專利名稱：用于查看過(guò)程控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的功能塊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)，更具體地說(shuō)，涉及用于查看具有分散控制功能的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)的方法和裝置。
相關(guān)技術(shù)的描述大的過(guò)程如化工、石油、以及其他的制造和加工過(guò)程包括大量設(shè)置在各個(gè)不同位置、對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和控制進(jìn)而對(duì)整個(gè)過(guò)程實(shí)施控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以是傳感器如溫度、壓力和流速傳感器以及控制元件如閥和開(kāi)關(guān)。
在歷史上，過(guò)程控制工業(yè)是采用手動(dòng)操作如手動(dòng)讀數(shù)計(jì)、壓力表、轉(zhuǎn)動(dòng)閥輪等來(lái)操作過(guò)程中的測(cè)量和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。二十世紀(jì)初，過(guò)程控制工業(yè)開(kāi)始采用現(xiàn)場(chǎng)氣動(dòng)控制，其中將現(xiàn)場(chǎng)氣動(dòng)控制器、變送器和閥位控制器安裝在過(guò)程工廠的各個(gè)地方從而能對(duì)特定位置實(shí)施控制。隨著二十世紀(jì)七十年代(1970′s)基于微處理器的分散控制系統(tǒng)(DCS)的出現(xiàn)，在過(guò)程控制工業(yè)當(dāng)中，分散的電子過(guò)程控制成為了主流。
眾所周知，DCS包括一個(gè)連接到位于整個(gè)過(guò)程中的、大量電子監(jiān)視和控制設(shè)備如電子傳感器、變送器、電流-壓力變換器、閥位控制器等上的模擬或數(shù)字計(jì)算機(jī)如可編程邏輯控制器。DCS計(jì)算機(jī)能夠保存并實(shí)現(xiàn)一個(gè)集中的、且通常是復(fù)雜的控制方案，從而使過(guò)程中的設(shè)備能夠進(jìn)行測(cè)量和控制操作，進(jìn)而根據(jù)一些總的控制方案來(lái)對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行控制。但通常，由DCS實(shí)現(xiàn)的控制方案專屬于DCS控制器的生產(chǎn)者，這使得DCS的擴(kuò)展、升級(jí)、重新編程及維護(hù)都比較困難且比較昂貴，這是因?yàn)镈CS的供應(yīng)商必須全面參與完成所有工作。此外，任何特定DCS所用或連接在任何特定DCS中的設(shè)備由于DCS控制器的專屬性以及DCS控制器供應(yīng)商無(wú)法支持由其他生產(chǎn)者所生產(chǎn)的某些設(shè)備或設(shè)備功能這一事實(shí)而受到局限。
為了克服使用專屬性DCS所存在的問(wèn)題，過(guò)程控制工業(yè)開(kāi)發(fā)了許多標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放的通信協(xié)議，有HART,PROFIBUS,WORLDFIP,LONWORK,Device-Net以及CAN協(xié)議，這此通信協(xié)議使由不同生產(chǎn)者生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能共用于同一過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中。事實(shí)上，遵守這些協(xié)議之一的任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都可以用在一個(gè)過(guò)程中，與支持該協(xié)議的DCS控制器或其他控制器進(jìn)行通信并由支持該協(xié)議的DCS控制器或其他控制器進(jìn)行控制，即使這些設(shè)備是由DCS控制器生產(chǎn)者以外的不同生產(chǎn)者制造的也是如此。
另外，目前過(guò)程控制工業(yè)中的趨勢(shì)是使過(guò)程控制分散，從而使DCS控制器簡(jiǎn)化或最大程度地取消DCS控制器。通過(guò)使過(guò)程控制設(shè)備如閥位控制器、變送器等實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)過(guò)程控制功能、之后將數(shù)據(jù)通過(guò)總線結(jié)構(gòu)輸送給其他過(guò)程控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)其他控制功能時(shí)所用可獲得分散控制。為了實(shí)現(xiàn)這些控制功能，每個(gè)過(guò)程控制設(shè)備都包括一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)一項(xiàng)或多項(xiàng)控制功能并能利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放的通信協(xié)議與其他過(guò)程控制設(shè)備進(jìn)行通信的微處理器。以此方式，由不同生產(chǎn)者生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能夠在過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中互相連接從而相互通信、并在沒(méi)有DCS控制器干預(yù)的情況下實(shí)現(xiàn)形成一個(gè)控制回路的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程控制功能?，F(xiàn)由現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)會(huì)(Fieldbus Foundation)推廣使用的全數(shù)字、二線制總線協(xié)議FOUNDATIONTM現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議(下文當(dāng)中稱作“Fieldbus”)是一個(gè)開(kāi)放的通信協(xié)議，它能使由不同生產(chǎn)者生產(chǎn)的設(shè)備借助一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)總線互相操作和通信從而實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的分散控制。
如上所述，過(guò)程控制功能的分散簡(jiǎn)化并一定程度上消除了專屬性DCS控制器，從而使過(guò)程操作人員依靠DCS控制器生產(chǎn)者來(lái)改變或升級(jí)由DCS控制器所實(shí)現(xiàn)的控制方案這一需求降低。但分散控制使得在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的中心位置編譯和查看過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值變得更為困難。因此，在這種分散型控制方案當(dāng)中，盡管減少或簡(jiǎn)化了過(guò)程操作人員的處理控制功能，但仍需要在中心或單獨(dú)位置上監(jiān)視過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)前的操作狀態(tài)。
在標(biāo)準(zhǔn)DCS環(huán)境以及在許多分散控制環(huán)境當(dāng)中，主機(jī)設(shè)備通過(guò)向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備請(qǐng)求信息而積累實(shí)時(shí)信息。當(dāng)過(guò)程操作人員想要查看一個(gè)或更多過(guò)程參數(shù)的當(dāng)前值時(shí)，主機(jī)設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)請(qǐng)求信息，向保存有操作人員所選參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備請(qǐng)求信息。該請(qǐng)求信息通過(guò)總線從主機(jī)設(shè)備傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一接收到該請(qǐng)求信息，便生成應(yīng)答信息，此應(yīng)答信息再通過(guò)總線傳輸回主機(jī)設(shè)備。因此，過(guò)程參數(shù)從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳送到主機(jī)設(shè)備包括兩項(xiàng)事務(wù)處理信息請(qǐng)求和應(yīng)答。
在許多情況下，主機(jī)從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中請(qǐng)求的過(guò)程控制參數(shù)是用單獨(dú)的總線事務(wù)處理從一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳輸?shù)搅硪滑F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的參數(shù)。每種情況都需在總線上傳輸同一信息的三個(gè)單獨(dú)的總線事務(wù)處理。另外，主機(jī)監(jiān)視來(lái)自許多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息，監(jiān)視操作使總線流通量增大。由監(jiān)視操作導(dǎo)致的總線流通量增大使其他重要通信操作的通信貫通量降低，從而使過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)總的應(yīng)答性能降低。
總線監(jiān)視器是DCS環(huán)境中無(wú)需再加總線流通量便能夠積累數(shù)據(jù)的設(shè)備?？偩€監(jiān)視器不能在總線上說(shuō)出或發(fā)出請(qǐng)求，但它們總在監(jiān)聽(tīng)總線，能捕捉到其所連接的總線分支上所產(chǎn)生的所有總線事務(wù)處理。當(dāng)前公知的總線監(jiān)視器被設(shè)計(jì)成能夠監(jiān)視總線流通量并能夠評(píng)價(jià)通信協(xié)議和總線網(wǎng)絡(luò)的性能?？偩€監(jiān)視器不能監(jiān)視過(guò)程數(shù)據(jù)，只能對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、分類和存儲(chǔ)。例如，可以將一個(gè)總線監(jiān)視器配置成能對(duì)一個(gè)特定協(xié)議信息類型-如所有請(qǐng)求信息或所有應(yīng)答信息的所有信息進(jìn)行濾波和存儲(chǔ)，但監(jiān)視器無(wú)法抽取、保存或操縱包含在濾波信息當(dāng)中的過(guò)程數(shù)據(jù)。為了查看到特殊的過(guò)程數(shù)據(jù)，需要一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備對(duì)保存在總線監(jiān)視器中的信息抽取、分類或操縱。因此，當(dāng)前DCS環(huán)境中的總線監(jiān)視器不利于訪問(wèn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的當(dāng)前操作狀態(tài)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種從中心位置處監(jiān)視具有分散控制功能的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)前操作狀態(tài)(如過(guò)程參數(shù)值)的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的方法和設(shè)備采用預(yù)定的周期性通信將含有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所產(chǎn)生的被測(cè)過(guò)程參數(shù)值的信號(hào)發(fā)送給一個(gè)中心查看設(shè)備。該查看設(shè)備接收該信號(hào)后，至少保存一個(gè)過(guò)程參數(shù)值，如果需要的話，可以保存更多數(shù)值，以對(duì)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制。為了檢索到保存的過(guò)程參數(shù)以進(jìn)行查看，查看設(shè)備處理來(lái)自用戶接口設(shè)備的、請(qǐng)求一個(gè)或更多保存參數(shù)保存值的信息，并傳輸含有保存值的應(yīng)答信息。用戶接口設(shè)備與查看設(shè)備可以是同一設(shè)備，也可以是采用與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備用以與查看設(shè)備進(jìn)行通信的通信協(xié)議相同或不同的通信協(xié)議與查看設(shè)備進(jìn)行通信的單獨(dú)設(shè)備。此外，請(qǐng)求和應(yīng)答信息是用不定期排隊(duì)通信方式在設(shè)備之間進(jìn)行傳送的。
用預(yù)定周期的通信方式來(lái)積累過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值，本發(fā)明的方法和設(shè)備無(wú)需在查看設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間傳送單獨(dú)的請(qǐng)求和應(yīng)答信息便能存儲(chǔ)過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值，從而降低網(wǎng)絡(luò)中的通信流通量。不必將查看設(shè)備規(guī)定為含有被監(jiān)視過(guò)程參數(shù)的信息的接收器而產(chǎn)生任何附加的總線流通量，便能夠監(jiān)視在總線上各個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程參數(shù)。此外，所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都以相同的方式將信息傳輸?shù)讲榭丛O(shè)備中，因此使積累過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)值的過(guò)程得以簡(jiǎn)化。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的方法和設(shè)備用一個(gè)中心查看設(shè)備來(lái)捕獲總線上所有的通信信息處理情況，識(shí)別出含有過(guò)程數(shù)據(jù)的信息，并積累現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所得到的被監(jiān)視的過(guò)程參數(shù)值。查看設(shè)備接收到在總線上傳輸?shù)耐ㄐ判畔⑻幚砬闆r，并濾出監(jiān)視和控制過(guò)程所需的過(guò)程數(shù)據(jù)，特別是查看設(shè)備所要監(jiān)視的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)。為了檢索到要進(jìn)行查看的存儲(chǔ)的過(guò)程參數(shù)，查看設(shè)備包括一個(gè)用戶接口，它使用戶能夠在用戶接口上顯示出一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)參數(shù)的存儲(chǔ)數(shù)值。通過(guò)捕獲在總線上傳輸?shù)男畔?，本發(fā)明的方法和設(shè)備能夠存儲(chǔ)過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)值，不必在查看設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間發(fā)送請(qǐng)求信息和應(yīng)答信息，從而能夠減少網(wǎng)絡(luò)中的通信流量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在具有通信鏈接到一總線上的多個(gè)設(shè)備的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)了一種查看實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法。至少一個(gè)設(shè)備包括一個(gè)查看過(guò)程功能模塊，該模塊被配置成用于存儲(chǔ)和檢索過(guò)程參數(shù)值，但不能用該數(shù)值進(jìn)行過(guò)程控制。響應(yīng)于用戶從多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)中選出一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)時(shí)所產(chǎn)生的請(qǐng)求信息，可以從查看過(guò)程功能模塊中檢索出該數(shù)值。該方法包括以下步驟配置查看過(guò)程功能模塊，使其保存一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)值；將與此過(guò)程參數(shù)相關(guān)聯(lián)的過(guò)程功能模塊的輸出通信鏈接到查看過(guò)程功能模塊的輸入上；用預(yù)定周期的通信方式將來(lái)自過(guò)程功能模塊的過(guò)程參數(shù)數(shù)值傳輸給查看過(guò)程功能模塊；并將過(guò)程參數(shù)的該傳輸值保存在查看過(guò)程功能模塊中。
查看過(guò)程功能模塊可以是由第二過(guò)程功能模塊將過(guò)程參數(shù)值傳輸至其中的多個(gè)過(guò)程功能模塊之一。此外，查看過(guò)程功能模塊也可以是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中的查看功能塊。
另外，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)可以包括一個(gè)用于檢索和顯示保存在查看過(guò)程功能模塊中的數(shù)值的用戶接口。在這種情況下，該方法包括將具有一輸出過(guò)程功能模塊、帶有一個(gè)用戶接口的顯示設(shè)備連接到總線上，將輸出過(guò)程功能模塊通信鏈接到查看過(guò)程功能模塊中。該方法進(jìn)一步包括將向輸出過(guò)程功能模塊請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)值的請(qǐng)求信息傳輸?shù)讲榭催^(guò)程功能模塊中；將來(lái)自查看過(guò)程功能模塊的、帶有過(guò)程參數(shù)請(qǐng)求值的應(yīng)答信息再傳輸給輸出過(guò)程功能模塊；并在用戶接口上顯示出該請(qǐng)求數(shù)值。顯示設(shè)備和具有查看過(guò)程功能模塊的設(shè)備可連接到第二過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)的第二總線上，從而使第二網(wǎng)絡(luò)上的用戶能夠查看到第一網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)過(guò)程信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)值的信息查看系統(tǒng)，其中過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)具有通信鏈接到一總線上的多個(gè)設(shè)備；其特征在于每一個(gè)設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)過(guò)程功能，并能利用定期通信方式在總線上進(jìn)行通信。該信息查看系統(tǒng)包括產(chǎn)生輸入信號(hào)的第一信號(hào)發(fā)生器，輸入信號(hào)包括與第一設(shè)備相關(guān)的過(guò)程參數(shù)值；連接到第一信號(hào)發(fā)生器上、配置成利用定期通信方式將該輸入信號(hào)傳送到第二設(shè)備的輸入上的第一通信裝置；配置在第二設(shè)備中接收輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)捕獲單元；和配置在第二設(shè)備中并通信鏈接到數(shù)據(jù)捕獲單元上的存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元用于保存一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)值。
信息查看系統(tǒng)進(jìn)一步包括配置在一個(gè)設(shè)備當(dāng)中的第二信號(hào)發(fā)生器，它能產(chǎn)生請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)保存數(shù)值的請(qǐng)求信息；連接到第二信號(hào)發(fā)生器上、配置成利用不定期排隊(duì)通信方式將請(qǐng)求信號(hào)傳送到第二設(shè)備的輸入上的第二通信裝置，請(qǐng)求信號(hào)由數(shù)據(jù)捕獲單元接收。此外，信息查看系統(tǒng)還包括配置在第二設(shè)備中的數(shù)據(jù)傳送單元，數(shù)據(jù)傳送單元產(chǎn)生帶有來(lái)自存儲(chǔ)單元的過(guò)程參數(shù)請(qǐng)求值的應(yīng)答信號(hào)；以及連接到數(shù)據(jù)傳送單元上、配置成利用不定期排隊(duì)通信方式將應(yīng)答信號(hào)傳送到第三設(shè)備輸入上的第三通信裝置。此外，信息查看系統(tǒng)還包括接收應(yīng)答信號(hào)的第二信號(hào)接收器，及配置在這些設(shè)備之一當(dāng)中的、在用戶接口上顯示出過(guò)程參數(shù)數(shù)值的顯示設(shè)備。
