具有无线多样性的远程终端单元(rtu)以及相关方法_2

文档序号:9794422阅读:来源:国知局
的一个示例操作环境。可以在任何其它适当的系统中使用该功能性。
[0019]图2到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102和相关细节。特别地,图2图解远程终端单元102的示例硬件架构。如在图2中示出的那样,远程终端单元102包括至少一个处理设备202,其控制远程终端单元102的总体操作。例如,处理设备202可以接收或生成要被传输的数据,并且处理设备202可以向在远程终端单元102中的(一个或多个)其它组件提供数据用于通过有线或无线网络传输。远程终端单元102还可以通过有线或无线连接接收数据并使用或转发数据。作为特定的示例,处理设备202可以接收或生成用于无线现场设备114、118的数据,并以不同方式格式化数据用于使用适当的无线协议通信。
[0020]处理设备202包括用于控制远程终端单元的操作的任何适当的结构。作为特定的示例,处理设备202可以表示至少一个微处理器、微控制器、现场可编程门阵列、数字信号处理器、分立的逻辑设备、或其它处理或控制设备。
[0021 ]存储器204被耦合到处理设备202。存储器204存储由远程终端单元102使用、收集、或生成的广泛种类的信息中的任何。例如,存储器204可以存储从不同的现场设备接收或正被传输到不同的现场设备的信息。存储器204包括(一个或多个)任何适当的易失性和/或非易失性储存和检索设备。
[0022]远程终端单元102还包括上行链路接口 206。上行链路接口 206支持在远程终端单元102和控制系统104或其它上行链路设备或系统之间的交互。上行链路接口 206包括用于支持上行链路通信的任何适当的结构,诸如串行或以太网收发器和/或微波、蜂窝或RF收发器。
[0023]另外,远程终端单元102包括至少一个有线现场设备接口 208和至少一个无线现场设备接口 210。每个接口 208-210促进在远程终端单元102和现场设备之间的交互。每个有线现场设备接口208包括促进与有线现场设备的通信的任何适当的结构,诸如串行接口。每个无线现场设备接口 210包括促进与无线现场设备的通信的任何适当的结构,诸如一个或多个无线收发器和天线或被配置成与一个或多个现场设备接入点110通信的其它有线或无线接口。
[0024]图3图解在系统100内的远程终端单元102的示例软件架构。如在图3中示出的那样,可以在无线现场设备114、118和现场设备接入点110之间发送各种类型的数据。例如,警报和事件可以识别各种条件,诸如满足或超过了某些阈值的各种条件。
[0025]无线现场设备114、118可以生成过程数据以指示由设备测量的条件。例如,过程数据可以包括从传感器测量的值,诸如温度、压力、流速、电压、或电流读数。代表性地经由数据发布来分发过程数据,但是也可以使用其它分发技术。
[0026]无线电属性代表性地表示与在系统100中的无线通信相关的配置和设置。远程终端单元102可以使用无线电属性以支持并控制使用有限的带宽和频率的无线通信。
[0027]传感器属性代表性地表示与可以被控制的传感器相关的配置和设置。例如,如果无线现场设备是温度传感器,那么传感器属性可以包括冷接点温度和对设备是否是服务中或非服务的指示。传感器属性一般地可以表示对于设备的类型或功能是特定的并且不与网络管理相关的参数。
[0028]如在图3中示出的那样,现场设备接入点110可以使用多个协议与无线现场设备114、118通信。在该示例中,所述协议包括ISA100.1 Ia协议和无线HART协议。然而,现场设备接入点110可以支持(一个或多个)任何其它或另外的协议。注意,可以通过在每个设备中的分离的收发器或通过在每个设备中的共同收发器(诸如采用时分多址(TDMA)方案的单个收发器)来支持多个协议。在美国专利申请N0.13/871,897中提供了使用采用多个协议的共同收发器的细节,该申请因此通过整体引用的方式被并入。
[0029]在远程终端单元102和现场设备接入点110之间的通信可以涉及相同类型的数据,诸如警报和事件、过程数据、无线电属性、以及传感器属性。如在图3中示出的那样,远程终端单元102可以使用多个协议与现场设备接入点110通信。在该示例中,所述协议包括ISA100.1la协议和无线HART协议。然而,远程终端单元102可以支持(一个或多个)任何其它或另外的协议。另外,可以通过在每个设备中的多个收发器或共同收发器来支持多个协议。
[0030]在该示例中,控制系统104被示出为包括SCADA系统104a和无线现场器具资产管理工具104b。管理工具104b可以支持用于管理无线现场设备的各种功能,诸如用于配置、调试运行(commiss1n)、维护、以及诊断智能现场器具的功能。在远程终端单元102和组件104a-104b之间的通信再一次涉及相同类型的数据。远程终端单元102和SCADA系统104a还可以交换设备列表,并且远程终端单元102和管理工具104b还可以交换维护数据。设备列表可以识别与远程终端单元102通信的各种设备,诸如现场设备。维护数据可以被用于建立和维护现场设备。在远程终端单元102和组件104a-104b之间的通信可以使用任何适当的(一个或多个)格式或(一个或多个)协议。在该示例中,所述格式或协议包括超文本传输协议安全(HTTPS)、M0DBUS、用于过程控制的OLE统一架构(OPC-UA)、以及分布式网络协议3(DNP3)。然而注意,可以使用任何其它或另外的(一个或多个)格式或(一个或多个)协议。
[0031]如在图3中示出的那样,远程终端单元102支持一个或多个更高级别的RTU应用302。这些应用302在远程终端单元102内实现更高级别的功能。例如,应用302可以定义由远程终端单元102实现的过程控制功能并且用于与组件104a-104b交互的功能。作为特定的示例,应用302可以定义如何处理来自传感器现场设备的数据以生成用于执行器现场设备的控制信号。远程终端单元102可以支持任何其它的或另外的应用302。
[0032]RTU执行环境304支持由被远程终端单元102执行的其它程序使用的特征。例如,RTU执行环境304可以表示由在远程终端单元102中的其它程序可调用的软件例程,诸如应用302。作为特定的示例,RTU执行环境304可以允许应用302经由远程终端单元102的底层与现场设备交互。
[0033]远程终端单元102还支持用于与在系统100中的其它组件通信的多个输入/输出(I/O)驱动器。在该示例中,远程终端单元102包括至少一个本地I/O驱动器306、至少一个串行I/O驱动器308、以及至少一个无线I/O驱动器310。每个本地I/O驱动器306指示促进与被直接地连接到远程终端单元102的现场设备的通信的驱动器。作为示例,本地I/O驱动器306可以支持使用HART IP协议或一个或多个私有协议的通信。每个串行I/O驱动器308指示促进与通过串行总线(诸如RS422或RS485总线)被连接到远程终端单元102的现场设备的通信的驱动器。每个无线I/O驱动器310指示促进与现场设备的无线通信的驱动器。
[0034]另外,远程终端单元102包括无线设备管理器(WDM)312。无线设备管理器312管理无线网络112、116。无线设备管理器312还支持使用不同的无线协议接收的或要被传输的数据的高速缓存。被高速缓存的所接收的数据可以经由无线I /0接口 310被提供到外部客户端,诸如到应用302,不管其中接收所高速缓存的数据的一个或多个协议。
[0035]图4图解在远程终端单元102中的无线设备管理器312的示例实现。无线设备管理器312包括各种组件,可以使用硬件和/或软件或固件指令(其可以由硬件平台执行)实现所述各种组件中的每一个。注意,虽然这些组件被示出为形成中央式无线设备管理器312,但是可以划分在图4中的组件并以分布式方式在多个平台上执行它们。
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