網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和過程控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被分配有一個(gè)公布時(shí)隙，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括：過程控制設(shè)備，用于產(chǎn)生過程控制數(shù)據(jù)；操作的耦合到所述過程控制設(shè)備的處理器，用于獲得所述產(chǎn)生的過程控制數(shù)據(jù)；以及操作的耦合到所述過程控制系統(tǒng)包括的網(wǎng)絡(luò)的連接，用于在所述公布時(shí)隙期間向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述過程控制數(shù)據(jù)。
【專利說明】網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和過程控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一般地涉及在過程控制網(wǎng)絡(luò)或者系統(tǒng)中公布數(shù)據(jù)或者事件，更特別地，涉及由過程控制網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備延遲對(duì)數(shù)據(jù)或者事件的公布。
【背景技術(shù)】
[0002]過程控制網(wǎng)絡(luò)中所包括的當(dāng)前已知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會(huì)被分配公布時(shí)機(jī)，以向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送或者公布過程控制數(shù)據(jù)。在所分配的公布時(shí)機(jī)內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會(huì)確定過程控制數(shù)據(jù)的當(dāng)前值并且向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送或者公布該當(dāng)前值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]與之相比，本申請(qǐng)可以捕獲發(fā)生在所分配的公布時(shí)隙之間的過程控制數(shù)據(jù)并將其公布。因而與不具備延遲公布的系統(tǒng)相比較，本申請(qǐng)可以用更全面和更適當(dāng)方式來控制過程。本申請(qǐng)對(duì)至少下列方面進(jìn)行了探討:
[0004]一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其通信地耦合到過程控制系統(tǒng)，包括:
[0005]到所述過程控制系統(tǒng)包括的網(wǎng)絡(luò)的連接；
[0006]公布器，用于在分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙內(nèi)向所述過程控制系統(tǒng)中的所述網(wǎng)絡(luò)公布數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于在所述過程控制系統(tǒng)中被控制的過程；和
[0007]存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)條目的緩存，所述一個(gè)或多個(gè)條目中的每個(gè)條目包括所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)的值，以及包括相應(yīng)的時(shí)間戳，
[0008]其中所述公布器被觸發(fā)經(jīng)由所述連接、并在所述公布時(shí)隙內(nèi)向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存中的特定條目的內(nèi)容，所述特定條目的內(nèi)容包括對(duì)應(yīng)于發(fā)生在所述公布時(shí)隙之前的時(shí)間階段的特定時(shí)間戳。
[0009]如前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述緩存的所述一個(gè)或多個(gè)條目對(duì)應(yīng)于所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的采樣速率。
[0010]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述采樣速率是可配置的。
[0011]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述公布時(shí)隙包括在分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多個(gè)公布時(shí)隙中，并且
[0012]其中所述緩存的至少一個(gè)條目包括相應(yīng)時(shí)間戳，所述時(shí)間戳指示發(fā)生在第一公布時(shí)隙出現(xiàn)之后和緊隨所述第一公布時(shí)隙的第二公布時(shí)隙出現(xiàn)之前的時(shí)間階段。
[0013]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述網(wǎng)絡(luò)支持HART協(xié)議。
[0014]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述HART協(xié)議是無線HART協(xié)議。
[0015]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于過程控制事件。
[0016]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制事件對(duì)應(yīng)于一種特定的狀態(tài)，所述特定的狀態(tài)包括在兩個(gè)或更多的狀態(tài)的組中。
[0017]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所述公布時(shí)隙由耦合到所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理器來指示，其中所述公布器被觸發(fā)以經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)向所述網(wǎng)絡(luò)管理器公布所述條目的所述內(nèi)容。
[0018]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中存儲(chǔ)在所述緩存中的所述條目是存儲(chǔ)在所述緩存中的最舊的活躍條目，所述最舊的活躍條目基于包括在所述最舊的活躍條目中的所述時(shí)間戳來確定，并且在公布之后停用所述最舊的活躍條目。
[0019]一種由過程控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備延遲公布數(shù)據(jù)的方法，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括任何前述的方面，并且所述方法包括:
[0020]在所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處接收分派給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙的指示，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備耦合到所述過程控制系統(tǒng)中包括的網(wǎng)絡(luò)；
[0021]獨(dú)立于所述公布時(shí)隙的出現(xiàn)，在所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于在所述過程控制系統(tǒng)中被控制的過程；
[0022]在所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的緩存條目中，存儲(chǔ)待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)和所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳；
[0023]觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)，包括確定所述緩存中的最舊的條目；和
[0024]由所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存中的最舊條目的內(nèi)容。
[0025]如前述方面的所述方法，其中獲得所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)至少包括:獲得所述過程相關(guān)事件對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，或者獲得所述過程相關(guān)參數(shù)的值。
[0026]如任何前述方面的所述方法，其中獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)包括，隨著時(shí)間的推移，依照所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的采樣速率獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)值，在所述緩存的所述條目中存儲(chǔ)待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)以及該數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的所述時(shí)間戳包括，在所述緩存的不同條目存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)的所述多個(gè)數(shù)值中的每個(gè)值和所述每個(gè)值對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳。
[0027]如前述方面的所述方法，還包括配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的所述采樣速率。
[0028]如前述方面的所述方法，其中獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)包括，依照所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的采樣速率來獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)，并且所述公布時(shí)隙再出現(xiàn)的速率小于所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的所述采樣速率。
[0029]如前述方面的所述方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)是無線HART網(wǎng)絡(luò)，并且其中向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存中的所述最舊的條目的所述內(nèi)容包括，使用無線HART協(xié)議向耦合到所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理器發(fā)送所述緩存中的所述最舊的條目的所述內(nèi)容。
[0030]如任何前述方面的所述方法，其中:
[0031]所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可工作在第一模式和第二模式；
[0032]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在所述第一模式時(shí)，觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)包括，在所述公布時(shí)隙內(nèi)觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)，向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存的所述最舊的條目的所述內(nèi)容包括，在所述公布時(shí)隙內(nèi)向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存的所述最舊的的條目的所述內(nèi)容；和
[0033]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在所述第二模式時(shí)，觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)是對(duì)確定所述緩存的所述最舊的條目的停止，也是對(duì)向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存中的所述最舊的的條目的所述內(nèi)容的停止，所述觸發(fā)公布包括確定所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)的當(dāng)前值，并在所述公布時(shí)隙內(nèi)向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)的所述當(dāng)前值。[0034]如任何前述方面的所述方法，更進(jìn)一步地包括配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以工作在所述第一模式，或者配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以工作在所述第二模式中的至少一個(gè)。
[0035]如任何前述方面的所述方法，其中:
[0036]觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)包括，在所述公布時(shí)隙內(nèi)觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存的所述最舊的條目的所述內(nèi)容包括，在所述公布時(shí)隙內(nèi)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存的所述最舊的條目的所述內(nèi)容。
[0037]如任何前述方面的一種工作在過程過程控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括，處理器；緩存；
[0038]網(wǎng)絡(luò)接口，將所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備耦合到所述過程控制系統(tǒng)中包括的通信網(wǎng)絡(luò)；
[0039]過程控制接口，用于獲得過程控制功能對(duì)應(yīng)的參數(shù)的值；
[0040]有形的、非暫時(shí)性存儲(chǔ)器，具有存儲(chǔ)在其中的指令，該指令由所述處理器執(zhí)行以:
[0041]接收分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙的指示；
[0042]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在第一模式時(shí):在所述公布時(shí)隙內(nèi)經(jīng)由所述過程控制接口，獲得所述過程控制功能對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)的當(dāng)前值，并且經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)接口向所述通信網(wǎng)絡(luò)公布所述參數(shù)的所述當(dāng)前值；以及
[0043]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在第二模式時(shí):在所述公布時(shí)隙內(nèi)經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)接口向所述通信網(wǎng)絡(luò)公布存儲(chǔ)在所述緩存的最舊的活躍條目的內(nèi)容，所述最舊的活躍條目的所述內(nèi)容包括，先前獲得的、所述過程控制功能對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)的值，其中所述先前的獲得值是在所述公布時(shí)隙發(fā)生之前的時(shí)間階段中獲得的；以及在公布所述最舊的活躍條目之后停用所述最舊的活躍條目。
[0044]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述指令還能夠由所述處理器執(zhí)行，以在所述緩存的不同條目中存儲(chǔ)所述過程控制功能對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)的所述值中的每個(gè)值；并且在所述緩存的所述不同的條目中存儲(chǔ)所述每個(gè)值對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳。
