分布式操作系统诊断系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分布式操作系统和操作方法，其中，系统包括集成诊断、位总线和现场总线。现场器件产生现场操作特性并且现场处理模块从现场器件接收现场操作特性。现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为在位总线上通信的现场通信部件。现场处理模块被配置为作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并接收现场操作数据。辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块还被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。

Distributed operating system diagnostic system

The invention relates to a distributed operation system and an operation method, wherein the system comprises an integrated diagnosis, a bit bus and a field bus. Field devices generate field operating characteristics, and field processing modules receive field operating characteristics from field devices. The field processing module comprises a field diagnostic unit and a field communication unit configured to communicate on the incumbent bus. The field processing module is configured to generate field operating data including field diagnostic parameters as a function of field operating characteristics. The auxiliary processing module is configured to communicate with the bit bus and receive field operation data. The auxiliary processing module comprises an auxiliary diagnostic component and an auxiliary communication component having a field bus interface and a gateway component. The auxiliary processing module is also configured to generate auxiliary field data as a function of field operation data and to transmit auxiliary field data over the field bus.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及分布式操作系统，特别是涉及具有集成诊断的分布式操作监视和控制系统。
技术介绍
制造厂、装配厂、具有温度控制的建筑、半导体制造厂、具有能量管理系统的设施和加工厂具有实现一个或更多个相关的控制、维护和工厂自动化系统的有效操作的许多系统和操作过程。许多操作过程可被监视以保证适当的设备和处理功能并为过程控制、维护(包括预示维护)、监督控制和数据获取(SCADA)、试验和自动化系统提供反馈以识别过程问题或潜在的设备失效情况。被监视的过程可包含被传感器监视的温度、流量、压力、电平、电流、功率、移动、振动、流体性能和设备失效和有关数据等的测量。电子传感器需要感测的变量的附加信号处理，包括被转换成指示特性并可被发送给系统的电压、电流、共振频率或数字词汇的变量或其它特性的转换。信号处理通常通过与传感器连接的发射器或直接通过导线或电缆与传感器连接或者无线连接的电子组件被实现。作为一个例子，温度是制造过程的常常被测量的物理变量或特性。最常用的温度测量系统使用热电偶(TC)、电阻温度器件(RTD)、热电堆和/或热敏电阻以感测物理温度变量。其它的温度传感器作为例子可包含基于半导体的RTD、二极管、红外传感器和谐振石英传感器。典型的传感器通过导线直接与输入/输出(I/O)设备的单信道连接。这种直接布线方法一般被称为点对点布线。在这种情况下，温度传感器提供出诸如电阻或电压的电参数以可重复的方式随温度变化而变化的电输出。I/O设备然后将电参数转换成与控制器或监视或控制设备的输入要求兼容的标准输出。I/O设备的输出可以为诸如电压或电流的模拟值，或者可以为诸如符合诸如以太网TCP/IP、EtherNet/IP、FDDI、ControlNet、ModbusTM(AEG SchneiderCorporation的商标)、Profibus、ProfiNet、IEEE 802.XX无线和各种现场总线(fieldbus)的数字总线标准或专有网络协议的数字信号或代码。用于温度系统的I/O设备一般仅转换来自温度传感器的一个参数，诸如提供物理变量温度的参数。除了将温度传感器电参数转换成可通过接口连接到控制器或监视或控制系统的标准输出，I/O设备还可提供附加的信号处理。这种信号处理可用于传感器的线性化、增加传感器的输出电平(增益)、去除杂散电噪声和/或提供与杂散电流的隔离。