一种接口模块（２００）及其运行方法，该接口模块包括一些端口（３０２ａ－ｂ），用来通过网络（３０８）以第一协议与多台现场设备（１０２ａ－ｎ）进行通信。该接口模块还包括端口（３１６），用来通过例如高速以太网（ＨＳＥ）的高速网络和协议与过程控制器（１１４）进行通信。该接口模块（２００）包括控制器（３２０），用于实施多个过程功能模块（３２２，３２４），所述多个过程功能模块（３２２，３２４）中的每个模块对应所述多台现场设备（１０２ａ－ｎ）中的每台设备。该接口模块支持远程化编程、电子邮件通讯和报警。
Interface module for remoting and protocol conversion
An interface module (200) and its operation method, the interface module includes some ports (302ab), used by network (308) in the first protocol field with multiple devices (102an) communication. The interface module also includes a port (316) for communicating with a process controller (114) through a high-speed network and protocol such as a high speed Ethernet (HSE). The interface module (200) includes a controller (320), for the implementation of multiple functional modules (322324), the plurality of process modules (322324) corresponding to each module in the plurality of field devices (102a - n) of each device in the. The interface module supports remote programming, e-mail communication and alarm.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及过程控制系统，更具体地说，涉及远程处理和协议转换的接口模块。
技术介绍
过程控制系统，例如用于化学、石油或其它过程中的过程控制系统，通常包括至少一个集中式过程控制器，该过程控制器通过模拟和/或数字总线或者其它通信线路或通道，通信连接到至少一个主机或操作员工作站以及一或多台现场设备。现场设备可以是例如阀、阀定位器、开关、传感器(例如温度、压力和流速传感器)等，这些现场设备执行该过程中的诸如打开或关闭阀以及测量过程参数的功能。过程控制器通过输入/输出设备接收表示由现场设备进行的过程测量的信号和/或属于现场设备的其它信息，过程控制器使用这些信息来实施控制程序，然后产生控制信号，而且这些控制信号通过总线或其它通信线路并经由输入/输出设备被发送至现场设备，以控制过程的运行。来自现场设备和控制器的信息通常可以被由操作员工作站执行的一或多个应用程序获得，以使操作员能够执行关于该过程的任何需要的功能，例如，查看过程的当前状态，修改过程的运行，对过程进行配置，以及对过程进行文档记录等。在过去的大约十年间，具有微处理器和存储器的智能现场设备已经普遍用于过程控制行业中。除了执行过程中的主要功能以外，智能现场设备还可以保存属于设备的数据，以数字或数字及模拟混合的形式与控制器和/或其它设备进行通信，并且执行诸如自标定、辨识以及诊断之类的次级任务。在过去，标准通信协议被开发出来，以使由不同制造者制造的控制器和现场设备能够使用标准形式来进行数据交换。但是，在很多情况下，通信协议的变化使其适合用于某些环境中，而其它协议也许更适合用于其它地方，甚至是在同一工厂或设备中也是这样。例如，虽然4-20毫安培(“mA”)协议具有良好的抗扰度，但是其需要专用布线。而高速以太网(HSE)协议虽然速度很快，但是其通常需要昂贵的重布线。其它的协议，例如控制器局域网络(“CAN”)、HART、H1、FoundationTM现场总线(“Fieldbus”)、执行器传感器接口(“AS-Interface”或“ASI”)和其它协议，它们都具有包括电缆敷设路径的最大长度、多点/单点性、本质安全性(对于爆炸环境下)、抗扰度、反向兼容性、附加功率等在内的特征和缺点。有些情况下，这些特征通常规定一种协议的用法和与其相关的布线，即使该协议并不适用于整个工厂或设备。因此必须进行调整以处理这些缺点。例如，为了弥补短距离的布线敷设路径，工厂可以利用这样一种配置，即将单一现场过程控制模块连接至使用一种协议的单一控制板。接着，控制板与中央控制器通过更适于这种连接的第二协议而进行通信。例如，3051S高级模块可以通过CAN网络连接至现场总线特征板(feature board)，而且现场总线特征板与中央控制器或其它上流数据管理器使用HI协议网络进行通信。这种结构可解决有关不兼容布线和协议的问题，但其仍旧相对昂贵，并且也相对难以维护。