信息查看系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送單元可用于接收過(guò)程參數(shù)值，使存儲(chǔ)單元用來(lái)自輸入信號(hào)的數(shù)值對(duì)過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)值進(jìn)行重寫或追加在存儲(chǔ)值之后，并使存儲(chǔ)單元能夠存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)及與該過(guò)程參數(shù)相關(guān)的信息。信息查看系統(tǒng)也可以配置成由多個(gè)設(shè)備產(chǎn)生多個(gè)輸入信號(hào)的形式，由數(shù)據(jù)捕獲單元、數(shù)據(jù)傳送單元及存儲(chǔ)單元來(lái)接收和處理每一個(gè)輸入信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，在具有通信鏈接到一總線上的多個(gè)設(shè)備的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中提供了一種能夠在過(guò)程控制設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的查看過(guò)程功能模塊，該查看過(guò)程功能模塊可以是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中的一個(gè)功能塊，且能用定期通信方式在總線上進(jìn)行通信。該查看過(guò)程功能模塊包括從含有與過(guò)程功能模塊相關(guān)的過(guò)程參數(shù)值的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程功能模塊中接收輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)捕獲單元。查看過(guò)程功能模塊進(jìn)一步包括存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值的存儲(chǔ)單元，及用來(lái)自輸入信號(hào)的過(guò)程參數(shù)值對(duì)存儲(chǔ)單元中過(guò)程參數(shù)值進(jìn)行重寫或追加到其上的數(shù)據(jù)傳送單元。
此外，查看過(guò)程功能模塊還包括一個(gè)輸出主機(jī)接口，它接收用戶向多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)值時(shí)產(chǎn)生的請(qǐng)求信號(hào)。該請(qǐng)求信號(hào)利用不定期排隊(duì)通信方式進(jìn)行傳輸，輸出主機(jī)接口將該請(qǐng)求信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)傳送單元中。數(shù)據(jù)傳送單元從存儲(chǔ)單元中檢索出過(guò)程參數(shù)的請(qǐng)求數(shù)值，輸出主機(jī)接口產(chǎn)生一個(gè)帶有請(qǐng)求值的應(yīng)答信號(hào)，并將該應(yīng)答信號(hào)傳輸給請(qǐng)求設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在具有通信鏈接到一總線上的多個(gè)設(shè)備的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了一種查看實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法。設(shè)備之一是一個(gè)查看總線監(jiān)視器，它被配置成能夠存儲(chǔ)和檢索過(guò)程參數(shù)值。查看總線監(jiān)視器通過(guò)從總線上的所有通信信息中濾出過(guò)程數(shù)據(jù)而獲得數(shù)值。響應(yīng)用戶從多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)中選擇一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)而產(chǎn)生的請(qǐng)求信息可檢索出存儲(chǔ)在查看總線監(jiān)視器中的數(shù)值。該方法包括以下步驟配置查看總線監(jiān)視器，使其保存一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)值；將含有過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇偩€上；在查看總線監(jiān)視器上捕獲在總線上傳輸?shù)耐ㄐ判畔?；識(shí)別出含有由查看總線監(jiān)視器所保存的過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息；并將過(guò)程參數(shù)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。
此外，查看總線監(jiān)視器可進(jìn)一步包括一個(gè)內(nèi)部或外部用戶接口。當(dāng)提供用戶接口時(shí)，該方法進(jìn)一步包括以下步驟在用戶接口上輸入請(qǐng)求過(guò)程參數(shù)一個(gè)或多個(gè)保存數(shù)值的請(qǐng)求信號(hào)，從存儲(chǔ)單元中檢索出請(qǐng)求數(shù)值，將所請(qǐng)求的過(guò)程參數(shù)顯示在用戶接口上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)值的信息查看系統(tǒng)，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)具有通信鏈接到一總線上的多個(gè)設(shè)備，其特征在于每一個(gè)設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)過(guò)程功能，并能在總線上進(jìn)行通信。該信息查看系統(tǒng)包括生成含有一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息的信號(hào)發(fā)生器；連接到信號(hào)發(fā)生器上、將過(guò)程數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇偩€上的第一通信裝置；配置在查看總線監(jiān)視器中、用以接收過(guò)程數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)捕獲單元，及配置在查看總線監(jiān)視器中并通信鏈接到數(shù)據(jù)捕獲單元上的存儲(chǔ)單元。查看總線監(jiān)視器用于捕獲總線上的發(fā)生的所有通信信息，數(shù)據(jù)捕獲單元用于識(shí)別出過(guò)程數(shù)據(jù)信息。存儲(chǔ)單元用于保存一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)值。
該信息查看系統(tǒng)包括一個(gè)用于接收過(guò)程參數(shù)值的數(shù)據(jù)傳送單元，使存儲(chǔ)單元用來(lái)自過(guò)程數(shù)據(jù)信息的數(shù)值對(duì)所存儲(chǔ)的過(guò)程參數(shù)值進(jìn)行重寫或追加到存儲(chǔ)的過(guò)程參數(shù)值上，并使存儲(chǔ)單元能夠保存一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)及與過(guò)程參數(shù)相關(guān)的信息。信息查看系統(tǒng)也可以如此進(jìn)行配置，即由多個(gè)設(shè)備生成多個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)捕獲單元、數(shù)據(jù)傳送單元及存儲(chǔ)單元能夠接收和處理每一過(guò)程數(shù)據(jù)信息。此外，該信息查看系統(tǒng)包括一個(gè)用戶接口，它生成請(qǐng)求過(guò)程參數(shù)一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)值的請(qǐng)求信息并顯示過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)值。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一個(gè)能夠在具有通信連接到總線上的多個(gè)設(shè)備的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)的查看總線監(jiān)視器，它包括用于捕獲總線上所有傳送信號(hào)并識(shí)別出含有過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)捕獲單元；存儲(chǔ)至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值的存儲(chǔ)單元；用來(lái)自過(guò)程數(shù)據(jù)信息的過(guò)程參數(shù)值對(duì)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的過(guò)程參數(shù)值進(jìn)行重寫或追加到其上的數(shù)據(jù)傳送單元。查看總線監(jiān)視器能夠接收多個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)信息，每一信息都是由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生并在總線上進(jìn)行傳輸，并含有多個(gè)過(guò)程參數(shù)值。查看總線監(jiān)視器也能夠?qū)⒍鄠€(gè)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。
鑒于以下參考附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例所進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明如下。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是采用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)的示意方框圖；圖2是具有一組三種功能塊的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的示意方框圖；圖3的示意方框圖所示的是圖1過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中一些設(shè)備當(dāng)中的功能塊；圖4是圖1過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)典型過(guò)程控制回路的控制回路示意圖；圖5是圖1過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)總線一個(gè)分支上一個(gè)循環(huán)的時(shí)間示意圖；圖6是含有本發(fā)明查看功能塊和查看總線監(jiān)視器的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)的示意方框圖；圖7是圖6中查看功能塊的示意性功能方框圖；圖8是圖6中查看總線監(jiān)視器的示意性功能方框圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的查看設(shè)備是結(jié)合用一組現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備以分散方式實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制功能的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)進(jìn)行描述的，但應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的查看設(shè)備也能用于用其他類型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)分散控制功能的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中，所述其他類型的通信協(xié)議包括不是依靠二線總線的協(xié)議以及只支持模擬通信或模擬和數(shù)字通信都支持的協(xié)議。因此，本發(fā)明的查看設(shè)備能夠用于實(shí)現(xiàn)分散控制功能的任何過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，即使該過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)所用的是HART,PROFIBUS等通信協(xié)議或任何其他當(dāng)前就有或有待將來(lái)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議，本發(fā)明的查看設(shè)備也適用。此外，本發(fā)明的查看設(shè)備也可以用于不能實(shí)現(xiàn)分散控制功能的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)如HART網(wǎng)絡(luò)等當(dāng)中，也可以用于任何必要的過(guò)程控制設(shè)備包括閥、定位器、變送器等。
在詳細(xì)討論本發(fā)明的查看設(shè)備之前，先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議、據(jù)此協(xié)議配置的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、以及用此現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的通信方式進(jìn)行概括說(shuō)明。但應(yīng)當(dāng)理解，由于現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議是為過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)所用的、相對(duì)來(lái)說(shuō)比較新的全數(shù)字通信協(xié)議，此協(xié)議屬公知技術(shù)，在公開(kāi)出版、發(fā)行并可以從一個(gè)設(shè)在Austin,Texas的非盈利性組織總部Fieldbus Foundation處購(gòu)買到的大量論文、小冊(cè)子和說(shuō)明書(shū)中都有詳細(xì)說(shuō)明。特別地，在來(lái)自Fieldbus Foundation的名稱為Communication Technical Specification(通信技術(shù)手冊(cè))和User Layer TechnicalSpecification(用戶層技術(shù)手冊(cè))的手冊(cè)中都對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議、用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議進(jìn)行通信及將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在設(shè)備中的方式進(jìn)行了詳細(xì)地描述。在此只著重用其作為參考。
現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議是一個(gè)全數(shù)字、串行、雙工通信協(xié)議，它向二線回路或位于工廠或廠區(qū)的儀表測(cè)量設(shè)備或過(guò)程控制環(huán)境當(dāng)中的總線互連“現(xiàn)場(chǎng)”設(shè)備如傳感器、執(zhí)行器、控制器、閥等提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的物理接口?，F(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議為過(guò)程設(shè)備當(dāng)中的現(xiàn)場(chǎng)儀表(現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備)提供了一個(gè)局域網(wǎng)，它使這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能夠在分散于整個(gè)過(guò)程的各個(gè)位置上實(shí)現(xiàn)控制功能，并能在實(shí)現(xiàn)這些控制功能前后相互進(jìn)行通信以實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制策略。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議能使控制功能分散在整個(gè)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中，因此它能降低主要與DCS相關(guān)的中心過(guò)程控制器的復(fù)雜程度，或完全消除與DCS相關(guān)的中心過(guò)程控制器。
參見(jiàn)圖1，采用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10包括一主機(jī)12，主機(jī)12通過(guò)二線現(xiàn)場(chǎng)總線回路或總線34連接到許多其他設(shè)備如程序邏輯控制器(PLC)13、多個(gè)控制器14、另一主機(jī)設(shè)備15以及一組現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備16、18、20、22、24、26、28、30和32上。網(wǎng)絡(luò)10還包括其他設(shè)備，如總線監(jiān)視器35，它隨時(shí)監(jiān)聽(tīng)總線34，收集用于評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)10性能的通信和診斷信息。總線34包括由橋式設(shè)備30和32分開(kāi)的不同部分或分支34a、34b和34c。每一分支34a、34b和34c能使連接到總線34上的一設(shè)備子組互連、從而使各設(shè)備之間能夠以下述方式進(jìn)行通信。當(dāng)然，圖1的網(wǎng)絡(luò)只是例證性地示出了用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議構(gòu)成的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)也可以以許多其他方式構(gòu)成。一般地，組態(tài)器位于設(shè)備之一如主機(jī)12中，用于對(duì)每一個(gè)設(shè)備進(jìn)行設(shè)定或組態(tài)(它是“智能化”設(shè)備，其中包括能夠進(jìn)行通信、一些情況下有控制功能的微處理器)以及當(dāng)新的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接到總線34上、當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備從總線34上取下時(shí)進(jìn)行識(shí)別、接收由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備16-32所產(chǎn)生的一些數(shù)據(jù)、并與一個(gè)或多個(gè)用戶終端進(jìn)行聯(lián)系，組態(tài)器位于主機(jī)12或以任何方式連接到主機(jī)12上的任何其他設(shè)備當(dāng)中。
總線34支持或允許雙向、純數(shù)字通信，還可以向連接到其上的任一或所有設(shè)備如現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備16-32提供電源信號(hào)。任一或所有設(shè)備12-32可以有自身電源，也可以通過(guò)一條單獨(dú)的導(dǎo)線(未示出)連接到外部電源上。設(shè)備12-32如圖1中所示以標(biāo)準(zhǔn)總線型連接方式連接到總線34上，其中大多設(shè)備連接到構(gòu)成總線分支34a、34b和34c的同對(duì)導(dǎo)線上，現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議也允許其他的設(shè)備/導(dǎo)線拓樸結(jié)構(gòu)，有每個(gè)設(shè)備通過(guò)一條單獨(dú)的二線對(duì)(類似于典型的4-20ma模擬DCS系統(tǒng))連接到一個(gè)控制器或主機(jī)上的點(diǎn)一點(diǎn)連接，及每個(gè)設(shè)備連接到二線制總線一個(gè)公共點(diǎn)上的樹(shù)或“齒”式連接，其中公共點(diǎn)是過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的接線盒或終端區(qū)域。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，數(shù)據(jù)可以以相同或不同的通信波特率或速度在不同的總線分支34a、34b和34c上進(jìn)行傳送。例如，現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議提供了31.25Kb/s的通信速率(H1)，如圖所示為圖1中的總線分支34b和34c所用；還提供了1.0Mb/s或2.5Mb/s(H2)的通信速率，該通信速率一般用于先進(jìn)過(guò)程控制、遠(yuǎn)程輸入/輸出以及高速工廠自動(dòng)化應(yīng)用，如圖所示由圖1中的總線分支34a所用。同樣，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，可以用電壓型信號(hào)或電流型信號(hào)在總線分支34a、34b和34c上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送。當(dāng)然，總線34每一分支的最大長(zhǎng)度可以不受嚴(yán)格限制，但它應(yīng)由該分支的通信速率、電纜類型、線寬、總線電源類型等確定。