[0045]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制接口接收的所述參數(shù)的所述值是基于所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的采樣速率來獲取的，所述參數(shù)的至少一個(gè)值是在分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的下一個(gè)公布時(shí)隙出現(xiàn)之前在所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所述過程控制接口上獲得的，并且所述指令還能夠由所述處理器執(zhí)行，以當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在第二模式時(shí)，在所述緩存的相應(yīng)的條目中存儲(chǔ)所述參數(shù)的至少一個(gè)值中的一個(gè)和相應(yīng)的時(shí)間戳。
[0046]如前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制功能對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)的所述值由現(xiàn)場設(shè)備生成。
[0047]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述通信網(wǎng)絡(luò)是無線HART通信網(wǎng)絡(luò)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]本實(shí)用新型的實(shí)施例在附圖中被示出并且將在下面的說明書中進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖中:
[0049]圖1是一個(gè)方框圖，其圖示了一種利用無線HART網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)場設(shè)備和路由器設(shè)備之間提供無線通信的系統(tǒng)，經(jīng)由網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接到工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)；
[0050]圖2是依照此處論述實(shí)施例中的一個(gè)所實(shí)現(xiàn)的無線HART協(xié)議層的示意圖；[0051]圖3A圖示了一種示范調(diào)度程序，負(fù)責(zé)約束執(zhí)行的設(shè)計(jì)；
[0052]圖3B圖示了一種示范調(diào)度程序，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)超幀配置；
[0053]圖3C圖示了一種示范調(diào)度程序，負(fù)責(zé)管理超幀配置；
[0054]圖4是一種無線HART網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度的示范圖解說明，包括時(shí)隙配置、分配及其他調(diào)度參數(shù)；
[0055]圖5描述了一種用于提供過程控制數(shù)據(jù)的延遲公布的示例網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的方框圖；和
[0056]圖6是一種過程控制系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)延遲公布的示例方法。
【具體實(shí)施方式】
[0057]圖1圖示了一種示范過程控制網(wǎng)絡(luò)10，其中可以結(jié)合此處描述的延遲公布技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，過程控制網(wǎng)絡(luò)10包括在一個(gè)處理廠中，例如石油、化學(xué)制品和/或其他類型的工業(yè)處理廠，過程控制網(wǎng)絡(luò)10控制一個(gè)或多個(gè)通過該處理廠執(zhí)行的過程。特別地，網(wǎng)絡(luò)10可以包括工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12和通信網(wǎng)絡(luò)14。在圖1所示的過程控制網(wǎng)絡(luò)10的實(shí)施例中，通信網(wǎng)絡(luò)14被圖解為支持無線HART(可尋址遠(yuǎn)距傳感器高速通道)協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)，例如，一種"無線HART網(wǎng)絡(luò)”。然而在網(wǎng)絡(luò)10的一些實(shí)施例中，通信網(wǎng)絡(luò)14可以支持有線的HART協(xié)議，例如，一種“有線HART網(wǎng)絡(luò)”。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)10中可以包括有線和無線HART網(wǎng)絡(luò)14兩者。
[0058]該工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12可以包括一個(gè)或多個(gè)固定工作站16和一個(gè)或多個(gè)便攜式工作站18，通過通信骨干鏈路20互連。該骨干鏈路20可以通過以太網(wǎng)、RS-485、ProfibusDP或者其他適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議來實(shí)現(xiàn)。工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12和無線HART網(wǎng)絡(luò)14可以經(jīng)由網(wǎng)關(guān)22連接。特別地，網(wǎng)關(guān)22可以用有線方式連接到骨干鏈路20，并可以通過使用任何適當(dāng)已知協(xié)議與工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12通信。網(wǎng)關(guān)22可以作為獨(dú)立設(shè)備，作為可插入主機(jī)或者工作站16或者18的擴(kuò)充插槽的卡，或者作為基于PLC的系統(tǒng)或者基于DCS的系統(tǒng)的IO子系統(tǒng)的一部分，或者用任何其他方式來實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)關(guān)22可以讓網(wǎng)絡(luò)12上運(yùn)行的應(yīng)用訪問無線HART網(wǎng)絡(luò)14的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。除協(xié)議和命令轉(zhuǎn)化之外，網(wǎng)關(guān)22還可以提供同步時(shí)鐘，用于無線HART網(wǎng)絡(luò)14的調(diào)度方案的時(shí)隙和超幀(在時(shí)間上均等間隔的通信時(shí)隙組)。
[0059]在一些情況中，網(wǎng)絡(luò)可以具有一個(gè)以上的網(wǎng)關(guān)22。這多個(gè)網(wǎng)關(guān)可以通過提供額外帶寬用于無線HART網(wǎng)絡(luò)和工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12或者外部之間的通信，用于改善網(wǎng)絡(luò)的有效吞吐量和可靠性。另一方面，網(wǎng)關(guān)22設(shè)備可以依照無線HART網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)通信要求，向適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)請(qǐng)求帶寬。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，網(wǎng)關(guān)22可以更進(jìn)一步地再評(píng)估必要的帶寬。例如，網(wǎng)關(guān)22可能會(huì)接收到來自無線HART網(wǎng)絡(luò)14外的主機(jī)的請(qǐng)求，要求獲取大量的數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以隨后向?qū)Ｓ梅?wù)，例如網(wǎng)絡(luò)管理器，請(qǐng)求額外的帶寬，以適應(yīng)本業(yè)務(wù)。然后網(wǎng)關(guān)22在該業(yè)務(wù)完成后可以請(qǐng)求釋放不必要的帶寬。
[0060]在一些實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)22功能上分成虛擬網(wǎng)關(guān)24和一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)25a、25b。網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)25a、25b可以是與網(wǎng)關(guān)22進(jìn)行有線通信的分立的實(shí)際設(shè)備，以增加無線HART網(wǎng)絡(luò)14的帶寬和總可靠性。然而，盡管圖1圖示了在物理上分立的網(wǎng)關(guān)22和接入點(diǎn)25a、25b之間的有線連接26，可以理解的是部件22-26還可以作為一個(gè)整體的設(shè)備來提供。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)25a、25b可以和網(wǎng)關(guān)設(shè)備22在物理上分立，每一接入點(diǎn)25a、25b可以被有策略地放在一些不同的位置。除增加帶寬之外，多接入點(diǎn)25a、25b通過在一個(gè)或多個(gè)其他接入點(diǎn)補(bǔ)償一個(gè)接入點(diǎn)上可能的劣質(zhì)信號(hào)質(zhì)量，可以增加網(wǎng)絡(luò)的總可靠性。具有多接入點(diǎn)25a、25b還在一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)25a、25b故障的情況下提供冗余。
[0061]網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以額外包含網(wǎng)絡(luò)管理器軟件模塊27和安全管理器軟件模塊28。在另一實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27和/或安全管理器28可以在工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12中的主機(jī)的一個(gè)上運(yùn)行。例如網(wǎng)絡(luò)管理器27可以在主機(jī)16上運(yùn)行，安全管理器28可以在主機(jī)18上運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)14的配置，負(fù)責(zé)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)14中包括的設(shè)備例如無線HART設(shè)備之間的通信(即配置超幀)，負(fù)責(zé)路由表的管理，以及對(duì)無線HART網(wǎng)絡(luò)14的健康情況進(jìn)行監(jiān)視和報(bào)告。盡管支持冗余網(wǎng)絡(luò)管理器27，每一無線HART網(wǎng)絡(luò)14僅僅應(yīng)該有一個(gè)活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)管理器27。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27分析與網(wǎng)絡(luò)布局、每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能和更新速度相關(guān)的信息，及其他相關(guān)信息。然后網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于這些因素來規(guī)定到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、來自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信的路由和調(diào)度。
[0062]再談及圖1，無線HART網(wǎng)絡(luò)14可以包括一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備30_40。通常，過程控制系統(tǒng)，如化學(xué)制品、石油或者其他處理廠的系統(tǒng)，包括這樣的現(xiàn)場設(shè)備例如閥門、閥位控制器、開關(guān)、傳感器(例如，溫度、壓力和流速傳感器)、機(jī)泵、通風(fēng)機(jī)等等。現(xiàn)場設(shè)備可以在過程控制網(wǎng)絡(luò)10控制的過程之內(nèi)執(zhí)行過程控制功能。過程控制功能可以包括，例如，打開或者封閉閥門和/或監(jiān)視或者測量過程參數(shù)。在無線HART通信網(wǎng)絡(luò)14中，現(xiàn)場設(shè)備30-40是無線HART數(shù)據(jù)包的產(chǎn)生者和使用者。
[0063]外部主機(jī)41可以連接到網(wǎng)絡(luò)43，接著可以經(jīng)由路由器44連接到工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)
12。網(wǎng)絡(luò)43可以是，例如，萬維網(wǎng)(WWW)。雖然外部主機(jī)41不屬于工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12或者無線HART網(wǎng)絡(luò)14中的任何一個(gè)，外部主機(jī)41可以經(jīng)由路由器44訪問兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。
[0064]無線HART網(wǎng)絡(luò)14可以使用一種與使用有線HART設(shè)備獲得的運(yùn)行性能類似的協(xié)議。該協(xié)議可以應(yīng)用于包括過程數(shù)據(jù)監(jiān)視、關(guān)鍵數(shù)據(jù)監(jiān)控(具有更嚴(yán)格的性能要求)，校準(zhǔn)、設(shè)備狀態(tài)和診斷監(jiān)視、現(xiàn)場設(shè)備檢修、試運(yùn)行、和監(jiān)督過程控制。這些應(yīng)用要求無線HART網(wǎng)絡(luò)14所使用的協(xié)議可以在必要時(shí)快速更新，在被要求時(shí)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)傳送，并且支持僅僅臨時(shí)加入無線HART網(wǎng)絡(luò)14用于試運(yùn)行和維護(hù)工作的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
[0065]在一個(gè)實(shí)施例中，這種支持無線HART網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線協(xié)議是HART的一種擴(kuò)展，是一種被廣泛接受的用于保持有線環(huán)境的簡單工作流程和操作的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該無線HART協(xié)議可以用來建立進(jìn)程應(yīng)用的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，并可以更進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展HART通信的應(yīng)用、及其通過增強(qiáng)HART技術(shù)以支持無線過程自動(dòng)化應(yīng)用而為行業(yè)所提供的好處的。
[0066]再談及圖1，現(xiàn)場設(shè)備30-36可以是無線HART設(shè)備。換句話說，現(xiàn)場設(shè)備30、32a、32b,34或者36可以作為支持無線HART協(xié)議棧全部層的整體部件。在網(wǎng)絡(luò)10中，現(xiàn)場設(shè)備30可以是無線HART流量計(jì)，現(xiàn)場設(shè)備32a、32b可以是無線HART壓力傳感器，現(xiàn)場設(shè)備34可以是無線HART閥位控制器，現(xiàn)場設(shè)備36可以是無線HART壓力傳感器。重要的是，無線HART設(shè)備30-36支持用戶對(duì)有線HART協(xié)議的所有期待。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，HART協(xié)議的核心特長之一是其嚴(yán)格的互通性要求。在一些實(shí)施例中，全部的無線HART設(shè)備都包括核心強(qiáng)制性能力以允許同等的設(shè)備類型互換而不影響系統(tǒng)運(yùn)行。此外，無線HART協(xié)議向后兼容到HART核心技術(shù)例如設(shè)備描述語言(DDL)。在優(yōu)選實(shí)施例中，全部的HART設(shè)備(有線或者無線的)都應(yīng)支持DDL，以確保終端用戶在開始利用無線HART協(xié)議時(shí)即刻就可以使用這些工具。
