308提供處理部分300和任何其它想要通訊的網(wǎng)絡(luò)或裝置之間的連通性。例如，通過(guò)例如可以在蜂窩電話中發(fā)現(xiàn)的無(wú)線通訊硬件和軟件、PDA和/或任何其它無(wú)線通訊裝置，可以實(shí)現(xiàn)通訊模塊308。作為選擇，可以實(shí)施通訊模塊308進(jìn)行有線通訊，在這種情況下，使用網(wǎng)卡例如Ethernet E-card可以實(shí)現(xiàn)通訊模塊308。另外，如果需要有線通訊，使用常規(guī)調(diào)制解調(diào)器可以實(shí)現(xiàn)通訊模塊308，配置調(diào)制解調(diào)器以便在PSTN上與其它調(diào)制解調(diào)器交換信息。
在專用硬件或更專用硬件中可以實(shí)現(xiàn)GPS接收器310，專用硬件從例如SiRF的SiRFstarII GPS基帶中心能購(gòu)買到，使用Fuji或Motorola的芯片組建立更專用硬件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解，GPS接收器310從許多信號(hào)源(例如衛(wèi)星或地面裝置)接收無(wú)線信號(hào)，并且以GPS接收器310為基礎(chǔ)計(jì)算處理部分300的位置。在操作中，GPS接收器310確定處理部分300的地理位置，并經(jīng)由總線312把位置信息傳遞給部件處理器302。
在某些布置中，通過(guò)提供有人企圖偷盜的裝置的地理位置，GPS接收器310可以用作防盜裝置。例如，裝置可以包括防盜開關(guān)(未圖示)，當(dāng)發(fā)生企圖偷盜裝置時(shí)防盜開關(guān)進(jìn)行指示。依據(jù)這種指示，GPS接收器310中的信息可以報(bào)告給處理部分300，處理部分300可以將這種信息發(fā)送回例如服務(wù)中心。在替代方案中，無(wú)需防盜開關(guān)，意外的位置變化可以得到報(bào)告，并用來(lái)檢測(cè)可能的或?qū)嶋H的盜竊。依據(jù)檢測(cè)的涉嫌盜竊，可以啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)報(bào)告和/或回叫(callback)程序(如下所述)以便報(bào)告裝置的意外地理變化。
如圖4示例中所示，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306的一個(gè)示例包括連接到安全控制404的接口402，安全控制404依次連接到存儲(chǔ)裝置處理器406?？梢苿?dòng)存儲(chǔ)裝置306還包括存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)器408，其通訊地連接到存儲(chǔ)裝置處理器406。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解，如圖4示例中所示，使用可購(gòu)買的智能卡微處理器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306。例如，使用從Samsung Electronics購(gòu)買的裝置可以實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306。
在實(shí)施例中，存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)器408可以存儲(chǔ)配置信息、自定義或標(biāo)準(zhǔn)算法、安全和/或網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)密鑰、網(wǎng)址、過(guò)程控制參數(shù)，等等。如下詳述，在存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)器408中存儲(chǔ)的一些或所有信息可以傳遞給部件處理器302。另外，部件處理器302接收的一些或所有信息可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)器408中用于以后恢復(fù)或使用。
在下文中將參照?qǐng)D5-10詳細(xì)提供與部件處理器302和可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306的相互作用有關(guān)的詳細(xì)操作情況。然而，通常，用與部件(例如圖1和2中所示的任一部件)相關(guān)的信息對(duì)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306進(jìn)行編程。因?yàn)榕c部件相關(guān)的信息存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306可以與處理部分300分開，并且安裝在另一處理部分中。因此在現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)從以前使用的處理部分300拆下可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306，并將可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306安裝在新的處理部分中，可以更換裝置和處理部分而無(wú)需對(duì)這些裝置重新編程。這種布置消除了在現(xiàn)場(chǎng)交換硬件時(shí)給處理部分300編程的必要性。
如結(jié)合圖4的描述，現(xiàn)在將參考圖5-10描述處理部分300的部件處理器302和可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306的相互作用。具體地，圖5和6描述部件處理器302的操作，而圖7-10描述可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306的操作。
如圖5中所示，當(dāng)部件處理器302在部件處理器的復(fù)位腳上接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)，部件處理器復(fù)位過(guò)程500開始。復(fù)位信號(hào)可以起因于處理器復(fù)位線的狀態(tài)和/或可以起因于處理器剛加電。過(guò)程500從初始化部件處理器302開始(塊502)。初始化可以包括清除部件處理器的存儲(chǔ)器，將處理器的輸出端設(shè)定到各種預(yù)定狀態(tài)，將計(jì)數(shù)器回零，清除緩沖器，等等。
