專利名稱：用于將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到過程控制系統(tǒng)中的控制器的設(shè)備及方法
用于將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到過程控制系統(tǒng)中的控制器的設(shè)備及方法技術(shù)領(lǐng)域本公開總體上涉及過程控制系統(tǒng)，尤其涉及用于將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到 過程控制系統(tǒng)中的控制器的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
過程控制系統(tǒng)——如那些用于化學(xué)、石油、制漿及造紙或其他制造過程 的過程控制系統(tǒng)一 一典型地包括一個或多個過程控制器，過程控制器通過模 擬通信協(xié)議、數(shù)字通信協(xié)議或模擬/數(shù)字混合通信協(xié)議，與至少一個主機(jī)(包 括至少一個操作員工作站)或與一個或多個現(xiàn)場設(shè)備通信連接。現(xiàn)場設(shè)備可 能是設(shè)備控制器、閥、閥啟動器、閥定位器、開關(guān)及傳感器(例如溫度傳感 器、壓力傳感器、流率傳感器及化學(xué)成分傳感器)或這些設(shè)備的組合，它們 在過程中發(fā)揮功能，如開啟或關(guān)閉閥及測量或推斷過程參數(shù)。過程控制器接 收所述現(xiàn)場設(shè)備所進(jìn)行的過程測量的信號及/或關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的其他信息， 并使用這些信息來實施控制例程，然后產(chǎn)生控制信號并通過總線或其他通信 線傳送至現(xiàn)場設(shè)備，以控制過程控制系統(tǒng)的操作。過程控制系統(tǒng)可以包括多種現(xiàn)場設(shè)備，這些現(xiàn)場設(shè)備提供不同的功能能 力，而且經(jīng)常是通過使用雙線接口，以點到點電線連接布置(例如一個現(xiàn)場 設(shè)備通信連接到一個現(xiàn)場設(shè)備總線)及多點電線連接布置(例如多個現(xiàn)場設(shè) 備通信連接到一個現(xiàn)場設(shè)備總線)的方式或以無線通信方式，通信連接到過程控制器。有些現(xiàn)場設(shè)備配置成使用相對簡單命令及/或通信(例如ON命 令及OFF命令)來操作。其他現(xiàn)場設(shè)備更為復(fù)雜，它們需要更多命令及/或 更多通信信息，可能包括或不包括簡單命令。例如，更為復(fù)雜的現(xiàn)場設(shè)備可 以使用(例如)HART (可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道)通信協(xié)議，以數(shù)字通 信疊加在模擬值的方式來傳送模擬值。其他現(xiàn)場設(shè)備可以使用完全數(shù)字的通信(例如FOUNDATION Fieldbus通信協(xié)議)。在過程控制系統(tǒng)中，每個現(xiàn)場設(shè)備典型地通過一個或多個輸入/輸出卡 和相應(yīng)的通信媒介(例如雙芯電纜、無線鏈路或光纖)，連接到過程控制器。 因此，需要使用多個通信媒介來將多個現(xiàn)場設(shè)備通信連接到過程控制器。所 述多個通信纟!某介經(jīng)常是通過一個或多個現(xiàn)場接線盒連接到所述現(xiàn)場設(shè)備，而 在這些連接點，所述多個通信媒介連接到 一條多導(dǎo)線電纜的相應(yīng)通信+某介 (例如相應(yīng)的雙芯導(dǎo)線)，而所述多導(dǎo)線電纜用于通過一個或多個輸入/輸 出卡將所述現(xiàn)場設(shè)備通信連接到過程控制器。發(fā)明內(nèi)容在此描述用于將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到過程控制系統(tǒng)中的控制器的設(shè)備 及方法。根據(jù)一個范例， 一種范例設(shè)備包括第一界面，該第一界面配置成從 使用第一通信協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備接收第一信息。所述范例設(shè)備也包括通信處理 器，該通信處理器通信連接到所述第一界面，而且為所述第一信息編碼，以 通過使用第二通信協(xié)議的總線進(jìn)行通信。此外，所述范例設(shè)備包括第二界面， 該第二界面通信連接到所述通信處理器及所述總線，而且配置成通過^f吏用所 述第二通信協(xié)議的所述總線來傳送所述第 一信息。所述總線配置成使用所述 第二通信協(xié)議來傳送與另 一現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的第二信息。根據(jù)另 一個范例， 一種范例方法涉及從使用第一通信協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備接 收第一信息。所述第一信息接著被編碼，以用于使用第二通信協(xié)議的通信， 以便傳送與另 一個現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的第二信息。所述第 一信息接著通過使用所 述第二通信協(xié)議的總線，被傳送到一個控制器。根據(jù)再另一個范例， 一種范例設(shè)備包括多個插座，這些插座配置成能夠 接納多個終端模塊。所述終端模塊中的每個終端模塊配置成通信連接到一個 過程控制系統(tǒng)中的至少一個現(xiàn)場設(shè)備。所述范例設(shè)備也包括通信總線界面， 該通信總線界面通信連接到所述多個插座中的每個插座，而且配置成傳送與
所述終端模塊的其中 一 個終端模塊有關(guān)的第 一現(xiàn)場設(shè)備信息及與所述終端 模塊的其中第二個終端模塊有關(guān)的第二現(xiàn)場設(shè)備信息。根據(jù)另一個范例， 一種范例設(shè)備包括連接檢測器，該連接檢測器配置成 檢測與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接。所述范例設(shè)備也包括現(xiàn)場設(shè)備識別器，該現(xiàn)場 設(shè)備識別器配置成確定指示所述現(xiàn)場設(shè)備的特性的現(xiàn)場設(shè)備識別信息。此 外，所述范例設(shè)備也包括顯示器界面，該顯示器界面配置成顯示所述現(xiàn)場設(shè) 備識別信息。根據(jù)又一個范例， 一種范例設(shè)備包括第一隔離線路，該第一隔離線路通 信連接到終端模塊線路，而且配置成通信連接到總線。所述終端模塊線^^配 置成與現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信，而所述總線使所述終端模塊能夠與控制器進(jìn)行通 信。所述范例設(shè)備也包括第二隔離線路，該第二隔離線路通信連接到所述終 端模塊線路，而且配置成通信連接到向所述終端模塊線路提供電力的電源。


圖1A為一框圖，圖示一個范例過程控制系統(tǒng)。圖lB-lD描繪可以-用于通信連接工作站、控制器及輸入/輸出卡的選擇 性實施例。圖2為圖1A所示的范例調(diào)度拒的詳圖。圖3為另一個范例調(diào)度拒，其可以用于實施圖1A所示的范例調(diào)度拒。 圖4描繪圖1A及2所示的一個范例終端模塊的俯視圖，而圖5描繪圖1A及2所示的一個范例終端模塊的側(cè)視圖。圖6為圖1A、 2、 4及5所示的范例終端模塊的詳細(xì)框圖。圖7為圖1A所示的一個范例輸入/輸出卡的詳細(xì)框圖。圖8為一詳細(xì)框圖，圖示一個范例貼標(biāo)器，該范例貼標(biāo)器可以用于顯示現(xiàn)場設(shè)備識別信息及/或任何其他與圖1A及2-6所示的終端模塊有關(guān)的現(xiàn)場設(shè)備信息。圖9描繪一個隔離線路配置，該隔離線路配置可以實施于圖1A所示的范例終端模塊，以電氣地使所述終端模塊相互隔離、與現(xiàn)場設(shè)備隔離及與通 信總線隔離。圖IOA及IOB描繪一種范例方法的流程圖，該范例方法可以用于實施 圖1A及2-6所示的終端模塊，以在現(xiàn)場設(shè)備及輸入/輸出卡之間傳送信息。圖IIA及IIB描繪一種范例方法的流程圖，該范例方法可以用于實施 圖1A所示的輸入/輸出卡，以在所述終端模塊及工作站之間傳送信息。圖12為一種范例方法的流程圖，該范例方法可以用于實施圖2、 3、 6 及8中所示的貼標(biāo)器，以檢索及顯示與通信連接到終端模塊的現(xiàn)場設(shè)備有關(guān) 的信息。圖13為一框圖，圖示一個范例處理器系統(tǒng)，該范例處理器系統(tǒng)可以用 于實施在此描述的范例系統(tǒng)及方法。
具體實施方式
雖然以下描述范例設(shè)備及系統(tǒng)，其中除了構(gòu)件以外，還包括軟件及/或 在硬件上實施的固件，但應(yīng)該注意的是，這些系統(tǒng)只是在于闡明而不應(yīng)一皮當(dāng) 成是限制本發(fā)明包括的范圍。例如，預(yù)期任何或所有這些硬件、軟件及固件 構(gòu)件可以單獨地實施在硬件、單獨地實施在軟件或任何硬件及軟件組合。因 此，雖然以下描述一些范例設(shè)備及系統(tǒng)，但本領(lǐng)域的普通工程技術(shù)人員將可 以理解，在此提供的范例并不是實施這些設(shè)備及系統(tǒng)的僅有途徑。一個范例過程控制系統(tǒng)包括一個控制室(例如圖1A所示的控制室108)、 一個過程控制器區(qū)域(例如圖1A所示的過程控制器區(qū)域110)、 一個終端 區(qū)域(例如圖1A所示的終端區(qū)域140)及一個或多個過程區(qū)域(例如圖1A 所示的過程區(qū)域114及118)。 一個過程區(qū)域包括多個現(xiàn)場i殳備，這些現(xiàn)場 設(shè)備執(zhí)行與特定過程(例如化學(xué)過程、石油過程、藥物過程、制漿及造紙過 程等等)有關(guān)的操作(例如控制閥、控制馬達(dá)、控制鍋爐、監(jiān)測、測量參數(shù) 等等)。有些過程區(qū)域由于苛刻的環(huán)境條件(例如溫度相對較高、氣載毒素、 不安全輻射水平等等)，造成人類不可到達(dá)。所述控制室典型地包括人類可以安全到達(dá)的環(huán)境內(nèi)的 一個或多個工作站。所述工作站包括用戶應(yīng)用程序， 用戶(例如工程師、操作員等等)可以存取這些用戶應(yīng)用程序，以通過(例 如)更改變數(shù)值、過程控制功能等等來控制所述過程控制系統(tǒng)的操作。所述 過程控制器區(qū)域包括一個或多個控制器，這些控制器通信連接到所述控制室 中的所述工作站。所述控制器通過執(zhí)行經(jīng)由所述工作站實施的過程控制策 略，使所述過程區(qū)域的所述現(xiàn)場設(shè)備的控制自動化。 一個范例過程策略涉及 使用壓力傳感器現(xiàn)場設(shè)備來測量壓力及自動地發(fā)送命令到闊定位器，以根據(jù) 所述壓力測量來開啟或關(guān)閉流量閥。所述終端區(qū)域包括一個調(diào)度拒，該調(diào)度 拒使所述控制器能夠與所述過程區(qū)域中的所述現(xiàn)場設(shè)備通信。明確地說，所 述調(diào)度拒包括多個終端模塊，這些終端模塊調(diào)度、整理或傳送來自所述現(xiàn)場 設(shè)備、傳送到與所述控制器通信連接的一個或多個輸入/輸出卡的信號。所 述輸入/輸出卡將接收自所述現(xiàn)場設(shè)備的信息轉(zhuǎn)化為可以與所述控制器兼容 的格式，并將來自所述控制器的信,t-轉(zhuǎn)化為可以與所述現(xiàn)場設(shè)備兼容的格 式。已知的用于將過程控制系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)場設(shè)備通信連接到控制器的技術(shù)涉 及在每個現(xiàn)場設(shè)備和一個相應(yīng)的、通信連接到一個控制器(例如過程控制器、 可編程邏輯控制器等等)的輸入/輸出卡之間使用一個單獨的總線(例如電 線、電纜或電路)。輸入/輸出卡使得能夠通過轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)換在所述控制器與 所述現(xiàn)場設(shè)備之間傳送的信息，使控制器通信連接到與不同數(shù)據(jù)類別或信號類別(例如模擬輸入(AI)數(shù)據(jù)類別、模擬輸出(AO)數(shù)據(jù)類別、離散輸 入(DI)數(shù)據(jù)類別、離散輸出(DO)數(shù)據(jù)類別、數(shù)字輸入數(shù)據(jù)類別及數(shù)字 輸出數(shù)據(jù)類別)及不同的現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議有關(guān)的多個現(xiàn)場設(shè)備。例如，輸 入/輸出卡可以帶有一個或多個現(xiàn)場設(shè)備界面，所述現(xiàn)場設(shè)備界面配置成與 使用與 一 個現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備交換信息。不同的 現(xiàn)場設(shè)備界面通過不同的頻道類別(例如模擬輸入(AI)頻道類別、模擬輸 出(AO)頻道類別、離散輸入(DI)頻道類別、離散輸出(DO)頻道類別、 數(shù)字輸入頻道類別及數(shù)字輸出頻道類別)進(jìn)行通信。此外，所述輸入/輸出
卡能夠?qū)⒔邮兆运霈F(xiàn)場設(shè)備的信息(例如電壓電平)轉(zhuǎn)換為所述控制器能 夠使用來執(zhí)行與控制所述現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的操作的信息(例如壓力測量值)。 所述已知技術(shù)需要線纜束或總線(例如多芯電纜)來將多個現(xiàn)場設(shè)備通信連 接到輸入/輸出卡。與使用 一條單獨的總線來將每個現(xiàn)場設(shè)備通信連接到輸 入/輸出卡的已知技術(shù)不同，在此描述的設(shè)備及方法可以通過在一個終4妻板 (例如調(diào)度拒)終接多個現(xiàn)場設(shè)備，將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到一個輸入/輸出卡；以及通過使用在所述終接板和所述輸入/輸出卡之間通信連接的 一個總線(例如導(dǎo)電通信媒介、光纖通信媒介、無線通信媒介)，將所述現(xiàn)場設(shè)備 通信連接到所述輸入/輸出卡。在此描述的范例設(shè)備及方法涉及使用一條范例通用輸入/輸出總線(例 如公用或共網(wǎng)通信總線)，該范例通用輸入/輸出總線將一個或多個終端模 塊通信連接到與一個控制器通信連接的一個或多個輸入/輸出卡。每個終端 模塊通過使用一條相應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備總線(例如模擬總線或數(shù)字總線)，通信 連接到一個或多個相應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備。所述終端模塊配置成通過所述現(xiàn)場設(shè)備 總線接收來自所述現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)場設(shè)備信息，以及通過(例如)包封化所述 現(xiàn)場設(shè)備信息和通過所述通用輸入/輸出總線，將所述包封化信息傳送到所 述輸入/輸出卡，從而通過所述通用輸入/輸出總線將所述現(xiàn)場設(shè)備信息傳送 到所述輸入/輸出卡。所述現(xiàn)場設(shè)備信息可以包括(例如)現(xiàn)場設(shè)備識別信 息(例如設(shè)備標(biāo)記符、電子序號等等)、現(xiàn)場設(shè)備狀況信息(例如通信狀況、診斷健康信息(開環(huán)、短路等等))、現(xiàn)場設(shè)備活動信息(例如過程變量(PV )值)、現(xiàn)場設(shè)備描述信息(例如現(xiàn)場設(shè)備類別或功能，如閥啟動器、溫度傳 感器、壓力傳感器、流率傳感器等等)、現(xiàn)場設(shè)備連接配置信息(例如多點 總線連接、點到點連接等等)、現(xiàn)場設(shè)備總線或段識別信息(例如將現(xiàn)場設(shè) 備通信連接到終端模塊的現(xiàn)場設(shè)備總線或現(xiàn)場設(shè)備段)及/或現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù) 類別信息(例如指示由特定現(xiàn)場設(shè)備使用的數(shù)據(jù)類別的數(shù)據(jù)類別描述符)。息，并將所述現(xiàn)場設(shè)備信息傳送到所述控制器，所述控制器可以接著將所述
