用于為過程工廠構(gòu)建設(shè)備層級(jí)的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了用于為過程工廠構(gòu)建設(shè)備層級(jí)的系統(tǒng),所述系統(tǒng)通過以下操作來針對(duì)通信地耦合到遠(yuǎn)程終端單元(RTU)的現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)件層級(jí):從現(xiàn)場設(shè)備獲取設(shè)備信息;將設(shè)備信息緩存在RTU的存儲(chǔ)器中;將設(shè)備身份儲(chǔ)存在主機(jī)機(jī)器的存儲(chǔ)器中;以及響應(yīng)于用于構(gòu)建層級(jí)的隨后的用戶請求來在主機(jī)處從RTU獲取設(shè)備信息,而不需要直接向現(xiàn)場設(shè)備重新發(fā)送用于獲取設(shè)備信息的命令。
【專利說明】
用于為過程工廠構(gòu)建設(shè)備層級(jí)的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型總體上涉及過程工廠系統(tǒng),并且具體來說,涉及在過程控制和數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)中配置服務(wù)器行為。
【背景技術(shù)】
[0002] 這里所提供的【背景技術(shù)】的描述是為了總體上呈現(xiàn)本公開內(nèi)容的上下文環(huán)境。以下 內(nèi)容既不明確地也不隱含地認(rèn)為是相對(duì)于本公開內(nèi)容的現(xiàn)有技術(shù):當(dāng)前署名的發(fā)明人所作 出的到該【背景技術(shù)】章節(jié)所描述的程度工作以及在提交時(shí)不會(huì)被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)的說明書 中的方面。
[0003] 分布式過程控制系統(tǒng)(類似于在化學(xué)過程工廠、石油過程工廠或在其它過程工廠 中所使用的那些)通常包括經(jīng)由模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線、或者經(jīng)由無線通信鏈 路或網(wǎng)絡(luò)而通信地耦合到一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)過程控制器?,F(xiàn)場設(shè)備(其例 如可以是閥、閥定位器、開關(guān)、以及傳送器(例如,溫度傳感器、壓力傳感器、液面?zhèn)鞲衅饕约?流量傳感器))位于過程環(huán)境中,并通常執(zhí)行物理或過程控制功能(例如打開閥門或關(guān)閉閥 門、測量過程參數(shù)等等)來控制在過程工廠或系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過程。智能現(xiàn)場設(shè)備 (例如遵守公知的現(xiàn)場總線協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備)也可以執(zhí)行控制運(yùn)算、警報(bào)功能、以及通常在 控制器中實(shí)現(xiàn)的其它控制功能。過程控制器(其也通常位于工廠環(huán)境中)接收指示由傳感器 和/或現(xiàn)場設(shè)備獲取的過程測量結(jié)果和/或關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的其它信息的信號(hào),并執(zhí)行例如運(yùn) 行不同的控制模塊的控制器應(yīng)用程序,該控制模塊作出過程控制決策、基于接收到的信息 來生成控制信號(hào),并且與在現(xiàn)場設(shè)備(例如IIART'、無線HART°、以及FOUNDATIO:\ ii: 現(xiàn)場總線現(xiàn)場設(shè)備)中執(zhí)行的控制模塊或控制塊進(jìn)行協(xié)調(diào)??刂破髦械目刂颇K在至現(xiàn)場 設(shè)備的通信線路或通信鏈路上發(fā)送控制信號(hào),以便由此控制過程工廠或系統(tǒng)中的至少部分 的操作。
[0004] 在至一個(gè)或多個(gè)其它硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)高速通道上,來自現(xiàn)場設(shè)備和控制器的信 息通常被安排為是可用的,一個(gè)或多個(gè)其它硬件設(shè)備例如是操作者工作站,個(gè)人計(jì)算機(jī)或 計(jì)算設(shè)備、數(shù)據(jù)歷史庫、報(bào)告生成器、集中式數(shù)據(jù)庫、或者通常被放置于控制室或者遠(yuǎn)離惡 劣的工廠環(huán)境的其它位置中的其它集中式管理的計(jì)算設(shè)備。這些硬件設(shè)備中的每個(gè)硬件設(shè) 備通常是跨越過程工廠或跨越過程工廠中的一部分而集中的。這些硬件設(shè)備運(yùn)行例如可使 得操作者能夠執(zhí)行關(guān)于控制過程和/或使過程工廠運(yùn)轉(zhuǎn)的功能的應(yīng)用程序,這些功能例如 是改變對(duì)過程控制例行程序的設(shè)置、修改對(duì)控制器或現(xiàn)場設(shè)備中的控制模塊的操作、查看 過程的當(dāng)前狀態(tài)、查看由現(xiàn)場設(shè)備和控制器生成的警報(bào)、模擬過程的操作,以便對(duì)人員進(jìn)行 培訓(xùn)或測試過程控制軟件、維護(hù)和更新配置數(shù)據(jù)庫、等等。由硬件設(shè)備、控制器和現(xiàn)場設(shè)備 所利用的數(shù)據(jù)高速通道可包括有線通信路徑、無線通信路徑、或者有線和無線通信路徑的 組合。
[0005] 分布式過程控制系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程終端單元(RTU),其可以被實(shí)現(xiàn)為耦 合到現(xiàn)場設(shè)備的流量計(jì)算機(jī)。因此,RTU某些時(shí)候被稱為"流量計(jì)算機(jī)"或者簡單地被稱為 "控制器"。RTU可以例如包括用于連接到有線的高速通道可尋址遠(yuǎn)程傳感器(HART)現(xiàn)場設(shè) 備的一個(gè)或多個(gè)I/O模塊以及用于連接到無線的HART現(xiàn)場設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)I/O模塊。實(shí)現(xiàn) 監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主機(jī)(例如資產(chǎn)管理系統(tǒng)(AMS))可以與一個(gè)或多個(gè)RTU進(jìn)行通 信,以收集關(guān)于連接到RTU的現(xiàn)場設(shè)備的信息。在一些情況下,HART服務(wù)器(其可以用單獨(dú)的 專用主機(jī)來實(shí)現(xiàn))向HART現(xiàn)場設(shè)備提供了接口。AMS和HART服務(wù)器可以根據(jù)遠(yuǎn)程接入服務(wù) (RAS)方案來進(jìn)行操作。例如,AMS可以使用RAS主機(jī)系統(tǒng)接口(HIS)來與用于RAS的網(wǎng)絡(luò)接口 進(jìn)行交互。AMS可以經(jīng)由多個(gè)以太網(wǎng)端口來與RAS HART服務(wù)器相連接,以傳送不同類型的數(shù) 據(jù)和/或命令。
[0006] AMS可以從RTU收集關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的信息的目的的其中之一是構(gòu)造現(xiàn)場設(shè)備的完 整層級(jí),包括確定設(shè)備身份、主從關(guān)系等等。AMS隨后可以為主機(jī)的操作者生成對(duì)層級(jí)的視 覺化描述和/或文本描述。對(duì)于使用HART協(xié)議進(jìn)行通信的設(shè)備("HART設(shè)備"),AMS可以經(jīng)由 HART服務(wù)器來請求設(shè)備層級(jí)信息,該HART服務(wù)器通常向每個(gè)設(shè)備發(fā)送HART命令序列來收集 必要的信息。更具體來說,該序列可以包括用于獲取設(shè)備身份的#〇命令、用于獲取指定說 明設(shè)備的某些參數(shù)的所謂的短標(biāo)簽的#13命令,以及對(duì)于某些設(shè)備,用于獲取描述設(shè)備的另 外參數(shù)的所謂的長標(biāo)簽的#20命令。收集該信息的步驟可能耗費(fèi)每個(gè)HART設(shè)備8到12秒來收 集必要的信息。對(duì)于在大型網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的無線的HART設(shè)備,該步驟會(huì)耗費(fèi)更長時(shí)間。
