专利名称：使用无线通信进行自动接收、检查、库存管理和报告的制作方法
技术领域：
本专利申请涉及管理过程工厂环境中的过程控制设备的库存。更具体地，本专利申请涉及一种系统和方法，其用于在过程工厂中接收过程控制设备或其它装置、无线地检查收到的过程控制设备或其它装置、调和接收到的设备或其它装置与限定收到的设备或其它装置的装置规格之间的差异、以及在其他方面管理过程控制设备和其它与过程相关的装置的库存。
背景技术：
过程控制系统，例如用于化学、石油或者其他过程的过程控制系统，通常包括一个或者多个集中的过程控制器，其通过模拟、数字或者结合的模拟/数字总线可通信地耦接到至少一个主机或者操作员工作站和一个或者多个现场设备。所述现场设备，其可以是，例如，阀、阀定位器、开关和变送器(例如，温度、压力和流速传感器)，在过程中执行功能例如打开或者关闭阀、测量过程参数。所述过程控制器接收指示由所述现场设备完成的过程测量和/或其他关于所述现场设备的信息的信号，使用该信息实现控制例程，并随后产生控制信号，该控制信号被通过总线发送到现场设备，从而控制过程的操作。来自现场设备和控制器的信息通常对一个或多个由操作员工作站执行的应用是可用的，从而使得操作员能够施行任意所需的关于过程的功能，例如查看过程的当前状态、修正过程控制的运行等。在过去，惯常的现场设备被用于经由模拟总线或是模拟线来发送模拟(例如4-20 毫安的)信号到过程控制器或是从过程控制器接收模拟(例如4-20毫安的)信号。该些 4至20毫安的信号本身是受限的，因为它们指示由设备完成的测量或是指示控制设备的运行所需的由控制器产生的控制信号。但是，在过去十年左右，包括微处理器和存储器的智能现场设备在过程控制工业中变得普遍起来。除了运行过程中的主要功能之外，智能现场设备存储关于设备的数据，通过数字格式或数字和模拟结合的格式与控制器和/或其它设备通信，并实施诸如自校准、识别、诊断等的辅助任务。多种标准的和开放的智能设备通信协议，诸如 HART. RTM.、PR0FIBUS. RTM.、TORLDFIP. RTM. ,Device-Net. RTM.和 CAN 协议，已经发展成使由不同制造商制造出的智能现场设备能在相同的过程控制网络中一起使用。最近， 智能现场设备已经装备了无线收发器，以允许该智能现场设备与在过程工厂环境中的各种操作者工作站上执行的应用和过程控制器无线通信。各种无线通信协议，诸如HART无线通信协议，被用于能够无线通信的过程控制设备或其它过程控制设备与过程控制器、操作者工作站等等之间的无线通信。一旦安装，过程控制设备易遭受操作性损耗，随着时间流逝，可能会发生故障。为了最小化因不可预知的设备故障而引发的过程停工，希望能维持备用过程控制现场设备的库存，以在发生故障时，备用部件立即可用。管理这种库存可能存在许多挑战。每个现场设备必须单独识别，且必须符合某些规格，以确保其能够执行所要的特定的过程控制功能。即使是中等规模的过程工厂的装置部门也可能包括3000至6000个现场设备。保持对这种环境下的所有现场设备的追踪、监测备用部件的库存、定制替换现场设备、以及接收和检查收到的现场设备可能是巨大的任务。特别繁琐的是检查收到的现场设备和其它装置以确保收到的设备符合特定要求的任务。在过去，这需要在收到时将各个单独的过程控制现场设备拆包，并物理地检查该现场设备，以确保与特定要求相符。这可能非常费时，并且如果检查该收到的现场设备的工作人员恰巧漏掉了实际接收到的设备与指定设备间的差异，则可能容易出现错误。智能过程控制现场设备的出现一定程度地缓解了这个问题。智能过程控制现场设备可以搭载有存储在智能过程控制现场设备的内部存储器中的规格数据。存储在设备中的规格数据描述该设备以及如何配置该设备。存储在设备存储器中的规格数据可包括例如设备标签和各种操作参数值，其中，所述设备标签标识该设备，所述操作参数值描述在供应商处装送时与该设备相关的运行范围、容量、尺寸、构造材料、和传感器的类型。实际上，存储在该设备存储器中的数据可包括定购该设备所使用的所有规格。当在过程工厂接收所述智能过程控制现场设备时，接收人员可将设备连接到检查装置上，所述检查装置适于从收到的设备的内部存储器中读取设备数据。与检查装置相关的库存控制应用可访问数据库，所述数据库存储在整个过程工厂环境中使用的现场设备的规格数据。库存控制应用可接着比较从所述设备存储器中读取的设备数据与存储在数据库中的用于设备的规格数据，以确保收到的智能过程控制现场设备根据设备规格配置和装运。尽管这种半自动化步骤比起单纯通过工厂接收人员手动检查具有优势，但它仍然需要至少部分地将设备拆包并单独地将设备连接至测试装置上。这可能不方便且耗时，尤其在定期收到成百上千个过程控制现场设备时。