專利名稱：過程控制環(huán)境中的過程控制設備的無縫集成的制作方法
技術領域：
本公開一般地涉及過程控制系統(tǒng)，并且更具體地涉及在過程控制系統(tǒng)中的各種不同協(xié)議類型的過程控制設備的無縫集成。
背景技術：
過程控制系統(tǒng)例如在化學、石油或其它過程工廠環(huán)境中使用的過程控制系統(tǒng)一般包括通信地耦接到至少一個主機或操作員工作站并通過模擬、數(shù)字或組合的通信鏈路耦接到一個或多個諸如，例如現(xiàn)場設備的過程控制和測試設備的一個或多個過程控制器。一般的，可以是例如閥、閥定位器、開關、變送器和傳感器(例如，溫度、壓力和流速傳感器)的現(xiàn)場設備，被裝置于過程工廠環(huán)境中并在過程內施行過程控制功能，例如打開或關閉閥，測量過程控制參數(shù)，增加或減少流速，等。附加的，具有計算能力的智能現(xiàn)場設備，諸如兼容公知的F0UNDATI0NTMFieldbus (以后稱〃 Fieldbus")過程控制協(xié)議或者可尋址遠程傳感器高
速通道(HART )過程控制協(xié)議的現(xiàn)場設備也可能執(zhí)行控制計算，報警功能和其他在過程
控制器中通常實施的控制功能。眾所周知的是，在過程控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題通常導致過程工廠的非最優(yōu)化性能(例如，壞的或失靈設備，故障線路等)，并且各種診斷技術已經(jīng)研發(fā)以探測和校正上述問題。例如，很多智能設備，諸如由Fisher Controls International LLC制造的 FieidVue 和ValveLink 設備，具有自診斷能力，其可被用于探測那些設備中的某些問題。這些智能設備的很多也具有自校準程序，其可被用于一旦問題被探測到時，校正問題。 此外，在探測的問題不太容易確定的情況下，一些智能設備能夠發(fā)送警報或其他信號，到控制器和/或主機或操作員工作站以指示設備需要校準，維修等。但是，盡管很多智能現(xiàn)場設備有能力探測和上報與所述智能現(xiàn)場設備自身相關的錯誤，事件等，但它們通常不能診斷與內接于它們的物理網(wǎng)絡相關的問題。例如，智能現(xiàn)場設備一般不能診斷與耦接于所述智能現(xiàn)場設備的通信鏈路(例如，數(shù)字總線)的物理層相關的問題。這樣的問題包括，例如安裝相關問題，諸如線路錯誤(例如斷路或短路，間斷連接，反向極性，等等)，工具的失效箱外物理層組件，不適當?shù)慕拥?例如，在現(xiàn)場中的多個接地，或沒有任何清楚的接地策略等)。這樣的問題還包括安裝后的問題，諸如環(huán)境惡化，例如因為水，組件裸露于過量的光和/或震動，由閃電或現(xiàn)場焊接等導致的猛增損害，由電氣噪聲導致的損害，物理層組件的服務失敗，等等。此外，在很多情況下，設備所作的測量包含過程噪聲，其導致增加的過程可變性。因為噪聲流信號，等級信號和類似的信號，這樣的問題出現(xiàn)。為探測和確定與過程控制系統(tǒng)中通信鏈路相關的物理層爭議，各種獨立的診斷設備，諸如手持現(xiàn)場維護和診斷設備和閉環(huán)診斷設備，已被研發(fā)。但是，如將在下面更詳細描述的是，這些常用診斷設備很難集成到過程控制系統(tǒng)中，并且會消耗過程控制系統(tǒng)的有價值的資源，從而影響到其正常運行。因此，這些通常診斷設備通常負面影響過程控制系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內容
為了便于過程控制系統(tǒng)中的過程控制設備的無縫集成，提供了一種集成的無縫診斷設備和集成的無縫接口設備。在一些實施例中，集成無縫診斷設備收集與一個支持一個過程控制協(xié)議的通信鏈路的運行相關的(或與其相關的問題)的診斷數(shù)據(jù)，而通過支持不同過程控制協(xié)議的另一通信鏈路來傳送所述收集的診斷數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)中的其他實體。因此，由所述集成無縫診斷設備監(jiān)控的通信鏈路的問題可被上報給過程控制系統(tǒng)中的適合的實體，而沒有不需要的延遲。此外，所述被監(jiān)控的通信鏈路的問題可通過可被那些實體(和過程控制系統(tǒng)中的其他實體)理解的過程控制協(xié)議被傳送到所述適合的實體，而不用消耗所述被監(jiān)控的通信鏈路的潛在有價值的資源。在一些實施例中，集成無縫接口設備被用于通過一個通信鏈路收集與物理過程參數(shù)的測量或控制相關的過程控制信息，并使用一個過程控制協(xié)議，并且被用于通過支持不同過程控制協(xié)議的另一通信鏈路傳送收集的過程控制信息到過程控制系統(tǒng)中的其他實體。 例如，過程控制信息可被使用WirelessHART 現(xiàn)場設備收集并可被例如，通過Fieldbus 數(shù)字總線(或ftOfibus鏈路)，傳送到控制器。因此，所述集成無縫接口設備可允許具有 Fieldbus網(wǎng)絡(或ftOfibus網(wǎng)絡)的現(xiàn)有過程控制系統(tǒng)有效地利用WirelessHART ，從而最小化對過程控制系統(tǒng)的結構的改變或者不改變。還有可能的是應用功率譜技術到所述數(shù)據(jù)以確定過程噪聲，如果其未被尋址，導致增加的過程可變性。將所述能力集成到所述接口設備提供了一種機制以在過程情況改變時，跟蹤和探測問題。


圖1表示通常過程控制系統(tǒng)的例子的框圖；圖2表示使用WirelessHART 過程控制協(xié)議以提供在過程控制系統(tǒng)中的通信鏈路的集成無縫診斷的示例過程控制系統(tǒng)的框圖；圖3表示使用HART 過程控制協(xié)議以提供在過程控制系統(tǒng)中的通信鏈路的集成無縫診斷的示例過程控制系統(tǒng)的框圖；圖4表示組合使用HART 過程控制協(xié)議和WirelessHART 過程控制協(xié)議以提供在過程控制系統(tǒng)中的通信鏈路的集成無縫診斷的示例過程控制系統(tǒng)的框圖；圖5表示示例WirelessHART 網(wǎng)絡的框圖；圖6表示能夠在Field數(shù)字總線上執(zhí)行集成無縫診斷的示例過程控制系統(tǒng)的框圖；圖7表示集成無縫診斷設備的示例結構的框圖；圖8表示用于過程控制系統(tǒng)中的示例診斷方法的流程圖；圖9表示集成使用不同過程控制協(xié)議的不同現(xiàn)場設備的示例過程控制系統(tǒng)的框圖；圖10表示集成無縫接口設備的示例結構的框圖；以及圖11表示在Fieldbus和WirelessHART 協(xié)議間示例的參數(shù)映射的時間圖。在各圖中類似參考數(shù)字和標記指示類似元件。
具體實施例方式可提供集成無縫診斷的示例的方法，設備和系統(tǒng)將在下面詳細討論。但是，在討論這些示例的方法，設備和系統(tǒng)前，提供關于通常過程控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)診斷設備的更多細節(jié)是有幫助的。圖1示出了用于，例如在化學，石油或其他過程工廠環(huán)境中的典型的過程控制系統(tǒng)100。所述過程控制系統(tǒng)10包括通過通信連接18連接到一個或多個主工作站或計算機 14(其可以是任意類型的個人計算機，工作站或其他計算機)的一個或多個過程控制器12。 所述通信連接18可以是，例如，以太通信網(wǎng)絡或任何所需類型的私有或公共通信網(wǎng)絡?？刂破?2的每一個，耦接于一個或多個輸入/輸出(I/O)設備20，22，其每一個轉而連接到一個或多個現(xiàn)場設備25-39。盡管圖1所示的兩個控制器12連接到十五個現(xiàn)場設備25-39， 但過程控制系統(tǒng)10可包含任何其他數(shù)量的控制器和任何所需數(shù)量和類型的現(xiàn)場設備。當然，控制器12可以使用與例如標準4-20毫安設備和/或任何過程控制協(xié)議相關聯(lián)的任意所需的硬件和軟件通信地耦接到現(xiàn)場設備25-39。如這里所使用的，術語“過程控制協(xié)議”被定義為工廠自動化協(xié)議，其被設計為與過程控制環(huán)境中的設備以標準化方式相互作用并包含用于傳送過程控制信息(例如，用于校準現(xiàn)場設備和/或重新運行現(xiàn)場設備的命令，輪詢和/或傳送過程變量或測量的機制，等等)的特定機制。示例過程控制協(xié)議包含F(xiàn)ieldbus，Prof ibus,HART , WirelessHART 和ISA無線協(xié)議。繼續(xù)參考圖1，如通常所知，控制器12，其可以是，僅例如，由Fisher-Rosemount Systems, Inc.所售的DeltaV 控制器，實施或監(jiān)視存儲在其上或與之相關的過程控制例程或控制模塊40并與現(xiàn)場設備25-39通信，用于以任何所需方式控制過程。現(xiàn)場設備25-39 可以是任意類型的設備，諸如傳感器，閥，發(fā)射器，定位器，等，而I/O卡20，22可以是兼容任意所需過程控制協(xié)議的I/O設備。在圖1所示的示例過程控制系統(tǒng)100中，現(xiàn)場設備25-27 是通過模擬線與I/O卡22A通信的標準4-20毫安設備。而現(xiàn)場設備觀-31圖示為連接到兼容HART 的I/O設備20A的HART 設備。類似的，現(xiàn)場設備32-39是諸如Fieldbus 現(xiàn)場設備的智能設備，其采用例如Fieldbus協(xié)議通信，通過數(shù)字總線42或44與I/O卡20B 或22B通信。當然，現(xiàn)場設備25-39和I/O卡20和22可以符合除了 4_20毫安，HART 或Fieldbus協(xié)議的任何其他所需的標準或協(xié)議，包括將來開發(fā)的任意標準或協(xié)議。