[0007] 因此,針對(duì)RTU構(gòu)建整個(gè)設(shè)備層級(jí)是耗時(shí)的操作,并且,持續(xù)時(shí)間很大程度上取決 于所連接的HART設(shè)備的數(shù)量。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 鑒于針對(duì)RTU構(gòu)建整個(gè)設(shè)備層級(jí)是耗時(shí)的操作并且持續(xù)時(shí)間很大程度上取決于所 連接的HART設(shè)備的數(shù)量這樣的問題,提供了一種用于為過程工廠構(gòu)建設(shè)備層級(jí)的系統(tǒng),所 述過程工廠包括通信地耦合到代理設(shè)備的中央單元和通信地耦合到所述代理設(shè)備的多個(gè) 遠(yuǎn)程單元,所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元包括多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備,所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備中的至少某些現(xiàn)場設(shè) 備執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)物理功能來控制在所述過程工廠中執(zhí)行的過程,所述系統(tǒng)包括:通信地 耦合到所述代理設(shè)備的層級(jí)生成引擎,所述層級(jí)生成引擎被配置為:獲取指示所述多個(gè)遠(yuǎn) 程單元中的每個(gè)遠(yuǎn)程單元的相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息,所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息被儲(chǔ)存在所述 代理設(shè)備處;將所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息儲(chǔ)存在所述層級(jí)生成引擎能夠存取的本地存儲(chǔ)器 中;使用所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息來構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)中的至少部分,所述設(shè)備層級(jí)指示 所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中所包括的一對(duì)或多對(duì)遠(yuǎn)程單元之間的相應(yīng)的主從關(guān)系;以及使所構(gòu)建 的所述設(shè)備層級(jí)中的至少所述部分對(duì)所述中央單元是能夠存取的。
[0009] 在一個(gè)示例中,所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息包括所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中所包含的現(xiàn)場 設(shè)備的相應(yīng)的設(shè)備類型、相應(yīng)的設(shè)備身份、或者相應(yīng)的設(shè)備標(biāo)簽的至少其中之一。
[0010] 在一個(gè)示例中,所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息包括所述現(xiàn)場設(shè)備的所述相應(yīng)的設(shè)備標(biāo) 簽,并且其中,所述本地存儲(chǔ)器儲(chǔ)存所述現(xiàn)場設(shè)備的僅一個(gè)設(shè)備標(biāo)簽,所述一個(gè)設(shè)備標(biāo)簽是 所述相應(yīng)的設(shè)備標(biāo)簽。
[0011] 在一個(gè)示例中,被儲(chǔ)存在所述本地存儲(chǔ)器處的所述現(xiàn)場設(shè)備的所述一個(gè)設(shè)備標(biāo)簽 是所述現(xiàn)場設(shè)備的多個(gè)設(shè)備標(biāo)簽中的最短的設(shè)備標(biāo)簽。
[0012] 在一個(gè)示例中,所述現(xiàn)場設(shè)備是有線現(xiàn)場設(shè)備或無線現(xiàn)場設(shè)備的其中之一。
[0013] 在一個(gè)示例中,所述現(xiàn)場設(shè)備是有線HART現(xiàn)場設(shè)備或無線HART現(xiàn)場設(shè)備的其中之 〇
[0014] 在一個(gè)示例中,所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分是所述設(shè)備層級(jí)的至少部分,所述 相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息是第一設(shè)備識(shí)別信息,并且所述層級(jí)生成引擎通信地耦合到所述多個(gè) 遠(yuǎn)程單元;并且所述層級(jí)生成引擎還被配置為:將在對(duì)所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分進(jìn)行 所述構(gòu)建之后從所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元發(fā)送的一個(gè)或多個(gè)通信中所包括的第二設(shè)備識(shí)別信息 儲(chǔ)存在所述本地存儲(chǔ)器處;并且執(zhí)行以下兩項(xiàng)操作的至少其中之一 :(i)重新構(gòu)建所述設(shè)備 層級(jí)的至少所述部分,或者(ii)使用所儲(chǔ)存的第二設(shè)備識(shí)別信息來構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至 少第二部分。
[0015] 在一個(gè)示例中,從所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元發(fā)送的所述一個(gè)或多個(gè)通信包括HART命令#0 消息,并且其中,所述第二設(shè)備識(shí)別信息包括發(fā)送所述HART命令#0消息的現(xiàn)場設(shè)備的相應(yīng) 的設(shè)備類型或相應(yīng)的設(shè)備身份的至少其中之一。
[0016] 在一個(gè)示例中,所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或多個(gè)是所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元的至少第 一子集,并且所述層級(jí)生成引擎還被配置為:在對(duì)所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分進(jìn)行所述 構(gòu)建之后從所述代理設(shè)備獲取在所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元的至少第二子集中所包括的每個(gè)遠(yuǎn)程 單元的相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)或相應(yīng)的通信狀態(tài)的至少其中之一;以及執(zhí)行以下兩項(xiàng)操作的至少 其中之一:i)重新構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分,或者(ii)使用所述相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài) 或所述相應(yīng)的通信狀態(tài)中的所述至少一個(gè)來構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少第二部分。
[0017] 在一個(gè)示例中,所述層級(jí)生成引擎的至少部分被包括在所述中央單元中。
[0018] 在一個(gè)示例中,所述層級(jí)生成引擎的至少部分被包括在所述代理設(shè)備中。
[0019] 在一個(gè)示例中,所述代理設(shè)備被包括在多個(gè)代理設(shè)備中,所述多個(gè)代理設(shè)備中的 每個(gè)代理設(shè)備耦合到相應(yīng)的多個(gè)遠(yuǎn)程單元,并且其中,所述層級(jí)生成引擎還被配置為對(duì)應(yīng) 于所述多個(gè)代理設(shè)備中的每個(gè)代理設(shè)備來構(gòu)建相應(yīng)的設(shè)備層級(jí)的至少部分。
[0020] 在一個(gè)示例中,所述的系統(tǒng)還包括:主機(jī),所述主機(jī)被配置為在用戶界面處提供對(duì) 所構(gòu)建的、所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分的顯示。
[0021] 在一個(gè)示例中,所述層級(jí)生成引擎的至少部分被包括在所述主機(jī)中。
[0022] 根據(jù)被實(shí)用新型,減小了主機(jī)設(shè)備對(duì)在現(xiàn)場設(shè)備處可用的外部數(shù)據(jù)的依賴性,并 有效地使用了已經(jīng)可用的本地信息。
