[发明专利]将信号测量与网络上的通信设备相关联的方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络设备和网络信号。更具体地，本发明是一种用于 将在网络上测量的信号与连接至该网络的通信设备相关联的方法及设 备。

背景技术

在典型的工业厂房中，分布式控制系统(DCS)被用于控制在该 厂房处执行的诸多工业过程。典型地，该厂房具有中央控制室，该中 央控制室具有计算机系统，该计算机系统具有用户输入/输出(I/O)、 磁盘I/O、以及计算技术领域公知的其它外围设备。控制器和处理I/O 子系统耦合到该计算系统。

该处理I/O子系统包括连接至遍及该厂房的各种现场设备的I/O 接口。现场设备包括各种分析仪器、硅压力传感器、电容式压力传感 器、电阻式温度探测器、热电偶、应变仪、限位开关、双位开关、流 量变送器、压力变送器、电容式物位开关、测重仪、换能器、阀门定 位器、阀门控制器、执行器、螺线管和指示灯。“现场设备”这个术语 包括这些设备以及在分布式控制系统中起作用的任何其他设备。

现场总线是多点串行数字双向通信协议，该通信协议旨在将现场 仪器和诸如分布式控制系统中的监测和仿真设备的其他处理设备连接 在一起。现场总线允许基于以前的处理控制回路方法的增强型数字通 信，同时保持向耦合至该现场总线回路的处理设备提供电力的能力， 并且同时满足内在的安全要求。

两个相当标准的工业现场总线协议是基金会现场总线 (Foundation Fieldbus)和过程现场总线(Profibus)。美国仪器协会 (ISA)标准ANSI/ISA-50.02-1992定义了现场总线协议的物理层，并 且其草案在1995年两次进行了扩展。该现场总线协议定义了两个子协 议。H1现场总线网络以最大每秒31.25千比特(Kbps)的速度传输数 据，并且向耦合至网络的现场设备提供电力。ISA标准的第2部分第 22条定义了H1物理层子协议，此子协议在1992年9月获得批准。 H2现场总线网络以最大每秒2.5兆比特(Mbps)的速度传输数据，不 提供电力给连接至网络的现场设备，并且具有冗余的传输介质。

由在网络上进行通信的设备发送的信号可用于指示这些设备是否 正常运行。例如，诸如信号的振幅这样的特定的信号测量值有助于找 出其中某个通信设备出现的问题。传统地，示波器被用于测量在网络 上进行通信的设备的信号。然而，使用示波器不能容易地把这些信号 与原始设备相关联，这样就使得不仅难以跟踪当前在网络上进行通信 的设备，而且难以识别有问题的设备。

发明内容

将在网络上测量的信号与连接至该网络的多个通信设备之一相关 联。确定被调度为下个在网络上进行通信的有效通信设备的指定地址。 如果在最大响应时间内收到网络上下个接收的信号，则将该下个接收 的信号与该有效通信设备的指定地址相关联。

附图说明

图1是使用基于通信介质段和附加诊断工具的设备之间的数字通 信的过程控制系统的图示。

图2示出了图1的过程控制系统的设备之间的通信消息格式。

图3是图1所示的诊断工具的结构框图。

图4是根据本发明的将信号与在网络上进行通信的设备相关联的 流程图。

图5A是示出了当下个调度的设备在最大响应时间内作出响应时、 根据本发明的信号测量和处理的时间轴图。

图5B是示出了当下个调度的设备在最大响应时间内没有作出响 应时、根据本发明的信号测量和处理的时间轴图。

具体实施方式

过程控制系统概述

现场总线物理层以物理层协议数据单元(PhPDU)的形式定义了 传输和接收通信协议数据的物理装置的电气特性。此外，现场总线物 理层详细说明了符号编码、信息成帧以及差错检测方法。ISA现场总 线标准定义了三种发信号速度和两种耦合模式。出于本说明书的目的， 将在ISA标准ANSI/ISA-50.02第二部分-1992的第11条所定义的H1 物理层的上下文中来描述过程控制系统。该条款覆盖了伴随低功率选 项的31.25Kbps、电压模式和有线介质。该选项允许连接至通信介质 的设备从该通信介质接收其运行电力。该物理层可以满足对于有害环 境的固有的安全要求。该协议依据由该标准定义的电压和电流的限定 条件而运行于低级双绞电缆并支持多个设备。