現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議將能夠連接到總線34上的設(shè)備分為三類，即基本設(shè)備，主鏈接設(shè)備和橋式設(shè)備。基本設(shè)備(如圖1中的設(shè)備18,20,24和28)能夠進(jìn)行通信，即能將通信信號(hào)發(fā)送到總線34上并從總線34上接收通信信號(hào)，但不能控制總線34上產(chǎn)生通信的順序或時(shí)間。主鏈接設(shè)備(如圖1中的設(shè)備16,22和26及主機(jī)12)是能通過(guò)總線34進(jìn)行通信并能控制總線34上通信信號(hào)的流量和時(shí)間的設(shè)備。橋式設(shè)備(如圖1中的設(shè)備30和32)是被配置成能夠在現(xiàn)場(chǎng)總線的各個(gè)部分或分支上進(jìn)行通信、并使現(xiàn)場(chǎng)總線的各個(gè)部分或分支互連以形成更大的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。如果需要的話，橋式設(shè)備可以在總線34不同分支上所用的不同數(shù)據(jù)速度和/或不同數(shù)據(jù)信號(hào)格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可放大在總線34各分支間傳播的信號(hào)，可對(duì)在總線34不同分支間流動(dòng)的信號(hào)進(jìn)行濾波，并僅使指定由連接有橋式設(shè)備的總線分支上的設(shè)備接收的信號(hào)通過(guò)，和/或采取其他必要措施將總線34的不同分支鏈接起來(lái)。連接以不同速度進(jìn)行操作的總線分支的橋式設(shè)備在橋式設(shè)備的低速分支側(cè)必須具有主鏈接器能力。主機(jī)12和15、PLC13以及控制器14可以是任何類型的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，但一般是主鏈接設(shè)備。
設(shè)備12-32都能夠通過(guò)總線34進(jìn)行通信，更重要地是，都能夠利用由設(shè)備通過(guò)總線34上的通信信號(hào)從過(guò)程或不同設(shè)備中采集到的數(shù)據(jù)獨(dú)立地完成一項(xiàng)或多項(xiàng)過(guò)程控制功能。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備能夠直接實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制策略的一部分，這在過(guò)去是由DCS的中心數(shù)字控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了實(shí)現(xiàn)控制功能，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備都包括一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的“塊”，該“塊”由設(shè)備中的微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別地，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備都包括一個(gè)數(shù)據(jù)源塊，包括零或多個(gè)功能塊以及零或多個(gè)轉(zhuǎn)換塊，這些塊統(tǒng)稱為塊對(duì)象。
數(shù)據(jù)源塊存儲(chǔ)和傳送屬于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備特征數(shù)據(jù)的特殊數(shù)據(jù)，例如設(shè)備類型、設(shè)備更新標(biāo)識(shí)及從設(shè)備存儲(chǔ)器中得到其他設(shè)備特殊信息的標(biāo)識(shí)。不同的設(shè)備生產(chǎn)者在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)源塊中存儲(chǔ)了不同類型的數(shù)據(jù)，所以遵守現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都包括一個(gè)存儲(chǔ)有一些數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源塊。
功能塊限定并實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相關(guān)的輸入功能、輸出功能或控制功能，因此功能塊通常被稱為輸入、輸出和控制功能塊。目前存在或有待將來(lái)開(kāi)發(fā)的還有其他類型類型的功能塊如混合式功能塊。每個(gè)輸入或輸出功能產(chǎn)生至少一個(gè)過(guò)程控制輸入(如來(lái)自過(guò)程測(cè)量設(shè)備的過(guò)程變量)或過(guò)程控制輸出(如傳送到執(zhí)行設(shè)備上的閥位置)，而每個(gè)控制功能塊都能利用一種算法(可以是比例算法)從一個(gè)或多個(gè)過(guò)程輸入和控制輸入產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)過(guò)程輸出。標(biāo)準(zhǔn)功能塊的實(shí)例包括模擬輸入(AI)，模擬輸出(AO)，偏差(B)，控制選擇器(CS)，離散輸入(DI)，離散輸出(DO)，手動(dòng)輸入(ML)，比例/微分(PD)，比例/積分/微分(PID)，比值(R)，和信號(hào)選擇器(SS)功能塊。但還有其他類型的功能塊，也可以規(guī)定或生成新的功能塊以在現(xiàn)場(chǎng)總線環(huán)境中進(jìn)行操作。轉(zhuǎn)換塊將功能塊的輸入和輸出連接到現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備如傳感器和設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，使功能塊能夠讀取現(xiàn)場(chǎng)傳感器的輸出并能控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備使其完成一個(gè)或多個(gè)功能如移動(dòng)一個(gè)閥門件。轉(zhuǎn)換塊一般含有解釋現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳送來(lái)的信號(hào)并準(zhǔn)確控制現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備所需的信息，包括識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備類型的信息、與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相關(guān)的校正信息等。一個(gè)轉(zhuǎn)換塊一般與一個(gè)輸入或輸出功能塊相關(guān)聯(lián)。
大多功能塊都能基于預(yù)定規(guī)則產(chǎn)生報(bào)警或事件指示，并能以不同的模式下進(jìn)行不同的操作。總的來(lái)說(shuō)，功能塊可以在自動(dòng)模式、操作人員模式、不工作模式、級(jí)聯(lián)模式及一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程模式下進(jìn)行操作，其中在自動(dòng)模式時(shí)，功能塊的算法自動(dòng)進(jìn)行操作；在操作人員模式時(shí)，功能塊的輸入或輸出由手動(dòng)控制；在不工作模式時(shí)，塊不操作；在級(jí)聯(lián)模式時(shí)，塊的操作受其他塊輸出的影響(由其他塊的輸出確定)；遠(yuǎn)程模式時(shí)，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)確定塊的模式。在現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中還有其他操作模式。
重要地是，每一個(gè)塊都能夠利用由現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議定義的標(biāo)準(zhǔn)信息格式、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線34與同一或不同現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備當(dāng)中的其他塊進(jìn)行通信。因此，相互結(jié)合的功能塊(相同或不同設(shè)備中)之間互相通信從而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)分散控制回路。例如，一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的PID功能塊通過(guò)總線34連接接收第二現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中AI功能塊的輸出，將數(shù)據(jù)傳送給第三現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的AO功能塊，并接收AO功能塊的輸出作為反饋信號(hào)，從而形成一個(gè)獨(dú)立的、脫離任何DCS控制器的過(guò)程控制回路。以此方式，功能塊相互結(jié)合能夠使控制功能轉(zhuǎn)移至中心DCS環(huán)境以外，使DCS的多功能控制器只用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控或協(xié)調(diào)功能，或完全不用DCS的多功能控制器。此外，因?yàn)檫@些功能塊所使用的通信協(xié)議相一致，所以這些功能塊提供了一個(gè)易于對(duì)過(guò)程進(jìn)行組態(tài)的畫面形式的、面向塊的結(jié)構(gòu)，能使功能分散在來(lái)自不同供貨商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間。
此處述及的塊對(duì)象在現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中被稱作“功能塊”，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很清楚采用其他通信協(xié)議的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)包括類似于所述功能塊的過(guò)程功能模塊。因此，盡管下述說(shuō)明書(shū)實(shí)例集中于現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，但本發(fā)明也適用采用其他通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，不僅限于采用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)。
除包含并實(shí)現(xiàn)塊對(duì)象之外，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還包括一個(gè)或多個(gè)其他對(duì)象，有鏈接對(duì)象，趨勢(shì)對(duì)象，報(bào)警對(duì)象及查看對(duì)象等。鏈接對(duì)象定義了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)總線34之間的塊(如功能塊)的輸入輸出之間的鏈接關(guān)系。
趨勢(shì)對(duì)象使功能塊參數(shù)的局部趨勢(shì)能夠被其他設(shè)備如圖1中的主機(jī)12或控制器14所訪問(wèn)。趨勢(shì)對(duì)象保存有一些功能塊參數(shù)的短期歷史數(shù)據(jù)，并以一異步方式將此數(shù)據(jù)經(jīng)由總線34報(bào)與其他設(shè)備或功能塊。報(bào)警對(duì)象通過(guò)總線報(bào)告報(bào)警信息及事件信息。這些報(bào)警或事件信息可以是發(fā)生在一個(gè)設(shè)備當(dāng)中或發(fā)生在設(shè)備一個(gè)塊中的任何事件。查看對(duì)象是預(yù)先定義的、用于標(biāo)準(zhǔn)人/機(jī)接口的塊參數(shù)組，可以傳送到其他設(shè)備當(dāng)中以備經(jīng)常查看。
下面參見(jiàn)圖2，現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備一例如可以是圖1中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備16-28當(dāng)中的任何一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如圖所示包括三個(gè)數(shù)據(jù)源塊48，三個(gè)功能塊50,51,52和兩個(gè)轉(zhuǎn)換塊53,54。功能塊50(可以是一個(gè)輸入功能塊)通過(guò)轉(zhuǎn)換塊53連接到傳感器55上，傳感器55例如可以是溫度傳感器，設(shè)定點(diǎn)指示傳感器等。第二功能塊51(可以是輸出功能塊)通過(guò)轉(zhuǎn)換塊54連接到輸出設(shè)備如閥56上。第三功能塊52(可以是控制功能塊)具有一個(gè)與其相關(guān)聯(lián)的趨勢(shì)對(duì)象57，趨勢(shì)對(duì)象57用于得到功能塊52的輸入?yún)?shù)趨勢(shì)。
鏈接對(duì)象58定義了每個(gè)相關(guān)塊的塊參數(shù)，報(bào)警對(duì)象59提供了每個(gè)相關(guān)塊的報(bào)警或事件提示信息。查看對(duì)象60與功能塊50,52和52相關(guān)聯(lián)，包括其相關(guān)功能塊的數(shù)據(jù)清單或?qū)ο嚓P(guān)功能塊的數(shù)據(jù)清單進(jìn)行分組。這些清單含有定義每組不同圖形時(shí)所需的信息。當(dāng)然，圖2僅是示例性圖形，在任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中都可以有其他數(shù)目及類型的塊對(duì)象、鏈接對(duì)象、報(bào)警對(duì)象、趨勢(shì)對(duì)象及查看對(duì)象。
參見(jiàn)圖3，給出了用作定位器/閥設(shè)備的設(shè)備16,18和24以及用作變送器的設(shè)備20,22,26和28的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10的方框圖還示出了定位器/閥16、變送器20和橋式設(shè)備30的相關(guān)功能塊。如圖3中所示，定位器/閥16包括數(shù)據(jù)源(RSC)塊61，轉(zhuǎn)換(XDR)塊62，及包括模擬輸出(AO)功能塊63、兩個(gè)PID功能塊64和65、信號(hào)選擇(SS)功能塊69的多個(gè)功能塊。變送器20包括一個(gè)數(shù)據(jù)源塊61，兩個(gè)轉(zhuǎn)換塊62，以及兩個(gè)模擬輸入(AI)功能塊66和67。此外，橋式設(shè)備30包括一個(gè)數(shù)據(jù)源塊61和一個(gè)PID功能塊68。
可以理解，圖3的不同功能塊可以在許多控制回路中(通過(guò)在總線34上進(jìn)行通信)一起操作，在圖3中，含有定位器/閥16、變送器20和橋式設(shè)備30的功能塊的控制回路由連接到這些功能塊上的回路識(shí)別塊進(jìn)行識(shí)別。如圖3中所示，定位器/閥16的AO功能塊63和PID功能塊64及變送器20的AI功能塊66連接在標(biāo)記為L(zhǎng)OOP1控制回路中，而定位器/閥16的SS功能塊69、變送器20的AI功能塊67以及橋式設(shè)備30的PID功能塊68連接在標(biāo)記為L(zhǎng)OOP2的控制回路中。定位器/閥16的另一PID功能塊65連接在標(biāo)記為L(zhǎng)OOP3的控制回路中。
構(gòu)成圖3中控制回路LOOP1的互連功能塊詳細(xì)如圖4所示，圖4給出了此控制回路的示意圖。由圖4可以看出，控制回路LOOP1完全由定位器/閥16的AO功能塊63和PID功能塊64與變送器20的AI功能塊66之間的通信鏈接所形成。圖4的控制回路圖用連接過(guò)程和這些功能塊控制輸入和輸出的連線示出了這些功能塊之間的通信互連情況。包括一個(gè)過(guò)程測(cè)量值或過(guò)程參數(shù)信號(hào)的AI功能塊66的輸出通過(guò)總線分支34b通信連接到PID功能塊64的輸入上，PID功能塊64的輸出包括一個(gè)通信連接到AO功能塊63輸入上的控制信號(hào)。包括指示閥16位置反饋信號(hào)的AO功能塊63的輸出連接到PID功能塊64的控制輸入上。PID功能塊64用此反饋信號(hào)以及來(lái)自AI功能塊66的過(guò)程測(cè)量信號(hào)對(duì)AO功能塊63進(jìn)行適當(dāng)控制。當(dāng)然，在有AO和PID功能塊63和64且這些功能塊都在同一現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如定位器/閥16)中時(shí)，由圖4控制回路中連線所示的連接關(guān)系可以在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，或者也可用標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線同步通信通過(guò)二線通信總線34來(lái)實(shí)現(xiàn)這此連接關(guān)系。其他控制回路由以其他結(jié)構(gòu)通信互連的其他功能塊實(shí)現(xiàn)。
為了實(shí)施并完成通信和控制行為，現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議利用稱為物理層、通信“?！焙陀脩魧拥娜N基本技術(shù)。用戶層包括在任何特殊過(guò)程控制設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中以塊(如功能塊)和對(duì)象的形式提供的控制和組態(tài)功能。用戶層一般由設(shè)備生產(chǎn)者以專門方式設(shè)計(jì)，但用戶層必須能夠根據(jù)由現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議定義的標(biāo)準(zhǔn)信息格式來(lái)接收和發(fā)送信息，并能夠由用戶以標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行組態(tài)。物理層和通信棧是利不同現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的不同塊之間用二線總線34以標(biāo)準(zhǔn)化方式進(jìn)行通信所必須的，物理層和通信?？梢杂晒拈_(kāi)放系統(tǒng)互連(OSI)層接通信模型作成模型。
與OSI層1相對(duì)應(yīng)的物理層嵌入在每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和總線34中，能夠?qū)默F(xiàn)場(chǎng)總線傳輸媒介(二線總線34)中接收到的電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成可為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信棧所用的信息?？梢詫⑽锢韺涌醋魇强偩€34，電磁信號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輸入輸出處的總線34上。
每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備中的通信棧都包括一個(gè)對(duì)應(yīng)于OSI層2的數(shù)據(jù)鏈接層、一個(gè)現(xiàn)揚(yáng)總線訪問(wèn)子層和一個(gè)對(duì)應(yīng)于OSI層6的現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范層。現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中OSI層3-5沒(méi)有對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)。但應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備時(shí)還包括層7，用戶層是層8，都未在OSI協(xié)議中進(jìn)行過(guò)定義。通信棧的每一層都用于對(duì)在現(xiàn)場(chǎng)總線34上傳輸?shù)牟糠中畔⒒蛐盘?hào)進(jìn)行編碼或譯碼。因此，通信棧的每一層用于加上或去掉現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)的特定部分如前同步碼、開(kāi)始分隔符和結(jié)束分隔符，并且在一些情況下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)的剝離部分進(jìn)行譯碼從而識(shí)別出信息或信號(hào)的余下部分將被傳送至何處，或者識(shí)別出由于該信號(hào)含有不再接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的功能塊信息或數(shù)據(jù)而是否應(yīng)當(dāng)放棄該信號(hào)。
數(shù)據(jù)鏈接層根據(jù)將在下文當(dāng)中詳述的、稱作有效鏈接調(diào)度程序的確定集中總線調(diào)度程序?qū)偩€34上的信息傳輸進(jìn)行控制，并處理總線34上的信息訪問(wèn)。數(shù)據(jù)鏈接層去掉傳輸媒介上信號(hào)的前同步碼，用接收到的前同步碼使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的內(nèi)部時(shí)鐘與輸入的現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)相同步。同樣地，數(shù)據(jù)鏈接層將通信棧上的信息轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)，并對(duì)這些帶有時(shí)鐘信息的信號(hào)進(jìn)行編碼，生成具有適當(dāng)前同步碼的、用于在二線總線34上進(jìn)行傳輸?shù)摹巴酱小毙盘?hào)。在譯碼過(guò)程期間，數(shù)據(jù)鏈接層識(shí)別出前同步碼中的特殊代碼，如開(kāi)始分隔符和結(jié)束分隔符，從而識(shí)別出特定現(xiàn)場(chǎng)總線信息的開(kāi)頭和結(jié)尾，實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和功能以核實(shí)從總線34上所接收到的信號(hào)或信息的完整性。同樣地，數(shù)據(jù)鏈接層通過(guò)將開(kāi)始和結(jié)束分隔符加至通信棧信息上并在適當(dāng)時(shí)間將這些信號(hào)放置到傳輸媒介上而在總線34上傳輸現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)。
