用于与过程控制系统中的设备通信的面向服务的框架技术方案

公开了一种用于与过程控制系统中的设备通信的面向服务的框架。公开的用于与过程控制系统中的设备通信的示例性方法包括：调用用于与所述过程控制系统中的设备通信的服务，所述服务具有独立于用于实现所述过程控制系统的过程控制网络协议的通用接口；将所述服务变换为用于实现所述服务的一个或多个网络操作，所述网络操作对于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议是特定的；以及根据所述一个或多个网络操作，使用对于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议特定的网络接口以与所述设备通信。

【技术实现步骤摘要】
用于与过程控制系统中的设备通信的面向服务的框架
本专利技术通常涉及过程控制系统，更具体地说，涉及一种用于与过程控制系统中的设备通信的面向服务的框架。
技术介绍
比如化学、石油或其它工艺中所使用的过程控制系统典型地包括一个或多个过程控制器，其经由模拟、数字或组合模拟/数字总线通信地耦接到至少一个客户端或操作者工作站以及耦接到一个或多个现场设备。可以是例如阀、阀定位器、开关和发射机(例如温度、压力和流速率传感器)的现场设备在例如打开或关闭阀以及测量过程控制参数的过程内执行过程控制功能。控制器接收指示由现场设备所进行的过程测量的信号，处理该信息以实现控制例程，并且生成通过总线或其它通信线路发送到现场设备以控制过程的操作的控制信号。以此方式，控制器经由通信地耦接现场设备的总线和/或其它通信链路来使用现场设备执行并且协调控制策略或例程。可以使得来自现场设备和控制器的信息作为客户端/操作者工作站(例如基于处理器的系统)执行的运行时间数据对于一个或多个应用可用，以使得操作者能够关于过程执行期望的功能。这些功能中的一些可以包括：(例如，经由图形用户接口)浏览过程的当前状态，估计过程，(例如经由可视对象图)修改过程的操作等。很多过程控制系统还包括一个或多个其它客户端工作站，也称为应用站。典型地，使用经由局域网(LAN)通信地耦接到过程控制系统内的控制器、操作者工作站以及其它系统的个人计算机、工作站等实现应用站。每一应用站可以在过程控制系统内执行运行活动管理功能、维护管理功能、虚拟控制功能、诊断功能、实时监控功能、与安全有关的功能、配置功能等的一个或多个策略、例程或应用。专利
技术实现思路
在此描述的示例性方法、装置和产品物通常涉及过程控制系统，更具体地说，涉及一种用于与过程控制系统中的设备通信的面向服务的框架。在此公开的示例中，用于与过程控制系统中的设备通信的方法包括：调用用于与所述过程控制系统中的设备通信的服务，所述服务提供独立于用于实现所述过程控制系统的过程控制网络协议的通用接口。所述示例性方法还包括：将所述服务变换为用于实现所述服务的一个或多个网络操作，所述网络操作对于用于实现所述过程控制系统的过程控制网络协议是特定的。此外，所述示例性方法包括：根据所述一个或多个网络操作使用对于用于实现用于所述设备通信的过程控制系统的所述过程控制网络协议特定的网络接口。在此公开的另一示例中，产品的有形物存储机器可读指令，其当执行时使得机器至少调用用于与过程控制系统中的设备通信的服务，所述服务提供独立于用于实现所述过程控制系统的过程控制网络协议的通用接口。所述机器可读指令当执行时还使得所述机器至少将所述服务变换为用于实现所述服务的一个或多个网络操作，所述网络操作对于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议是特定的。所述机器可读指令当执行时还使得机器至少根据所述一个或多个网络操作使用对于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议特定的网络接口以与所述设备通信。在此公开的又一示例中，一种用于与过程控制系统中的现场设备通信的装置包括：处理器，用于实现用于与使用多个不同过程控制网络协议实现的多个过程控制系统中的多个现场设备通信的面向服务的框架。在一些示例中，所述面向服务的框架包括：服务层，实现用于与所述多个现场设备通信的多个服务，每一服务提供独立于用于实现所述多个过程控制系统的任何所述多个过程控制网络协议的各个通用接口。在一些示例中，所述面向服务的框架还包括：多个变换层，每一各个变换层用于将所述多个服务中的每一服务变换为用于实现所述各个服务的网络操作的各个序列，所述网络操作的各个序列对于与所述各个变换层关联的特别的过程控制网络协议是特定的。在一些示例中，所述面向服务的框架还包括：多个网络层，分别与所述多个变换层关联，用于提供对于用于实现所述多个过程控制系统的所述多个过程控制网络协议中的每一个特定的多个网络接口。所述示例性装置还包括：用于通信地耦接客户端设备所实现的应用与所述处理器所实现的所述服务层的接口。附图说明图1是示出包括用于实现用于与过程控制系统中的设备通信的面向服务的框架的现场设备集成服务器的示例性过程控制环境的框图。图2是可由图1的现场设备集成服务器实现的示例性面向服务的框架的框图。图3示出可由图2的面向服务的框架提供的示例性服务。图4是可以用于实现图1的过程控制环境的示例性现场设备集成服务器的框图。图5是可以用于实现图1的过程控制环境的示例性客户端设备的框图。图6是表示用于实现图1的过程控制环境中的示例性面向服务的框架的示例性过程的流程图。图7是表示用于实现图6的面向服务的框架过程中的服务层处理的示例性过程的流程图。图8是表示用于实现图6的面向服务的框架过程中的变换层处理的示例性过程的流程图。图9是表示用于实现图6的面向服务的框架过程中的网络层处理的示例性过程的流程图。图10是表示图2的面向服务的框架的示例性操作的流程图。图11是可以执行用于实现图6-图10的过程中的一些或所有以在图1的过程控制环境中实现图2的面向服务的框架的示例性机器可读指令的示例性处理系统的框图。具体实施方式虽然以下描述示例性方法、装置和在其它组件当中包括硬件上执行的软件和/或固件的产品物，但应注意，这些示例仅仅是说明性的，不应看做限制。例如，预期在硬件中独占地、在软件中独占地、或在硬件和软件的任何组合中可以实施任何或所有硬件、软件和固件组件。因此，虽然以下描述示例性方法、装置和产品物，但本领域技术人员应容易理解，提供的示例不仅仅是用于实现这些方法、装置和产品物的方式。