[0067]另一方面，現(xiàn)場設(shè)備38可以是傳統(tǒng)的4_20mA設(shè)備，并且現(xiàn)場設(shè)備40可以是有線HART設(shè)備?，F(xiàn)場設(shè)備38和40可以經(jīng)由各自的無線HART適配器(WHA) 50a、50b連接到無線HART網(wǎng)絡(luò)14。另外，WHA50a、50b可以支持其他通信協(xié)議例如基金會(huì)現(xiàn)場總線、PR0FIBUS、DevicesNet等等。在這些實(shí)施例中，WHA 50a、50b支持在協(xié)議棧的較低層上的協(xié)議轉(zhuǎn)化。另夕卜，單個(gè)WHA 50a或者50b還可以作為復(fù)用器，并可以支持多個(gè)HART或者非HART設(shè)備。
[0068]工廠人員還可以使用手持設(shè)備用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝、控制、監(jiān)視和維護(hù)。一般而言，手持設(shè)備可以直接連接到無線HART網(wǎng)絡(luò)14的移動(dòng)設(shè)備或者作為工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12上的主機(jī)通過網(wǎng)關(guān)22連接。如圖1所示，無線HART連接的手持設(shè)備55可以直接與無線HART網(wǎng)絡(luò)14通信。當(dāng)與已成形無線HART網(wǎng)絡(luò)14 一起工作時(shí)，手持設(shè)備55可以僅僅作為另一無線HART現(xiàn)場設(shè)備而加入網(wǎng)絡(luò)14。當(dāng)與未連接到無線HART網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一起工作時(shí)，手持設(shè)備55可以通過與目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成自己的無線HART網(wǎng)絡(luò)，作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備22和網(wǎng)絡(luò)管理器27的綜合體來運(yùn)行。
[0069]連接到工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的手持設(shè)備(未示出)通過已知網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如W1-Fi，連接到工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)12。這個(gè)設(shè)備采用與外部的工廠自動(dòng)化服務(wù)器(未示出)或者工作站16和18相同的方式、通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備22與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-40通信。
[0070]另外，無線HART網(wǎng)絡(luò)14可以包括路由器設(shè)備60。路由器設(shè)備60可以是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到另一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。作為路由器設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以使用內(nèi)部路由表，以決定它應(yīng)將特定的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在無線HART網(wǎng)絡(luò)14中全部設(shè)備均支持路由的實(shí)施例中，就可以不需要如路由器60這樣的獨(dú)立路由器。然而，在網(wǎng)絡(luò)中增加專用路由器60是有利的(例如，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，或者節(jié)省網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)場設(shè)備的功率)。
[0071]直接連接到無線HART網(wǎng)絡(luò)14的全部設(shè)備都可以被稱為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。特別地，為了路由和調(diào)度的目的，無線HART現(xiàn)場設(shè)備30-36、適配器50a、50b、路由器60、網(wǎng)關(guān)22、接入點(diǎn)25a、25b和無線HART連接手持設(shè)備55是HART網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者節(jié)點(diǎn)。為了提供十分穩(wěn)固和容易擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，全部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都要支持路由，并且每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以通過其HART地址來進(jìn)行全局標(biāo)識(shí)。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一覽表并且分配給每個(gè)設(shè)備一個(gè)簡短的、網(wǎng)絡(luò)唯一的、長16比特的別名。另外，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以存儲(chǔ)涉及更新速度、連接會(huì)話、和設(shè)備資源的信息。簡而言之，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備保存涉及路由和調(diào)度的最新信息。每當(dāng)新設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)或者每當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理器探測到或者引起無線HART網(wǎng)絡(luò)14拓?fù)浠蛘{(diào)度上的變化，網(wǎng)絡(luò)管理器27就會(huì)傳遞這些信息給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
[0072]更進(jìn)一步地，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以存儲(chǔ)和維護(hù)相鄰設(shè)備的列表，這些相鄰設(shè)備在偵聽操作期間被該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所識(shí)別。一般而言，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相鄰設(shè)備可能是任何類型的另一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并能夠依照相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)所利用的標(biāo)準(zhǔn)與該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建立連接。在無線HART網(wǎng)絡(luò)14的例子中，該連接是無線連接。然而，可以理解的是，相鄰設(shè)備還可以是用有線方式連接到該特定設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。如隨后所述，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過廣告或者在指定時(shí)隙期間發(fā)送的特殊消息，來促使它們被其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)現(xiàn)。連接到無線HART網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有一個(gè)或多個(gè)相鄰設(shè)備，它們可以依照廣告信號(hào)的強(qiáng)度或者依照其他原則來對(duì)這些相鄰設(shè)備進(jìn)行選擇。[0073]再談及圖1，在通過直接無線連接65互連的一對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，每個(gè)設(shè)備將彼此識(shí)別為鄰近設(shè)備。因而，無線HART網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以構(gòu)成許多連接65。在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立直接無線連接65的可能性和需要程度取決于一些因素，例如節(jié)點(diǎn)之間的物理距離、節(jié)點(diǎn)之間的障礙、兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中每一個(gè)的信號(hào)強(qiáng)度等等。更進(jìn)一步地，兩個(gè)或更多直接無線連接65可以在不能構(gòu)成直接無線連接65的節(jié)點(diǎn)之間形成通路。例如，無線HART手持設(shè)備55和無線HART設(shè)備36之間的直接無線連接65，與無線HART設(shè)備36和路由器60之間的第二直接無線連接65 —起形成了設(shè)備55和60之間的通信路徑。
[0074]每個(gè)無線連接65以一大套參數(shù)為特征，這些參數(shù)涉及傳輸頻率、接入無線電資源的方法等等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，通常，無線通信協(xié)議可以在指定頻率上操作，例如美國通過聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)分配的那些頻率，或者無線電頻譜中無需執(zhí)照的頻率(2.4GHz)。盡管此處論述的系統(tǒng)和方法可以應(yīng)用于任何指定頻率或者頻率范圍上工作的無線網(wǎng)絡(luò)，以下論述的實(shí)施例涉及工作在無線電頻譜的無需執(zhí)照部分或者共享部分的無線HART網(wǎng)絡(luò)14。依照這個(gè)實(shí)施例，無線HART網(wǎng)絡(luò)14可以很容易被激活，并且可以根據(jù)需要調(diào)整到工作在特定無需執(zhí)照的頻率范圍。
[0075]轉(zhuǎn)到圖2，在一個(gè)實(shí)施例中，支持無線HART網(wǎng)絡(luò)14的協(xié)議是無線HART協(xié)議70。更具體的，每個(gè)直接無線連接65可以依照無線HART協(xié)議70的物理和邏輯要求來傳送數(shù)據(jù)。圖2圖示說明了協(xié)議70的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，和現(xiàn)有的“有線”HART協(xié)議72的結(jié)構(gòu)。無線HART協(xié)議70可以是一種工作在2.4GHz ISM無線電頻帶上的安全的無線網(wǎng)格狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(方框74)。在一個(gè)實(shí)施例中，無線HART協(xié)議70可以在逐個(gè)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上利用與IEEE802.15.4b兼容的、具有信道跳躍功能的直接序列擴(kuò)展頻譜(DSSS)無線電。無線HART通信可以使用時(shí)分多址來仲裁或者進(jìn)行時(shí)分多址以調(diào)度鏈路活動(dòng)(方框76)。全部通信優(yōu)選地在指定時(shí)隙之內(nèi)執(zhí)行。一個(gè)或多個(gè)源設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)設(shè)備可以被調(diào)度以在指定時(shí)隙上通信，并且每個(gè)時(shí)隙可以專用于來自單個(gè)源設(shè)備的通信或者專用于多個(gè)源設(shè)備之間類似CSMA/CA共享通信接入模式。源設(shè)備可以向特定目標(biāo)設(shè)備發(fā)送消息，或者向分配到該時(shí)隙上的所有目標(biāo)設(shè)備廣播消息。
[0076]為了提高可靠性，無線HART協(xié)議70可以將TDMA與一種將多個(gè)無線電頻率與單個(gè)通信資源相聯(lián)系的方法結(jié)合在一起，或者與信道跳躍組合在一起。信道跳躍提供頻率分集，其最小化干擾并減少多路徑衰落效應(yīng)。特別地，數(shù)據(jù)鏈路76可以建立單個(gè)超幀和多個(gè)載頻之間的聯(lián)系，其中這些載頻被數(shù)據(jù)鏈路76用一種受控的預(yù)定方式來循環(huán)使用。例如，特定無線HART網(wǎng)絡(luò)14的可用頻帶可以包括載頻、、...?？梢栽谥芷谥蓄l率上，在隨后周期中頻率上，在周期中頻率上，等等，調(diào)度超幀S的相對(duì)幀R。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以用這信息配置相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因此用超幀S通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以依照該超幀S的當(dāng)前周期來調(diào)整傳輸或者接收頻率。
[0077]無線HART協(xié)議70的數(shù)據(jù)鏈路76可以提供信道黑名單的附加特征，或者制止網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用無線頻帶中的某些信道。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以在探測到信道上過度的干擾或者其他問題時(shí)，作為響應(yīng)把該無線電信道列上黑名單。更進(jìn)一步地，操作者或者網(wǎng)絡(luò)管理者可以把信道列上黑名單，以保護(hù)使用本可以與無線HART網(wǎng)絡(luò)14共享的無線電頻帶固定部分的無線服務(wù)。在一些實(shí)施例中，無線HART協(xié)議70以超幀為基礎(chǔ)來控制黑名單，因此每個(gè)超幀都有各自的被阻止信道黑名單。[0078]在一個(gè)實(shí)施例中，該網(wǎng)絡(luò)管理器27負(fù)責(zé)分配、分派和調(diào)整與數(shù)據(jù)鏈路層76相關(guān)的時(shí)隙資源。如果一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)管理器27支持多個(gè)無線HART網(wǎng)絡(luò)14，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以為每個(gè)所述無線HART網(wǎng)絡(luò)14建立一個(gè)總調(diào)度。該調(diào)度可以被組成包含時(shí)隙的超幀，并相對(duì)于超幀的起始進(jìn)行編號(hào)。另外，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以維持以一個(gè)全局絕對(duì)時(shí)隙數(shù)，其可以反映由無線HART網(wǎng)絡(luò)14創(chuàng)建起所調(diào)度的時(shí)隙總數(shù)。這個(gè)絕對(duì)時(shí)隙數(shù)可以用于同步的目的。
[0079]無線HART協(xié)議70可以更進(jìn)一步地定義鏈路或者鏈路對(duì)象以從而將調(diào)度和路由在邏輯上聯(lián)合起來。特別地，一條鏈路可以與特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、特定超幀、相對(duì)時(shí)隙號(hào)、一個(gè)或多個(gè)鏈路選項(xiàng)(發(fā)送、接收、共享)和鏈路類型(正常、廣告、發(fā)現(xiàn))。如圖2所示，數(shù)據(jù)鏈路76可以是頻率捷變的。更準(zhǔn)確地說，信道偏移量可以用來計(jì)算用于執(zhí)行通信的特定無線電頻率。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以考慮每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信要求來定義一組鏈路。然后每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可用所定義的鏈路組來配置。所定義的鏈路組可以確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須醒來的時(shí)刻，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備醒來后是否應(yīng)該進(jìn)行發(fā)送、接收或者發(fā)送/接收兩者都有。
