具有无线多样性的远程终端单元（rtu）以及相关方法
【技术领域】
[0001]本公开一般地涉及工业过程控制和自动化系统。更具体地，本公开涉及具有无线多样性的远程终端单元(RTU)以及相关方法。
【背景技术】
[0002]在工业过程控制和自动化系统中常常使用无线网络。例如，传感器可以通过无线网络提供测量，并且执行器可以通过无线网络接收控制信号。控制器可以通过无线网络接收传感器测量并发射控制信号。
[0003]在工业设施中的无线网络经常支持根据单个无线通信协议操作的无线设备。常规的无线网络代表性地需要广泛的硬件更改以便支持与替代的通信协议兼容的无线设备。因此，代表性地只有在新的设备与在工业设施中使用的现存的无线通信协议兼容时才允许在特定的工业设施中的无线设备的添加或置换。
【发明内容】
[0004]本公开提供具有无线多样性的远程终端单元(RTU)以及相关方法。
[0005]在第一实施例中，方法包括在远程终端单元处从多个无线现场设备接收第一数据。使用多个无线通信协议接收第一数据。该方法还包括在远程终端单元处执行控制逻辑以便控制工业过程的至少部分。该方法还包括从远程终端单元向无线现场设备传递第二数据。使用多个无线通信协议传输第二数据。另外，该方法包括在远程终端单元处与控制系统通信，其中该控制系统至少部分地控制该远程终端单元。
[0006]在第二实施例中，装置包括远程终端单元。该远程终端单元包括至少一个第一接口，被配置成使用多个无线通信协议从多个无线现场设备接收第一数据。该远程终端单元还包括至少一个处理设备，被配置成执行控制逻辑以便控制工业过程的至少部分。该远程终端单元还包括至少一个第二接口，被配置成与控制系统通信，其中该远程终端单元被配置成至少部分地被该控制系统控制。所述至少一个第一接口还被配置成使用多个无线通信协议向无线现场设备传递第二数据。
[0007]在第三实施例中，非暂时性计算机可读媒体体现计算机程序。该计算机程序包括计算机可读程序代码，用于在远程终端单元处使用多个无线通信协议从多个无线现场设备接收第一数据。该计算机程序还包括计算机可读程序代码，用于在远程终端单元处执行控制逻辑以便控制工业过程的至少部分。该计算机程序还包括计算机可读程序代码，用于发起使用多个无线通信协议的从远程终端单元到无线现场设备的第二数据的传递。另外，该计算机程序包括计算机可读程序代码，用于在远程终端单元处发起与控制系统的通信，其中该远程终端单元被配置成至少部分地被该控制系统控制。
[0008]从以下附图、描述和权利要求中，其它技术特征可以对本领域技术人员来说是容易地显然的。
【附图说明】
[0009]为了更完整地理解本公开，现在参考结合附图获得的以下描述，其中:
图1图解根据本公开的具备具有无线多样性的远程终端单元(RTU)的示例工业控制和自动化系统；
图2到图4图解根据本公开的具有无线多样性的示例远程终端单元和相关细节；
图5图解根据本公开的用于使用具有无线多样性的远程终端单元的示例方法;以及图6图解根据本公开的用于远程终端单元的无线输入/输出调度的示例方法。
【具体实施方式】
[0010]下面讨论的图1到6、以及在本专利文件中被用于描述本发明的原理的各种实施例是仅以例证的方式并且不应以限制本发明的范围的任何方式被解释。本领域技术人员将理解的是，可以在任何类型的被适当地布置的设备或系统中实现本发明的原理。
[0011]图1图解根据本公开的具备具有无线多样性的远程终端单元(RTU)102的示例工业控制和自动化系统100。注意，在本领域中远程终端单元102也可以被称作为远程遥测单元。还要注意的是，虽然这里示出了单个远程终端单元102，但是系统100可以包括分布在一个或多个地理区域中的任何数目的远程终端单元102。