例如，虽然结合实现用于与过程控制系统中的设备通信的面向服务的框架描述示例性方法、装置和产品物，但示例性方法、装置和产品物更普通地可应用，并且可以被实现以用于任何自动化系统、批处理系统、制造系统、工业控制系统、安全仪表系统等。很多不同类型的过程控制网络协议可以用于实现过程控制系统。这些过程控制网络协议的示例包括，但不限于，FoundationFieldbus协议、Profibus协议、HART协议等。如上所述，过程控制系统可以采用在一个或多个客户端工作站上执行的一个或多个客户端应用，以处理信息并且与过程控制系统中的现场设备交互。然而，在先前的过程控制系统中，这些客户端应用典型地针对用于实现特定过程控制系统的特定过程控制网络协议。因此，当在过程控制系统中采用不同(例如新的)过程控制网络协议时，可能需要修改并且甚至重写先前过程控制系统中所使用的客户端应用，并且这些现有客户端应用可能不能移植到采用不同过程控制网络协议的不同过程控制系统上。反之，在此描述的示例性方法、装置和产品物实现用于与过程控制系统中的设备通信的面向服务的框架，其使得客户端应用(例如过程控制应用)能够独立于用于实现其中采用客户端应用的一个或多个过程控制系统的任何特定的一个或多个过程控制网络协议。在一些示例中，在现场设备集成(fielddeviceintegration，FDI)标准的情况下实现面向服务的框架。在此描述的示例性面向服务的框架包括与服务层、一个或多个变换层、以及分别与所述一个或多个变换层关联的一个或多个网络层。在该示例中，服务层实现用于与一个或多个过程控制系统中的一个或多个现场设备通信的一个或多个过程控制服务本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.09.23 US 12/889,0641.一种用于与过程控制系统中的设备通信的方法，所述方法包括：调用用于与所述过程控制系统中的所述设备通信的服务，所述服务具有独立于用于实现所述过程控制系统的过程控制网络协议的通用接口；通过读取所述设备的设备描述文件以准备网络操作的序列来将所述服务变换为用于实现所述服务的所述网络操作的序列，所述网络操作的序列对于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议是特定的；保持所述网络操作的序列的执行状态，以跟踪已经执行了所述网络操作的序列中的哪个以实现所述服务，用于同时执行的不同服务的网络操作的不同序列的状态信息存储在隔离的存储中；以及根据所述网络操作的序列，使用对于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议特定的网络接口以与所述设备通信。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务由提供多个服务的服务层暴露为服务订约，所述多个服务中的每一个独立于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议，并且所述多个服务中的每一个支持与使用多个不同过程控制网络协议实现的多个不同过程控制系统中的设备的通信。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调用所述服务包括：使用定义基于消息的服务接口的多个消息中的一个或多个来调用所述服务，所述多个消息包括多个服务消息类型和多个服务数据类型，所述多个服务消息类型和所述多个服务数据类型独立于任何过程控制网络协议。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以电子设备描述语言或普通文件格式中的至少一个来存储所述设备描述。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络特定接口包括网络应用编程接口，其包括多个网络消息类型、多个网络数据类型或对于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议特定的对象字典中的至少一个。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：从所述设备接收响应，所述响应具有对于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议特定的第一格式，将所述响应从所述第一格式变换为独立于用于实现所述过程控制系统的所述过程控制网络协议的第二格式；以及调用适配器以将所述响应从所述第二格式变换为对于将要接收所述响应的应用特定的第三格式。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在调用所述服务之前认证应用。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：基于当调用所述服务时执行的用户认证来限制与所述设备的通信。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务与以下中的至少一个对应：第一服务，用于将消息发送到设备并且从所述设备接收对应的响应；第二服务，用于订购由所述设备所返回的公开的数据；第三服务，用于接收由所述设备所返回的事件；第四服务，用于获得描述所述过程控制系统和包括所述设备的、实现所述过程控制系统的多个设备的信息；以及第五服务，用于将控制参数值写入所述设备。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用异步发送的一个或多个消息来调用所述服务，并且所述网络接口实现同步轮询以从所述设备获得数据。11.一种用于与过程控制系统中的设备通信的装置，包括存储器和耦合到所述存储器的处理器，所述存储器包含指令，所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器进行以下操作：调用用于与所述过程控制系统中的所述设备通信的服务，所述服务具有独立于用于实现所述过程控制系统的过程控制网络协议的通用接口；通过读取所述设备的设备描述文件以准备网络操作的序列来将所述服务变换为用于实现所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·尼克松，
申请(专利权)人：费希尔罗斯蒙特系统公司，
类型：发明
国别省市：