用于使用分布式编组架构将过程控制系统中的现场设备通信地耦合到控制器的装置和方法制造方法及图纸

提供了装置、系统和方法，用于在过程工厂中进行操作的控制器和多个现场设备之间传输数据。该系统包括分布式编组模块，由前端单元耦合到与控制器通信的I/O卡。分布式编组模块经由相应的电子分组部件与现场设备通信，该电子分组部件在现场设备与I/O卡之间转换信号。分布式编组模块由环状通信构架耦合到前端单元，以使得分布式编组模块可以分别被定位为相对地接近其所耦合的现场设备。

Device and method for coupling communication of field device in process control system to controller by using distributed marshalling architecture

A device, system and method are provided for transmitting data between a controller operating in a process plant and a plurality of field devices. The system includes a distributed marshalling module, which is coupled to the I/O card communicating with the controller by the front-end unit. The distributed marshalling module is communicated with the field device through the corresponding electronic packet components, and the electronic packet unit converts signals between the field device and the I/O card. The distributed marshalling module is coupled to the front end unit by a ring communication framework, so that the distributed formation module can be positioned to be relatively close to its coupled field device.

【技术实现步骤摘要】
用于使用分布式编组架构将过程控制系统中的现场设备通信地耦合到控制器的装置和方法
本公开内容总体上涉及过程工厂和过程控制系统，并且更具体地涉及对现场设备以及对过程工厂和过程控制系统的回路的调试。
技术介绍
分布式过程控制系统(如在化学、石油或其它过程工厂中使用以制造、精炼、转换、生成、或产生物理材料或产品的那些分布式过程控制系统)通常包括一个或多个过程控制器，这些过程控制器经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线或者经由无线通信链路或网络通信地耦合到一个或多个现场设备。现场设备，其可以是例如阀、阀定位器、开关和变送器(例如，温度、压力、液位和流速传感器)位于过程环境内，并且通常执行物理或过程控制功能，诸如打开或关闭阀、测量过程和/环境参数(诸如温度或压力等)以控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备(诸如符合公知的Fieldbus协议的现场设备)还可以执行控制计算、报警功能、以及通常在控制器内实现的其它控制功能。通常也位于工厂环境中的过程控制器接收指示由现场设备获得的过程测量结果的信号和/或与现场设备有关的其它信息，并且执行控制器应用，该控制器应用运行例如不同的控制模块(这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过程控制系统，所述过程控制系统进行操作以控制过程工厂中的过程，所述过程控制系统包括：多个过程控制现场设备；输入/输出(I/O)卡，所述输入/输出(I/O)卡通信地耦合到所述多个过程控制现场设备；控制器，所述控制器通信地耦合到所述I/O卡，并且所述控制器经由所述I/O卡从所述多个过程控制现场设备接收数据，且进行操作以还经由所述I/O卡向所述过程控制现场设备中的一个或多个过程控制现场设备发送控制信号，以便控制所述过程的操作；多个分布式编组模块，所述多个分布式编组模块中的每个分布式编组模块包括：通信端口对；多个电子编组部件槽；设置在电子编组部件槽中的电子编组部件；以及与所述多个电子编组部件槽中的...