信息的一些或所有信息傳送到一個或多個工作站終端，以用于隨后的分析。為了將來自工作站終端的現(xiàn)場設(shè)備信息(例如命令、指示、查詢、臨界 活動閥(例如臨界過程變量(PV)值)等等)傳送到現(xiàn)場設(shè)備，輸入/輸出 卡能夠包封化所述現(xiàn)場設(shè)備信息，并將所述包封化現(xiàn)場設(shè)備信息傳送到多個 終端模塊。所述終端模塊中的每個終端模塊接著可以從接收自一個相應(yīng)的輸 入/輸出卡的所述包封化通信，提取或包封化相應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備信息，并將所 述現(xiàn)場設(shè)備信息傳送到一個相應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備。在此描述的圖解范例中， 一個終接板(例如調(diào)度拒)配置成接納(例如 連接到)多個終端模塊，而其中每個終端模塊通信連接到一個不同的現(xiàn)場設(shè) 備。為了在所述終接板指示哪個終端模塊連接到哪個現(xiàn)場設(shè)備，每個終端模 塊帶有一個終端貼標(biāo)器(或標(biāo)記系統(tǒng))。終端貼標(biāo)器包括一個電子顯示器(例如液晶顯示器(LCD))及元件，以確定哪個或哪些現(xiàn)場設(shè)備連接到相應(yīng)于 所述終端貼標(biāo)器的終端模塊。在有些實施例中，顯示器是安裝在所述終接板 上，而不是安裝在所述終端模塊上。所述顯示器中的每一個顯示器與一個相 應(yīng)的終端模塊插座相伴安裝。照這樣，在從所述終接板拆除終端模塊時，相 應(yīng)的顯示器保留在所述終接板上，以供隨后連接的終端模塊使用?，F(xiàn)在參看圖1A， 一個范例過程控制系統(tǒng)100包括一個工作站102，該 工作站102通過一般稱為應(yīng)用程序控制網(wǎng)絡(luò)(ACN)的一個總線或局域網(wǎng) (LAN) 106通信連接到一個控制器104。所述局域網(wǎng)(LAN) 106可以使 用任何期望的通信媒介或協(xié)議來實施。例如，所述局域網(wǎng)(LAN) 106可以 基于固定或無線以太網(wǎng)通信協(xié)議。然而，任何其他適合的固定或無線通信媒 介及協(xié)議可以被采用。所述工作站102可以配置成執(zhí)行與一個或多個信息技 術(shù)應(yīng)用程序、用戶互動應(yīng)用程序及/或通信應(yīng)用程序有關(guān)的操作。例如，所 述工作站102可以配置成執(zhí)行與過程控制相關(guān)應(yīng)用程序及通信應(yīng)用程序有 關(guān)的操作，以使所迷工作站102及所述控制器104能夠與其他使用任何期望 的通信媒介(例如無線通信媒介、固定通信媒介等等)及協(xié)議(例如HTTP， SOAP)的設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行通信。所述控制器104可以配置成執(zhí)行一個或多 個過程控制例程或功能，所述過程控制例程或功能由系統(tǒng)工程師或其他系統(tǒng)操作員使用(例如)所述工作站102或任何其他已經(jīng)下載到所述控制器104 或已經(jīng)在所述控制器104中初始化的工作站產(chǎn)生。在所圖解的范例中，所述 工作站102位于一個控制室108，而所述控制器104位于與所述控制室108 分開的一個過程控制器區(qū)域110。在所圖解的范例中，所述范例過程控制系統(tǒng)100包括一個第一過程區(qū)域 114中的現(xiàn)場設(shè)備112a-c及一個第二過程區(qū)域118中的現(xiàn)場設(shè)備116a-c。為 了在所述控制器104與所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c之間傳送信息，所述 范例過程控制系統(tǒng)100帶有現(xiàn)場接線盒120a-b及一個調(diào)度拒122。所述現(xiàn)場 接線盒120a-b中的每個現(xiàn)場接線盒從所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c中的相 應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備傳送信號到所述調(diào)度拒122。所述調(diào)度拒122依次地調(diào)度(例如 整理、聚合等等)接收自所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c的信息，并將所述 現(xiàn)場設(shè)備信息傳送到所述控制器104的相應(yīng)輸入/輸出卡(例如輸入/輸出卡 132a-b及134a-b)。在所圖解的范例中，所述控制器104與所述現(xiàn)場設(shè)備 112a-c及116a-c之間的通信為雙向，所以所述調(diào)度拒122也用于通過所述 現(xiàn)場接線盒120a-b,將接收自所述控制器104的輸入/輸出卡的信息傳送到 所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c中的相應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備。在所圖解的范例中，通過電導(dǎo)、無線及/或光纖通信媒介，所述現(xiàn)場設(shè) 備112a-c通信連接到所述現(xiàn)場接線盒120a，而所述現(xiàn)場設(shè)備116a-c通信連 接到所述現(xiàn)場接線盒120b。例如，所述現(xiàn)場接線盒120a-b可以帶有一個或 多個電氣收發(fā)器、無線收發(fā)器及/或光纖數(shù)據(jù)收發(fā)器，以便與所述現(xiàn)場設(shè)備 112a-c及116a-c的電氣數(shù)據(jù)收發(fā)器、無線數(shù)據(jù)收發(fā)器及/或光纖數(shù)據(jù)收發(fā)器 進(jìn)行通信。在所圖解的范例中，所述現(xiàn)場接線盒120b無線地通信連接到所 述現(xiàn)場設(shè)備116c。在一個選擇性的實施例中，可以省略所述調(diào)度拒122,而 來自所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c的信號可以從所述現(xiàn)場接線盒120a-b直 接地傳送到所述控制器104的輸入/輸出卡。在另一個實施例中，可以省略 所述現(xiàn)場接線盒120a-b,而所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c可以直接地連接
到所述調(diào)度柜122。所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c可以是符合Fieldbus協(xié)議的閥、啟動器、 傳感器等等，在這種情況下，所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c通過使用所述 廣為人知的Fieldbus通信協(xié)議的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線進(jìn)行通信。當(dāng)然，其他類別的 現(xiàn)場設(shè)備及通信協(xié)議也可以被使用。例如，所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c 也可以是符合Profibus、 HART或AS-i協(xié)議并通過使用所述廣為人知的 Fieldbus及HART通信協(xié)議進(jìn)行通信的設(shè)備。在有些實施例中，所述現(xiàn)場設(shè) 備112a-c及116a-c可以使用模擬通信或離散通信來傳送信息，而不是使用 數(shù)字通信來傳送信息。此外，所述通信協(xié)議可以用于傳送與不同數(shù)據(jù)類別有 關(guān)的信息。所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c中的每個現(xiàn)場設(shè)備配置成存儲現(xiàn)場設(shè)備 識別信息。所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息可以是唯一地識別所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c 及116a-c中的每個現(xiàn)場設(shè)備的一個物理設(shè)備標(biāo)記(PDT)值、設(shè)備標(biāo)記名稱、 電子序號等等。在圖1A所圖解的范例中，所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c以物理設(shè)備 標(biāo)記(PDT)值PDT0-PDT2的形式存儲現(xiàn)場設(shè)備識別信息，而所述現(xiàn)場設(shè) 備116a-c則以物理設(shè)備標(biāo)記(PDT)值PDT3-PDT5的形式存儲現(xiàn)場設(shè)備識 別信息。所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息可以由現(xiàn)場設(shè)備制造商及/或由涉及所述現(xiàn) 場設(shè)備112a-c及116a-c的安裝的操作員或工程師存儲或編程在所述現(xiàn)場設(shè) 備112a-c及116a-c中。為了在所述調(diào)度拒122中傳送與所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c有關(guān)的 信息，所述調(diào)度拒122帶有多個終端模塊124a-c及126a-c。所述終端模塊 124a-c配置成調(diào)度與所述第一過程區(qū)域114中的所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c有關(guān) 的信息，而且所述終端模塊126a-c配置成調(diào)度與所述第二過程區(qū)域118中 的所述現(xiàn)場設(shè)備116a-c有關(guān)的信息。如圖所示，所述終端模塊124a-c及 126a-c通過相應(yīng)的多芯電纜128a及128b (例如多總線電纜)，通信連接到 所述現(xiàn)場接線盒120a-b。在所述調(diào)度拒122被省略的一個選擇性的實施例中， 所述終端模塊124a-c及126a-c可以安裝在相應(yīng)的所述現(xiàn)場接線盒120a-b中。點配置，其中所述多芯電纜128a-b中的 每個導(dǎo)線或?qū)Ь€對(例如總線、雙絞通信媒介、雙線通信媒介等等)傳送唯 一地與所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c中的相應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的信息。例如， 所述多芯電纜128a包括一個第一導(dǎo)線130a、一個第二導(dǎo)線130b及一個第三 導(dǎo)線130c。明確地說，所述第一導(dǎo)線130a用于構(gòu)成一個第一數(shù)據(jù)總線，該 第一數(shù)據(jù)總線配置成在所述終端模塊124a及所述現(xiàn)場設(shè)備112a之間傳送信 息，所述第二導(dǎo)線130b用于構(gòu)成一個第二數(shù)據(jù)總線，該第二數(shù)據(jù)總線配置 成在所述終端模塊124b及所述現(xiàn)場設(shè)備112b之間傳送信息，而所述第三導(dǎo) 線130c用于構(gòu)成一個第三數(shù)據(jù)總線，該第三數(shù)據(jù)總線配置成在所述終端模 塊124c及所述現(xiàn)場設(shè)備112c之間傳送信息。在一個選擇性的使用多點配線 配置的實施例中，所述終端模塊124a-c及126a-c中的每個終端模塊可以通 信連接到一個或多個現(xiàn)場設(shè)備。例如，在多點配置中，所述終端模塊124a 可以通過所述第一導(dǎo)線130a通信連接到所述現(xiàn)場設(shè)備112a及另一個現(xiàn)場設(shè) 備(圖中未顯示)。在有些實施例中，終端模塊可以配置成使用無線網(wǎng)狀網(wǎng) 絡(luò)，無線地與多個現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信。所述終端模塊124a-c及126a-c中的每個終端模塊可以配置成使用不同 的數(shù)據(jù)類別與所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c中的相應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備通信。例如， 所述終端模塊124a可以包括一個數(shù)字現(xiàn)場設(shè)備界面，以使用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與所 述現(xiàn)場設(shè)備112a通信，而所述終端模塊124b可以包括一個模擬現(xiàn)場設(shè)備界 面，以使用模擬數(shù)據(jù)與所述現(xiàn)場設(shè)備112b通信。為了控制所述控制器104(及/或所述工作站102 )與所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c 及116a-c之間的通信，所述控制器104帶有所述多個輸入/輸出卡132a-b及 134a-b。在所圖解的范例中，所述輸入/輸出卡132a-b配置成控制所述控制 器104 (及/或所述工作站102)與所述第一過程區(qū)域114中的所述現(xiàn)場設(shè)備 112a-c之間的輸入/輸出通信，而所述輸入/輸出卡134a-b配置成控制所述控 制器104 (及/或所述工作站102)與所述第二過程區(qū)域118中的所述現(xiàn)場設(shè) 備116a-c之間的輸入/輸出通信。