現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范層使用戶層(即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能塊、對(duì)象等)能夠用一組標(biāo)準(zhǔn)的信息格式通過(guò)總線34進(jìn)行通信，并對(duì)建立放置到通信棧上并提供給用戶信息所需的通信服務(wù)、信息格式及協(xié)議特性進(jìn)行了描述。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范層為用戶層提供了標(biāo)準(zhǔn)化通信，所以為上述每類對(duì)象都規(guī)定了特定的現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范通信服務(wù)。例如，現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范層包括對(duì)象字典服務(wù)，它使用戶能夠閱讀設(shè)備的對(duì)象字典。對(duì)象字典存儲(chǔ)有用以描述或識(shí)別出設(shè)備每一個(gè)對(duì)象(如塊對(duì)象)的說(shuō)明書(shū)。現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范層還提供相互間關(guān)系的管理服務(wù)，它使用戶能夠讀取和改變與一個(gè)或多個(gè)設(shè)備對(duì)象相關(guān)的、將在下文當(dāng)中進(jìn)行描述的稱作虛擬通信關(guān)系(VCRs)的通信關(guān)系。更進(jìn)一步地，現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范層還提供有變量存取服務(wù)、事件服務(wù)、加載及卸載服務(wù)及程序調(diào)用服務(wù)，所有這些都是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中的公知技術(shù)，因而在此不再詳述。現(xiàn)場(chǎng)總線訪問(wèn)子層將現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范層映射到數(shù)據(jù)鏈接層中。
為允許或使這些層進(jìn)行操作，每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備都包括一個(gè)管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)(MIB)，它是用于存儲(chǔ)VCRs、動(dòng)態(tài)變量、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、有效鏈接調(diào)度程序的時(shí)間表、功能塊執(zhí)行時(shí)間表、設(shè)備標(biāo)識(shí)和地址信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)然，任何時(shí)間都可以用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線信息或命令來(lái)存取或改變MIB中的信息。此外，通常為每一個(gè)設(shè)備都提供一份設(shè)備說(shuō)明書(shū)以使用戶或主人能夠更廣泛地了解VFD當(dāng)中的信息。一般特別注明為用戶所用的設(shè)備說(shuō)明書(shū)存儲(chǔ)有用戶理解設(shè)備VFDs當(dāng)中數(shù)據(jù)含義的必要信息。
應(yīng)當(dāng)理解，為用分散在整個(gè)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的功能塊實(shí)現(xiàn)任何控制策略，必須根據(jù)特殊控制回路中其他功能塊的執(zhí)行情況精確地制定出該功能塊的執(zhí)行情況。同樣地，在總線34上必須準(zhǔn)確地確定出不同功能塊之間的通信聯(lián)系，以能在塊執(zhí)行前為每個(gè)功能塊提供合適的數(shù)據(jù)。
下面將參考圖1對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備《及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中不同的塊)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸媒介進(jìn)行通信的方式進(jìn)行描述。在進(jìn)行通信時(shí)，總線34每一分支上的主鏈接設(shè)備(如設(shè)備12,16和26)用作為有效鏈接調(diào)度器(LAS)，對(duì)總線34相關(guān)分支上的通信進(jìn)行有效地調(diào)度和控制?？偩€34每一分支上的LAS存儲(chǔ)并更新一通信進(jìn)度表(有效鏈接進(jìn)度表)，此通信進(jìn)度表含有每一設(shè)備每個(gè)功能塊預(yù)定在總線34上開(kāi)始周期性通信行為的時(shí)間以及此通信行為的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度。總線34每一分支上可有一個(gè)且只有一個(gè)有效LAS設(shè)備，所以其他的主鏈接設(shè)備(如分支34b上的設(shè)備22)也可以用作備用LASs，當(dāng)當(dāng)前的LAS失靈時(shí)，備用LASs工作。基本設(shè)備任何時(shí)候都不能變成LAS。
總的來(lái)說(shuō)，總線34上的通信行為被分為多個(gè)循環(huán)周期，每一個(gè)循環(huán)周期包括每一功能塊在總線34任何分支上有效的一個(gè)同步通信以及一個(gè)或多個(gè)功能塊或設(shè)備在總線34一個(gè)分支上有效的一個(gè)或多個(gè)異步通信。一個(gè)設(shè)備即使通過(guò)總線34上橋式設(shè)備及LASs連接到總線34的不同分支上，它也能夠有效地進(jìn)行工作，即將數(shù)據(jù)發(fā)送到總線34的任一分支上并從總線34的任一分支上接收到數(shù)據(jù)。
在每一個(gè)循環(huán)周期期間，在總線34特定分支上有效的功能塊通常從不同的、但準(zhǔn)確規(guī)定(同步)的時(shí)間開(kāi)始執(zhí)行，并在另一準(zhǔn)確規(guī)定的時(shí)間時(shí)、響應(yīng)由適當(dāng)LAS產(chǎn)生的強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令而將其輸出數(shù)據(jù)發(fā)布到總線34的該分支上。優(yōu)選地，規(guī)定每一功能塊應(yīng)在執(zhí)行周期結(jié)束之后立即發(fā)布輸出數(shù)據(jù)。此外，應(yīng)順序確定不同功能塊的數(shù)據(jù)發(fā)布時(shí)間，從而使總線34一個(gè)分支上的兩個(gè)功能塊不會(huì)同時(shí)發(fā)布數(shù)據(jù)。在沒(méi)有同步通信時(shí)，用令牌驅(qū)動(dòng)通信使每一現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以異步方式依次傳輸報(bào)警數(shù)據(jù)、查看數(shù)據(jù)等。執(zhí)行時(shí)間和功能塊執(zhí)行完所需的時(shí)間量保存在設(shè)備的管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)(MIB)中，其中駐留有功能塊，如上所述，將強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令發(fā)送到總線34分支設(shè)備中的時(shí)間也保存在該分支LAS設(shè)備的MIB中。這些時(shí)間一般都保存成差值時(shí)間，因?yàn)樗鼈冏R(shí)別出的時(shí)間都是從“絕對(duì)鏈接進(jìn)度開(kāi)始時(shí)間”開(kāi)始、功能塊要執(zhí)行或發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間差值，這一點(diǎn)，連接到總線34上的所有設(shè)備都知道。
為了在每一個(gè)循環(huán)周期期間都能夠有效地進(jìn)行通信，LAS如總線分支34b的LAS16根據(jù)保存在有效鏈接進(jìn)度表中的傳輸時(shí)間表將強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令發(fā)送到總線分支34b每一設(shè)備中。一接收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令，設(shè)備的一個(gè)功能塊便將其輸出數(shù)據(jù)發(fā)布到總線34上一段時(shí)間。因?yàn)槊恳粋€(gè)功能塊都是按預(yù)定進(jìn)度執(zhí)行的，所以在塊接收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令之前應(yīng)盡快完成塊執(zhí)行過(guò)程，響應(yīng)強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令而發(fā)布的數(shù)據(jù)應(yīng)是功能塊的最新輸出數(shù)據(jù)。而如果功能塊執(zhí)行緩慢，當(dāng)它接收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令時(shí)還未鎖存好新的輸出，則功能塊所發(fā)布的是功能塊上一周期運(yùn)行期間所產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)，并用時(shí)間標(biāo)記顯示出所發(fā)布的數(shù)據(jù)是舊數(shù)據(jù)。
當(dāng)LAS將強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令發(fā)送給總線34某一分支上所有功能塊之后，且在功能塊執(zhí)行期間，LAS可以產(chǎn)生異步通信行為。為使異步通信能夠有效進(jìn)行，LAS將一個(gè)通過(guò)令牌信息發(fā)送給一個(gè)特殊的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接收到該通過(guò)令牌信息時(shí)，該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能夠全面訪問(wèn)總線34(或其分支)并能發(fā)送出異步信息如報(bào)警信息、趨勢(shì)數(shù)據(jù)、操作人員設(shè)定點(diǎn)改變等，直到信息結(jié)束或直到所分配的最大“令牌保持時(shí)間”結(jié)束時(shí)止。之后該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備脫離開(kāi)總線34(或其任一分支)，LAS將通過(guò)令牌信息發(fā)送給另一設(shè)備。這一過(guò)程重復(fù)進(jìn)行直到循環(huán)周期結(jié)束或直到規(guī)定LAS發(fā)送一個(gè)進(jìn)行同步通信的強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令時(shí)為止。當(dāng)然，在每一個(gè)循環(huán)周期期間，不是每一個(gè)設(shè)備都能接收到一個(gè)通過(guò)令牌信息，這取決于信息流量以及連接到總線34特定分支上的設(shè)備和塊數(shù)目。
圖5所示的示意性時(shí)間表給出了在總線分支34b每一循環(huán)周期期間、圖1總線分支34b上功能塊的執(zhí)行時(shí)間，以及在總線分支34b每一循環(huán)周期期間、同步通信的時(shí)間。在圖5的時(shí)間進(jìn)度表中，時(shí)間示于水平軸上，與定位器/閥16和變送器20(圖3)的不同功能塊相關(guān)的行為如垂直軸所示。在圖5中，功能塊在其中進(jìn)行操作的控制回路以腳標(biāo)形式給出。因此AILOOP1指的是變送器20的AI功能塊66,PIDLOOP1指的是定位器/閥16的PID功能塊64等。在圖5中，所示功能塊的塊執(zhí)行時(shí)間都是由一個(gè)交叉陰影線盒來(lái)表示，而預(yù)定的同步通信如垂直棒所示。
因此，根據(jù)圖5的時(shí)間進(jìn)度表，在分支34b(圖1)的任一特定循環(huán)周期中，AILOOP1首先執(zhí)行盒70所規(guī)定的時(shí)間周期。接著，在垂直棒72所示的時(shí)間周期內(nèi)，AILOOP1功能塊的輸出響應(yīng)來(lái)自總線分支34b上LAS的強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令而發(fā)布到總線分支34b上。同樣地，盒74、76、78、80和81分別表示功能塊PIDLOOP1、AILOOP2、AOLOOP1、SSLOOP2、PIDLOOP3的執(zhí)行時(shí)間(不同功能塊時(shí)間不同)，而垂直棒82、84、86、88和89分別表示功能塊PIDLOOP1、AILOOP2、AOLOOP1、SSLOOP2、PIDLOOP3向總線分支34b發(fā)布數(shù)據(jù)的時(shí)間。
很清楚，圖5的示意時(shí)間進(jìn)度表還給出了異步通信時(shí)間，它可以是在功能塊的執(zhí)行時(shí)間期間，也可以是在功能塊不執(zhí)行且在總線分支34b上沒(méi)有同步通信時(shí)的循環(huán)周期結(jié)束時(shí)間期間。當(dāng)然，如果需要的話，可以規(guī)定不同的功能塊同時(shí)執(zhí)行，且并非所有的功能塊都必須向總線上發(fā)布信息，例如如果其他設(shè)備接收不到功能塊所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的話，則該功能塊不必向總線上發(fā)布信息。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能夠利用在每一現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備棧的現(xiàn)場(chǎng)總線訪問(wèn)子層中定義的三種虛擬通信關(guān)系(VCRs)之一在總線34上發(fā)布或傳輸數(shù)據(jù)和信息。用戶/服務(wù)器(client/server)VCR用于總線34上設(shè)備之間進(jìn)行排隊(duì)、不定期、用戶啟動(dòng)、一對(duì)一的通信。這種排隊(duì)信息按提交傳輸?shù)捻樞?、根?jù)其優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行發(fā)送和接收，并且不覆蓋先前的信息。因此當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備從LAS接收到一個(gè)通過(guò)令牌信息而將一個(gè)應(yīng)答信息發(fā)送到總線34上的另一個(gè)設(shè)備中時(shí)，可以用用戶/服務(wù)器VCR。請(qǐng)求者被稱為“用戶”，接收請(qǐng)求信號(hào)的設(shè)備被稱為“服務(wù)器”。當(dāng)服務(wù)器接收到來(lái)自LAS的一個(gè)通過(guò)令牌信息時(shí)，就會(huì)發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信息。例如，用戶/服務(wù)器VCR可以用于使操作人員所發(fā)出的請(qǐng)求信息如設(shè)定點(diǎn)改變、調(diào)諧參數(shù)的訪問(wèn)和修改、報(bào)警信號(hào)的確認(rèn)及設(shè)備加載和卸載等有效進(jìn)行。報(bào)告發(fā)布型VCR用于排隊(duì)、不定期、用戶啟動(dòng)、一對(duì)多通信。例如，當(dāng)具有事件或趨勢(shì)報(bào)告的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備從LAS中接收到一個(gè)通過(guò)令牌時(shí)，該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備便將其信息發(fā)送到一個(gè)在該設(shè)備通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線訪問(wèn)子層中定義的“組地址”中。被配置成對(duì)此VCR進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)的設(shè)備接收到此報(bào)告。報(bào)告發(fā)布VCR一般由現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備用來(lái)向操作人員控制臺(tái)發(fā)送報(bào)警提示信號(hào)。
發(fā)布/接收VCR用于緩沖型、一對(duì)多通信。緩沖通信只保存和發(fā)送最新數(shù)據(jù)，新數(shù)據(jù)完全覆蓋原先的數(shù)據(jù)。例如功能塊輸出當(dāng)中包括緩沖數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)布器設(shè)備從LAS或從一個(gè)接收器設(shè)備當(dāng)中接收到一個(gè)強(qiáng)制數(shù)據(jù)信息時(shí)，“發(fā)布”現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備利用發(fā)布/接收VCR將信息發(fā)布或廣播到總線34上的所有“接收器”現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中。發(fā)布/接收器關(guān)系是預(yù)定的，定義并保存在每一現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信棧的現(xiàn)場(chǎng)總線訪問(wèn)子層中。
為了確保能夠通過(guò)總線34進(jìn)行正確的通信，每一LAS定期地向連接在總線34分支上的所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送一個(gè)時(shí)間分配信息，它使接收設(shè)備能調(diào)節(jié)其當(dāng)前運(yùn)行時(shí)間以互相同步。在這些同步信息之間，基于其內(nèi)部時(shí)鐘的時(shí)鐘時(shí)間獨(dú)立保存在每一設(shè)備中。當(dāng)生成數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)鐘同步信號(hào)可以用整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的時(shí)間標(biāo)記數(shù)據(jù)來(lái)表示該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
此外，每一總線分支上的每一LAS(及其他主鏈接設(shè)備)都存儲(chǔ)有一個(gè)“實(shí)況清單(1ive list)”，它是連接到總線34該分支上、即能夠準(zhǔn)確響應(yīng)通過(guò)令牌信息的所有設(shè)備的清單。LAS通過(guò)定期地發(fā)出搜索節(jié)點(diǎn)信息而不斷地識(shí)別出新加到總線分支上的設(shè)備，確定這些設(shè)備不在實(shí)況清單上。事實(shí)上，當(dāng)每一LAS將通過(guò)令牌信息發(fā)送給實(shí)況清單上的所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之后，要求LAS查明至少一個(gè)地址。如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備就在被查地址上并接收到搜索節(jié)點(diǎn)信息的話，設(shè)備立即返回一個(gè)檢索應(yīng)答信息。一接收到該檢索應(yīng)答信息，LAS便將該設(shè)備加到實(shí)況清單中并向所查到的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送一個(gè)有效節(jié)點(diǎn)信息以進(jìn)行確認(rèn)。一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備只要能夠準(zhǔn)確地響應(yīng)通過(guò)令牌信息便能夠保持在實(shí)況清單上。而如果接連三次測(cè)試之后現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備仍既不能使用令牌也不能立即將令牌返回給LAS的話，LAS將從實(shí)況清單中去掉該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備加到實(shí)況清單上或從實(shí)況清單上取消時(shí)，LAS將該實(shí)況清單中的變化情況報(bào)告給總線34相應(yīng)分支上的所有其他主鏈接設(shè)備，以使每一主鏈接設(shè)備都保留一份實(shí)況清單的當(dāng)前拷貝。
如上所述，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和其功能塊之間的通信互連是由過(guò)程工程師確定的，是利用位于主機(jī)12中的組態(tài)應(yīng)用程序在過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10中實(shí)現(xiàn)的。組態(tài)完成后，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10可以不編譯用以在顯示設(shè)備上進(jìn)行查看的過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)值，而直接進(jìn)行操作。因?yàn)樘幚肀环稚⒃谶^(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10中，所以單個(gè)設(shè)備無(wú)法接收到過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10的所有過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)值。當(dāng)用戶想要積累和查看實(shí)時(shí)信息時(shí)，用戶可以有幾種選擇方案來(lái)得到信息，每種選擇方案都會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和總線的信息流量。