以類似方式，控制器12的每一個實現(xiàn)與一個或多個單元或諸如過程工廠內區(qū)域的其他實體相關的控制模塊40，以在這些單元、區(qū)域等上執(zhí)行運行。在某些情況下，控制模塊的部分可被放置于I/O設備22或20和現(xiàn)場設備25-39中，并被I/O設備22或20和現(xiàn)場設備25-39所執(zhí)行。具體的例子是使用FOUNDATION Fieldbus的現(xiàn)場設備32-39。模塊45或模塊45的部分被表示為放置于1/0卡20A，22B中，并且模塊46或模塊46的部分被表示為放置于現(xiàn)場設備；34和39中。通常的，模塊40，45，46的每一個被構成在一個或多個內部連接的功能塊上，其中每個功能塊是總控制例程的一部分(例如，子例程)并且與其他功能塊共同運行(通過通信調用的鏈接)以實現(xiàn)過程控制系統(tǒng)100內的過程控制環(huán)路。功能塊通常運行諸如與發(fā)送器，傳感器或其他過程參數(shù)測量設備相關的輸入功能，諸如與運行PID，模糊邏輯等控制關聯(lián)的控制功能，或控制某個諸如閥的設備運行的輸出功能的一個，以運行過程控制系統(tǒng)100 內的某些物理功能。當然，混合和其他類型的功能塊也存在。功能塊和模塊可被存儲在控制器12并被控制器12所執(zhí)行，其通常在當這些功能塊被用于或與標準4-20毫安設備和某些類型的智能現(xiàn)場設備相關的情形，或可被存儲在現(xiàn)場設備并被現(xiàn)場設備自身實現(xiàn)，其可能是使用FOUNDATION Fieldbus設備的情形。盡管過程控制系統(tǒng)100這里的描述被提供為使用功能塊控制策略，所述控制策略也被實施或設計為使用諸如梯形邏輯，順序流程圖等的其他慣例并使用任何所需專有的或非專有的編程語言。如上所解釋的，過程控制系統(tǒng)100內的問題可能出現(xiàn)，其可導致過程工廠的非最優(yōu)性能(例如，壞的或失效設備，故障線路等)。具體的，在過程控制系統(tǒng)100內可能出現(xiàn)與各種通信鏈路(例如，數(shù)字總線44)相關的問題。這樣的問題包括，例如安裝相關問題，諸如線路錯誤(例如斷或短路，間斷連接，反向極性，等等)，工具的失效箱外物理層組件，不適當?shù)慕拥?例如，在現(xiàn)場中的多個接地，或沒有任何清楚的接地策略等)。這樣的問題還包括安裝后的問題，諸如環(huán)境惡化，例如因為水，組件的裸露于過量的光和/或震動，由閃電或現(xiàn)場焊接等導致的猛增損害，由電氣噪聲導致的損害，物理層組件的服務失敗，等等。為了探測和確定過程控制系統(tǒng)100中與通信鏈路44相關的物理層爭議，各種診斷設備已經(jīng)被開發(fā)。例如，諸如圖1所示的手持現(xiàn)場維護設備61的手持現(xiàn)場設備，可被有線的連接到通信鏈路(例如，數(shù)字總線64)以探測和診斷鏈路44內的物理層問題。使用手持現(xiàn)場維護設備61，維護人員可由通過手持現(xiàn)場維護設備61提供的聽覺的，視覺的等指示器或者警告而被告知這些問題。但是，這樣的手持現(xiàn)場維護設備61的一個主要缺點是，手持現(xiàn)場維護設備61僅僅間斷的連接到控制系統(tǒng)100的數(shù)字鏈路(諸如數(shù)字總線44)并且不經(jīng)常連接到過程控制網(wǎng)絡100，從而不能足夠迅速地傳送與探測的問題相關的信息到相關的控制器12，操作者工作站14等，以進行有效及時的校正動作。因此，由手持現(xiàn)場維護設備 61探測的問題通常在故障發(fā)生很久之后被探測而通常不能及時得到確定。附加的，手持現(xiàn)場維護設備61通常要求現(xiàn)場中至少一些手動用戶的互動。為克服手持現(xiàn)場維護設備的缺點，閉環(huán)診斷設備或系統(tǒng)諸如圖1所示的閉環(huán)診斷設備62，有時被使用。一般的，通常閉環(huán)診斷設備62耦接于將被監(jiān)控的或診斷的通信鏈路 44，并耦接于外部監(jiān)控計算機63 (例如，筆記本電腦)或耦接于連接到過程控制系統(tǒng)100的另一外部接口。所述外部監(jiān)控計算機63運行診斷和/或監(jiān)控應用以監(jiān)控或診斷通信鏈路 44的運行并且使用用于過程控制(OPC)的目標鏈接和嵌入(OLE)傳送關于通信鏈路44的運行的信息到相關控制器12或操作者工作站12的。因此，當問題發(fā)生時，可被上報到過程控制系統(tǒng)100內適合的實體。但是，盡管通常閉環(huán)診斷設備62相比于手持現(xiàn)場維護設備61，具有一定優(yōu)勢，閉環(huán)診斷設備62被集成到過程控制系統(tǒng)100內仍然很困難，因為需要外部接口，諸如圖1所示的外部監(jiān)控計算機。附加硬件通常導致診斷復雜度的增加，潛在地導致更多和/或更貴的處理部件和更長的處理時間。所述在復雜度上的增加還可能導致更多錯誤和減少診斷信
息可靠性。為克服這些爭議，一些現(xiàn)有的監(jiān)控和診斷通信鏈路44的物理層問題的診斷設備被配置為使用同一通信鏈路44替換外部接口(諸如外部監(jiān)控計算機6 來傳送關于那些問題的信息到相關控制器和工作站。例如，一些這樣的診斷設備(未示出)可被耦接于特
10定Fieldbus數(shù)字總線44，探測在數(shù)字總線44上的問題，并通過相同數(shù)字總線44 (和使用 Fieldbus過程控制協(xié)議)發(fā)送指示問題的數(shù)據(jù)到相關控制器12和工作站14。這樣的診斷設備因此可被如Fieldbus設備一樣集成到過程控制網(wǎng)絡。但是，這些診斷設備的缺點是它們消耗了 Fieldbus數(shù)字總線44的潛在的有價值資源并干涉了數(shù)字總線44的正常運行 (例如，延遲通過數(shù)字總線44的測量數(shù)據(jù)的傳送)。進一步的，這樣的診斷設備要求可使用的Fieldbus數(shù)字總線并因此可能，沒有能力探測或傳送那些使得Fieldbus數(shù)字總線不運行的問題(例如，電源故障)。圖2是表示包含集成無縫診斷能力的示例過程控制系統(tǒng)200的框圖。為了方便集成無縫診斷，過程控制系統(tǒng)200包含集成無縫診斷設備65。一般的，所述集成無縫診斷設備 65收集與支持一種過程控制協(xié)議的一個通信鏈路44的運行(或相關的問題)相關的診斷數(shù)據(jù)并通過支持一個不同過程控制協(xié)議的另一鏈路66傳送所述收集的診斷數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)200內的其他實體。因此，當問題發(fā)生時，由所述集成無縫診斷設備65監(jiān)控的通信鏈路44的問題可被上報給過程控制系統(tǒng)200內的合適實體，而沒有不想要的延遲。此外， 監(jiān)控的通信鏈路44的問題可通過被那些合適的實體(和過程控制系統(tǒng)200內的其他實體) 理解的過程控制協(xié)議被傳送到該合適的實體并且不消耗所述監(jiān)控的通信鏈路44自身的潛在的有價值的資源。在圖2所示的實施例中，過程控制系統(tǒng)200利用WirelessHART 過程控制協(xié)議來提供支持Fieldbus過程控制協(xié)議的通信鏈路的集成無縫診斷。也就是，所述集成無縫診斷設備65收集與支持Fieldbus過程控制協(xié)議的一個通信鏈路44的運行(或相關的問題) 相關的診斷數(shù)據(jù)并通過支持WirelessHART 過程控制協(xié)議的另一鏈路66傳送所述收集的診斷數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)200內的其他實體。因此，所述集成無縫診斷設備65可耦接于 WirelessHART 網(wǎng)絡75并通過所述WirelessHART 網(wǎng)絡75傳送所述收集的診斷數(shù)據(jù)。在所述和類似實施例中，所述集成無縫診斷設備65可被定義為使用合適的描述語言(DDL)和/或設備描述服務(DDS)的標準WirelessHART 現(xiàn)場設備。例如電子設備描述語言(EDDL)可被使用。因此，從過程控制系統(tǒng)200內的各種實體來看，所述集成無縫診斷設備65可如標準智能現(xiàn)場設備而運行，更像是過程控制系統(tǒng)200內的其他智能現(xiàn)場設備 28-39,具有完全的配置，診斷和運行支持。使用EDDL定義所述集成無縫診斷設備65可進一步提供途徑以為所述集成無縫診斷設備65的后續(xù)版本增加特征，同時保持對之前工具和應用的向后兼容。圖3是使用HART 過程控制協(xié)議以提供支持Fieldbus過程控制協(xié)議的通信鏈路的集成無縫診斷的示例過程控制系統(tǒng)300的框圖。圖3的過程控制系統(tǒng)300包含集成無縫診斷設備85，其收集與支持Fieldbus過程控制協(xié)議的一個通信鏈路44的運行(或相關的問題)相關的診斷數(shù)據(jù)并通過支持HART 過程控制協(xié)議的另一鏈路86傳送所述收集的診斷數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)300內的其他實體。因此，所述集成無縫診斷設備85可耦接于兼容HART 的I/O設備，諸如參考圖1描述的兼容HART ι/ο設備20A。在所述和類似實施例中，所述集成無縫診斷設備85可被使用例如EDDL定義為標準HART 沒備。在繼續(xù)集成無縫診斷的討論之前，提供更多關于DDL和DDS的細節(jié)是有幫助的。