[0080]圖2還圖示了無線HART協(xié)議70的其他層?，F(xiàn)有HART協(xié)議72和無線HART協(xié)議70兩者都是圍繞廣為人知的IS0/0SI7-層模型通信協(xié)議寬松的組織起來的。在HART技術(shù)的無線擴(kuò)展中，可以支持三個(gè)物理層和兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層:有線和無線網(wǎng)格。因?yàn)榇颂幟枋龅臒o線HART協(xié)議允許使用網(wǎng)格狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也可以指定一層重要的網(wǎng)絡(luò)層78。
[0081]如上所指出，超幀可以被理解為在時(shí)間上重復(fù)的時(shí)隙集合。指定超幀中的時(shí)隙數(shù)量(超幀大小)確定了每個(gè)時(shí)隙的被重復(fù)頻率，因而確定了使用該時(shí)隙的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信調(diào)度。每個(gè)超幀可以與某一圖表標(biāo)識(shí)相關(guān)，該標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)于包括在網(wǎng)狀拓?fù)渲械穆酚蓤D表。在一些實(shí)施例中，無線HART網(wǎng)絡(luò)14可以包含一些不同大小的并行超幀。此外，一個(gè)超幀可以包括多個(gè)無線電信道或者無線電頻率。
[0082]更進(jìn)一步地，無線HART協(xié)議70的傳輸層80允許高效的、盡力的通信以及可靠的、端到端確認(rèn)的通信。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，盡力的通信允許設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包而無需端到端確認(rèn)并且不保證目標(biāo)設(shè)備上的數(shù)據(jù)排列。用戶數(shù)據(jù)報(bào)文協(xié)議(UDP)是這種通信策略的一個(gè)公知示例。在過程控制行業(yè)，這種方法可用于公布過程數(shù)據(jù)。特別地，因?yàn)樵O(shè)備定期傳送過程數(shù)據(jù)，端到端確認(rèn)和重發(fā)的用途有限，尤其是考慮到新數(shù)據(jù)是定期生成的。
[0083]相比之下，可靠通信允許設(shè)備發(fā)送確認(rèn)數(shù)據(jù)包。除確保數(shù)據(jù)傳遞之外，傳輸層80可以命令數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間傳送。這種方法可以優(yōu)選地用于請(qǐng)求/響應(yīng)型業(yè)務(wù)或者用于發(fā)送事件通知。當(dāng)使用可靠型傳輸層80時(shí)，所述通信可以是同步的。
[0084]可靠通信可以被模型化為主設(shè)備發(fā)布請(qǐng)求數(shù)據(jù)包并且一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備用響應(yīng)數(shù)據(jù)包來應(yīng)答。例如,主設(shè)備可以生成某一請(qǐng)求并可以廣播該請(qǐng)求到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以使用可靠廣播來通知無線HART網(wǎng)絡(luò)14中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備激活新超幀。替代地，現(xiàn)場設(shè)備例如傳感器30可以生成數(shù)據(jù)包并傳送該請(qǐng)求到另一現(xiàn)場設(shè)備例如便攜式HART通信裝置55。如另一示例所示，該34現(xiàn)場設(shè)備生成的警報(bào)或者事件可以作為請(qǐng)求被直接傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)22。作為對(duì)成功接收到這個(gè)請(qǐng)求的應(yīng)答，網(wǎng)關(guān)22可以生成響應(yīng)數(shù)據(jù)包并將其發(fā)送到設(shè)備34，并確認(rèn)收到警報(bào)通知。
[0085]再談及圖2，會(huì)話層82可以提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間基于會(huì)話的通信。網(wǎng)絡(luò)層中可以通過會(huì)話來管理端到端通信。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與指定的同等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以有一個(gè)以上的會(huì)話。在一些實(shí)施例中，幾乎所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可能與網(wǎng)絡(luò)管理器27建立了至少兩個(gè)會(huì)話:一個(gè)用于配對(duì)通信，另一個(gè)用于來自網(wǎng)絡(luò)管理器27的網(wǎng)絡(luò)廣播通信。更進(jìn)一步地，全部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可以具有一個(gè)網(wǎng)關(guān)會(huì)話密鑰。會(huì)話可以用分配給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的地址來區(qū)分它們。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以記錄其所參加的會(huì)話的保密信息(密鑰、隨機(jī)數(shù)計(jì)數(shù)器)，傳遞信息(可靠的傳遞序號(hào)、重試計(jì)數(shù)器等等)。
[0086]最后，無線HART協(xié)議70和有線HART協(xié)議72都可以支持通用HART應(yīng)用層84。無線HART協(xié)議70的應(yīng)用層可以額外包括支持自動(dòng)分段的大數(shù)據(jù)組傳送的子層86。通過共享應(yīng)用層84，協(xié)議70和72允許HART命令和數(shù)據(jù)的通用封裝，并無需在該協(xié)議棧的最上層進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。
[0087]回到圖1，依照上述一些實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以包括網(wǎng)絡(luò)14中全部設(shè)備的列表。網(wǎng)絡(luò)管理器27還可以包括總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒ňW(wǎng)絡(luò)14的完整圖和已經(jīng)傳送到每個(gè)設(shè)備的部分圖。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以使用其從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-40、50a、50b、60、55等處接收的信息來生成路由和連接信息。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其已報(bào)告的鄰近設(shè)備的列表中建立所述網(wǎng)絡(luò)圖。網(wǎng)絡(luò)管理器27還可以負(fù)責(zé)生成和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的所有路由信息。更進(jìn)一步地，可以具有廣播路由，用于從網(wǎng)絡(luò)管理器27發(fā)送廣播消息到網(wǎng)絡(luò)14所有設(shè)備。更進(jìn)一步地，一旦得知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-40、50a、50b、60、55等等的路由信息和突發(fā)模式更新速度，網(wǎng)絡(luò)管理器27還可以執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度。
[0088]就這點(diǎn)而論，網(wǎng)絡(luò)管理器27生成和維護(hù)的圖形路由可以引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)管理器27或者網(wǎng)關(guān)22上游和下游的業(yè)務(wù)。圖形路由和源路由都可以被優(yōu)化以來滿足具有低延遲要求的應(yīng)用。例如，圖形路由和/或源路由的優(yōu)化可以基于從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳送到網(wǎng)關(guān)的測量信息和從網(wǎng)關(guān)設(shè)備傳送到最終控制命令的控制信息，所述控制命令例如調(diào)節(jié)閥門、開關(guān)閥門、機(jī)泵、通風(fēng)機(jī)、阻尼器、和在許多其他渠道使用的馬達(dá)。
[0089]如上所指出，參與路由的設(shè)備存儲(chǔ)或者獲得不同的圖形路由、源路由或者目的地地址以傳送并正確地中繼數(shù)據(jù)分組。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的地址必須是全局唯一的，從而使無線HART網(wǎng)絡(luò)14正確地與較大的、可能包括有線HART設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)作。由于這個(gè)原因，無線HART協(xié)議70可以向較大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供明確的尋址方案并額外提供地址的有效映射。重要的是，無線HART協(xié)議70可以提供的尋址方案與有線HART設(shè)備使用的尋址方案兼容。
[0090]至于網(wǎng)絡(luò)管理器27進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度，對(duì)于每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備，用戶或者操作者可以指定該設(shè)備向另一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備報(bào)告測量數(shù)據(jù)或者報(bào)告其他數(shù)據(jù)的速率。此處這個(gè)報(bào)告速度還可替換地被稱為“突發(fā)速率”或者“采樣速率”。在無線HART網(wǎng)絡(luò)14的例子中，每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備可以用相應(yīng)突發(fā)速率或采樣速率上行向網(wǎng)關(guān)設(shè)備22，位于網(wǎng)關(guān)設(shè)備22的網(wǎng)絡(luò)管理器27，或者向其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備報(bào)告或公布數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，突發(fā)速率或采樣速率由用戶為每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備配置。用戶可以更進(jìn)一步地指定或者配置該實(shí)際或者現(xiàn)場設(shè)備發(fā)射無線電信號(hào)的功率。
[0091]調(diào)度器(未示出)可以依照用戶指定參數(shù)和優(yōu)化規(guī)則自動(dòng)生成一個(gè)或多個(gè)調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)所生成的調(diào)度可以包括對(duì)應(yīng)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)14的主調(diào)度和一個(gè)或多個(gè)單個(gè)調(diào)度，每個(gè)所述單個(gè)調(diào)度對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)14中的一個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)單個(gè)調(diào)度被包括在主調(diào)度中。所述一個(gè)或多個(gè)單個(gè)調(diào)度可以由網(wǎng)絡(luò)管理器27傳送到無線HART網(wǎng)絡(luò)14的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，設(shè)備30-40、50a、50b、60、55等等)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)度器包括在網(wǎng)絡(luò)管理器27中。在一個(gè)實(shí)施例中，該調(diào)度器位于網(wǎng)絡(luò)管理器27外部并與網(wǎng)絡(luò)管理器27建立通信連接，例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)43或者網(wǎng)絡(luò)20。在上述2008年8月29日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?2/201，734的美國專利申請(qǐng)中可以找到調(diào)度器的一個(gè)示例，該專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容在此弓I用作為參考。
[0092]圖3A-3C圖示了調(diào)度器可以執(zhí)行的一系列示范性步驟，作為無線HART網(wǎng)絡(luò)14主調(diào)度的生成和優(yōu)化的一部分。更具體地說，所述調(diào)度器可以包括負(fù)責(zé)約束執(zhí)行、數(shù)據(jù)超幀配置、網(wǎng)絡(luò)管理配置、網(wǎng)關(guān)超幀配置和特殊用途超幀配置的流程。
[0093]轉(zhuǎn)到圖3A，流程550可以同時(shí)應(yīng)用原則552-564中至少一些或者可以改變?cè)诒婚_發(fā)的主調(diào)度中應(yīng)用原則552-564的順序。流程550主要負(fù)責(zé)對(duì)每個(gè)單個(gè)調(diào)度和主調(diào)度執(zhí)行各種約束條件設(shè)計(jì)。在方框552，流程550可以應(yīng)用限制并行信道數(shù)量的原則。當(dāng)然，并行信道的數(shù)量是由無線HART網(wǎng)絡(luò)14的可用無線電頻率的數(shù)量來限制的。在一個(gè)的實(shí)施例中，用戶可以經(jīng)由交互式菜單來配置該限制。
[0094]流程550可以應(yīng)用原則554，憑此，沒有設(shè)備可以在相同時(shí)隙被調(diào)度進(jìn)行兩次偵聽。根據(jù)原則556，流程550可以允許設(shè)備從多個(gè)目標(biāo)接收數(shù)據(jù)。
[0095]當(dāng)應(yīng)用原則558時(shí)，多跳網(wǎng)絡(luò)中，流程550可以在后期跳躍之前調(diào)度早期跳躍。換句話說，流程550可以通過保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有盡可能多的可用時(shí)隙來轉(zhuǎn)發(fā)最近接收的數(shù)據(jù)包，試圖在每個(gè)多跳支路上最小化等待時(shí)間。例如，節(jié)點(diǎn)NI可以在32個(gè)時(shí)隙的超幀中相對(duì)數(shù)為5的時(shí)隙上，接收目標(biāo)為節(jié)點(diǎn)N2的數(shù)據(jù)包。因而，節(jié)點(diǎn)NI可以在該超幀的剩余部分具有27個(gè)潛在時(shí)隙。所述調(diào)度器可以確定在該超幀中下一個(gè)可用時(shí)隙(例如8)，并且可以調(diào)度從NI到N2的傳輸發(fā)生在那個(gè)時(shí)隙。
[0096]為了優(yōu)化超幀的校準(zhǔn)，調(diào)度器可以執(zhí)行原則560，要求全部突發(fā)速率或者采樣速率和超幀大小遵照預(yù)定義的格式。例如，突發(fā)速率可以定義為秒，其中η是整數(shù)。因而，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以具有或者一秒鐘4次的突發(fā)速率，并且另一設(shè)備可以具有或者每8秒一次的突發(fā)速率。更進(jìn)一步地，流程550可以保證組合突發(fā)模式和網(wǎng)絡(luò)管理通信不超過無線HART網(wǎng)絡(luò)14可用，總帶寬的預(yù)定百分?jǐn)?shù)(原則562)。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定百分?jǐn)?shù)設(shè)置為30%。類似地，流程550可以保證，依照原則564，沒有一個(gè)調(diào)度超過可用時(shí)隙總數(shù)的預(yù)定比率，例如50%。通過這種方式，所述調(diào)度器可以試圖保留足夠數(shù)目的空閑時(shí)隙用于如重發(fā)及其他計(jì)劃外傳輸?shù)哪康摹?br> [0097]現(xiàn)在談及圖3Β，流程565，其負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)超幀配置，可以應(yīng)用原則566，并將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配到由時(shí)隙O開始的信道偏移量。然后，流程565可以從最快掃描速率開始分配時(shí)隙(方框568)。通過從最快掃描速率開始，調(diào)度器可以保證首先滿足更高帶寬需要，因?yàn)閷?duì)于很少發(fā)送數(shù)據(jù)因此具有較低掃描速率的那些設(shè)備，一般更容易找到可用時(shí)隙。