一種選擇方案是，過(guò)程控制設(shè)備如圖3的控制器14或主機(jī)15配置有一個(gè)用戶接口，該用戶接口使用戶能從過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中請(qǐng)求實(shí)時(shí)信息。接收到來(lái)自用戶接口的請(qǐng)求信息后，過(guò)程控制設(shè)備對(duì)每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的請(qǐng)求信息進(jìn)行排隊(duì)(一般用異步通信)。當(dāng)過(guò)程控制設(shè)備從其相關(guān)LAS中接收到一個(gè)通過(guò)令牌信息時(shí)，該設(shè)備利用用戶/服務(wù)器VCRs將請(qǐng)求信息發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接收到請(qǐng)求信息后，用被請(qǐng)求過(guò)程參數(shù)的當(dāng)前值來(lái)對(duì)應(yīng)答信息進(jìn)行格式化，并且當(dāng)從其相關(guān)LASs中接收到通過(guò)令牌信息時(shí)傳輸所述應(yīng)答信息。在此方案中，生成一個(gè)檢索實(shí)時(shí)信息的總線流通量。保存被請(qǐng)求過(guò)程參數(shù)的每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都生成兩個(gè)附加信息，一個(gè)請(qǐng)求信息和一個(gè)應(yīng)答信息。此外，因?yàn)榇朔桨钢兴玫氖钱惒酵ㄐ欧绞?，所以在發(fā)送請(qǐng)求信息和接收到相應(yīng)的應(yīng)答信息之前，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了幾個(gè)循環(huán)周期，從而使過(guò)程控制設(shè)備顯示被請(qǐng)求信息當(dāng)前值的響應(yīng)時(shí)間變慢。另外，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是低功率設(shè)備，沒(méi)有多余的CPU周期供查看過(guò)程參數(shù)之用。
在另一方案中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的趨勢(shì)對(duì)象將含有過(guò)程數(shù)據(jù)的特定數(shù)目信息存儲(chǔ)在緩沖器中，再通過(guò)總線將緩沖信息包傳輸給其他設(shè)備。趨勢(shì)對(duì)象存儲(chǔ)有由該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的功能塊產(chǎn)生或由其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的功能塊產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)值并通過(guò)總線對(duì)這些參數(shù)值進(jìn)行傳輸。趨勢(shì)對(duì)象的緩沖器一旦滿了，便響應(yīng)請(qǐng)求趨勢(shì)數(shù)據(jù)的信息或自動(dòng)接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)令牌信息而用異步通信來(lái)對(duì)緩沖數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。對(duì)于沿總線從一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳送到另一現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備趨勢(shì)對(duì)象中的過(guò)程參數(shù)來(lái)說(shuō)，當(dāng)緩沖信息包從趨勢(shì)對(duì)象傳輸?shù)搅硪滑F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，需要一個(gè)或兩個(gè)附加的信息處理業(yè)務(wù)。對(duì)于從一個(gè)功能塊傳送到同一現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備趨勢(shì)對(duì)象中的過(guò)程參數(shù)來(lái)說(shuō)，形成數(shù)據(jù)趨勢(shì)不是很有效，需要多個(gè)CPU周期而不是馬上發(fā)布。在任一種方案中，趨勢(shì)操作都會(huì)降低總線效率。
為了克服現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的這些問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型的功能塊，能夠得到多種過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值并在查看接口上顯示出這些數(shù)值。本發(fā)明的查看功能塊或信息訪問(wèn)功能塊被配置成能用同步周期通信(如現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的發(fā)布胺收VCR)通過(guò)總線34與其他設(shè)備的功能塊進(jìn)行通信，以獲得過(guò)程參數(shù)重要部分或相關(guān)子組的實(shí)時(shí)數(shù)值，保存一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)值，并能用異步通信(如現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中的用戶/服務(wù)器VCR或不同協(xié)議中的等效通信關(guān)系)通過(guò)總線34與過(guò)程控制設(shè)備的功能塊進(jìn)行通信，從而當(dāng)用戶通過(guò)接口進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)，能夠?qū)λ鎯?chǔ)的信息進(jìn)行分配。所保存的數(shù)值也可以傳送給外部設(shè)備，其中這些外部設(shè)備通過(guò)其他一些通信協(xié)議或其他一些媒介如以太網(wǎng)連接到含有查看功能塊的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上并與含有查看功能塊的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信。查看功能塊以此方式能夠得到過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值，而不必將請(qǐng)求信息傳輸給每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。此外，用戶從顯示設(shè)備向查看功能塊發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求信息，便可以檢索到相關(guān)的所有過(guò)程參數(shù)當(dāng)前值。
參見(jiàn)圖6，查看功能塊100如圖所示位于圖3的主機(jī)12中。查看功能塊100一般位于主機(jī)設(shè)備或其他用戶接口設(shè)備中。主機(jī)12的通信棧將查看功能塊100通信鏈接到總線34上，使查看功能塊100能夠與過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10中的所有其他設(shè)備進(jìn)行通信。例如，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10的用戶可以訪問(wèn)保存在AO功能塊63中的定位器/閥16閥桿位置的實(shí)時(shí)數(shù)值。為了傳送閥桿位置的最新測(cè)量值，需在AO功能塊63和查看功能塊100之間建立一個(gè)發(fā)布/接收VCR。AO功能塊63被稱為定位器/閥16通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線訪問(wèn)子層中的“發(fā)布”現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。相對(duì)應(yīng)地，查看功能塊100被稱為主機(jī)12通信棧現(xiàn)場(chǎng)總線訪問(wèn)子層中的“接收”現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。查看功能塊100可以是每一條發(fā)布信息的許多接收器之一。
理想情況是，查看功能塊100是已經(jīng)在總線分支34a上傳輸?shù)谋话l(fā)布信息的接收器。例如在總線分支34c上，閥24中的PID功能塊可從PID功能塊64中獲得一個(gè)過(guò)程參數(shù)值以控制閥24的操作。為了傳送過(guò)程參數(shù)值，在PID功能塊64和閥24當(dāng)中的PID功能塊之間建立一個(gè)發(fā)布/接收VCR。在每一循環(huán)周期期間，PID功能塊64都響應(yīng)由其相關(guān)LAS產(chǎn)生的強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令、而在總線34上發(fā)布一條具有過(guò)程參數(shù)值的信息。信息從分支36b傳輸?shù)椒种?4a和分支34c，其中在分支34a和34c上由閥24的通信棧對(duì)信息進(jìn)行檢測(cè)。查看功能塊100被確定為來(lái)自PID功能塊64的信息的附加接收器。以此方式進(jìn)行組態(tài)，主機(jī)12的通信棧能夠檢測(cè)出分支34a上的信息并將此信息傳送給查看功能塊100。查看功能塊100可以用來(lái)自發(fā)布信息的數(shù)值來(lái)代替或重寫保存在其中的過(guò)程參數(shù)的先前值。參數(shù)的新值保存在查看功能塊100中，直到PID功能塊64發(fā)布下一條信息時(shí)止。另外，查看功能塊100可以保存多個(gè)參數(shù)值，并且可以將新值追加到已有存儲(chǔ)值上。在這種情況下，查看功能塊100能夠監(jiān)視過(guò)程參數(shù)，但不會(huì)產(chǎn)生附加的總線流量。
在一些情況下，查看功能塊100無(wú)法訪問(wèn)不在其相關(guān)總線分支34a上傳輸?shù)男畔ⅰ＠?，在定位?閥16的AO功能塊63和變送器20的功能塊之間傳遞的信息只在總線分支34b上傳輸。類似地，在同一現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的兩個(gè)功能塊之間如在定位器/閥16的PID功能塊64和AO功能塊63之間傳遞的信息也不在任何總線分支上進(jìn)行傳輸。為了得到這些情況下交換的過(guò)程參數(shù)值，將查看功能塊100設(shè)置成能夠接收PID功能塊64所發(fā)布的信息的附加接收器。經(jīng)過(guò)如此配置以后，信息經(jīng)分支34b傳輸?shù)椒种?4a，此時(shí)主機(jī)12的通信棧檢測(cè)到該信息并將該信息傳送到查看功能塊100中。這種結(jié)構(gòu)使總線通信量增大，但不要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備用另外的CPU周期來(lái)發(fā)送附加信息，從而，由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備已經(jīng)從PID功能塊64向內(nèi)部的AO功能塊63或向外部變送器20中的功能塊發(fā)布了信息，所以不會(huì)增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作負(fù)載。
查看功能塊100偶爾被配置成監(jiān)視不在功能塊之間傳輸?shù)倪^(guò)程參數(shù)的數(shù)值。例如，AO功能塊可存儲(chǔ)不被過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10中其他功能塊所用但由查看功能塊100監(jiān)視的用于定位器/閥的過(guò)程參數(shù)。在這種情況下，需在AO功能塊63和查看功能塊100之間建立一個(gè)單獨(dú)的發(fā)布/接收VCR。響應(yīng)強(qiáng)制數(shù)據(jù)指令，AO功能塊63發(fā)出一條帶有過(guò)程參數(shù)值的信息，該過(guò)程參數(shù)值由主機(jī)12的通信棧進(jìn)行檢測(cè)，并傳送到查看功能塊100中。由于需要傳送附加信息，有時(shí)會(huì)稍微增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的總線通信量和工作負(fù)載。
查看功能塊100被配置成能夠滿足過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10用戶的需要?？梢詫⒉榭垂δ軌K100配置成能夠同時(shí)接收和存儲(chǔ)來(lái)自過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10多個(gè)功能塊的數(shù)據(jù)。包括來(lái)自所有功能塊、來(lái)自功能塊重要部分或來(lái)自功能塊相關(guān)子組的數(shù)據(jù)。此外，也可以將查看功能塊100配置成能夠接收和存儲(chǔ)來(lái)自任何單個(gè)功能塊的多個(gè)過(guò)程參數(shù)。另外，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10可包括多個(gè)查看功能塊，每一查看功能塊接收和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)相關(guān)子組。
用戶在用戶接口設(shè)備如主機(jī)12、15、連接到總線34上的顯示設(shè)備或通過(guò)以太網(wǎng)或其他通信協(xié)議連接到主機(jī)12并與主機(jī)12進(jìn)行通信的外部顯示設(shè)備104之一上、通過(guò)請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)值可以檢索存儲(chǔ)在查看功能塊100中的信息。例如，用戶在顯示設(shè)備102上用用戶接口或用戶畫面接口選擇一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行查看，過(guò)程參數(shù)可以是定位器/閥16的閥桿位置。包括一個(gè)通信棧的顯示設(shè)備102對(duì)查看功能塊100的請(qǐng)求信息進(jìn)行格式化并使信息排隊(duì)以進(jìn)行非同步通信。當(dāng)顯示設(shè)備102從相關(guān)LAS中接收到一個(gè)通過(guò)令牌時(shí)，顯示設(shè)備102便將信息傳輸?shù)娇偩€34上。主機(jī)12接收到請(qǐng)求信息后便將其傳送給查看功能塊100。查看功能塊100檢索出存儲(chǔ)在其中的被請(qǐng)求信息如閥桿位置，并對(duì)應(yīng)答信息進(jìn)行格式化和排隊(duì)。當(dāng)主機(jī)從相關(guān)LAS中接收到查看功能塊100的通過(guò)令牌信息時(shí)，主機(jī)12將該信息傳輸?shù)娇偩€34上。顯示設(shè)備102接收到應(yīng)答信息并在用戶接口上顯示出包括閥桿位置在內(nèi)的過(guò)程參數(shù)。
如圖7中所詳示，查看功能塊100包括一個(gè)數(shù)據(jù)傳送單元112，該數(shù)據(jù)傳送單元112接收多種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所發(fā)布的過(guò)程參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行譯碼，將所發(fā)布的過(guò)程參數(shù)值保存在一個(gè)存儲(chǔ)單元114中，從存儲(chǔ)單元114中調(diào)用被請(qǐng)求的過(guò)程參數(shù)并將其傳輸?shù)秸?qǐng)求查看設(shè)備中，并控制查看功能塊100的操作。數(shù)據(jù)傳送單元112使數(shù)據(jù)捕獲單元116能夠收集并傳送由過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10中其他功能塊所發(fā)布的過(guò)程參數(shù)，并利用定期通信方式將其發(fā)送到查看功能塊100中?？梢岳斫?，根據(jù)查看功能塊100的配置方式，可以將任何數(shù)量的過(guò)程參數(shù)傳送到數(shù)據(jù)捕獲單元116中。
存儲(chǔ)單元114是用于存儲(chǔ)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所發(fā)布的過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)單元114具有適合監(jiān)視多種過(guò)程參數(shù)的容量，其大小取決于被監(jiān)視的過(guò)程參數(shù)數(shù)量、要存儲(chǔ)的被監(jiān)視參數(shù)數(shù)值的數(shù)目、與被監(jiān)視參數(shù)同時(shí)存儲(chǔ)的與被監(jiān)視參數(shù)相關(guān)的信息量、被存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的分辨或采樣率以及等等諸如此類的因素。每一循環(huán)期間，功能塊都對(duì)數(shù)值進(jìn)行更新，并發(fā)布相應(yīng)的過(guò)程參數(shù)信息。在一些情況下，查看功能塊100以高分辨率監(jiān)視過(guò)程參數(shù)，數(shù)據(jù)傳送單元112經(jīng)常更新存儲(chǔ)單元114中的參數(shù)值。每一個(gè)循環(huán)期間都要更新一次，從而使所有發(fā)布參數(shù)值都保存在存儲(chǔ)單元114中。在其他情況下，查看功能塊110以低分辨率監(jiān)視過(guò)程參數(shù)，其數(shù)據(jù)傳送單元112不是在每一循環(huán)都更新存儲(chǔ)單元114中的參數(shù)值，因此所發(fā)布的參數(shù)值不都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元114中。在任一情況下，表示數(shù)值測(cè)量時(shí)間的時(shí)間標(biāo)記與過(guò)程參數(shù)值一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元114中。此外，存儲(chǔ)單元114還存儲(chǔ)有與被監(jiān)視過(guò)程參數(shù)相關(guān)的存儲(chǔ)算法。該存儲(chǔ)算法可以用于被監(jiān)視過(guò)程參數(shù)上實(shí)現(xiàn)濾波、抗混淆、數(shù)據(jù)壓縮等功能。
如上所述，數(shù)據(jù)傳送單元112可以對(duì)存儲(chǔ)單元114中的存儲(chǔ)空間進(jìn)行管理。對(duì)于任何給定的過(guò)程參數(shù)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)傳送單元112在存儲(chǔ)單元114中都為其分配了足夠的空間以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)數(shù)值。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送單元112通過(guò)數(shù)據(jù)捕獲單元116從相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中接收到過(guò)程參數(shù)值時(shí)，數(shù)據(jù)傳送單元112用來(lái)自發(fā)布信息的數(shù)值對(duì)存儲(chǔ)單元114中過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)值進(jìn)行重寫，或者將來(lái)自該信息的數(shù)值追加在已存儲(chǔ)于其中的數(shù)值之后。數(shù)據(jù)傳送單元112通過(guò)執(zhí)行與參數(shù)相關(guān)并保存在存儲(chǔ)單元114中的存儲(chǔ)算法來(lái)對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行控制。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送單元112從查看設(shè)備中接收到請(qǐng)求過(guò)程參數(shù)的請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)傳送單元112從存儲(chǔ)單元114中檢索出存儲(chǔ)值或過(guò)程參數(shù)值，并將其以應(yīng)答信息的形式傳送給查看設(shè)備。如果需要的話，可以將與所存儲(chǔ)的過(guò)程參數(shù)相關(guān)的時(shí)間標(biāo)記或其他信息也保存有存儲(chǔ)單元114中，并由數(shù)據(jù)傳送單元112檢索出來(lái)。
查看功能塊100中的輸入主機(jī)接口118接收由用戶在主機(jī)12的用戶接口處輸入的組態(tài)信息。組態(tài)信息包括被保存過(guò)程參數(shù)、與過(guò)程參數(shù)相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和/或功能塊、參數(shù)單位、參數(shù)所需存儲(chǔ)量的識(shí)別信息，還可以包括任何其他相關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)傳送單元112進(jìn)行操作所需的用于任何過(guò)程參數(shù)數(shù)據(jù)處理的指令或存儲(chǔ)算法。輸入主機(jī)接口118將組態(tài)信息傳送給數(shù)據(jù)傳送單元112，數(shù)據(jù)傳送單元再在存儲(chǔ)單元114中分配出該過(guò)程參數(shù)和相關(guān)信息的空間。組態(tài)信息也可以包括查看功能塊100當(dāng)前所保存過(guò)程參數(shù)的修正信息，例如，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如定位器/閥16由不同廠家的高級(jí)定位器/閥或閥所取代時(shí)，組態(tài)信息中包括修正信息。另外，如果是從過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10中去掉一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的情況，則組態(tài)信息還包括停止保存過(guò)程參數(shù)并重新分配存儲(chǔ)單元114中空間的指令。