初始化(塊502)之后，確定是否檢測(cè)到可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置(塊504)。通過(guò)部件處理器302的表決線可以執(zhí)行檢測(cè)以確定可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306是否存在，所述表決線連接部件處理器302和可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306。作為選擇，部件處理器302可以啟動(dòng)與可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306進(jìn)行通訊的握手步驟。作為部分握手步驟的一部分，部件處理器302等待從可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306接收信號(hào)。如果部件處理器302未從可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306接收到信號(hào)，則部件處理器302確定無(wú)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306存在(塊504)。
如果檢測(cè)到無(wú)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置(塊504)，則從部件存儲(chǔ)器304讀取部件配置信息(塊506)，處理部分300使用部件配置信息對(duì)部件進(jìn)行操作。配置信息用來(lái)設(shè)置和配置部件處理器302，以便部件處理器302準(zhǔn)備好與它的相關(guān)部件進(jìn)行操作。
從部件存儲(chǔ)器讀取配置信息(塊506)之后，執(zhí)行裝置程序(塊508)。裝置程序或多個(gè)程序包括由部件處理器302執(zhí)行的指令，所述指令給定部件處理器302的功能性，部件處理器302需要所述功能性以便與裝置信息相互作用，所述裝置信息是安裝處理部分300的裝置所需的或提供的。作為選擇，如果檢測(cè)到可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置(塊504)，則從部件處理器302檢測(cè)的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306讀取配置信息(塊510)。
在從可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306讀取配置信息(塊510)之后，確定是否檢測(cè)到新的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置標(biāo)識(shí)符(ID)(塊512)。如果未檢測(cè)到新的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置ID(塊512)，執(zhí)行裝置程序(塊514)。可選的，如果檢測(cè)到新的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置ID(塊512)，如在下文中結(jié)合圖6所進(jìn)行的描述，執(zhí)行報(bào)告程序(塊516)，并且讀取存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置ID和設(shè)置(塊518)，其后執(zhí)行裝置程序(塊514)。
如圖6中所示，可以由部件處理器302執(zhí)行的報(bào)告程序516，從訪問(wèn)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306(塊602)和訪問(wèn)GPS接收器310(塊604)開始。然后確定報(bào)告設(shè)備的訪問(wèn)信息(塊606)。訪問(wèn)信息可以按照查詢表格式存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中，并且可以包括國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址、電話號(hào)碼、或任何其它適當(dāng)訪問(wèn)信息，例如電子郵件地址或網(wǎng)頁(yè)地址。
已經(jīng)訪問(wèn)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306和GPS接收器310，并且發(fā)現(xiàn)報(bào)告設(shè)備的訪問(wèn)信息(塊602-606)之后，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置ID、裝置參數(shù)、裝置位置和任何其它適當(dāng)信息，從處理部分300報(bào)告(下載)給報(bào)告設(shè)備或服務(wù)中心(塊608)。報(bào)告行為可能需要一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)密鑰。例如，報(bào)告設(shè)備或服務(wù)中心可以由部件供應(yīng)商、部件維護(hù)服務(wù)和/或任何其它機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作，理想的是保持部件處理器302和可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306之間的變化同步。另外，作為部分報(bào)告活動(dòng)，服務(wù)中心可以下載編程信息例如設(shè)置和固件和/或?qū)④浖姆?wù)中心升級(jí)到處理部分。
雖然圖5和6屬于部件處理器302接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)出現(xiàn)的操作，而圖7圖解了存儲(chǔ)裝置處理器復(fù)位過(guò)程示例700，當(dāng)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306的存儲(chǔ)裝置處理器406接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)可以執(zhí)行所述過(guò)程。如結(jié)合部件處理器302所進(jìn)行的描述，當(dāng)存儲(chǔ)裝置處理器406上的復(fù)位線保持在特定狀態(tài)時(shí)或存儲(chǔ)裝置處理器406加電期間，存儲(chǔ)裝置處理器406可以接收到復(fù)位信號(hào)。一旦復(fù)位，存儲(chǔ)裝置處理器406就通過(guò)復(fù)位存儲(chǔ)器位置、緩沖器內(nèi)容、輸出端等進(jìn)行初始化(塊702)。
完成初始化(塊702)之后，確定可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306是否連接到新的部件處理器(例如部件處理器302)(塊704)。為了確定可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306是否連接到新的部件處理器，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306可以從部件處理器內(nèi)的特定存儲(chǔ)器位置讀取標(biāo)識(shí)符(ID)。如果從部件處理器讀取的ID與存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中的ID不同，則辨別該部件處理器作為新的處理器(例如不是可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306所連接的最后部件處理器)。
