用电流调制的信号安全自动地检测现场设备通信的系统和方法技术方案

电流发生器提供第一电流电平以读取现场设备的配置参数。电流发生器还提供第二电流电平。第一电流电平在电流量上小于第二电流电平。第一电流电平没有使现场设备工作。第二电流电平使现场设备工作。电流传感器在电路中与现场设备连接。电流传感器读取与第一电流电平有关的配置参数。提供了产生读取配置参数的电流的方法。该电流小于使现场设备工作所须的最小幅值。通过使用该电流从现场设备读取配置参数。通过使用该配置参数来配置现场设备。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

System and method for safely and automatically detecting field device communication using current modulated signals

The current generator provides the first current level to read the configuration parameters of the field device. The current generator also provides second current levels. The first current level is less than the second current level on the amount of current. The first current level does not make the field device work. Second current level makes field device work. The current sensor is connected to the field device in the circuit. The current sensor reads the configuration parameters relating to the first current level. A method of generating current for reading configuration parameters is provided. This current is less than the minimum amplitude required for field device operation. The configuration parameters are read from the field device by using the current. Configure the field device by using this configuration parameter.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开技术涉及读取设备并配置设备，更具体地说，涉及通过使用减小的电流读取并配置设备。
技术介绍
像HART(HART通信基金会的注册商标)通信协议的一些协议规范用来支持数字通信。这些数字通信可用来测量各种控制设备的各种过程和参数。这些协议规范中的数字通信通常工作在4-20毫安(mA)的传统范围。通常，这些数字通信向主控制系统提供与现场设备有关的过程及诊断信息。这些数字通信工作在主控制系统监控并控制工业过程期间。这样的协议规范的一个目标是建立一些标准以使“主机”(或者“输入/输出(I/O)主控器”)能与不同厂商开发的现场“设备”(“从控器”)进行通信。这些协议规范的一个子集是按具有“公共功能”划分的。“公共功能”要求主机或设备必须满足协议规范的该子集中的所有标准。这使主机仅需要单个接口层就可以支持来自多个不同厂商的各种现场设备。然而，该协议规范的其他组件是按“设备特有”划分的，并由各设备制造商定义。由于在主机或I/O主控器与现场设备之间传递的至少一些数字数据特定于给定的现场设备类型，因此，在实时工业过程中使用现场设备之前，重要的是知道哪种类型的现场设备连接到主控制系统。换句话说，由于现场设备的设备特有组件的特性，必须在配置载入和执行之前获得并验证关于识别现场设备的相关信息。通常，配置载入和执行可定义为在现场使用的现场设备的初始化和现场设备的实际使用。相关信息可包括用于给定现场设备的唯一标识符、现场设备的厂商名称、安装在现场设备中的固件修订本、现场设备的标记名(即假名)、现场设备的描述以及现场设备可测量或适用的各种范围界限。若没有从现场设备的初始启动得到的上述信息，则难以将设备特有数据结合到实时过程控制策略中。通常，输入设备是电流源类型，并且输出设备是消耗电流类型。传感器是输入设备的实例并且电气阀门是输出设备的实例。使用源电流的“基带信号”至少提供两个功能。它给现场设备加电并且初始配置现场设备，并且基带信号还是其上传送数字信息的载波。对于消耗电流设备，I/O主控器驱动电流从而提供与这些协议有关的“基带”信号。因此，对于输出设备，为了借助于协议规范进行数字通信，主机或I/O主控器提供最小限定电流来运行。常规的协议规范需要用户初始载入控制配置(可能使用错误的初始控制配置)、激活控制策略并且将输出(源)电流驱动到与现场设备进行通信所需的基本值。这工作在4-20mA的传统范围。然后只能采集实际的设备标识和配置数据。然而，可以理解在实施初始实时控制策略时这可能导致重大错误。在其他常规协议规范中使用的备选方法总是提供最小为4mA的电流。然而，该方法是不合适的，因为向没有被初始配置的现场设备供电是不安全的。无论如何，如果问题使现场设备本身无法响应电流，则用户将无法控制输出设备。在常规技术中，为了运行现场设备，在配置后给现场设备施加电流，因为配置后现场设备是可控的。然而，在4mA的电流施加到现场设备上期间，甚至没有进行任何配置就施加电流，因此无法控制该现场设备。然而，在施加4mA电流后如果有任何错误，都将无法控制现场设备。另一个问题是在现有技术方案中能引起安全问题的最小电流无所不在。因此，需要在配置载入之前使用电流调制信号技术安全可靠地创建与现场设备的通信并获取现场设备标识数据。