在圖1A圖解的范例中，所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b裝置在所述 控制器104中。為了從所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c傳送信息到所述工作 站102，所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b傳送所述信息到所述控制器104, 接著由所述控制器104傳送所述信息到所述工作站102。同樣地，為了從所 述工作站102傳送信息到所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c,所述工作站102 傳送所述信息到所述控制器104，接著由所述控制器104傳送所述信息到所 述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c,而所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b通過所述 終端模塊124a-c及126a-c傳送所述信息到所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c。 在一個選擇性的實施例中，所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b可以通信連接 到所述控制器104內(nèi)的所述局域網(wǎng)(LAN)106,所以所述輸入/輸出卡132a-b 及134a-b可以與所述工作站102及/或所述控制器104直接地通信。為了在所述輸入/輸出卡132a及134a的其中任何一個輸入/輸出卡發(fā)生 故障的情況下提供容錯操作，所述輸入/輸出卡132b及134b配置成冗余輸 入/輸出卡。也就是說，如果所述輸入/輸出卡132a發(fā)生故障，所述冗余輸入 /輸出卡132b承擔(dān)控制并執(zhí)行所述輸入/輸出卡132a原應(yīng)執(zhí)行的相同的操作。 同樣地，所述冗余輸入/輸出卡134b在所述輸入/輸出卡134a發(fā)生故障時承 擔(dān)控制。為了使得所述終端模塊124a-c與所述輸入/輸出卡132a-b之間及所述終 端模塊126a-c與所述輸入/輸出卡134a-b之間能夠進(jìn)行通信，所述終端模塊 124a-c通過一個第一通用輸入/輸出總線136a通信連接到所述輸入/輸出卡 132a-b;而所述終端模塊126a-c則通過一個第二通用輸入/輸出總線136b通 信連接到所述輸入/輸出卡134a-b。與所述多芯電纜128a及128b為其所述 現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c中的每一個現(xiàn)場設(shè)備使用分別的導(dǎo)線或通信媒介 的配置不同，所述通用輸入/輸出總線136a-b中的每個通用輸入/輸出總線配 置成使用相同的通信媒介來傳送相應(yīng)于多個現(xiàn)場設(shè)備(例如所述現(xiàn)場設(shè)備 112a-c及116a-c)的信息。例如，所述通信媒介可以是串行總線、雙線通信 媒介(例如雙絞線)、光纖、并聯(lián)總線等等；通過這些通信媒介，與兩個或多個現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的信息可以以(例如)基于分組通信技術(shù)、多路復(fù)用通信 技術(shù)等等來傳送。在一個實施例中，所述通用輸入/輸出總線136a-b使用RS-485串行通信 標(biāo)準(zhǔn)來實施。所述RS-485串行通信標(biāo)準(zhǔn)可以配置成使用比其他已知通信標(biāo) 準(zhǔn)(例如以太網(wǎng))較少的通信控制負(fù)荷(例如較少標(biāo)題信息)。然而，在其 他實施例中，所述通用輸入/輸出總線136a-b可以使用任何其他合適的通信 標(biāo)準(zhǔn)來實施，包括^f吏用以太網(wǎng)、通用串行總線(USB) 、 IEEE 1394等等標(biāo) 準(zhǔn)來實施。此外，雖然以上將所述通用輸入/輸出總線136a-b描述為有線通 信媒介，但在另一個實施例中，所述通用輸入/輸出總線136a-b中的一個或 兩個通用輸入/輸出總線可以使用無線通信媒介(例如無線以太網(wǎng)、 IEEE-802.il、 Wi-Fi 、 Bluetooth )來實施。所述通用輸入/輸出總線13 6a及13 6b以充分相同的方式用于傳送信息。 在所圖解的范例中，所述通用輸入/輸出總線136a配置成傳送所述通用輸入 /輸出總線136a-b與所述終端模塊124a-c之間的信息。所述輸入/輸出卡 132a-b及所述終端模塊124a-c使用地址分配方案來使所述輸入/輸出卡 132a-b能夠識別哪些信息相應(yīng)于所述終端模塊124a-c中的哪一個終端模塊， 以及使得所述終端模塊124a-c中的每一個終端模塊能夠確定其哪些信息相 應(yīng)于所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c中的哪一個現(xiàn)場設(shè)備。在一個終端模塊(例如所 述終端模塊124a-c及126a-c的其中之一 )連接到所述輸入/輸出卡132a-b及 134a-b的其中之一時，該輸入/輸出卡自動地(例如從所述終端模塊)獲得 所述終端模塊的地址，以便與所述終端模塊交換信息。照這樣，所述終端模 塊124a-c及126a-c可以在不需要人工地向所述輸入/輸出卡13 2a-b及134a-b 提供終端模塊地址、也不需要將所述終端模塊124a-c及126a-c中的每個終 端模塊單獨地接線到所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b的情況下，在所述相 應(yīng)總線136a-b上的任何位置通信連接。與已知的、其每個終端模塊需要一個分別的通信媒介來與一個控制器進(jìn) 行通信的配置相比，通過使用所述通用輸入/輸出總線136a-b，在所述調(diào)度 拒122及所述控制器104之間傳送信息所需要的通信媒介(例如電線)的數(shù) 目充分地縮減。縮減所需要的將所述調(diào)度拒122通信連接到所述控制器104 的通信媒介的數(shù)目(例如縮減通信總線或通信線的數(shù)目)，使得所述控制器 與所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c之間的連接安裝的設(shè)計及圖紙繪制所需要 的工程成本縮減。此外，縮減通信媒介的數(shù)目導(dǎo)致縮減安裝成本及維修成本。 例如，所述輸入/輸出總線136a-b的其中一個輸入/輸出總線取代在已知系統(tǒng) 中將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到一個控制器的多個通信媒介。因此，圖1A所圖解 的范例不是維護(hù)多個通信媒介來將所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c通信連接 到所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b,而是通過使用所述輸入/輸出總線 136a-b,所以需要的維護(hù)顯著較少。此外，縮減將所述調(diào)度拒122通信連接到所述輸入/輸出卡132a-b及 134a-b所需要的通信媒介的數(shù)目，導(dǎo)致有更多可用空間供更多終端模塊(例 如終端模塊124a-b及124a-c)使用，從而增加所述調(diào)度拒122相對于已知 系統(tǒng)的輸入/輸出密度。在圖1A的圖解范例中，所述調(diào)度拒122能夠容納許 多終端模塊，在已知的系統(tǒng)實施中，這些終端模塊需要更多調(diào)度拒(例如三 個調(diào)度拒)來容納。通過提供可以配置成使用不同數(shù)據(jù)類別界面(例如不同頻道類別)來同 所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c進(jìn)行通信，而且配置成使用相應(yīng)的通用輸入/ 輸出總線136a及136b來同所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b進(jìn)行通信的所 述終端模塊124a-c及所述終端模塊126a-c，圖1A的圖解范例使得能夠在不 需要為所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b實施多個不同現(xiàn)場設(shè)備界面類別的 情況下，將與不同現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)類別(例如所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c 使用的數(shù)據(jù)類別或頻道類別)有關(guān)的數(shù)據(jù)傳送到所述輸入/輸出卡132a-b及 134a-b。因此，帶有一個界面類別(例如通過所述輸入/輸出總線136a及/或 所述輸入/輸出總線136b進(jìn)行通信的輸入/輸出總線界面類別)的一個輸入/ 輸出卡可以與多個帶有不同現(xiàn)場設(shè)備界面類別的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信。使用所述輸入/輸出總線136a及/或所述輸入/輸出總線136b來在所述控
制器104與所述終端模塊124a-c及126a-c之間交換信息，使得能夠在設(shè)計 或安裝過程的較遲階段定義現(xiàn)場設(shè)備到輸入/輸出卡連接路由。例如，所述 終端模塊124a-c及126a-c可以置于所述調(diào)度拒122內(nèi)的多個位置，同時保 持到所述輸入/輸出總線136a及136b的一個相應(yīng)輸入/輸出總線的通^^。在所圖解的范例中，所述調(diào)度拒122、所述終端模塊124a-c及126a-c、 所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b以及所述控制器104使得容易將現(xiàn)有的過 程控制系統(tǒng)裝置移到與圖1A所示的范例過程控制系統(tǒng)IOO的配置充分相似 的配置。例如，由于所述終端模塊124a-c及126a-c可以配置成包括任何合 適的現(xiàn)場設(shè)備界面類別，所述終端模塊124a-c及126a-c可以配置成通信連 接到已經(jīng)安裝在一個過程控制系統(tǒng)的現(xiàn)有現(xiàn)場設(shè)備。同樣地，所述控制器 104可以配置成包括一個已知局域網(wǎng)(LAN)界面，以通過一個局域網(wǎng)(LAN) 與一個已經(jīng)安裝的工作站進(jìn)行通信。在有些實施例中，所述輸入/輸出卡 132a-b及134a-b可以安裝在或通信連接到已知控制器，所以不需要更換已 經(jīng)安裝在過程控制系統(tǒng)的控制器。在所圖解的范例中，所述輸入/輸出卡132a包括一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)133,而 所述輸入/輸出卡134a包括一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)135。所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)133存儲相應(yīng) 于被指定通過所述通用輸入/輸出總線136a與所述輸入/輸出卡132a進(jìn)行通 信的現(xiàn)場設(shè)備(例如現(xiàn)場設(shè)備112a-c)的現(xiàn)場設(shè)備識別號碼(例如現(xiàn)場設(shè)備 識別信息)。所述終端模塊124a-c可以使用存儲在所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)133的所 述現(xiàn)場設(shè)備識別號碼，以確定現(xiàn)場設(shè)備是否不正確地連接到所述終端4莫塊 124a-c的其中一個。所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)135存儲相應(yīng)于被指定通過所述通用輸入 /輸出總線136b與所述輸入/輸出卡134a進(jìn)行通信的現(xiàn)場設(shè)備(例如現(xiàn)場設(shè) 備116a-c)的現(xiàn)場設(shè)備識別號碼(例如現(xiàn)場設(shè)備識別信息)。所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 133及135可以由工程師、操作員及/或用戶在配置時間或在所述范例過程控 制系統(tǒng)100的操作進(jìn)行時通過所述工作站102填寫。雖然圖中未顯示，所述 冗余輸入/輸出卡132b存儲一個與所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)133相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而所 述冗余輸入/輸出卡134b存儲一個與所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)135相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。附據(jù)結(jié)構(gòu)133及135可以存儲在所述工作站102中。 在所圖解的范例中，所述調(diào)度拒122被顯示位于與所述過程控制器區(qū)域 IIO分開的一個終端區(qū)域140。通過使用所述輸入/輸出總線136a-b——而不 是使用數(shù)目顯著更多的通信媒介(例如多個通信總線，其中每個總線唯一地 與所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c的其中之一有關(guān))一一來將所述終端模塊 124a-c及126a-c通信連接到所述控制器104,使得容易在沒有顯著減低通信 可靠性的情況下將所述控制器104定位于距離所述調(diào)度拒122比已知配置距 離所述調(diào)度拒122相對較遠(yuǎn)的位置。在有些實施例中，所述過程控制器區(qū)域 IIO及所述終端區(qū)域140可以結(jié)合，所以所述調(diào)度拒122及所述控制器104 位于相同區(qū)域。無論如何，將所述調(diào)度拒122及所述控制器104放置在與所 述過程區(qū)域114及118分開的區(qū)域使得能夠使所述輸入/輸出卡132a-b及 134a-b、所述終端模塊124a-c及126a-c及所述通用輸入/輸出總線136a-b與 所述過程區(qū)域114及118可能涉及的苛刻環(huán)境條件(例如熱量、濕度、電磁 噪聲等等)隔離。照這樣，所述終端模塊124a-c及126a-c和所述輸入/輸出 卡132a-b及134a-b的設(shè)計及制造的成本及復(fù)雜性相對于為所述現(xiàn)場設(shè)備 112a-c及116a-c制造通信及控制線路而言，可以充分地縮減，這是由于所 述終端模塊124a-c及126a-c和所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b不需要操 作規(guī)格特征(例如屏蔽、更魯棒的線路、更復(fù)雜的檢錯等等)來提供在所述 過程區(qū)域114及118的環(huán)境條件下操作將需要提供的確保可靠操作(例如可 靠數(shù)據(jù)通信)的保證。圖1B-1D描繪可以用于通信連接工作站、控制器及輸入/輸出卡的選擇 性實施例。例如，在圖1B描繪的圖解范例中， 一個控制器152 (其執(zhí)行與 圖1A所示的控制器104的功能充分地相同的功能)通過一個背板通信總線 158通信連接到所述輸入/輸出卡154a-b及156a-b。所述輸入/輸出卡154a-b 及156a-b執(zhí)行與圖1A所示的輸入/輸出卡132a-b及134a-b的功能充分地相 同的功能，而且配置成通信連接到所述通用輸入/輸出總線136a-b，以-便同 所述終端模塊124a-c及126a-c交換信息。為了與所述工作站102進(jìn)行通信，