在维护过程控制现场设备的最新库存上的另一困难在于追踪单独的过程控制现场设备的规格改变。各种过程控制现场设备的规格可能随着时间改变，以提高过程性能或由于其它原因。这种改变可能是设计改变的结果，或是引入比起原始的指定设备在性能上提高或成本降低的新设备的结果。这种改变必须反映到为规格已经改变的替换过程控制现场设备发出的购买订单上。复杂的事情还在于可能在替换过程控制设备的订单发出后规格发生改变，或是甚至在过程工厂已经收到替换设备并放在库存中后规格发生改变。在这种情况下，不希望用根据过时的规格配置的备用设备替换现有的过程控制设备。在维护替换过程控制现场设备的库存上的最终挑战是一种简单结算。保持对过程工厂中的所有过程控制现场设备的追踪，包括库存中保存的备用现场设备以及已安装的现场设备，可能是复杂的并且耗时的。但是，监测库存是必要的，为了确保可得到适当的替换部分，从而如果现场设备发生故障或者现场设备即将到达预期运行寿命，则尽可能以对受控过程较小的干预来替换发生故障的或是老化的现场设备。
发明内容
本专利申请涉及用于管理过程工厂环境中的过程控制设备的库存的系统和方法。 根据一实施例，库存控制系统包括计算机工作站；数据库，其存储一个或者多个过程控制设备的装置规格数据，用以控制在过程工厂环境中实施的过程；无线网关，其适于与位于所述过程工厂环境中的能够无线通信的过程控制设备无线通信；以及通信总线，其与所述无线网关、所述计算机工作站、和所述数据库互连。库存控制应用由所述计算机工作站执行。 所述库存控制应用适于经由所述无线网关询问收到的过程控制设备，以从收到的过程控制设备接收设备数据。收到的设备数据标识并描述所收到的过程控制设备。所述库存控制应用还适于访问数据库，以提取所收到的过程控制设备的装置规格数据，并将所收到的设备数据与所提取的装置规格数据进行比较。通过将所收到的设备数据与对应的装置规格数据进行比较，所述库存控制应用可确保所收到的过程控制设备符合所述装置规格数据。另一实施例提供一种检查能够无线通信的过程控制设备的方法。根据该实施例， 所述方法包括接收能够无线通信的过程控制设备，该过程控制设备在其中存储有设备数据。存储在能够无线通信的过程控制设备中的设备数据标识所述设备并描述所述设备的一个或者多个特性。所述方法还包括从所述能够无线通信的过程控制设备无线地接收所述设备数据。一旦标识接收到的能够无线通信的过程控制设备的设备数据被收到，则所述方法要求访问数据库，以提取与所接收到的能够无线通信的过程控制设备相对应的规格数据。 所述方法接着要求将所述规格数据与所述设备数据进行比较，并且在所述设备数据不符合所述规格时执行调和程序。在又一实施例中，计算机可执行指令存储在一计算机可读介质中。当由计算机处理器执行时，指令提供一种用在过程工厂环境中的库存控制系统。所述库存控制系统适于执行如下步骤接收来自收到的过程控制设备的无线通信，所述无线通信标识所述过程控制设备以及所述过程控制设备的一个或者多个操作参数或物理特性；从数据库中提取用于所述过程控制设备的规格数据；以及将所述过程控制设备的一个或者多个操作参数或物理特性与所述规格数据进行比较。所述库存控制系统还适于执行在所述过程控制设备的所述一个或者多个操作参数或物理特性符合所述规格数据时将所述过程控制设备添加到过程控制设备的库存，或是在所述过程控制设备的所述一个或者多个操作参数或物理特性不符合所述规格数据时使所述过程控制设备与所述规格数据一致。通过阅读下面的详细说明并结合附图，其它方面和优点对本领域普通技术人员而言是显而易见的。尽管构成和方法易受各种形式的实施例的影响，但是下文中的描述包括特定的实施例，应当理解为，本公开是例示性的，而非意图将本发明局限于此处描述的特定的实施例。
图1是具有分布式控制网络的过程工厂的示例性框图，所述分布式控制网络包括一个或者多个操作者工作站、控制器、现场设备和支持设备；图2是示出受控过程的一部分的配置的典型配置图的一部分；图3是装置规格表单的示例；图4是示出过程工厂环境的示例布局的框图；图5是说明管理过程工厂环境中的能够无线通信的过程控制现场设备或其它设备的库存的方法的流程图。
