用于将无线设备与分布式控制系统相集成的方法和系统技术方案

一种方法包括分别确定从多个叶节点（１２２、１２４、１２６、１２８、１３０）中的叶节点到多个网关节点（１０６、１０８、１１０、１１２、１１４）中的第一和第二网关节点的第一和第二通信路径。所述第一和第二通信路径可以分别包括多个中间节点（１１６、１１８、１２０）中的第一和第二中间节点。从所述叶节点分别经由所述第一和第二通信路径将无线消息发送给所述第一和第二网关节点。从所述第一和第二网关节点中的至少一个向过程控制系统（１０２、１０４）的组件传送无线消息中的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
【0001】本公开内容大体上涉及分布式控制系统，更具体地涉及用于将无线设备与分布式控制系统相集成的方法和系统。
技术介绍
【0002】加工厂(process plant)是复杂的、多层面的实体，是物理要素的结构化组织，是针对经济准则以及通常是产业特定的其他准则而运营的。加工厂有许多能够影响其运营且也能够受其运营所影响的不同的股东(stakeholder)。现今，许多加工厂运营的关键是过程控制系统，过程控制系统确保适当的参数被测量和被采取动作、工厂人员被保持告知、异常情况被识别和被解决，以及经营过程被集成。自动控制系统被在不同应用中使用，所述不同应用诸如精炼和石化厂、石油和天燃气供应链、纸浆和纸制造、发电、化工生产、食品生产、废水处理、分立的产品制造、电缆敷设船、隧道通风控制和采矿作业。【0003】在许多过程控制应用中，从诸如传感器、致动器(actuator)和用户接口之类的节点到过程控制系统的工作线路的费用限制了初始部署的这种节点的数量和位置。布线装设的费用和困难也可能会限制附加节点在已经运营的工厂中的部署。无线通信技术-例如蓝牙、802.11、RFID和其他的近来开发预示了对这样的布线费用的解决方案，但是却并非没有把新的难题引入到过程控制系统的可靠性和安全性上来。【0004】加工厂的周围环境可能会干扰或者妨碍在传感器、致动器或者用户接口位置和过程控制系统之间的无线通信，使得连接无线节点很困难。个别消息可能会被丢失，或者物理工厂或者电气环境的变化可能会妨碍先前可能进行通信之处的通信，导致了不可靠的通信。安全性也是无线通信的问题。外部各方可能会截取、改变或者干扰无线通信，或者使用无线通信设备来获得对过程控制系统的资源和信息的访问。
技术实现思路
【0005】本公开内容提供了用于将无线设备与分布式控制系统相集-->成的方法和系统。【0006】在第一实施例中，一种方法包括确定从多个叶节点中的叶节点到多个网关节点中的第一网关节点的第一通信路径。该方法还包括确定从所述叶节点到所述多个网关节点中的第二网关节点的第二通信路径。该方法进一步包括分别经由第一和第二通信路径从叶节点向第一和第二网关节点发送无线消息。该无线消息包括消息信息。该方法包括将消息信息从第一和第二网关节点中的一者或者两者传给过程控制系统组件。【0007】在特定实施例中，第一通信路径经由多个中间节点中的第一中间节点被确定，且第二通信路径经由所述多个中间节点中的第二中间节点被确定。所述无线消息分别经由第一和第二中间节点而被发送给第一和第二网关节点。【0008】在第二实施例中，一种系统包括多个网关节点和多个叶节点。网关节点能够与过程控制系统通信并且能够与叶节点无线地通信。叶节点能够与网关节点无线地通信。多个叶节点中的叶节点和多个网关节点中的第一网关节点能够交换无线消息以确定从叶节点到第一网关节点的第一通信路径。叶节点和所述多个网关节点中的第二网关节点也能够交换无线消息以确定从叶节点到第二网关节点的第二通信路径。叶节点还能够分别经由第一和第二通信路径向第一和第二网关节点发送无线消息。所述无线消息包括消息信息。第一和第二网关节点中的一个或者两者也能够将消息信息传给过程控制系统组件。【0009】在特定实施例中，所述系统也包括多个中间节点。中间节点能够与网关节点和叶节点无线地通信。所述多个中间节点中的第一中间节点还能够与叶节点和第一网关节点交换无线消息以经由第一中间节点确定从叶节点到第一网关节点的第一通信路径。