查看功能塊100進(jìn)一步包括用于處理來(lái)自查看設(shè)備的請(qǐng)求信息的輸出主機(jī)接口120。主機(jī)12接收到的請(qǐng)求信息包括請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)、請(qǐng)求變換過(guò)程參數(shù)的單位，和/或用于格式化檢索到的過(guò)程參數(shù)的指令。輸出主機(jī)接口120接收來(lái)自主機(jī)12的請(qǐng)求信號(hào)，并把將由數(shù)據(jù)傳送單元112進(jìn)行處理的部分請(qǐng)求信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)傳送單元112中。例如，數(shù)據(jù)傳送單元112只處理從存儲(chǔ)單元114中檢索出過(guò)程參數(shù)值，輸出主機(jī)接口120完成所有的轉(zhuǎn)換和格式化功能。在這種情況下，輸出主機(jī)接口120將過(guò)程參數(shù)請(qǐng)求信號(hào)傳遞到數(shù)據(jù)傳送單元112中，一從數(shù)據(jù)傳送單元112接收到過(guò)程參數(shù)值，輸出主機(jī)接口120便進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換和格式化操作?；蛘?，數(shù)據(jù)傳送單元112可以從存儲(chǔ)單元114中檢索出過(guò)程參數(shù)值并進(jìn)行轉(zhuǎn)換和格式化操作。在這種情況下，輸出主機(jī)接口120將整個(gè)請(qǐng)求信息傳遞到數(shù)據(jù)傳送單元112中，數(shù)據(jù)傳送單元112對(duì)請(qǐng)求信息進(jìn)行處理后，將應(yīng)答信息輸出到主機(jī)12的通信棧上用以傳輸?shù)娇偩€34的查看設(shè)備中。
關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)注意，圖7給出了用以描述查看功能塊100功能的功能塊圖。此處所述的功能可以分配在查看功能塊100的各個(gè)元件之間。例如，由數(shù)據(jù)捕獲單元116實(shí)現(xiàn)的功能可以全都包括在數(shù)據(jù)傳送單元112的功能當(dāng)中。輸入主機(jī)接口118和輸出主機(jī)接口120的功能可以結(jié)合在能夠同時(shí)處理輸入和輸出信息的單一主機(jī)接口中。此外，此處所述的部分功能還可以在過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10的查看功能塊100和其他設(shè)備之間再行分配。例如，查看功能塊100完全用于存儲(chǔ)過(guò)程參數(shù)的當(dāng)前值，而現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)任何所需的轉(zhuǎn)換操作，查看設(shè)備實(shí)現(xiàn)所有的顯示格式化功能。此外，請(qǐng)求過(guò)程參數(shù)的查看設(shè)備可以包括一個(gè)預(yù)先格式化的屏幕，因而，只需查看功能塊100提供所存儲(chǔ)的過(guò)程參數(shù)值而無(wú)需對(duì)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)進(jìn)行任何其他處理。其他的功能分配和分散對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員也都是很明顯的，本發(fā)明人設(shè)想將其用于本發(fā)明的查看功能塊。
盡管此處所述的查看功能塊100只用于存儲(chǔ)和傳輸由定位器/閥16的PID功能塊所提供的閥桿位置，但如果需要，本發(fā)明的查看功能塊100可以與其他功能塊和其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備結(jié)合使用，能夠在圖6所示結(jié)構(gòu)以外的其他結(jié)構(gòu)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)。因此，查看功能塊100能夠存儲(chǔ)來(lái)自過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中部分或全部功能塊的過(guò)程參數(shù)，并能將所存儲(chǔ)的部分或全部過(guò)程參數(shù)傳輸?shù)矫總€(gè)查看設(shè)備中。
此外，此處所述的查看功能塊是以現(xiàn)場(chǎng)總線“功能塊”形式實(shí)現(xiàn)的，但應(yīng)注意，本發(fā)明的查看功能也能用與其他類型控制系統(tǒng)和/或通信協(xié)議相關(guān)的其他類型的塊、硬件、固件等來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議用術(shù)語(yǔ)“功能塊”來(lái)描述一個(gè)能夠完成過(guò)程控制功能的特殊類型整體，但應(yīng)當(dāng)注意，此處的術(shù)語(yǔ)“功能塊”不受局限，可包括能以任何方式在過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中任何分散位置處實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制功能的任何類型的設(shè)備、程序、例行程序或其他整體。因此，此處所述并要求保護(hù)的查看功能塊也能夠在其他過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中或者利用其他過(guò)程控制通信協(xié)議或方案(還不存在或者將來(lái)能夠開(kāi)發(fā)出來(lái))來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中其他過(guò)程控制通信協(xié)議或方案只要能在過(guò)程各個(gè)分散位置上實(shí)現(xiàn)控制功能，就不用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議所嚴(yán)格定義的“功能塊”。
此外，此處所述的查看功能塊是用于存儲(chǔ)和傳輸定位器/閥設(shè)備的過(guò)程參數(shù)，但應(yīng)當(dāng)注意，這些功能塊也能夠存儲(chǔ)和傳輸其他類型設(shè)備如阻尼器、風(fēng)扇、傳感器、主機(jī)設(shè)備、控制器、橋式設(shè)備、接口或是過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)一部分的任何其他設(shè)備。
此外，盡管此處所述的查看功能優(yōu)選地是由存儲(chǔ)在過(guò)程控制設(shè)備中的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但如果需要的話，也可以在硬件、固件等當(dāng)中實(shí)現(xiàn)。如果是在軟件中實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的查看功能塊可以保存在任何計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)器如磁盤、激光盤或其他存儲(chǔ)媒介中，也可以保存在計(jì)算機(jī)的RAM或ROM等當(dāng)中。同樣地，該軟件可以通過(guò)任何公知的或必要的發(fā)送方法如通過(guò)電話線、因特網(wǎng)等通信通道傳輸給用戶或設(shè)備。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種新型的總線監(jiān)視器，以獲得并顯示出多種過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值。已有的總線監(jiān)視器收集通信和診斷信息來(lái)評(píng)價(jià)總線網(wǎng)絡(luò)的性能，本發(fā)明的查看總線監(jiān)視器能夠收集、存儲(chǔ)并顯示在總線上傳輸?shù)?、用于評(píng)價(jià)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)性能的過(guò)程數(shù)據(jù)。過(guò)程數(shù)據(jù)被稱作是與過(guò)程的操作和控制相關(guān)的、使設(shè)備與過(guò)程直接相聯(lián)的獨(dú)特參數(shù)。過(guò)程數(shù)據(jù)包括但不局限于設(shè)定點(diǎn)、過(guò)程變量、報(bào)警、趨勢(shì)信息等數(shù)據(jù)或其他任何直接涉及過(guò)程動(dòng)作或過(guò)程傳感器或直接連接到過(guò)程中的設(shè)備的信息。
本發(fā)明的查看總線監(jiān)視器配置成能捕獲在總線34上進(jìn)行傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)，并對(duì)所捕獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波從而得到過(guò)程數(shù)據(jù)并去掉通信及診斷信息。對(duì)所獲得的過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行濾波從而得到過(guò)程參數(shù)重要部分或相關(guān)子組的實(shí)時(shí)數(shù)值。查看總線監(jiān)視器存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)值，當(dāng)用戶通過(guò)用戶接口進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)便顯示出所存儲(chǔ)的信息。由此方式，查看總線監(jiān)視器無(wú)需將請(qǐng)求信息傳輸?shù)矫恳滑F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備便能獲得過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值。而且，用戶在查看總線監(jiān)視器的用戶接口上請(qǐng)求信息便能檢索到所有相關(guān)過(guò)程參數(shù)的當(dāng)前值。
返回參見(jiàn)圖6，查看總線監(jiān)視器130如圖所示連接在總線34的分支34b上。查看總線監(jiān)視器130時(shí)刻監(jiān)聽(tīng)分支34b上的總線流通量并捕獲在分支34b上傳輸?shù)乃行畔?。查看總線監(jiān)視器130刪除掉總線流通量中的通信及診斷信息并去掉含有過(guò)程數(shù)據(jù)的信息的頭、尾等。余下的過(guò)程數(shù)據(jù)再經(jīng)查看總線監(jiān)視器130進(jìn)行濾波或分類從而便可得到由查看總線監(jiān)視器130所監(jiān)視的過(guò)程參數(shù)、過(guò)程參數(shù)的重要部分或過(guò)程參數(shù)的相關(guān)子集的實(shí)時(shí)數(shù)值。查看總線監(jiān)視器130通信鏈接到總線34上，使得查看總線監(jiān)視器130能夠捕獲總線34上由過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10所有其他設(shè)備傳輸?shù)男畔?。例如過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10的用戶可以訪問(wèn)定位器/閥16閥桿位置的實(shí)時(shí)數(shù)值，該數(shù)值存儲(chǔ)在AO功能塊63中并被傳輸?shù)蕉ㄎ黄?閥24的功能塊中。為了捕獲最新測(cè)得的閥桿位置值，查看總線監(jiān)視器130被配置成能夠識(shí)別出含有從AO功能塊傳輸?shù)蕉ㄎ黄?閥24的閥桿位置的信息。當(dāng)AO功能塊63傳輸該信息時(shí)，查看總線監(jiān)視器130捕獲該信息，將該信息從其他通信、診斷及過(guò)程數(shù)據(jù)信息中區(qū)分出來(lái)，并將含有閥桿位置值的數(shù)值存儲(chǔ)起來(lái)。
查看總線監(jiān)視器130被配置成能夠滿足過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10用戶的需要?？梢詫⒉榭纯偩€監(jiān)視器130配置成能夠同時(shí)接收和存儲(chǔ)來(lái)自過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10多種功能塊的數(shù)據(jù)。包括來(lái)自所有功能塊、來(lái)自功能塊重要部分或來(lái)自功能塊相關(guān)子組的數(shù)據(jù)。此外，也可以將查看總線監(jiān)視器130配置成能夠接收和存儲(chǔ)來(lái)自任何單個(gè)功能塊的多種過(guò)程參數(shù)。另外，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10可包括多個(gè)查看總線監(jiān)視器，每一查看總線監(jiān)視器接收和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)相關(guān)子組。用戶在查看總線監(jiān)視器130的用戶接口上通過(guò)請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)值可以檢索到存儲(chǔ)在查看總線監(jiān)視器130中的信息。例如，用戶在查看總線監(jiān)視器130上用用戶接口或用戶畫面接口選擇一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行查看，過(guò)程參數(shù)可以是定位器/閥16的閥桿位置。從查看總線監(jiān)視器130的存儲(chǔ)器中檢索出所選過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)數(shù)值并將其顯示在用戶接口上。
如圖8中所詳示，查看總線監(jiān)視器130包括一個(gè)數(shù)據(jù)傳送單元132，該數(shù)據(jù)傳送單元112通常用于控制查看總線監(jiān)視器130的操作。數(shù)據(jù)傳送單元132使數(shù)據(jù)捕獲單元134能夠捕獲總線34上總線流通量中的信息，并刪除其中的通信及診斷信息，且僅將過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10中功能塊所發(fā)布的過(guò)程數(shù)據(jù)信息傳送到數(shù)據(jù)傳送單元132中。數(shù)據(jù)傳送單元132從數(shù)據(jù)捕獲單元中接收到過(guò)程數(shù)據(jù)信息后，刪除掉過(guò)程數(shù)據(jù)信息的分量如頭、尾、時(shí)間信息等。數(shù)據(jù)傳送單元132濾出查看總線監(jiān)視器130要監(jiān)視的過(guò)程參數(shù)值并將發(fā)布的過(guò)程參數(shù)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元136中。接收到來(lái)自用戶接口138或140的請(qǐng)求信息后，數(shù)據(jù)傳送單元132便將請(qǐng)求信息從存儲(chǔ)單元136中調(diào)用出來(lái)并傳輸?shù)秸?qǐng)求用戶接口138或140上進(jìn)行顯示。
存儲(chǔ)單元136是用于存儲(chǔ)從過(guò)程數(shù)據(jù)信息中抽取的過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)單元136具有適于監(jiān)視多種過(guò)程參數(shù)的容量，其大小取決于被監(jiān)視過(guò)程參數(shù)的數(shù)量、要存儲(chǔ)的被監(jiān)視參數(shù)值的數(shù)量、與被監(jiān)視參數(shù)同時(shí)存儲(chǔ)的與被監(jiān)視參數(shù)相關(guān)的信息量、被存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的分辨或采樣率以及等等諸如此類的因素。每一循環(huán)期間，功能塊都對(duì)數(shù)值進(jìn)行更新，并發(fā)布相應(yīng)的過(guò)程參數(shù)信息。在一些情況下，查看總線監(jiān)視器130以高分辨率監(jiān)視過(guò)程參數(shù)，數(shù)據(jù)傳送單元132時(shí)時(shí)更新存儲(chǔ)單元134中的參數(shù)值。每一循環(huán)周期都更新一次，使得每一發(fā)布值都保存在存儲(chǔ)單元134中。在其他情況下，查看總線監(jiān)視器130以低分辨率來(lái)監(jiān)視過(guò)程參數(shù)，其數(shù)據(jù)傳送單元132不是在每一循環(huán)周期中都更新存儲(chǔ)單元134中的參數(shù)值，因此所發(fā)布的參數(shù)值不都保存在存儲(chǔ)單元134中。在任一情況下，表示數(shù)值測(cè)量時(shí)間的時(shí)間標(biāo)記都與過(guò)程參數(shù)值一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元134中。此外，存儲(chǔ)單元136還存儲(chǔ)有與被監(jiān)視過(guò)程參數(shù)相關(guān)的存儲(chǔ)算法。該存儲(chǔ)算法可以對(duì)被監(jiān)視過(guò)程參數(shù)進(jìn)行濾波、抗混淆、數(shù)據(jù)壓縮等操作。
如上所述，數(shù)據(jù)傳送單元132可以對(duì)存儲(chǔ)單元136中的存儲(chǔ)空間進(jìn)行管理。對(duì)于任何給定的過(guò)程參數(shù)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)傳送單元132都在存儲(chǔ)單元136中分配了足夠的空間用以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)過(guò)程參數(shù)數(shù)值。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送單元132從數(shù)據(jù)捕獲單元134傳送來(lái)的過(guò)程數(shù)據(jù)信息中抽取出過(guò)程參數(shù)值時(shí)，數(shù)據(jù)傳送單元132用來(lái)自發(fā)布信息的數(shù)值對(duì)存儲(chǔ)單元136中保存的過(guò)程參數(shù)值進(jìn)行重寫，或者將來(lái)自該發(fā)布信息的數(shù)值追加在已存儲(chǔ)于其中的數(shù)值之后。數(shù)據(jù)傳送單元132通過(guò)執(zhí)行與該參數(shù)相關(guān)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元136中的存儲(chǔ)算法而對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行控制。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送單元132從用戶接口138、140接收到過(guò)程參數(shù)請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)傳送單元132從存儲(chǔ)單元136中檢索出存儲(chǔ)值或過(guò)程參數(shù)值，并將其發(fā)送到用戶接口138或140上進(jìn)行顯示。如果需要的話，可以將與被存儲(chǔ)的過(guò)程參數(shù)相關(guān)的時(shí)間標(biāo)記或其他信息也保存在存儲(chǔ)單元136中，并由數(shù)據(jù)傳送單元132檢索出來(lái)。
查看總線監(jiān)視器130中的用戶接口138用于用戶輸入查看總線監(jiān)視器130的組態(tài)信息。組態(tài)信息包括被保存過(guò)程參數(shù)、與過(guò)程參數(shù)相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和/或功能塊、參數(shù)單位、參數(shù)所需存儲(chǔ)量的識(shí)別信息，還包括任何其他相關(guān)的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)傳送單元132進(jìn)行操作所需的用于過(guò)程參數(shù)任何數(shù)據(jù)處理的指令或存儲(chǔ)算法。用戶接口138將組態(tài)信息傳送給數(shù)據(jù)傳送單元132，數(shù)據(jù)傳送單元再在存儲(chǔ)單元136中分配出用于過(guò)程參數(shù)和相關(guān)信息的空間。組態(tài)信息還可包括查看總線監(jiān)視器130當(dāng)前所保存的過(guò)程參數(shù)的修正信息，例如，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如定位器/閥16由不同廠家的高級(jí)定位器/閥或閥所取代。另外，如果是從過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)10中去掉一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的情況，則組態(tài)信息還包括停止存儲(chǔ)過(guò)程參數(shù)并重新分配存儲(chǔ)單元136中空間的指令。
用戶接口138使用戶能夠輸入顯示存儲(chǔ)在查看總線監(jiān)視器130中的信息的請(qǐng)求信息。請(qǐng)求信息可以包括請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)過(guò)程信息、請(qǐng)求變換過(guò)程參數(shù)的單位的請(qǐng)求信息，和/或用于格式化檢索到的過(guò)程參數(shù)的指令。用戶接口138把將由數(shù)據(jù)傳送單元132進(jìn)行處理的部分請(qǐng)求信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)傳送單元132中。例如，數(shù)據(jù)傳送單元132只處理從存儲(chǔ)單元136中檢索過(guò)程參數(shù)值，用戶接口138處理所有的轉(zhuǎn)換和格式化功能。在這種情況下，用戶接口138將所有的過(guò)程參數(shù)請(qǐng)求信號(hào)傳遞到數(shù)據(jù)傳送單元132中，一從數(shù)據(jù)傳送單元132接收到過(guò)程參數(shù)值，用戶接口138便進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換和格式化操作?；蛘?，數(shù)據(jù)傳送單元132從存儲(chǔ)單元136中檢索出過(guò)程參數(shù)值并進(jìn)行轉(zhuǎn)換和格式化操作。在這種情況下，用戶接口138將全部請(qǐng)求信息都傳遞到數(shù)據(jù)傳送單元132中，在數(shù)據(jù)傳送單元132對(duì)請(qǐng)求信息進(jìn)行處理后，在查看總線監(jiān)視器130的顯示器上顯示出經(jīng)過(guò)變換及格式化的信息。
