专利名称：与过程控制系统一起使用的模块监测、控制和装置管理的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及过程控制系统，尤其涉及与过程控制系统一起使用的模块监测、控制和装置管理。
背景技术：
过程控制系统广泛应用在制造产品或控制过程的制造厂和/或工厂(例如化工生产、电厂控制等)。过程控制系统也应用在自然资源开采，例如石油和天然气钻探和处理过程等。实质上，通过应用一个或多个过程控制系统，任何生产过程、资源开采过程等可以自动进行。
实施过程控制系统的方式已经发展了许多年。早期产生的过程控制系统通常使用专用的、集中的硬件来实施。然而，现代过程控制系统通常使用工作站、智能控制器、智能现场装置以及其它类似装置的高度分布网络来实施，工作站、智能控制器、智能现场装置等中的某些或全部可以执行全部过程控制方案的一部分。具体地，最现代的过程控制系统包括智能现场装置和其它过程控制部件，它们经由一条或多条数字数据总线彼此通讯连接和/或通讯连接到一个或多个控制器。当然，其它非智能现场装置也可以直接连接到控制器。在任何情况下，现场装置包括例如输入装置(例如诸如传感器的装置，其提供代表温度、压力、流量等的状态信号)，以及控制操作员或执行机构，它们执行动作以响应从控制器和/或其它现场装置接收的命令。例如，在过程控制系统中，控制器可以向阀发送信号以增加压力或流量，或向加热器或冷却器发送信号以改变温度，或向混合器发送信号以搅拌配料，等等。
智能现场装置无论是输入现场装置还是控制装置，在它们中通常包括唯一编程标识符。控制器使用唯一标识符以便对现场装置(即与现场装置通讯)寻址和确定全部过程控制系统内的现场装置的性能、状态或状况、功能。
当现场装置(例如阀、温度传感器等)在现场发生故障或正在发生故障，维护人员通常更换现场装置。然而，可以进行这种更换之前，必须对更换装置进行编程，包括在更换现场装置中存储由故障现场装置使用的唯一标识符。通常不在现场中执行这个编程，而是由维护人员在中心站执行。在中心站编程之后，将更换装置拿到现场并安装。在多个现场装置分布在广阔的地理区域上的情况下，在中心站给更换部件编程耗费时间，因为当根据维护人员意识到需要更换现场装置时，可能需要从现场到中心站进行多次往返。
除了唯一标识符之外，智能现场装置通常也存储其它数据和/或程序。因此，除了用适当的唯一标识符给更换装置编程之外，当移去故障装置时，也必须用存储在故障装置中的最新版本的过程或程序对更换装置进行编程。
根据上文将容易理解，用唯一标识符、过程、程序和/或其它过程控制数据给更换现场装置编程可能非常麻烦，特别是在现场装置分布在广阔的地理区域上的情况下。另外，虽然上文已经描述了与更换现场装置部件相关的问题，本领域普通技术人员将容易认识到，过程控制系统内除现场装置之外的部件也不方便更换。例如，控制器、输入/输出(I/O)装置(无线或有线)、网络通信集线器等的更换也需要明显的重编程努力。因此，任何过程控制部件或装置的更换和与其相关的重编程可以证明是非常耗时和昂贵的。
发明内容
本文公开了方法、装置和制造的产品，它们在控制系统中提供模块监测、控制和装置管理。如本文中所公开的，过程控制部件包括可移动存储装置，其中可以存储标识符、装置参数、数据、程序和/或过程。当具有这种配置的过程控制部件要进行更换时，从故障部件取出可移动存储装置，并安装在更换部件中。因为故障部件操作所需的信息存储在可移动存储装置中，具有安装在故障部件中的可移动存储装置的更换部件可以快速和无缝地替换故障部件(即对其它过程控制部件和/或由那些部件执行的一个或多个过程控制程序没有不利的影响)。
根据第一示例，公开了用第二现场装置替换过程控制系统的第一现场装置的方法，其中第一现场装置包括可移动数据存储装置。所述方法包括从第一现场装置取出可移动数据存储装置和从过程控制系统移去第一现场装置。所述方法还包括将第二现场装置安装在过程控制系统中和将可移动数据存储装置安装在第二现场装置中。
根据第二示例，配置现场装置的方法包括将编程的可移动数据存储装置安装在现场装置中和存取与现场装置相关的信息，其中所述编程的可移动数据存储装置包括与现场装置相关的信息。
过程控制装置的示例包括装置处理器；存储器，其连接到装置处理器和存储由装置处理器执行的指令，其中所述存储器还存储与过程控制装置相关的过程控制信息；连接到装置处理器的可移动存储装置，其中可移动存储装置存储由装置处理器提供的过程控制信息，其中可移动存储装置与装置处理器可滑动地接合。
与现场装置一起使用的可移动存储装置的示例包括接口，与现场装置相关的过程控制数据可以通过接口；连接到接口的安全控制，其中安全控制限制访问存储在可移动存储装置中的信息。可移动存储装置可进一步包括连接到安全控制的处理器，并配置处理器以从安全控制接收过程控制数据；存储器，其连接到处理器和存储过程控制数据。
图1是过程控制系统示例的方框图。
图2是图1远程监测和控制系统示例的方框图。
图3是过程控制部件示例的方框图。
图4是图3可移动存储装置示例的方框图。
图5是部件处理器复位过程示例的流程图，所述复位过程可以由图3的部件处理器执行。
图6是报告过程示例的流程图，所述报告过程可以由图3的部件处理器执行。
图7是存储装置复位过程示例的流程图，所述复位过程可以由图4的存储装置处理器执行。
图8是回叫过程示例的流程图，所述回叫过程可以由图4的存储装置处理器执行。
