[发明专利]检测网络上的操作频率中的噪声

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络和该网络上的信号。具体地，本发明涉及检测通信网络的操作频率中的噪声。 

背景技术

在典型的工业工厂中，分布控制系统(DCS)用于控制在工厂处执行的多个工业过程。典型地，该工厂具有集中控制间，集中控制间具有计算机系统，计算机系统具有用户输入/输出(I/O)，盘I/O，以及计算领域中熟知的其他外围设备。耦合至计算系统的是控制器和处理I/O子系统。 

处理I/O子系统包括I/O端口，该I/O端口连接至遍布工厂的各个现场装置。现场装置包括各种类型的分析设备，硅压力传感器，电容性压力传感器，电阻性温度检测器，热电偶，应变计，限位开关，接通/断开开关，流量变送器，压力变送器，电容电平开关，磅秤(weigh scale)，换能器，阀定位器，阀控制器，致动器，螺线管以及指示灯。术语“现场装置”包括这些装置，以及执行分布控制系统中的功能的任何其他装置。 

现场总线是旨在用于连接场设备和比如分布控制系统中的监测和仿真单元的其他过程装置的多站式(multi-drop)串行数字双向通信协议。现场总线允许比先前的过程控制回路方法增强的数字通信，同时保持用以向耦合至现场总线回路的过程装置供电的能力，以及同时满足固有安全性要求。 

两个合理标准化的工业现场总线协议是Foundation Fieldbus和Profibus。由美国仪表协会(ISA)标准的ANSI/ISA-50.02-1992，以及它的草案二延伸(1995)定义了现场总线协议的物理层。现场总线协议定义两个子协议。H1现场总线网络以高达每秒31.25千比特(Kbps)的速率传输数据，并且向耦合至网络的现场装置供电。1992年9月批准的ISA标准的部分2的11款定义了该H1物理层子协议。H2现场总线网络以高达每秒2.5 兆比特(Mbps)的速率传输数据，不向与网络相连的现场装置供电，并且具有冗余传输介质。 

现场总线网络常常与大的电动机、过程设备和工厂设备关联地使用。有时，电动机或设备的启动引起通信介质的操作频率中的噪声突发(burst)。该噪声突发可能引起被破坏的消息，并且极端地，可能导致与网络装置失去通信。 

发明内容

本发明涉及检测通信介质的操作频率中的噪声。针对被破坏的消息，监测通信介质上的信息。当被破坏的消息的个数达到被破坏消息阈值时，产生噪声检测信号。 

附图说明

图1是过程控制系统的示意图，该过程控制系统通过通信介质分段和相连的诊断工具而在装置之间进行数字通信。 

图2示出了用于在图1的过程控制系统的装置之间进行通信的消息格式。 

图3是在图1中示出的诊断工具的体系结构的框图。 

图4是依据本发明用于检测网络上的操作频率中的噪声的方法的流程图； 

具体实施方式

过程控制系统综述

现场总线(Fieldbus)物理层定义了以物理层协议数据单元(PhysicalLayer Protocol Data Unit)(PhPDU)的形式来发送和接收通信协议数据的物理手段的电特性。此外，现场总线物理层规定了符号编码，消息成帧(framing)以及检错方法。ISA现场总线标准定义了三个信令速度和两个耦合模式。为了该描述，将在以ISA标准ANSI/ISA-50.02，Part2-1992的条款11定义的H1物理层的上下文中描述过程控制系统。该条款覆盖31.25kbps，电压模式，导线介质，以及低功率选项。该选项允许连接至 通信介质的装置从该通信介质接收其操作功率。该物理层能够满足对于危险环境的固有安全要求。依据该标准限定的电压和电流限度，该协议在低级双绞线电缆上工作，并且支持多个装置。图1示出了典型的过程控制系统10，包括分段12，电源14和五个装置：链路有效调度器(Link ActiveScheduler)(LAS)20，链路主控机(Link Master)(LM)22，以及基础装置24、26和28。图1还示出了连接至分段12的诊断工具29。该分段12可以在单对导线上支持多达三十二个装置。典型地，根据回路执行速度，功率和固有安全要求，分段12具有从四至十六个的装置。