常规上温度I/O设备由诸如Action Instruments和RochesterInstruments的制造商提供。温度传感器电参数的简单信号处理的功能是公知的，并由温度I/O设备产品的许多制造商执行。一种常用的温度感测系统使用位置邻近热过程(thermal process)的发射器。发射器被用于约50％的全部热系统中并提供电参数的信号处理、传感器与杂散电和机械噪声输入的电隔离、电输出的线性化和缩放(scaling)、和用于校准传感器和标准化输出的本地装置。常规的用于基于发射器的系统的标准化输出包含2导线4-20mA输出、10-50mA输出和1-5V输出。常规的温度发射器由诸如Rosemount、ABB Hartmann & Braun和Honeywell的公司制造。基于发射器的系统还与I/O设备导线连接，但是I/O设备仅提供标准化的电压或电流输入，不提供温度变量的附加信号处理。商用的标准I/O设备由诸如Siemens、Allen Bradley和Omron的可编程逻辑控制器供应商提供。数字控制系统供应商包括EmersonProcess、Honeywell、Siemens、Invensys、Yokogawa和ABB。第三方常提供用于数字控制系统(DCS)(诸如用于材料在导管中连续流动的诸如化工、精炼、电力的过程控制工厂中的控制系统)的输入/输出接口或用于可编程逻辑控制器(PLC)的输入/输出接口，诸如Opto22、Moore Industries、Action Instruments和Phoenix(PLC常用于控制诸如汽车或小机械的制造的离散事件的工厂或诸如制药的批量制造产品的加工工厂中)。I/O设备可执行多路复用功能，并可将温度信号转换成可被控制器、控制系统或监视系统使用的标准化输出。并且，来自I/O设备的输出主要是现场总线上的数字信号。基于传感器-发射器的监视系统的另一种形式包括位于传感器上或其附近的微处理器。这些“智能发射器”首先在19世纪80年代被引入，并且已具备了在总线上输出或传达数字消息的能力。智能发射器通过使用具有嵌入或相关的软件程序的微处理器提供改进的信号处理和线性化。另外，数字输出在总线上被传达，并使得智能发射器能够以减少布线和用于特定的操作应用的I/O通道的数量的“多处下降(multi-dropped)”方式被接线。智能发射器可通过使用HART、Foundation Fieldbus、Profibus PA或诸如Honeywell DE、YokogawaBrain或Foxboro I/A的专用协议以数字方式与I/O通信。与智能发射器一起使用的I/O设备将来自发射器的数字输入转换成与I/O设备的输出连接的控制器兼容的数字输出(通常以较高的波特率和/或以不同的协议)。数字I/O设备一般不提供发射器变量的信号调节，而是用作数据集中器和协议转换器。I/O中的一体化电源常可在发射器的导线上提供电力。随着在19世纪80年代引入数字智能传感器，发射器和控制器制造商引入常称为现场总线的数字通信协议的过剩(plethora)。现场总线协议可与包含2和4导线的几种类型的物理介质、光学介质一起使用或以无线等方式使用。一般地，最低速度现场总线提供可用于数字集成传感器、致动器件、控制器、监视系统和具有操作或管理系统的设备的高速二导线通信协议。现场总线的特征在于低功耗和建立在标准开放协议上的32位消息传递能力。现场总线发射器和系统提供更高速度(波特率)的总线，并具有处理大量数据的能力。现场总线的典型数据速率为31.25Kbps。现场总线还限于传输相对较低水平的电力，以保证基于现场总线的发射器满足在可存在爆炸性气体的处理环境中安全操作所要求的本质上安全或增加安全性的电力工业标准的电力需求。基于现场总线的发射器可与控制系统和使用来自发射器用于过程、系统、发射器或设备诊断的诊断信息的企业资产管理(EAM)系统。现场总线发射器具有在如本质安全的系统需要的那样将其功率消耗限于低水平的同时以达32kb/s的数据速率提供大量的数据的能力。一般地，制造商从他们的发射器产品提供诊断信息。诊断信息通过处理源自传感器的电气参数由本地发射器产生，以提供与传感器、过程、传感器布线、发射器电子组件、布线和数字现场总线有关的诊断。该诊断信息通常具有标准诊断参数以及对于各个制造商不同的诊断参数，但易于以数字方式在标准现场总线上向和从现场总线发射器传达到现场总线兼容的I/O设备。现场总线发射器的成本常比常规的发射器的价格多两倍，并且为传感器的价格的十到二十倍。一个现场总线制造商Rosemount，Inc.开发了作为混合协议的称为HART(公路可寻址远程换能器(Highway Addressable RemoteTransducer))的协议。HART协议提供叠加在以前用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有集成诊断的分布式操作系统，具有位总线和现场总线，该系统包括：用于产生现场操作特性的现场器件；用于从现场器件接收现场操作特性的现场处理模块，该现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的现场通信部件，所述 现场处理模块被配置为用于作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据；和被配置为与位总线通信并接收现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件，所述辅助处理模块被 配置为用于作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：加利A兰兹，威廉C斯楚，大卫P卡尔伯特森，肯尼斯F芬尼沃德，路易斯P斯坦豪瑟尔，里昂J麦克纳特，
申请(专利权)人：沃特洛电气制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]