一般的，DDL是人可讀的語言，其提供協(xié)議，用于描述來自智能設備的數(shù)據(jù)的協(xié)議，與智能設備相關的和從那里找回的數(shù)據(jù)的含義，用于智能設備實施的可用方法，用于與智能設備通信以獲取數(shù)據(jù)的格式，關于設備的用戶接口信息(諸如編輯顯示和菜單)，和用于處理和解釋關于所述智能設備的其他信息所需的數(shù)據(jù)。DDL源文件通常包含由設備開發(fā)者所寫的人可讀的文本。這些文件規(guī)范在設備和通信鏈路或設備連接的主機(例如，總線)間的所有可用信息。一般的，在為設備研發(fā)DDL 源文件中，研發(fā)者使用DDL語言來描述設備的核心或重要參數(shù)特征，同時還提供涉及每個塊、參數(shù)和智能設備的具體特征的組類定義和供應商類定義。一個DDL源文件通常被編譯為二進制形式以產(chǎn)生稱為設備描述(DD)的計算機可讀文件，其可由設備制造者或第三方研發(fā)者提供給用戶從而被存儲在諸如管理系統(tǒng)的主機系統(tǒng)中。在某些情況下，例如，在Fieldbus設備中，DDL源文件可被存儲在智能設備中并被從智能設備中轉發(fā)到主機系統(tǒng)。當主機系統(tǒng)接收針對智能設備的DD目標文件時，它可解碼和解釋所述DD以得到所述設備的接口的完整描述。DDS 是由 Fisher-Rosemount Systems, Inc.禾口 / 或 Rosemount，Inc.研發(fā)禾口提供的用于自動解碼和解釋智能設備的DD的通用軟件系統(tǒng)。更具體的，DDS是例程的圖書館， 其中，當被主機調用時，用來解釋智能設備的DD以提供給主機關于所述智能設備的信息， 包含有關以下項的信息(1)智能設備的建立和配置；(2)與所述智能設備的通信；(3)用戶接口 ；和⑷用于協(xié)同使用所述智能設備的可用方法。DDS相當有用的應用是在主機系統(tǒng)和一個或多個具有相關DDL源文件(和相應DD目標文件)的智能設備間提供一致接口。盡管，DDS, DDL和DD’ S為本領域中通常所知，關于DDL’ s特定功能和格式的更多信息，特別地關于Fieldbus DDL的特定功能和格式的信息，可在名為“hter Operable Systems Project Fieldbus Specification Device Description Language，，(1993)的共同操作系統(tǒng)計劃協(xié)會手冊中找到，其通過引用合并于此。關于HART DDL的類似文件也被 HART通信協(xié)會所提供。再次參考圖2和圖3，盡管圖2的過程控制系統(tǒng)200利用WirelessHART 過程控制協(xié)議而圖3的過程控制系統(tǒng)300利用HART 協(xié)議，本領域中技術人員可以理解， HART 和WirelessHART 的組合也可以被利用提供集成無縫診斷。例如，圖4是使用 HART 過程控制協(xié)議和WirelessHART 過程控制協(xié)議以提供支持Fieldbus過程控制協(xié)議的通信鏈路的集成無縫診斷的示例過程控制系統(tǒng)400的框圖。圖4的過程控制系統(tǒng)400包含集成無縫診斷設備95，其收集與支持Fieldbus過程控制協(xié)議的一個通信鏈路 44的運行(或相關的問題)相關的診斷數(shù)據(jù)并通過組合使用HART 過程控制協(xié)議和 WirelessHART 協(xié)議傳送所述收集的診斷數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)400內的其他實體。例如， 所述集成無縫診斷設備95可使用例如EDDL定義為標準HART 設備。附加的，所述集成無縫診斷設備95可通過有線鏈路(或有線網(wǎng)絡)97通信地耦接于WirelessHART 適配器 95并且所述WirelessHART 適配器95可轉而通過WirelessHART 鏈路(或網(wǎng)絡)98通信地耦接于WirelessHART 網(wǎng)關99。所述WirelessHART 網(wǎng)關99可通信地耦接于以太通信網(wǎng)絡，諸如參考圖1所述的以太通信網(wǎng)絡18。可以被理解的是所述HART 過程控制協(xié)議和設備以及WirelessHART 過程控制協(xié)議和設備可被用于除了圖4所示外的各種組合以提供過程控制系統(tǒng)中的通信鏈路的集成無縫診斷。盡管描述每一可能組合不太實際(如果不是不可能的話)，WirelessHART 過程控制協(xié)議的下述討論將幫助本領域技術人員了解不脫離本公開范圍的一些這樣組合。 但是，需要理解的是，WirelessHART 協(xié)議在本領域中是公知的并且在出版的、分發(fā)的、以及包括可從HART通信協(xié)會(一個總部設在Austin，Texas的非盈利組織)獲得的大量條款、 手冊和規(guī)范中有描述。圖5是示例WirelessHART 網(wǎng)絡514的框圖。在某些實施例中，示例 WirelessHART 網(wǎng)絡514可作為圖2的過程控制系統(tǒng)200中的WirelessHART 網(wǎng)絡75。因此，為便于說明，WirelessHART 網(wǎng)絡514將參照圖2來描述。但是，可以理解的是，圖2的過程控制系統(tǒng)200可利用不同于圖5所示的WirelessHART 網(wǎng)絡514的WirelessHART 網(wǎng)絡75。類似的，可以理解的是，WirelessHART 網(wǎng)絡514可被用于除了圖2所示之外的設備和系統(tǒng)。WirelessHART 網(wǎng)絡514可以通過網(wǎng)關522耦接于過程控制系統(tǒng)200的以太通信網(wǎng)絡18。網(wǎng)關522可以實現(xiàn)為單獨的器件，作為插入到主機或工作站14的擴展槽的卡，或作為基于PLC或基于DCS系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)的一部分，或以其他方式。網(wǎng)關522提供在過程控制系統(tǒng)200內運行的應用對WirelessHART 網(wǎng)絡514的各種設備的訪問。除了協(xié)議和命令轉換外，網(wǎng)關522提供由WirelessHART 網(wǎng)絡514的調度算法的時隙和超幀(多組在時間上相等劃分的通信時隙)使用的同步時鐘。在某些實施例中，圖5所示的網(wǎng)關522可類似于圖4所示W(wǎng)irelessHART 網(wǎng)關99。在某些情況下，網(wǎng)絡具有超過一個網(wǎng)關522。在這種情況下，網(wǎng)關被作為冗余或備份設備對待。此外，如圖5所示，網(wǎng)絡514可具有超過一個網(wǎng)絡接入點525。這些多個接入點525可被用于通過提供用于WirelessHART 網(wǎng)絡和過程控制系統(tǒng)200或外界間通信的附加帶寬以提高網(wǎng)絡的有效吞吐量和可靠性。換而言之，網(wǎng)關設備522可基于WirelessHART 網(wǎng)絡內的網(wǎng)關通信需要從合適的網(wǎng)絡服務請求帶寬。當系統(tǒng)是可運行時，網(wǎng)關522可進一步再評估所需帶寬。例如，網(wǎng)關522可接收來自WirelessHART 網(wǎng)絡外的主機的提取大量數(shù)據(jù)的請求。網(wǎng)關設備522然后可從諸如網(wǎng)絡管理器的專用服務請求附加帶寬以滿足所述事務。在所述事務完成后，網(wǎng)關522可以請求釋放不需要的帶寬。在一些實施例中，網(wǎng)關522被功能性的劃分為虛擬網(wǎng)關5M和一個或多個網(wǎng)絡接入點525。網(wǎng)絡接入點525可以是與網(wǎng)關522有線通信的分立的物理設備以增加 WirelessHART 網(wǎng)絡514的帶寬和總可靠性。但是，盡管圖5表示在物理分立的網(wǎng)關522和接入點525間的有線連接526，應當理解的是，部件522-5 也可被提供為集成設備。因為網(wǎng)絡接入點525可以物理地與網(wǎng)關設備522分離，接入點525可被策略性地放置于幾個不同位置中。除了增加帶寬，多個接入點525可通過對在一個或多個接入點中的一個的潛在的差的信號質量進行補償以增加網(wǎng)絡的整體可靠性。具有多個接入點525，一旦在一個或多個接入點525處出現(xiàn)錯誤，還可提供冗余。網(wǎng)關522可以附加地包含網(wǎng)絡管理器軟件模塊527和安全管理器軟件模塊528。 在另一個實施例中，網(wǎng)絡管理器527和/或安全管理器5 可以在過程控制系統(tǒng)200內的一個主機14上運行。網(wǎng)絡管理器527可用于網(wǎng)絡的配置，在WirelessHART 現(xiàn)場設備間計劃通信(即，配置超幀)，路由表的管理，和監(jiān)控以及上報WirelessHART 網(wǎng)絡514的健康狀況。雖然冗余網(wǎng)絡管理器527被支持，可以預期的是，對于每個WirelessHART 網(wǎng)絡 514，應該僅有一個活動網(wǎng)絡管理器527。還應當理解的是，網(wǎng)絡管理器527可跨越超過一個