[0023] 在主機(jī)中運(yùn)行的層級(jí)構(gòu)建器構(gòu)造了耦合到遠(yuǎn)程終端單元(RTU)的現(xiàn)場設(shè)備的層 級(jí),遠(yuǎn)程終端單元(RTU)反過來耦合到主機(jī),而不直接詢問現(xiàn)場設(shè)備。RTU可以將關(guān)于現(xiàn)場設(shè) 備的信息儲(chǔ)存在本地存儲(chǔ)器中,同時(shí)主機(jī)可以僅儲(chǔ)存現(xiàn)場設(shè)備的身份。當(dāng)主機(jī)的操作者請 求對(duì)層級(jí)的更新的描述時(shí),主機(jī)向RTU發(fā)送針對(duì)設(shè)備信息的請求,其中,請求包括現(xiàn)場設(shè)備 的身份。作為響應(yīng),RTU從本地存儲(chǔ)器獲取信息,并向?qū)蛹?jí)構(gòu)建器提供所獲取的信息。以這種 方式,層級(jí)構(gòu)建器可以快速并有效地獲取對(duì)于構(gòu)建設(shè)備層級(jí)來說所需要的信息。
[0024] 現(xiàn)場設(shè)備可以遵守HART協(xié)議,并且儲(chǔ)存在主機(jī)處的設(shè)備身份可以與對(duì)HART命令#0 (或者其適當(dāng)?shù)牟糠?的響應(yīng)相對(duì)應(yīng)。RTU可以儲(chǔ)存對(duì)用于獲取設(shè)備標(biāo)簽的HART命令(例如命 令#13和命令#20)的響應(yīng)以及當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)。RTU可以實(shí)現(xiàn)HART層級(jí)報(bào)告模塊,該HART層 級(jí)報(bào)告模塊將HART響應(yīng)進(jìn)行緩存、向主機(jī)報(bào)告設(shè)備信息、處理透傳命令等等。在主機(jī)中運(yùn)行 的層級(jí)構(gòu)建器和HART層級(jí)報(bào)告模塊可以作為層級(jí)生成引擎中的部件來運(yùn)行。除了緩存、以 及向主機(jī)有效地報(bào)告設(shè)備信息以外,RTU可以通過針對(duì)每個(gè)HART現(xiàn)場設(shè)備儲(chǔ)存單個(gè)設(shè)備標(biāo) 簽來減少數(shù)據(jù)冗余,而不管現(xiàn)場設(shè)備僅儲(chǔ)存短標(biāo)簽還是儲(chǔ)存短標(biāo)簽與長標(biāo)簽。
【附圖說明】
[0025]圖1是示例的過程工廠或過程控制系統(tǒng)中的部分的框圖,其中,RTU將設(shè)備信息進(jìn) 行緩存,以允許主機(jī)使用本公開內(nèi)容的技術(shù)來構(gòu)造現(xiàn)場設(shè)備的層級(jí);
[0026 ]圖2是可在圖1中的系統(tǒng)中運(yùn)行的示例的主機(jī)的框圖;
[0027] 圖3是可在圖1中的系統(tǒng)中運(yùn)行的示例的層級(jí)生成引擎的框圖;
[0028] 圖4示意性地例示了圖3中的層級(jí)生成引擎可以構(gòu)造的示例的設(shè)備層級(jí);
[0029] 圖5是示例的消息傳送的圖示,其例示了主機(jī)、RTU、以及若干現(xiàn)場設(shè)備之間的信息 的流動(dòng),以根據(jù)本公開內(nèi)容的技術(shù)來構(gòu)造設(shè)備層級(jí);以及
[0030] 圖6是用于使用緩存來管理設(shè)備信息的示例的方法的流程圖,其可以在圖1中的 RTU中實(shí)現(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】 [0031 ]
[0032] 通常來說,本公開內(nèi)容的層級(jí)生成引擎針對(duì)連接到RTU的現(xiàn)場設(shè)備快速并有效地 生成層級(jí)。示例的層級(jí)生成引擎可以包括在主機(jī)中運(yùn)行的層級(jí)構(gòu)建器以及在RTU中生成的 HART層級(jí)報(bào)告單元。在第一個(gè)實(shí)例中,RTU向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送HART命令以確定相應(yīng)的設(shè)備身 份、設(shè)備標(biāo)簽,并獲取設(shè)備標(biāo)簽。RTU將該信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中,該數(shù)據(jù)庫可作為可快速訪問 的緩存來運(yùn)行。所儲(chǔ)存的信息可以包括設(shè)備標(biāo)簽。根據(jù)一種示例的實(shí)施方式,RTU僅儲(chǔ)存每 個(gè)HART設(shè)備的標(biāo)簽。RTU還可以向主機(jī)傳送所獲取的信息。
[0033] 層級(jí)構(gòu)建器可以將設(shè)備身份信息(或者簡單來說"設(shè)備身份")儲(chǔ)存在主機(jī)的存儲(chǔ) 器中。作為較具體的示例,層級(jí)構(gòu)建器可以將對(duì)HART命令#0的響應(yīng)儲(chǔ)存在持久性存儲(chǔ)器(例 如硬盤)中。當(dāng)主機(jī)的操作者期望重新構(gòu)建或"刷新"層級(jí)信息時(shí),層級(jí)構(gòu)建器向RTU發(fā)送針 對(duì)設(shè)備信息的請求。作為響應(yīng),RTU從RTU的存儲(chǔ)器獲取設(shè)備信息,而不向現(xiàn)場設(shè)備重新發(fā)送 HART命令。RTU隨后向主機(jī)傳送設(shè)備信息。在示例的實(shí)施方式中,RTU針對(duì)當(dāng)前連接到RTU的 每個(gè)HART設(shè)備傳送設(shè)備狀態(tài)和通信狀態(tài)。
[0034] 一旦在主機(jī)中運(yùn)行的層級(jí)構(gòu)建器從RTU接收到對(duì)于構(gòu)建更新的層級(jí)所必須的信 息,層級(jí)構(gòu)建器生成對(duì)層級(jí)的文本表示或視覺表示。因此,在該示例中,主機(jī)在不需要直接 詢問現(xiàn)場設(shè)備的情況下重新構(gòu)建層級(jí)。當(dāng)多個(gè)RTU對(duì)主機(jī)來說是可訪問的時(shí)候,操作者可以 因此請求針對(duì)具體的RTU、若干RTU、或者所有可訪問的RTU來重新構(gòu)建層級(jí)。因此,層級(jí)構(gòu)建 器可以使用在RTU處緩存的信息來構(gòu)建完整的層級(jí)或者僅構(gòu)建層級(jí)中的期望部分。此外, 層級(jí)構(gòu)建器可以重新構(gòu)建層級(jí)中的特定部分并使用先前構(gòu)建的層級(jí)中的一個(gè)或多個(gè)部分, 而不需要任何改變。
[0035]為了清楚起見,下面主要參照HART設(shè)備來討論用于構(gòu)造設(shè)備層級(jí)的技術(shù)。然而,將 理解的是,類似的技術(shù)可以被應(yīng)用于其它類型的現(xiàn)場設(shè)備和工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議(例如,現(xiàn)場總 線、過程現(xiàn)場總線),具體來說,被應(yīng)用于需要交換消息來獲取設(shè)備信息的那些協(xié)議。此外, 這些技術(shù)總體上可用于主機(jī)使用中間代理設(shè)備從遠(yuǎn)程設(shè)備收集數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中。換句話說, RTU僅僅是可結(jié)合本公開內(nèi)容的技術(shù)來使用的中間代理設(shè)備的一個(gè)示例,并且主機(jī)機(jī)器僅 僅是可結(jié)合本公開內(nèi)容的技術(shù)來使用的中央單元的一個(gè)示例。類似地,HART現(xiàn)場設(shè)備僅僅 是應(yīng)用本公開內(nèi)容的技術(shù)的遠(yuǎn)程單元的一個(gè)示例。
[0036] 示例的系統(tǒng)和設(shè)備
[0037]圖1是示例的系統(tǒng)10的框圖,其中,運(yùn)行RTU 12來獲取、儲(chǔ)存與現(xiàn)場設(shè)備20相關(guān)的 信息,并向主機(jī)14報(bào)告該信息?,F(xiàn)場設(shè)備20可以包括有線HART設(shè)備20A-20E和/或無線HART 設(shè)備22A-22D。有線現(xiàn)場設(shè)備20A-20E可以經(jīng)由有線鏈路24A-24C進(jìn)行通信。無線HART設(shè)備 22A-22D經(jīng)由設(shè)備對(duì)之間的多個(gè)通信鏈路來在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)26中運(yùn)行?,F(xiàn)場設(shè)備20可以是 任意類型的設(shè)備,例如閥、閥定位器、開關(guān)、傳感器(例如,溫度傳感器、壓力傳感器、振動(dòng)傳 感器、流量傳感器、或者PH傳感器)、栗、風(fēng)扇、等等?,F(xiàn)場設(shè)備20執(zhí)行過程或過程控制環(huán)內(nèi)的 控制、監(jiān)控、和/或物理功能,舉例來說,例如打開或關(guān)閉閥,或者獲取過程參數(shù)的測量結(jié)果。 除了現(xiàn)場設(shè)備20以外,RTU 12可以耦合到其它遠(yuǎn)程單元,舉例來說,例如適配器或至其他網(wǎng) 絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。