图9是警报过程示例的流程图，所述警报过程可以由图3和/或图4的处理器执行。
图10是新设定过程示例的流程图，所述新设定过程可以由图3和/或图4的处理器执行。
具体实施例方式
如图1中所示，过程控制系统100的示例包括远程操作员站102(包括可移动存储装置104)，其经由总线110连接到应用站106(包括可移动存储装置108)。过程控制系统100也包括操作员站112(包括可移动存储装置114)，其经由第二总线120连接到应用站106和控制器116(包括可移动存储装置118)。
使用个人计算机(PC)执行存储在其上的指令，可以各自实现远程操作员站102、应用站106和操作员站112。作为选择，使用工作站可以实现任一或所有远程操作员站102、应用站106和操作员站112。任一或所有远程操作员站102、应用站106和操作员站112可以执行配置任务、企业优化和/或管理任务、运行管理任务、系统诊断任务、通讯任务等等。例如，操作员站112可以包括软件或程序，当执行软件或程序时，使系统操作员能查询一个或多个现场装置、控制器等的状况，以便运行诊断程序诊断与警报或报警等相关的一个或多个问题。另一方面，应用站106可以包括软件或程序，当执行软件或程序时，协调系统100的全部操作以执行批处理或某一其它过程控制方案，协调远程操作员站102和操作员站112或系统100内某一其它实体等之间的通讯。
如下文中详细描述，使用具有存储、处理和信息安全能力的智能卡，可以实现本文中图示和描述的任一或所有可移动存储装置(例如可移动存储装置104、108、114和下述任何其它可移动存储装置)。智能卡(也称作用户信息模块(SIM)卡)例如从Samsung可以购买到。作为选择，可移动存储装置可以是不包括处理或安全功能的存储装置。例如，使用随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或它们的任何适当组合，可以实现可移动存储装置。而且，虽然许多部件和装置在本文中图示为包括可移动存储装置，但这些图解只是示例。因此，图中图示的部件和装置的附属设备可以包括可移动存储装置，其它附属设备可以不包括可移动存储装置。
在过程控制系统的部件中使用可移动存储装置，使现场人员能更换磨损的、损坏的和/或有缺陷的硬件，而不丢失要更换的硬件中存储的程序。通常，如下文中更详细描述，从要更换的部件中拆下可移动存储装置，并且插入要安装的部件中。因此，存储在要更换部件的可移动存储装置中的任何过程控制信息、装置配置参数、算法、网络安全密钥、允许访问可移动存储装置存储器的安全密钥、网络信息、通讯地址等等，可以被更换部件快速吸收。另外，在现场可以快速执行可移动存储装置的移去和安装，而且给更换部件提供错误信息的可能性即便有也很小。结果，可以更换现场装置和其它过程控制系统部件，而且对过程控制系统100的全部操作造成的破坏即便有也是最小的。
如本文中所述，在许多不同装置(例如现场装置、控制器、I/O装置等等)中可以实施可移动存储装置。在这些装置中，各种类型信息可以存储在可移动存储装置中。例如，可移动存储装置可以存储静态信息，例如装置设定、地址信息、配置信息、序列号、算法(例如自定义或标准算法)、用于无线和/或有线网络和/或用于可移动存储装置的安全或访问密钥、通讯地址等等。当在现场修理或替换装置时，静态信息例如配置信息的存储是有利的，因为这些装置的设定存储在介质中，介质可以移到或搬到新装置以便能快速配置新装置。
除静态、配置型信息之外，可移动存储装置可以存储动态信息，例如过程控制信息。过程控制信息的示例可以包括通过装置的总流量、由装置读取的最后温度、由装置接收或发送的最后过程控制命令、装置的各种输入和输出状态、通讯日志等等。因为过程控制信息的时间特性，当将过程控制信息写入可移动存储装置时，可以对它作时间标记。动态信息(例如过程控制信息)的存储是有益的，因为当根据由可移动存储装置提供给替换装置的信息而安装它们时，替换装置保持过程连续性。例如，如果特定流量计随着时间总计流量，但需要进行修理或更换，要更换的流量计中的可移动存储装置包括总流量，可以安装在替换流量计中，替换流量计从可移动存储装置中获得先前总流量，并能从先前流量计停止的地方继续跟踪流量。
总线110、120可以是常规的有线总线、局域网(LAN)、广域网(WAN)、公共开关电话网络(PSTN)、因特网和/或任何其它适当通讯媒介。另外，总线110、120可以包括无线媒介，例如蜂窝式无线通讯网等等。
正如根据图1中示例的描述，例如，控制器116连接到一个或多个现场装置122(包括可移动存储装置124)、无线I/O装置126(包括可移动存储装置128)和I/O装置130(包括可移动存储装置132)。无线I/O装置126进一步耦合到无线现场装置134、136，它们分别包括可移动存储装置138、140。无线I/O装置126经由控制器116和总线146通讯地连接到现场装置142、144。现场装置142、144分别包括可移动存储装置148、150。
使用任何理想的控制器，例如从Fisher Rosemount Systems，Inc公司购买的DeltaV控制器，可以实现控制器116。无论如何，这些控制器是公知的，因此在本文中不再更详细描述。然而，修改购买的控制器以便包括可移动存储装置，并且将进一步修改以便把信息写入可移动存储装置。