13WirelessHART 網(wǎng)絡 514。再次參考圖5，WirelessHART 網(wǎng)絡514可包含一個或多個現(xiàn)場設備530-538。如上所解釋的，一般的，過程控制系統(tǒng)包含諸如閥、閥定位器、開關和傳感器(例如，溫度、壓力和流速傳感器)、泵、風扇等的現(xiàn)場設備，用于在過程內施行控制功能，例如打開或關閉閥， 和測量過程參數(shù)。在WirelessHART 通信網(wǎng)絡514中，現(xiàn)場設備530-538是WirelessHART 包的生產(chǎn)者和消費者。WirelessHART 網(wǎng)絡514可使用這樣的過程控制協(xié)議，該過程控制協(xié)議提供類似于諸如圖2所示的有線HART 設備28-31的有線HART 設備的可操作性能。所述協(xié)議的應用可包含過程數(shù)據(jù)監(jiān)控，關鍵數(shù)據(jù)監(jiān)控(具有更嚴格的性能要求)，校準，設備狀態(tài)和診斷監(jiān)控，現(xiàn)場設備故障查找，委任和監(jiān)視過程控制。這些應用要求WirelessHART 網(wǎng)絡 514使用當需要時能提供快速更新的協(xié)議，當要求時能移動大量數(shù)據(jù)，和支持為了委任和維護工作而暫時加入WirelessHART 網(wǎng)絡514的網(wǎng)絡設備。在一個實施例中，支持WirelessHART 網(wǎng)絡514的網(wǎng)絡設備的有線協(xié)議是 HART 的擴展，一個被廣泛接受的工業(yè)標準，其保持有線環(huán)境的簡單工作流和實踐。根據(jù)本實施例，通過簡單的增加新的設備描述，用于有線HART 設備的相同工具可以輕易地適用于無線設備。以這種方式，WirelessHART 協(xié)議平衡了使用HART 獲得的經(jīng)驗和知識，以最小化訓練和簡化維護和支持。一般而言，使協(xié)議適用于無線應用是方便的，從而在設備上運行的大多數(shù)應用不會“意識”到從有線網(wǎng)絡到無線網(wǎng)絡的轉換。清楚地，這樣的透明性極大地減少了升級網(wǎng)絡的成本和，更普遍地，可用于這些網(wǎng)絡的研發(fā)和支持設備的成本。HART 的無線擴展的一些附加收益包括提供接入到測量(這些測量使用有線設備很難得到或者是昂貴的)，提供從系統(tǒng)軟件配置和運行工具的能力，這些系統(tǒng)軟件可被安裝在掌上電腦、手持和工作站等。另一個受益是能夠通過各種通信技術發(fā)送來自無線設備的診斷警告到中心位置的診斷中心。例如，每個熱交換器可以配備WirelessHART 現(xiàn)場設備，并且當熱交換器探測到問題時，終端用戶和提供者可被警告。還有另一受益是能夠監(jiān)控呈現(xiàn)嚴重健康和安全問題的情況。例如，WirelessHART 現(xiàn)場設備可被安裝在路上的洪水帶，并被用于警告當局和駕駛者關于水的級別。另外的受益包含獲得更寬范圍的診斷警告，和存儲WirelessHART 現(xiàn)場設備的趨向和計算值，因此當?shù)皆O備的通信被建立時， 這些值可被轉發(fā)到主機。從而，WirelessHART 協(xié)議能提供用于主機應用的技術以具有無線接入到已有的HART使能現(xiàn)場設備，并支持應用電池供電的、僅無線HART使能的現(xiàn)場設備。WirelessHART 協(xié)議可被用于建立用于過程應用的無線通信標準，并可以進一步擴展 HART 通信的應用，并且通過增強HART 技術以支持無線過程自動化應用來擴展其給工業(yè)帶來的益處。再次參考圖5，現(xiàn)場設備530-536可以是WirelessHART 現(xiàn)場設備。換而言之，現(xiàn)場設備530，532，534或536可被提供為支持WirelessHART 協(xié)議棧的所有層的完整單元。 現(xiàn)場設備530可以是WirelessHART 流量計，現(xiàn)場設備532可以是WirelessHART 壓力傳感器，現(xiàn)場設備5；34可以是WirelessHART 閥定位器，現(xiàn)場設備536可以是WirelessHART 壓力傳感器。重要的是，WirelessHART 現(xiàn)場設備530-536是HART 沒備，其支持用戶對有線HART 協(xié)議的所有期望。本領域技術人員可以理解，11八尺丁@協(xié)議的一個核心力量是它的嚴格交互操作性要求。在某些實施例中，所有WirelessHART 設備包含核心強制性能力以允許相當?shù)脑O備類型不需要損害系統(tǒng)運行而被交換。進一步的，WirelessHART 協(xié)議是向后兼容于HART 核心技術，諸如設備描述語言(DDL)。在優(yōu)選實施例中，所有HART 設備都應該支持DDL，其保證終端用戶迅速地具有開始使用WirelessHART 協(xié)議的工具。在另一方面，現(xiàn)場設備538可以是舊系統(tǒng)4-20毫安設備或有線HART 設備。現(xiàn)場設備538可以，例如，通過諸如圖4所示的WirelessHART 適配器96的WirelessHART 適配器(WHA) 550連接到WirelessHART 網(wǎng)絡514。附加的，WHA 550可以支持其他通信協(xié)議， 諸如FOUNDATION Fieldbus，PROFIBUS, DeviceNet，等。在這些實施例中，WHA550 在協(xié)議棧的較低層上支持協(xié)議轉換。附加的，可以預期的是，單個WHA 550也可作為復用器運行并支持多介HART 或非HART設備。附加的，WirelessHART 網(wǎng)絡514可包含路由器設備560，其是從一個網(wǎng)絡設備轉發(fā)包到另一個網(wǎng)絡設備的網(wǎng)絡設備。作為路由器設備的網(wǎng)絡設備使用內部的路由表以決定它應該轉發(fā)具體包到哪個網(wǎng)絡設備。獨立路由器諸如路由器560在那些WirelessHART 網(wǎng)絡514上的所有設備都支持路由的實施例中可能是不需要的。但是，增加專用的路由器560 到網(wǎng)絡可能是有益的(例如，以擴展網(wǎng)絡，或節(jié)省網(wǎng)絡中現(xiàn)場設備的能量)。所有直接連接到WirelessHART 網(wǎng)絡514的設備可被稱為網(wǎng)絡設備。具體的， WirelessHART 現(xiàn)場設備530-536，適配器550，路由器560，網(wǎng)關522和接入點525是，為了路由和計劃目的，WirelessHART 網(wǎng)絡514的網(wǎng)絡設備或節(jié)點。為了提供十分穩(wěn)定和容易擴展的網(wǎng)絡，可以預期的是所有網(wǎng)絡設備可支持路由并且每個網(wǎng)絡設備可通過其HART地址被全局標識。網(wǎng)絡管理器527可包含網(wǎng)絡設備的完整列表并為每個設備分配一個短的、網(wǎng)絡唯一的16比特的昵稱。附加的，每個網(wǎng)絡設備可存儲關于更新率、連接會話和設備資源的信息。簡而言之，每個網(wǎng)絡設備保持關于路由和計劃的最近的信息。當新設備加入到網(wǎng)絡或網(wǎng)絡管理器探測到或發(fā)起在WirelessHART 網(wǎng)絡514的拓撲或調度上的一個改變時， 網(wǎng)絡管理器527傳送該信息到網(wǎng)絡設備。進一步，每個網(wǎng)絡設備可存儲和保持該網(wǎng)絡設備在聽操作中所識別的鄰居設備的列表。一般而言，一個網(wǎng)絡設備的鄰居是任意類型的另一個網(wǎng)絡設備，該另一個網(wǎng)絡設備潛在地能夠根據(jù)對應的網(wǎng)絡強制的標準建立與網(wǎng)絡設備的連接。對于WirelessHART 網(wǎng)絡514，連接是無線連接。但是，應當理解的是，鄰居設備也可以是以有線方式連接到具體設備的網(wǎng)絡設備。如稍后將被討論的，網(wǎng)絡設備通過廣告、或在指定時隙中被發(fā)送的具體消息提升它們被其他網(wǎng)絡設備的發(fā)現(xiàn)。網(wǎng)絡設備可操作地連接到具有一個或多個鄰居的 WirelessHART 網(wǎng)絡514，網(wǎng)絡設備可基于廣告信號的強度或其他原則選擇鄰居。再次參考圖5，通過直接無線連接565連接的一對網(wǎng)絡設備中，每個設備將另一個認作是鄰居。因此， WirelessHART 網(wǎng)絡514的網(wǎng)絡設備可形成大量的連接565。在兩個網(wǎng)絡設備間建立直接無線連接565的可能性和愿望通過諸如節(jié)點間的物理距離、節(jié)點間的障礙物、在這兩個節(jié)點的每一個處的信號強度等幾個因素來確定。進一步，兩個或多個直接連接565可在不能形成直接無線連接565的節(jié)點間形成路徑。每個無線連接565其特征為關于傳輸?shù)念l率、接入到無線資源的方法等的一大組參數(shù)。本領域技術人員可以認識到，一般地，無線通信協(xié)議可以在指定的頻率上運行，諸如那些被美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)分配的，或在無線頻譜的未許可部分0.4GHz)上。盡管這里討論的系統(tǒng)和方法可被應用到在任何指定頻率或頻率范圍上運行的無線網(wǎng)絡，下面討論的實施例涉及在無線頻譜的未許可或共享部分上運行的WirelessHART 網(wǎng)絡514。根據(jù)該實施例，WirelessHART 網(wǎng)絡514可容易地被激活和調整至在所需的特定未許可頻率范圍上運行。對于使用未許可頻帶的無線網(wǎng)絡協(xié)議，共存是核心要求因為可能存在多種通信設備和接口資源。因此，為成功的傳送，使用無線協(xié)議的設備必須與使用該頻帶的其他設備共存。共存一般定義了一個系統(tǒng)的能力以在其他系統(tǒng)有能力運行它們的任務的給定共享環(huán)境中執(zhí)行任務，其中各種系統(tǒng)可使用或不可使用相同組的規(guī)則。在無線環(huán)境中共存的一個要求是協(xié)議能夠當環(huán)境中存在干涉時保持通信。另一個要求是協(xié)議應該對其他通信系統(tǒng)產(chǎn)生盡可能小的干涉和破壞。換言之，具有周圍無線環(huán)境的無線系統(tǒng)的共存的問題有兩個主要方面。共存的第一個方面是系統(tǒng)影響其他系統(tǒng)的方式。