用于配置控制系统的现场设备的系统和方法
【专利摘要】本发明提供了用于配置控制系统的现场设备的系统和方法。该系统包括用于与耦接到现场设备的无线适配器通信的移动计算设备。该移动计算设备经由无线网络通信模块接收应用模块。该应用模块当被处理器执行时经由无线直接通信模块配置该现场设备。该移动计算模块包括用户友好的图像显示器，以提供并且接收与该现场设备的配置相关联的信息。
【专利说明】用于配置控制系统的现场设备的系统和方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本文的公开整体而言涉及控制系统，并且更具体而言涉及用于配置并且/或者校准控制系统中使用的现场设备的系统、设备和方法。
【背景技术】
[0003]包括过程控制系统和安全仪表系统(SIS)的控制系统典型而言实现一个或多个控制器以控制过程和安全系统。这些系统中的控制器频繁地使用现场设备来执行控制环境中的各种功能。在水平面控制系统中，现场设备可以例如用于控制并且/或者监视收集罐中的液体的数量。当该液体的水平面到达预先确定的位置(高或低)时，控制系统可以利用其中一个现场设备如阀调整进入或离开该收集罐的液体的流量来进行响应。
[0004]在许多控制系统中，周期性地配置并且校准现场设备。控制系统人员通常使用手持设备来配置或校准现场设备。这些控制系统人员将从手持设备延伸的导线连接到现场设备，并且然后在输出设备上运行用于配置现场设备的应用模块。
[0005]在许多实例中，现场设备位于控制系统人员难以触及并且/或者对于控制系统人员而言触及有危险的远程区域中。现场设备可能例如位于水下或者在受污染环境中。在到达现场设备的位置之前，控制系统人员必须将应用模块安装到手持设备上。应用模块可能最初存储在位于远程位置 或因特网上的库或数据库上。控制系统人员必须周期性地将手持设备连接到该库或数据库，以将新的或已修改的应用模块下载到手持设备上。在一些实例中，控制系统人员必须被授予将应用模块下载到手持设备上的许可。请求并且接收许可以下载应用模块的过程可能花费数天或数周。随着大量手持设备用于配置遍及全世界的控制系统中的现场设备，存在相当大数量的与用于手持设备的应用模块的版本的调节和控制相关联的时间和努力。
【发明内容】
[0006]本文描述了用于配置控制系统中的现场设备的示例性的系统和方法。根据本发明的涉及用于控制过程或安全条件的控制系统的第一示例性方案，该控制系统包括耦接到该过程并且被配置为调节过程条件的现场设备。传感器耦接到该过程并且被配置为针对与该过程条件相关联的事件触发的发生来监视该过程。该控制系统还包括:可操作地耦接到该现场设备的无线适配器；耦接到无线通信网络并且能够存储一个或多个应用模块的远程设备，以及移动计算设备。移动计算设备包括处理器、存储器设备、无线网络通信模块和无线直接通信模块。该无线网络通信模块耦接到该处理器并且允许该移动计算设备与该远程存储器设备之间的无线通信。该无线直接通信模块耦接到该处理器并且允许该移动计算设备与该无线适配器之间的直接无线通信。该控制系统还包括经由该无线通信网络从该远程设备接收的应用模块。当该应用模块在该处理器上被执行时允许该移动计算设备经由该无线直接通信模块配置该现场设备。
[0007]根据本发明的涉及具有用于控制过程或安全条件的现场设备的控制系统的第二示例性方案，该控制系统包括:移动计算设备，该移动计算设备具有用于助于该现场设备的配置的处理器；耦接到无线通信网络并且能够存储一个或多个应用模块的远程设备；可操作地耦接到该现场设备的无线适配器；以及能够助于在该移动计算设备与该现场设备之间的无线直接通信的无线直接通信模块。该控制系统还包括由该移动计算设备经由该无线网络通信模块接收的应用模块，并且当该应用模块在该移动计算设备的该处理器上被执行时，该应用模块经由在该移动计算设备与该无线适配器之间建立的无线直接通信来配置该现场设备。
[0008]根据本发明的涉及用于配置控制系统的现场设备的移动计算设备的第三示例性方案，其中，该移动计算设备能够无线通信，该移动计算设备包括:用于助于该现场设备的该配置的处理器；耦接到该处理器的存储器设备；用于允许无线通信网络上的无线网络通信的无线网络通信模块；用于允许该移动计算设备与该现场设备之间的无线直接通信的无线直接通信模块。该移动计算设备还包括经由该无线网络通信模块接收的应用模块，并且当该应用模块在该移动计算设备的该处理器上被执行时，该应用模块经由在该移动计算设备与该现场设备之间建立的无线直接通信来配置该现场设备。
[0009]根据本发明的涉及用于配置控制系统的现场设备的移动计算设备的第四示例性方案，其中，该现场设备能够无线通信，该移动计算设备包括:用于助于该现场设备的该配置的处理器；以及用于允许该移动计算设备与该现场设备之间的无线直接通信的无线直接通信模块。该移动计算设备还包括应用模块和接口模块，其中，当该应用模块在该处理器上被执行时经由在该移动计算设备与该现场设备之间建立的无线直接通信来配置该现场设备，该接口模块包括用于助于与该应用模块的交互的显示器屏幕。
[0010]进一步根据前述第一、第二、第三和第四示例性方案中的任意一个或多个，控制系统和/或移动计算设备可以进一步包括以下优选形式中的一个或多个。
[0011]在一个优选形式中，该移动计算设备包括耦接到该处理器的存储器设备，并且该应用模块存储在该存储器设备上。
[0012]在另一个优选形式中，该移动计算设备包括经由该无线网络通信模块接收的消息，该消息包括与该应用模块相关联的信息。
[0013]在另一个优选形式中，该无线适配器集成在该现场设备的电路中。
[0014]在另一个优选形式中，该无线适配器附接在该现场设备内部或外部。