所述控制器152通過所述局域網(wǎng)(LAN) 106通信連接到所述工作站102。在圖1C描繪的另一個圖解范例中， 一個控制器162(其執(zhí)行與圖1A所 示的控制器104的功能充分地相同的功能)通過所述局域網(wǎng)(LAN) 106通 信連接到所述工作站102及所述輸入/輸出卡164a-b及166a-b中的多個輸入 /輸出卡。所述輸入/輸出卡164a-b及166a-b執(zhí)行與圖1A所示的輸入/輸出卡 132a-b及134a-b的功能充分地相同的功能，而且配置成通信連接到所述通 用輸入/輸出總線136a-b，以便同所述終端模塊124a-c及126a-c交換信息。 然而，與圖1A所示的輸入/輸出卡132a-b及134a-b和圖1B所示的輸入/輸 出卡154a-b及156a-b不同，所述輸入/輸出卡164a-b及166a-b配置成通過 所述局域網(wǎng)(LAN) 106與所述控制器162及所述工作站102進(jìn)行通信。照 這樣，所述輸入/輸出卡164a-b及166a-b可以與所述工作站102直接地交換 信息。在圖1D描繪的再另一個圖解范例中，輸入/輸出卡174a-b及176a-b(其 執(zhí)行與圖1A所示的輸入/輸出卡132a-b及134a-b的功能充分地相同的功能) 實施在一個工作站172 (其執(zhí)行與圖1A所示的工作站102的功能充分地相 同的功能)中。在有些實施例中，雖然所述物理的輸入/輸出卡174a-b及 176a-b并未包括在所述工作站172中，但所述輸入/輸出卡174a-b及176a-b 的功能卻在所述工作站172中實施。在圖1D的圖解范例中，所述輸入/輸出 卡174a-b及176a-b配置成通信連接到所述通用輸入/輸出總線136a-b，以便 同所述終端模塊124a-c及126a-c交換信息。此外，在圖1D的圖解范例中， 所述工作站172可以配置成執(zhí)行與所述控制器104的功能充分地相同的功 能，所以不需要提供控制器來執(zhí)行過程控制策略。然而，可以提供控制器。圖2為圖1A所示的范例調(diào)度拒122的詳圖。在所圖解的范例中，所述 調(diào)度拒122帶有插軌202a及202b,以接納所述終端才莫塊124a-c。此外，所 述調(diào)度拒122帶有一個輸入/輸出總線收發(fā)器206,該輸入/輸出總線收發(fā)器 206將所述終端模塊124a-c通信連接到以上描述有關(guān)圖1A所示的通用輸入/ 輸出總線136a。所述輸入/輸出總線收發(fā)器206可以使用變送器放大器和接收器放大器來實施，其調(diào)整在所述終端模塊124a-c與所述輸入/輸出卡132a-b 之間交換的信息。所述調(diào)度柜122帶有另一個通用輸入/輸出總線208,該通 用輸入/輸出總線208將所述終端模塊124a-c通信連接到所述輸入/輸出總線 收發(fā)器206。在所圖解的范例中，所述輸入/輸出總線收發(fā)器206配置成使用 固定通信媒介來傳送信息。雖然圖中未顯示，但所述調(diào)度拒122可以帶有另 一個與所述輸入/輸出總線收發(fā)器206充分相似或相同的輸入/輸出總線收發(fā) 器，以使所述終端模塊126a-c與所述輸入/輸出卡134a-b通信連接。使用 一個通用通信界面(例如所述輸入/輸出總線208及所述輸入/輸出 總線136a)來在所述輸入/輸出卡132a-b及所述終端模塊124a-c之間交換信 息，使得能夠在設(shè)計或安裝過程的較遲階段定義現(xiàn)場設(shè)備到輸入/輸出卡連 接路由。例如，所述終端模塊124a-c可以在所述調(diào)度拒122內(nèi)的多個位置(例如所述插軌202a-b的多個終端模塊插座)通信連接到所述輸入/輸出總 線208。此外，所述輸入/輸出卡132a-b及所述終端模塊124a-c之間的通用 通信界面(例如所述輸入/輸出總線208及所述輸入/輸出總線136a)縮減所 述輸入/輸出卡132a-b及所述終端模塊124a-c之間的通信媒介的數(shù)目(例如 通信總線及/或線纜的數(shù)目)，因此使得能夠在所述調(diào)度拒122內(nèi)安裝比在 已知的調(diào)度拒配置中可以安裝的已知終端模塊的數(shù)目相對較多的終端模塊 124a-c (及/或所述終端模塊126a畫c)。為了顯示現(xiàn)場設(shè)備識別信息及/或其他與所述終端模塊124a-c有關(guān)的現(xiàn) 場設(shè)備信息，所述終端模塊124a-c中的每個終端模塊帶有一個顯示器212(例如電子終端標(biāo)志)。所述終端模塊124a-c的所述顯示器212顯示所述 現(xiàn)場設(shè)備112a(圖1A)的現(xiàn)場設(shè)備識別(例如現(xiàn)場設(shè)備標(biāo)記符)。此外， 所述終端模塊124a-c的所述顯示器212可以用于顯示現(xiàn)場設(shè)備活動信息(例 如測量信息、線路電壓等等)、數(shù)據(jù)類別信息(例如模擬信號、數(shù)字信號等 等)、現(xiàn)場設(shè)備狀況信息(例如設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備停止、設(shè)備錯誤等等)及/ 或任何其他現(xiàn)場設(shè)備信息。如果所述終端模塊124a配置成通信連接到多個 現(xiàn)場設(shè)備(例如圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備112a及其他現(xiàn)場設(shè)備(圖中未顯示))， 所述顯示器212可以用于顯示與通信連接到所述終端模塊124a的所有所述 現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的現(xiàn)場設(shè)備信息。在所圖解的范例中，所述顯示器212使用液 晶顯示器(LCD)來實施。然而，在另一個實施例中，所述顯示器212可以 使用任何其他合適的顯示技術(shù)來實施。為了檢索所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息及/或其他現(xiàn)場設(shè)備信息，所述終端模 塊124a-c中的每個終端模塊帶有一個貼標(biāo)器214(例如終端貼標(biāo)器)。例如， 在所述現(xiàn)場設(shè)備112a通信連接到所述終端模塊124a時，所述終端模塊124a 的所述貼標(biāo)器214從所述現(xiàn)場設(shè)備112a(及/或通信連接到所述終端模塊124a 的其他現(xiàn)場設(shè)備)檢索所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息及/或任何其他現(xiàn)場設(shè)備信息， 并通過所述端模塊124a的所述顯示器212顯示所述信息。所述貼標(biāo)器214 在以下有關(guān)圖8的討論中詳細(xì)描述。提供所述顯示器212及所述貼標(biāo)器214 可以縮減人工地將標(biāo)簽貼到與終端模塊及現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的電線及/或總線上 所需的成本及安裝時間。然而，在有些實施例中，人工的線纜標(biāo)記的使用也 可以涉及所述顯示器212及所述貼標(biāo)器214。例如，通過使用所述顯示器212 及所述貼標(biāo)器214來確定所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c中的哪個現(xiàn)場設(shè)備 連接到所述終端模塊124a-c及126a-c中的每個終端模塊，所述現(xiàn)場設(shè)備 112a-c及116a-c可以相對迅速地通信連接到所述輸入/輸出卡132a-b及 134a-b。隨后，在安裝完成之后，標(biāo)記可以選擇地添加到在所述終端才莫塊 124a-c及126a-c和所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c之間伸展的所述總線或電誤、設(shè)備告警、設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備停止、設(shè)備失效等等)來方便故障診斷過程， 所述顯示器212及所述貼標(biāo)器214也可以縮減維修4喿作的成本及時間。為了向所述終端模塊124a-c、所述輸入/輸出總線收發(fā)器206及所述顯 示器212提供電力，所述調(diào)度拒122帶有一個電源216。在所圖解的范例中， 所述終端模塊124a-c使用來自所述電源216的電力，向用于與現(xiàn)場設(shè)備(例 如圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備112a-c及116a-c)通信的通信信道或通信界面提供 動力，及/或向所述現(xiàn)場設(shè)備提供其操作所需的電力。
圖3為另一個范例調(diào)度拒300，其可以用于實施圖1A所示的范例調(diào)度 拒122。在所圖解的范例中，所述調(diào)度拒300帶有一個無線輸入/輸出總線通 信控制器302,以通過一個無線通用輸入/輸出連接304與圖1A所示的控制 器104進(jìn)行通信。如圖3所示，與圖1A所示的終端模塊124a-c及126a-c 充分相似或相同的多個終端才莫塊306插入所述軌道插座308a及308b,而且 通過所述調(diào)度拒300內(nèi)的一個通用輸入/輸出總線309通信連接到所述無線 輸入/輸出總線通信控制器302。在所圖解的范例中，所述無線輸入/輸出總 線通信控制器302仿真圖1A所示的控制器104的一個輸入/輸出卡(例如圖 1A所示的輸入/輸出卡134a),以使所述終端模塊306能夠與所述控制器104 進(jìn)行通信。與圖2的圖解范例(其中所述顯示器212安裝在所述終端模塊124a-c 上)不同，在圖3的圖解范例中，多個顯示器310安裝在所述調(diào)度拒300中 用來接納終端模塊的插座上。照這樣，在所述終端模塊306插入及通信連接 到一個現(xiàn)場設(shè)備(例如圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備112a-c的其中一個)時，所述 終端模塊306的一個貼標(biāo)器214及所述顯示器310中的一個相應(yīng)顯示器可以 用于顯示指示連接到所述終端模塊306的現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)場設(shè)備識別信息。所 述顯示器310也可以用于顯示任何其他現(xiàn)場設(shè)備信息。所述調(diào)度拒300帶有 一個電源312，該電源312與圖2所示的電源216充分相似或相同。圖4描繪圖1A及2所示的一個范例終端模塊124a的俯視圖，而圖5 描繪圖1A及2所示的一個范例終端模塊124a的側(cè)視圖。在圖4的圖解范例 中，所述顯示器212是在所述范例終端模塊124a的頂面上，所以操作員或 用戶在所述范例終端模塊124a插入所述軌道插座202a (圖3 )時能夠看得 見所述顯示器212。如圖5的圖解范例所示，所述范例終端模塊124a可移動 地連接到一個底座402。所述范例終端才莫塊124a包括多個接觸點404 (其中 兩個在圖中顯示)，這些接觸點404將所述終端模塊124a通信連接及/或電 氣地連接到所述底座402。照這樣，所述底座402可以連接到所述調(diào)度拒122 (圖1A及2),而所述終端模塊124a可以通過所述底座402連接到所述調(diào)
度拒122或從所述調(diào)度拒122拆除。所述底座402帶有終端螺絲406 (例如 現(xiàn)場設(shè)備界面)，以系住所述現(xiàn)場設(shè)備112a或從所述現(xiàn)場設(shè)備112a獲得導(dǎo) 電通信媒介(例如總線)。在所述終端模塊124a移動地連接到所述底座402 時，所述終端螺絲406通信連接到一個或多個所述接觸點404,以使得能夠 在所述終端模塊124a與所述現(xiàn)場設(shè)備112a之間傳送信息。在另一個實施例 中，所述底座402可以帶有任何其他合適類別的現(xiàn)場設(shè)備界面(例如插座)， 而不是終端螺絲406。此外，雖然圖中顯示一個現(xiàn)場設(shè)備界面(例如所述終 端螺絲406),但所述底座402可以帶有更多的現(xiàn)場設(shè)備界面，這些現(xiàn)場設(shè) 備界面配置成使得能夠?qū)⒍鄠€現(xiàn)場設(shè)備通信連接到所述終端模塊124a。為了將所述終端模塊124a通信連接到圖2所示的通用輸入/輸出總線 208,所述底座402帶有一個通用輸入/輸出總線連接器408 (圖5)。在用 戶將所述底座402插入所述插軌202a或所述插軌202b (圖2 )時，所述通 用輸入/輸出總線連接器408與所述通用輸入/輸出總線208接合。所述通用 輸入/輸出總線連接器408可以使用任何合適的界面來實施，包括以相對簡 單的界面(比如絕緣穿孔連接器)來實施。為了使得能夠在所述終端模塊 124a與所述輸入/輸出總線208之間傳送信息，所述輸入/輸出總線連接器408 連接到所述終端模塊124a的一個或多個接觸點404。如圖5所示，所述底座402也可以帶有一個選擇性顯示器界面連接器 410,以將所述終端模塊124a通信連接到一個外部顯示器(例如圖3所示的 其中一個顯示器310)。例如，如果所述終端模塊124a實施成不帶有所述顯 示器212，所述終端模塊124a可以使用所述顯示器界面連接器410來向一個 外部顯示器(例如圖3所示的其中一個顯示器310)輸出現(xiàn)場設(shè)備識別信息 或任何其他現(xiàn)場設(shè)備信息。圖6為圖1A及2所示的范例終端模塊124a的詳細(xì)框圖，圖7為圖1A 所示的范例輸入/輸出卡132a的詳細(xì)框圖，而圖8為圖2、 3及6所示的范 例貼標(biāo)器214的詳細(xì)框圖。所述范例終端模塊124a、所述范例輸入/輸出卡 132a及所述范例貼標(biāo)器214可以使用任何期望的硬件、固件及/或軟件的結(jié)合來實施。例如，可以使用一個或多個集成電路、離散半導(dǎo)體元件或無源電子元件。附加地或可選擇地，所述范例終端模塊124a、所述范例輸入/輸出 卡132a及所述范例貼標(biāo)器214的一些或所有的塊或其部分，可以使用存4諸 在機(jī)器可存取媒介的指令、編碼及/或其他軟件及/或固件等等來實施；這些 存儲在機(jī)器可存取媒介的指令、編碼及/或其他軟件及/或固件等等在由(例 如)處理器系統(tǒng)(例如圖13所示的范例處理器系統(tǒng)1310)執(zhí)行時，執(zhí)行在 圖IOA、 IOB、 IIA、 IIB及12的流程圖中所表達(dá)的#:作。雖然所述范例終 端模塊124a、所述范例輸入/輸出卡132a及所述范例貼標(biāo)器214被描述為帶 有一個以下所述的每種塊，但所述范例終端模塊124a、所述范例輸入/輸出 卡132a及所述范例貼標(biāo)器214的之中每個可以帶有以下所述的兩個或多個 4壬<可相應(yīng)的塊。參看圖6，所述范例終端模塊124a包括一個通用輸入/輸出總線界面 602,以使所述范例終端模塊124a能夠與圖1A所示的輸入/輸出卡132a-b (或與任何其他輸入/輸出卡)進(jìn)行通信。所述輸入/輸出總線界面602可以 使用(例如)所述RS-485串行通信標(biāo)準(zhǔn)、以太網(wǎng)等等來實施。為了識別所 述終端模塊124a的一個地址及/或所述輸入/輸出卡132a的一個地址，所述 終端才莫塊124a帶有一個地址識別器604。所述地址識別器604可以配置成在 所述終端模塊124a插入所述調(diào)度拒122時，向所述輸入/輸出卡132a(圖1A) 查詢終端模塊地址(例如網(wǎng)絡(luò)地址)。照這樣，所述終端模塊124a可以在 傳送信息到所述輸入/輸出卡132a時使用所述終端模塊地址為源地址，而所 述輸入/輸出卡132a在傳送信息到所述終端模塊124a時使用所述終端模塊地 址為目的地址。為了控制所述終端模塊124a的多種操作，所述終端模塊124a帶有一個 操作控制器606。在一個實施例中，所述操作控制器606可以使用微處理器 或微控制器來實施。所述操作控制器606向所述終端模塊124a的其他部分 傳送指令或命令，以控制這些部分的操作。所述范例終端模塊124a帶有一個輸入/輸出總線通信處理器608,以通過所述通用輸入/輸出總線136a與所述輸入/輸出卡132a交換信息。在所圖 解的范例中，所述輸入/輸出總線通信處理器608包封化向所述輸入/輸出卡 132a傳送的信息，并且逆包封化接收自所述輸入/輸出卡132a的信息。在所 圖解的范例中，所述輸入/輸出總線通信處理器608為每一個需傳送的包產(chǎn) 生標(biāo)題信息，并且讀取來自接收的包的標(biāo)題信息。范例標(biāo)題信息包括一個目 的地址(例如所述輸入/輸出卡132a的網(wǎng)絡(luò)地址)、 一個源地址(例如所述 終端模塊124a的網(wǎng)絡(luò)地址)、 一個包類別或數(shù)據(jù)類別(例如模擬現(xiàn)場設(shè)備 信息、現(xiàn)場設(shè)備信息、命令信息、溫度信息、實時數(shù)據(jù)值等等)以及檢錯信 息(例如循環(huán)冗余碼校驗(CRC))。在有些實施例中，所述輸入/輸出總 線通信處理器608及所述操作控制器606可以使用相同的微處理器或微控制 器來實施。為了提供(例如獲得及/或產(chǎn)生)現(xiàn)場設(shè)備識別信息及/或任何其他現(xiàn)場 設(shè)備信息(例如活動信息、數(shù)據(jù)類別信息、狀況信息等等)，所述終端模塊 124a帶有所述貼標(biāo)器214 (圖2及3)。所述貼標(biāo)器214在以下有關(guān)圖8的 討^侖中詳細(xì)描述。所述終端模塊124a也包括所述顯示器212 (圖2),以顯 示所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息及/或任何其他由所述貼標(biāo)器214提供的現(xiàn)場設(shè)備 信息。為了控制提供給圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備112a(或任何其他現(xiàn)場設(shè)備)的 功率數(shù)量，所述終端模塊124a帶有一個現(xiàn)場功率控制器610。在所圖解的范 例中，在所述調(diào)度拒122 (圖2)中的所述電源216向所述終端沖莫塊124a提 供電力，從而向一個通信信道界面提供動力以便同所述現(xiàn)場設(shè)備112a進(jìn)4亍 通信。