[发明专利]用于通过区别网络进行无线过程通信的系统和方法

说明书

本申请是2011年2月18日提交的、申请号为200980132326.7、发明名称为“用于通过区别网络进行无线过程通信的系统和方法”的专利申请的分案申请。

背景技术

在工业设置中，控制系统用于监视和控制工业和化学过程等。典型地，控制系统使用在工业过程中的关键位置处分布的、通过过程控制环(process control loop)耦合至控制室中的控制电路的现场设备来执行这些功能。现场设备一般在分布式控制或过程监视系统中执行诸如对参数进行感测或对该过程进行操作之类的功能。

一些现场设备包括换能器。换能器被理解为表示：基于物理输入产生输出信号的设备；或者基于输入信号产生物理输出的设备。典型地，换能器将输入变换为具有不同形式的输出。换能器的类型包括各种分析设备、压力传感器、热敏电阻、热电偶、应变仪、流量变送器、定位器、致动器、螺线管、指示灯等等。

典型地，每个现场设备还包括：通信电路，用于通过过程控制环与过程控制室或其他电路进行通信。在一些安装中，过程控制环还用于向现场设备传送整流电流和/或电压，以给现场设备供电。过程控制环还以模拟或数字格式承载数据。

传统地，已经通过两线过程控制电流环将模拟现场设备连接至控制室，其中，每个设备通过单个两线控制环而连接至控制室。在一些安装中，已经开始使用无线技术来与现场设备进行通信。无线操作简化了现场设备的布线和设置。

一个无线过程通信技术标准已知为WirelessHART标准。WirelessHART标准由HART通信基金会在2007年9月发布。WirelessHART规范的相关部分包括：HCF_Spec13，版本7.0；HART规范65-无线物理层规范；HART规范75-TDMA数据链路层规范(TDMA是指时分多址)；HART规范85-网络管理规范；HART规范155-无线命令规范；以及HART规范290-无线设备规范。

在ISA100.11a中阐述了另一无线过程通信标准(预计标准发布是2009年8月)。该技术提出了根据IEEE802.15.4-2006、使用无线电路以2.4GHz频率进行无线通信。ISA100.11a标准由国际自动化协会(ISA)保持。

尽管这些无线网络通信技术使用相同的频带、无线电路，并被配置为在彼此存在并且2.4GHz频率处存在其他无线技术的情况下共存，但是共存并不是互操作(interoperability)。例如，ISA100.11a标准指示了：共存是无线网络在存在可能不基于相同标准的其他无线网络的环境中执行其任务的能力。如本文使用的，不基于相同标准的两个网络将被视为“区别(distinct)”网络。

发明内容

提供了一种用于在多个区别无线过程通信网络上传送过程通信分组的双模路由器。所述路由器包括无线通信电路以及与所述无线通信电路耦合的控制器。所述无线通信电路被配置为与来自所述多个区别无线过程通信网络中的每一个的信号进行交互。所述控制器被配置为使来自第一区别无线过程通信网络的过程通信分组适于在第二区别无线过程通信网络上传输。还提供了用于对区别无线过程通信网络进行配置和通过区别无线过程通信网络对过程分组进行中继的方法。

附图说明

图1是示意了根据本发明实施例，WirelessHART设备通过ISA100.11a网络与WirelessHART网关进行通信的示意图。

图2是示意了WirelessHART和ISA100.11a网关通过ISA100.11a连接至ISA100.11a网络的示意图。

图3是WirelessHART MAC首部的示意图。

图4是ISA100.11a MAC首部的示意图。

图5是WirelessHART DLL首部的示意图。

图6是ISA100.11a DLL首部的示意图。

图7是WirelessHART网络首部的示意图。

图8是ISA100.11a未分段网络首部的示意图。

图9是ISA100.11a分段网络首部的示意图。

图10是示意了根据本发明实施例，中继功能如何使用包含在WirelessHART首部中的信息来构造ISA100.11a MAC、DLL和网络层首部的示意图。

图11是示意了由根据本发明实施例的双模路由器接收中继分组的示意图。

图12是示出了双模路由器栈中的中继功能的示意图。