具体实施例方式本专利申请涉及一种用于管理各种过程控制现场设备和其它与控制过程工厂的运行相关联的设备的库存的系统和方法。具体地，提供了方法和系统，其用于接收能够无线通信的现场设备或是其它能够无线通信的过程控制设备、检查所接收的能够无线通信的现场设备或是其它能够无线通信的过程控制设备以确保所接收的能够无线通信的现场设备或是其它能够无线通信的过程控制设备的各种操作参数和物理特性符合待安装到的过程控制系统的需求、调和所接收的能够无线通信的现场设备或是其它能够无线通信的过程控制设备的操作参数和物理特性与所接收的能够无线通信的现场设备或是其它能够无线通信的过程控制设备的指定的参数和操作特性之间的任何差异、和在所接收的能够无线通信的现场设备或是其它能够无线通信的过程控制设备的整个运行生命周期中追踪所接收的能够无线通信的现场设备或是其它能够无线通信的过程控制设备的状态。(在本文的剩余部分，该能够无线通信的现场设备或是其它能够无线通信的过程控制设备被合称为“能够无线通信的现场设备”，不管特定的设备或是设备的一部分是否通常被本领域技术人员认为是“现场设备”。)图1示出通常的分布式过程控制系统10的一部分，所述分布式过程控制系统10 可被实施以控制过程工厂环境中的过程。分布式过程控制系统10包括一个或者多个过程控制器18和20。通常地，各控制器18、20包括过程处理器模块22、50和一个或多个输入/ 输出(I/O)设备对、26、52、56。I/O设备与一个或者多个现场设备观-40、58_72通信。现场设备观-40、58-72可是诸如，例如传感器、阀、变送器、定位器等等任何类型的现场设备。 现场设备观-40、58-72可遵从任何其它所需的开放、独占、或是其它通信或程序协议。在过程工厂10中，现场设备观-32、58-64可是常规的(即非智能的)现场设备，该现场设备通过4-20毫安的模拟信号与I/O设备直接通信。替代地，或是除了常规的现场设备观-32、 58-64之外，现场设备34-40、66-72可包括诸如，例如FOUNDATION 现场总线的现场设备，该现场设备具有允许它们运行各种本地控制功能和使用例如Hart、现场总线或是其它通信协议通过数字通信总线42、74与I/O设备沈、56通信的本地的处理器和存储器。过程控制系统10可进一步包括一个或是多个工作站12、14和数据库15。数据库 15可包括存储过程控制系统的配置数据的配置数据库，该配置数据库包括安装在过程工厂中的用于控制受控过程的各种现场设备和与所述各种现场设备相关的各种操作参数和物理特性的记录。工作站12、14可通过通信线或总线16被耦接于过程控制器18、20和数据库15。可使用诸如，例如以太网协议的任何所需的硬连线或无线通信协议来实现通信线或总线16。工作站12、14可执行各种与过程相关的应用，并提供一个或者多个可供包括配置工程师、过程控制操作者、维护人员等等的各种工厂人员访问的用户界面。如下所述，一个或者多个工作站12、14可执行用于接收和追踪从提供者处接收得到的现场设备的状态的库存控制应用。根据一实施例，库存控制系统可适于以电方式询问所接收的现场设备，以获取有关该设备的数据和它们如何配置的数据，从而确保它们符合存储在配置数据库15中的指定标准。过程控制系统10也可包括一个或者多个无线网关80和多个能够无线通信的现场设备82-88。无线网关80和无线现场设备82-88可包括在过程工厂内实施的自管理无线现场网络中的单独节点。基于这种网络，现场设备可装备适于使用HART无线协议进行通信的无线收发器。例如，每个装备有收发器的现场设备起到自配置网络中的通信节点的作用。 与各种现场设备82-88相关的收发器允许现场设备无线发送和接收数据。系统是自管理网络，因为除了发送和接收它们自身的信息之外，网络中的单独节点起到中继器的作用，其接收并再发送从网络中的其它节点接收的通信。因此，在自管理网络中的第一节点可向网关80发送无线通信。但是，网关80可位于第一网络节点的收发器的发送范围之外。位于第一节点与网关80之间的某个地方的自管理网络中的第二节点可接收来自第一节点的无线通信，并将该无线通信再广播到第二节点的发送范围内的所有网络节点。如果网关80在该第二节点的发送范围内，则它将从第二节点处接收再广播无线通信，源自第一节点的无线通信也将到达它的目的地。否则，从第二节点再广播的无线通信可能被第三节点、第四节点等等接收并再广播，直至它到达它的目的地。但是，在重复无线通信之前，作为中继器的节点可以校验以确保它们先前没有发送过相同的信息。这确保了节点不重复它们已经通过网络转发过的信息，并且该些信息通过重复相同信息的其它节点回波到它们。以此方式，无线通信被快速且有效地在网络中传播。这种自管理网络提供鲁棒通信系统，在该通信系统中，网络中的各个点之间可以有多个传输路径，以确保无线传输到达它们的预先计划的目的地。无线网关80可适于通过通信总线16与诸如控制器18、20和工作站12、14的过程控制系统的其它部件通信。另外，通过各种能够无线通信的现场设备82-88发送而来的数据对于由控制器18、20执行的控制程序和在工作站12、14上实施的应用是可访问的。从能够无线通信的现场设备接收而来的数据可被存储在数据库15或其它诸如数据历史记录、 数据仓库等数据贮存库中。在过程控制系统中的每个现场设备对受控过程施行唯一的功能。