[0098]對(duì)于每個(gè)路徑，流程565可以從離網(wǎng)關(guān)最遠(yuǎn)的設(shè)備開始時(shí)隙分配(方框570)。特別地，流程565可以在通向網(wǎng)關(guān)設(shè)備的路徑上分配一個(gè)時(shí)隙，移到該路徑的下一跳上，繼續(xù)時(shí)隙分配直到到達(dá)網(wǎng)關(guān)。在成功分配每個(gè)單個(gè)時(shí)隙后，流程還可以為潛在的重試分配最近的可用時(shí)隙。
[0099]一旦流程565向每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如設(shè)備30_40、50a、50b、60、55等等)和網(wǎng)關(guān)22之間的路徑分配了時(shí)隙，調(diào)度器可以額外試圖在每條副本路徑上分配時(shí)隙。副本路徑像主路徑一樣，可以連接相同的一對(duì)設(shè)備，但是與主路徑在至少一個(gè)中間跳躍上有所不同。在方框572，流程550可以試圖向副本通道分配時(shí)隙。
[0100]圖3C圖示了流程580，調(diào)度器可以在流程550和565之后或者并行執(zhí)行該流程。流程580主要負(fù)責(zé)管理配置。特別地，該流程應(yīng)用原則582-590來配置管理超幀，應(yīng)用原則592-596來配置加入過程，和應(yīng)用原則598來配置網(wǎng)絡(luò)管理命令傳播。
[0101]流程580應(yīng)用的原則582可以保證網(wǎng)絡(luò)管理超幀與數(shù)據(jù)超幀相比具有更高優(yōu)先級(jí)。然后，流程580可以依照原則584，限制網(wǎng)絡(luò)管理超幀的大小為預(yù)定數(shù)值例如6000時(shí)隙。更進(jìn)一步地，調(diào)度器304可以將下一優(yōu)先級(jí)分配給廣告時(shí)隙(原則586)。設(shè)備可以使用廣告時(shí)隙加入無線HART網(wǎng)絡(luò)14。
[0102]在方框588，流程580可以執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)圖的廣度優(yōu)先搜索，并按照遇到設(shè)備的順序來對(duì)設(shè)備進(jìn)行編號(hào)。當(dāng)然，與方框588對(duì)應(yīng)的搜索可在潛在無線鏈路被定義后的任何時(shí)間執(zhí)行。在一實(shí)施例中，每當(dāng)網(wǎng)絡(luò)14中增加新設(shè)備時(shí)，流程580可能需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新編號(hào)。
[0103]然后，流程580可以向?；钕⒎峙鋾r(shí)隙。通常，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備優(yōu)選地具有保留給?；顐鬏?shù)臅r(shí)隙。如果在預(yù)定時(shí)間間隔(例如60秒)之內(nèi)，該設(shè)備的相鄰設(shè)備不經(jīng)由該設(shè)備傳送信息，該設(shè)備可以向該相鄰設(shè)備發(fā)送保活數(shù)據(jù)包以檢驗(yàn)該相鄰設(shè)備的工作狀態(tài)。
[0104]在方框592，流程580還可以通過分配保留給加入請(qǐng)求的時(shí)隙，來配置該加入過程。對(duì)于每一條路徑來說，流程580可以從離網(wǎng)關(guān)最遠(yuǎn)的設(shè)備開始，沿著該路徑向網(wǎng)關(guān)推進(jìn)。在一些期待實(shí)施例中，流程580不給加入請(qǐng)求時(shí)隙提供冗余。然后流程580可以類似地向加入響應(yīng)分配時(shí)隙；然而，現(xiàn)在該流程可以從網(wǎng)關(guān)開始，并朝離該網(wǎng)關(guān)最遠(yuǎn)的設(shè)備方向移動(dòng)。然后在方框596,流程580可以分配每個(gè)設(shè)備的廣告數(shù)據(jù)包。在一個(gè)實(shí)施例中，分配給特定設(shè)備的廣告數(shù)據(jù)包數(shù)量與網(wǎng)關(guān)到設(shè)備所間隔的跳躍的數(shù)量成反比。
[0105]依照原則598，流程580可以用配置加入請(qǐng)求和加入響應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理鏈路的分享。這方法可以允許調(diào)度器使用相同鏈路組用于兩個(gè)不同目的。
[0106]調(diào)度器可以依照以上論述的原則和策略生成一個(gè)主調(diào)度，其包括無線HART網(wǎng)絡(luò)14中設(shè)備的單個(gè)調(diào)度。圖4用圖形模式呈現(xiàn)了一個(gè)調(diào)度示例。在一個(gè)實(shí)施例中，該調(diào)度示例可以顯示在與過程控制系統(tǒng)10通信連接的用戶界面上。在一個(gè)實(shí)施例中，包括在所述主調(diào)度中的單個(gè)調(diào)度可以通過網(wǎng)絡(luò)管理器27傳送給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，設(shè)備30-40、50a、50b、60,55 等等)。
[0107]圖4中，圖表620可以包括時(shí)隙柵格622。在圖4描繪的實(shí)施例中，柵格622的每條垂直線對(duì)應(yīng)于5個(gè)時(shí)隙。信道調(diào)度列表625和設(shè)備調(diào)度列表627可以放置在柵格622水平方向上。換句話說，將信道劃分為時(shí)隙以及對(duì)設(shè)備與時(shí)隙的聯(lián)系可以通過圖表620中的水平時(shí)間軸來描述，該圖表的縱軸以連續(xù)5個(gè)時(shí)隙為間隔。更進(jìn)一步地，每個(gè)單獨(dú)信道和每個(gè)單獨(dú)設(shè)備可以具有分離的橫條，其明確地顯示對(duì)于單個(gè)信道或設(shè)備的時(shí)隙分配。
[0108]圖例630可以說明具有一個(gè)或多個(gè)顏色的時(shí)隙分配組合。在圖4所示的示例中，圖例630圖示了顏色632的垂直條，其代表保留給一對(duì)設(shè)備獨(dú)占使用的時(shí)隙，而且顏色634的垂直條代表分配給多個(gè)設(shè)備共享使用的時(shí)隙。信道列表625包括對(duì)應(yīng)于未分配時(shí)隙的空白，還包括顏色632和634的垂直條。在圖4所不的不例中，圖表620借助于空白和顏色條來顯示信道3在時(shí)隙11中調(diào)度用于共享傳輸，在時(shí)隙0、1、3、5、7、10、14、19、35和39中調(diào)度用于獨(dú)占傳輸，信道3中時(shí)隙的剩余部分是可用的。[0109]另一方面，除了類似的對(duì)應(yīng)于未分配時(shí)隙的空白之外，設(shè)備調(diào)度列表627還包括顏色636和638的垂直條。依照示范圖例630，顏色636的垂直條代表保留給接收的時(shí)隙，顏色638的垂直條代表保留給發(fā)送的時(shí)隙。在圖4所示的示例中，圖表620顯示，設(shè)備11在時(shí)隙O和7中被調(diào)度用于發(fā)送，在時(shí)隙32、34和39中被調(diào)度用于接收。在一個(gè)實(shí)施例中，主調(diào)度可以是循環(huán)的或者可以定期重復(fù)。例如，如所示的信道625和設(shè)備627在時(shí)隙0-60之間的時(shí)隙分配可以在時(shí)隙60-119、120-179、180-239等等上重復(fù)。
[0110]要注意，圖4圖示了多個(gè)表現(xiàn)主調(diào)度和/或單個(gè)調(diào)度的可能實(shí)施例中的一個(gè)。其他實(shí)施例的示例可以再例如申請(qǐng)?zhí)枮?2/201,734的美國專利申請(qǐng)中找到，該專利在此作為參考被引用。
[0111]如先前的論述，可以由調(diào)度器(例如，如圖3A-3C論述的)來初始生成基于用戶輸入和優(yōu)化規(guī)則的路由和調(diào)度信息，并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)管理器。然而，初始圖形和調(diào)度則可以基于與無線HART網(wǎng)絡(luò)14性能相關(guān)的反饋信息來進(jìn)行調(diào)整。另外，由于一個(gè)或多個(gè)用戶偏好的改變，例如移去或者增加一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用戶改變各種參數(shù)等等，也可以產(chǎn)生對(duì)圖形和調(diào)度的調(diào)整。圖形和調(diào)度的任何調(diào)整都可以被網(wǎng)絡(luò)管理器27發(fā)送給無線HART網(wǎng)絡(luò)14中受該調(diào)整影響的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
[0112]一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30_40、50a、50b、60、55等等)可以接收與其對(duì)應(yīng)的單個(gè)調(diào)度，例如，從網(wǎng)絡(luò)管理器27處接收。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的單個(gè)調(diào)度可以包括一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙的標(biāo)識(shí)，在這些時(shí)隙內(nèi)，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被允許向網(wǎng)絡(luò)14公布或者發(fā)送信息(此處稱為“公布時(shí)隙”)。例如，圖4中，分配給設(shè)備11的公布時(shí)隙是O和7。在一個(gè)實(shí)施例中，分配或者分派的公布時(shí)隙可以循環(huán)或者周期性的方式再次出現(xiàn)。例如，在圖4中，公布時(shí)隙60和67以及公布時(shí)隙120和127也可以給設(shè)備11。
[0113]在分配或者分派的公布時(shí)隙內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以發(fā)送或者公布信息或數(shù)據(jù)到一個(gè)相應(yīng)的、在過程控制網(wǎng)絡(luò)10中受控的過程。例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以公布該過程對(duì)應(yīng)的事件、該過程對(duì)應(yīng)的被測變量或者參數(shù)的值、狀態(tài)、測量數(shù)據(jù)、情況和/或其他過程控制信息。在一個(gè)實(shí)施例中，在公布時(shí)隙內(nèi)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公布的數(shù)據(jù)可以由現(xiàn)場設(shè)備生成，并且該數(shù)據(jù)可以對(duì)應(yīng)于與該現(xiàn)場設(shè)備相關(guān)的任何類型的監(jiān)視或者移動(dòng)(例如，閥門打開或者關(guān)閉的指示、流量、測量數(shù)據(jù)、情況變化等等)。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以向網(wǎng)關(guān)22、網(wǎng)絡(luò)管理器27和/或通信連接到網(wǎng)絡(luò)14的另一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公布該數(shù)據(jù)。
[0114]當(dāng)前已知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被觸發(fā)在公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)公布數(shù)據(jù)或者信息。例如，當(dāng)公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)，當(dāng)前已知無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被觸發(fā)喚醒公布模塊或者程序(例如，使公布模塊或者程序退出省電模式)，讀取或者獲得當(dāng)前值，并且向網(wǎng)絡(luò)公布該當(dāng)前值。在當(dāng)前無線HART網(wǎng)絡(luò)中，分配給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙的出現(xiàn)速率一般低于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更新或者突發(fā)速率。特別地，較低的公布速率一般更適合節(jié)省無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電池壽命，并且允許更多設(shè)備連接到無線網(wǎng)絡(luò)14。然而，關(guān)于過程控制系統(tǒng)中當(dāng)前已知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如果在分配的公布時(shí)隙之間出現(xiàn)事件，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能公布該事件，過程控制系統(tǒng)將失去事件的出現(xiàn)記錄和任何相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0115]然而，采用本說明書的延遲公布技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以延遲向網(wǎng)絡(luò)14公布數(shù)據(jù)或者事件直到公布時(shí)隙出現(xiàn)。特別地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，設(shè)備30-40、50a、50b、60、55等等)可以支持本說明書中任何或者所有延遲公布技術(shù)。就這點(diǎn)而論，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以存儲(chǔ)或者緩存過程控制數(shù)據(jù)和相應(yīng)時(shí)間戳，該時(shí)間戳指示在何時(shí)捕獲或者獲得過程控制數(shù)據(jù)。當(dāng)下一個(gè)或者隨后的公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以被觸發(fā)向網(wǎng)絡(luò)14公布至少一部分該緩存數(shù)據(jù)和相應(yīng)時(shí)間戳。相應(yīng)地，過程控制系統(tǒng)10可以獲得更完整的公布數(shù)據(jù)，該公布數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于事件、測量值、狀態(tài)及其他已經(jīng)出現(xiàn)的過程控制數(shù)據(jù)，而不僅僅是獲得那些恰好在公布時(shí)隙內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。過程控制系統(tǒng)10可以利用所述更完整的公布數(shù)據(jù)來產(chǎn)生該系統(tǒng)更完整的視圖，因而與不具備延遲公布的系統(tǒng)相比較，上述過程控制系統(tǒng)可以用更全面和更適當(dāng)方式來控制過程。
[0116]在一個(gè)說明性但非限制性的示例中，考慮圖1中的無線HART閥位控制器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34。閥位控制器34使閥門從“打開”狀態(tài)變成“關(guān)閉”狀態(tài)(反之亦然)的過程一般花費(fèi)一秒。然而，閥位控制器34的公布速率(例如，更新速率、采樣速率或者突發(fā)速率)一般可以是幾秒的級(jí)別，例如8秒。因而，有可能在所分配的公布時(shí)機(jī)之間閥門34的狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變(也許若干次)。