附图说明附图用于根据本专利技术进一步说明各实施例并解释各原理和优点，在附图中，各个视图中相同的附图标记表示同样的或功能相似的部件，并且附图与以下详细说明一起合并于说明书中并构成说明书的一部分，其中图1是现有技术的过程控制系统的简化示意方框图；图2是采用增强了的协议转换的过程控制系统的简化示意方框图；和图3是远程处理和协议转换的接口模块的简化示意方框图。具体实施例方式虽然本专利技术可以有许多不同形式的实施例，但附图中所表示的和在此将详细描述的为本专利技术的优选实施例，并且可以理解，本公开被认为是本专利技术原理的示例，而并不用于将本专利技术的主要方面限制在所示例的实施例。参见图1，其为现有技术的过程控制系统的方框图。第一现场设备102a通过网络106连接至第一现场总线板104a。网络106中的数据利用诸如CAN的第一协议进行传送。另一现场设备102n可被展示并利用另一网络112和相应协议而与另一现场总线板104n进行通信。这两个网络106、112可以使用相同的协议，但是诸如距离的因素或诸如电磁干扰(“EMI”)的环境条件指示出两个网络106、112在拓扑和协议上都有所不同。现场设备102a-n可以是诸如阀、阀定位器、开关、马达之类的任意的执行器，或用于检测诸如温度、压力、液位、流速之类的传感器。每一现场总线板104a-n可被编程为与相应现场设备102a-n进行数据的发送和接收。所发送的数据可以包括设置执行器的指令、当前状态的请求，或者诸如现场设备健壮性状况的请求。从现场设备102接收到的数据可以包括例如对设置请求的确认、对其它请求的响应，或者警报。在有些实施例中，现场总线板104可以使用例如HSE的更高速网络116，来与过程控制器114进行通信。在大多数情况下，一方面由于速度和灵活性，而另一方面由于强度、可编址性和数据完整性，在现场设备102与过程控制器114之间不能使用单一网络和协议。现场总线板104a-n提供本地指令和监控服务、各个数据网络之间的数据转换和协议变换。不过，每一现场总线板都给电源电子设备、协议转换器、存储器和处理器带来开销。图2为本专利技术过程控制系统的简化示意方框图。接口模块200被连接至多个现场设备102a-n。如上所述，多个现场设备102a-n可以包括传感器和执行器。一或多个网络204a-n及其相应协议可被结合而在接口模块200与多个现场设备102a-c之间通信。例如，支持诸如CAN协议的第一网络204a，可以将多个现场设备中的几个设备102a-b与接口模块200相连接，而支持诸如ASI协议的第二网络204n，用于将多个现场设备102n中用102n表示的其它设备连接至接口模块200。接口模块200通过例如HSE的第三网络210与过程控制器114进行通信。能够与多个现场设备102a-n和至少一个过程控制器114进行通信的接口模块200，允许共享公共开销的电子设备，并能减少本地敷设和电源布线，从而可降低维护和升级费用。图3为用于过程控制系统中的远程处理和协议转换的接口模块的简化示意方框图。该接口模块200至少具有一个端口302a，用于与至少一个现场设备102a进行通信。该端口302a可以与另一现场设备102b使用对这两台现场设备为公共的网络308、例如CAN进行通信。另外的现场设备端口例如端口302b，可以用来与更多的现场设备，例如利用诸如ASI的另一网络314与现场设备102n进行通信。端口316则利用诸如HSE的高速或多点网络318，将接口模块200与过程控制器114或网络服务(未示出)相连接。控制器320连接现场设备端口302a-b和端口316。端口302a-b和316中的每一端口均可结合用于实现通信需求的特定协议处理器，例如但不局限于数据缓冲器、误差检测和校正、打包化、电平移动器、编码器和解码器(“编码解码器”)。控制器320包括通信接口322，以将现场设备端口302a-b连接至多个变换器功能块324。所述多个变换器功能块324依次与多个模拟功能块326相连接。总的来看，一个变换器功能块324和相应一个模拟功能块326构成了多个过程功能模块328中的一个。通信接口322控制现场设备端口302a-b与适当的一个变换器功能块324之间的数据传送。变换器功能块324可由HSE标准定义为具有定制功能。例如，对于测量需要变换器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于过程控制系统中的接口模块，该过程控制系统包括支持第一协议的第一网络和支持第二协议的第二网络，且第一网络具有多台现场设备，所述接口模块将第一网络可操作地连接至第二网络，该接口模块包括： 用于连接第一网络的第一端口； 用于连接第二网络的第二端口；和 可操作地连接在第一端口与第二端口之间的控制器，该控制器包括处理器和可操作地连接至所述处理器的存储器， 所述控制器被编程，以： 通过第一端口从所述多台现场设备中的每台设备接收使用第一协议传送的数据； 实现适于执行过程控制功能的多个过程功能模块，所述多个过程功能模块中的每个模块对应于所述多台现场设备中的相应一台设备，所述多个过程功能模块处理来自其相应现场设备的数据，以创建用于第二网络中的处理数据；以及 通过第二端口且使用第二协议将所述处理数据传输到第二网络。
【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：马科斯AV帕卢索，罗伯特J卡斯尼尔，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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