因此，每个现场设备必须被唯一的设备标签或是某些其它标识符单独标识，该些标识符能从安装在过程控制系统中的另外的现场设备中区别出每个现场设备。图2，例如，是受控过程的一部分的配置图200。配置图200示出多种不同的现场设备和其它设备，诸如泵202，存储和混合罐204、 206,208以及多种过程控制阀210-222。单独的现场设备，即使那些相同的通用型号的现场设备，也可能被要求在明显不同的条件下操作。例如，尽管两个阀212、216都是流动控制阀，但它们可能位于过程的不同部分，且必须能操控非常不同的流体。例如，控制流体从存储罐204流到混合罐208的流动控制阀210可控制水或某些其它良性流体(benign fluid)的流动，而控制流体从罐206流入混合罐208的阀216可能控制某些腐蚀性强的液体的流动。因此，阀216必须由比较昂贵的防腐蚀性材料制造，而阀212可由比较便宜的标准材料制造。大多数过程工厂环境包括成百上千个现场设备。构造的容量、流速和材料仅为必须为过程工厂环境中的每个单独的过程控制现场设备特别指定的多种不同的操作参数和物理特性的示例。保持对安装于大型过程工厂中的各种现场设备的规格的追踪、监测备件和确保替换件符合指定的要求是一项巨大的任务。该任务通常因规格必须随时间根据实际经验、设计改变、或是更改的操作条件来更改而复杂。在这些情况下，替换现场设备必须符合新更改的要求，而不是在过程控制系统被首次设计并实施时最初需要的要求。此外，当在已给供应商发出替换设备的订单之后、或是在收到替换设备并放在库存等待原现场设备故障或需要以其他方式更换时的安装之后，特定的现场设备的规格被更改时，会产生库存控制问题。简而言之，对于操作者、维护人员、运送和接收人员、采购人员以及供应商等而言， 在将替换现场设备安装在过程控制系统之前确保替换现场设备符合最新规格是巨大的挑战。根据用于过程工厂环境的现场设备库存控制系统的一实施例，用于管理安装到过程工厂中的各种现场设备的特定参数和特性的主要工具是装置规格表单。装置规格表单是列出安装在受控过程中的现场设备的所有参数和物理特性的一种(电子的或是其它的)表格。优选地，在设计过程控制系统时，为包括在控制系统中的每个现场设备创建一个单独的装置规格表单。当在过程控制系统中增加新的现场设备时、或是当现存的现场设备的规格发生改变时，可能要创建新的装置规格表单。图3是装置规格表单300的示例。装置规格表单300包括设备标签302，其标识特定的现场设备；现场设备的描述304 ；以及多种参数306，其描述所述现场设备的配置和物理特性。被列在装置规格表单中的参数可包括“软参数”(那些会因为仅仅更改了存储在与现场设备相关的参数存储器中的参数值而改变的、或是因为更改了存储在智能现场设备的存储器中的软件的而改变的那些参数)或是“硬参数”(有关不会更改的、或是仅会因物理重构现场设备而改变的现场设备的物理方面)。在过程工厂中使用的各种现场设备的装置规格表单可被存储在数据库中，诸如图 1所示的配置数据库15，或是某些其它数据库。如上面提及的，配置数据库15可通过通信总线16访问。因此，在工作站12、14中运行的应用可访问存储在数据库15的装置规格表单，以提取有关安装于受控过程中的各种现场设备的信息。在一些情况下，当过程控制系统发生改变时，在工作站12、14中运行的应用实际上可能允许更改存储在各种现场设备装置规格表单中的参数或是增加新的现场设备装置规格表单到数据库。由连接到通信总线16的网络工作站12、14执行的一个这样的应用可包括一个现场设备库存控制应用。根据一实施例，现场设备库存控制应用可用于在从供应商接收过程控制设备时检查这些过程控制设备。通常在过程设备的装置规格表单中的设备标签、参数值、物理特性、和其它数据可被存储在与每个收到的现场设备相关的存储器中。如下文中更详细地描述，现场设备库存控制系统可适于在现场设备被接收到过程工厂环境中时以无线的方式询问所述现场设备。作为询问过程的一部分，与各个现场设备相关的处理器可适于将存储在现场设备的内部存储器中的设备标签、参数值、和其它设备数据无线地传递至现场设备库存控制应用。现场设备库存控制应用根据收到的设备标签识别收到的现场设备， 并访问数据库15，以提取收到的现场设备相对应的装置规格表单。存储在数据库15中的装置规格表单代表收到的设备的当前最新的规格。现场设备库存控制应用可将指定的现场设备的各种参数和物理设计特性与从收到的现场设备通信至库存控制应用的通信中的收到的、接收到的现场设备的参数值和物理设计特性进行比较。当在现场设备装置规格表单中的指定值与从收到的现场设备直接读取的值之间发现差异时，如果可能的话，库存控制应用会调用调和程序来重新配置到的现场设备。所述调和程序的范围可从更改存储在现场设备中的软参数，到如果所述差异无法调和则直接拒绝收到的所述现场设备。