例如，系統(tǒng)的操作者或開發(fā)者可詢問一個發(fā)送器發(fā)送的信號對接近于該系統(tǒng)運行的其他無線系統(tǒng)有什么影響。更具體的，操作者可以詢問當每次發(fā)射器打開時該發(fā)射器是否擾亂了一些其他無線設備的通信，或詢問發(fā)射器是否花費了過多時間在空中而事實上“獨占”了頻帶。熟悉無線通信的人應當認同，理想地，每個發(fā)射器應該是沒有其他發(fā)射器注意的“沉默的鄰居”。盡管這些完美的特性是極少的，如果有、 可獲取的，產(chǎn)生其他無線通信系統(tǒng)可相當好的運行的共存環(huán)境的無線系統(tǒng)可以被稱為“好鄰居”。無線系統(tǒng)的共存的第二個方面是系統(tǒng)在其他系統(tǒng)或無線信號源存在時可相當好的運行的能力。具體的，系統(tǒng)的穩(wěn)定性可能依賴于系統(tǒng)阻止在接收器處的干涉的程度，依賴于接收器是否因為附近的RF能量源容易過載，依賴于接收器容忍偶然位丟失的程度，和類似因素。在某些工業(yè)中，包括過程控制工業(yè)，有很多無線通信系統(tǒng)的重要潛在應用。在這些應用中，數(shù)據(jù)丟失通常是不允許的。在噪聲或動態(tài)無線環(huán)境中能夠提供可依賴通信的無線系統(tǒng)可以被稱為“容忍鄰居”。共存(部分上)依賴于有效地使用自由度的三個方面時間，頻率和距離。通信可能是成功的當它發(fā)生在1)當干涉源(或其他通信系統(tǒng))是安靜的時間；2)與干涉不同的頻率；或幻充分遠離干涉源的位置。盡管這些因素的單個可被用于在無線頻譜的共享部分上提供通信調度，考慮這些因素的兩個或三個的組合能提供高度的可靠性，安全性和速度。集成無縫診斷設備570A、570B，諸如，或類似于參考圖1_4所述的集成無縫診斷設備65、85、95，可以各種方式耦接于WirelessHART 網(wǎng)絡514。作為一個例子，被定義為WirelessHART 現(xiàn)場設備的集成無縫診斷設備570A(類似于圖2的集成無縫診斷設備65)可以無線方式耦接于WirelessHART 網(wǎng)絡514。附加的，或替換的，被定義為有線 HART 設備的集成無縫診斷設備570B(類似于圖4的集成無縫診斷設備％)可以通過 WirelessHART 適配器550至少部分地以有線方式耦接于WirelessHART 網(wǎng)絡514。例如，非限制性地，已經(jīng)參考圖2-4描述的集成無縫診斷技術參考與Fieldbus數(shù)字總線相關的診斷問題而被考慮。因此，提供更多關于以下的細節(jié)將是有幫助的=Fieldbus 協(xié)議，與該協(xié)議相關的物理層，基于所述協(xié)議配置的現(xiàn)場設備，和發(fā)生在使用該Fieldbus 協(xié)議的過程控制系統(tǒng)(諸如過程控制系統(tǒng)100-400)中的通信發(fā)生的方式。然而，應該理解的是，F(xiàn)ieldbus協(xié)議在本領域中是公知的，并且在出版的、分發(fā)的、以及在可以從包括 Fieldbus通信協(xié)會(一個總部設在Austin，Texas的非盈利組織)可獲得的大量條款、手冊和規(guī)范中有詳細描述。圖6示出了具有能力在Field數(shù)字總線644上執(zhí)行集成無縫診斷的示例過程控制系統(tǒng)600的框圖。Field數(shù)字總線644(其可以是類似于如圖1-4所示的數(shù)字總線44)包含傳遞能量到Field數(shù)字總線670的電源70。Fieldbus數(shù)字總線644進一步包含耦接現(xiàn)場設備36-39到Fieldbus數(shù)字總線644的連接塊和端接器672 (也被稱為接線集線器或 “集線器”)。更進一步，F(xiàn)ieldbus數(shù)字總線644包含耦接Fieldbus數(shù)字總線644的各種組件(例如，電源670和接線集線器672)到Fieldbus控制器12的I/O設備20B的物理鏈路 674。盡管圖6所示的物理鏈路674是雙絞線，物理鏈路674也可以是共軸電纜，光纖鏈路，寸寸。集成無縫診斷設備650A-650C，諸如，或類似于參考圖2-4所述的集成無縫診斷設備65、85、95，可以各種方式耦接于Fieldbus數(shù)字總線644。例如，集成無縫診斷設備650A 可通過電源670耦接于Fieldbus數(shù)字總線644。集成無縫診斷設備650B也可通過I/O設備 20B耦接于Fieldbus數(shù)字總線644。進一步的，集成無縫診斷設備650C也可通過Fieldbus 數(shù)字總線644的物理鏈路674耦接于Fieldbus數(shù)字總線644。Fieldbus數(shù)字總線644，在某些實施例中，或在某些模式的運行中，可能不包含上述參考圖6描述的一個或多個組件或，替換地，可能不使用上述組件的每一個。進一步，可以理解的是，這些描述的部件的一些可被組合或相反地，分成更小的組件。例如，電源670 可集成于Fieldbus控制器20A。更進一步，F(xiàn)ieldbus數(shù)字總線644可包括附加的組件和/ 或模塊(例如，重發(fā)器)，為了易于闡述，未示出在圖6中。圖7是表示集成無縫診斷設備700的示例結構的框圖。一般的，所述集成無縫診斷設備700包含診斷接口 740和通信接口 730。該診斷接口 740被配置為通信的耦接于一個通信鏈路(例如，F(xiàn)ieldbus數(shù)字總線)以收集與第一通信鏈路相關的診斷信息，并且該通信接口 730被配置為通信地耦接于另一通信鏈路(例如，支持HART 或WirelessHART 協(xié)議的通信鏈路)以通過該通信鏈路傳送指示所述收集的診斷信息的數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)中除了該集成無縫診斷設備700外的實體。依賴于用于收集和傳送診斷信息的過程控制協(xié)議的組合，集成無縫診斷設備700 可包含合適的協(xié)議棧。例如，如果用作圖2所示的實施例中的集成無縫診斷設備65，集成無縫診斷設備700可包含被Fieldbus (或Profibus)協(xié)議使用的Fieldbus協(xié)議棧750和被 WirelessHART 協(xié)議使用的WirelessHART 協(xié)議棧760。集成無縫診斷設備700還可包含用于提供在這兩個過程控制協(xié)議間的映射(例如，參數(shù)映射)協(xié)議映射器770。在一些實施例中，被Fieldbus (或Profibus)協(xié)議使用的協(xié)議棧和被WirelessHART 協(xié)議使用協(xié)議?？晒蚕響脤印Ｔ摴蚕淼膽脤涌杀挥糜谔峁┰谶@兩個過程控制協(xié)議間的映射。圖8表示用于過程控制系統(tǒng)，例如，諸如圖2-4中所示的過程控制系統(tǒng)200-400中的示例診斷方法800的流程圖。方法800包含定義集成無縫診斷設備(諸如圖2-7中所示的集成無縫診斷設備)作為使用EDDL的標準設備(塊810)。在集成無縫診斷設備被定義后，方法800包含通過集成無縫診斷設備的診斷接口通信地耦接到過程控制系統(tǒng)中的第一通信鏈路，其中該第一通信鏈路被配置為使用第一過程控制協(xié)議傳送過程控制信息(塊 820)。第一過程控制協(xié)議的一個例子是Fieldbus過程控制協(xié)議。方法800進一步包含，通過診斷接口，收集與第一通信鏈路的運行相關的診斷信息(塊830)。一旦診斷信息被收集，方法800包含，通過診斷設備的通信接口，通信地耦接于不同于第一通信鏈路的第二通信鏈路，其中第二通信鏈路被配置為使用第二過程控制協(xié)議傳送信息(塊840)。例如，第二過程控制協(xié)議可以是HART 過程控制協(xié)議， WirelessHART 過程控制協(xié)議，或者兩者的組合。方法800進一步包含通過通信接口經(jīng)由第二通信鏈路和使用第二過程控制協(xié)議傳送指示所述收集的診斷信息的數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)中除了所述集成無縫診斷設備700 外的實體(例如，控制器，工作站，等等)的數(shù)據(jù)(塊850)。一般的，第一過程控制協(xié)議和第二過程控制協(xié)議是不同的工業(yè)自動化協(xié)議，并且每個過程控制協(xié)議具有用于傳送過程控制信息的具體機制。盡管上述的各種示例無縫集成技術已經(jīng)以診斷為背景進行了討論，本領域技術人員可以理解，所描述的技術(和類似技術)可被用于其他背景。例如，如將在下面討論的， 無縫集成技術可被用于集成使用不同過程控制協(xié)議的不同現(xiàn)場設備到同一過程控制系統(tǒng)。圖9是表示集成使用不同過程控制協(xié)議的不同現(xiàn)場設備的示例過程控制系統(tǒng)900 的框圖。為集成使用不同過程控制協(xié)議的不同現(xiàn)場設備，過程控制系統(tǒng)900包含集成無縫接口設備965。一般的，集成無縫接口設備965被用于通過一個通信鏈路966并使用一個過程控制協(xié)議收集與物理過程參數(shù)的測量或控制相關的過程控制信息，并且被用于通過支持不同過程控制協(xié)議的另一通信鏈路44傳送收集的過程控制信息到過程控制系統(tǒng)900中的其他實體。例如，在圖9所示的實施例中，過程控制信息可被使用WirelessHART 現(xiàn)場設備910-920 (耦接于WirelessHART 網(wǎng)絡975)收集，并通過Fieldbus數(shù)字總線44被傳送到例如控制器12。因此，集成無縫接口設備965可允許具有Fieldbus網(wǎng)絡(或ibus 網(wǎng)絡)的現(xiàn)有過程控制系統(tǒng)以有效地利用WirelessHART 以最小化對過程控制系統(tǒng)的結構的改變或不改變過程控制系統(tǒng)的結構。