在消息接收期间阻止发送的系统、方法和设备技术方案

一种网络上设备的通信控制器，如果正在接收消息或已经接收消息但尚未确认收到时，其响应来自设备ＣＰＵ的发送请求自动阻止将数据发送到网络上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通信控制器，其用于现场仪表和其他过程控制系 统设备。具体地，本专利技术是用于通信控制器中低等待时间数据包接收 和处理的系统与方法。
技术介绍
在典型的工业车间中，使用分布式控制系统(DCS)控制完成车 间内的众多工业过程。典型的是，车间内有集中控制室，控制室内有 计算机系统，其中包含用户输入输出(I/O)、磁盘I/O和其他众所周 知的计算机外围设备。连接计算机系统的是控制器和过程I/O子系统。过程I/O子系统包括与遍布在车间内的各种现场设备连接的I/O 端口。现场设备包括各种类型的分析装置、硅压力传感器、电容压力 传感器、电阻式温度检测器、热电耦、应变计、限位开关、通断开关、 流量变送器、压力变送器、电容式物位开关、计重器、变换器、阀门 定位器、阀门控制器、执行机构、螺线管和指示灯。术语现场设备 包括这些设备，也包括分布式控制系统中履行功能的其他设备。传统上，模拟现场设备是通过两芯双绞线电流环路连接到控制 室，每个设备通过单独的两芯双绞线与控制室相连。模拟现场设备能 在指定的范围内响应或发送电信号。在典型的配置中，通常是在双绞 线两芯之间有接近20~25伏的电压差，通过环路的电流为4-20毫安。 传送信号到控制室的模拟现场设备，按检测到的工艺参数成比例的调 制通过电流环路的电流。另一方面，在控制室的控制下执行动作的模 拟现场设备，受环路中电流的大小控制，该电流由控制器控制的过程 1/0系统的I/0端口调制。传统的具有有源电子器件的两芯模拟设备， 可以从环路中获得多达40毫瓦的功率。需要更大功率的模拟现场设 备，典型的是用四芯线连接到控制室，其中两条用于给设备传送功率。 如同两芯设备一样，本领域众所周知的这种设备是四芯设备，并且不 受功率限制。相反，传统的离散现场设备发送或响应二进制信号。典型的是，离散现场设备在24伏信号(或者AC或者DC)、 110或240伏AC信 号或5伏DC信号下工作。当然，离散现场设备也可被设计成在特殊 控制环境要求的电气规格下工作。离散输入现场设备是简单的开关， 其或是闭合或是断开与控制室的连接，而离散输出现场设备根据控制 室信号的存在或不存在执行动作。历史上，大多数传统的现场设备或是有单一的输入或是有单一的 输出，其直接与现场设备实现的主要功能有关。例如，传统的模拟电 阻式温度传感器实现的单一功能是，通过调制流过两芯双绞线的电流 传送温度，而传统的模拟阀门定位器实现的单一功能是，根据通过两 芯双绞线电流的大小，在开、关位置之间定位阀门。近来，在电流环路中增加了数字数据的混合系统已经在分布式控 制系统中应用。 一种在控制领域公知的混合系统是可寻址远程变换器 高速链路(HART)，其与贝尔202调制解调器的规范相似。HART系 统通过电流环路中电流大小检测工艺参数(如同在传统的系统中一 样)，但是也在电流环路信号上增加数字载波信号。该载波信号相对缓 慢，可以在每秒约2—3次更新的速率下，提供次要工艺参数的更新。 通常，数字载波信号用于发送次要的诊断信息，不用于实现现场设备 的主要控制功能。载波信号所能提供的信息包括次要工艺参数、诊断 信息(包括传感器诊断信息、设备诊断信息、线路诊断信息和过程诊 断信息)、工作温度、传感器温度、校准信息、设备ID号、结构材料、 配置或编程信息等。因此，单一的混合现场设备可以有多种输入输出 变量，实现多种功能。HART是工业标准的公开系统。然而，它相对缓慢。行业中的其 他公司已经开发出更快的专有数字传输方案，但是，这些方案一般不 会被竞争对手使用，或者说竞争者不能获得。近来，美国设备协会(ISA)定义了更新的控制协议。新的控制协议通常被称之为现场总线。现场总线是多路串行数字双向通信协议， 其意图用于连接现场仪表和其他过程设备，例如分布式控制系统中的 监视和仿真单元。现场总线允许通过在先的过程控制环路方法进行增 强的数字通信，同时保持向与现场总线环路连接的过程设备供电的能 力，并满足固有的安全性要求。基金会现场总线(Foundation Fieldbus )和过程现场总线(Profibus )是两种相当标准化的工业现场总线协议。美国设备协会标准 ISA-S50.02-1992及其1995年发表的草案2扩展定义了现场总线协议 的物理层。现场总线协议定义了 2个子协议。Hl现场总线网络以高达 31.25千比特每秒(Kbps)的速率传输数据，并给与网络连接的现场 设备供电。1992年9月核准的ISA标准部分2中的条款11定义了 Hl 物理层子协议。H2现场总线网络以高达2.5兆比特每秒(Mbps)的速 率传输数据，不向与网络连接的现场设备供电，其配备有冗余传输介 质。现场总线提供了数字地传输大量过程数据的重要能力。因而，开 发能够使得现场总线的通信效率最大化的过程控制设备，是持续不断 的需求。