技术实现思路
提供了电流发生器，其产生读取至少一个现场设备的配置参数的第一电流电平。第一电流电平在电流量上小于第二电流电平。第一电流电平没有使现场设备工作。电流发生器还产生第二电流。第二电流电平使所述现场设备工作。电流传感器在电路中与现场设备连接。电流传感器检测与第一电流电平有关的一个或多个配置参数。附图说明图1是在配置之前现有技术控制系统的简图；图2是处于不活动状态的系统控制器与主控器的现有技术配置的简图；图3是处于活动状态的系统控制器与主控器的现有技术配置的简图；图4是配置过的系统控制器与主控器的现有技术配置的简图。图5是使用“自动检测”选项的设备的配置的简图；图6是能运行用于检测现场设备的配置信息的程序的计算机系统的简图；以及图7是工作在检测/现场设备配置读取模式以及现场设备工作模式的电流发生器的简图。具体实施例方式在本文中使用的“模块”这一术语用以区分实施为独立的组件或者实施为集成组合中的多个模块其中之一的功能性操作。参考图1，图示的是具有不活动的系统控制器110、不活动的I/O主控器120以及一个或多个现场设备125的现有技术未配置的系统100。控制连接115耦合在不活动的系统控制器110与不活动的I/O主控器120之间。控制连接115是断电的，并且不活动的系统控制器110与不活动的I/O主控器120没有被配置。因此没有电流到达现场设备125。而且，没有从一个或多个现场设备125中取回配置信息。不活动的系统控制器110表示能执行用于控制一个或多个现场设备125的控制算法的装置设备、硬件、软件或者软硬件结合。在一个实施例中，不活动的系统控制器110的一个实例是Experion过程知识系统TM(PKS)中的C200模块。Experion PKS是控制、管理以及设法优化过程操作、诊断和领域知识的集成式平台。C200是用于控制例如Experion PKS中的过程操作的设备。现在参考图2，图示的是现有技术初始配置的系统129，该系统129包括具有不活动的控制块131的不活动的系统控制器130、具有不活动的通道块141的不活动的I/O主控器140以及一个或多个现场设备145。控制连接135耦合在不活动的系统控制器130与不活动的I/O主控器140之间。控制连接135在不活动的系统控制器130与不活动的I/O主控器140之间传送信息。不活动的系统控制器130图示为具有一个或多个不活动的控制块131。控制块是实时控制算法/策略、例如用于监控一个或多个现场设备145的“比例-积分-微分”控制算法的逻辑表示。然而，在不活动的系统控制器130中，控制块是不活动的控制块131。因此，尽管创建了控制块，然而还没有使用它们。不活动的控制块131用不是从一个或多个现场设备145中直接读取的初始/原有的配置数据来配置。不活动的I/O主控器140图示为具有一个或多个不活动的通道块141。通道块一般是与一个或多个现场设备145相关数据的逻辑表示。使用通道块允许设备配置结合到控制策略中。然而，在初始配置的系统129中，控制块是不活动的控制块141。因此，没有电流到达一个或多个现场设备145，并且不活动的控制块141用不是从一个或多个现场设备145直接读取得到的初始/原有配置数据来配置。现在参考图3，图示的是现有技术初始配置的系统149，该系统149包括具有活动控制块151的活动系统控制器150、具有活动通道块161的活动I/O主控器160以及一个或多个现场设备165。控制连接155耦合在活动系统控制器150与活动I/O主控器160之间。初始配置已载入活动控制块151。控制连接155作为0％到100％的“输出百分比”(OP)来说明。OP相当于从4mA到20mA的输出电流。当通道块是活动的并且OP为0％时，系统将4mA驱动到电流通路163上，并且当OP为100％时，驱动20mA。活动通道块161还载入了初始/原有配置参数。活动I/O主控器160的活动通道块16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统（５００、６００、７００），包括：电流发生器（４２０），提供读取至少一个现场设备（２５０、３５０、４４０）的配置参数的第一电流电平，其中所述第一电流电平在电流量上小于第二电流电平，并且其中所述第一电流电平不能使所述现场设备（ ２５０、３５０、４４０）工作，其中所述电流发生器（４２０）还提供所述第二电流电平，其中所述第二电流电平使所述现场设备（２５０、３５０、４４０）工作；以及电流传感器（４１０），在电路中与所述现场设备（２５０、３５０、４４０）连接，其中 所述电流传感器（４１０）检测与所述第一电流电平有关的一个或多个所述配置参数。

【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：S塔洛尔，SM因加沃尔，CL马丁，FD鲁吉纽斯，B雷诺，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]