那就是，從過程控制系統(tǒng)的角度看，集成無縫接口設備965可以作為常規(guī)Fieldbus (或Profibus)現(xiàn)場設備來運行。盡管圖9所示的實施例中，過程控制信息被使用WirelessHART 現(xiàn)場設備910-920 收集，并通過Fieldbus數(shù)字總線44被傳送到控制器12，本領域技術人員應當理解，其他過程控制協(xié)議的組合也能被使用。例如，過程控制信息可以使用WirelessHART 現(xiàn)場設備 910-920收集，并可通過ftOfibus通信鏈路被傳送到控制器12。依賴于用于收集和傳送診斷信息的過程控制協(xié)議的組合，集成無縫接口設備 965可包含合適的協(xié)議棧。例如，如圖9所示的實施例中，集成無縫接口設備965可包含被Fieldbus (或Profibus)協(xié)議使用的Fieldbus協(xié)議棧和被WirelessHART 協(xié)議使用的協(xié)議棧。但是，在一些實施例中，被Fieldbus (或ftOfibus)協(xié)議使用的協(xié)議棧和被 WirelessHART 協(xié)議使用協(xié)議?？晒蚕響脤?。所述共享應用層可被用于提供在這兩個過程控制協(xié)議間的映射(例如，參數(shù)映射)。圖10表示集成無縫接口設備1000的示例結構的框圖。一般的，集成無縫接口設備1000包含過程控制接口 1040和通信接口 1030。過程控制接口 1040被配置為通信的耦接于一個通信鏈路，并使用所述一個通信鏈路(例如，通過WirelessHART 現(xiàn)場設備和/或網(wǎng)絡)收集與物理過程參數(shù)的測量或控制相關的過程控制信息。通信接口 1030被配置為通信地耦接于另一通信鏈路(例如，F(xiàn)ieldbus數(shù)字總線)以通過所述另一通信鏈路傳送指示收集的過程控制信息的數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)中的除了集成無縫接口設備1000的其他實
18體。依賴于用于收集和傳送診斷信息的過程控制協(xié)議的組合，集成無縫接口設備1000 可包含合適的協(xié)議棧。例如，如果如圖9所示的實施例中的集成無縫接口設備965，集成無縫接口設備1000可包含被Fieldbus (或ftOfibus)協(xié)議使用的Fieldbus協(xié)議棧1050和被WirelessHART 協(xié)議使用的WirelessHART 協(xié)議棧1060。集成無縫接口設備1000還可包含用于提供在這兩個過程控制協(xié)議間的映射(例如，參數(shù)映射)協(xié)議映射器1070。在一些實施例中，被Fieldbus (或Profibus)協(xié)議使用的協(xié)議棧和被WirelessHART協(xié)議使用協(xié)議棧可共享應用層。所述共享應用層可被用于提供在這兩個過程控制協(xié)議間的映射。圖11表示在Fieldbus和WirelessHART 協(xié)議間參數(shù)的示例映射1100的時間圖。 在某些實施例中，來自WirelessHART 協(xié)議現(xiàn)場設備的參數(shù)可被映射到集成無縫接口設備 1000內的Fieldbus功能塊應用層。從包含集成無縫接口設備1000的控制系統(tǒng)的角度看， 被安裝在現(xiàn)場并通過Fieldbus部分連接的集成無縫接口設備1000可被作為通常包含功能塊的Fieldbus設備。與WirelessHART 現(xiàn)場設備相關的測量或致動器可在FFIO塊中反映。報警探測可通過Fieldbus標準定義的AI，DI或PID塊的標準報警特征完成。附加的， 可以建立PlantWeb報警，用于對集成無縫接口設備1000和通過集成無縫接口設備1000連接的WirelessHART 現(xiàn)場設備。通信信道和它與WirelessHART 現(xiàn)場設備標簽的相關性可被合適協(xié)議棧使用，以將功能塊和WirelessHART 現(xiàn)場設備相關聯(lián)。由Fieldbus和ibus要求的信息可通過由HART命令周期地傳送的參數(shù)而獲得。作為例子，HART命令9可包含狀態(tài)和多至八個設備或動態(tài)參數(shù)。之后這些參數(shù)可通過Fieldbus功能信道參數(shù)被映射到Fieldbus功能塊上。由WirelessHART 規(guī)范定義的網(wǎng)絡管理器可被放置于集成無縫接口設備中，諸如圖10的集成無縫接口設備1000。因此，對于集成無縫接口設備來說，自動產(chǎn)生用于無線通信的超幀是可能的。當控制系統(tǒng)支持現(xiàn)場控制時，可能要求沒有用戶干涉。被要求用于 WirelessHART 網(wǎng)絡管理的通信計劃可基于由控制系統(tǒng)寫入到設備的參數(shù)在所述集成無縫接口設備中自動生成。例如，WirelessHART 計劃可從Fieldbus協(xié)會或被下載到集成無縫接口設備的ftOfibus計劃中自動生成。以這種方式，同步集成無縫接口設備中的功能塊的執(zhí)行和由WirelessHART 現(xiàn)場設備支持的測量和輸出時隙時間是可能的。附加的，或替換的，為監(jiān)控和計算應用(或如果控制系統(tǒng)不支持現(xiàn)場控制)，計劃可由集成無縫接口設備從控制系統(tǒng)寫入到定義與所述無線應用相關聯(lián)的通信要求的資源塊的參數(shù)生成。如果僅有一些WirelessHART 現(xiàn)場設備被集成無縫接口設備所支持，計劃可以相對簡單，最小化中繼的數(shù)量和相關的能量消耗。在某些情況下，WirelessHART 現(xiàn)場設備可具有被用于建立，校準和診斷設備的運行的各種參數(shù)。替代在集成無縫接口設備中保存所有參數(shù)，集成無縫接口設備可被設計為允許由控制系統(tǒng)傳送到集成無縫接口設備的HART命令被自動地轉發(fā)到相關聯(lián)的 WirelessHART 現(xiàn)場設備。這樣的通過(pass-through)通信可被與控制系統(tǒng)相關聯(lián)的資源管理器包使用。一旦這些資源管理應用支持WirelessHART ，支持集成無縫接口設備所需的改變可以是很小的。—般而言，這里描述的任何接口設備可以任何所要求方式收集(其包含測量，確定，探測，生成或另外獲取)定義或與被監(jiān)控的通信鏈路，諸如Fieldbus鏈路的診斷情況相
19關的診斷信息。一般的，診斷接口可監(jiān)控在所述監(jiān)控通信鏈路上的一個或多個信號或數(shù)據(jù)傳輸并且可基于這些信號的內容或質量或兩者來探測所述監(jiān)控通信鏈路的診斷情況。例如，診斷接口可以收集或者確定診斷信息，該診斷信息的形式是監(jiān)控的通信鏈路上存在的一個或多個線路錯誤。探測這些線路錯誤可包含識別在該監(jiān)控的通信鏈路上的一個或多個不正確的線路連接，或斷開的電路或短路的電路，或間斷的線路連接或在線路連接中的反極性。附加的或替換的，診斷接口可以收集或確定診斷信息，該診斷信息的形式是基于與所述監(jiān)控通信鏈路相關的協(xié)議要求，標識在監(jiān)控通信鏈路上有太多或太少端接器，可以收集或確定診斷信息，該診斷信息的形式是標識連接到監(jiān)控的通信鏈路的另一設備的物理層中的故障或在連接到監(jiān)控的鏈路的一個或多個設備的任何其他“內存不足”(out of the box) 故障，和/或可以收集或確定診斷信息，該診斷信息的形式是標識在監(jiān)控的通信鏈路上存在一個或多個接地錯誤或在監(jiān)控的鏈路上不存在任何清楚的接地策略。當然，可以替代地或者同時收集或確定其他類型的診斷信息。在某些情況下，這些類型的診斷信息的每一個可基于監(jiān)控的通信鏈路上存在的信號的一些特征或者質量而確定，包含監(jiān)控的通信鏈路上信號的上升和下降次數(shù)，監(jiān)控的通信鏈路上信號的電壓或電流水平，監(jiān)控的通信鏈路上信號的極性或相位等。實際上，存在很多已知方法，用于基于監(jiān)控的通信鏈路上的信號的一個或多個特征或質量探測診斷情況， 并且該診斷接口可基于在通信鏈路上被監(jiān)控的或存在的信號的特性，實現(xiàn)任何這些或其他用于探測各種診斷情況的已知技術。附加的，這里描述的診斷接口可存儲和執(zhí)行一個或多個診斷應用，其中這些診斷應用可在時間上分析信號，或可分析在監(jiān)控的通信鏈路上存在的大量不同信號或數(shù)據(jù)傳輸 (例如，與在時間上相同的信號或不同信號相關聯(lián))以確定一個或多個與監(jiān)控的通信鏈路相關聯(lián)的診斷情況。例如，如圖4-10所示，在這些圖中的診斷接口設備可存儲一個或多個應用1200或具有實施分析從監(jiān)控的通信鏈路收集的數(shù)據(jù)或信號一個或多個應用的應用層 1200。在一些實施例中，應用1200可對監(jiān)控的鏈路上的過程控制信息的功率譜分析，其可以包含在監(jiān)控的通信鏈路上的任何信號。在一個實施例中，功率譜分析可被用于識別不同的頻率和它們對測試的過程控制信號的功率貢獻。這種類型的功率譜分析可被用于識別或探測過程控制信號中的過程噪聲(例如，通過探測不具有顯著頻譜貢獻的頻率處的功率， 等)。例如，在信號中某個頻率處的功率可指示罐內流體的晃動。當然，還有許多其他類型或例子的過程噪聲，其可從在監(jiān)控的通信鏈路上的一個或多個信號功率譜所確定。一般的，在這些情況下，診斷接口可存儲應用1200并在處理器上執(zhí)行應用1200 到診斷接口設備以基于從監(jiān)控的通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)確定診斷信息。