[0038] RTU 12可以包括處理器30、存儲(chǔ)器32、有線HART卡34、以及無線HART卡36,處理器 30可以包括任何適當(dāng)?shù)耐ㄓ锰幚韱卧蚯度胧教幚韱卧?,存?chǔ)器32可以包括可由處理器30 讀取的任何適當(dāng)?shù)某志眯詢?chǔ)存部件和/或非持久性儲(chǔ)存部件???4和36中的每個(gè)可以被配 置為發(fā)送和接收遵守HART通信協(xié)議的消息。RTU 12可以經(jīng)由卡34訪問有線現(xiàn)場設(shè)備,并經(jīng) 由卡36以及在至少某些實(shí)施例中的無線接入點(diǎn)40來訪問無線現(xiàn)場設(shè)備22A-22D。
[0039] 為簡單起見,圖1僅例示了一個(gè)主機(jī)、一個(gè)RTU、以及經(jīng)由一個(gè)有線卡和一個(gè)無線卡 耦合到RTU的現(xiàn)場設(shè)備。然而,總體來說,系統(tǒng)10可以包括另外的設(shè)備、通信鏈路、以及通信 網(wǎng)絡(luò)。例如,在某些實(shí)施方式中的系統(tǒng)10可以包括接入點(diǎn)、至其它過程工廠的網(wǎng)關(guān)(例如,經(jīng) 由局域網(wǎng)或企業(yè)廣域網(wǎng))、至外部系統(tǒng)(例如,至互聯(lián)網(wǎng))的網(wǎng)關(guān)、人機(jī)界面(HMI)設(shè)備、服務(wù) 器、數(shù)據(jù)系統(tǒng)(例如,包括過程數(shù)據(jù)庫、歷史庫、等等)、控制器、在控制器中運(yùn)行的輸入/輸出 (I/O)卡、路由器、另外的有線通信網(wǎng)絡(luò)、另外的無線通信網(wǎng)絡(luò)、等等。
[0040]存儲(chǔ)器32可以儲(chǔ)存能夠在處理器30上執(zhí)行的軟件指令和/或固件指令,該指令實(shí) 現(xiàn)了HART層級(jí)報(bào)告模塊50。在操作中,模塊50規(guī)定HART命令的格式并向現(xiàn)場設(shè)備20發(fā)送 HART命令,從現(xiàn)場設(shè)備20接收對(duì)HART命令的響應(yīng),并在主機(jī)14與現(xiàn)場設(shè)備20之間發(fā)送透傳 命令。參照圖4較詳細(xì)地討論了模塊50可以發(fā)送和接收的示例的HART命令。再次指出,HART 設(shè)備和HART命令僅僅是用于傳輸可結(jié)合本公開內(nèi)容的技術(shù)所使用的過程控制信息的標(biāo)準(zhǔn) 的一個(gè)示例。
[0041 ]模塊50可以將關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備20的信息儲(chǔ)存在HART層級(jí)緩存52中,HART層級(jí)緩存52 可以是存儲(chǔ)器32中的任何適當(dāng)?shù)牟糠?。緩?2可以被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或數(shù)個(gè)表格的相關(guān)數(shù)據(jù)庫 或使用任何其它適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在示例的實(shí)施方式中,緩存52針對(duì)現(xiàn)場設(shè)備20中的每個(gè) 現(xiàn)場設(shè)備儲(chǔ)存包括設(shè)備身份、設(shè)備類型、以及設(shè)備標(biāo)簽的相應(yīng)記錄60。設(shè)備身份可以是對(duì)命 令#0的響應(yīng)。如公知的,HART設(shè)備可以報(bào)告8-字符、"短"標(biāo)簽,并且某些(rev 7)HART設(shè)備可 以報(bào)告32-字符、"長"標(biāo)簽。此外,緩存52可以儲(chǔ)存如由RTU 12"看到"的現(xiàn)場設(shè)備的當(dāng)前狀 態(tài)。狀態(tài)例如可以是"現(xiàn)場"或"離線"。在某些實(shí)施例中,模塊50甚至當(dāng)在現(xiàn)場設(shè)備20中的某 些現(xiàn)場設(shè)備處兩個(gè)標(biāo)簽都可用時(shí),也將針對(duì)現(xiàn)場設(shè)備20中的每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的單個(gè)標(biāo)簽儲(chǔ)存 在緩存52中,并向主機(jī)14報(bào)告。
[0042] 除了響應(yīng)于來自主機(jī)14的命令收集設(shè)備信息以外,模塊50或者在RTU 12中運(yùn)行的 另一個(gè)組件可以使用來自設(shè)備20的當(dāng)前信息來使緩存52保持為最新。通常,RTU 12例如可 以接收由現(xiàn)場設(shè)備20發(fā)起的狀態(tài)更新,或者周期性輪詢現(xiàn)場設(shè)備20更新的信息。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施例中,如圖2中例示出的那樣實(shí)現(xiàn)主機(jī)14。主機(jī)100包括耦合到存儲(chǔ)器 104的一個(gè)或多個(gè)處理器102。該一個(gè)或多個(gè)處理器102例如可以是通用中央處理單元 (CPU)。存儲(chǔ)器104可以是可由一個(gè)或多個(gè)處理器102讀取的任何適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存介質(zhì),并可以包 括持久性部件和/或非持久性部件。主機(jī)100還可以包括用戶界面106,包括一個(gè)或多個(gè)顯示 器、觸摸屏、鍵盤、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)等等的任何適當(dāng)?shù)慕M合。操作者(例如設(shè)計(jì)工程師、儀器工 程師、技術(shù)員,等等)可以操作用戶界面106來指定命令并從主機(jī)100接收輸出。此外,主機(jī) 100可以包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 108,經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 108,主機(jī)100可以訪問包 括RTU的遠(yuǎn)程設(shè)備。一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 108可以支持適當(dāng)?shù)挠芯€通信和/或無線通信。
[0044] 存儲(chǔ)器104可以儲(chǔ)存能夠在一個(gè)或多個(gè)處理器102上執(zhí)行的指令以及這些指令在 上面運(yùn)行的數(shù)據(jù)。具體而言,存儲(chǔ)器104可以儲(chǔ)存資產(chǎn)管理系統(tǒng)(AMS)IOO的指令,資產(chǎn)管理 系統(tǒng)110向操作者提供關(guān)于在過程工廠中運(yùn)行的現(xiàn)場設(shè)備的信息,更通常來說,提供關(guān)于現(xiàn) 場設(shè)備在其中運(yùn)行的過程控制工廠的信息。在某些實(shí)施例中,AMS 110可以僅作為對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)過 程控制工廠的各個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)控并控制的分布式軟件系統(tǒng)中的一個(gè)組件來運(yùn)行。存儲(chǔ)器 104還可以儲(chǔ)存被配置為生成和接收遵守HART通信協(xié)議的命令的HART通信控制器112。此 外,存儲(chǔ)器102可以儲(chǔ)存可被實(shí)現(xiàn)為由RTU報(bào)告的設(shè)備身份表的HART設(shè)備身份數(shù)據(jù)116。 [0045]在某些實(shí)施方式中的設(shè)備身份數(shù)據(jù)116包括對(duì)HART命令#0的響應(yīng)。例如,在一個(gè)實(shí) 施例中,主機(jī)100將對(duì)HART命令#0的完整響應(yīng)儲(chǔ)存為設(shè)備身份。設(shè)備身份可以包括展開的設(shè) 備類型代碼、修訂等級(jí)、以及設(shè)備識(shí)別號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中,主機(jī)100僅將設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào)儲(chǔ)存 為設(shè)備身份。更通常來說,在這些實(shí)施例中,設(shè)備身份數(shù)據(jù)116可以包括對(duì)HART命令#0的整 個(gè)響應(yīng),或者響應(yīng)中的任何適當(dāng)?shù)牟糠帧?br>[0046] AMS 110可以包括層級(jí)構(gòu)建器120。在運(yùn)行中,層級(jí)構(gòu)建器120從諸如RTU之類的遠(yuǎn) 程設(shè)備接收設(shè)備身份,將設(shè)備身份儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器104中作為HART設(shè)備身份數(shù)據(jù)116中的部 分,并使用所儲(chǔ)存的設(shè)備身份來有效請求更新的HART設(shè)備信息并從遠(yuǎn)程設(shè)備接收該更新的 HART設(shè)備信息。當(dāng)層級(jí)構(gòu)建器120接收到關(guān)于耦合至某個(gè)RTU的HART設(shè)備的信息(包括所描 述的HART設(shè)備之間的主從關(guān)系)時(shí),層級(jí)構(gòu)建器120可以生成對(duì)設(shè)備層級(jí)的文本表示和/或 視覺表示。