现场装置122可以是任何常规(即非智能)现场装置。例如，现场装置122可以包括Hart 4-20毫安(mA)装置，其输出的电流与现场装置122测量的参数成比例。在这个示例中，现场装置122在专用有线线路上进行操作，所述线路在现场装置之间不是多路传输。例如，如果现场装置122是温度传感器，其适合于读取0°摄氏度(C)和100℃之间的温度，当现场装置122检测的温度在0℃或以下时，现场装置122输出4mA，而检测的温度在100℃或以上时，输出20mA。在温度极限值之间，现场装置122输出位于4mA和20mA之间的电流，与检测温度成比例。从现场装置122输出的电流转换成表示检测温度的电压。
图1示例的无线I/O装置126作为控制器116和无线现场装置134、136之间的接口。由无线I/O装置126和无线现场装置134、136交换的无线电信号可以是包括过程控制信息的模拟或数字无线电信号。除过程控制信息之外，无线电信号可以包括任何其它执行通讯的信息(例如协议信息、版本信息、时间标记信息、编码信息、奇偶信息、地址信息等等)。使用任何适当的调制和/或编码方案，在许多不同频带上经由无线通讯可以交换无线电信号。在一个示例中，由无线I/O装置126发送和接收的无线电信号可以是Bluetooth型信号和/或遵守或不遵守任何电气和电子工程师协会(IEEE)协议的信号，例如任何802.11协议。
无线通讯可以用来将一个或多个现场装置134、136连接到无线I/O装置126。例如使用Ember公司的EmberNet、Axxon公司的Axxon LLC Wireless技术，或使用例如由AEROCOM提供的产品，在900兆赫(MHz)和/或2.4千兆赫(GHz)的发射频率上使用扩展频谱无线通讯，可以实现无线I/O装置126，只是这些购买的装置不包括可移动存储装置128。因此，如果这些购买的装置应包括可移动存储装置和应把信息存储到可移动存储装置，将需要修改它们。无线通讯也可以利用标准，例如用于无线测向的IEEE1451无线标准。
配置无线现场装置134、136以便与无线I/O装置126交换信息。因此，配置无线现场装置134、136以便使用与无线I/O装置126兼容的通讯方案进行操作。例如，可以配置无线现场装置134、136，以便使用任何理想的调制和/或通讯协议，在任何理想的通讯频率下以模拟或数字方式发送和接收信息。使用Ember Corporation的EmberNet供应的装置、Axxon Corp的AxxonLLC Wireless技术，或使用例如由AEROCOM提供的产品，在900兆赫(MHz)和/或2.4千兆赫(GHz)的发射频率上使用扩展频谱无线通讯，可以实现无线现场装置134、136的功能。这些使用扩展频谱通讯的装置示例是Computational System，Inc.(CSI)的RF MicroAnalyzer System。无线装置的另一示例是Flowline的EchoNet无线超声波液位变送器，其使用蜂窝网络创建网络连接。通讯也可以利用标准，例如用于无线检测的IEEE1451无线标准。然而，这些购买的装置通常不包括可移动存储装置138、140，这在下文中将更详细地进行描述。
I/O装置130经由总线146把现场装置142、144连接到控制器114。I/O装置130可以硬连线到现场装置142、144，并且可以包括编址通讯卡，以便配置为与现场装置142、144交换信息。例如，使用公知的Profibus协议、HART协议、FoundationFieldbus协议、或任何其它适当的通讯协议，I/O装置130可以与现场装置142、144通讯。在操作中，I/O装置130与现场装置142、144交换信息。例如，I/O装置130可以从每个现场装置142、144接收信息，并且可以将接收的信息格式化成传递给控制器116的数据流或数据包。同样地，控制器116可以将消息或通讯包发送给I/O装置130。刚一从控制器116接收到消息或通讯包，I/O装置130就处理这些信息，并且将有关信息发送给每个现场装置142、144。例如，通讯包可以包括要分配给现场装置142和不分配给现场装置144的信息。在这种情况下，I/O装置130将把有关信息分配给现场装置142，并且不将这种信息发送给现场装置144。虽然I/O装置130的示例包括下述增强功能，但例如使用从Fisher Rosemount System，Inc.购买的硬件和/或软件，可以实现I/O装置130的基本功能。
如上所述，使用任何理想的通讯协议(例如HART、Profibus、Fieldbus等等)，I/O装置130和现场装置142、144可以交换信息。因此，现场装置142、144可以是输入装置(例如流量计、温度指示器，等等)和/或输出装置(例如阀、电机，等等)，配置它们以便使用相同协议与I/O装置130交换信息。
如图1示例中所示，过程控制系统100还包括无线通讯装置152，其经由总线120连接控制器116。在图1示例中，无线通讯装置152包括可移动存储装置154。配置无线通讯装置152以便例如在广阔的地理区域上执行无线通讯。使用网卡和相关射频(RF)硬件可以实现无线通讯装置152，网卡和相关射频硬件使用由无线网156认可的频率和协议。