[0117]為了說明，假定時(shí)隙O和10被分配給閥位控制器34用于發(fā)送或者公布。用當(dāng)前已知系統(tǒng)中，如果閥位控制器34在時(shí)隙O內(nèi)是打開狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34在時(shí)隙O向網(wǎng)絡(luò)14公布該“打開”狀態(tài)。如果閥位控制器34在時(shí)隙3內(nèi)變成“關(guān)閉”狀態(tài)，然后在時(shí)隙7內(nèi)變成“打開”狀態(tài)，在下一個(gè)、緊隨其后的被分配公布時(shí)隙內(nèi)(即，時(shí)隙10)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34僅僅向網(wǎng)絡(luò)14公布當(dāng)前的“打開”狀態(tài)。因而，在當(dāng)前已知系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)14根本沒有接收到任何關(guān)于閥位控制器34在時(shí)隙O和10之間變化狀態(tài)的指示。
[0118]相比之下，通過使用本說明書中的技術(shù)，可以容易地捕獲并向網(wǎng)絡(luò)14公布這樣的數(shù)據(jù)。例如，采用本說明書中的技術(shù)，當(dāng)閥位控制器34在時(shí)隙3內(nèi)變成“關(guān)閉”狀態(tài)時(shí)，可以在閥位控制器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34的緩存條目中存儲(chǔ)狀態(tài)變?yōu)椤瓣P(guān)閉”的指示和時(shí)隙3的指示。當(dāng)閥位控制器34在時(shí)隙7內(nèi)變成“打開”狀態(tài)時(shí)，可以在閥位控制器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34的緩存的不同條目中存儲(chǔ)狀態(tài)變?yōu)椤按蜷_”的指示和時(shí)隙7的指示。從而，當(dāng)分配給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34的下一個(gè)后繼公布時(shí)隙出現(xiàn)在時(shí)隙10時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34可以被觸發(fā)以公布其緩存中最舊的條目內(nèi)容(在這種情況下，“閥門34的狀態(tài)在時(shí)隙3內(nèi)變?yōu)椤P(guān)閉’狀態(tài)”)。當(dāng)公布時(shí)隙10之后又出現(xiàn)另一分配給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34的后繼公布時(shí)隙時(shí)，可以觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34公布其緩存中下一個(gè)最舊條目(在這種情況下，“閥門34的狀態(tài)在時(shí)隙7內(nèi)變?yōu)椤蜷_’狀態(tài)”)。就這點(diǎn)而論，使用本說明書的技術(shù)，過程控制系統(tǒng)10不僅僅可以捕獲對(duì)應(yīng)于發(fā)生在所分配的公布時(shí)隙之間的閥門34狀態(tài)改變的信息，還可以準(zhǔn)確確定何時(shí)發(fā)生狀態(tài)改變并且準(zhǔn)確確定閥門34處在“關(guān)閉”狀態(tài)下多久。
[0119]雖然上述示例涉及無線HART閥位控制器34，延遲公布的技術(shù)可以容易地被用于網(wǎng)絡(luò)14和/或過程控制系統(tǒng)10中任何無線或者有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-40、50a、50b、60、55等等)。更進(jìn)一步地，雖然上述的示例涉及對(duì)應(yīng)于二元狀態(tài)(即閥門34處于“打開”或者“關(guān)閉”狀態(tài))的事件，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以用延遲方法公布任何過程控制數(shù)據(jù)，例如對(duì)應(yīng)于超過兩個(gè)可能狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)的事件、測量數(shù)據(jù)、參數(shù)或者變量值、測量數(shù)據(jù)、狀況等
坐寸ο
[0120]圖5描述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的方框圖，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于提供過程控制數(shù)據(jù)的延遲公布。例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以是圖1所示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-40、50a、50b、60、55中的一個(gè)，或者可以是另一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以結(jié)合圖1的部分網(wǎng)絡(luò)10、12和/或14、圖2的部分協(xié)議70和/或72、和/或圖3A-3C的調(diào)度流程550、565和580的實(shí)施例來工作。
[0121 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以工作在過程控制系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以通信方式連接到過程控制系統(tǒng)中包括的通信網(wǎng)絡(luò)，例如有線和/或無線HART通信網(wǎng)絡(luò)14。就這點(diǎn)而論，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以包括網(wǎng)絡(luò)接口或者連接202連接到通信網(wǎng)絡(luò)，信息可以經(jīng)由所述接口或者連接發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)并且接收自通信網(wǎng)絡(luò)。
[0122]網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以包括過程控制接口 205用于獲得過程控制網(wǎng)絡(luò)中受控過程對(duì)應(yīng)的過程控制數(shù)據(jù)。過程控制數(shù)據(jù)可以包括參數(shù)或者變量的值、過程控制事件、測量數(shù)據(jù)、狀況、狀態(tài)或者任何其他期望獲得的過程控制數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，過程控制數(shù)據(jù)由現(xiàn)場設(shè)備生成，該現(xiàn)場設(shè)備包括在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200中或者和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200具有通信聯(lián)系。例如，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200是無線HART閥位控制器，該閥位控制器可以生成對(duì)應(yīng)于閥門狀態(tài)的過程控制數(shù)據(jù)，并提供所生成數(shù)據(jù)給過程控制接口 205。在另一示例中，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200是與流量計(jì)相連的無線適配器，該流量計(jì)可以生成與當(dāng)前被測量流量對(duì)應(yīng)的過程控制數(shù)據(jù)，并經(jīng)由過程控制接口 205提供所生成的數(shù)據(jù)給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200。
[0123]網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以包括用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的處理器208、以及緩存210和存儲(chǔ)器215。存儲(chǔ)器215可以是有形的非暫時(shí)存儲(chǔ)器，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)器215可以通過一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁性可讀存儲(chǔ)器、光可讀存儲(chǔ)器、和/或任何其他適當(dāng)?shù)?、有形的、非暫時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。
[0124]在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器215可以包括存儲(chǔ)在它里面的公布模塊218和延遲模塊220。公布器218可以包括可以由處理器208執(zhí)行的第一套計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，用于向網(wǎng)絡(luò)14公布網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200獲取的數(shù)據(jù)，延遲器220可以包括可由處理器208執(zhí)行的第二套計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，用于延遲向網(wǎng)絡(luò)14公布數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，公布器218和延遲器200可以合并成一個(gè)通用組件或者一套通用計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
[0125]在一個(gè)實(shí)施例中，緩存210可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)用于臨時(shí)存儲(chǔ)指令218、220的相關(guān)數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，緩存210可以包括在存儲(chǔ)器215中。在一個(gè)實(shí)施例中，緩存210的大小是可選或者可配置的。
[0126]關(guān)于該公布器218，可以由處理器208執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令以接收關(guān)于分配或者分派給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的公布時(shí)隙的指示。在一個(gè)實(shí)施例中，分配給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的一個(gè)或者多個(gè)公布時(shí)隙可以與接收自網(wǎng)絡(luò)管理器27的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的單個(gè)調(diào)度是一致的。公布時(shí)隙可以包括公布時(shí)機(jī)，在該時(shí)機(jī)持續(xù)過程中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200被允許發(fā)送或者公布數(shù)據(jù)例如過程控制數(shù)據(jù)。
[0127]在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以在多種模式下工作，例如第一立即公布模式和第二延遲公布模式。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的工作模式可以例如，由操作者或者用戶來配置。當(dāng)工作在第一立即公布模式時(shí)，在一個(gè)公布時(shí)隙內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200和/或公布器218可以公布在該公布時(shí)隙內(nèi)獲得的過程控制數(shù)據(jù)的當(dāng)前值。例如，當(dāng)公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以被觸發(fā)以經(jīng)由過程控制接口 205獲得過程控制數(shù)據(jù)的當(dāng)前值，公布器218可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 202向網(wǎng)絡(luò)14公布該當(dāng)前值。就這點(diǎn)而論，當(dāng)工作在立即公布模式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以以類似于僅僅能執(zhí)行數(shù)據(jù)的立即公布的當(dāng)前已知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方式進(jìn)行工作。
[0128]然而當(dāng)工作在第二延遲公布模式時(shí)，當(dāng)公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200和/或公布器218可以被觸發(fā)以公布先前存儲(chǔ)的過程控制數(shù)據(jù)。特別地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200和/或公布器218可以被觸發(fā)以公布緩存210存儲(chǔ)條目內(nèi)容的至少一部分。該條目可以包括在公布時(shí)隙出現(xiàn)之前所獲得的過程控制數(shù)據(jù)值和指示該值獲得時(shí)間的時(shí)間戳。過程控制數(shù)據(jù)值和時(shí)間戳都存儲(chǔ)在條目中，可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 202向網(wǎng)絡(luò)14公布。
[0129]一般地，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200工作在延遲公布模式時(shí)，可以進(jìn)行緩存210的寫入和讀取。緩存210可以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)條目，并且每個(gè)條目可以與不同時(shí)間對(duì)應(yīng)，在該時(shí)間過程控制數(shù)據(jù)的相應(yīng)值在過程控制接口 205處被捕獲或者獲得。如果緩存210中存儲(chǔ)了一項(xiàng)特定條目但沒有公布，可以對(duì)該特定條目進(jìn)行如下標(biāo)記。例如，該特定條目可以被標(biāo)記成“待公布”或者“活躍”。在公布之后，該特定條目可以被標(biāo)記成已經(jīng)公布，例如，“已公布”、“無效”或者“停用”。在一個(gè)實(shí)施例中，可以移去、刪除或者覆蓋已公布條目。
[0130]關(guān)于延遲器220，在一個(gè)實(shí)施例中，可以由處理器208執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，以對(duì)緩存210進(jìn)行讀寫操作。例如，延遲器220可以在獲得過程控制數(shù)據(jù)值和相應(yīng)時(shí)間戳的時(shí)候經(jīng)由過程控制接口 205將這些值寫入緩存210的不同條目。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200工作在延遲公布模式時(shí)，當(dāng)公布觸發(fā)出現(xiàn)時(shí)，延遲器220可以從緩存210獲得條目內(nèi)容以提供給公布器218用于向網(wǎng)絡(luò)14公布。另外延遲器220可以管理緩存210中已經(jīng)或者還未向網(wǎng)絡(luò)14公布的條目。
[0131]在一個(gè)實(shí)施例中，緩存210中的條目可以對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的對(duì)應(yīng)采樣速率或者突發(fā)速率。例如，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200是無線HART現(xiàn)場設(shè)備，并且該無線HART現(xiàn)場設(shè)備的采樣速率或者突發(fā)速率被配置成12秒，則每12秒可以在過程控制接口 205捕獲該現(xiàn)場設(shè)備的相應(yīng)當(dāng)前值，并且可以與相應(yīng)的時(shí)間戳存儲(chǔ)在緩存210的不同條目中。在另一示例中，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200是連接到有線現(xiàn)場設(shè)備的無線HART適配器，并且該有線設(shè)備的采樣速率或者突發(fā)速率被配置成5秒，則每5秒可以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200處經(jīng)由過程控制接口 205捕獲來自有線現(xiàn)場設(shè)備該有線現(xiàn)場設(shè)備的相應(yīng)當(dāng)前值，并且可以與相應(yīng)的時(shí)間戳存儲(chǔ)在緩存210的不同條目中。