如果確定部件處理器不是新的(塊704)，則可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306將它的設(shè)置輸出給裝置處理器302(塊706)。作為選擇，如果確定可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306所連接的裝置處理器是新的(塊704)，如結(jié)合圖8所進(jìn)行的詳細(xì)描述，執(zhí)行回叫過(guò)程(塊708)，以將信息返回報(bào)告給例如報(bào)告設(shè)備或服務(wù)中心。另外，如下所述，回叫過(guò)程期間，各種設(shè)置或算法可以傳遞(下載)到可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306。因此，回叫過(guò)程可以促進(jìn)信息的雙向交換?；亟?塊708)結(jié)束之后，存儲(chǔ)新部件處理器ID(塊710)。然后將可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306的設(shè)置輸出給部件處理器302(塊706)。
在已經(jīng)輸出設(shè)置(塊706)之后，執(zhí)行可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置程序(塊712)?？梢苿?dòng)存儲(chǔ)裝置程序包括由可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306的存儲(chǔ)裝置處理器406執(zhí)行的各種指令、過(guò)程或子過(guò)程(例如，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置程序可以包括警報(bào)程序(圖9)、新設(shè)置程序(圖10)或任何其它適當(dāng)程序，它們有利于可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306和部件處理器302一起進(jìn)行操作)。
如圖8中所示，可以作為部分存儲(chǔ)處理器復(fù)位過(guò)程700而執(zhí)行的回叫過(guò)程708，由從裝置處理器讀取ID(塊802)開始。從裝置處理器讀取ID(塊802)之后，訪問(wèn)GPS接收器(塊804)，并且從其中確定處理部分300的位置。
確定處理部分300的地理位置之后，然后訪問(wèn)回叫硬件以允許從可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306報(bào)告給中心站或服務(wù)中心(塊806)。通過(guò)部件處理器302訪問(wèn)回叫硬件，以便使可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306有權(quán)訪問(wèn)通訊模塊308。通過(guò)如GPS接收器310確定的處理部分300的物理位置，可以部分確定設(shè)置回叫的機(jī)構(gòu)地址(塊804)。例如，處理部分300可以包括查詢表，查詢表列出各種地理位置和與其對(duì)應(yīng)的回叫信息。作為選擇或附加的，查詢表可以存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中。在這樣的布置中，回叫將設(shè)在最接近處理部分300的地理位置上。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，通訊模塊308經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器和PSTN線、經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器和因特網(wǎng)、或經(jīng)由任何其它適當(dāng)方便的通訊路徑能進(jìn)行回叫。另外，回叫需要使用一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)密鑰?？刂仆ㄓ嵞K308開始回叫之后，ID和裝置位置返回報(bào)告給中心站或服務(wù)中心(塊808)。回叫期間，某些或所有設(shè)置、參數(shù)、算法等可以上載到服務(wù)中心用于存儲(chǔ)和/或處理。
如圖9中所示，也可以對(duì)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306和/或部件處理器302進(jìn)行編程以包括警報(bào)過(guò)程900。通過(guò)執(zhí)行警報(bào)過(guò)程900，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306可以從部件處理器302接收有關(guān)信息。警報(bào)過(guò)程900由確定裝置信息的輸入是否超出在部件處理器302和/或可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306內(nèi)設(shè)定的任何閾值(塊902)開始。如果無(wú)輸入超出任何閾值(塊902)，警報(bào)過(guò)程900結(jié)束執(zhí)行并將控制返回到它的調(diào)用(calling)程序。
作為選擇，如果輸入或多個(gè)輸入超出任何閾值(塊902)，可以執(zhí)行報(bào)告警報(bào)過(guò)程(塊904)，在這期間，可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306經(jīng)由部件處理器302可以訪問(wèn)通訊模塊308以報(bào)告已經(jīng)發(fā)生警報(bào)的事實(shí)。報(bào)告警報(bào)過(guò)程(塊904)完成執(zhí)行之后，記錄警報(bào)(塊906)，由此在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306和/或部件存儲(chǔ)器304存儲(chǔ)警報(bào)出現(xiàn)的指示。已經(jīng)記錄警報(bào)之后，警報(bào)過(guò)程900結(jié)束它的執(zhí)行。
通過(guò)可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306和/或部件處理器302可以執(zhí)行新設(shè)置過(guò)程1000(如圖10中所示)，以確保部件處理器302內(nèi)的設(shè)置精確地反映在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306中。當(dāng)接收到新設(shè)置(塊1002)時(shí)，新設(shè)置過(guò)程1000開始。經(jīng)由通訊模塊308和部件處理器302可以接收新設(shè)置。
新接收的設(shè)置存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306內(nèi)的存儲(chǔ)器408中(塊1004)，并且所述過(guò)程將控制返回到它的調(diào)用程序。后序指令可以把新設(shè)置從可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置306裝載到部件處理器302和/或部件存儲(chǔ)器304。