通讯技术领域的普通技术人员将容易认识到，无线通讯装置152在适当RF频率下发送模拟或数字格式信息。无线通讯装置152为应用站106、操作员站112和/或控制器116中的某些或全部提供通讯连通性。例如，无线通讯装置152可以与无线网156进行通讯，无线网156还与无线用户装置158进行通讯，并且还与远程监测和控制系统162进行通讯，无线用户装置158包括可移动存储装置160，在下文中结合图2提供远程监测和控制系统162的更多细节。
无线通讯装置152可以是任何装置，配置或修改它以便为数据通道提供到或从网络的网络连接。例如，无线通讯装置152可以是网卡和相关RF硬件，它经由有线连接或无线电通讯连接而连接到无线网156。无线通讯装置152可以是有线或无线调制解调器，例如电缆调制解调器、数字用户线(DSL)调制解调器，或其它类似装置。
无线网156可以包括蜂窝或个人通信业务(PCS)基本设施。在这种情况下，无线通讯装置152可以按照无线网156规定的格式发送和接收信息。例如，如果无线网156是模拟通讯网，则无线通讯装置152可以按照模拟格式发送和接收信息。作为选择，如果无线网156是数字通讯系统，则无线通讯装置152可以按照数字格式发送和接收信息(例如时分多路访问(TDMA)、码分多路访问(CDMA)，等等)。因此，无线通讯装置152可以是三模式装置，它适合按照任一或所有模拟、TDMA、CDMA格式发送和接收信息。
例如，通过蜂窝电话、寻呼机、无线启动的个人数字助理(PDA)等等，可以实现无线用户装置158。配置无线用户装置158以便从无线网156接收其它信息中的过程控制信息。例如，无线通讯装置152经由无线网156可以给无线用户装置158提供警报、状态指示器等等。另外或作为选择，用户经由无线网156和无线通讯装置152可以给例如控制器116传送数据、设置等等。
无线用户装置158的可移动存储装置160可以存储与无线用户装置158操作有关的信息，也可以存储与系统100的一个或更多部件操作相关的信息。例如，可移动存储装置160可以存储与无线用户装置158操作有关的名称和电话号码。另外或作为选择，可移动存储装置160可以存储过程或控制信息，例如设置、程序、参数等等，它们经由无线网156和无线通讯装置152传送给控制器116。
如图2示例中所示，远程监测和控制系统162包括智能集线器/控制器202和相关本地显示器205，智能集线器/控制器202具有可移动存储装置204。智能集线器/控制器202通过总线206连接到I/O装置208，并且进一步连接到许多无线I/O装置212-218，I/O装置208包括可移动存储装置210，每个无线I/O装置212-218分别包括可移动存储装置220-226。许多现场装置(未图示)可以连接到I/O装置208。
许多无线现场装置可以连接到一个或多个无线I/O装置212-218。例如，如图2中所示，无线现场装置228-232连接到无线I/O装置212。每个无线现场装置228-232分别包括可移动存储装置234-238。然而，无线现场装置228-232不排除与一个以上无线I/O装置212进行通讯。例如，如图2中所示，无线现场装置232不但与无线I/O装置212进行通讯，而且与无线I/O装置214进行通讯。
一些无线I/O装置(例如无线I/O装置216和218)连接到无线现场装置接口240和242，它们分别包括可移动存储装置244和246。无线现场装置接口240和242可以是无线通讯集线器，它们在无线I/O装置216、218和无线现场装置248和250之间传递消息，无线现场装置248和250分别包括可移动存储装置252和254。例如，无线现场装置接口(例如240和242)可以用来从无线现场装置(例如248和250)中收集无线信号，所述无线现场装置分布在广阔的地理区域上，例如无线现场装置分布在整个制造工厂的各个区域上，并且将这些信号传递给一个或多个无线I/O装置(例如216和218)。另外，无线现场装置接口(例如240和242)可以将信号从无线I/O装置(例如216和218)分配给无线现场装置248、250。
使用硬件和/或软件可以实现智能集线器/控制器202，所述硬件和/或软件提供到图1的无线网156的连通性，以便在智能集线器/控制器202和图1中所示的控制器116或其它任何适当部件之间交换信息。在一个示例中，使用购买的系统，例如带有专门设计的无线I/O卡的DeltaV，可以实现智能集线器/控制器202。在一个示例中，使用Ember Corporation的EmberNet、AxxonCorp的Axxon LLC Wireless技术，或使用例如由AEROCOM提供的产品，在900兆赫(MHz)和/或2.4千兆赫(GHz)的发射频率上使用扩展频谱无线通讯，能实现无线I/O卡。
按照结合图1中所示的类似装置而进行的描述，可以实现I/O装置208、无线I/O装置212-218、无线现场装置228-232和248-250。
无线现场装置接口240、242用作某些无线现场装置248、250和某些无线I/O装置216、218之间的通讯集线器。使用Ember Corporation的EmberNet、Axxon Corp的Axxon LLC Wireless技术，或使用例如由AEROCOM提供的产品、连接其变送器的蜂窝网、Bluetooth或其它无线通讯标准，在900兆赫(MHz)和/或2.4千兆赫(GHz)的发射频率上使用扩展频谱无线通讯，可以实现无线现场装置接口240、242。协议可以包括专有的Modbus或标准，例如用于无线测向的IEEE1451无线标准。
