[发明专利]在过程控制系统中将现场设备通信地耦合到控制器的装置和方法

说明书

技术领域

本公开内容总体上涉及过程控制系统，具体而言，涉及在过程控制系统中将现场 设备通信地耦合到控制器的装置和方法。

背景技术

过程控制系统，如在化学、石油、制药、制浆造纸或其他制造过程中所使用的过程 控制系统，典型地包括一个或多个过程控制器，该一个或多个过程控制器通信地耦合到包 括至少一个操作者工作站的至少一个主机以及通信地耦合到被配置为经由模拟、数字或组 合式模拟/数字通信协议进行通信的一个或多个现场设备。现场设备例如可以是设备控制 器、阀、阀执行机构、阀定位器、开关和发射器(例如，温度、压力、流速和化学成分传感器)或 者其组合，现场设备在过程控制系统内执行功能，例如打开或关闭阀，以及测量或推断过程 参数。过程控制器接收信号，该信号表示由现场设备作出的过程测量结果和/或有关于现场 设备的其他信息，使用这个信息来实施控制例程，并产生控制信号，将控制信号通过总线或 其他通信线路发送到现场设备来控制过程控制系统的操作。

过程控制系统可以包括多个现场设备，该多个现场设备提供几个不同的功能能力 并常常使用点对点的双线接口(例如，一个现场设备通信地耦合到一条现场设备总线)或者 多点分支(例如，多个现场设备通信地耦合到一条现场设备总线)线路连接布置或者借助无 线通信通信地耦合到过程控制器。一些现场设备被配置为使用相对简单的命令和/或通信 (例如，ON命令和OFF命令)来操作。其他现场设备更为复杂，需要更多的命令和/或更多的通 信信息，其可以包括或可以不包括简单的命令。例如，更复杂的现场设备可以使用例如可寻 址远程传感器高速通道(“HART”)通信协议、利用叠加在模拟值上的数字通信来传送模拟 值。其他现场设备可以使用全数字通信(例如，FOUNDATION现场总线通信协议)。

在过程控制系统中，每一个现场设备都典型地经由一个或多个I/O卡和相应的通 信介质(例如，双线电缆、无线链路或光纤)耦合到过程控制器。因而，需要多个通信介质将 多个现场设备通信地耦合到过程控制器。耦合到现场设备的多个通信介质常常路由通过一 个或多个现场接线盒，在该点，多个通信介质耦合到多芯电缆的相应的通信介质(例如，相 应的双线导线)，该多芯电缆用于经由一个或多个I/O卡将现场设备通信地耦合到过程控制 器。

发明内容

描述了在过程控制系统中将现场设备通信地耦合到控制器的示例性装置和方法。 根据示例，一种示例性装置包括底座和模块，所述模块可移动地附接到底座。底座包括第一 物理接口和第二物理接口，所述第一物理接口通信地耦合到过程控制系统中的第一现场设 备或者过程控制系统中的第二现场设备中的一个现场设备，所述第二物理接口经由总线通 信地耦合到过程控制系统中的控制器。当第一物理接口通信地耦合到第一现场设备时，模 块使用第一通信协议与第一现场设备进行通信。当第一物理接口通信地耦合到第二现场设 备时，模块使用第二通信协议与第二现场设备进行通信。模块经由使用第三通信协议的总 线与控制器进行通信。第三通信协议与第一通信协议和第二通信协议不同。

根据另一个示例，一种示例性方法包括在底座处接收第一信息，所述底座具有第 一物理接口，所述第一物理接口通信地耦合到过程控制系统中的第一现场设备或者过程控 制系统中的第二现场设备中的一个现场设备。示例性方法还包括在可移动地附接到底座的 模块处对第一信息进行编码，以便使用第一通信协议进行通信。当第一物理接口耦合到第 一现场设备时，使用第二通信协议将第一信息从第一现场设备传送到模块。当第一物理接 口耦合到第二现场设备时，使用第三通信协议将第一信息从第二现场设备传送到模块。第 三通信协议与第一通信协议和第二通信协议不同。该方法还包括经由使用第一通信协议的 总线将编码的第一信息经由底座的第二物理接口从模块传送到控制器。