[发明专利]过程控制输入/输出设备中的多个通信物理层和协议的集成

权利要求书

1.一种输入/输出设备，所述输入/输出设备用于在过程控制系统使用以将多个现场设备通信地耦合到过程控制器，所述输入/输出设备包括：

前端单元，包括第一基本单元和设置在所述第一基本单元上的一个或多个处理器模块；

第一总线，设置在所述第一基本单元中并且通信地耦合到所述一个或多个处理器模块，所述第一总线连接到外部连接器，所述外部连接器适于通信地耦合到所述过程控制器；

第二基本单元，通信地耦合到所述第一基本单元，所述第二基本单元包括：

多个编组单元，设置在所述第二基本单元上，每一个编组单元都包括存储器和用于执行通信的处理器；以及

不同端子排，与所述编组单元中的每一个相关联，其中，每一个端子排都接受用于将所述端子排通信地耦合到所述现场设备中的一个或多个的布线；以及

第二总线和第三总线，设置在所述第一基本单元和所述第二基本单元上，其中，所述第二总线和所述第三总线将所述一个或多个处理器模块通信地耦合到所述多个编组单元；

其中，所述编组单元中的第一编组单元与一组一个或多个现场设备相关联，并且使用第一类型的物理层执行与所述一组一个或多个现场设备的通信，并且所述编组单元中的第二编组单元与不同组的一个或多个现场设备相关联，并且使用不同于所述第一类型的物理层的第二类型的物理层执行与所述不同组的一个或多个现场设备的通信，并且其中，与所述第一编组单元相关联的所述端子排接受所述第一类型的物理层，并且与所述第二编组单元相关联的所述端子排接受所述第二类型的物理层。

2.根据权利要求1所述的输入/输出设备，其中，所述第一编组单元支持经由所述第一类型的物理层使用第一通信协议的通信，并且所述第二编组单元支持经由所述第二类型的物理层使用第二通信协议的通信，所述第二通信协议与所述第一通信协议不同。

3.根据权利要求2所述的输入/输出设备，其中，所述第一通信协议是通用IP通信协议，并且所述第二通信协议是过程控制通信协议。

4.根据权利要求3所述的输入/输出设备，其中，所述第一通信协议是以太网通信协议，并且所述第二通信协议是HART通信协议。

5.根据权利要求3所述的输入/输出设备，其中，所述第一通信协议是HART-IP通信协议或OPC UA通信协议。

6.根据权利要求1所述的输入/输出设备，其中，所述第二总线支持使用所述第一物理层在所述第一编组单元与所述处理器模块之间的通信，并且所述第三总线支持使用所述第二物理层在所述第二编组单元与所述处理器模块之间的通信。

7.根据权利要求1所述的输入/输出设备，其中，所述前端单元包括电源，所述电源用于为经由所述第一物理层使用第一通信协议的现场设备供电。

8.根据权利要求1所述的输入/输出设备，其中，所述前端单元包括用于为经由所述第一物理层使用第一通信协议的现场设备供电的第一电源，并且包括用于为经由所述第二物理层使用第二通信协议的现场设备供电的第二电源。

9.根据权利要求1所述的输入/输出设备，其中，所述前端单元包括符合所述第一物理层的第一交换机，并且所述编组单元包括符合所述第一物理层的第二交换机。

10.根据权利要求1所述的输入/输出设备，其中，所述前端单元包括电源和符合所述第一物理层的交换机。

11.根据权利要求1所述的输入/输出设备，其中，所述编组单元能够插入所述第二基本单元并且能够从所述第二基本单元中移除，并且其中，所述编组单元中的每一个编组单元在被插入到所述第二基本单元中时都通信地耦合到所述第二总线或所述第三总线中的一个并且仅一个总线，并且通信地耦合到相关联的端子排。

12.根据权利要求11所述的输入/输出设备，其中，所述第二基本单元包括多个插槽，可移除的编组单元中的每一个都可以插入所述插槽中。