具有无线多样性的远程终端单元(rtu)以及相关方法_3

文档序号:9794422阅读:来源:国知局
[0036]如在图4中示出的那样,无线设备管理器312包括多个协议栈402-404,它们中的每一个都与不同的无线通信协议相关联。在该示例中,协议栈包括ISA100.1la协议栈402和无线HART协议栈404。协议栈402-404被用于与无线现场设备交换过程数据、传感器属性、以及其它数据。每个通信栈402-404都支持使用工业无线协议通信所需要的各种功能层。例如,通信栈402-404可以包括物理、数据链接、网络、传输、以及用于支持使用ISA100.1la和无线HART协议的通信的其它层。
[0037]协议栈402-404可以与两个管理器406-408分别地交换警报、事件、无线电属性、安全密钥、以及其它数据。管理器406-408与不同的通信协议相关联。在这里管理器406表示被用于管理ISAlO0.lla网络的ISAlO0.lla系统管理器,并且在这里管理器408表示被用于管理无线HART网络的网络管理器。管理器406-408可以执行用于支持ISA100.1la和无线HART网络的管理的各种功能,诸如允许节点加入网络以及执行安全验证。管理器406-408还可以管理被连接到无线网络的设备的无线电属性。
[0038]安全管理器410可以被用于提供安全密钥或其它无线网络证书。在一些实施例中,安全管理器410可以为所有无线现场设备充当中央式安全知识库,不管无线设备使用了哪些协议。这可以有助于避免对维护用于使用不同协议的设备的分离的组的安全密钥的需要。安全管理器410可以向管理器406-408提供安全密钥或其它无线网路证书,管理器406-408可以使用安全密钥来管理不同的无线网络。
[0039]运行时间数据高速缓存412被用于临时存储正在无线I/O接口414和通信栈402-404之间传输的数据。无线I/O接口 404表示可以与在图3中示出的无线I/O驱动器310交互的接口。运行时间数据高速缓存412存储正在通信栈402-404和无线I/O接口414之间传输的任何适当的数据,诸如警报、事件、以及无线电属性。可以以任何适当的格式在运行时间数据高速缓存412中存储数据,所述格式诸如不管与该数据相关联的无线协议而都相同的统一格式。在美国专利申请N0.13/908,977中更详细地描述了统一格式的使用,该申请因此通过整体引用的方式被并入。运行时间数据高速缓存412可以表示存储器204的一部分。
[0040]以这种方式,远程终端单元102可以支持多个协议以便与多个无线现场设备网络通信。这可以使实现在控制系统中的无线现场设备与远程终端单元的更容易的集成。
[0041]虽然图2到4图解具有无线多样性的远程终端单元102的一个示例和相关细节,但是可以对图2-4进行各种改变。例如,根据特定需要,可以省略、结合、或进一步细分在图2到4中的各种组件并且可以使用另外的组件。
[0042]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102的示例方法500。可以例如使用在图1的系统100中的远程终端单元102来执行方法500。然而,方法500可以涉及在任何适当的系统中的任何其它适当的远程终端单元。
[0043]在步骤502处,在远程终端单元处使用多个协议从无线现场设备接收数据。这可以包括例如使用ISA100.11a、无线HART和/或其它协议从传感器现场设备114、118或其它现场设备在远程终端单元102中的通信栈402-404接收过程数据和其它数据。在协议之间的不同和在单独的现场设备之间的不同产生在从现场设备接收的数据中的不同,即使当无线设备测量类似的现象时。
[0044]在步骤504处提取并存储所接收的数据。这可以包括例如通信栈402-404从所接收的数据消息中提取数据并将数据存储在存储器204中。这还可以包括管理器406-408将数据存储在运行时间数据高速缓存412中。其中存储数据的(一个或多个)位置可以依赖于数据的预期使用而不同。
[0045]在步骤506处,在远程终端单元处执行过程控制功能。这可以包括例如(一个或多个)处理设备202执行控制逻辑以基于所接收的数据确定如何调节工业过程。作为特定示例,这可以包括(一个或多个)处理设备202执行控制逻辑以确定如何调节与油、气、或水井或者变电站相关联的装置。
[0046]在步骤508处,使用多个协议从远程终端单元向无线现场设备生成并传输数据。这可以包括例如(一个或多个)处理设备202生成用于调节执行器现场设备的控制信号。这还可以包括通信栈402-404准备控制数据和其它数据,并使用ISA100.11a、无线HART、和/或其它协议向执行器现场设备114、118或其它现场设备传输所述控制数据和其它数据。
[0047]在该时间期间,在步骤510处,远程终端单元与分离的控制系统交互。这可以包括例如远程终端单元102经由上行链路接口 206与控制系统104通信。远程终端单元102可以向控制系统104提供数据,诸如来自传感器的数据或被生成用于执行器的控制信号。远程终端单元102还可以从控制系统104接收数据,诸如用于执行器的控制信号或用于控制逻辑的设定点。在一些实施例中,控制系统104控制远程终端单元102的总体操作。可以在运行时间数据高速缓存412中存储被传输到控制系统104以及从控制系统104传输的数据。
[0048]虽然图5图解用于使用具有无线多样性的远程终端单元102的方法500的一个示例,但是可以对图5进行各种改变。例如,虽然被示出为一系列步骤,但是在图5中的各种步骤可以重叠、并行发生、以不同的顺序发生、或发生多次。
[0049]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(I/O)调度的示例方法600。可以例如使用在图1的系统100中的远程终端单元102来执行方法600。然而,方法600可以涉及在任何适当的系统中的任何其它适当的远程终端单元。
[0050]如在图6中示出的那样,在步骤602处接收RTU控制程序。这可以包括例如远程终端单元102从RTU构建器接收一个或多个RTU控制算法,其表示由操作者使用用于定义远程终端单元102的功能性的应用。RTU构建器可以表示在控制系统104或在其它适当的位置中执行的应用。
[0051]在步骤604处提取无线输入和输出信号。这可以包括例如在远程终端单元102中的(一个或多个)处理设备202使用RTU控制算法识别要被无线地接收的输入信号以及要被无线地传输的输出信号。该信息向远程终端单元102通知关于在过程控制期间要由远程终端单元102处理的信号。
[0052]在步骤606处识别用于RTU控制算法的输入/输出递送时间。这可以包括例如在远程终端单元102中的(一个或多个)处理设备202识别针对由RTU控制算法要求的输入无线信号的接收和输出无线信号的递送的定时要求。定时要求可以与任何适当的功能性相关联,诸如针对从无线传感器接收输入的定时要求以及针对向无线执行器递送控制信号的定时要求。
[0053]在步骤608处,至少一个无线网络被配置成相应地递送数据。这可以包括例如建立在无线网络112或116中的设备之间的无线连接以便根据所识别的定时要求向远程终端单元102递送数据或从远程终端单元102递送数据。可以经由管理器406-408中的一个或多个配置(一个或多个)无线网络。
[0054]以这种方式,远程终端单元102能够将无线通信(诸如数据发布)与RTU控制算法的执行同步。这可以使实现更有效的对工业过程的控制并有助于保证符合各种控制算法的定时要求。
[0055]虽然图6图解用于远程终端单元的无线输入/输出(I/O)调度的方法600的一个示例,但是可以对图6进行各种改变。例如,虽然被示出为一系列步骤,但是在图6中的各种步骤可以重叠、并行发生、或发生多次。
[0056]在一些实施例中,可以由从计算机可读程序代码形成并且被体现在计算机可读媒体中的计算机程序支持或实现上面描
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