雖然本文中已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的示教而構(gòu)造的某些裝置，但這個(gè)專利的覆蓋范圍不局限于此。相反，這個(gè)專利覆蓋所有裝置、方法、以及根據(jù)本發(fā)明的示教而制造的產(chǎn)品，它們按照字面意思或根據(jù)等效原則公正地落入附屬權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用第二現(xiàn)場(chǎng)裝置替換過(guò)程控制系統(tǒng)的第一現(xiàn)場(chǎng)裝置的方法，其中第一現(xiàn)場(chǎng)裝置包括可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述方法包括從第一現(xiàn)場(chǎng)裝置取出可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；從過(guò)程控制系統(tǒng)移去第一現(xiàn)場(chǎng)裝置；將第二現(xiàn)場(chǎng)裝置安裝在過(guò)程控制系統(tǒng)中；以及將可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置安裝在第二現(xiàn)場(chǎng)裝置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括智能卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中從第一現(xiàn)場(chǎng)裝置取出可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括從第一現(xiàn)場(chǎng)裝置內(nèi)的連接器中將智能卡滑出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中將可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置安裝在第二現(xiàn)場(chǎng)裝置中包括將智能卡滑入第二現(xiàn)場(chǎng)裝置內(nèi)的連接器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中還包括從第一現(xiàn)場(chǎng)裝置取出智能卡之前，將第一現(xiàn)場(chǎng)裝置內(nèi)的信息傳遞到智能卡中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中還包括將存儲(chǔ)在智能卡內(nèi)的信息傳遞到第二現(xiàn)場(chǎng)裝置中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中存儲(chǔ)在智能卡內(nèi)的信息包括裝置配置數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中存儲(chǔ)在智能卡內(nèi)的信息包括現(xiàn)場(chǎng)裝置配置數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中存儲(chǔ)在智能卡內(nèi)的信息包括過(guò)程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中存儲(chǔ)在智能卡內(nèi)的信息包括由第二現(xiàn)場(chǎng)裝置執(zhí)行的指令。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述指令包括閾值比較指令。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中存儲(chǔ)在智能卡內(nèi)的信息包括過(guò)程控制變量閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括執(zhí)行報(bào)告過(guò)程以便將信息從第二現(xiàn)場(chǎng)裝置傳遞給另一個(gè)位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中將信息從第二現(xiàn)場(chǎng)裝置傳遞給另一個(gè)位置包括傳遞一個(gè)或多個(gè)配置信息和編程信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述報(bào)告過(guò)程包括確定第二現(xiàn)場(chǎng)裝置的地理位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述報(bào)告過(guò)程包括在第二現(xiàn)場(chǎng)裝置從另一個(gè)位置接收信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中將信息從第二現(xiàn)場(chǎng)裝置傳遞給另一個(gè)位置包括傳遞一個(gè)或多個(gè)配置信息和編程信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中另一個(gè)位置包括服務(wù)中心。
19.一種配置現(xiàn)場(chǎng)裝置的方法，所述方法包括將編程的可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置中，其中所述編程的可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的信息；以及訪問(wèn)與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括智能卡。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中將編程的可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置中包括將智能卡滑入現(xiàn)場(chǎng)裝置內(nèi)的連接器中。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的信息從編程的可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)裝置的存儲(chǔ)器中。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的信息存儲(chǔ)在可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中與過(guò)程控制裝置相關(guān)的信息包括裝置配置信息。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中與過(guò)程控制裝置相關(guān)的信息包括過(guò)程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中與過(guò)程控制裝置相關(guān)的信息包括由現(xiàn)場(chǎng)裝置執(zhí)行的指令。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述指令包括閾值比較指令。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中與過(guò)程控制裝置相關(guān)的信息包括過(guò)程控制變量閾值。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將一個(gè)或多個(gè)配置信息和編程信息從另一個(gè)位置傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中另一個(gè)位置包括服務(wù)中心。