图1和2中图示为包括可移动存储装置的装置，通常包括与处理部分交换信息的装置部分(例如传感器、执行机构，等等)。例如，温度测量现场装置可以包括温度传感器(装置部分)，其产生表示温度的信号，并将表示温度的信号传递给包括装置或部件处理器的处理部分。在处理部分内，将温度信号与用来表示由现场装置观测的温度太高或太低的阈值温度进行比较。作为另外示例，如果装置是阀，则由处理部分产生阀控制信号，并传递给能改变受控阀位置的执行机构。
即使装置不是现场装置，而是例如I/O装置或无线I/O装置，这些装置包括配置的装置部分，例如从多个现场装置接收输入信号。例如，控制器可以包括处理部分，其包括通常与控制器相关的硬件和/或软件。在这样的布置中，处理部分将控制对接收信号的任何处理，以及控制接收信号到一个或多个处理器的路径和分配。
转向图3，处理部分300将实现为图1和2中任一部件的一部分，它包括具有相关部件存储器304的部件处理器302。处理部分300还包括可移动存储装置306、通讯模块308、以及图解示例中的全球定位系统接收器310。通讯模块308和全球定位系统310经由总线312连接到部件处理器302。
部件处理器302可以是任何微处理器和/或可以包括机载存储器的微处理器。作为选择，部件处理器302可以是数字信号处理器(DSP)、特定用途集成电路(ASIC)、可编程序逻辑控制器，等等。
部件存储器304可以是ROM设备，例如非易失性ROM(NVROM)，它是一种闪存。存储器204也可以是RAM设备。另外，部件存储器304可以是将ROM或RAM集成在一起，或者使用单独设备进行实施的任何组合。作为另外选择，部件存储器304可以是任何其它类型的光和/或磁介质，例如硬盘、紧凑型盘(CD)、数字化视频光盘(DVD)，等等。如在下文中关于包括的流程图所进行的描述，部件存储器304可以存储由部件处理器302执行的指令。
使用SIM也可以组合和实现部件处理器302和部件存储器304。在这样的情况下，SIM将具有相对小的处理器(目前为每秒1/4-1/2百万个指令(MIP))和相对少量存储器(目前为32K字节)。也可以对SIM进行编程以便实现标准，例如蜂窝标准之一(例如GSM11.11)。
如在下文中结合图4所进行的描述，使用例如具有机载存储器的智能卡微控制器可以实现可移动存储装置306，从许多不同制造商能购买到这种智能卡微控制器。在这样的布置中，可移动存储装置306可以与连接器(未图示)可滑动地接合，连接器连接到部件处理器302。在替代方案中，使用CD、3.5英寸盘、诸如跨接驱动器等的可移动式快速装置、RAM、ROM或前述装置的任何组合，能实现可移动存储装置306。可移动存储装置306可以包括机载安全设备，其能保护存储在可移动存储装置306上的信息。在替代方案中，在可移动存储装置306中可以不包括机载(on-board)安全设备。
通讯模块308提供处理部分300和任何其它想要通讯的网络或装置之间的连通性。例如，通过例如可以在蜂窝电话中发现的无线通讯硬件和软件、PDA和/或任何其它无线通讯装置，可以实现通讯模块308。作为选择，可以实施通讯模块308进行有线通讯，在这种情况下，使用网卡例如Ethernet E-card可以实现通讯模块308。另外，如果需要有线通讯，使用常规调制解调器可以实现通讯模块308，配置调制解调器以便在PSTN上与其它调制解调器交换信息。
在专用硬件或更专用硬件中可以实现GPS接收器310，专用硬件从例如SiRF的SiRFstarII GPS基带中心能购买到，使用Fuji或Motorola的芯片组建立更专用硬件。本领域普通技术人员容易理解，GPS接收器310从许多信号源(例如卫星或地面装置)接收无线信号，并且以GPS接收器310为基础计算处理部分300的位置。在操作中，GPS接收器310确定处理部分300的地理位置，并经由总线312把位置信息传递给部件处理器302。
在某些布置中，通过提供有人企图偷盗的装置的地理位置，GPS接收器310可以用作防盗装置。例如，装置可以包括防盗开关(未图示)，当发生企图偷盗装置时防盗开关进行指示。依据这种指示，GPS接收器310中的信息可以报告给处理部分300，处理部分300可以将这种信息发送回例如服务中心。在替代方案中，无需防盗开关，意外的位置变化可以得到报告，并用来检测可能的或实际的盗窃。依据检测的涉嫌盗窃，可以启动一个或多个报告和/或回叫(callback)程序(如下所述)以便报告装置的意外地理变化。
如图4示例中所示，可移动存储装置306的一个示例包括连接到安全控制404的接口402，安全控制404依次连接到存储装置处理器406。可移动存储装置306还包括存储装置存储器408，其通讯地连接到存储装置处理器406。本领域普通技术人员容易理解，如图4示例中所示，使用可购买的智能卡微处理器技术可以实现可移动存储装置306。例如，使用从Samsung Electronics购买的装置可以实现可移动存储装置306。
在实施例中，存储装置存储器408可以存储配置信息、自定义或标准算法、安全和/或网络访问密钥、网址、过程控制参数，等等。如下详述，在存储装置存储器408中存储的一些或所有信息可以传递给部件处理器302。另外，部件处理器302接收的一些或所有信息可以存储在存储装置存储器408中用于以后恢复或使用。