被拒绝的现场设备可被送回至供应商，以更换满足存储在数据库中的当前装置规格表单规定的要求的现场设备。图4是示出利用现场设备库存控制系统的一实施例的过程工厂400的通常布局。 过程工厂400包括过程区域402、控制室404、存储室或仓库406和接收区域408。过程工厂 400包括用于控制在过程区域中实施的一个或者多个过程的过程控制系统。过程控制系统可包括多个控制器410、412，其可安置在位于整个过程区域402的控制间或是控制面板中。 如上所述，控制器410、412直接通过通信总线或是以无线的方式与过程区域内的各种现场设备通信。过程区域402可包括作为无线现场网络的一部分的一个或者多个无线网关414、416，其适于与在过程区域402中实施的一个或者多个能够无线通信的现场设备通信。计算机工作站420和数据库422可位于控制室404内。诸如配置应用、维护应用、报警应用等等多种过程相关应用可被存储在工作站420中并由其执行。数据库422可存储过程控制系统的配置数据、历史操作数据、和/或其它过程相关数据，以及安装在过程区域402中的现场设备的装置规格表单。存储室406可用于存储诸如备用现场设备等备用的过程控制相关设备。无线网关 426可包括在存储室406中，以与存储在存储室406中的能够无线通信的现场设备通信。另一计算机工作站430可位于在接收区域408。工作站430可执行库存控制应用。 接收区域408也可包括无线网关432，用于当在接收区域408中接收能够无线通信的现场设备时与该现场设备通信。通信总线434在整个过程工厂400中延伸，并允许过程控制系统的各种部件(例如，控制器410、412、无线网关414、416、426、432、计算机工作站420、430、数据库422等)彼此通信并交换数据。图4所示的过程工厂布局仅为例示。实际的过程工厂布局可与图4所示的布局显著不同。过程工厂可例如具有更复杂的过程控制系统，其包括不同的部件并在比图4所示的区域更宽的地理区域内延伸。过程工厂的各个部分，诸如过程区域402、控制室404、存储室似6和接收区域408可位于远离过程区域402的位置或只是位于过程工厂的其它部分。此外，过程工厂400的各个部分可与其它部分结合，或是可一起省略。如上面提及的，位于接收区域408的计算机工作站430可适于执行现场设备库存控制应用。现场设备库存控制应用的职责是确保收到的现场设备符合设计规格。如在本文的背景技术部分所描述的，在接收所述现场设备时，该过程通常需要对各个单独的现场设备进行手动的或半手动的检查。位于接收区域408内的无线网关432使得该过程对于能够无线通信的现场设备能够自动化。在这种情况下，新收到的能够无线通信的现场设备只要在网关432或在过程工厂400中实施的自管理无线网络的任何其它节点的发送范围内都能够无线的方式与现场设备库存控制应用通信。根据现场设备库存控制系统的一实施例，能够无线通信的现场设备的参数和物理特性由设备供应商存储在现场设备的内部存储器中。当在过程工厂400接收能够无线通信的现场设备且能够无线通信的现场设备被带入无线网关432的发送范围时，可以使得能够无线通信的现场设备将参数数据和设备的其它特性发送到无线网关432。无线网关432反过来将能够无线通信的现场设备信息通信至执行库存控制应用的计算机工作站430。库存控制应用识别现场设备并访问数据库422，以提取与收到的能够无线通信的现场设备相对应的设备规格表单。库存控制应用接着将从设备接收到的参数与在装置规格表单中指定的参数比较。这时，可以识别指定的设备与收到的设备之间的任何差异，如果可能的话，可修正该差异。否则，如果指定的设备参数与收到的设备参数之间的差异无法调和，则可简单地拒绝设备。例如，库存控制应用可适于对收到的过程控制现场设备进行简单的软件或参数改变，以使现场设备与规格一致。但是，如果差异涉及现场设备的物理属性，诸如构造物的材料或现场设备的某些其它物理特性，库存控制应用可能没法使收到的设备与规格一致。 在这种情况下，必须拒绝收到的现场设备。图5是说明接收和检查能够无线通信的现场设备以确保收到的能够无线通信的现场设备符合其将被安装到的过程控制系统中的过程控制系统的特定要求的方法500的流程图。方法开始于定购现场设备502。在接收订单后，供应商根据规格配置设备504。作为配置设备的过程的一部分，供应商加载多个参数至设备的存储器506。这些参数包括标识设备的设备标签，和包括在设备的装置规格表单中的现场设备的参数和物理特性的至少一个子集。当能够无线通信的现场设备被配置完，供应商将设备装运至过程工厂508。在步骤510中，在过程工厂中接收能够无线通信的现场设备。这步可包括物理接收在接收区域408(图4)中的现场设备，或是将能够无线通信的现场设备带入接收区域网关432的发送区域。