[0012]远程终端单元102表示在远离控制或监控控制和数据采集(SCADA)系统104(—般地被称作为“控制系统”)的地点处提供本地化控制和数据接入的设备或系统。例如，远程终端单元102可以被安置在或靠近油、气、或水井或者变电站处。在这些或其它情况中，远程终端单元102可以被用于从本地传感器收集数据并处理数据以生成用于本地执行器的控制信号。远程终端单元102还可以根据需要与控制系统104交互。以这种方式，可以在远离控制系统104的位置处提供过程控制和自动化功能。控制系统104被示出为使用有线和无线连接与远程终端单元102通信，诸如经由串行或以太网通信以及经由微波、蜂窝、或其它射频(RF)通信。例如，组件102-104通常可以在无线通信被用作备用的情况下使用有线连接通信。然而，远程终端单元102可以通过任何(一个或多个)适当的无线或有线连接与控制/SCADA系统104通信。
[0013]远程终端单元102可以与各种工业现场设备通信。例如，远程终端单元102可以通过一个或多个有线连接108与一个或多个有线现场设备106通信。有线现场设备106可以表示传感器、执行器、或其它工业现场设备。有线连接108可以表示串行连接(诸如RS485或RS422连接)、以太网连接、或其它有线连接。
[0014]远程终端单元102还可以经由一个或多个现场设备接入点(FDAP)IlO与各种无线工业现场设备通信。注意，在远程终端单元102和(一个或多个)现场设备接入点110之间的(一个或多个)连接可以是有线的或无线的。远程终端单元102和现场设备接入点110具有使用不同的协议与无线现场设备通信的能力。例如，远程终端单元102和现场设备接入点110可以与包含无线现场设备114的第一无线现场设备网络112通信，并与包含无线现场设备118的第二无线现场设备网络116通信。现场设备网络112和116可以支持使用不同的通信协议。注意，虽然在这里网络112和116被示出为是分离的，但是网络112和116可以部分地或完全地重叠。
[0015]每个无线现场设备114、118可以执行系统100中的任何期望的功能。例如，无线现场设备114、118可以包括无线传感器、无线执行器、以及其它无线工业设备。在网络112、116中的无线现场设备114、118可以支持任何适当的无线通信协议。例如在一些实施例中，在网络112中的无线现场设备114可以支持ISA100.1la协议，并且在网络116中的无线现场设备118可以支持无线可寻址远程传感器高速通道(无线HART)协议。
[0016]如下面更详细地描述的那样，远程终端单元102并入无线设备管理器(WDM)，其使用不同的协议促进与无线现场设备114和118的通信。因此，具有无线设备管理器的远程终端单元102既可以使用多个协议来通信又可以管理在多个无线网络中的无线资源。下面提供关于远程终端单元102的另外的细节。
[0017]远程终端单元102包括用于提供本地化数据接入和控制的任何适当的结构。控制系统104包括用于提供工业过程控制和自动化的(一个或多个)任何适当的结构。每个现场设备106、114、118包括用于执行与工业过程控制和自动化相关的一个或多个操作(诸如感测或执行)的任何适当的结构。每个现场设备接入点110表示提供到现场设备的无线接入的任何适当的结构。
[0018]虽然图1图解具备具有无线多样性的远程终端单元102的工业控制和自动化系统100的一个示例，但是可以对图1进行各种改变。例如，系统100可以包括任何数目的每个组件。另外，在图1中示出的功能性划分仅用于例证。可以根据特定需要结合、细分或省略图1中的各种组件以及可以添加另外的组件。作为具体的示例，现场设备接入点110的功能性可以被并入到远程终端单元102中。另外，虽然被示出为被与有线和无线现场设备一起使用，但是远程终端单元102可以仅与无线现场设备一起使用。另外，图1图解其中可以支持在远程终端单元中使用多个无线协议