[发明专利]现场总线适配器及使用现场总线适配器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及连接在处理数字信号的现场总线和处理模拟信号的现场装置之间的现场总线适配器。

要求于2011年7月28日提交的日本专利申请第2011-165408号的优先权，其内容通过引用并入本文。

背景技术

以下将在本发明中引用或认同的所有专利、专利申请、专利公开、科技文章等的全部内容将通过引证并入本文，以更加充分地描述本发明所属的技术领域的现状。

当前，用于现场总线的协议包括HART、FOUNDATION现场总线、PROFIBUS、BRAIN、ISA100.11a等。HART、BRAIN等在通过使数字信号与现有的4至20mA的模拟电流输出相叠加来利用模拟控制系统的资源的同时实现了数字输入/输出。同时，在FOUNDATION现场总线和ISA100.11a中，利用功能块将各装置的测量和计算功能相连接从而构建了自主控制系统。

当引入了FOUNDATION现场总线的自主控制系统时，在利用模拟控制系统的资源的同时对ISA100.11a等进行了尝试，而由于与现有的HART、BRAIN等的总线不具兼容性从而现有的HART、BRAIN等的总线不可用。因此，模拟控制系统的资源不能被结合到自主控制系统中。

发明内容

本发明提供了一种能够将模拟类型的现场装置结合到自主控制系统中的现场总线适配器。

连接在处理数字信号的现场总线和处理模拟信号的现场装置之间的现场总线适配器包括：第一连接单元，其可拆卸地连接至现场总线；第二连接单元，其可拆卸地连接至现场装置；以及转换单元，其设置在第一连接单元和第二连接单元之间，该转换单元对由现场总线处理的数字信号与由现场装置处理的模拟信号进行双向转换。

所述模拟信号可以是4至20mA的信号。

所述现场总线可以是符合FOUNDATION现场总线的总线。

所述转换单元可以包括功能块应用模块。

所述转换单元能够支持符合多个标准的多个现场装置。

该现场总线适配器还可以包括：协议栈，其符合与所述现场总线对应的FF H1总线和HSE总线之一；以及VFD（虚拟现场装置）对象，其符合FF标准规范，该VFD对象包括功能块应用模块，而该功能块应用模块包括作为符合FF标准规范的功能块的AI块和AO块。

当现场装置的PV（初值）被输出到现场总线时，转换单元可以读取作为4到20mA模拟信号的现场装置的PV，并将该PV转换成数字值。该数字值可以被输入至功能块应用模块的AI块。可以作为AI块中计算结果的数字数据经由协议栈被输出至现场总线。该数字数据可以被输入至其他的现场装置或操作监控设备并被使用。

从其他现场装置或操作监控设备输出至现场总线的数字数据可以经由协议栈被输入至功能块应用模块的AO块。AO块中的计算结果可以被转换单元转换成模拟值，并输入至现场装置。

可以通过协议栈利用符合FF标准规范的方法来执行对作为FF现场总线装置的现场装置进行处理所需的设置。

将模拟类型的现场装置结合到自主控制系统中的方法可以包括：读取模拟类型的现场装置的PV（初值）；将该PV转换成数字值；基于该数字值计算数字数据；将该数字数据输出至现场总线；以及利用其他现场装置或操作监控设备从现场总线接收该数字数据。

将模拟类型的现场装置结合到自主控制系统中的方法还包括：接收从其他现场装置或操作监控设备输出的数字数据；基于该数字数据计算数字值；将该数字值转换成模拟值；以及利用所述模拟类型的现场装置接收该模拟值。

所述现场总线可以是符合FOUNDATION现场总线的总线。

连接在处理数字信号的现场总线和处理模拟信号的现场装置之间的现场总线适配器的一种使用方法可以包括：经由所述现场总线适配器的连接单元将第一现场装置连接至该现场总线适配器；经由所述现场总线适配器来利用连接至现场总线的第一现场装置；经由所述连接单元将第一现场装置与所述现场总线适配器分离；经由所述连接单元将第二现场装置连接至所述现场总线适配器；以及经由所述现场总线适配器来利用连接至现场总线的第二现场装置。

该现场总线适配器可以包括可拆卸连接至现场总线的第一连接单元和可拆卸连接至现场装置的第二连接单元。可以在第一连接单元和第二连接单元之间设置转换单元。该转换单元可以对由现场总线处理的数字信号和由现场装置处理的模拟信号进行双向转换。

所述模拟信号可以是4至20mA的信号。

所述现场总线可以是符合FOUNDATION现场总线的总线。