接着，在能够无线通信的现场设备与无线网关432之间建立通信。为了建立通信，能够无线通信的现场设备发送引导性信号至接收区域无线网关432，以告知其存在于过程工厂。这步可能需要使收到的过程控制现场设备物理激活，以使在激活后，能够无线通信的现场设备开始周期性地将引导性信号发送至正好位于能够无线通信的现场设备的无线发射器的范围内的任何无线网络节点。能够无线通信的现场设备将继续周期性地发送引导性信号，直至它收到来自接收区域网关432(或者过程工厂的无线网络中的其它节点)的响应，所述响应表明现场设备的存在已经得到识别并且在能够无线通信的现场设备与过程工厂的无线网络之间已建立通信。替代地，能够无线通信的现场设备可在半激活装运模式下装运，在所述半激活装运模式下能够无线通信的现场设备从装运时起周期性地发送引导性信号。在这种情况下， 一进入接收区域网关432或是过程工厂的无线网络的其它节点的发送范围，能够无线通信的现场设备就与接收区域网关432、或过程工厂的无线网络的其它节点建立通信。一旦接收区域网关432响应于能够无线通信的现场设备，能够无线通信的现场设备可“唤醒”并进入更活跃的运行模式。所述替代的装运模式的优点在于，允许收到的能够无线通信的现场设备在没有过程工厂人员干预的情况下自动被过程工厂内实施的各种应用识别，并开始通过无线通信网络434与在过程工厂内实施的各种应用通信；但是，这需要有充足的蓄电池电源，以允许设备在整个运行过程中持续发送。在这两种情况下，一旦在能够无线通信的现场设备与无线网络432之间建立了通信，在接收区域工作站430上执行的库存控制应用经由示于步骤514中的接收区域网关432 读取存储在收到的能够无线通信的现场设备存储器中的设备数据。此外，存储在能够无线通信的现场设备存储器且通信至库存控制应用的设备数据具有包括在设备的装置规格表单中的数据的至少一个子集。从收到的能够无线通信的现场设备发送的数据包括设备标签，其标识过程工厂400内的特定设备及其目标功能。在步骤516中，库存控制应用通过通信总线434访问配置数据库，以提取对应于收到的能够无线通信的现场设备的装置规格表单。在步骤518中，库存控制应用将从收到的能够无线通信的现场设备处接收到的设备数据与存储在相应的装置规格表单中的数据比较。在判断框520中，库存控制应用确定从收到的能够无线通信的现场设备处接收到的设备数据与存储在相应的装置规格表单中的数据是否匹配。如果匹配，则在步骤526中，可将收到的能够无线通信的现场设备添加至装置库存并置于库存，直至需要用其更换已经安装于受控过程中的发生故障的或将发生故障的现场设备。但是，如果在步骤520中，发现从收到的能够无线通信的现场设备的数据与存储在设备的装置规格表单中的数据不匹配，则在步骤522中，确定差异可否调和。如果能调和，则在步骤5M中调和差异，并在步骤5 中将收到的能够无线通信的现场设备添加至设备库存中。但是，如果无法调和差异，则在步骤528中，拒绝该装置。被拒绝的装置可返回至供应商，以重新配置和/或再存储，或是可以被重新分配或重定用途，以作为具有与所拒绝的能够无线通信的现场设备相同的参数和特征的过程工厂中的其它现场设备的替换件。确定存储在收到的能够无线通信的现场设备存储器中的设备数据与在设备的装置规格表单中发现的数据之间的差异能否被调和通常取决于差异的性质。例如，可以通过仅仅修改存储在能够无线通信的现场设备的存储器中的值来改变的诸如传感器范围、单元、或者其它参数或操作特性等软参数，可以通过将正确的参数值重新写入收到的能够无线通信的现场设备的内部存储器以在过程工厂中容易地调和。相反，物理差异则可能较难调和。例如，如果制成特定的能够无线通信的现场设备的材料与设备的装置规格表单中所要求的结构的材料不再符合，则仅通过改变能够无线通信的现场设备的存储器中的“结构的材料”参数的值是无法调和该差异的。更确切地，必须提供由合适的材料制成的现场设备。另外，硬差异，即能够无线通信的现场设备的物理结构或配置的差异，通常无法在过程工厂中调和。因此，如果在步骤522中确定与从收到的能够无线通信的现场设备接收到的数据之间的差异是软参数类差异，则库存控制应用可适于用从设备的装置规格表单中获取的更新值来改写存储在收到的能够无线通信的现场设备的存储器中的不正确的参数值。在此处描述的库存控制系统的优点在于可以检查从供应商收到的输入过程控制现场设备，以确保它们少受或是不受过程工厂人员的干预便可符合受控过程的指定的要求。进一步的，由于库存控制应用可以访问过程控制配置数据库，因此，可保证过程工厂人员用各种过程控制现场设备的指定的最新参数值来进行输入的过程控制现场设备的检查。 