[0047]為了更加清楚,圖3例示了示例的層級(jí)生成引擎150,該層級(jí)生成引擎150可以包括 用于生成上面所討論的現(xiàn)場設(shè)備層級(jí)的某些部件或所有部件。在該實(shí)施方式中的層級(jí)生成 弓丨擎150包括層級(jí)構(gòu)建器152、HART層級(jí)報(bào)告模塊154、HART設(shè)備身份信息156、以及HART層級(jí) 緩存158。根據(jù)某些實(shí)施例,層級(jí)構(gòu)建器152在主機(jī)中運(yùn)行,并且HART層級(jí)報(bào)告模塊154在RTU 或通信地耦合到現(xiàn)場設(shè)備的另一個(gè)適當(dāng)?shù)脑O(shè)備中運(yùn)行。然而,更通常來說,可以以任何適當(dāng) 的方式將模塊152和154分布于兩個(gè)或更多個(gè)機(jī)器中。可以使用軟件、固件、硬件、或者它們 的任何適當(dāng)?shù)慕M合來實(shí)現(xiàn)模塊152和模塊154中的每個(gè)模塊。模塊152和模塊154可以分別利 用數(shù)據(jù)156和數(shù)據(jù)158,可以將數(shù)據(jù)156和數(shù)據(jù)158中的每一個(gè)都儲(chǔ)存在一個(gè)或數(shù)個(gè)存儲(chǔ)模塊 中,并使用任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)156和數(shù)據(jù)158中的每一個(gè)。
[0048] 示例的設(shè)備層級(jí)
[0049] 接下來,圖4示意性地例示了層級(jí)構(gòu)建器120或?qū)蛹?jí)構(gòu)建器152可以構(gòu)造的示例的 層級(jí)200。如上面所指示的,層級(jí)構(gòu)建器120或?qū)蛹?jí)構(gòu)建器152還可以生成對(duì)層級(jí)200的任何 適當(dāng)?shù)囊曈X描述或文本描述。例如,層級(jí)構(gòu)建器120或?qū)蛹?jí)構(gòu)建器152可以在層級(jí)的每個(gè)節(jié) 點(diǎn)處都包括圖形,以例示對(duì)應(yīng)類型的設(shè)備或通信信道。在圖4中,類型202的指示器對(duì)應(yīng)于已 經(jīng)展開的分支,并且類型204的指示器對(duì)應(yīng)于可被展開來例示出另外的節(jié)點(diǎn)和/或子分支的 分支。
[0050] 通常來說,設(shè)備層級(jí)描述了在RTU網(wǎng)絡(luò)中的HART設(shè)備的組織。典型的設(shè)備層級(jí)描述 了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及以下的信息:(i)RTU名稱和類型、(ii)HART卡/模塊、以及(iii)有線信 道。對(duì)于無線HART,層級(jí)可能不會(huì)指定信道,并且可能考慮所有的無線HART設(shè)備位于相同信 道上。對(duì)于在某個(gè)信道上的HART設(shè)備,信息包括設(shè)備標(biāo)簽、設(shè)備主機(jī)路徑、以及對(duì)HART命令# 0的響應(yīng)。然而,在某些實(shí)施例中,可以省略對(duì)HART命令#0的響應(yīng)中的部分。
[0051 ]層級(jí)200例示了在模塊節(jié)點(diǎn)(例如,節(jié)點(diǎn)210)下的以及在信道節(jié)點(diǎn)(例如,節(jié)點(diǎn) 220)下的HART設(shè)備。節(jié)點(diǎn)的部件包括設(shè)備標(biāo)簽和設(shè)備身份信息。如下面更詳細(xì)討論的,HART 設(shè)備可以包括短標(biāo)簽并且在某些情形中還包括長標(biāo)簽。設(shè)備身份信息可以是對(duì)HART命令#0 的響應(yīng)。對(duì)于無線HART設(shè)備,層級(jí)200包括在頂部的HART服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和在下面等級(jí)的無線 HART設(shè)備節(jié)點(diǎn)(例如,節(jié)點(diǎn)240和節(jié)點(diǎn)242)以及無線HART適配器節(jié)點(diǎn)(例如,節(jié)點(diǎn)250和節(jié)點(diǎn) 252)。連接到無線HART適配器的有線設(shè)備可以在層級(jí)200中被表示為子設(shè)備節(jié)點(diǎn)(例如,節(jié) 點(diǎn)260和節(jié)點(diǎn)262)。通常來說,層級(jí)200可以對(duì)應(yīng)于單個(gè)RTU或數(shù)個(gè)RTU,并可以包括任意數(shù)量 的節(jié)點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)表示傳感器、致動(dòng)器、定位器、生成測量結(jié)果或者在過程工廠中執(zhí)行物理 功能的其它設(shè)備、以及服務(wù)器、適配器、路由器、通信信道等等。
[0052] 生成設(shè)備層級(jí)
[0053] 現(xiàn)在參考圖5,消息傳送圖示250例示了主機(jī)252、RTU 254、以及若干現(xiàn)場設(shè)備 256A、256B、……256N(共同被稱為"現(xiàn)場設(shè)備256")之間的示例的信息的流動(dòng)。主機(jī)252可以 類似于上面參照圖1和圖2所討論的主機(jī)14和/或主機(jī)100,RTU 254可以類似于上面參照圖1 和圖2所討論的RTU 12,并且現(xiàn)場設(shè)備256可以類似于上面參照圖1和圖2所討論的現(xiàn)場設(shè)備 20。在圖5中,箭頭表示信息經(jīng)由有線通信信道或無線通信信道在所指示的方向上的流動(dòng)。 每個(gè)箭頭可以對(duì)應(yīng)于單個(gè)指令或消息,或者在某些情形下對(duì)應(yīng)于命令或消息序列。
[0054]在緩存填充階段260期間,主機(jī)252或RTU 254生成用于從現(xiàn)場設(shè)備256收集信息的 命令序列。在隨后的重新構(gòu)建階段262期間,主機(jī)252詢問RTU 254類似的信息,并且RTU 254 從RTU 256本地的存儲(chǔ)器獲取信息,而不需要再次詢問現(xiàn)場設(shè)備256。在例示的實(shí)施例中,主 機(jī)252向RTU發(fā)送穿透HART命令,但在另一個(gè)實(shí)施例中,主機(jī)252可以向RTU 254發(fā)送遵循另 一個(gè)非HART的通信協(xié)議的消息,并且作為響應(yīng),RTU 254可以規(guī)定HART命令的格式并向現(xiàn)場 設(shè)備256發(fā)送該HART命令。再次指出,HART僅僅是用于在現(xiàn)場設(shè)備、控制器、主機(jī)機(jī)器之間交 換過程控制信息的通信協(xié)議的示例,并且在其它實(shí)施例中,設(shè)備252、254、以及256可以使用 其它適當(dāng)?shù)膮f(xié)議。
[0055] 如在圖5中例示出的,在階段260處,主機(jī)252可以針對(duì)現(xiàn)場設(shè)備256A向RTU 254發(fā) 送一個(gè)或幾個(gè)HART命令270。這些HART命令270可以是特定于各個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的,或者可以發(fā) 送單個(gè)HART命令來請求針對(duì)多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)。在主機(jī)252生成命令270之前,主機(jī)252可 能已經(jīng)檢測到已經(jīng)增加了RTU 254,并向RTU 254發(fā)送請求,要求RTU 254識(shí)別RTU 254被配 備具有的有線HART卡或無線HART卡。RTU 254可能已經(jīng)提供了對(duì)主機(jī)252生成命令270來說 是必要的彳目息。