31.一種過(guò)程控制裝置，包括裝置處理器；存儲(chǔ)器，其連接到裝置處理器并存儲(chǔ)由裝置處理器執(zhí)行的指令，其中所述存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)與過(guò)程控制裝置相關(guān)的過(guò)程控制信息；連接到裝置處理器的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，其中可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)由裝置處理器提供的過(guò)程控制信息，其中可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置與裝置處理器可滑動(dòng)地接合。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的過(guò)程控制裝置，其中可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括智能卡。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的過(guò)程控制裝置，其中過(guò)程控制信息包括過(guò)程控制數(shù)據(jù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的過(guò)程控制裝置，其中過(guò)程控制信息包括由裝置處理器執(zhí)行的指令。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的過(guò)程控制裝置，其中過(guò)程控制信息包括一個(gè)或多個(gè)訪問(wèn)密鑰。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的過(guò)程控制裝置，其中一個(gè)或多個(gè)訪問(wèn)密鑰包括網(wǎng)絡(luò)密鑰。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的過(guò)程控制裝置，其中一個(gè)或多個(gè)訪問(wèn)密鑰包括用于訪問(wèn)可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的訪問(wèn)密鑰。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的過(guò)程控制裝置，還包括定位裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的過(guò)程控制裝置，其中過(guò)程控制信息包括指令，以便過(guò)程控制裝置位置變化時(shí)將過(guò)程控制裝置的位置報(bào)告給另一個(gè)位置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的過(guò)程控制裝置，其中另一個(gè)位置包括服務(wù)中心。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的過(guò)程控制裝置，還包括盜竊檢測(cè)裝置，其中過(guò)程控制信息包括指令，以便將過(guò)程控制裝置的位置報(bào)告給另一個(gè)位置以響應(yīng)來(lái)自盜竊檢測(cè)裝置的信號(hào)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的過(guò)程控制裝置，其中盜竊檢測(cè)裝置包括防盜開關(guān)。
43.一種與現(xiàn)場(chǎng)裝置一起使用的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，所述可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置包括接口，與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的過(guò)程控制數(shù)據(jù)可以通過(guò)該接口；連接到接口的安全控制，其中安全控制限制訪問(wèn)存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置中的信息；連接到安全控制的處理器，其被配置來(lái)從安全控制接收過(guò)程控制數(shù)據(jù)；以及存儲(chǔ)器，其連接到處理器并存儲(chǔ)過(guò)程控制數(shù)據(jù)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，其中過(guò)程控制數(shù)據(jù)包括過(guò)程控制數(shù)據(jù)。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，其中過(guò)程控制數(shù)據(jù)包括要執(zhí)行的指令。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，其中過(guò)程控制數(shù)據(jù)包括允許訪問(wèn)無(wú)線網(wǎng)的密鑰。
全文摘要
本文公開了方法、裝置和制造的產(chǎn)品，它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)中提供模塊監(jiān)測(cè)、控制和裝置管理。根據(jù)本方法的一個(gè)示例，用第二現(xiàn)場(chǎng)裝置替換過(guò)程控制系統(tǒng)的第一現(xiàn)場(chǎng)裝置，其中第一現(xiàn)場(chǎng)裝置包括可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述方法包括從第一現(xiàn)場(chǎng)裝置取出可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；從過(guò)程控制系統(tǒng)移去第一現(xiàn)場(chǎng)裝置；將第二現(xiàn)場(chǎng)裝置安裝在過(guò)程控制系統(tǒng)中；以及將可移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置安裝在第二現(xiàn)場(chǎng)裝置中。
文檔編號(hào)G05B19/042GK1591250SQ20041001196
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者羅恩·埃迪, 馬克·J·尼克松, 邁克爾·L·謝爾登 申請(qǐng)人:費(fèi)舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司