在下文中将参照图5-10详细提供与部件处理器302和可移动存储装置306的相互作用有关的详细操作情况。然而，通常，用与部件(例如图1和2中所示的任一部件)相关的信息对可移动存储装置306进行编程。因为与部件相关的信息存储在可移动存储装置306中，可移动存储装置306可以与处理部分300分开，并且安装在另一处理部分中。因此在现场，通过从以前使用的处理部分300拆下可移动存储装置306，并将可移动存储装置306安装在新的处理部分中，可以更换装置和处理部分而无需对这些装置重新编程。这种布置消除了在现场交换硬件时给处理部分300编程的必要性。
如结合图4的描述，现在将参考图5-10描述处理部分300的部件处理器302和可移动存储装置306的相互作用。具体地，图5和6描述部件处理器302的操作，而图7-10描述可移动存储装置306的操作。
如图5中所示，当部件处理器302在部件处理器的复位脚上接收到复位信号时，部件处理器复位过程500开始。复位信号可以起因于处理器复位线的状态和/或可以起因于处理器刚加电。过程500从初始化部件处理器302开始(块502)。初始化可以包括清除部件处理器的存储器，将处理器的输出端设定到各种预定状态，将计数器回零，清除缓冲器，等等。
初始化(块502)之后，确定是否检测到可移动存储装置(块504)。通过部件处理器302的表决线可以执行检测以确定可移动存储装置306是否存在，所述表决线连接部件处理器302和可移动存储装置306。作为选择，部件处理器302可以启动与可移动存储装置306进行通讯的握手步骤。作为部分握手步骤的一部分，部件处理器302等待从可移动存储装置306接收信号。如果部件处理器302未从可移动存储装置306接收到信号，则部件处理器302确定无可移动存储装置306存在(块504)。
如果检测到无可移动存储装置(块504)，则从部件存储器304读取部件配置信息(块506)，处理部分300使用部件配置信息对部件进行操作。配置信息用来设置和配置部件处理器302，以便部件处理器302准备好与它的相关部件进行操作。
从部件存储器读取配置信息(块506)之后，执行装置程序(块508)。装置程序或多个程序包括由部件处理器302执行的指令，所述指令给定部件处理器302的功能性，部件处理器302需要所述功能性以便与装置信息相互作用，所述装置信息是安装处理部分300的装置所需的或提供的。作为选择，如果检测到可移动存储装置(块504)，则从部件处理器302检测的可移动存储装置306读取配置信息(块510)。
在从可移动存储装置306读取配置信息(块510)之后，确定是否检测到新的可移动存储装置标识符(ID)(块512)。如果未检测到新的可移动存储装置ID(块512)，执行装置程序(块514)。可选的，如果检测到新的可移动存储装置ID(块512)，如在下文中结合图6所进行的描述，执行报告程序(块516)，并且读取存储在可移动存储装置306中的可移动存储装置ID和设置(块518)，其后执行装置程序(块514)。
如图6中所示，可以由部件处理器302执行的报告程序516，从访问可移动存储装置306(块602)和访问GPS接收器310(块604)开始。然后确定报告设备的访问信息(块606)。访问信息可以按照查询表格式存储在可移动存储装置306中，并且可以包括国际互联网协议(IP)地址、电话号码、或任何其它适当访问信息，例如电子邮件地址或网页地址。
已经访问可移动存储装置306和GPS接收器310，并且发现报告设备的访问信息(块602-606)之后，可移动存储装置ID、装置参数、装置位置和任何其它适当信息，从处理部分300报告(下载)给报告设备或服务中心(块608)。报告行为可能需要一个或多个存储在可移动存储装置306中的网络访问密钥。例如，报告设备或服务中心可以由部件供应商、部件维护服务和/或任何其它机构进行操作，理想的是保持部件处理器302和可移动存储装置306之间的变化同步。另外，作为部分报告活动，服务中心可以下载编程信息例如设置和固件和/或将软件从服务中心升级到处理部分。
虽然图5和6属于部件处理器302接收到复位信号时出现的操作，而图7图解了存储装置处理器复位过程示例700，当可移动存储装置306的存储装置处理器406接收到复位信号时可以执行所述过程。如结合部件处理器302所进行的描述，当存储装置处理器406上的复位线保持在特定状态时或存储装置处理器406加电期间，存储装置处理器406可以接收到复位信号。一旦复位，存储装置处理器406就通过复位存储器位置、缓冲器内容、输出端等进行初始化(块702)。
完成初始化(块702)之后，确定可移动存储装置306是否连接到新的部件处理器(例如部件处理器302)(块704)。为了确定可移动存储装置306是否连接到新的部件处理器，可移动存储装置306可以从部件处理器内的特定存储器位置读取标识符(ID)。如果从部件处理器读取的ID与存储在可移动存储装置306中的ID不同，则辨别该部件处理器作为新的处理器(例如不是可移动存储装置306所连接的最后部件处理器)。
如果确定部件处理器不是新的(块704)，则可移动存储装置306将它的设置输出给装置处理器302(块706)。作为选择，如果确定可移动存储装置306所连接的装置处理器是新的(块704)，如结合图8所进行的详细描述，执行回叫过程(块708)，以将信息返回报告给例如报告设备或服务中心。另外，如下所述，回叫过程期间，各种设置或算法可以传递(下载)到可移动存储装置306。因此，回叫过程可以促进信息的双向交换。回叫(块708)结束之后，存储新部件处理器ID(块710)。然后将可移动存储装置306的设置输出给部件处理器302(块706)。