如上所述，應用 1200可執(zhí)行從監(jiān)控的通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)的功率譜分析，可運行以探測在監(jiān)控的通信鏈路上的任何所需類型的噪聲(例如，指示不合適接地電氣設備的噪聲)，或可為監(jiān)控的通信鏈路探測(例如，確定)一個或多個性能指示器，其中一個或多個性能指示器的每一個指示在監(jiān)控的通信鏈路上的通信的性能的質量或測量。這些性能指示器可包含，例如，通信錯誤率(在監(jiān)控的鏈路上)，總線利用率，通信延遲時間等。上述的各種設備(和類似設備)的功能的至少一些可被使用硬件，執(zhí)行固件指令和/或軟件指令的處理器(諸如圖7中的處理器710和圖10的處理器1010)，或上述的任意組合而實現(xiàn)?？杀谎b載到固件的應用的一個例子是功率譜分析。通過以這種方式包括功率譜分析，探測過程噪聲是可能的。另外，以這種方式集成的分析允許診斷模塊來監(jiān)控當過程被在運行范圍內移動的問題。當使用執(zhí)行軟件或固件指令的處理器實現(xiàn)時，軟件或固件指令可以存儲在任何計算機可讀存儲器中(例如圖7的存儲器720和圖10的存儲器1020)， 諸如磁盤、光盤或其它存儲介質，在RAM或ROM或閃存中，處理器，硬盤驅動，光盤驅動，磁帶驅動等。類似的，軟件或固件指令可被使用任何已知的或所需的傳遞方法傳遞到用戶或系統(tǒng)，包括，例如，在計算機可讀盤或其它可轉換的計算機存儲機制或通過通信介質。通信介質通常以調制數(shù)據(jù)信號，例如載波，或其他傳輸機制的形式包含計算機可讀指令，數(shù)據(jù)結構，程序模塊或其他數(shù)據(jù)。術語“調制的數(shù)據(jù)信號”是指一個或多個特征以編碼信息于信號中的形式設定或改變的信號。例如，而并不限于，通信介質包括有線介質諸如有線網(wǎng)絡或直接線路連接，和無線介質諸如聲學的、射頻的、紅外的或其它無線介質。因此，該軟件或固件指令可通過諸如電話線，DSL線，有線電視線，光纖線，無線通信信道，網(wǎng)絡等通信信道被傳遞到用戶或系統(tǒng)(其被視為與通過可傳輸?shù)拇鎯橘|提供這樣軟件相同或者可互換)。軟件或固件指令可包含當被處理器執(zhí)行時使處理器運行各種動作的機器可讀指令。當以硬件實現(xiàn)時，硬件可包含一個或多個獨立組件，集成電路和專用集成電路 (ASIC)等。盡管前述文字給出了幾個可在過程控制環(huán)境中提供集成無縫診斷的示例方法，設備和系統(tǒng)的詳細描述，應當理解的是，說明書的法律范圍由在本公開的最后給出的權利要求的詞語所限定。詳細描述僅是示例性的而并不描述任何可能實施例，因為描述每個可能的實施例將是不實際的，如果不是不可能的話。使用當前技術或在本專利提交日之后的研發(fā)的技術，能夠實現(xiàn)多種替換實施例，其仍落入權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種用于過程控制系統(tǒng)的接口設備，所述過程控制系統(tǒng)包含配置為使用第一過程控制協(xié)議傳送信息的第一通信鏈路，不同于所述第一通信鏈路的配置為使用第二過程控制協(xié)議傳送信息的第二通信鏈路，其中，至少一個現(xiàn)場設備耦接于所述第一通信鏈路，所述至少一個現(xiàn)場設備配置為控制或測量物理過程參數(shù)，所述接口設備包括過程控制接口，其配置為通信地耦接于所述第一通信鏈路以收集與所述物理過程參數(shù)的測量或控制相關的過程控制信息；診斷應用，其在所述接口設備上執(zhí)行以分析所述收集的過程控制信息，以確定與所述第一通信鏈路或通信地耦接于所述第一通信鏈路的設備相關的診斷情況；以及通信接口，其配置為通信地耦接于所述第二通信鏈路以通過所述第二通信鏈路并使用所述第二過程控制協(xié)議來傳送所述診斷情況，到所述過程控制系統(tǒng)中除了所述接口設備外的實體；其中所述第一過程控制協(xié)議和所述第二過程控制協(xié)議是不同的工業(yè)自動化協(xié)議，所述第一過程控制協(xié)議和所述第二過程控制協(xié)議的每一個具有針對傳送過程控制信息的特定機制。
2.根據(jù)權利要求1所述的接口設備，其特征在于，所述第一過程控制協(xié)議支持無線通
3.根據(jù)權利要求1所述的接口設備，其特征在于，所述第一過程控制協(xié)議是 WirelessHART 協(xié)議。
4.根據(jù)權利要求1所述的接口設備，其特征在于，所述第二通信鏈路是Fieldbus數(shù)字總線，并且其中所述第二過程控制協(xié)議是Fieldbus過程控制協(xié)議。
5.根據(jù)權利要求1所述的接口設備，其特征在于，所述診斷應用是可執(zhí)行的，以進行所述過程控制信息的功率譜分析。
6.根據(jù)權利要求5所述的接口設備，其特征在于，所述功率譜分析識別不同的頻率和它們對測量的過程控制信號的功率貢獻。
7.根據(jù)權利要求5所述的接口設備，其特征在于，所述功率譜分析識別不同的頻率和它們對測量的過程控制信號的功率貢獻以探測所述過程控制信號中的過程噪聲。
8.根據(jù)權利要求1所述的接口設備，其特征在于，所述診斷應用執(zhí)行以基于所述過程控制信息探測所述第一通信鏈路上的噪聲。
9.根據(jù)權利要求1所述的接口設備，其特征在于，所述診斷應用執(zhí)行以探測所述第一通信鏈路上的噪聲，所述噪聲指示不正確地接地的電氣裝置。
10.根據(jù)權利要求1所述的接口設備，其特征在于，所述診斷應用執(zhí)行以基于所述過程控制信息探測與所述第一通信鏈路相關的一個或多個性能因子。
11.根據(jù)權利要求10所述的接口設備，其特征在于，所述一個或多個性能因子包括通信錯誤率或總線使用率。
12.一種過程控制系統(tǒng)，包括第一通信鏈路，其配置為使用第一過程控制協(xié)議傳送過程控制信息；第二通信鏈路，其不同于所述第一通信鏈路并配置為使用第二過程控制協(xié)議傳送過程控制信息；以及診斷設備，其包括診斷接口，其通信地耦接于所述第一通信鏈路并配置為收集或確定與所述第一通信鏈路的運行相關的診斷信息；以及通信接口，其通信地耦接于所述第二通信鏈路并配置為，通過所述第二通信鏈路并使用所述第二過程控制協(xié)議來傳送指示所述收集的診斷信息的數(shù)據(jù)，到所述過程控制系統(tǒng)中除了所述診斷單元外的實體；其中所述第一過程控制協(xié)議和所述第二過程控制協(xié)議是不同的工業(yè)自動化協(xié)議，所述第一過程控制協(xié)議和所述第二過程控制協(xié)議的每一個具有針對傳送過程控制信息的特定機制。
13.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二通信鏈路是無線鏈路，并且其中所述第二過程控制協(xié)議支持無線通信。
14.根據(jù)權利要求13所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二通信鏈路包括設置在所述通信接口和所述過程工廠中除了所述診斷單元外的所述實體間的無線網(wǎng)關，并且其中所述無線網(wǎng)關配置為在所述支持無線通信的第二過程控制協(xié)議和支持有線通信的通信協(xié)議間翻譯。
15.根據(jù)權利要求14所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二通信鏈路包括設置在所述診斷設備和所述無線網(wǎng)關間的WirelessHART 適配器，并且其中所述 WirelessHART 適配器配置為在所述HART 協(xié)議和所述WirelessHART 協(xié)議間翻譯。
16.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷設備和所述第二通信協(xié)議支持可尋址遠程傳感器高速通道(HART )協(xié)議。
17.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷設備和所述第二通信協(xié)議支持WirelessHART 過程控制協(xié)議。
18.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷設備被定義為使用電子設備描述語言(EDDL)的標準設備。
19.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷接口收集或確定診斷信息，所述診斷信息是所述第一通信鏈路上存在的一個或多個線路錯誤的形式。
20.根據(jù)權利要求19所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述一個或多個線路錯誤包括在所述第一通信鏈路上的不正確的線路連接，或斷開的電路或短路的電路，或間斷的線路連接或在線路連接中的反極性的標識。
21.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷接口收集或確定針對信息，所述診斷信息是基于與所述第一通信鏈路相關的協(xié)議要求標識在所述第一通信鏈路上有太多或太少端接器的形式。
22.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷接口收集或確定診斷信息，所述診斷信息是標識連接到所述第一通信鏈路的另一設備的物理層中的故障的形式。
23.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷接口收集或確定診斷信息，所述診斷信息是標識在所述第一通信鏈路上存在一個或多個接地錯誤的形式。