[0056]命令270可以包括(i)命令#0,其請求現(xiàn)場設(shè)備報(bào)告其獨(dú)特身份,(ii)用于從現(xiàn)場 設(shè)備讀取端標(biāo)簽的命令#13,以及當(dāng)長標(biāo)簽可用時(shí),(iii)用于從現(xiàn)場設(shè)備讀取長標(biāo)簽的命 令#20ITU 254可以將命令270作為命令272A傳達(dá)(傳送)給現(xiàn)場設(shè)備256A,并接收響應(yīng) 272B。
[0057] RTU 254可以將接收到的響應(yīng)儲(chǔ)存在緩存中(事件274)。具體來說,RTU 254可以將 設(shè)備身份、設(shè)備類型、以及設(shè)備標(biāo)簽數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中,可以使用本地可存取的存儲(chǔ)器中 的任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫。如果RTU 254被實(shí)現(xiàn)為與圖1中例示出的RTU 12類 似,則HART層級(jí)報(bào)告模塊50可以將該信息儲(chǔ)存在HART層級(jí)緩存52中。RTU 254隨后可以將所 請求的信息作為消息276傳送給主機(jī)252。主機(jī)252反過來可以將設(shè)備身份儲(chǔ)存在本地存儲(chǔ) 器中(事件278)。設(shè)備身份可以包括對(duì)HART命令#0的整個(gè)響應(yīng),或者響應(yīng)中的某個(gè)部分。 [0058] 如在圖5中示意性地例示的,主機(jī)252和RTU 254可以針對(duì)現(xiàn)場設(shè)備256B、……356N 交換類似的消息。簡而言之,在階段260期間,RTU 254從現(xiàn)場設(shè)備256A、256B、……、256N收 集對(duì)HART命令的響應(yīng)并對(duì)該響應(yīng)進(jìn)行緩存,并且主機(jī)252對(duì)設(shè)備的身份進(jìn)行緩存。
[0059] 在事件274和事件278之后的時(shí)間,主機(jī)252可以詢問RTU 254關(guān)于RTU 254耦合到 哪個(gè)HART設(shè)備(消息280) ATU 254可以在本地存儲(chǔ)器中查找設(shè)備信息(事件282)并對(duì)來自 主機(jī)252的詢問(消息284)進(jìn)行響應(yīng),而不是向現(xiàn)場設(shè)備256256A、256B、……256N中的每個(gè) 現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送多個(gè)HART命令。更具體來說,主機(jī)252可以向RTU 254發(fā)送設(shè)備身份,RTU 254 可以使用該設(shè)備身份來查找設(shè)備信息。如果RTU 254不能找到針對(duì)具體設(shè)備的信息,則RTU 254可以經(jīng)由對(duì)應(yīng)的有線HART卡或無線HART卡發(fā)送命令#0。
[0060] 圖6是用于緩存設(shè)備信息的示例的方法300的流程圖,其可以在RTU(例如上面所討 論的RTU 12或RTU 254)中實(shí)現(xiàn)??梢栽谲浖⒐碳?、硬件或其任何適當(dāng)?shù)慕M合中實(shí)現(xiàn)該方 法。
[0061] 方法302在框302處開始,在框302處接收對(duì)HART命令的響應(yīng)并對(duì)該響應(yīng)進(jìn)行緩存。 如上面所討論的,對(duì)于某個(gè)現(xiàn)場設(shè)備,RTU可以儲(chǔ)存設(shè)備標(biāo)簽和設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。RTU還可以 儲(chǔ)存RTU向主機(jī)提供(框304)的設(shè)備身份或者為具有該設(shè)備身份的表格編索引。以這種方 式,主機(jī)可以明確地標(biāo)識(shí)RTU緩存信息所針對(duì)的現(xiàn)場設(shè)備。
[0062] 接下來,在框306處,接收針對(duì)關(guān)于耦合到RTU的某個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的信息的請求。請求 可以包括設(shè)備身份。在框308處,使用設(shè)備身份將關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的信息放置于本地緩存中, 并在框310處向主機(jī)提供關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的信息。如上面所討論的,如果在本地存儲(chǔ)器中無法 找到針對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的信息,可以發(fā)送一個(gè)或數(shù)個(gè)HART命令來詢問現(xiàn)場設(shè)備。例如,可以發(fā)送 HART 命令 #0。
[0063] 另外的替代方案
[0064]通常參考上面的討論,替代方案中的一些方案可以包括從初始層級(jí)構(gòu)建中排除 HART命令#0。換句話說,RTU可以省略對(duì)命令#0的響應(yīng)的傳送,以便加速在主機(jī)處的構(gòu)建層 級(jí)的過程,并提供該信息作為后臺(tái)任務(wù)中的部分,或者在以后的時(shí)間提供該信息。
[0065]此外,根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,主機(jī)基于歷史數(shù)據(jù)顯示初始層級(jí)。主機(jī)隨后開始用于經(jīng) 由一個(gè)或數(shù)個(gè)RTU收集更新的HART設(shè)備信息的后臺(tái)任務(wù)。以這種方式,主機(jī)使用在RTU處和/ 或在主機(jī)處緩存的設(shè)備信息來迅速顯示層級(jí),并根據(jù)新的網(wǎng)絡(luò)配置來更新信息。
[0066] 此外,在一個(gè)實(shí)施方式中,RTU可以針對(duì)連接到RTU的所有HART設(shè)備來緩存HART命 令#0的響應(yīng)。當(dāng)RTU從主機(jī)接收透穿HART消息時(shí),RTU可以使用所緩存的數(shù)據(jù)來對(duì)透穿HART 命令進(jìn)行響應(yīng),而不需要向HART現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送透穿消息。應(yīng)當(dāng)指出,在該實(shí)施例中,主機(jī)不 需要知道RTU是使用所緩存的數(shù)據(jù)來進(jìn)行響應(yīng)還是事實(shí)上重新發(fā)送了透穿HART命令。換句 話說,主機(jī)不需要被具體配置為支持在RTU處的緩存技術(shù)。
[0067] 總論
[0068] 由上可知,將理解的是,本公開內(nèi)容的技術(shù)減小了主機(jī)設(shè)備對(duì)在現(xiàn)場設(shè)備處可用 的外部數(shù)據(jù)的依賴性,并有效地使用了已經(jīng)可用的本地信息。在上面所討論的具體事例中, RTU保持針對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的最新信息,并使用RTU作為透穿設(shè)備來使得在某些情況下,對(duì)于主 機(jī)和現(xiàn)場設(shè)備來說交換HART命令/消息不是必需的。
[0069] 此外,在從遠(yuǎn)程單元獲取靜態(tài)信息花費(fèi)相對(duì)長的時(shí)間并且將來可能請求該信息的 情況下,本公開內(nèi)容的技術(shù)允許設(shè)備將靜態(tài)信息儲(chǔ)存在本地可存取的存儲(chǔ)器中,而不是再 次從遠(yuǎn)程單元請求相同的信息。更具體地來說,在上面所討論的示例的實(shí)施例和場景中,當(dāng) 用戶重新構(gòu)建設(shè)備層級(jí)或者重新連接到仍具有相同HART設(shè)備的RTU時(shí),RTU可以迅速從RTU 本地可存取的存儲(chǔ)器中獲取對(duì)HART命令#0的響應(yīng),并向主機(jī)提供該響應(yīng)。
[0070] 此外,本公開內(nèi)容的技術(shù)降低了數(shù)據(jù)冗余。如上面所討論的,RTU可以儲(chǔ)存對(duì)于在 主機(jī)處生成層級(jí)而言是足夠的單個(gè)(長)標(biāo)簽,而并非保持用于那些支持短標(biāo)簽和長標(biāo)簽兩 者的HART設(shè)備的另外的(短)標(biāo)簽。
[0071 ]除非另外特別聲明,本文中使用諸如"處理"、"計(jì)算"、"運(yùn)算"、"確定"、"識(shí)別"、"呈 現(xiàn)"、"顯示"等等之類的討論可以指代機(jī)器(例如,計(jì)算機(jī))的動(dòng)作或處理,該機(jī)器對(duì)一個(gè)或 多個(gè)存儲(chǔ)器(例如,易失性存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器、或者其組合)、寄存器、或者接收、儲(chǔ)存、 發(fā)送、或顯示信息的其它機(jī)器部件中的被表示為物理(例如,電子、磁性、或光學(xué))量的數(shù)據(jù) 進(jìn)行操縱或變換。