在已经输出设置(块706)之后，执行可移动存储装置程序(块712)。可移动存储装置程序包括由可移动存储装置306的存储装置处理器406执行的各种指令、过程或子过程(例如，可移动存储装置程序可以包括警报程序(图9)、新设置程序(图10)或任何其它适当程序，它们有利于可移动存储装置306和部件处理器302一起进行操作)。
如图8中所示，可以作为部分存储处理器复位过程700而执行的回叫过程708，由从装置处理器读取ID(块802)开始。从装置处理器读取ID(块802)之后，访问GPS接收器(块804)，并且从其中确定处理部分300的位置。
确定处理部分300的地理位置之后，然后访问回叫硬件以允许从可移动存储装置306报告给中心站或服务中心(块806)。通过部件处理器302访问回叫硬件，以便使可移动存储装置306有权访问通讯模块308。通过如GPS接收器310确定的处理部分300的物理位置，可以部分确定设置回叫的机构地址(块804)。例如，处理部分300可以包括查询表，查询表列出各种地理位置和与其对应的回叫信息。作为选择或附加的，查询表可以存储在可移动存储装置306中。在这样的布置中，回叫将设在最接近处理部分300的地理位置上。
本领域普通技术人员将容易理解，通讯模块308经由调制解调器和PSTN线、经由调制解调器和因特网、或经由任何其它适当方便的通讯路径能进行回叫。另外，回叫需要使用一个或多个存储在可移动存储装置306中的网络访问密钥。控制通讯模块308开始回叫之后，ID和装置位置返回报告给中心站或服务中心(块808)。回叫期间，某些或所有设置、参数、算法等可以上载到服务中心用于存储和/或处理。
如图9中所示，也可以对可移动存储装置306和/或部件处理器302进行编程以包括警报过程900。通过执行警报过程900，可移动存储装置306可以从部件处理器302接收有关信息。警报过程900由确定装置信息的输入是否超出在部件处理器302和/或可移动存储装置306内设定的任何阈值(块902)开始。如果无输入超出任何阈值(块902)，警报过程900结束执行并将控制返回到它的调用(calling)程序。
作为选择，如果输入或多个输入超出任何阈值(块902)，可以执行报告警报过程(块904)，在这期间，可移动存储装置306经由部件处理器302可以访问通讯模块308以报告已经发生警报的事实。报告警报过程(块904)完成执行之后，记录警报(块906)，由此在可移动存储装置306和/或部件存储器304存储警报出现的指示。已经记录警报之后，警报过程900结束它的执行。
通过可移动存储装置306和/或部件处理器302可以执行新设置过程1000(如图10中所示)，以确保部件处理器302内的设置精确地反映在可移动存储装置306中。当接收到新设置(块1002)时，新设置过程1000开始。经由通讯模块308和部件处理器302可以接收新设置。
新接收的设置存储在可移动存储装置306内的存储器408中(块1004)，并且所述过程将控制返回到它的调用程序。后序指令可以把新设置从可移动存储装置306装载到部件处理器302和/或部件存储器304。
虽然本文中已经描述了根据本发明的示教而构造的某些装置，但这个专利的覆盖范围不局限于此。相反，这个专利覆盖所有装置、方法、以及根据本发明的示教而制造的产品，它们按照字面意思或根据等效原则公正地落入附属权利要求的范围。
权利要求
1.一种用第二现场装置替换过程控制系统的第一现场装置的方法，其中第一现场装置包括可移动数据存储装置，所述方法包括从第一现场装置取出可移动数据存储装置；从过程控制系统移去第一现场装置；将第二现场装置安装在过程控制系统中；以及将可移动数据存储装置安装在第二现场装置中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中可移动数据存储装置包括智能卡。
3.根据权利要求2所述的方法，其中从第一现场装置取出可移动数据存储装置包括从第一现场装置内的连接器中将智能卡滑出。
4.根据权利要求2所述的方法，其中将可移动数据存储装置安装在第二现场装置中包括将智能卡滑入第二现场装置内的连接器。
5.根据权利要求2所述的方法，其中还包括从第一现场装置取出智能卡之前，将第一现场装置内的信息传递到智能卡中。
6.根据权利要求2所述的方法，其中还包括将存储在智能卡内的信息传递到第二现场装置中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中存储在智能卡内的信息包括装置配置数据。
8.根据权利要求6所述的方法，其中存储在智能卡内的信息包括现场装置配置数据。
9.根据权利要求6所述的方法，其中存储在智能卡内的信息包括过程控制系统数据。
10.根据权利要求6所述的方法，其中存储在智能卡内的信息包括由第二现场装置执行的指令。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述指令包括阈值比较指令。
