预配置或配置工业自动化环境中操作的设备的系统和方法技术方案

设备被配置为在工业自动化环境中操作。该设备包括处理单元、存储器、用于通过工业通信协议与外部设备通信的工业通信接口以及用于在设备操作期间与外设板进行通信的串行外设接口。该设备被配置为当串行外设接口耦合到外部存储设备时，通过串行外设接口接收与该设备的工业自动化功能相关的配置数据，并将所接收的配置数据储存在存储器中。当串行外设接口耦合到外设板时，该设备被配置为根据所接收的配置数据来操作以执行工业自动化功能。

【技术实现步骤摘要】
预配置或配置工业自动化环境中操作的设备的系统和方法
概括地，本公开内容涉及预配置或配置执行工业自动化功能并且使用工业通信协议与外部设备进行通信的设备，并且更具体而言，涉及通过通用总线接口将配置数据传送到这些设备。
技术介绍
可以包括诸如化学工业中使用的过程控制系统和工厂中使用的机器人系统的工业自动化系统通常包括在工厂或现场操作的专用设备。这些设备的示例包括阀、传感器、定位器、控制器等。一般而言，这些设备执行相应的工业自动化功能，诸如感测过程参数(例如温度、压力、流动速率、流体水平)、计算过程参数、控制过程参数(例如，打开和关闭阀、增加或减少流动)、生成报警等。在工业自动化系统中运行的设备可以以有线或无线方式互连并使用工业通信协议(例如基金会TM现场总线、或Profibus)进行通信。这些协议规定了用于输送测量值、警报和状态报告、影响过程变量或自动化参数的命令、激活或去激活设备的命令等的格式。根据协议语法，典型的工业通信协议还通过预定义的命令或由专用设备的制造商所定义的命令来支持设备配置。由于这些协议支持相对较低的数据速率，所以通过工业通信协议来预配置设备可能需要大量的时间。例如，以1200bps的速率通过HART通信链路下载15KB数据包大约需要10分钟。另一方面，允许通过联合测试动作组(JTAG)或类似协议复制固件的工具会施加各种限制，诸如将数据编译到固件、用于激活的物理控制(例如按钮)、支持特殊接口和通信协议等。
技术实现思路
根据下面讨论的预配置(provisioning)技术，被配置为执行工业自动化功能并被配置为使用工业通信协议(例如基金会TM现场总线或)进行通信的设备通过诸如串行外设接口(SPI)总线的通用总线以明显高于工业通信协议所支持的数据速率的速率接收配置数据。配置数据与所述设备的工业自动化功能相关，并且可以包括例如由设备操作期间将被显示的一种或多种语言的一组消息组成的语言包、诸如密度表的传感器配置数据等等。所述设备可以包括耦合到诸如传感器板的外设板的主电子板，并且配置数据最终可以驻留在主电子板或外设板上。根据一个示例场景，为了发起配置数据的传送，主电子板通过通用总线连接到外部存储器，并且遵守工业通信协议的命令被发送到所述主电子板。所述主电子板响应于该命令通过通用总线获取配置数据。然后，外部存储器从主电子板断开连接，并且外设板通过通用总线耦合到主电子板。然后，所述设备根据配置数据进行操作。更具体地，这些技术的一个示例实施例是被配置为在工业自动化环境中操作的设备。该设备包括处理单元、存储器、用于通过工业通信协议与外部设备进行通信的工业通信接口以及用于在设备操作期间与外设板进行通信的串行外设接口。当串行外设接口耦合到外部存储设备时，该设备被配置为通过串行外设接口接收与该设备的工业自动化功能相关的配置数据，并将所接收的配置数据储存在存储器中。当串行外设接口耦合到外设板时，该设备被配置为根据所接收的配置数据进行操作，以执行工业自动化功能。这些技术的另一示例实施例是一种预配置设备的方法，所述设备被配置为使用工业通信协议进行通信并配备有用于互连设备组件的通用总线。该方法包括通过通用总线将设备的主电子板通信地耦合到外部存储器，通过通用总线将与设备的工业自动化功能相关联的配置数据从外部存储器传送到主电子板，并且在传送配置数据之后断开外部存储器并将主电子板与外设板通信地耦合。该设备根据所接收的配置数据来执行工业自动化功能。这些技术的又一示例实施例是一种用于预配置在工业自动化环境中操作的设备的系统。该系统包括具有处理单元、存储器、用于通过工业通信协议与外部设备进行通信的工业通信接口以及通用总线的主电子板。该系统还包括：外部存储设备和外设板，该外部存储设备被配置为在通过通用总线连接到主电子板时与主电子板进行通信，并且外设板可通过通用总线连接到主电子板并且被配置为执行工业自动化环境中的感测或控制功能。该系统被配置为当主电子板通过通用总线耦合到外部存储器时，将与感测或控制功能相关的配置数据从外部存储设备传送到主电子板，其中，在操作期间主电子板或外设板中的至少一个利用配置数据。附图说明图1是用于预配置被配置为使用工业通信协议进行通信的设备的已知系统的框图；图2是用于根据本公开内容的技术来预配置设备的主电子板和/或外设板的示例系统的框图，该设备被配置为使用工业通信协议进行通信并且配备有通用总线；图3是用于预配置设备的示例方法的流程图，该设备被配置为使用可以在图2的系统中实现的工业通信协议进行通信，以及图4是用于预配置外设板的示例方法的流程图，该外设板被配置为利用使用可以在图2的系统中实现的工业通信协议进行通信的设备进行操作。具体实施方式一般而言，本公开内容的方法和系统允许在工厂或现场执行工业自动化功能的设备在初始组装和建立期间或者在设备已经被部署之后作为更新的一部分快速地接收配置数据。如下面所讨论的，本公开内容的技术包括使用SPI总线或另一种适当类型的通用总线来将设备的主电子板临时耦合到外部存储器，以及以显著超过工业通信协议所支持的数据速率的数据速率将配置数据加载到主电子板中。为了清楚起见，参考图1简要讨论了用于预配置这些设备的已知方法，并且更具体地，使用HART通信协议来下载图1中例示的系统中的语言包。系统10包括设备12和工作站14或支持HART通信的另一适当的设备。例如，设备12包括主电子板20和传感器板22，例如传感器板22可以包括压力传感器。主电子板20配备有存储器30，在存储器30中储存有配置数据(包括语言包)。在该示例中的板20和22通过SPI总线24互连。为了将语言包32从工作站14的存储器加载到存储器30中，操作员致动工作站14上的硬件或软件控制。工作站14使用HART调制解调器(未示出以避免视觉杂乱)和支持HART协议的软件模块建立HART通信链路26并通过该链路将语言包32发送到设备12。HART通信链路26仅支持相对较低的数据速率。更具体而言，15KB的语言包通过HART接口26以1200bps的速度下载大约需要10分钟。一般而言，语言包包括一种或多种语言的一组消息，设备12可以在操作期间为操作员输出该组消息。因为语言包通常可以预期增大，语言包的大小可以达到64kB，在这种情况下下载大约需要40分钟。在制造期间，当大量设备12被预配置以便部署时，这个时间支出会显著地增加生产成本、延迟交付、限制生产能力等。此外，当操作员更新现场的设备时，图1的方法可能要求自动化系统或过程工厂长时间脱机。相比之下，在图2例示的系统100中，可以分别在大约10和40秒内将15kB或64kB的语言包下载到设备中。接下来将讨论该系统的组件，随后概述可以在图1的系统中实施或与图1的系统一起使用的几个示例性方法。系统100包括设备101，其中，主电子板102被配置为在正常操作期间与传感器板104通信。设备101实现工业自动化功能，例如测量过程变量，并通过工业自动化协议向远程设置的控制器报告测量值。然而，在初始预配置或更新期间，主电子板102被连接到外部存储器108。主电子板102可通过通用总线106连接到传感器板104或其它适当的外设板以及连接到外部存储器108。主电子板102不需要能够同时连接到传感器板104本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置为在工业自动化环境中操作的设备，所述设备包括：处理单元；存储器；工业通信接口，所述工业通信接口用于通过工业通信协议与外部设备进行通信；以及串行外设接口，所述串行外设接口用于在所述设备操作期间与外设板进行通信；其中，所述设备被配置为：当所述串行外设接口耦合到外部存储设备时，通过所述串行外设接口接收与所述设备的工业自动化功能有关的配置数据，并将所接收的配置数据储存在所述存储器中，以及当所述串行外设接口耦合到所述外设板时，根据所接收的配置数据进行操作以执行所述工业自动化功能。