技术实现思路
一种网络上设备的通信控制器，其可以自动控制数据的发送，从 而使得正在接收消息时，不发生传送。当接收消息时，通信控制器存 储接收消息对象，其中包括标识对象是否已读的属性。如果任意接收 消息对象标识了未读的消息，通信控制器将不执行发送请求。附图说明图1是通过通信介质网段在设备间进行数字通信的过程控制系统 的图。图2表示了用于在图1中过程控制系统的设备间进行通信的消息 格式。图3是过程控制系统中设备的框图。图4是图3中设备的通信控制器的功能框图。具体实施方式过程控制系统概述本专利技术涉及一种通信控制器，其用于过程控制系统中的现场仪表 和其他设备。通信控制器的用途在于实现消息的链路层处理和计时器管理中的大部分，从而释放应用处理器或CPU以完成其他功能。为了详尽描述的目的，将会描述使用基金会现场总线通信协议的系统环境 中的通信控制器，尽管，其通常也可应用于基于包的通信协议。现场总线物理层定义了物理层协议数据单元(PhPDU)形式的通 信协议数据的发送和接收物理装置的电气特性。此外，现场总线物理 层指定了符号编码、消息组帧和错误检测的方法。ISA现场总线标准 定义了三种信号传输速率和两种连接模式。为了描述的目的，本专利技术 将在ISA S50.02标准部分2中的条款11定义的HI物理层环境中进行 描述。该条款包括了低功率选项下的31.25Kbps速率、电压模式和导 线介质。该选项允许与传输介质连接的设备从传输介质中获得其工作 功率。物理层能够满足针对危险环境的固有安全性要求。依照标准中 定义的电压和电流限制，协议可以在低等的双绞线电缆下工作，并支 持多路设备。图1图示了典型的过程控制系统10，其中包括网段12、电源14 和5个设备链路活动调度器(LAS)设备20、链路主站(LM)设 备22以及基本设备24、 26和28。在单一的导线对上，网段12最多 可以支持32个设备。通常，基于环路运行速率、功率和固有的安全性 要求，网段12有4到16个设备。LAS设备20保持对网段12上所有设备间通信的中央调度。LAS 设备20通过向每个设备发送强制数据(CD)数据链路协议数据单元 (DLPDU)，然后调度设备回传循环数据，改善整体通信可靠性。LAS 设备20用作网段12上的数据链路时间(DL-Ume)的本地源。DLPDU 是通过网段12传送的PhPDU消息的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，用于当正在从网络上接收消息时，阻止消息发送到网络上，该系统包括：接收器电路，用于从网络上接收消息；接收消息缓冲器，用于存储接收消息对象，每个接收消息对象含有相关联的或是标识为真或是标识为假的未读状态属性，电 路含有接收未决属性，如果存储在接收消息缓冲器中的任意接收消息对象的未读状态属性被设置为真，那么接收未决属性被设置为真；发送消息缓冲器，用于存储将被发送的数据；发送器，如果接收未决属性被设置为假，那么发送器响应发送请求，发送发 送消息缓冲器中的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-7-30 10/903,3391.一种电路，用于当正在从网络上接收消息时，阻止消息发送到网络上，该系统包括接收器电路，用于从网络上接收消息；接收消息缓冲器，用于存储接收消息对象，每个接收消息对象含有相关联的或是标识为真或是标识为假的未读状态属性，电路含有接收未决属性，如果存储在接收消息缓冲器中的任意接收消息对象的未读状态属性被设置为真，那么接收未决属性被设置为真；发送消息缓冲器，用于存储将被发送的数据；发送器，如果接收未决属性被设置为假，那么发送器响应发送请求，发送发送消息缓冲器中的数据。2. —种控制消息向网络发送的方法，该方法包括 接收来自软件的发送请求； 存储将要发送的数据； 接收来自网络的消息；根据接收的消息，在接收缓沖器存储消息对象；生成与接收消息对象相关联的接收未决属性，在接收消息对象时 自动设置接收未决属性为真，接收未...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩A弗朗查克，罗杰R本森，
申请(专利权)人：费希尔罗斯蒙德系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]