例如，有些現(xiàn)場設(shè)備使用12伏特來進(jìn)行通信，而其他現(xiàn)場設(shè)備使用 24伏特來進(jìn)行通信。在所圖解的范例中，所述現(xiàn)場功率控制器610配置成 調(diào)整、控制及提高/減低由所述電源216提供給所述終端模塊124a的電力。 在有些實施例中，所述現(xiàn)場功率控制器610配置成限制用于與所述現(xiàn)場設(shè)備 進(jìn)行通信及/或傳送到所述現(xiàn)場設(shè)備的電力的數(shù)量，以便充分地縮減或消除 在易燃或可燃環(huán)境中發(fā)生火花的風(fēng)險。 為了將接收自所述電源216 (圖2)的電力轉(zhuǎn)換為提供給所述終端模塊 124a及/或所述現(xiàn)場設(shè)備112a的電力，所述終端模塊124a帶有一個功率轉(zhuǎn) 換器612。在所圖解的范例中，用于實施所述終端模塊124a的線路使用一個 或多個電壓電平(例如3.3 V)，這些電壓電平與所述現(xiàn)場設(shè)備112a需要的 電壓電平不同。所述功率轉(zhuǎn)換器612配置成使用接收自所述電源216的功率， 為所述終端模塊124a及所述現(xiàn)場設(shè)備112a提供不同的電壓電平。在所圖解 的范例中，由所述功率轉(zhuǎn)換器612產(chǎn)生的電功率輸出用于向所述終端模塊 124a及所述現(xiàn)場設(shè)備112a提供動力，以及用于在所述終端模塊124a及所述 現(xiàn)場設(shè)備112a之間傳送信息。有些現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議要求比其他通信協(xié)議 相對較高或較低的電壓電平及/或電流電平。在所圖解的范例中，所述現(xiàn)場 功率控制器610控制所述功率轉(zhuǎn)換器612，以便提供電壓電平來為所述現(xiàn)場 設(shè)備112a提供動力以及與所述現(xiàn)場設(shè)備112a進(jìn)行通信。然而，在其他的實 施例中，由所述功率轉(zhuǎn)換器612產(chǎn)生的電功率輸出可以用于為所述終端模塊 124a提供動力，而在所述調(diào)度拒122外的一個單獨的電源則用于為所述現(xiàn)場 設(shè)備112a提供動力。為了使所述終端模塊124a的線路與所述輸入/輸出卡132a電氣地隔離， 所述終端模塊124a帶有一個或多個隔離設(shè)備614。所述隔離設(shè)備614可以使 用電化隔離器及/或光隔離器來實施。 一個范例隔離配置在以下有關(guān)圖9的 討^侖中詳細(xì)描述。為了進(jìn)行模擬信號及數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換，所述終端模塊124a帶有一 個數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器616及一個模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器618。所述數(shù)字到模擬轉(zhuǎn) 換器616配置成將接收自所述輸入/輸出卡132a的以數(shù)字方式表達(dá)的模擬值 轉(zhuǎn)換為可以傳送到圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備112a的模擬值。所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn) 換器618配置成將接收自所述現(xiàn)場設(shè)備112a的模擬值(例如測量值)轉(zhuǎn)換 為可以傳送到所述輸入/輸出卡132a的以數(shù)字方式表達(dá)的值。在所述終端才莫 塊124a配置成與所述現(xiàn)場設(shè)備112a以數(shù)字方式進(jìn)行通信的 一個選擇性的實 施例中，所述數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器616及所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器618可以從所
述終端模塊124a中省略。為了控制與所述現(xiàn)場設(shè)備112a之間的通信，所述終端模塊124a帶有一 個現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620。所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620確保，接收自所 述輸入/輸出卡132a的信息是需要傳送到所述現(xiàn)場設(shè)備l 12a的正確格式及電 壓類別(例如模擬或數(shù)字)。所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620也配置成包封化 或逆包封化信息一一如果所述現(xiàn)場設(shè)備112a配置成使用數(shù)字信息來通信。 此外，所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620也配置成從所述現(xiàn)場設(shè)備112a提取信 息，并將所述信息傳送到所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器618及/或傳送到所述輸入/ 輸出總線通信處理器608,以便隨后傳送到所述輸入/輸出卡132a。在所圖 解的范例中，所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620也配置成時戳接收自所述現(xiàn)場設(shè) 備112a的信息。在所述終端模塊124a產(chǎn)生時戳，使得便于在亞毫秒范圍使 用時戳準(zhǔn)確性來實施事件順序(SOE)操作。例如，所述時戳及相應(yīng)信息可 以傳送到所述控制器104及/或所述工作站102。由(例如)所述工作站102 (圖1A)或任何其他處理器系統(tǒng)執(zhí)行的事件順序(SOE)操作接著可以用 于分析在操作的特定狀況(例如故障模式)之前、在特定狀況期間及/或在 特定狀況后發(fā)生了什么，以確定什么導(dǎo)致操作的所述特定狀況發(fā)生。在亞毫 秒范圍內(nèi)的時戳使得能夠使用相對較高的粒度來俘獲事件。在有些實施例 中，所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620及所述操作控制器606可以使用相同的微 處理器或微控制器來實施。一般上，與所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620相似的現(xiàn)場設(shè)備通信處理器帶 有通信協(xié)議功能，或帶有相應(yīng)于它們配置來與其進(jìn)行通信的現(xiàn)場設(shè)備的類別 的其他通信功能(例如Fieldbus通信協(xié)議功能、HART通信協(xié)議功能等等)。 例如，如果所述現(xiàn)場設(shè)備112a使用HART設(shè)備來實施，所述終端模塊124a 的所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620帶有HART通信協(xié)議功能。在所述終端模塊 124a從所述輸入/輸出卡132a接收打算供所述現(xiàn)場設(shè)備112a使用的信息時， 所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620根據(jù)所述HART通信協(xié)議將所述信息格式化， 并將所述信息傳送到所述現(xiàn)場設(shè)備112a。在所圖解的范例中，所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620配置成處理直通信 息。直通信息發(fā)生在一個工作站(例如圖1A所示的工作站102),而且被 當(dāng)成有效載荷(例如通信包的數(shù)據(jù)部分)，通過一個控制器(例如圖1A所 示的控制器104)傳送到一個終端模塊(例如圖1A所示的終端模塊124a), 以傳送到一個現(xiàn)場設(shè)備(例如圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備112a)。例如，在所述 工作站102發(fā)生、打算傳送到所述現(xiàn)場設(shè)備112a的一個信息在所述工作站 102以一個通信協(xié)議描述符(例如HART協(xié)議描述符)標(biāo)記，及/或#4居所 述現(xiàn)場設(shè)備112a的通信協(xié)議格式化。所述工作站102接著將所述信息包成 含一個或多個通信包的有效載荷，以便將所述信息作為一個直通信息從所述 工作站102,通過所述輸入/輸出控制器104傳送到所述終端模塊124a。包 裝所述信息涉及(例如)根據(jù)一個用于與所述現(xiàn)場設(shè)備通信的通信協(xié)議(例 如Fieldbus協(xié)議、HART協(xié)議等等)，在標(biāo)題信息內(nèi)包封化所述信息。在所 述終端模塊124a從所述輸入/輸出卡132a接收包含所述直通信息的通信包 時，所述輸入/輸出總線通信處理器608 (圖6)從所接收的通信包中提取所 述有效載荷。所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620 (圖6)接著從所述有效載荷中 解包所述直通信息，根據(jù)由所述工作站102產(chǎn)生的通信協(xié)議描述符來格式化 所述信息(如果還沒有在所述工作站102格式化)，并將所述信息傳送到所 述現(xiàn)場設(shè)備U2a。所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620也配置成以相似的方式將直通信息傳送 到所述工作站102。例如，如果所述現(xiàn)場設(shè)備112a產(chǎn)生一個打算傳送到所述 工作站102的信息(例如對所述工作站信息或任何其他信息的響應(yīng))，所述 現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620將來自所述現(xiàn)場設(shè)備112a的所述信息包成所述有 效載荷的一個或多個通信包，而所述輸入/輸出總線通信處理器608將包含 所述已包信息的一個或多個包傳送到所述輸入/輸出卡132a。在所述工作站 102從所述控制器104接收包含所述已包信息的包時，所述工作站102可以 解包及處理所述信息。所述終端模塊124a帶有一個現(xiàn)場設(shè)備界面622,該現(xiàn)場設(shè)備界面622124a通信連接到一個現(xiàn)場設(shè)備(例如圖1A所示的現(xiàn) 場設(shè)備112a)。例如，所述現(xiàn)場設(shè)備界面622可以通過一個或多個所述接觸 點404 (圖4 )通信連接到圖4及5所示的終端螺絲406?，F(xiàn)在參看圖7,圖1A所示的范例輸入/輸出卡132a包括一個通信界面 702,以便將所述輸入/輸出卡132a通信連接到所述控制器104 (圖4)。此 外，所述范例輸入/輸出卡132a包括一個通信處理器704,以控制與所述控 制器104之間的通信以及包封化及解包與所述控制器104交換的信息。在所 圖解的范例中，所述通信界面702及所述通信處理器704配置成向所述控制 器104傳送打算向所述控制器104傳送的信息以及需向所述工作站102 (圖 1A)傳送的信息。為了傳送打算向所述工作站102傳送的信息，所述通信 界面702可以配置成根據(jù)一個通信協(xié)議(例如傳輸控制協(xié)議(TCP)、用戶 協(xié)議(UDP)等等)，將含一個或多個通信包的所述有效載荷中的信息(來 自所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c、所述終端模塊124a-c及/或所述輸入/輸出卡132a 的信息)包封化，以及將包含所述信息的包傳送到所述工作站102。所述工 作站102接著可以從所接收的包解包所述有效載荷，并解開所述有效載荷中 的信息。在所圖解的范例中，由所述通信界面702傳送到所述工作站102的 包的所述有效載荷中的信息可以包含一個或多個包封器。例如，來自現(xiàn)場i殳 備(例如所述現(xiàn)場設(shè)備112a)的信息可以包封在現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議包封器(例 如FOUNDATION Fieldbus通信協(xié)議包封器、HART通信協(xié)議包封器等等) 中，而所述通信界面702根據(jù)基于傳輸控制協(xié)議(TCP)的協(xié)議、基于用戶 數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)的協(xié)議或任何其他協(xié)議來進(jìn)行包封，以使所述控制器 104能夠隨后傳送所述信息到所述工作站102。以相似的方式，所述通信界 面702可以配置成解包封由所述工作站102傳送到所述控制器104并打算傳 送到所述現(xiàn)場設(shè)備112a-c、所述終端模塊124a-c及/或所述輸入/輸出卡132a 的信息。在一個選擇性的實施例中，所述通信界面702及所述通信處理器704可 以傳送信息(帶或不帶現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議包封器)到所述控制器104，而所
述控制器104可以以上述的相同方式包封化打算傳送到所述工作站102的信 息。所述通信界面702及所述通信處理器704可以使用任何固定或無線通信 標(biāo)準(zhǔn)來實施。在一個選擇性的實施例中，比如在圖1C的圖解范例中，所述通信界面 702及所述通信處理器704可以配置成通過所述局域網(wǎng)(LAN) 106與所述 工作站102及/或所述控制器162進(jìn)行通信。為了使用戶能夠與所述輸入/輸出卡132a互動及/或存取所述輸入/輸出 卡132a,所述輸入/輸出卡132a帶有一個或多個用戶界面端口 706。在所圖 解的范例中，所述用戶界面端口 706包括一個鍵盤界面端口 703及一個移動 手?jǐn)y式計算機(jī)(例如個人數(shù)字助理(PDA)、手寫式個人計算機(jī)等等)界面 端口 707。例如，圖中顯示一個個人數(shù)字助理(PDA) 708使用無線通信， 通信連接到所述用戶界面端口 706。為了使所述輸入/輸出卡132a能夠通信連接到所述通用輸入/輸出總線 136a(圖1A)，所述輸入/輸出卡132a帶有一個輸入/輸出總線界面710。為 了處理通過所述輸入/輸出總線136a交換的通信信息及為了控制通過所述輸 入/輸出總線136a進(jìn)行的通信，所述輸入/輸出卡132a帶有一個輸入/輸出總 線通信處理器712。所述輸入/輸出總線界面710可以是與圖6所示的輸入/ 輸出總線界面602相似或相同，而所述輸入/輸出總線通信處理器712可以 是與圖6所示的輸入/輸出總線通信處理器608相似或相同。為了將圖1A所 示的控制器104提供的電功率轉(zhuǎn)換為驅(qū)動及操作所述輸入/輸出卡132a及/ 或與所述終端模塊124a-c進(jìn)行通信所需要的電功率，所述輸入/輸出卡132a 帶有一個功率轉(zhuǎn)換器714。現(xiàn)在參看圖8,所述范例貼標(biāo)器214包括一個通信界面802，該通信界 面802配置成將所述貼標(biāo)器214通信連接到一個終端模塊(例如圖1A、 2、 4、 5及6所示的終端模塊124a)及/或一個現(xiàn)場設(shè)備(例如圖1A所示的現(xiàn) 場設(shè)備112a)，以便檢索現(xiàn)場設(shè)備識別信息(例如設(shè)備標(biāo)識值、設(shè)備名稱、 電子序號等等)及/或其他現(xiàn)場設(shè)備信息(例如活動信息、數(shù)據(jù)類別信息、