24.根據(jù)權利要求12所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷接口執(zhí)行應用以基于從所述第一通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)來確定所述診斷信息。
25.根據(jù)權利要求M所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述應用執(zhí)行從所述第一通信鏈路收集的所述多條數(shù)據(jù)的功率譜分析。
26.根據(jù)權利要求M所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述應用運行以探測在所述第一通信鏈路上的噪聲。
27.根據(jù)權利要求M所述的過程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述應用運行以探測對于所述第一通信鏈路的一個或多個性能指示器，所述一個或多個性能指示器的每一個指示在所述第一通信鏈路上的通信的性能的質量。
28.一種用于過程控制系統(tǒng)的診斷設備，所述過程控制系統(tǒng)包括配置為使用第一過程控制協(xié)議傳送信息的第一通信鏈路，不同于所述第一通信鏈路的配置為使用第二過程控制協(xié)議傳送信息的第二通信鏈路，所述診斷設備包括診斷接口，其配置為通信地耦接于所述第一通信鏈路以收集或產(chǎn)生與所述第一通信鏈路的運行相關的診斷信息；以及通信接口，其配置為通信地耦接于所述第二通信鏈路以通過所述第二通信鏈路并使用所述第二過程控制協(xié)議來傳送指示所述收集的診斷信息的數(shù)據(jù)，到所述過程控制系統(tǒng)中除了所述診斷設備外的實體；其中所述第一過程控制協(xié)議和所述第二過程控制協(xié)議是不同的工業(yè)自動化協(xié)議，所述第一過程控制協(xié)議和所述第二過程控制協(xié)議的每一個具有針對傳送過程控制信息的特定機制。
29.根據(jù)權利要求觀所述的診斷設備，其特征在于，所述第一通信鏈路是Fieldbus數(shù)字總線，并且其中所述第一過程控制協(xié)議是Fieldbus過程控制協(xié)議。
30.根據(jù)權利要求四所述的診斷設備，其特征在于，所述Fieldbus數(shù)字總線包括電源， 并且其中所述診斷接口配置為通信地耦接于所述電源。
31.根據(jù)權利要求觀所述的診斷設備，其特征在于，所述第二過程控制協(xié)議是 HART 過程控制協(xié)議或WirelessHART 過程控制協(xié)議。
32.根據(jù)權利要求觀所述的診斷設備，其特征在于，所述第二過程控制協(xié)議是 HART 過程控制協(xié)議和WirelessHART 過程控制協(xié)議的組合。
33.根據(jù)權利要求28所述的診斷設備，其特征在于，所述診斷接口收集或確定診斷信息，所述診斷信息是所述第一通信鏈路上存在的一個或多個線路錯誤的形式。
34.根據(jù)權利要求33所述的診斷設備，其特征在于，所述一個或多個線路錯誤包括在所述第一通信鏈路上的不正確的線路連接，或斷開的電路或短路的電路，或間斷的線路連接或在線路連接中的反極性的標識。
35.根據(jù)權利要求觀所述的診斷設備，其特征在于，所述診斷接口收集或確定診斷信息，所述診斷信息是基于與所述第一通信鏈路相關的協(xié)議要求標識在所述第一通信鏈路上有太多或太少端接器的形式。
36.根據(jù)權利要求觀所述的診斷設備，其特征在于，所述診斷接口收集或確定診斷信息，所述診斷信息是標識連接到所述第一通信鏈路的另一設備的物理層中的故障的形式。
37.根據(jù)權利要求觀所述的診斷設備，其特征在于，所述診斷接口收集或確定診斷信息，所述診斷信息是標識在所述第一通信鏈路上存在一個或多個接地錯誤的形式。
38.根據(jù)權利要求觀所述的診斷設備，其特征在于，所述診斷接口執(zhí)行應用以基于從所述第一通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)來確定所述診斷信息。
39.根據(jù)權利要求38所述的診斷設備，其特征在于，所述應用執(zhí)行從所述第一通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)的功率譜分析。
40.根據(jù)權利要求38所述的診斷設備，其特征在于，所述應用運行以探測在所述第一通信鏈路上的噪聲。
41.根據(jù)權利要求38所述的診斷設備，其特征在于，所述應用運行以探測對于所述第一通信鏈路的一個或多個性能指示器，所述一個或多個性能指示器的每一個指示在所述第一通信鏈路上的通信的性能的質量。
42.一種用于過程控制系統(tǒng)的診斷方法，所述方法包括通過診斷設備的診斷接口，通信地耦接到所述過程控制系統(tǒng)中的第一通信鏈路，其中所述第一通信鏈路配置為使用第一過程控制協(xié)議傳送過程控制信息；通過所述診斷接口，收集與所述第一通信鏈路的運行相關的診斷信息；通過所述診斷設備的通信接口，通信地耦接到不同于所述第一通信鏈路的第二通信鏈路，其中所述第二通信鏈路配置為使用第二過程控制協(xié)議傳送信息；以及通過所述通信接口，通過所述第二通信鏈路并使用所述第二過程控制協(xié)議，傳送指示所述收集的診斷信息的數(shù)據(jù)到所述過程控制系統(tǒng)中除了所述診斷設備外的實體；其中所述第一過程控制協(xié)議和所述第二過程控制協(xié)議是不同的工業(yè)自動化協(xié)議，所述第一過程控制協(xié)議和所述第二過程控制協(xié)議的每一個具有針對傳送過程控制信息的特定機制。
43.根據(jù)權利要求42所述的方法，其特征在于，進一步包括定義所述診斷設備為使用電子設備描述語言(EDDL)的標準設備。
44.根據(jù)權利要求42所述的方法，其特征在于，所述第二通信鏈路是無線鏈路，并且其中所述第二過程控制協(xié)議支持無線通信。
45.根據(jù)權利要求42所述的方法，其特征在于，收集與所述第一通信鏈路的運行相關的診斷信息包括監(jiān)控在所述第一通信鏈路上的一個或多個信號并基于所述一個或多個監(jiān)控的信號確定所述診斷信息為所述第一通信鏈路的診斷情況。
46.根據(jù)權利要求45所述的方法，其特征在于，確定所述診斷信息為所述第一通信鏈路的診斷情況包括確定所述第一通信鏈路上存在的一個或多個線路錯誤的形式的所述診斷信息。
47.根據(jù)權利要求46所述的方法，其特征在于，所述一個或多個線路錯誤包括在所述第一通信鏈路上的不正確的線路連接，或斷開的電路或短路的電路，或間斷的線路連接或在線路連接中的反極性的標識。
48.根據(jù)權利要求45所述的方法，其特征在于，確定所述診斷信息為所述第一通信鏈路的診斷情況包括確定基于與所述第一通信鏈路相關的協(xié)議要求標識在所述第一通信鏈路上有太多或太少端接器的形式的所述診斷信息。
49.根據(jù)權利要求45所述的方法，其特征在于，確定所述診斷信息為所述第一通信鏈路的診斷情況包括確定標識連接到所述第一通信鏈路的另一設備的物理層中的故障的形式的所述診斷信息。
50.根據(jù)權利要求45所述的方法，其特征在于，確定所述診斷信息為所述第一通信鏈路的診斷情況包括確定標識在所述第一通信鏈路上存在一個或多個接地錯誤的形式的所述診斷信息。
51.根據(jù)權利要求45所述的方法，其特征在于，確定所述診斷信息為所述第一通信鏈路的診斷情況包括在所述診斷接口中執(zhí)行應用以基于從所述第一通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)來確定所述診斷信息。
52.根據(jù)權利要求51所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述應用包括執(zhí)行從所述第一通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)的功率譜分析。
53.根據(jù)權利要求51所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述應用包括分析從所述第一通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)以探測在所述第一通信鏈路上的噪聲。
54.根據(jù)權利要求51所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述應用包含分析從所述第一通信鏈路收集的多條數(shù)據(jù)以確定對于所述第一通信鏈路的一個或多個性能指示器，所述一個或多個性能指示器的每一個指示在所述第一通信鏈路上的通信的性能的質量。
全文摘要
本公開涉及過程控制系統(tǒng)和用于過程控制系統(tǒng)的診斷設備以及接口設備。為了便于過程控制系統(tǒng)中的過程控制設備的無縫集成，集成無縫診斷設備收集與支持一個過程控制協(xié)議的通信鏈路的運行相關的(或與其相關的問題)的診斷數(shù)據(jù)而通過支持不同過程控制協(xié)議的另一通信鏈路來傳送所述收集的診斷數(shù)據(jù)到過程控制系統(tǒng)中的其他實體。因此，由所述集成無縫診斷設備監(jiān)控的通信鏈路的問題發(fā)生時可被上報給過程控制系統(tǒng)中的適合的實體，并且沒有不需要的延遲。此外，所述被監(jiān)控的通信鏈路的問題可通過可被那些實體(和過程控制系統(tǒng)中的其他實體)理解的過程控制協(xié)議被傳送到所述適合的實體，而不用消耗所述被監(jiān)控的通信鏈路的潛在有價值的資源。
文檔編號G05B23/02GK102375453SQ20111022733
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權日2010年8月4日
發(fā)明者C·A·斯科特, D·施萊斯, M·J·尼克松 申請人:費希爾-羅斯蒙特系統(tǒng)公司