所述多个中间节点中的第二中间节点进一步能够与叶节点和第二网关节点交换无线消息以经由第二中间节点确定从叶节点到第二网关节点的第二通信路径。叶节点还能够分别经由第一和第二中间节点向第一和第二网关节点发送无线消息。【0010】在第三实施例中，一种系统包括过程数据消费者(dataconsumer)、密钥服务器、多个网关节点、多个中间节点和多个叶节点。网关节点能够与过程数据消费者通信且能够与中间节点和叶节点无线-->地通信。中间节点能够与网关节点和叶节点无线地通信。叶节点能够与中间节点和网关节点无线地通信。过程数据消费者能够向多个网关节点中的第一和第二网关节点发送预订消息。该预订消息识别多个叶节点中的叶节点、请求由所识别的叶节点提供的信息并且请求以第一速率发布该信息。【0011】叶节点能够加载由密钥服务器创建的安全密钥。叶节点还能够以第二速率使用安全密钥对当前叶节点信息重复地加密，并分别经由多个中间节点中的第一和第二中间节点将无线消息发送给第一和第二网关节点。该无线消息包括加密的叶节点信息。第一和第二网关节点能够以第二速率接收由叶节点发送的无线消息、使用密钥服务器对加密的叶节点信息解密并且以第一速率将该加密的叶节点信息发送给过程数据消费者。【0012】对于本领域技术人员来说，通过下面的附图、描述和权利要求，其他技术特征会是很明显的。附图说明【0013】为了对本公开内容有更完全的理解，现在结合附图参照下面的描述，其中：【0014】图1图示了依据本公开内容的一个实施例的用于分布式过程控制系统的示例性系统；【0015】图2图示了在图1的示例性系统的一部分中的示例性信息流；【0016】图3图示了在图1的示例性系统的一部分中的被中断的无线通信；【0017】图4图示了依据本公开内容的一个实施例的用于鉴别无线设备的示例性方法；【0018】图5图示了依据本公开内容的一个实施例的用于从叶节点向传过程控制系统组件传送信息的示例性方法；【0019】图6图示了依据本公开内容的一个实施例的用于把由叶节点提供的非周期性的信息高速缓存至过程数据消费者的示例性方法；【0020】图7图示了依据本公开内容的一个实施例的用于把由叶节点以第一速率发布的信息以第二速率提供给过程数据消费者的示例性-->方法。具体实施方式【0021】图1图示了依据本公开内容的一个实施例的用于过程控制的示例性系统100。图1所示的系统100的实施例仅是为了举例说明。在不偏离本公开内容的范围的情况下可以使用系统100的其他实施例。【0022】在该例子中，系统100包括经由网络132进行通信的过程控制系统组件102和104。网络132可以是以太网、容错以太网或者其他合适的网络。系统100还包括网关节点106-114，它们经由网络132彼此通信并且与过程控制系统组件102和104通信。网关节点也可以彼此无线地通信。在图1中，无线通信路径由虚线表示。中间节点116-120，也被称作i节点，能够与网关节点无线地通信并且能够彼此无线地通信。叶节点122-130能够与网关节点和中间节点无线地通信。系统100还包括密钥服务器134，密钥服务器134参与对网关节点106-114、中间节点116-120和叶节点122-130的鉴别，以及参与在叶节点122-130与过程控制系统组件102和104之间的安全通信，将在后面描述。【0023】过程控制系统组件102和104可以是过程控制器，过程控制器既向叶节点122-130发送信息又从叶节点122-130接收信息。过程控制系统组件102和104还可以是过程数据消费者，例如，仅消费(consume)由叶节点122-130发送的过程数据的组件。这样的组件特别包括人-机接口和工厂历史库(histori本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　分别确定从多个叶节点（１２２、１２４、１２６、１２８、１３０）中的叶节点至多个网关节点（１０６、１０８、１１０、１１２、１１４）中的第一和第二网关节点的第一和第二通信路径；　分别经由第一和第二通信路径从叶节点向第一和第二网关节点发送无线消息，其中所述无线消息包括消息信息；和　从第一和第二网关节点中的至少一个向过程控制系统组件传送消息信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-30 11/323,4881.