另一优点在于在装运所述设备时能够追踪包括在设备的装置规格表单中的各种参数与存储在设备的存储器中的参数之间的差异，并且可将校正差异的负担分配到产生差异的错误方。例如，如果在定购替换设备时与在过程工厂收到该设备时之间的间隔过程中设备的装置规格表单改变，则为改变后的标准负责的过程工厂可能会承担与将现场设备运回供应商相关的成本和与使现场设备回到供应商的库存相关的任何再储存费用。另一方面，如果能够表明收到的能够无线通信的现场设备的设备数据不符合对能够无线通信的现场设备的订单中规定的标准，则供应商可能要负责用满足规定的要求的另一设备来替换该能够无线通信的现场设备。在此描述的库存控制系统的另一优点在于可以在没有来自工厂人员输入的情况下不断地监测和自动地更新过程工厂中现有的能够无线通信的现场设备的状态。例如，在能够无线通信的现场设备被加入到现有现场设备的库存中并存储之后，库存控制应用可能记录设备在存储区域406中的位置，并将设备的状态记录为待安装。进一步的，当从存储区域406移出设备时，库存控制系统能够注意到位于存储区域406内的网关4 不能再与该能够无线通信的现场设备通信，以表明该能够无线通信的现场设备已经被从存储中移出。 相似地，当能够无线通信的现场设备被安装在受控过程中时，它可以开始与位于过程工厂的过程区域的网关414、416中的一个通信。所述信息可被提供到库存控制应用，其可将能够无线通信的现场设备的状态从保持存储中改变到安装于现场。另外，能够无线通信的现场设备的服务的完整记录可在基本不受过程工厂人员干预的情况下自动生成。更进一步， 当现场设备从存储中移出并安装到现场时，库存控制应用可自动为替换现场设备生成一订单，以补充备用现场设备的库存。 已经结合特定的实施例对本发明进行了描述。这些实施例仅是示例性的，而不应以任意方式解释为对本发明的限制。对本领域的普通技术人员而言，显而易见的是，可以在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本文的实施例进行改变、添加或是删减。
权利要求
1.一种用在过程工厂环境中的库存控制系统，所述库存控制系统包括 计算机工作站；数据库，其存储一个或者多个过程控制设备的装置规格数据，用以控制在过程工厂环境中实施的过程；无线网关，其适于与所述过程工厂环境中能够无线通信的过程控制设备无线通信； 通信总线，其与所述无线网关、所述计算机工作站、和所述数据库互连；以及库存控制应用，其由所述计算机工作站执行，所述库存控制应用适于经由所述无线网关询问收到的过程控制设备，以从收到的所述过程控制设备接收标识并描述所收到的过程控制设备的设备数据，访问所述数据库以提取所收到的过程控制设备的装置规格数据，并比较所收到的设备数据与所提取的装置规格数据，以确保所收到的过程控制设备对应于所述装置规格数据。
2.如权利要求1所述的库存控制系统，其特征在于，所述库存控制应用还适于在所收到的设备数据符合所述装置规格数据时将所收到的过程控制设备记入收到的过程控制设备的库存。
3.如权利要求1所述的库存控制系统，其特征在于，所述库存控制应用还适于在所收到的设备数据不符合所述装置规格数据时执行调和程序。
4.如权利要求3所述的库存控制系统，其特征在于，所述调和程序包括重写存储在所收到的过程控制设备中的一个或者多个参数值，以符合所述装置规格数据中的对应值。
5.如权利要求3所述的库存控制系统，其特征在于，所述调和程序包括指示过程工厂人员来物理地重新配置所收到的过程控制设备，以符合所述装置规格数据中特定的物理配置。
6.如权利要求3所述的库存控制系统，其特征在于，所述调和程序包括在所述设备数据与所述装置规格数据之间的差异无法在所述过程工厂中修正时拒绝所收到的过程控制设备。
7.如权利要求1所述的库存控制系统，其特征在于，所述库存控制应用还适于在所收到的过程控制设备已经被记入所述收到的过程控制设备的库存中后监测所收到的过程控制设备的状态。
8.如权利要求7所述的库存控制系统，其特征在于，监测所收到的过程控制设备的状态包括周期性地无线地确定所述过程控制设备的位置，以确定所述过程控制设备是否位于存储区域等待安装，或者所述过程控制设备是否已经被安装到所述过程工厂环境的过程区域中。