狀況信息等等)。為了控制與所述終端模塊124a及/或與所述現(xiàn)場設(shè)備112a 進(jìn)行的通信，所述貼標(biāo)器214帶有一個通信處理器804。為了檢測與現(xiàn)場設(shè)備(例如圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備112a)之間的連接， 所述范例貼標(biāo)器214帶有一個連接檢測器806。所述連接檢測器806可以使 用(例如)電壓傳感器、電流傳感器、邏輯電路等等來實施；在所述現(xiàn)場設(shè) 備112a已經(jīng)連接到所述終端模塊124a時，這些設(shè)備可以檢測到。在所圖解 的范例中，在所述連接檢測器806確定所述現(xiàn)場設(shè)備112a已經(jīng)連接到所述 終端模塊124a時，所述連接檢測器806使一個通知(例如一個中斷信號) 傳送到所述通信處理器804，以指示所檢測的連接。所述通信處理器804接 著對所述終端纟莫塊124a及/或所述現(xiàn)場設(shè)備112a查詢所述現(xiàn)場設(shè)備112a的 現(xiàn)場設(shè)備識別信息。在一個實施例中，所述連接才企測器806也可以配置成確 定將所述現(xiàn)場設(shè)備112a通信連接到所述終端模塊124a的連接的類別，比如 多點連接、點到點連接、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)連接、光連接等等。為了顯示所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息及/或其他現(xiàn)場設(shè)備信息，所述終端模 塊124a帶有一個顯示器界面808。在所圖解的范例中，所述顯示器界面808 配置成驅(qū)動及控制一個液晶顯示器(LCD)。例如，所述顯示器界面808可 以配置成控制安裝在所述終端模塊124a的所述LCD顯示器212 (圖2)或 安裝在所述調(diào)度拒300 (圖3)的所述LCD顯示器310。然而，在其他的實 施例中，所述顯示器界面808也可以配置成驅(qū)動其他顯示器類別。為了4企測所述現(xiàn)場i殳備112a的活動，所述貼標(biāo)器214帶有一個現(xiàn)場i殳 備活動檢測器810。在所圖解的范例中，在所述通信處理器804從所述終端 模塊124a及/或所述現(xiàn)場設(shè)備112a接收數(shù)據(jù)時，所述通信處理器804將所接 收的數(shù)據(jù)傳送到所述現(xiàn)場設(shè)備活動檢測器810。所述現(xiàn)場設(shè)備活動檢測器 810接著從所述數(shù)據(jù)提取過程變量(PV )值，包括(例如)由所述現(xiàn)場設(shè)備 112a產(chǎn)生的測量信息(例如溫度、壓力、線路電壓等等)或其他監(jiān)測信息(例 如閥關(guān)閉、閥開啟等等)。所述顯示器界面808接著可以顯示所述現(xiàn)場設(shè)備 活動信息(例如所述變量(PV)值、測量信息、監(jiān)測信息等等)。的狀況，所述貼標(biāo)器214帶有一個現(xiàn)場設(shè) 備狀況檢測器812。所述現(xiàn)場設(shè)備狀況檢測器812配置成根據(jù)由所述通信處 理器804從所述終端模塊124a及/或所述現(xiàn)場設(shè)備112a接收的信息，提取與 所述現(xiàn)場設(shè)備112a有關(guān)的狀況信息(例如設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備停止、設(shè)備錯誤、 設(shè)備告警、設(shè)備健康(開環(huán)、短路等等)、設(shè)備通信狀況等等)。所述顯示 器界面808接著可以顯示所接收的狀況信息。為了識別所述現(xiàn)場設(shè)備112a,所述貼標(biāo)器214帶有一個現(xiàn)場設(shè)備識別 器814。所述現(xiàn)場設(shè)備識別器814配置成根據(jù)由所述通信處理器804從所述 終端模塊124a及/或所述現(xiàn)場設(shè)備112a接收的信息，提取所述現(xiàn)場設(shè)備識別 信息(例如設(shè)備標(biāo)識值、設(shè)備名稱、電子序號等等)。所述顯示器界面808 接著可以顯示所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息。在一個實施例中，所述現(xiàn)場設(shè)備識別 器814也可以配置成檢測現(xiàn)場設(shè)備類別(例如閥啟動器、壓力傳感器、溫度 傳感器、流率傳感器等等)。為了識別與所述現(xiàn)場設(shè)備112a有關(guān)的數(shù)據(jù)類別，所述貼標(biāo)器214帶有 一個數(shù)據(jù)類別識別器816。所述數(shù)據(jù)類別識別器816配置成根據(jù)由所述通信 處理器804從所述終端模塊124a及/或所述現(xiàn)場設(shè)備112a接收的信息，提取 所述數(shù)據(jù)類別識別信息。例如，所述終端模塊124a可以存儲一個數(shù)據(jù)類別 描述符變量，所述數(shù)據(jù)類別描述符變量指示配置成與所述終端模塊124a通 信的現(xiàn)場設(shè)備的類別(例如模擬、數(shù)字等等)，而所述終端模塊124a可以 將所述數(shù)據(jù)類別描述符變量傳送到所述貼標(biāo)器214的通信處理器804。所述 顯示器界面808接著可以顯示所述數(shù)據(jù)類別。圖9描繪一個隔離線路配置，該隔離線路配置可以實施于圖1A所示的 范例終端模塊124a及124b，以電氣地使所述終端模塊124a-b相互隔離，以 及電氣地使現(xiàn)場設(shè)備112a-b與所述通用輸入/輸出總線136a隔離。在所圖解 的范例中，所述終端模塊124a-b中的每個終端模塊包括相應(yīng)的終端模塊線 i 各902及904 (例如以上描述的有關(guān)圖6的一個或多個塊)。此外，所述終 端模塊124a-b通過所述現(xiàn)場接線盒120a,連接到它們的相應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備112a-b。而且，所述終端才莫塊124a-b連接到所述通用輸入/輸出總線136a及 所述電源216。為了電氣地使所述終端模塊線路902與所述通用輸入/輸出總 線136a隔離，所述終端模塊124a帶有一個隔離線路卯6。照這樣，所述終 端模塊線路902可以配置成在所述現(xiàn)場設(shè)備112a中發(fā)生動力高峰或其他動 力變化時遵循所述現(xiàn)場設(shè)備112a的電壓電平而不影響所述通用輸入/輸出總 線136a的電壓，也不會導(dǎo)致?lián)p壞所述輸入/輸出卡132a (圖1A)。所述終 端模塊124b也包括一個隔離線路908,所述隔離線路908配置成使所述終 端模塊線路904與所述通用輸入/輸出總線136a隔離。所述隔離線路906及 908及任何其他實施在所述終端模塊124a-b的隔離線路可以使用光隔離線路 或電化隔離線路來實施。為了使所述終端模塊線路902與所述電源216隔離，所述終端模塊124a 帶有一個隔離線路910。同樣地，所述終端模塊124b帶有一個隔離線路912， 以便使所述終端模塊線路904與所述電源216隔離。通過使所述終端模塊線 路902及904與所述電源216隔離，任何與所述現(xiàn)場設(shè)備112a-b有關(guān)的電 力變化(例如動力高峰、電流刺波等等)將不會損害所述電源216。此外， 所述終端模塊124a-b的其中一個終端模塊中的任何電力變化將不會損害或 影響所述終端模塊124a-b的其中另一個終端模塊的操作。在已知的過程控制系統(tǒng)中，已知調(diào)度拒中帶有隔離線路，因此縮減已知 終端模塊的可用空間。然而，在圖9所示的終端模塊124a及124b中提供所 述隔離線路906、 910、 908及912縮減了所述調(diào)度柜122 (圖1A及2 )中 需要用于隔離線路的空間，因此增加了終端模塊(例如所述終端模塊124a-c 及126a-c)的可用空間。此外，在終端模塊(例如所述終端模塊124a-b)中 實施隔離線路(例如所述隔離線路卯6、 910、 908及912)使得能夠選擇地 為需要隔離的終端模塊使用隔離線路。例如，圖1A所示的終端模塊124a-c 及126a-c中的有些終端模塊可以在不帶隔離線路的情況下實施。圖IOA、 IOB、 IIA、 IIB及12是范例方法的流程圖，這些范例方法可 以用于實施終端模塊(例如圖1A、 2及4-6所示的終端模塊124a)、輸入/ 輸出卡(例如圖1A及7所示的輸入/輸出卡132a)以及貼標(biāo)器(例如圖2、 3及8所示的貼標(biāo)器214)。在有些實施例中，圖IOA、 IOB、 IIA、 IIB及 12所示的范例方法可以使用包括由處理器(例如圖13所示的范例處理器系 統(tǒng)1310中的處理器1312)執(zhí)行的編程的機(jī)器可存取指令來實施。所述編程 可以實施于存儲在有形媒介(比如只讀光盤存儲器(CD-ROM)、軟盤、硬 盤、多功能數(shù)字光盤(DVD)或與所述處理器1312有關(guān)的存儲器)及/或以 廣為人知的方式實施于固件及/或?qū)Ｓ糜布?。此外，雖然參考圖IOA、 IOB、 IIA、 IIB及12所示的流程圖對所述范例編程進(jìn)行描述，但本領(lǐng)域的普通工 程技術(shù)人員將可以理解，可以選擇許多其他方法來實施在此描述的范例終端 模塊124a、范例輸入/輸出卡132a及范例貼標(biāo)器214。例如，所述流程塊的 執(zhí)行順序可以更改及/或所述流程塊中的一些流程塊可以更改、刪除或結(jié)合。詳細(xì)參看圖10A及10B，圖IOA及10B所示的范例方法以圖1A、 2及 4-6所示的范例終端模塊124a來描述。然而，圖IOA及10B所示的范例方 法可以用于實施任何其他終端模塊。圖10A及10B所示的流程圖用于描述 所述終端才莫塊124a怎樣在所述現(xiàn)場設(shè)備112a及所述輸入/輸出卡132a之間 傳送信息。最初，所述終端模塊124a確定其是否已經(jīng)接收通信信息(流程 塊1002)。例如，如果所述輸入/輸出總線通信處理器608 (圖6)或所述現(xiàn) 場設(shè)備通信處理器620通過(例如)中斷信號或狀況寄存器指示所述終端模 塊124a已經(jīng)接收通信信息，所述終端模塊124a確定其已經(jīng)接收通信信息。 如果所述終端模塊124a確定其尚未接收通信信息(流程塊1002)，控制保 持在流程塊1002直到所述終端模塊124a接收通信信息。如果所述終端模塊124a接收通信信息(流程塊1002),所述終端模塊 124a根據(jù)(例如)所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620 (圖6)的一個中斷信號或 狀況寄存器，確定其是否已從一個現(xiàn)場設(shè)備(例如圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備 112a)接收所述通信信息(流程塊1004)。如果所述終端^t塊124a確定其 已經(jīng)從所述現(xiàn)場設(shè)備112a接收通信信息(流程塊1004),則所述現(xiàn)場設(shè)備 通信處理器620基于現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議，從所接收的與所述現(xiàn)場設(shè)備112a
有關(guān)的通信信息提取所述現(xiàn)場設(shè)備信息及所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息(流程塊1006)。所述現(xiàn)場設(shè)備信息可以包括(例如)現(xiàn)場設(shè)備識別信息(例如設(shè)備標(biāo)記符、電子序號等等)、現(xiàn)場設(shè)備狀況信息(例如通信狀況、診斷健康信息(開環(huán)、短路等等))、現(xiàn)場設(shè)備活動信息(例如過程變量(PV)值)、 現(xiàn)場設(shè)備描述信息(例如現(xiàn)場設(shè)備類別或功能，如閥啟動器、溫度傳感器、 壓力傳感器、流率傳感器等等)、現(xiàn)場設(shè)備連接配置信息(例如多點總線連 接、點到點連接等等)、現(xiàn)場設(shè)備總線或段識別信息(例如將現(xiàn)場設(shè)備通信 連接到終端模塊的現(xiàn)場設(shè)備總線或現(xiàn)場設(shè)備段)及/或現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)類別信 息(例如模擬輸入(AI)數(shù)據(jù)類別、模擬輸出(AO)數(shù)據(jù)類別、離散輸入 (DI)數(shù)據(jù)類別(例如數(shù)字輸入數(shù)據(jù)類別)、離散輸出(DO)數(shù)據(jù)類別(例 如數(shù)字輸出數(shù)據(jù)類別)等等)。所述現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議可以是由所述現(xiàn)場設(shè) 備112a使用的任何協(xié)議(例如Fieldbus協(xié)議、HART協(xié)議、AS-I協(xié)議、Profibus 協(xié)議等等)。在一個選擇性的實施例中，在流程塊1006，所述現(xiàn)場設(shè)備通 信處理器620只是從所接收的通信信息提取所述現(xiàn)場設(shè)備信息，而識別所述 現(xiàn)場設(shè)備112a的現(xiàn)場設(shè)備識別信息存儲在所述終端模塊124a中。例如，在 所述現(xiàn)場設(shè)備112a最初連接到所述終端模塊124a時，所述現(xiàn)場設(shè)備112a 可以將其識別信息傳送到所述終端模塊124a,而所述終端模塊124a可以存 儲所述識別信息。所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620接著確定是否需要進(jìn)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換 (流程塊1008 )。例如，如果所述現(xiàn)場設(shè)備112a傳送模擬測量值，所述現(xiàn) 場設(shè)備通信處理器620確定需要或必需進(jìn)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(流程塊1008 )。 如果需要進(jìn)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換，所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器618 (圖6)對所述 已接收信息執(zhí)行所述轉(zhuǎn)換(流程塊1010)。在所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(流程塊1010)之后，或如果不需任何模擬到 數(shù)字轉(zhuǎn)換(流程塊1008 )，所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620識別與所述已接 收現(xiàn)場設(shè)備信息有關(guān)的數(shù)據(jù)類別(例如模擬、數(shù)字、溫度測量等等)(流程 塊1012),并產(chǎn)生相應(yīng)于所述已接收現(xiàn)場設(shè)備信息的數(shù)據(jù)類別描述符(流