12.根据权利要求6所述的方法，其中存储在智能卡内的信息包括过程控制变量阈值。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括执行报告过程以便将信息从第二现场装置传递给另一个位置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中将信息从第二现场装置传递给另一个位置包括传递一个或多个配置信息和编程信息。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述报告过程包括确定第二现场装置的地理位置。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述报告过程包括在第二现场装置从另一个位置接收信息。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将信息从第二现场装置传递给另一个位置包括传递一个或多个配置信息和编程信息。
18.根据权利要求17所述的方法，其中另一个位置包括服务中心。
19.一种配置现场装置的方法，所述方法包括将编程的可移动数据存储装置安装在现场装置中，其中所述编程的可移动数据存储装置包括与现场装置相关的信息；以及访问与现场装置相关的信息。
20.根据权利要求19所述的方法，其中可移动数据存储装置包括智能卡。
21.根据权利要求20所述的方法，其中将编程的可移动数据存储装置安装在现场装置中包括将智能卡滑入现场装置内的连接器中。
22.根据权利要求19所述的方法，还包括将与现场装置相关的信息从编程的可移动数据存储装置传输到现场装置的存储器中。
23.根据权利要求19所述的方法，还包括将与现场装置相关的信息存储在可移动数据存储装置中。
24.根据权利要求19所述的方法，其中与过程控制装置相关的信息包括装置配置信息。
25.根据权利要求19所述的方法，其中与过程控制装置相关的信息包括过程控制系统数据。
26.根据权利要求19所述的方法，其中与过程控制装置相关的信息包括由现场装置执行的指令。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述指令包括阈值比较指令。
28.根据权利要求19所述的方法，其中与过程控制装置相关的信息包括过程控制变量阈值。
29.根据权利要求19所述的方法，还包括将一个或多个配置信息和编程信息从另一个位置传输到现场装置。
30.根据权利要求29所述的方法，其中另一个位置包括服务中心。
31.一种过程控制装置，包括装置处理器；存储器，其连接到装置处理器并存储由装置处理器执行的指令，其中所述存储器还存储与过程控制装置相关的过程控制信息；连接到装置处理器的可移动存储装置，其中可移动存储装置存储由装置处理器提供的过程控制信息，其中可移动存储装置与装置处理器可滑动地接合。
32.根据权利要求31所述的过程控制装置，其中可移动数据存储装置包括智能卡。
33.根据权利要求31所述的过程控制装置，其中过程控制信息包括过程控制数据。
34.根据权利要求31所述的过程控制装置，其中过程控制信息包括由装置处理器执行的指令。
35.根据权利要求31所述的过程控制装置，其中过程控制信息包括一个或多个访问密钥。
36.根据权利要求35所述的过程控制装置，其中一个或多个访问密钥包括网络密钥。
37.根据权利要求35所述的过程控制装置，其中一个或多个访问密钥包括用于访问可移动数据存储装置的访问密钥。
38.根据权利要求31所述的过程控制装置，还包括定位装置。
39.根据权利要求38所述的过程控制装置，其中过程控制信息包括指令，以便过程控制装置位置变化时将过程控制装置的位置报告给另一个位置。
40.根据权利要求39所述的过程控制装置，其中另一个位置包括服务中心。
41.根据权利要求38所述的过程控制装置，还包括盗窃检测装置，其中过程控制信息包括指令，以便将过程控制装置的位置报告给另一个位置以响应来自盗窃检测装置的信号。
42.根据权利要求41所述的过程控制装置，其中盗窃检测装置包括防盗开关。
43.一种与现场装置一起使用的可移动存储装置，所述可移动存储装置包括接口，与现场装置相关的过程控制数据可以通过该接口；连接到接口的安全控制，其中安全控制限制访问存储在可移动存储装置中的信息；连接到安全控制的处理器，其被配置来从安全控制接收过程控制数据；以及存储器，其连接到处理器并存储过程控制数据。
44.根据权利要求43所述的可移动存储装置，其中过程控制数据包括过程控制数据。
45.根据权利要求43所述的可移动存储装置，其中过程控制数据包括要执行的指令。
46.根据权利要求43所述的可移动存储装置，其中过程控制数据包括允许访问无线网的密钥。
全文摘要
本文公开了方法、装置和制造的产品，它们在控制系统中提供模块监测、控制和装置管理。根据本方法的一个示例，用第二现场装置替换过程控制系统的第一现场装置，其中第一现场装置包括可移动数据存储装置，所述方法包括从第一现场装置取出可移动数据存储装置；从过程控制系统移去第一现场装置；将第二现场装置安装在过程控制系统中；以及将可移动数据存储装置安装在第二现场装置中。
文档编号G05B19/042GK1591250SQ20041001196
公开日2005年3月9日 申请日期2004年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者罗恩·埃迪, 马克·J·尼克松, 迈克尔·L·谢尔登 申请人:费舍-柔斯芒特系统股份有限公司