[发明专利]无线控制设备中的调度功能

说明书

技术领域

本发明概括而言涉及过程工厂安全系统并且更具体而言涉及现场设备中的调度动作。

背景技术

在诸如化工、石油和其他过程中使用的过程控制系统一般包括经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线可通信地耦接到至少一个主机工作站以及到一个或多个过程控制和仪器设备的一个或多个集中式或分散式过程控制器。现场设备如阀、阀定位器、开关、发射器和传感器(例如温度传感器、压强传感器或流速传感器)执行该过程中的各种功能，如开启或关闭阀或者测量过程参数。过程控制器(经由通信总线)接收用于指示由现场设备进行的或者与现场设备相关联的过程测量或过程变量的信号，基于接收到的信息实现控制例程并且生成控制信号，该控制信号通过一个或多个总线发送给该现场设备以控制该过程的操作。典型地使得来自现场设备和控制器的信息对于由主机工作站执行的一个或多个应用可用，以使得操作员能够执行关于该过程的希望的功能，如查看该过程的当前状态、修改该过程的操作等等。

用于执行一个或多个过程控制功能的“智能”现场设备在过程控制工业中已经变得盛行。除了执行该过程之中的主要功能(例如监控温度或者控制阀位置)之外，每个智能现场设备包括存储器和微处理器。该存储器存储涉及该设备的数据，并且该微处理器与控制器和/或其他设备进行通信并且/或者执行次要任务，如自校准、识别、诊断等等。已经开发了大量标准的、开放的、数字的或者组合的数字和模拟通信协议(如寻址远程传感器数据公路FOUNDATION^TMFieldbus、Device-和控制器区域网络(CAN)协议)，以使得由不同制造商制造的智能现场设备能够在执行一个或多个过程控制功能时彼此通信。具体而言，无线格型网络，如和国际自动化协会(ISA)100.11a标准网络在过程控制中已经变得日益盛行。

在操作期间，主机通常向现场设备发送命令以便开始该现场设备中的动作(如开启或关闭阀)。为了执行该动作，现场设备因此需要首先接收并且处理来自该主机的信号。在无线通信系统中，在接收并且正确地解码信号之后，现场设备通常将“确认”发送回主机，通知主机该信号已被正确地接收。通常每当现场设备需要执行动作时，发生该现场设备与主机之间的这种通信交换。例如，如果希望开启阀并且随后在特定时间段之后关闭该阀，则主机将需要向阀定位器发送信号以开始开启动作，接收来自阀定位器的用于确认已经正确地接收到用于开始开启动作的信号的确认，向阀定位器发送信号以开始关闭动作，并且接收来自阀定位器的用于确认已经正确地接收了用于开始关闭动作的信号的确认。

由于与典型的通信系统相关联的固有的延时(例如设备接收并且处理来自主机的信号所花费的时间量)，为了控制设备执行动作而需要发生的通信交换限制了可以由该设备执行该动作的速度(例如当需要快速连续地执行大量动作时)。在无线通信系统中通信延时问题特别重要，因为当与经由有线连接接收类似命令相比时，通常现场设备花费更长时间来经由无线通信链路接收并且处理所接收的信号。此外，典型地由基于电池的功率模块对无线过程控制系统中的现场设备进行供电，以免限制设备在工厂环境中的放置。因此限制现场设备与无线控制网络中的主机之间的通信交换以便节省现场设备处的功率并且从而允许由电池模块有效地对该设备供电更长时间(例如数年)是非常有益的。

发明内容

根据一个实施方式，一种在过程控制系统中使用的现场设备包括处理器和计算机可读存储器，该计算机可读存储器具有可在该处理器上执行的计算机可读指令。该现场设备还包括调度模块，该调度模块存储在该存储器中并且当该调度模块在该处理器上执行时被配置为：接收时间输入，其中该时间输入指定用于执行所调度的动作或所调度的动作序列的所调度的时间，并且接收动作输入，其中该动作输入指定所调度的动作或所调度的动作序列。该调度模块还被配置为：在所调度的时间，自动地开始所调度的动作或所调度的动作序列。该调度模块还被配置为使得向可通信地耦接到该现场设备的第一主机发送开始状态并且/或者使得该开始状态被存储在该现场设备的本地存储器中。该开始状态指示已经开始了该动作或动作序列。

根据一个或多个方面，该调度模块还被配置为：使得向该第一主机发送完成状态并且/或者使得该完成状态被存储在该本地存储器中。在一个方面，该完成状态指示已经完成了该动作或动作序列。在另一个方面，该完成状态指示已经成功地完成了该动作或动作序列或者未成功完成该动作或动作序列。该调度模块可以被配置为基于从该现场设备接收的反馈信息来确定该完成状态。