程塊1014)。例如，所述終端模塊124a可以存儲數(shù)據(jù)類別描述符，該數(shù)據(jù) 類別描述符指示其始終將從所述現(xiàn)場設(shè)備112a接收的數(shù)據(jù)類別，或所述現(xiàn) 場設(shè)備112a可以向所述終端模塊124a傳送所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620在 流程塊1010用來產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)類別描述符的數(shù)據(jù)類別。所述輸入/輸出總線通信處理器608 (圖6)確定所述輸入/輸出卡132a 的目的地址(流程塊1016),而所述終端模塊124a需向該目的地址傳送接 收自所述現(xiàn)場設(shè)備112a的信息。例如，所述通信處理器608 (圖6)可以從 所述地址識別器604 (圖6)獲得所述輸入/輸出卡132a的目的地址。此外， 所述輸入/輸出總線通信處理器608確定或產(chǎn)生檢錯信息(流程塊1020)以 傳送到所述輸入/輸出卡132a，以確保所述現(xiàn)場設(shè)備信息已經(jīng)在沒有錯誤的 情況下由所述輸入/輸出卡132a接收。例如，所述輸入/輸出總線通信處理器 608可以產(chǎn)生循環(huán)冗余碼校驗(CRC)檢錯位。所述輸入/輸出總線通信處理器608接著基于輸入/輸出總線通信協(xié)議， 包封化所述現(xiàn)場設(shè)備信息、所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息、所述數(shù)據(jù)類別描述符、 所述輸入/輸出卡132a的目的地址、所述終端模塊124a的源地址及所述^r錯 數(shù)據(jù)(流程塊1022)。所述輸入/輸出總線通信協(xié)議可以使用(例如)傳輸 控制協(xié)議(TCP)的協(xié)議、基于用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)的協(xié)議等等來實施。 所述輸入/輸出總線通信處理器608可以從所述地址識別器604 (圖6)獲得 所述終端模塊124a的源地址。所述輸入/輸出總線界面602接著通過所述通 用輸入/輸出總線136a(圖1A及2)將所包封化的信息及由其他終端模塊(例 如圖1A所示的終端模塊124及124c)產(chǎn)生及傳送的包封化信息結(jié)合地傳送 (流程塊1024)。例如，輸入/輸出總線界面602可以帶有一個判優(yōu)線路或 設(shè)備，所述判優(yōu)線路或設(shè)備監(jiān)視或監(jiān)測所述通用輸入/輸出總線136a,以確 定所述通用輸入/輸出總線136a在什么時候可以用于(例如不是正在^L所述 終端模塊124b-c使用)將所述信息從所述終端模塊124a傳送到所述輸入/ 輸出卡132a。如果所述終端模塊124b在流程塊1004確定在流程塊1002^r測得的通信信息并不是來自所述現(xiàn)場設(shè)備112a (例如所述通信信息是來自所述輸入/ 輸出卡132a),所述輸入/輸出總線通信處理器608 (圖6)從所述已接收的 通信信息提取目的地址(流程塊1026)。所述輸入/輸出總線通信處理器608 接著確定所提取的目的地址是否匹配從所述地址界面604獲得的所述終端 才莫塊124a的一個目的地址(流程塊1028)。如果所述目的地址并不匹配所 述終端模塊124a的地址(例如所接收的信息并不打算傳送到所述終端模塊 124a)(流程塊1028)，控制返回到流程塊1002 (圖10A)。另一方面， 如果所述目的地址匹配所述終端才莫塊124a的地址(例如所4^收的信息原來 打算傳送到所述終端模塊124a)(流程塊1028),所述輸入/輸出總線通信 處理器608基于所述輸入/輸出總線通信協(xié)議，從所接收的通信信息提取所 述現(xiàn)場設(shè)備信息(流程塊1030),并且基于所述已接收的通信信息中的錯 誤檢測信息，使用(例如)循環(huán)冗余碼校驗(CRC)來核實所述數(shù)據(jù)的完整 性(流程塊1032)。雖然圖中未顯示，但如果所述輸入/輸出總線通信處理 器608在流程塊1032確定在所述已接收的通信信息中存在錯誤，則所述輸 入/輸出總線通信處理器608傳送信息到所述輸入/輸出卡132a,要求重新傳 送。在核實所述數(shù)據(jù)完整性(流程塊1032)之后，所述輸入/輸出總線通信 處理器608 (或所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620)確定是否需要數(shù)字到模擬轉(zhuǎn) 換(流程塊1034)。例如，如果存儲在所述終端模塊124a的數(shù)字類別描述 符指示所述現(xiàn)場設(shè)備112a需要模擬信息，則所述輸入/輸出總線通信處理器 608確定需要數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換(流程塊1034)。如果需要數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換(流 程塊1034),所述數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(圖6)對所述現(xiàn)場設(shè)備信息執(zhí)行所述 數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換(流程塊1036)。在執(zhí)行所述數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換(流程塊1036) 之后或如果不需要任何數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換(流程塊1034),所述現(xiàn)場設(shè)備通 信處理器620使用所述現(xiàn)場設(shè)備112a的現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議，通過所述現(xiàn)場 設(shè)備界面622 (圖6)將所述現(xiàn)場設(shè)備信息傳送到所述現(xiàn)場設(shè)備112a (流程 塊1038)。 在所述現(xiàn)場設(shè)備通信處理器620傳送所述現(xiàn)場設(shè)備信息到所述現(xiàn)場設(shè) 備112a之后，或在所述輸入/輸出總線通信處理器608傳送所述現(xiàn)場設(shè)備信 息到所述輸入/輸出卡132a，圖IOA及10B所示的過程結(jié)束及/或控制返回到 (例如)調(diào)用過程或功能。圖IIA及IIB描繪一種范例方法的流程圖，該范例方法可以用于實施 圖1A所示的輸入/輸出卡132a，以在圖1A所示的終端模塊124a及控制器 104之間交換信息。最初，所述輸入/輸出卡132a確定其是否已經(jīng)接收通信 信息(流程塊1102 )。例如，如果所述通信處理器704 (圖7 )通過(例如) 中斷信號或狀況寄存器指示所述輸入/輸出卡132a已經(jīng)接收通信信息，所述 輸入/輸出卡132a確定其已經(jīng)接收通信信息。如果所述輸入/輸出卡132a確 定其尚未接收通信信息(流程塊1102),控制保持在流程塊1102直到所述 輸入/輸出卡132a接收通信信息。如果所述輸入/輸出卡132a接收通信信息(流程塊1102),所述輸入/ 輸出卡132a基于(例如)所述通信處理器704的中斷信號或狀況寄存器， 確定其是否已從所述控制器104(圖1A)接收所述通信信息(流程塊1104)。 如果所述輸入/輸出卡132a確定其已經(jīng)從所述控制器104接收通信信息(流 程塊1104),則所述通信處理器704從所述已接收的與所述終端模塊124a 有關(guān)的通信信息提取所述終端模塊信息(其可以包括現(xiàn)場設(shè)備信息)(流程 塊1106)。所述通信處理器704識別與所述已接收的終端模塊信息有關(guān)的數(shù)據(jù)類 別(例如用于控制或配置所述終端模塊的現(xiàn)場設(shè)備模擬信息、現(xiàn)場設(shè)備數(shù)字 信息、終端模塊控制信息等等)(流程塊1108),并產(chǎn)生相應(yīng)于所述已接 收的終端模塊信息的數(shù)據(jù)類別描述符(流程塊1110)。在一個選擇性的實 施例中，所述數(shù)據(jù)類別描述符在所述工作站102 (圖1A)產(chǎn)生，而所述通 信處理器704不需產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)類別描述符。所述輸入/輸出總線通信處理器712(圖7)接著確定所述終端模塊124a 的目的地址(流程塊1112)。此外，所述輸入/輸出總線通信處理器712確
定檢錯數(shù)據(jù)(流程塊1114)以將所述終端模塊信息傳送到所述終端模塊124a, 以確保所述終端模塊124a在沒有錯誤的情況下接收所述信息。例如，所述 輸入/輸出總線通信處理器712可以產(chǎn)生循環(huán)冗余碼校驗(CRC)檢錯位。所述輸入/輸出總線通信處理器712接著基于所述輸入/輸出總線通信協(xié) 議，包封化所述終端模塊信息、所述數(shù)據(jù)類別描述符、所述終端模塊124a 的目的地址、所述終端模塊124a的源地址及所述檢錯數(shù)據(jù)(流程塊1116 )。 所述輸入/輸出總線界面710 (圖7)接著通過所述通用輸入/輸出總線136a (圖1A及2 )將所包封化的信息及預(yù)定送往其他終端模塊(例如圖1A及2 所示的終端模塊124b及124c )的已包封化信息結(jié)合地傳送(流程塊1118)。 例如，所述輸入/輸出總線通信處理器704可以使用(例如)所述終端模塊 124b及124c的目的地址來包封化其他終端模塊信息，并通過所述通用輸入/ 輸出總線136a使用所述RS-485標(biāo)準(zhǔn)為所述終端模塊124a-c中所有的終端 模塊傳送終端模塊信息。所述終端模塊124a-c中的每個終端模塊可以根據(jù) 由所述輸入/輸出卡132a提供的目的地址，從所述通用輸入/輸出總線136a 提取與其相應(yīng)的信息。如果所述輸入/輸出卡132a在流程塊1104確定在流程塊1102檢測的通 信信息并不是來自所述控制器104 (例如所述通信信息是來自所述終端模塊 124a-c的其中之一)，所述輸入/輸出總線通信處理器712 (圖7)從所述已 接收的通信信息提取源地址(例如所述終端模塊124a-c的其中之一的源地 址)(流程塊1122)。所述輸入/輸出總線通信處理器712接著提取數(shù)據(jù)類 別描述符(例如數(shù)字編碼模擬數(shù)據(jù)類別、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)類別、溫度數(shù)據(jù)類別等等) (流程塊1124 )。所述輸入/輸出總線通信處理器712也基于所述輸入/輸出 總線通信協(xié)議，從所述已接收的通信信息提取所述終端模塊信息(其可以包 括現(xiàn)場設(shè)備信息)(流程塊1126)，并使用(例如)基于所述已接收的通 信信息中的檢錯信息的循環(huán)冗余碼校驗(CRC)核實過程來核實所述數(shù)據(jù)的 完整性(流程塊1128)。雖然圖中未顯示，但如果所述輸入/輸出總線通信 處理器712在流程塊1128確定所述已接收的通信信息中存在錯誤，則所述輸入/輸出總線通信處理器712向與在流程塊1122獲得的源地址有關(guān)的終端 模塊發(fā)送重新傳送要求的信息。在核實所述數(shù)據(jù)完整性(流程塊1128)之后，所述通信處理器704包 封化所述終端模塊信息(使用所述終端模塊的源地址及所述數(shù)據(jù)類別描述 符)，而所述通信界面702則傳送已包封化信息到所述控制器104 (流程塊 1130)。如果所述信息預(yù)定傳送到所述工作站102，所述控制器104可以隨 后傳送所述信息到所述工作站102。在所述通信界面702傳送所述信息到所 述控制器104之后，或在所述輸入/輸出總線界面710傳送所述終端模塊信 息到所述終端模塊124a之后，圖IIA及11B所示的過程結(jié)束及/或控制返回 到(例如)調(diào)用過程或功能。圖12為一種范例方法的流程圖，該范例方法可以用于實施圖2、 3、 6 及8中所示的貼標(biāo)器214,以檢索及顯示與通信連接到終端模塊(例如圖1、 2及4-6所示的終端模塊124a )的現(xiàn)場設(shè)備(例如圖1A所示的現(xiàn)場設(shè)備112a ) 有關(guān)的信息。最初，所述連接檢測器806 (圖8)確定現(xiàn)場設(shè)備(例如所述 現(xiàn)場設(shè)備112a)是否連接到所述終端模塊124a (例如連接到圖4及5所示 的終端螺絲406及/或圖6所示的現(xiàn)場設(shè)備界面622)(流程塊1202)。如 果所述連接檢測器806確定所述現(xiàn)場設(shè)備112a(或任何其他現(xiàn)場設(shè)備)沒有 連接到所述終端模塊124a (流程塊1202)，控制保持在流程塊1202直到所 述連接檢測器806確定所述現(xiàn)場設(shè)備112a(或任何其他現(xiàn)場設(shè)備)連接到所 述終端模塊124a。如果所述連接檢測器806確定所述現(xiàn)場設(shè)備112a連接到所述終端模塊 124a(流程塊1202)，所述現(xiàn)場設(shè)備識別器814獲得識別所述現(xiàn)場設(shè)備112a 的現(xiàn)場設(shè)備識別信息(例如設(shè)備標(biāo)識值、設(shè)備名稱、電子序號等等)(流程 塊1204)。例如，所述現(xiàn)場設(shè)備識別器814可以向所述現(xiàn)場設(shè)備112a發(fā)送 一個查詢，要求所述現(xiàn)場設(shè)備112a傳送其現(xiàn)場設(shè)備識別信息。在另一個實 施例中，在最初連接到所述終端模塊124a時，所述現(xiàn)場設(shè)備112a可以自動 地傳送其現(xiàn)場設(shè)備識別信息到所述現(xiàn)場設(shè)備識別器814。 所述現(xiàn)場設(shè)備識別器814接著確定所述現(xiàn)場設(shè)備112a是否被指定基于 所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息，通過所述通用輸入/輸出總線136a與所述輸入/輸出 卡132a進(jìn)行通信(流程塊1206)。例如，所述現(xiàn)場設(shè)備識別器814可以通 過所述終端模塊124a傳送所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息到所述輸入/輸出卡132a， 而所述輸入/輸出卡132a可以對所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息與存儲在所述數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)133 (圖1A)中或存儲在所述工作站102中的相似數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)場設(shè) 備識別號碼進(jìn)行比較。所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)133可以由工程師、操作員或用戶以需 要通過所述通用輸入/輸出總線136a與所述輸入/輸出卡132a進(jìn)行通信的現(xiàn) 場設(shè)備(例如所述現(xiàn)場設(shè)備112a)的現(xiàn)場設(shè)備識別號碼來填寫。如果所述輸 入/輸出卡132a確定所述現(xiàn)場設(shè)備112a被指定到所述輸入/輸出總線136a及 /或所述輸入/輸出卡132a,所述輸入/輸出卡132a傳送確認(rèn)信息到所述現(xiàn)場 設(shè)備識別器814。如果所述現(xiàn)場設(shè)備識別器814確定所述現(xiàn)場設(shè)備112a沒有被指定通過 所述輸入/輸出總線136a進(jìn)行通信(流程塊1206 )，所述顯示器界面808 (圖 8)顯示錯誤信息(流程塊1208)。否則，所述顯示器界面808顯示所述現(xiàn) 場設(shè)備識別信息(流程塊1210)。在所圖解的范例中，所述現(xiàn)場設(shè)備狀況 檢測器812檢測現(xiàn)場設(shè)備狀況(例如設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備停閉、設(shè)備錯誤等等)， 而所述顯示器界面808顯示所述狀況信息(流程塊1212)。此外，所述現(xiàn) 場設(shè)備活動檢測器810 (圖8)檢測所述現(xiàn)場設(shè)備112a的活動(例如測量及 /或檢測信息)，而所述顯示器界面808顯示活動信息(流程塊1214)。此 外，所述數(shù)據(jù)類別檢測器816(圖8 )檢測所述現(xiàn)場設(shè)備112a的數(shù)據(jù)類別(例 如模擬、數(shù)字等等)，而所述顯示器界面808顯示數(shù)據(jù)類別(流程塊1216)。在所述顯示器界面808顯示錯誤信息(流程塊1208)之后或在所述顯 示器界面808顯示數(shù)據(jù)類別(流程塊1216)之后，所述貼標(biāo)器214根據(jù)(例 如)所述終端模塊124a是否已經(jīng)關(guān)掉或已經(jīng)從所述調(diào)度拒122 (圖1A及2 ) 拔出，確定其是否應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行檢測(流程塊1218)。如果所述貼標(biāo)器214 確定其應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行檢測，控制回到流程塊1202。否則，圖12所示的范例
