[发明专利]用于将现场设备通信连接到过程控制系统中的控制器的设备及方法

说明书

技术领域

本公开总体上涉及过程控制系统，尤其涉及用于将现场设备通信连接到过程控制系统中的控制器的设备及方法。

背景技术

过程控制系统——如那些用于化学、石油、制浆及造纸或其他制造过程的过程控制系统——典型地包括一个或多个过程控制器，过程控制器通过模拟通信协议、数字通信协议或模拟/数字混合通信协议，与至少一个主机(包括至少一个操作员工作站)或与一个或多个现场设备通信连接。现场设备可能是设备控制器、阀、阀启动器、阀定位器、开关及传感器(例如温度传感器、压力传感器、流率传感器及化学成分传感器)或这些设备的组合，它们在过程中发挥功能，如开启或关闭阀及测量或推断过程参数。过程控制器接收所述现场设备所进行的过程测量的信号及/或关于现场设备的其他信息，并使用这些信息来实施控制例程，然后产生控制信号并通过总线或其他通信线传送至现场设备，以控制过程控制系统的操作。

过程控制系统可以包括多种现场设备，这些现场设备提供不同的功能能力，而且经常是通过使用双线接口，以点到点电线连接布置(例如一个现场设备通信连接到一个现场设备总线)及多点电线连接布置(例如多个现场设备通信连接到一个现场设备总线)的方式或以无线通信方式，通信连接到过程控制器。有些现场设备配置成使用相对简单命令及/或通信(例如ON命令及OFF命令)来操作。其他现场设备更为复杂，它们需要更多命令及/或更多通信信息，可能包括或不包括简单命令。例如，更为复杂的现场设备可以使用(例如)HART(可寻址远程传感器高速通道)通信协议，以数字通信叠加在模拟值的方式来传送模拟值。其他现场设备可以使用完全数字的通信(例如FOUNDATION Fieldbus通信协议)。

在过程控制系统中，每个现场设备典型地通过一个或多个输入/输出卡和相应的通信媒介(例如双芯电缆、无线链路或光纤)，连接到过程控制器。因此，需要使用多个通信媒介来将多个现场设备通信连接到过程控制器。所述多个通信媒介经常是通过一个或多个现场接线盒连接到所述现场设备，而在这些连接点，所述多个通信媒介连接到一条多导线电缆的相应通信媒介(例如相应的双芯导线)，而所述多导线电缆用于通过一个或多个输入/输出卡将所述现场设备通信连接到过程控制器。

发明内容

在此描述用于将现场设备通信连接到过程控制系统中的控制器的设备及方法。根据一个范例，一种范例设备包括第一界面，该第一界面配置成从使用第一通信协议的现场设备接收第一信息。所述范例设备也包括通信处理器，该通信处理器通信连接到所述第一界面，而且为所述第一信息编码，以通过使用第二通信协议的总线进行通信。此外，所述范例设备包括第二界面，该第二界面通信连接到所述通信处理器及所述总线，而且配置成通过使用所述第二通信协议的所述总线来传送所述第一信息。所述总线配置成使用所述第二通信协议来传送与另一现场设备有关的第二信息。

根据另一个范例，一种范例方法涉及从使用第一通信协议的现场设备接收第一信息。所述第一信息接着被编码，以用于使用第二通信协议的通信，以便传送与另一个现场设备有关的第二信息。所述第一信息接着通过使用所述第二通信协议的总线，被传送到一个控制器。

根据再另一个范例，一种范例设备包括多个插座，这些插座配置成能够接纳多个终端模块。所述终端模块中的每个终端模块配置成通信连接到一个过程控制系统中的至少一个现场设备。所述范例设备也包括通信总线界面，该通信总线界面通信连接到所述多个插座中的每个插座，而且配置成传送与所述终端模块的其中一个终端模块有关的第一现场设备信息及与所述终端模块的其中第二个终端模块有关的第二现场设备信息。

根据另一个范例，一种范例设备包括连接检测器，该连接检测器配置成检测与现场设备之间的连接。所述范例设备也包括现场设备识别器，该现场设备识别器配置成确定指示所述现场设备的特性的现场设备识别信息。此外，所述范例设备也包括显示器界面，该显示器界面配置成显示所述现场设备识别信息。

根据又一个范例，一种范例设备包括第一隔离线路，该第一隔离线路通信连接到终端模块线路，而且配置成通信连接到总线。所述终端模块线路配置成与现场设备进行通信，而所述总线使所述终端模块能够与控制器进行通信。所述范例设备也包括第二隔离线路，该第二隔离线路通信连接到所述终端模块线路，而且配置成通信连接到向所述终端模块线路提供电力的电源。

附图说明

图1A为一框图，图示一个范例过程控制系统。

图1B-1D描绘可以用于通信连接工作站、控制器及输入/输出卡的选择性实施例。