9.一种检查能够无线通信的过程控制设备的方法，包括接收能够无线通信的过程控制设备，所述过程控制设备具有存储在其中的设备数据， 所述设备数据标识所述设备并描述所述设备的一个或者多个特性； 从所述能够无线通信的过程控制设备无线地接收所述设备数据； 访问数据库，以提取与所收到的能够无线通信的过程控制设备相对应的规格数据； 将所述规格数据与所述设备数据进行比较；以及在所述设备数据不符合所述规格数据时执行调和程序。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在所述规格数据符合所述设备数据时将所收到的能够无线通信的过程控制设备记入过程控制设备的库存。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在所述能够无线通信的过程控制设备已经被记入所述过程控制设备的库存后监测所收到的能够无线通信的过程控制设备的状态。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，监测所收到的能够无线通信的过程控制设备的状态的步骤包括周期性地无线地确定所述能够无线通信的过程控制设备的位置， 以确定所述能够无线通信的过程控制设备是否位于所述过程工厂的存储区域等待安装在受控过程中，或是所述能够无线通信的过程控制设备是否已经被安装到所述过程工厂的过程区域中。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括重写存储在所收到的能够无线通信的过程控制设备中的一个或者多个参数值，以符合所述规格数据中的对应值。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括指示过程工厂人员物理地重新配置所收到的能够无线通信的过程控制设备，以符合在所述规格数据中特定的物理配置。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在所述设备数据与所述规格数据之间的差异无法修正时拒绝所收到的过程控制设备。
16.一种存储有计算机指令的计算机可读介质，当所述计算机指令由计算机处理器执行时，提供用于过程工厂环境中的库存控制系统，所述库存控制系统适于执行以下步骤接收来自收到的过程控制设备的无线通信，所述无线通信标识所述过程控制设备以及所述过程控制设备的一个或者多个操作参数或物理特性；从数据库中提取所述过程控制设备的规格数据；将所述过程控制设备的所述一个或者多个操作参数或物理特性与所述规格数据进行比较；以及执行在所述过程控制设备的所述一个或者多个操作参数或物理特性符合所述规格数据时将所述过程控制设备添加到过程控制设备的库存，或是在所述过程控制设备的所述一个或者多个操作参数或物理特性不符合所述规格数据时使所述过程控制设备与所述规格数据一致。
17.如权利要求16所述的计算机可读介质，其特征在于，使所述过程控制设备与所述规格数据一致包括重写存储在所收到的过程控制设备中的一个或者多个参数值，以符合所述装置规格数据中的对应值。
18.如权利要求16所述的计算机可读介质，其特征在于，使和所述过程控制设备与所述规格数据一致包括指示过程工厂人员来物理地重新配置所收到的过程控制设备，以符合所述装置规格数据中特定的物理配置。
19.如权利要求16所述的计算机可读介质，其特征在于，使和所述过程控制设备与所述规格数据一致包括在所述设备数据与所述装置规格数据之间的差异无法在所述过程工厂中修正时拒绝所收到的过程控制设备。
20.如权利要求16所述的计算机可读介质，其特征在于，所述库存控制系统还适于执行如下步骤在所述能够无线通信的过程控制设备已经被记入所述过程控制设备的库存后，监测所收到的能够无线通信的过程控制设备的状态。
21.如权利要求20所述的计算机可读介质，其特征在于，监测所收到的能够无线通信的过程控制设备的状态的步骤包括周期性地无线地确定所述能够无线通信的过程控制设备的位置以确定所述能够无线通信的过程控制设备是否位于所述过程工厂的存储区域等待安装在受控过程中，或是所述能够无线通信的过程设备是否已经被安装到所述过程工厂的过程区域中。
全文摘要
一种用于管理过程工厂中的过程控制设备的库存的系统，包括计算机工作站；数据库，其存储用于一个或者多个过程控制设备的装置规格数据，用以控制在过程工厂环境中实施的过程；无线网关，其适于与所述过程工厂环境中的能够无线通信的过程控制设备无线通信；通信总线，其与所述无线网关、所述计算机工作站、和所述数据库互联；以及库存控制应用，其由所述计算机工作站执行。库存控制应用适于经由无线网关询问收到的过程控制设备，以从所收到的过程控制设备接收标识和描述所收到的过程控制设备的设备数据。所述库存控制应用还适于访问所述数据库，以提取用于所收到的过程控制设备的装置规格数据，并比较所收到的设备数据与所提取的所述装置规格数据。所述库存控制应用确保所收到的过程控制设备对应于所述装置规格数据。
文档编号G05B19/418GK102375446SQ201110228639
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月6日
发明者D·E·布鲁姆 申请人:费希尔-罗斯蒙特系统公司