過程結(jié)束及/或控制返回到調(diào)用功能或過程。圖13為一框圖，圖示一個范例處理器系統(tǒng)1310，該范例處理器系統(tǒng)可 以用于實施在此描述的i殳備及方法。例如，與所述范例處理器系統(tǒng)1310相 似或相同的處理器系統(tǒng)可以用于實施圖1A所示的工作站102、控制器104、 輸入/輸出卡132a及/或終端模塊124a-c及126a-c。雖然所述范例處理器系 統(tǒng)1310在此描述為包括多個外圍設(shè)備、界面、芯片、存儲器等等，但這些 元件中的一個或多個元件可以,人其他用于實施一個或多個所述工作站102、 所述控制器104、所述輸入/輸出卡132a及/或所述終端模塊124a-c及126a-c 的范例處理器系統(tǒng)中省略。如圖13所示，所述范例處理器系統(tǒng)1310包括一個處理器1312，該處 理器1312連接到一個互連總線1314。所述處理器1312包括一個寄存器設(shè) 置或寄存器空間1316,該寄存器設(shè)置或寄存器空間1316在圖13被描繪成 完全在線，但其可以選擇性地完全或部分離線并通過專用電氣連接及/或所 述互連總線1314直接地連接到所述處理器1312。所述處理器1312可以是 任何合適的處理器、處理單元或微處理器。雖然圖13中未顯示，但所述系 統(tǒng)1310可以是微處理器系統(tǒng)，因此，其可以包括一個或多個附加的與所述 處理器1312相似或相同并通信連接到所述互連總線1314的處理器。圖13所示的處理器1312連接到一個芯片組1318,該芯片組1318包括 一個存儲器控制器1320及一個外圍輸入/輸出控制器1322。廣為人知的是， 芯片組提供輸入/輸出及存儲器管理功能以及多個通用及/或?qū)Ｓ眉拇嫫鳌⒍?時器等等，這些設(shè)備可以由一個或多個連接到所述芯片組1318的處理器存 取或使用。所述存儲器控制器1320執(zhí)行其功能，使得所述處理器1312 (或 多個處理器，如果有多個處理器)能夠存取系統(tǒng)存儲器1324及大容量存儲 器1325。所述系統(tǒng)存儲器1324可以包括任何期望類別的易失性及/或非易失性存 儲器，例如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM )、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM )、 閃速存儲器、只讀存儲器(ROM)等等。所述大容量存儲器1325可以包括
任何期望類別的大容量設(shè)備。例如，如果所述范例處理器系統(tǒng)1310用于實 施所述工作站102 (圖1A)，而所述大容量存儲器1325可以包括一個硬盤 驅(qū)動器、 一個光驅(qū)動器、 一個帶存儲器設(shè)備等等?？蛇x擇地，如果所述范例 處理器系統(tǒng)1310用于實施所述控制器104，所述輸入/輸出卡132a-b及134a-b 的其中之一或所述終端模塊124a-c及126a-c的其中之一，則所述大容量存 儲器1325可以包括一個固態(tài)存儲器(例如閃速存儲器、隨機(jī)存取存儲器 (RAM)等等)、 一個磁存儲器(例如硬盤)或任何其他適合在所述控制 器104、所述輸入/輸出卡132a-b以及134a-b或所述終端模塊124a-c及126a-c 中實施大量存儲的存儲器。所述外圍輸入/輸出控制器1332執(zhí)行其功能，使得所述處理器1312能 夠通過一個外圍輸入/輸出總線1332,與外圍輸入/輸出設(shè)備1326及1328以 及一個網(wǎng)絡(luò)界面1330進(jìn)行通信。所述輸入/輸出設(shè)備1326及1328可以是任 何期望類別的輸入/輸出設(shè)備，比如鍵盤、顯示器(例如液晶顯示器(LCD)、 陰極射線管(CRT)顯示器等等)、導(dǎo)航定位設(shè)備(例如鼠標(biāo)、跟蹤球、電 容式觸控板、操縱桿控制器等等)及其他定點設(shè)備等等。所述網(wǎng)絡(luò)界面1330 可以(例如)是以太網(wǎng)設(shè)備、異步傳輸模式(ATM)設(shè)備、802.11設(shè)備、 數(shù)字用戶線路(DSL)調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器、蜂窩調(diào)制解調(diào)器等等， 其使得所述處理器系統(tǒng)1310能夠與另一處理器系統(tǒng)進(jìn)行通信。雖然所述存儲器控制器1320及所述輸入/輸出控制器1322在圖13中被 描繪為所述芯片組1318內(nèi)的分立的功能塊，但由這些塊執(zhí)行的功能可以在 一個單一的半導(dǎo)體線路內(nèi)集成，或可以使用兩個或多個分別的集成電^^來實施。雖然在此已經(jīng)描述某些方法、設(shè)備及制造件，但本發(fā)明包括的范圍并未 受其限制。相反地，本發(fā)明包括所有根據(jù)字面意義或等效原則正當(dāng)?shù)貙儆诟?此的權(quán)利要求范圍的方法、設(shè)備及制造件。
權(quán)利要求
1.一種用于將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到過程控制系統(tǒng)中的控制器的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一界面，該第一界面配置成從使用第一通信協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備接收第一信息；通信處理器，該通信處理器通信連接到所述第一界面，而且配置成將所述第一信息編碼，以通過使用第二通信協(xié)議的總線來進(jìn)行通信；以及第二界面，該第二界面通信連接到所述通信處理器及所述總線，而且配置成通過使用所述第二通信協(xié)議的總線來傳送所述第一信息，其中所述總線配置成使用所述第二通信協(xié)議來傳送與另一現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的第二信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述總線配置成通過相同的通信媒介傳 送所述第一及第二信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二通信協(xié)議是基于包的通信協(xié)議。
4. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括地址識別器，該地址識別器確定 所述設(shè)備的源地址，其中所述通信處理器配置成傳送與所述第一信息有關(guān)的所 述i殳備的所述源地址。
5. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)類別檢測器，該數(shù)據(jù)類別檢 測器配置成識別與所述第 一信息有關(guān)的數(shù)據(jù)類別。
6. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述通信處理器配置成產(chǎn)生識別所述第 一信息的標(biāo)題信息及傳送與所述第 一信息有關(guān)的所述標(biāo)題信息。
7. 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述標(biāo)題信息包括指示所述現(xiàn)場設(shè)備的 識別信息。
8. —種在過程控制系統(tǒng)中的控制器及現(xiàn)場設(shè)備之間傳送信息的方法，所述 方法包括從使用第一通信協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備接收第一信息；為所述第一信息編碼，以用于使用第二通信協(xié)議的通信，以便傳送與另一現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的第二信息；以及通過使用所述第二通信協(xié)議的總線，傳送所述第 一信息到控制器。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第二通信協(xié)議包括基于包的協(xié)議。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括自動地使至少一個現(xiàn)場設(shè)備識別 信息或狀況信息與所述現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生聯(lián)系，以響應(yīng)從所述現(xiàn)場設(shè)備接收通信信 息。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括 識別與所述第 一信息有關(guān)的第 一數(shù)據(jù)類別； 產(chǎn)生指示所述數(shù)據(jù)類別的數(shù)據(jù)類別描述符；以及通過與所述第 一信息有關(guān)的所述總線，傳送所述數(shù)據(jù)類別描述符。
12. 如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括 通過使用所述第二通信協(xié)議的總線接收第三信息；以及 傳送所述第三信息到使用所述第一通信協(xié)議的所述現(xiàn)場設(shè)備。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括識別與所述第三信息有關(guān)的數(shù)據(jù)類別描述符；以及根據(jù)所述數(shù)據(jù)類別描述符，傳送所述第三信息到使用所述第一通信協(xié)i義的 所述現(xiàn)場設(shè)備。
14. 一種用于將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到過程控制系統(tǒng)中的控制器的設(shè)備，所述 設(shè)備包括多個插座，這些插座配置成接納多個終端模塊，其中每個終端模塊配置成 通信連接到過程控制系統(tǒng)中的至少一個現(xiàn)場設(shè)備；以及通信總線界面，該通信總線界面通信連接到所述多個插座中的每個插座， 而且配置成傳送與所述終端模塊中的一個終端模塊有關(guān)的第一現(xiàn)場設(shè)備信息及 與所述終端才莫塊中的第二個終端模塊有關(guān)的第二現(xiàn)場設(shè)備信息。
15. 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述第一現(xiàn)場設(shè)備信息與通信連接到 所述終端模塊的所述第一個終端模塊的一個第一現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)，并且，所述第 二現(xiàn)場設(shè)備信息與通信連接到所述終端模塊的所述第二個終端模塊的一個第二現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)。
16.如4又利要求14所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括至少一個顯示器，該顯示器配 置成顯示與所述終端模塊中的至少 一個終端模塊有關(guān)的現(xiàn)場設(shè)備識別信息。
17.—種用于顯示與過程控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的信息的設(shè)備，所述i殳備包括連接檢測器，該連接檢測器配置成檢測與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接； 現(xiàn)場設(shè)備識別器，該現(xiàn)場設(shè)備識別器配置成確定指示所述現(xiàn)場設(shè)備的特性 的現(xiàn)場設(shè)備識別信息；以及顯示器界面，該顯示器界面配置成顯示所述現(xiàn)場設(shè)備識別信息。
18. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述現(xiàn)場設(shè)備識別器配置成自動地確 定指示所述現(xiàn)場設(shè)備的特性的現(xiàn)場設(shè)備識別信息，以響應(yīng)所述連接檢測器檢測 與所述現(xiàn)場設(shè)備之間的所述連接。
19. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述連接檢測器進(jìn)一步配置成4企測與 所述現(xiàn)場設(shè)備之間的連接類別，其中所述連接類別至少是多點連接、點到點連 接、無線連接或光連接的其中之一。
20. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括信號活動檢測器，該信號活動 檢測器配置成檢測由所述現(xiàn)場設(shè)備通過通信媒介提供的電壓電平。
21. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括現(xiàn)場設(shè)備狀況檢測器，該現(xiàn)場 設(shè)備狀況檢測器配置成檢測所述現(xiàn)場設(shè)備的狀況，其中所述顯示器界面配置成 顯示所述狀況。
22. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述狀況包括所述現(xiàn)場設(shè)備的健康狀 況或與所述現(xiàn)場i殳備的操作有關(guān)的過程變量值的其中至少 一個。
23. —種在過程控制系統(tǒng)中用于隔離與通信連接到現(xiàn)場設(shè)備的終端模塊有 關(guān)的電氣線路的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一隔離線路，該第一隔離線路通信連接到終端模塊線路，而且配置成通 信連接到總線，其中所述終端模塊線路配置成與現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信，并且所述 總線使得所述終端模塊能夠與控制器進(jìn)行通信；以及第二隔離線路，該第二隔離線路通信連接到終端模塊線路，而且配置成通 信連接到電源，該電源提供電力到所述終端模塊線路。
24. 如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述第一隔離線路使用電化隔離線路 或光隔離線路中的一個來實施。
25. 如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述第一隔離線路使得所述終端才莫塊 線路能夠遵循所述現(xiàn)場設(shè)備的電壓電平而不影響所述總線的電壓。
26. 如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述第二隔離線路使得所述終端模塊 線路能夠遵循所述現(xiàn)場設(shè)備的電壓電平而不影響所述電源的梯:作。
全文摘要
本申請公開用于將現(xiàn)場設(shè)備通信連接到過程控制系統(tǒng)中的控制器的設(shè)備及方法。一種公開的范例設(shè)備包括第一界面，該第一界面配置成從使用第一通信協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備接收第一信息。所述范例設(shè)備也包括通信處理器，該通信處理器通信連接到所述第一界面，而且配置成將所述第一信息編碼，以通過使用第二通信協(xié)議的總線來進(jìn)行通信。此外，所述設(shè)備包括第二界面，該第二界面通信連接到所述通信處理器及所述總線，而且配置成通過使用所述第二通信協(xié)議的總線來傳送所述第一信息。所述總線配置成使用所述第二通信協(xié)議來傳送與另一現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的第二信息。
文檔編號G05B19/418GK101149619SQ20071015217
公開日2008年3月26日 申請日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者加里·基思·勞, 多利·尤金·布魯姆, 肯特·阿蘭·伯爾, 馬克·J·尼克松 申請人:費舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司