[0072] 當(dāng)在軟件中實(shí)現(xiàn)時(shí),可以將本文中所描述的應(yīng)用、服務(wù)、引擎、例行程序和模塊中 的任何一個(gè)儲(chǔ)存在任何有形的、非暫態(tài)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中,例如存儲(chǔ)在磁盤、激光 盤、固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備、分子記憶儲(chǔ)存設(shè)備、光盤、或其它儲(chǔ)存介質(zhì)上,存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)或處理器的 RAM或ROM中,等等。盡管本文中所公開的示例的系統(tǒng)被公開為除了其它部件之外還包括在 硬件上執(zhí)行的軟件和/或固件,應(yīng)當(dāng)指出,這些系統(tǒng)僅僅是例示性的,并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是 限制性的。例如,預(yù)期到這些硬件、軟件、和固件部件中的一些或者全部可以僅僅被包含在 硬件中,僅僅被包含在軟件中,或者被包含在硬件和軟件的任意組合中。因此,本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將容易領(lǐng)會(huì),所提供的示例并不是用于實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)的唯一方式。
[0073] 因此,盡管已經(jīng)參照具體示例描述了本實(shí)用新型(其旨在僅僅是例示性的,而并非 是對(duì)本實(shí)用新型的限制),但對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將顯而易見的是,可以在不脫離本 實(shí)用新型的精神和范圍的情況下對(duì)所公開的實(shí)施例進(jìn)行改變、增加或刪除。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于為過程工廠構(gòu)建設(shè)備層級(jí)的系統(tǒng),其特征在于,所述過程工廠包括通信地 耦合到代理設(shè)備的中央單元和通信地耦合到所述代理設(shè)備的多個(gè)遠(yuǎn)程單元,所述多個(gè)遠(yuǎn)程 單元包括多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備,所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備中的至少某些現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)物理功 能來控制在所述過程工廠中執(zhí)行的過程,所述系統(tǒng)包括: 通信地耦合到所述代理設(shè)備的層級(jí)生成引擎,所述層級(jí)生成引擎被配置為: 獲取指示所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)遠(yuǎn)程單元的相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息,所述相應(yīng)的設(shè) 備識(shí)別信息被儲(chǔ)存在所述代理設(shè)備處; 將所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息儲(chǔ)存在所述層級(jí)生成引擎能夠存取的本地存儲(chǔ)器中; 使用所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息來構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)中的至少部分,所述設(shè)備層級(jí)指示 所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中所包括的一對(duì)或多對(duì)遠(yuǎn)程單元之間的相應(yīng)的主從關(guān)系;以及 使所構(gòu)建的所述設(shè)備層級(jí)中的至少所述部分對(duì)所述中央單元是能夠存取的。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息包括所述多個(gè)遠(yuǎn) 程單元中所包含的現(xiàn)場設(shè)備的相應(yīng)的設(shè)備類型、相應(yīng)的設(shè)備身份、或者相應(yīng)的設(shè)備標(biāo)簽的 至少其中之一。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息包括所述現(xiàn)場設(shè) 備的所述相應(yīng)的設(shè)備標(biāo)簽,并且其中,所述本地存儲(chǔ)器儲(chǔ)存所述現(xiàn)場設(shè)備的僅一個(gè)設(shè)備標(biāo) 簽,所述一個(gè)設(shè)備標(biāo)簽是所述相應(yīng)的設(shè)備標(biāo)簽。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,被儲(chǔ)存在所述本地存儲(chǔ)器處的所述現(xiàn)場設(shè) 備的所述一個(gè)設(shè)備標(biāo)簽是所述現(xiàn)場設(shè)備的多個(gè)設(shè)備標(biāo)簽中的最長的設(shè)備標(biāo)簽。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述現(xiàn)場設(shè)備是有線現(xiàn)場設(shè)備或無線現(xiàn)場 設(shè)備的其中之一。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其特征在于,所述現(xiàn)場設(shè)備是有線HART現(xiàn)場設(shè)備或無線 HART現(xiàn)場設(shè)備的其中之一。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于: 所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分是所述設(shè)備層級(jí)的至少第一部分,所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別 信息是第一設(shè)備識(shí)別信息,并且所述層級(jí)生成引擎通信地耦合到所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元;并且 所述層級(jí)生成引擎還被配置為: 將在對(duì)所述設(shè)備層級(jí)的至少所述第一部分進(jìn)行所述構(gòu)建之后從所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元發(fā) 送的一個(gè)或多個(gè)通信中所包括的第二設(shè)備識(shí)別信息儲(chǔ)存在所述本地存儲(chǔ)器處;并且 執(zhí)行以下兩項(xiàng)操作的至少其中之一 :(i)重新構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少所述第一部分, 或者(ii)使用所儲(chǔ)存的第二設(shè)備識(shí)別信息來構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少第二部分。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,從所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元發(fā)送的所述一個(gè)或多 個(gè)通信包括HART命令#0消息,并且其中,所述第二設(shè)備識(shí)別信息包括所發(fā)送的對(duì)所述HART 命令#0消息的響應(yīng)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或多個(gè)是所述 多個(gè)遠(yuǎn)程單元的至少第一子集,并且所述層級(jí)生成引擎還被配置為: 在對(duì)所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分進(jìn)行所述構(gòu)建之后從所述代理設(shè)備獲取在所述多 個(gè)遠(yuǎn)程單元的至少第二子集中所包括的每個(gè)遠(yuǎn)程單元的相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)或相應(yīng)的通信狀 態(tài)的至少其中之一;以及 執(zhí)行以下兩項(xiàng)操作的至少其中之一 :i)重新構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分,或者 (ii)使用所述相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)或所述相應(yīng)的通信狀態(tài)中的所述至少一個(gè)來構(gòu)建所述設(shè)備 層級(jí)的至少第二部分。