【技术特征摘要】
2016.06.30 US 15/199,2291.一种被配置为在工业自动化环境中操作的设备，所述设备包括：处理单元；存储器；工业通信接口，所述工业通信接口用于通过工业通信协议与外部设备进行通信；以及串行外设接口，所述串行外设接口用于在所述设备操作期间与外设板进行通信；其中，所述设备被配置为：当所述串行外设接口耦合到外部存储设备时，通过所述串行外设接口接收与所述设备的工业自动化功能有关的配置数据，并将所接收的配置数据储存在所述存储器中，以及当所述串行外设接口耦合到所述外设板时，根据所接收的配置数据进行操作以执行所述工业自动化功能。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述工业通信协议指定用于传送所述配置数据的专用的命令，并且其中，所述设备被配置为响应于所述命令通过所述串行外设接口接收所述配置数据。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备被配置为响应于检测到所述外部存储设备被连接到所述串行外设接口而自动接收所述配置数据。4.根据权利要求1所述的设备，所述设备被配置为与所述设备的固件分开地接收所述配置数据。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理单元、所述存储器和所述串行外设接口被设置在主电子板上，所述主电子板通过限定串行外设总线的一组导线耦合到所述外部存储设备或所述外设板。6.根据权利要求1所述的设备，还包括用户界面，其中，所述配置数据包括由一种或多种语言的多个消息组成的语言包，并且其中，所述设备被配置为在所述设备的操作期间对从所述语言包中的所述多个消息中选择的消息进行显示。7.根据权利要求1所述的设备，被配置为将(i)认证功能或(ii)错误检测功能中的至少一个应用于所接收的配置数据。8.一种用于预配置设备的方法，所述设备被配置为使用工业通信协议进行通信并配备有用于互连设备组件的通用总线，所述方法包括：通过通用总线将设备的主电子板通信地耦合到外部存储器；通过所述通用总线传送与所述设备的工业自动化功能相关联的配置数据；在传送所述配置数据之后，断开所述外部存储器并将所述主电子板通信地耦合到外设板；其中，所述设备根据所接收的配置数据来执行所述工业自动化功能。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述工业通信协议指定用于传送所述配置数据的专用的命令，所述方法还包括：在所述主电子板处接收所述专用的命令，其中，传送所述配置数据响应于所述专用的命令而发生。...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·H·程，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US