外部用戶接口140使用戶從遠(yuǎn)離查看總線監(jiān)視器130的位置處即可輸入組態(tài)信息、請(qǐng)求信息或者既輸入組態(tài)信息又輸入請(qǐng)求信息。外部用戶接口140與上述內(nèi)部用戶接口138以同樣的方式進(jìn)行操作。用戶接口140可以由公知的媒介連接到查看總線監(jiān)視器130上，并與數(shù)據(jù)傳送單元132進(jìn)行通信，用公知的數(shù)據(jù)傳送協(xié)議如TCPIP、數(shù)據(jù)流、以太網(wǎng)等傳送數(shù)據(jù)。此外，如圖8中所示，查看總線監(jiān)視器130可以包括內(nèi)部用戶接口138和外部用戶接口140，也可以只有用戶接口138或140，根據(jù)不同的需求可以進(jìn)行不同的選擇。
關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)注意，圖8給出了用以描述查看總線監(jiān)視器130功能的功能塊圖。此處所述的功能可以分配在查看總線監(jiān)視器130的各個(gè)不同元件中。例如，由數(shù)據(jù)捕獲單元134實(shí)現(xiàn)的功能可以總體結(jié)合到數(shù)據(jù)傳送單元132的功能當(dāng)中。再有，由數(shù)據(jù)捕獲單元134和用戶接口138實(shí)現(xiàn)的功能可以以上述方式或以其他結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分配。其他的功能分配和分散對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員也都是很明顯的，本發(fā)明人設(shè)想將其用于本發(fā)明的查看功能塊。
盡管此處是以存儲(chǔ)和傳送由定位器/閥16的PID功能塊64所提供的閥桿位置來(lái)對(duì)查看總線監(jiān)視器130進(jìn)行描述的，但本發(fā)明的查看總線監(jiān)視器130可以與其他功能塊和其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備結(jié)合使用，能夠在圖6所示結(jié)構(gòu)以外的其他結(jié)構(gòu)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)。因此，查看總線監(jiān)視器130能夠被配置成存儲(chǔ)來(lái)自過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中部分或所有功能塊的過(guò)程參數(shù)，并能將所存儲(chǔ)的部分或所有過(guò)程參數(shù)顯示在用戶接口138、140中。
此外，此處所述的查看總線監(jiān)視器是在現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議下操作的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)的，但應(yīng)注意，本發(fā)明的查看功能也能用與其他類型控制系統(tǒng)和/或通信協(xié)議相關(guān)的其他類型的塊、硬件、固件等來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，雖然現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議用術(shù)語(yǔ)“功能塊”來(lái)描述一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)程控制功能的特殊類型整體，但應(yīng)當(dāng)注意，此處的“功能塊”術(shù)語(yǔ)不受局限，包括任何類型的設(shè)備、程序、例行程序或其他能夠在過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中以任何方式實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制功能的實(shí)體。因此，此處所述并要求保護(hù)的查看總線監(jiān)視器也能夠在利用其他過(guò)程控制通信協(xié)議或方案(還不存在或者將來(lái)能夠開(kāi)發(fā)出來(lái))的其他過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中得以實(shí)現(xiàn)，只要這些網(wǎng)絡(luò)或協(xié)議能夠?yàn)檫^(guò)程中各分散位置提供控制功能并能使該控制功能得以實(shí)現(xiàn)即可。
進(jìn)而，此處所述的查看總線監(jiān)視器用于存儲(chǔ)和傳送定位器/閥設(shè)備的過(guò)程參數(shù)，應(yīng)當(dāng)注意這些總線監(jiān)視器還能用于存儲(chǔ)和傳輸其他類型設(shè)備如阻尼器、風(fēng)扇、傳感器、主機(jī)設(shè)備、控制器、橋式設(shè)備、接口或作為過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)一部分的其他設(shè)備的過(guò)程參數(shù)。
基于此，本說(shuō)明書(shū)參考只是示例性的、不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制的特定實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行改變、添加或刪除。
權(quán)利要求
1．一種查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)通信鏈接到一總線上的設(shè)備，其特征在于每一個(gè)設(shè)備包括至少一個(gè)過(guò)程功能模塊，該過(guò)程功能模塊能夠利用過(guò)程參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的過(guò)程控制功能，并能夠利用預(yù)定通信周期的通信方式在總線上進(jìn)行通信，且這些設(shè)備當(dāng)中的至少一個(gè)設(shè)備包括一個(gè)查看過(guò)程功能模塊，該查看過(guò)程功能模塊能夠保存過(guò)程參數(shù)值而不用該過(guò)程參數(shù)值進(jìn)行過(guò)程控制，能夠被用戶配置成保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)，能夠響應(yīng)用戶從多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)中選擇出至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)時(shí)產(chǎn)生的請(qǐng)求信號(hào)檢索出過(guò)程參數(shù)值，該方法包括以下步驟配置查看過(guò)程功能模塊，使其保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值，每一過(guò)程參數(shù)都與一個(gè)過(guò)程功能模塊相關(guān)聯(lián)；利用預(yù)定通信周期的通信方式將與每個(gè)過(guò)程參數(shù)相關(guān)的過(guò)程功能模塊的輸出鏈接到查看過(guò)程功能模塊的輸入上；利用預(yù)定通信周期的通信方式將來(lái)自相關(guān)過(guò)程功能模塊的至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的數(shù)值傳輸?shù)讲榭催^(guò)程功能模塊中；以及將傳輸來(lái)的至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值保存在查看過(guò)程功能模塊中。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，其特征在于至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)也可以是多個(gè)過(guò)程參數(shù)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，其特征在于進(jìn)一步包括以下步驟將查看過(guò)程功能模塊配置成保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的相關(guān)信息；以及將至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的相關(guān)信息與該至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值同時(shí)傳輸?shù)讲榭催^(guò)程功能模塊中。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，其特征在于傳輸步驟進(jìn)一步包括下述步驟即利用預(yù)定通信周期的通信方式將來(lái)自相關(guān)過(guò)程功能模塊的至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值傳輸?shù)蕉鄠€(gè)過(guò)程功能模塊中。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，其特征在于查看過(guò)程功能模塊是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中的查看功能塊。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將至少一個(gè)包括一輸出過(guò)程功能模塊的設(shè)備連接到總線上，輸出過(guò)程功能模塊具有一個(gè)用戶接口；利用不定期排隊(duì)通信方式將至少一個(gè)輸出過(guò)程功能模塊的輸出通信鏈接到查看過(guò)程功能模塊上；利用不定期排隊(duì)通信方式、將向至少一個(gè)輸出過(guò)程功能模塊請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)保存數(shù)值的請(qǐng)求信息傳輸?shù)讲榭催^(guò)程功能模塊中；利用不定期排隊(duì)通信方式將查看過(guò)程功能模塊的輸出通信鏈接到至少一個(gè)輸出過(guò)程功能模塊的輸入上；利用不定期排隊(duì)通信方式將來(lái)自查看過(guò)程功能模塊的、含有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)保存數(shù)值的應(yīng)答信息傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)輸出過(guò)程功能模塊中；以及在至少一個(gè)輸出過(guò)程功能模塊的用戶接口上顯示出過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)保存數(shù)值。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，其特征在于，至少一個(gè)顯示設(shè)備也可以是多個(gè)顯示設(shè)備，每一顯示設(shè)備包括一具有一用戶接口的輸出過(guò)程功能模塊。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，其特征在于所述的至少一個(gè)顯示設(shè)備至少是包括查看過(guò)程功能模塊的設(shè)備之一。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將至少一個(gè)設(shè)備連接到第二過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)的第二總線上，其中連接到第二總線上的每一設(shè)備都能夠利用不定期排隊(duì)通信方式在第二總線上進(jìn)行通信；將包括具有一用戶接口的輸出過(guò)程功能模塊的顯示設(shè)備連接到第二過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)的第二總線上；利用不定期排隊(duì)通信方式將輸出過(guò)程功能模塊的輸出通信鏈接到查看過(guò)程功能模塊上；利用不定期排隊(duì)通信方式、將向輸出過(guò)程功能模塊請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)保存數(shù)值的請(qǐng)求信息傳輸?shù)讲榭催^(guò)程功能模塊中；利用不定期排隊(duì)通信方式將查看過(guò)程功能模塊的輸出通信鏈接到輸出過(guò)程功能模塊的輸入上；利用不定期排隊(duì)通信方式傳輸來(lái)自查看過(guò)程功能模塊的、含有至少一個(gè)過(guò)程參的至少一個(gè)保存數(shù)值的應(yīng)答信息；以及在用戶接口上顯示出至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)保存數(shù)值。
10．一種用于查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)值的信息查看系統(tǒng)，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)通信鏈接到總線上的設(shè)備，其特征在于每一個(gè)設(shè)備都能夠完成一個(gè)過(guò)程功能，并能利用定期及不定期通信方式在總線上進(jìn)行通信，該信息查看系統(tǒng)包括配置在第一設(shè)備中生成輸入信號(hào)的第一信號(hào)發(fā)生器，輸入信號(hào)包括與第一設(shè)備相關(guān)的至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值；連接到第一信號(hào)發(fā)生器上、配置成利用定期通信方式將該輸入信號(hào)發(fā)送到第二設(shè)備的輸入上的第一通信裝置；配置在第二設(shè)備中接收輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)捕獲單元；配置在第二設(shè)備中并通信鏈接到數(shù)據(jù)捕獲單元上的存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元用于保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值，不用該數(shù)值進(jìn)行過(guò)程控制；配置在第一設(shè)備、第二設(shè)備和第三設(shè)備之一當(dāng)中的第二信號(hào)發(fā)生器，它能生成請(qǐng)求信息，其中請(qǐng)求信息所請(qǐng)求的是保存在存儲(chǔ)單元中的、至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值；其中請(qǐng)求信息是響應(yīng)用戶從多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)中選出過(guò)程參數(shù)而產(chǎn)生的；連接到第二信號(hào)發(fā)生器上、配置成利用不定期排隊(duì)通信方式將請(qǐng)求信息發(fā)送到第二設(shè)備的輸入上的第二通信裝置，請(qǐng)求信息由數(shù)據(jù)捕獲單元接收；配置在第二設(shè)備中、產(chǎn)生包括從存儲(chǔ)單元中請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值的應(yīng)答信息的數(shù)據(jù)傳送單元；連接到數(shù)據(jù)傳送單元上、配置成利用不定期排隊(duì)通信方式將應(yīng)答信息發(fā)送到第一設(shè)備、第二設(shè)備和第三設(shè)備之一的輸入上的第三通信裝置；一個(gè)接收由數(shù)據(jù)傳送單元所產(chǎn)生的應(yīng)答信息的信號(hào)接收器；和配置在第一設(shè)備、第二設(shè)備和第三設(shè)備之一當(dāng)中的顯示設(shè)備，它能在用戶接口上顯示出至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的請(qǐng)求值。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息查看系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)傳送單元通信鏈接到數(shù)據(jù)捕獲單元和存儲(chǔ)單元上，用于從數(shù)據(jù)捕獲單元中接收至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值并使存儲(chǔ)單元利用所接收的數(shù)值對(duì)至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的保存值進(jìn)行重寫。
12．根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息查看系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)傳送單元用于將存儲(chǔ)單元配置成保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值，進(jìn)一步包括配置在第二設(shè)備中且通信鏈接到數(shù)據(jù)傳送單元上的輸入主機(jī)接口，其中輸入主機(jī)接口用于將過(guò)程參數(shù)組態(tài)指令傳送到數(shù)據(jù)傳送單元中，過(guò)程參數(shù)組態(tài)指令使數(shù)據(jù)傳送單元將存儲(chǔ)單元配置成能保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息查看系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)也可以是多個(gè)過(guò)程參數(shù)，且信息查看系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)第一設(shè)備，每一個(gè)第一設(shè)備都有一個(gè)配置于其中的第一信號(hào)發(fā)生器，該第一信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生包括第一設(shè)備相關(guān)參數(shù)值的輸入信號(hào)，數(shù)據(jù)捕獲單元接收每一輸入信號(hào)，且存儲(chǔ)單元用由相關(guān)第一設(shè)備在相應(yīng)輸入信號(hào)中傳送的過(guò)程參數(shù)值來(lái)對(duì)過(guò)程參數(shù)的保存值進(jìn)行重寫或追加在過(guò)程參數(shù)的保存值上。
14．根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息查看系統(tǒng)，其特征在于，輸入信號(hào)包括至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的相關(guān)信息，且存儲(chǔ)單元用輸入信號(hào)中的相關(guān)信息值對(duì)存儲(chǔ)于其中的相關(guān)信息保存值進(jìn)行重寫并追加在保存值上。
15．根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息查看系統(tǒng)，其特征在于第一通信裝置被配置成能利用定期通信方式將輸入信號(hào)發(fā)送到多個(gè)設(shè)備上。
16．根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息查看系統(tǒng)；進(jìn)一步包括多個(gè)第三設(shè)備，每一設(shè)備具有配置于其中的第二信號(hào)發(fā)生器，它能產(chǎn)生請(qǐng)求信號(hào)，請(qǐng)求包含在存儲(chǔ)單元中的至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的一個(gè)或更多數(shù)值。
17．根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息查看系統(tǒng)；其特征在于第三設(shè)備由第二過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)的第二總線連接到第二設(shè)備上，每一設(shè)備都能用不定期排隊(duì)通信的方式在第二總線上進(jìn)行通信。