【技术特征摘要】
2016.10.24 US 15/332,3551.一种过程控制系统，所述过程控制系统进行操作以控制过程工厂中的过程，所述过程控制系统包括：多个过程控制现场设备；输入/输出(I/O)卡，所述输入/输出(I/O)卡通信地耦合到所述多个过程控制现场设备；控制器，所述控制器通信地耦合到所述I/O卡，并且所述控制器经由所述I/O卡从所述多个过程控制现场设备接收数据，且进行操作以还经由所述I/O卡向所述过程控制现场设备中的一个或多个过程控制现场设备发送控制信号，以便控制所述过程的操作；多个分布式编组模块，所述多个分布式编组模块中的每个分布式编组模块包括：通信端口对；多个电子编组部件槽；设置在电子编组部件槽中的电子编组部件；以及与所述多个电子编组部件槽中的每一个电子编组部件槽相对应的相应终端块，针对所述电子编组部件槽的所述终端块通信地耦合到所述多个现场设备中的一个现场设备，所述电子编组部件设置在所述电子编组部件槽中；以及微处理器，所述微处理器耦合到所述通信端口对；以及前端模块，所述前端模块包括：第一通信端口，所述第一通信端口将所述前端模块耦合到所述I/O卡；第二通信端口，第二通信端口通信地耦合到所述多个分布式编组模块中的第一分布式编组模块；第三通信端口，第三通信端口通信地耦合到所述多个分布式编组模块中的第二分布式编组模块；存储器设备，在所述存储器设备上存储有数据库，所述数据库存储经由所述第二通信端口和所述第三通信端口由所述微处理器接收的信息；以及微处理器，所述微处理器耦合到所述存储器设备，所述微处理器被配置为：经由所述第二通信端口和所述第三通信端口接收和发送数据；将所接收的数据存储到所述存储器设备；从所述存储器设备获取数据；以及经由所述I/O卡将所获取的数据发送到所述控制器。2.一种过程控制系统，所述过程控制系统进行操作以控制过程工厂中的过程，所述过程控制系统包括：多个过程控制现场设备；输入/输出(I/O)卡，所述输入/输出(I/O)卡通信地耦合到所述多个过程控制现场设备；控制器，所述控制器通信地耦合到所述I/O卡，并且所述控制器经由所述I/O卡从所述多个过程控制现场设备接收数据，且进行操作以还经由所述I/O卡向所述过程控制现场设备中的一个或多个过程控制现场设备发送控制信号，以便控制所述过程的操作；分布式编组模块，所述分布式编组模块包括：通信端口对；一个或多个电子编组部件槽，至少一个电子编组部件槽具有设置在其中的电子编组部件；以及与所述一个或多个电子编组部件槽中的每一个电子编组部件槽相对应的相应终端块，针对所述至少一个电子编组部件槽的所述终端块通信地耦合到所述多个现场设备中的一个现场设备；微处理器，所述微处理器耦合到所述通信端口对；以及前端模块，所述前端模块包括：第一通信端口，其将所述前端模块耦合到所述I/O卡；第二通信端口对，所述第二通信端口对通信地耦合到所述分布式编组模块；存储器设备，在所述存储器设备上存储有数据库，所述数据库存储经由所述第二通信端口对由所述微处理器接收的信息；以及微处理器，所述微处理器耦合到所述存储器设备，所述微处理器被配置为：经由所述第二通信端口对接收和发送数据；将所接收的数据存储到所述存储器设备；从所述存储器设备获取数据；以及经由所述I/O卡将所获取的数据发送到所述控制器。3.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述分布式编组模块上的所述通信端口对与所述前端模块上的所述第二通信端口对相配合，以形成环状架构。4.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述前端模块上的微处理器在所述第二通信端口对中的每一个第二通信端口上发送周期性心跳信号，并且所述分布式编组模块上的微处理器在所述通信端口对中的每一个通信端口上发送周期性心跳信号。5.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述过程控制系统包括多个分布式编组模块。6.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述电子编组部件被配置为从所述多个现场设备中的所述一个现场设备接收信号，并且被配置为将所接收的信号从第一形式转换为第二形式。7.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述分布式编组模块还包括：扫描模块，所述扫描模块适用于扫描所述电子编组部件槽中的每一个电子编组部件槽，并且针对其中具有电子编组部件的任何槽，适用于注册与所述槽相关联的值。8.根据权利要求7所述的过程控制系统，其中，所述分布式编组模块上的微处理器作为所述扫描模块起作用。9.根据权利要求7所述的过程控制系统，其中，所述分布式编组模块上的微处理器在所述通信端口对中的一个通信端口上发送与所述槽相关联的所述值。10.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述分布式编组模块上的微处理器在默认情况下通过所述通信端口对的第一通信端口发送数据并且通过所述通信端口对中的第二通信端口接收数据。11.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，仅当在发送之前的预定义的时间段内所述分布式编组模块上的微处理器在所述通信端口对中的给定端口上检测到心跳信号的情况下，所述分布式编组模块上的微处理器在所述通信端口对中的所述给定端口上发送信息。12.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，在默认情况下，所述前端模块上的微处理器通过所述第二通信端口对中的第一通信端口发送数据，并且通过所述第二通信端口对中的第二通信端口接收数据。13.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，仅当在发送之前的预定义的时间段内所述前端模块上的微处理器在所述第二通信端口对中的给定端口上检测到心跳信号的情况下，所述前端模块上的微处理器在所述第二通信端口对上的所述给定端口上发送信息。14.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述I/O卡设置在所述前端模块上。15.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述电子编组部件是以下各项中的一项：AO电子编组部件、AI电子编组部件、DO电子编组部件或DI电子编组部件。16.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述前端模块上的微处理器进一步被配置为：经由所述I/O卡从所述控制器接收数据；将从所述控制器所接收的所述数据与指定以下各项中的一项的目的地址相关联：与所述现场设备中的特定现场设备相关联的目的分布式编组模块、与所述现场设备中的所述特定现场设备相关联的目的电子编组部件、或所述现场设备中的所述特定现场设备；以及通过在所述第二通信端口对中的一个端口上发送所述数据来向所述现场设备中的所述特定现场设备发送从所述控制器接收的所述数据以及所关联的目的地址。17.根据权利要求16所述的过程控制系统，其中，所述分布式编组模块上的所述通信端口对中的第一端口通信地耦合到所述第二通信端口对中的、所述前端模块上的微处理器在其上发送数据的一个通信端口，并且其中：所述分布式编组模块上的微处理器接收从所述前端模块所发送的所述数据，确定所述目的地址是否与所述分布式编组模块相关联，并且：如果所述目的地址与所述分布式编组模块相关联，则将所述数据路由到所述现场设备中的所述特定现场设备，如果所述目的地址不与所述分布式编组模块相关联，则在所述分布式编组模块上的所述通信端口对中的所述第二通信端口上发送所述数据和所关联的目的地址。18.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述分布式编组模块上的微处理器被配置为：在所述通信端口对中的第一通信端口上接收包括目的地址的数据，并且如果所述目的地址指定了所述前端模块，则在所述通信端口对中的第二通信端口上发送包括所述目的地址的所述数据。19.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，所述第二通信端口对中的每一个通信端口都通过以太网连接来耦合到所述分布式编组模块上的所述通信端口对中的一个通信端口。20.根据权利要求2所述的过程控制系统，其中，以太网连接将所述前端模块通信地连接到所述分布式编组模块。21.一种分布式编组模块，用于将过程工厂中的现场设备耦合到所述过程工厂中的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·R·舍里夫，G·K·劳，
申请(专利权)人：费希尔罗斯蒙特系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US