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述層級(jí)生成引擎的至少部分被包括在 所述中央單元中。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述層級(jí)生成引擎的至少部分被包括在 所述代理設(shè)備中。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述代理設(shè)備被包括在多個(gè)代理設(shè)備中, 所述多個(gè)代理設(shè)備中的每個(gè)代理設(shè)備耦合到相應(yīng)的多個(gè)遠(yuǎn)程單元,并且其中,所述層級(jí)生 成引擎還被配置為對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)代理設(shè)備中的每個(gè)代理設(shè)備來構(gòu)建相應(yīng)的設(shè)備層級(jí)的 至少部分。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括:主機(jī),所述主機(jī)被配置為在用戶 界面處提供對(duì)所構(gòu)建的、所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分的顯示。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng),其特征在于,所述層級(jí)生成引擎的至少部分被包括在 所述主機(jī)中。15. -種用于為過程工廠構(gòu)建設(shè)備層級(jí)的設(shè)備,其特征在于,所述過程工廠包括通信地 耦合到代理設(shè)備的中央單元和通信地耦合到所述代理設(shè)備的多個(gè)遠(yuǎn)程單元,所述多個(gè)遠(yuǎn)程 單元包括多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備,所述多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備中的至少某些現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)物理功 能來對(duì)在所述過程工廠中執(zhí)行的過程進(jìn)行控制,所述設(shè)備包括: 用于從所述中央單元處的所述代理設(shè)備獲取所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)遠(yuǎn)程單元的 相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息的裝置,所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)遠(yuǎn)程單元的所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別 信息被儲(chǔ)存在所述代理設(shè)備處; 用于將所獲取的相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息儲(chǔ)存在所述中央單元能夠存取的第一存儲(chǔ)器處 的裝置; 用于使用所儲(chǔ)存的相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息來構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少部分的裝置,所述 設(shè)備層級(jí)指示所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中所包括的一對(duì)或多對(duì)遠(yuǎn)程單元之間的相應(yīng)的主從關(guān)系; 以及 用于將所構(gòu)建的、用于由所述過程工廠中的一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)備使用的所述設(shè)備層級(jí) 的至少所述部分儲(chǔ)存在所述第一存儲(chǔ)器或第二存儲(chǔ)器的至少其中之一中的裝置。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其特征在于,獲取所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的所述每個(gè)遠(yuǎn) 程單元的所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息包括獲取在所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中所包含的現(xiàn)場設(shè)備的 相應(yīng)的設(shè)備類型、相應(yīng)的設(shè)備身份、或者相應(yīng)的設(shè)備標(biāo)簽的至少其中之一。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其特征在于,儲(chǔ)存所獲取的設(shè)備識(shí)別信息包括僅儲(chǔ)存 在所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中所包括的現(xiàn)場設(shè)備的單個(gè)設(shè)備標(biāo)簽。18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其特征在于,獲取所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的所述每個(gè)遠(yuǎn) 程單元的所述相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息包括獲取在所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中所包括的有線現(xiàn)場設(shè) 備或無線現(xiàn)場設(shè)備的相應(yīng)的設(shè)備識(shí)別信息。19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其特征在于,所獲取的設(shè)備識(shí)別信息是第一獲取設(shè)備 識(shí)別信息,并且所述設(shè)備還包括: 用于在使用所述第一獲取設(shè)備識(shí)別信息來構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分之后,獲 取在從所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元發(fā)送的一個(gè)或多個(gè)消息中所包括的第二設(shè)備識(shí)別信息的裝置; 用于將所獲取的第二設(shè)備識(shí)別信息儲(chǔ)存在所述第一存儲(chǔ)器中的裝置;以及 執(zhí)行以下兩項(xiàng)操作的至少其中之一 :(i)重新構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分,或者 (ii)使用所儲(chǔ)存的第二設(shè)備識(shí)別信息來構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少另一部分。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其特征在于,所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程 單元是所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元的至少第一子集,并且所述設(shè)備還包括: 用于從所述代理設(shè)備獲取在所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元的至少第二子集中所包括的每個(gè)遠(yuǎn)程 單元的相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)或相應(yīng)的通信狀態(tài)的至少其中之一的裝置;以及 執(zhí)行以下兩項(xiàng)操作的至少其中之一 :i)重新構(gòu)建所述設(shè)備層級(jí)的至少所述部分,或者 (ii)使用所述相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)或所述相應(yīng)的通信狀態(tài)的至少其中之一來構(gòu)建所述設(shè)備層 級(jí)的至少第二部分。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK205427588SQ201520753345
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年9月25日
【發(fā)明人】N·D·蒂瓦里, R·J·范德阿
【申請人】布里斯托公司 商用名遠(yuǎn)程自動(dòng)化解決方案