18．一個(gè)查看過(guò)程功能模塊，能夠在過(guò)程控制設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，且能用于具有通信連接到一總線的多個(gè)設(shè)備的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)，其特征在于每一設(shè)備包括至少一個(gè)過(guò)程功能模塊，該過(guò)程功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的輸入功能、輸出功能或控制功能，且能夠利用定期和不定期通信方式在總線上進(jìn)行通信，所述的查看過(guò)程功能模塊包括接收輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)捕獲單元，其中輸入信號(hào)是由一個(gè)過(guò)程功能模塊生成的，含有相關(guān)于該過(guò)程功能模塊的過(guò)程參數(shù)值，并利用定期通信方式進(jìn)行傳送；存儲(chǔ)有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值的存儲(chǔ)單元，不用該數(shù)值進(jìn)行過(guò)程控制；使輸入信號(hào)中過(guò)程參數(shù)的數(shù)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)傳送單元；一個(gè)輸出主機(jī)接口，它接收用戶向多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值時(shí)產(chǎn)生的請(qǐng)求信號(hào)，請(qǐng)求信號(hào)由至少一個(gè)設(shè)備生成，利用不定期排隊(duì)通信方式進(jìn)行傳送，其中輸出主機(jī)接口將請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)傳送單元；其中數(shù)據(jù)傳送單元從存儲(chǔ)單元中檢索出至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值，并響應(yīng)每一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)將該存儲(chǔ)數(shù)值傳送到輸出主機(jī)接口中；和輸出主機(jī)接口產(chǎn)生含有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值的應(yīng)答信號(hào)，并響應(yīng)于每一請(qǐng)求信號(hào)將該應(yīng)答信號(hào)發(fā)送給第二設(shè)備。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的查看過(guò)程功能模塊，其中數(shù)據(jù)捕獲單元接收由多個(gè)設(shè)備產(chǎn)生并用定期通信方式進(jìn)行發(fā)送的、含有多個(gè)過(guò)程參數(shù)值的多個(gè)輸入信號(hào)，其中存儲(chǔ)單元至少存儲(chǔ)一個(gè)過(guò)程參數(shù)值，且其中請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值。
20．根據(jù)權(quán)利要求18所述的查看過(guò)程功能模塊，其特征在于，由第一設(shè)備產(chǎn)生的輸入信號(hào)是用定期通信方式傳送給多個(gè)設(shè)備的。
21．根據(jù)權(quán)利要求18所述的查看過(guò)程功能模塊，其特征在于，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的相關(guān)信息。
22．根據(jù)權(quán)利要求18所述的查看過(guò)程功能模塊，其特征在于，查看過(guò)程功能模塊是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中的查看功能塊。
23．根據(jù)權(quán)利要求18所述的查看過(guò)程功能模塊，其特征在于，第二設(shè)備是在其中實(shí)現(xiàn)查看過(guò)程功能模塊的過(guò)程控制設(shè)備。
24．一個(gè)查看過(guò)程功能模塊，能夠在過(guò)程控制設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，且能用于具有通信鏈接到一總線的多個(gè)設(shè)備的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)，其特征在于每一設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)過(guò)程功能模塊，該過(guò)程功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的輸入功能、輸出功能或控制功能，且能夠利用定期通信方式在總線上進(jìn)行通信，所述的查看過(guò)程功能摸塊包括接收多個(gè)含有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)捕獲單元，其中輸入信號(hào)由一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的多個(gè)過(guò)程功能模塊產(chǎn)生，并利用定期通信方式進(jìn)行傳送；存儲(chǔ)有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值的存儲(chǔ)單元，不用該數(shù)值進(jìn)行過(guò)程控制；和用來(lái)自輸入信號(hào)的至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值來(lái)對(duì)存儲(chǔ)單元中的至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)數(shù)值進(jìn)行重寫并追加到存儲(chǔ)值上的數(shù)據(jù)傳送單元。
25．根據(jù)權(quán)利要求24所述的查看過(guò)程功能模塊，其特征在于，由第一設(shè)備產(chǎn)生的輸入信號(hào)是用定期通信方式發(fā)送給多個(gè)設(shè)備的。
26．根據(jù)權(quán)利要求24所述的查看過(guò)程功能模塊，其特征在于，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的相關(guān)信息。
27．根據(jù)權(quán)利要求24所述的查看過(guò)程功能模塊，其特征在于，查看過(guò)程功能模塊是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議中的查看功能塊。
28．根據(jù)權(quán)利要求24所述的查看過(guò)程功能模塊，其特征在于，每一個(gè)設(shè)備都能夠用不定期排隊(duì)通信方式在總線上進(jìn)行通信，查看過(guò)程功能模塊進(jìn)一步包括一個(gè)輸出主機(jī)接口，它接收用戶向多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值時(shí)產(chǎn)生的請(qǐng)求信號(hào)，請(qǐng)求信號(hào)由至少一個(gè)設(shè)備生成，利用不定期排隊(duì)通信方式進(jìn)行傳送，輸出主機(jī)接口將請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)傳送單元；數(shù)據(jù)傳送單元從存儲(chǔ)單元中檢索出至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值，并將該存儲(chǔ)數(shù)值傳送到輸出主機(jī)接口中；和輸出主機(jī)接口產(chǎn)生含有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值的應(yīng)答信號(hào)，并用不定期排隊(duì)通信方式將該應(yīng)答信號(hào)發(fā)送給請(qǐng)求設(shè)備。
29．一種查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)通信鏈接到一總線上的設(shè)備，其特征在于每一個(gè)設(shè)備包括至少一個(gè)過(guò)程功能模塊，該過(guò)程功能模塊能夠利用過(guò)程參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的過(guò)程控制功能，并能夠在總線上進(jìn)行通信，一個(gè)查看總線監(jiān)視器通信鏈接在總線上，它能夠由總線傳輸信息當(dāng)中濾出過(guò)程數(shù)據(jù)，能夠存儲(chǔ)過(guò)程參數(shù)值，能夠由用戶配置成存儲(chǔ)至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)，能夠響應(yīng)用戶從多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)中選出過(guò)程參數(shù)時(shí)產(chǎn)生的請(qǐng)求信號(hào)來(lái)檢索出該過(guò)程參數(shù)值，該方法包括以下步驟配置查看總線監(jiān)視器，使其保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值，每一過(guò)程參數(shù)都與一個(gè)過(guò)程控制功能模塊相關(guān)聯(lián)；將含有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇偩€上；在查看總線監(jiān)視器上捕獲總線上傳輸來(lái)的信息；在查看總線監(jiān)視器上識(shí)別出含有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息；以及將至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值存儲(chǔ)在查看總線監(jiān)視器中。
30．根據(jù)權(quán)利要求29所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，其特征在于至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)也可以是多個(gè)過(guò)程參數(shù)。
31．根據(jù)權(quán)利要求29所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將查看總線監(jiān)視器配置成保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的相關(guān)信息；以及將過(guò)程數(shù)據(jù)信息中的相關(guān)信息與該至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的數(shù)值一起進(jìn)行傳輸。
32．根據(jù)權(quán)利要求29所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，其中查看總線監(jiān)視器包括一個(gè)用戶接口，該方法進(jìn)一步包括以下步驟在用戶接口上輸入請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值的請(qǐng)求信息；從查看總線監(jiān)視中檢索出該至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值；以及在用戶接口上顯示出來(lái)自查看總線監(jiān)視器的至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值。
33．根據(jù)權(quán)利要求29所述的查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)過(guò)程信息的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將用戶接口連接到第一設(shè)備上；在用戶接口上輸入請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值的請(qǐng)求信息；從存儲(chǔ)單元中檢索出該至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值；及在用戶接口上顯示出來(lái)自存儲(chǔ)單元的所述至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值。
34．一種用于查看過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)值的信息查看系統(tǒng)，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)通信鏈接到總線上的設(shè)備，其特征在于每一個(gè)設(shè)備都能夠完成一個(gè)過(guò)程功能，并能在總線上進(jìn)行通信，該信息查看系統(tǒng)包括配置在第一設(shè)備中、生成含有至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息的第一信號(hào)發(fā)生器；連接到第一信號(hào)發(fā)生器上、配置成將該過(guò)程數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇偩€上的第一通信裝置；配置在查看總線監(jiān)視器中、用以識(shí)別出過(guò)程數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)捕獲單元，其中查看總線監(jiān)視器能夠捕獲總線上的所有傳傳輸信息；配置在查看總線監(jiān)視器中并通信鏈接到數(shù)據(jù)捕獲單元上的存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元用于保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值，不用該數(shù)值進(jìn)行過(guò)程控制；能向存儲(chǔ)單元中至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值發(fā)出請(qǐng)求信息的用戶接口，其中請(qǐng)求信息是由用戶從多個(gè)可選過(guò)程參數(shù)中選出至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)時(shí)而產(chǎn)生的；其中至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值是從存儲(chǔ)單元中檢索出來(lái)并顯示在用戶接口上的。
35．根據(jù)權(quán)利要求34所述的信息查看系統(tǒng)，進(jìn)一步包括配置在查看總線監(jiān)視器中并通信鏈接到數(shù)據(jù)捕獲單元和存儲(chǔ)單元上的數(shù)據(jù)傳送單元，其中數(shù)據(jù)傳送單元用于從數(shù)據(jù)捕獲單元中接收至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值，使存儲(chǔ)單元用在相應(yīng)過(guò)程數(shù)據(jù)信息中傳輸?shù)闹辽僖粋€(gè)過(guò)程參數(shù)值來(lái)對(duì)至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)數(shù)值進(jìn)行重寫并追加到所述存儲(chǔ)值上。
36．根據(jù)權(quán)利要求35所述的信息查看系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)傳送單元用于將存儲(chǔ)單元配置成存儲(chǔ)至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值；用戶接口通信鏈接到數(shù)據(jù)傳送單元上，用于將過(guò)程參數(shù)組態(tài)指令傳送給數(shù)據(jù)傳送單元，從而過(guò)程參數(shù)組態(tài)指令使數(shù)據(jù)傳送單元將存儲(chǔ)單元配置成存儲(chǔ)至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值。
37．根據(jù)權(quán)利要求34所述的信息查看系統(tǒng)，其中用戶接口配置在查看總線監(jiān)視器中。
38．根據(jù)權(quán)利要求34所述的信息查看系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)也可以是多個(gè)過(guò)程參數(shù)，該信息查看系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)第一設(shè)備，該第一設(shè)備具有配置于其中的、產(chǎn)生含有第一設(shè)備相關(guān)過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息的第一信號(hào)發(fā)生器，其中數(shù)據(jù)捕獲單元捕獲每個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)信息，且存儲(chǔ)單元用相關(guān)第一設(shè)備在相應(yīng)過(guò)程數(shù)據(jù)信息當(dāng)中傳輸?shù)倪^(guò)程參數(shù)值來(lái)對(duì)過(guò)程參數(shù)的存儲(chǔ)值進(jìn)行重寫并追加在存儲(chǔ)值上。
39．根據(jù)權(quán)利要求34所述的信息查看系統(tǒng)，其中過(guò)程數(shù)據(jù)信息包括過(guò)程參數(shù)的相關(guān)信息，且存儲(chǔ)單元用過(guò)程數(shù)據(jù)信息中的相關(guān)信息值來(lái)對(duì)存儲(chǔ)于其中的相關(guān)信息的存儲(chǔ)數(shù)值進(jìn)行重寫。
40．一個(gè)用于過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的查看總線監(jiān)視器，過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)具有通信連接到一總線上的多個(gè)設(shè)備，其特征在于每一設(shè)備包括至少一個(gè)過(guò)程功能模塊，該過(guò)程功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中的輸入功能、輸出功能或控制功能，且能夠在總線上進(jìn)行通信，用戶接口通信鏈接到查看總線監(jiān)視器上，查看總線監(jiān)視器包括用于捕獲總線上所有傳輸信息并識(shí)別出含有由查看總線監(jiān)視器所監(jiān)視的過(guò)程參數(shù)值的過(guò)程數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)捕獲單元，所述過(guò)程數(shù)據(jù)信息由至少一個(gè)設(shè)備產(chǎn)生并在總線上進(jìn)行傳輸；配置成存儲(chǔ)至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值的存儲(chǔ)單元，不用該數(shù)值進(jìn)行過(guò)程控制；使至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)傳送單元；其中數(shù)據(jù)傳送單元從用戶接口中接收至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值的請(qǐng)求信號(hào)；和數(shù)據(jù)傳送單元從存儲(chǔ)單元中檢索出至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值，并響應(yīng)請(qǐng)求信號(hào)將該至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值傳送到用戶接口上進(jìn)行顯示，
41．根據(jù)權(quán)利要求40所述的查看總線監(jiān)視器，其特征在于數(shù)據(jù)捕獲單元接收由多個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的、含有多個(gè)過(guò)程參數(shù)數(shù)值的多個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)信息，并在總線上進(jìn)行傳輸，其中存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)多個(gè)過(guò)程參數(shù)的至少一個(gè)數(shù)值，且其中每一請(qǐng)求信號(hào)含有請(qǐng)求至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)值的請(qǐng)求信息。
42．根據(jù)權(quán)利要求40所述的查看總線監(jiān)視器，其中存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的是至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)的相關(guān)信息。
43．根據(jù)權(quán)利要求40所述的查看總線監(jiān)視器，其特征在于用戶接口配置在查看總線監(jiān)視器中。
44．根據(jù)權(quán)利要求40所述的查看總線監(jiān)視器，其中至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)也可以是多個(gè)過(guò)程參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及從中心位置處監(jiān)視具有分散控制功能的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)前的操作狀態(tài)(如過(guò)程參數(shù)值)的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明的方法和設(shè)備采用預(yù)定的定期通信方式將含有由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生的過(guò)程參數(shù)被測(cè)值的信號(hào)發(fā)送到一個(gè)中心查看設(shè)備中。查看設(shè)備接收此信號(hào)并保存至少一個(gè)過(guò)程參數(shù)值,必要的話可以保存多個(gè)過(guò)程參數(shù)值,從而對(duì)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制。為了檢索出保存的過(guò)程參數(shù)以進(jìn)行查看,查看設(shè)備對(duì)來(lái)自用戶接口的請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)保存參數(shù)保存數(shù)值的請(qǐng)求信息進(jìn)行處理并對(duì)含有保存數(shù)值的應(yīng)答信息進(jìn)行傳輸。用戶接口設(shè)備與查看設(shè)備可以是同一設(shè)備,也可以是用與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備用以與查看設(shè)備進(jìn)行通信的通信協(xié)議相同或不同的通信協(xié)議與查看設(shè)備進(jìn)行通信的單獨(dú)設(shè)備。此外,請(qǐng)求和應(yīng)答信息可以用不定期的排隊(duì)通信方式在各設(shè)備之間傳送。
文檔編號(hào)G05B23/02GK1313966SQ99810034
公開(kāi)日2001年9月19日 申請(qǐng)日期1999年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月25日
發(fā)明者L·K·布朗, B·H·拉森, H·A·伯恩斯 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾控制產(chǎn)品國(guó)際公司