[0132]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200工作在第二延遲公布模式并且公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)，延遲器220可以確定緩存210中最舊的活躍條目，并且可以引導(dǎo)公布器218向網(wǎng)絡(luò)14公布該最舊的活躍條目的內(nèi)容(例如，過程控制數(shù)據(jù)值和相應(yīng)時(shí)間戳)。在公布該最舊活躍條目之后，已公布條目可以由延遲器220停用。例如，已公布條目可以被移去、刪除或者覆蓋。在這實(shí)施例中，所捕獲的過程控制數(shù)據(jù)可以用延遲的、FIFO(先進(jìn)先出)的方式向網(wǎng)絡(luò)14公布。
[0133]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200工作在第二延遲公布模式并且公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)，緩存數(shù)據(jù)可以不使用FIFO算法來公布，而是使用任何其他期望算法。例如，當(dāng)公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)如果即時(shí)帶寬堪憂，延遲器220可以選擇緩存210中的較短條目由公布器218進(jìn)行公布。在所選條目(例如過程控制數(shù)據(jù)的值和相應(yīng)的時(shí)間戳)的內(nèi)容被公布之后，可以停用已公布條目。例如，已公布條目可以被移去、刪除或者覆蓋。在這實(shí)施例中，緩存210的條目不以發(fā)生的先后順序來公布的。盡管如此，過程控制系統(tǒng)10(和網(wǎng)絡(luò)管理器27)可以基于所公布的時(shí)間戳重建所述先后順序。
[0134]在一個(gè)實(shí)施例中，緩存210條目的延遲公布可能不由公布時(shí)隙出現(xiàn)來觸發(fā)。例如，緩存210條目可以依據(jù)用戶需求被觸發(fā)公布，或者基于任何期望事件被觸發(fā)公布。
[0135]因而，當(dāng)工作在延遲公布模式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200可以緩存所獲得的過程控制數(shù)據(jù)并在隨后可用的公布時(shí)隙中公布該緩存數(shù)據(jù)。延遲公布模式可以允許過程控制系統(tǒng)10的用戶或者操作者為特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200配置相對(duì)較快的采樣速率同時(shí)保持該特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的相對(duì)較低的公布速率。用這種方式，網(wǎng)絡(luò)14可以包括更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(由于提供較低的公布速率)同時(shí)保持已公布事件及其他過程數(shù)據(jù)的全面完整的記錄(由于提供較高的米樣速率)。
[0136]圖6是一種過程控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)延遲公布的示例方法300。該方法300可以結(jié)合，例如，圖5中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的實(shí)施例，圖1中網(wǎng)絡(luò)10、12和/或14，圖2中協(xié)議70和/或72，和/或圖3A-3C中的調(diào)度流程550、565和580來使用。
[0137]在方框302，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以接收到分配或者分派給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙的指示。在一個(gè)實(shí)施例中，該公布時(shí)隙的指示可以接收自通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理器。所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以是，例如，連接到過程控制系統(tǒng)中通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以包括與所述過程控制系統(tǒng)所控制過程相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備，或者該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以連接到所述現(xiàn)場設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能會(huì)接收到多個(gè)分配或者分派到該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙。所述多個(gè)時(shí)隙可以是循環(huán)的或者可以用周期方式重復(fù)。
[0138]在方框305，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以獲得待向網(wǎng)絡(luò)公布的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述待向網(wǎng)絡(luò)公布的數(shù)據(jù)可以對(duì)應(yīng)于控制過程中使用的過程控制數(shù)據(jù)，例如事件、測量數(shù)據(jù)、參數(shù)或者變量的值、狀態(tài)、狀況、或者任何其他期望的過程控制數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，待公布數(shù)據(jù)可以由現(xiàn)場設(shè)備生成，并且可以基于所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者現(xiàn)場設(shè)備的相應(yīng)采樣速率或者突發(fā)速率來獲得(方框305)所公布數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，隨著時(shí)間的推移可以獲得(方框305)多個(gè)待公布數(shù)據(jù)的值。
[0139]在一個(gè)實(shí)施例中，待公布數(shù)據(jù)的獲得(方框305)可以獨(dú)立于并且與所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的公布時(shí)隙的出現(xiàn)不相關(guān)。就這點(diǎn)而論，待公布數(shù)據(jù)的獲得(方框305)可以發(fā)生在分配給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的第一公布時(shí)隙出現(xiàn)之后并且在最接近的分配給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的后繼公布時(shí)隙之前。例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或者現(xiàn)場設(shè)備的采樣速率大于定期出現(xiàn)的分派給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙時(shí)，可以在隨后出現(xiàn)的公布時(shí)隙之間獲得(方框305)所述過程控制數(shù)據(jù)。
[0140]在方框308，獲得的待公布數(shù)據(jù)可以隨同待公布數(shù)據(jù)被捕獲時(shí)刻的指示(例如，時(shí)間戳)一起存儲(chǔ)在緩存的條目中。緩存可以包括在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。在一個(gè)實(shí)施例中，待公布數(shù)據(jù)和其相應(yīng)時(shí)間戳可以存儲(chǔ)在緩存的條目中。在實(shí)施例中，隨著時(shí)間的推移可以獲得多個(gè)待公布數(shù)據(jù)的值(方框305)，每個(gè)值可以隨同其相應(yīng)時(shí)間戳一起存儲(chǔ)在該緩存的不同條目中。
[0141]在方框310，對(duì)與所述過程對(duì)應(yīng)并存儲(chǔ)在緩存中的數(shù)據(jù)的公布可以被觸。觸發(fā)對(duì)與所述過程對(duì)應(yīng)并存儲(chǔ)在緩存中的數(shù)據(jù)的公布可以包括選擇或者確定用于公布的緩存條目。在一個(gè)實(shí)施例中，所選擇的條目是該緩存中最舊的條目。
[0142]在方框312，所選擇條目的內(nèi)容(例如，該所選擇條目中的與所述過程對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值和時(shí)間戳)可以被公布于網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)實(shí)施例中，所選條目的內(nèi)容可以向所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理器公布或者傳輸(方框312)。
[0143]在一個(gè)實(shí)施例中，在公布時(shí)隙內(nèi)執(zhí)行觸發(fā)該數(shù)據(jù)的公布(方框310)和向網(wǎng)絡(luò)公布該數(shù)據(jù)(方框312)，從而所述條目的選擇和其內(nèi)容的公布都發(fā)生在所述公布時(shí)隙內(nèi)。
[0144]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在延遲公布模式時(shí)執(zhí)行方框308和310。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在延遲公布模式時(shí)，向網(wǎng)絡(luò)公布的數(shù)據(jù)(方框312)可以包括來自在方框310中所選的緩存條目。
[0145]當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不工作在延遲公布模式時(shí)，可以省略方框308和310。特別地，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不工作在延遲公布模式時(shí)，待公布數(shù)據(jù)可以被獲得(方框305)并且在公布時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)立即向網(wǎng)絡(luò)公布(方框312)。
[0146]在一個(gè)實(shí)施例中，方法300可以包括配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以工作在延遲公布模式，或者配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以不工作在延遲公布模式，例如，工作在立即公布模式。
[0147]盡管本說明書的實(shí)施例根據(jù)無線HART網(wǎng)絡(luò)14來論述，此處描述的技術(shù)可以容易地被用于有線HART網(wǎng)絡(luò)。例如，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200是有線HART設(shè)備，獲得的過程控制數(shù)據(jù)可以隨同相應(yīng)時(shí)間戳一起存儲(chǔ)在緩存210中，并且當(dāng)公布時(shí)機(jī)出現(xiàn)時(shí)(例如當(dāng)有線HART設(shè)備具有提供公布時(shí)機(jī)的令牌時(shí))、依據(jù)需要或者在任何其他期望時(shí)間，都可以觸發(fā)公布器218公布緩存210中一個(gè)或多個(gè)條目。
[0148]雖然上述文本陳述了許多不同實(shí)施例的詳細(xì)說明，很清楚，本專利的范圍由這個(gè)專利末尾的權(quán)利要求和其等同言詞來定義的。具體的實(shí)施方式將僅僅作為示例解釋并且沒有描述每一可能的實(shí)施例，因?yàn)閷?duì)每一可能的實(shí)施例進(jìn)行描述即便不是不可能也是不切實(shí)際得。使用任何一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)或者在本專利的提出日期之后開發(fā)的技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的多個(gè)替換性實(shí)施例仍應(yīng)屬于本申請(qǐng)權(quán)利要求的范圍。通過舉例而非限制，本申請(qǐng)此處對(duì)至少下列方面進(jìn)行了探討:
[0149]一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其通信地耦合到過程控制系統(tǒng)，包括:
[0150]到所述過程控制系統(tǒng)包括的網(wǎng)絡(luò)的連接；
[0151]公布器，用于在分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙內(nèi)向所述過程控制系統(tǒng)中的所述網(wǎng)絡(luò)公布數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于在所述過程控制系統(tǒng)中被控制的過程；和
[0152]存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)條目的緩存，所述一個(gè)或多個(gè)條目中的每個(gè)條目包括所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)的值，以及包括相應(yīng)的時(shí)間戳，
[0153]其中所述公布器被觸發(fā)經(jīng)由所述連接、并在所述公布時(shí)隙內(nèi)向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存中的特定條目的內(nèi)容，所述特定條目的內(nèi)容包括對(duì)應(yīng)于發(fā)生在所述公布時(shí)隙之前的時(shí)間階段的特定時(shí)間戳。
[0154]如前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述緩存的所述一個(gè)或多個(gè)條目對(duì)應(yīng)于所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的采樣速率。
[0155]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述采樣速率是可配置的。
[0156]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述公布時(shí)隙包括在分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多個(gè)公布時(shí)隙中，并且
[0157]其中所述緩存的至少一個(gè)條目包括相應(yīng)時(shí)間戳，所述時(shí)間戳指示發(fā)生在第一公布時(shí)隙出現(xiàn)之后和緊隨所述第一公布時(shí)隙的第二公布時(shí)隙出現(xiàn)之前的時(shí)間階段。
[0158]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述網(wǎng)絡(luò)支持HART協(xié)議。
[0159]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述HART協(xié)議是無線HART協(xié)議。
[0160]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于過程控制事件。
[0161]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制事件對(duì)應(yīng)于一種特定的狀態(tài)，所述特定的狀態(tài)包括在兩個(gè)或更多的狀態(tài)的組中。
[0162]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所述公布時(shí)隙由耦合到所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理器來指示，其中所述公布器被觸發(fā)以經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)向所述網(wǎng)絡(luò)管理器公布所述條目的所述內(nèi)容。
[0163]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中存儲(chǔ)在所述緩存中的所述條目是存儲(chǔ)在所述緩存中的最舊的活躍條目，所述最舊的活躍條目基于包括在所述最舊的活躍條目中的所述時(shí)間戳來確定，并且在公布之后停用所述最舊的活躍條目。
[0164]一種由過程控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備延遲公布數(shù)據(jù)的方法，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括任何前述的方面，并且所述方法包括:
[0165]在所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處接收分派給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙的指示，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備耦合到所述過程控制系統(tǒng)中包括的網(wǎng)絡(luò)；
[0166]獨(dú)立于所述公布時(shí)隙的出現(xiàn)，在所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于在所述過程控制系統(tǒng)中被控制的過程；
[0167]在所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的緩存條目中，存儲(chǔ)待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)和所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳；
[0168]觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)，包括確定所述緩存中的最I(lǐng)日的條目；和
[0169]由所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存中的最舊條目的內(nèi)容。
[0170]如前述方面的所述方法，其中獲得所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)至少包括:獲得所述過程相關(guān)事件對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，或者獲得所述過程相關(guān)參數(shù)的值。
[0171]如任何前述方面的所述方法，其中獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)包括，隨著時(shí)間的推移，依照所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的采樣速率獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)值，在所述緩存的所述條目中存儲(chǔ)待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)以及該數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的所述時(shí)間戳包括，在所述緩存的不同條目存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)的所述多個(gè)數(shù)值中的每個(gè)值和所述每個(gè)值對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳。
[0172]如前述方面的所述方法，還包括配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的所述采樣速率。
[0173]如前述方面的所述方法，其中獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)包括，依照所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的采樣速率來獲得待向所述網(wǎng)絡(luò)公布的所述數(shù)據(jù)，并且所述公布時(shí)隙再出現(xiàn)的速率小于所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的所述采樣速率。
[0174]如前述方面的所述方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)是無線HART網(wǎng)絡(luò)，并且其中向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存中的所述最舊的條目的所述內(nèi)容包括，使用無線HART協(xié)議向耦合到所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理器發(fā)送所述緩存中的所述最舊的條目的所述內(nèi)容。
[0175]如任何前述方面的所述方法，其中:
[0176]所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可工作在第一模式和第二模式；
[0177]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在所述第一模式時(shí)，觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)包括，在所述公布時(shí)隙內(nèi)觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)，向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存的所述最舊的條目的所述內(nèi)容包括，在所述公布時(shí)隙內(nèi)向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存的所述最舊的的條目的所述內(nèi)容；和
[0178]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在所述第二模式時(shí)，觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)是對(duì)確定所述緩存的所述最舊的條目的停止，也是對(duì)向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存中的所述最舊的的條目的所述內(nèi)容的停止，所述觸發(fā)公布包括確定所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)的當(dāng)前值，并在所述公布時(shí)隙內(nèi)向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)的所述當(dāng)前值。
[0179]如任何前述方面的所述方法，更進(jìn)一步地包括配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以工作在所述第一模式，或者配置所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以工作在所述第二模式中的至少一個(gè)。
[0180]如任何前述方面的所述方法，其中:
[0181]觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)包括，在所述公布時(shí)隙內(nèi)觸發(fā)公布所述過程對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存的所述最舊的條目的所述內(nèi)容包括，在所述公布時(shí)隙內(nèi)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述緩存的所述最舊的條目的所述內(nèi)容。
[0182]如任何前述方面的一種工作在過程過程控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括，處理器；緩存；
[0183]網(wǎng)絡(luò)接口，將所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備耦合到所述過程控制系統(tǒng)中包括的通信網(wǎng)絡(luò)；
[0184]過程控制接口，用于獲得過程控制功能對(duì)應(yīng)的參數(shù)的值；
[0185]有形的、非暫時(shí)性存儲(chǔ)器，具有存儲(chǔ)在其中的指令，該指令由所述處理器執(zhí)行以:
[0186]接收分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的公布時(shí)隙的指示；
[0187]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在第一模式時(shí):在所述公布時(shí)隙內(nèi)經(jīng)由所述過程控制接口，獲得所述過程控制功能對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)的當(dāng)前值，并且經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)接口向所述通信網(wǎng)絡(luò)公布所述參數(shù)的所述當(dāng)前值；以及
[0188]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在第二模式時(shí):在所述公布時(shí)隙內(nèi)經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)接口向所述通信網(wǎng)絡(luò)公布存儲(chǔ)在所述緩存的最舊的活躍條目的內(nèi)容，所述最舊的活躍條目的所述內(nèi)容包括，先前獲得的、所述過程控制功能對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)的值，其中所述先前的獲得值是在所述公布時(shí)隙發(fā)生之前的時(shí)間階段中獲得的；以及在公布所述最舊的活躍條目之后停用所述最舊的活躍條目。
[0189]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述指令還能夠由所述處理器執(zhí)行，以在所述緩存的不同條目中存儲(chǔ)所述過程控制功能對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)的所述值中的每個(gè)值；并且在所述緩存的所述不同的條目中存儲(chǔ)所述每個(gè)值對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳。
[0190]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制接口接收的所述參數(shù)的所述值是基于所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的采樣速率來獲取的，所述參數(shù)的至少一個(gè)值是在分配給所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的下一個(gè)公布時(shí)隙出現(xiàn)之前在所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所述過程控制接口上獲得的，并且所述指令還能夠由所述處理器執(zhí)行，以當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在第二模式時(shí)，在所述緩存的相應(yīng)的條目中存儲(chǔ)所述參數(shù)的至少一個(gè)值中的一個(gè)和相應(yīng)的時(shí)間戳。
[0191]如前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制功能對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)的所述值由現(xiàn)場設(shè)備生成。
[0192]如任何前述方面的所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述通信網(wǎng)絡(luò)是無線HART通信網(wǎng)絡(luò)。
【權(quán)利要求】
1.一種通信耦合到過程控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被分配有一個(gè)公布時(shí)隙，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括: 過程控制設(shè)備，用于產(chǎn)生過程控制數(shù)據(jù)； 操作的耦合到所述過程控制設(shè)備的處理器，用于獲得所述產(chǎn)生的過程控制數(shù)據(jù)；以及 操作的耦合到所述過程控制系統(tǒng)包括的網(wǎng)絡(luò)的連接，用于在所述公布時(shí)隙期間向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述過程控制數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進(jìn)一步包括有形的、非易失性存儲(chǔ)器，用于儲(chǔ)存所述獲得的過程控制數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制設(shè)備包括閥門，閥位控制器，開關(guān)，傳感器，機(jī)泵，通風(fēng)機(jī)或其組合。
4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制數(shù)據(jù)包括與過程控制事件對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，以及與所述過程控制系統(tǒng)的所述過程控制事件相關(guān)的時(shí)間戳。
5.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制事件包括所述過程控制系統(tǒng)的狀態(tài)，測量或移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述連接操作的耦合到所述網(wǎng)絡(luò)，用于公布與所述過程控制事件對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)以及與所述過程控制事件相關(guān)的所述時(shí)間戳。
7.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述網(wǎng)絡(luò)支持HART協(xié)議。
8.如權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述HART協(xié)議時(shí)無線HART協(xié)議。
9.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制設(shè)備用于在所述公布時(shí)隙之前產(chǎn)生所述過程控制數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中所述過程控制設(shè)備用于在所述公布時(shí)隙中產(chǎn)生所述過程控制數(shù)據(jù)。
11.一種過程控制系統(tǒng)，包括 現(xiàn)場設(shè)備，用于產(chǎn)生過程控制數(shù)據(jù)；以及 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通信的耦合到所述現(xiàn)場設(shè)備并被分配有一個(gè)公布時(shí)隙，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括: 處理器，用于從所述現(xiàn)場設(shè)備獲得所述產(chǎn)生的過程控制數(shù)據(jù)； 操作的耦合到所述處理器的有形的、非易失性存儲(chǔ)器，用于儲(chǔ)存所述獲得的過程控制數(shù)據(jù)； 操作的耦合到所述過程控制系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)的連接，用于在所述公布時(shí)隙向所述網(wǎng)絡(luò)公布所述過程控制數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述現(xiàn)場設(shè)備包括閥門，閥位控制器，開關(guān)，傳感器，機(jī)泵，通風(fēng)機(jī)或其組合。
13.如權(quán)利要求11所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述連接操作的耦合至所述網(wǎng)絡(luò)，用于公布在所述公布時(shí)隙中產(chǎn)生的過程控制數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求11所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述過程控制數(shù)據(jù)包括與過程控制事件對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)以及與所述過程控制事件相關(guān)的時(shí)間戳。
15.如權(quán)利要求14所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述連接操作的耦合至所述網(wǎng)絡(luò)，用于公布在所述公布時(shí)隙產(chǎn)生的所述過程控制數(shù)據(jù)，所述過程控制數(shù)據(jù)包括與發(fā)生在所述公布時(shí)隙前的過程控制事件相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK203492050SQ201220710148
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】M·S·潘塞 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾控制國際公司