一种方法，包括：分别确定从多个叶节点(122、124、126、128、130)中的叶节点至多个网关节点(106、108、110、112、114)中的第一和第二网关节点的第一和第二通信路径；分别经由第一和第二通信路径从叶节点向第一和第二网关节点发送无线消息，其中所述无线消息包括消息信息；和从第一和第二网关节点中的至少一个向过程控制系统组件传送消息信息。2.如权利要求1所述的方法，其中：确定第一和第二通信路径的步骤经由多个中间节点(116、118、120)中的第一中间节点确定第一通信路径和经由多个中间节点(116、118、120)中的第二中间节点确定第二通信路径；和从叶节点向第一和第二网关节点发送无线消息的步骤进一步包括分别经由第一和第二中间节点发送无线消息。3.如权利要求2所述的方法，其中，作为对在从叶节点向第二网关节点发送无线消息中出现的错误的响应，所述方法进一步包括：经由多个中间节点(116、118、120)中的第三中间节点确定从叶节点至第二网关节点的第三通信路径；和从叶节点向第二网关节点发送无线消息的步骤进一步包括经由第三中间节点发送无线消息。4.如权利要求2所述的方法，进一步包括：将第一和第二网关安全密钥分别加载到第一和第二网关节点中；把来自第一和第二网关节点的第一和第二网关鉴别信息分别传送给密钥服务器(134)，其中第一和第二网关鉴别信息是分别使用第一和第二网关安全密钥来制备的；通过分别使用第一和第二网关鉴别信息在密钥服务器(134)中鉴别第一和第二网关节点；将第一和第二中间节点安全密钥分别加载到第一和第二中间节点中；把来自第一和第二中间节点的第一和第二中间节点鉴别信息分别传送给密钥服务器(134)，其中第一和第二中间节点鉴别信息是分别使用第一和第二中间节点安全密钥来制备的；通过分别使用第一和第二中间节点鉴别信息在密钥服务器(134)中鉴别第一和第二中间节点；将叶节点安全密钥加载到叶节点中；将无线叶节点鉴别消息从叶节点发送给第一网关节点，其中所述无线叶节点鉴别消息包括叶节点鉴别信息；从第一网关节点向密钥服务器(134)传送叶节点鉴别信息；通过使用叶节点鉴别信息在密钥服务器中鉴别叶节点；和在将无线消息发送给第一和第二网关节点之前通过使用叶节点安全密钥对叶节点中的消息信息进行加密，其中向过程控制系统传送消息信息的步骤进一步包括在密钥服务器(134)中对消息信息进行解密。5.如权利要求1所述的方法，其中第一网关节点包括高速缓存器，所述方法进一步包括：在第一网关节点中接收来自过程数据消费者(102、104)的、对消息信息的请求；如果消息信息没有被存储在第一网关的高速缓存器中，则：向叶节点发送请求消息信息的无线消息；响应于来自网关节点的请求而接收来自叶节点的无线消息；和把来自所接收的消息的消息信息存储在高速缓存器中；如果消息信息被存储在第一网关的高速缓存器中，则从高速缓存器检索消息信息；和响应于来自过程数据消费者(102、104)的请求，将消息信息传给过程数据消费者(102、104)。6.一种系统，包括：多个网关节点(106、108、110、112、114)，能够与过程控制系统组件(102、104)通信且能够与叶节点无线地通信；和多个叶节点(122、124、126、128、130)，能够与网关节点无线地通信；其中：所述多个叶节点(122、124、126、128、130)中的叶节点和所述多个网关节点(106、108、110、112、114)中的第一网关节点进一步能够交换无线消息，以确定从叶节点到第一网关节点的第一通信路径；叶节点和所述多个网关节点(106、108、110、112、114)中的第二网关节点进一步能够交换无线消息，以确定从叶节点到第二网关节点的第二通信路径；叶节点进一步能够分别经由第...

【专利技术属性】
技术研发人员：PF麦克洛林，RN施米德特，T萨马德，A彻尔诺古佐夫，
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]