[0015]在另一个优选形式中，该移动计算设备包括能够获得该移动计算设备的地理或物理位置的定位模块。
[0016]在另一个优选形式中，该应用模块与该移动计算设备或该现场设备的地理或物理位置相关联。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是具有过程控制系统和安全系统的示例性过程工厂的方框图。
[0018]图2是示出了根据本文公开的实施方式的教导来组装的示例性系统拓扑的方框图。[0019]图3是用于图2的系统的移动计算设备的一个实施方式的方框图。
[0020]图4是用于图2的系统的无线适配器的一个实施方式的方框图。
[0021]图5是用于根据本发明的教导来配置现场设备的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]在图1中，示例性过程工厂10被显示为包括过程控制/安全控制节点12，该过程控制/安全控制节点12可以包括与(虚线中所描绘的)安全系统16集成的过程控制系统
14。安全系统16通常作为安全仪表系统(SIS)来操作并且可以监视过程控制系统14的操作以确保过程工厂10的安全操作。如果有必要，则安全系统16可以越过过程控制系统14的控制。
[0023]过程工厂10还包括一个或多个工作站17或计算设备，该计算设备可以是例如任意类型的计算机。每个工作站17可以包括处理器18、存储器设备19和/或用户接口 20，用户接口 20为如可以由控制系统人员接入的显示监视器和/或键盘。工作站17被显示为经由公共通信线路或总线22连接到过程控制/安全控制节点12并且连接到外部存储器设备21。可以使用任意希望的基于总线的或非基于总线的硬件、硬接线的或无线的通信结构或合适的通信协议如以太网协议来实现通信总线22。过程控制系统设备和安全系统设备经由可以提供在被不同的过程控制器和输入/输出设备所附接的公共底板24上的总线结构可操作地连接在一起。
[0024]过程工厂10还包括至少一个具有处理器28的过程控制器26以及一个或多个过程控制系统输入/输出(I / O)设备30、32、34。过程控制系统I / O设备30、32、34中的每一个连接到图1中作为控制器现场设备40所示出的与过程控制相关的现场设备的集合。控制器26、1 / O设备30、32、34和现场设备40、42整体地构成过程控制/安全控制节点12的过程控制系统14。
[0025]过程控制器26仅作为一个实例可以是由爱默生过程管理(Emerson ProcessManagement)所销售的DeltaV?控制器或者任意其他希望类型的过程控制器，过程控制器26被编程为使用I / O设备30、32、34和现场设备40、42提供过程控制功能。具体而言，控制器26的处理器28与现场设备40、42和工作站17协作地实现或者监视一个或多个控制过程或控制策略，以按照任意希望的方式控制过程工厂10或该过程工厂的一部分。现场设备40、42可以具有任意希望的类型，如传感器、阀、发射器、定位器等等，并且可以符合任意希望的开放式的、私有的或其他的通信或编程协议，该编程协议包括例如(如对于现场设备40所示的)利用4-20ma信号的HART协议、任意总线协议例如(如对于现场设备42所示的)Foundation? Fieldbus协议或者CAN、Profibus和AS接口协议，这仅仅例举一小部分。类似地，I / O设备30、32、34中的每一个可以是使用任意合适的通信协议的任意已知类型的过程控制I/O设备。
[0026]控制器26可以被配置为按照任意希望的方式实现控制过程或控制策略。控制器26可以例如使用通常所谓的功能块来实现控制策略，其中，每个功能块是总控制例程的一个部分或对象并且(经由被称为链路的通信)结合其他功能块来进行操作以实现过程控制系统14之中的过程控制循环。功能块典型地执行以下之中的一个:输入功能，如与发射器、传感器或其他过程参数测量设备相关联的输入功能；控制功能，如与用于执行PID、模糊逻辑等等控制的控制例程相关联的控制功能；或者用于控制一些设备如阀的操作以执行过程控制系统14中的一些物理功能的输出功能。这些功能块以及其他类型的功能块的混合也可以存在。虽然在本文中使用包括面向对象编程范例的功能块控制策略来提供控制系统的描述，但是还可以使用其他惯用方法如梯形逻辑或顺序功能图或者使用任意其他希望的编程语言或范例来实现或设计该控制策略或控制例程或控制循环或控制模块。
[0027]为了本文公开的目的，术语控制策略、控制例程、控制模块、控制功能块、安全模块、安全逻辑模块、控制循环本质上表示用于控制过程或安全系统所执行的控制程序，并且这些术语在本文可以互换地使用。然而，为了下文的讨论的目的，将使用术语控制模块。应该进一步注意到如果有需要则本文所述的控制模块可以具有由不同的控制器或其他设备实现或执行的部件。另外，在过程控制系统14和/或安全系统16中执行的本文所述的控制模块可以具有任意形式，包括软件、固件、硬件和它们的任意组合。可以例如用任意希望的软件格式如使用梯形逻辑、顺序功能图、控制例程图、面向对象编程或任意其他软件编程语言或设计范例来实现控制模块，其中，该控制模块可以是控制例程或者控制程序的任意部分如子例程或者子例程的一部分(例如几条代码)。类似地，此处描述的控制模块可以例如被硬编码到一个或多个EPROM、EEPR0M、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑控制器(PLC)或任意其他硬件或固件元件中。可以使用包括图形设计工具或任意类型的软件/硬件/固件编程或设计工具的设计工具来设计控制模块。
[0028]可以在控制器的处理器28上执行可以在控制器26上的存储器38中存储的一个或多个控制模块36，这典型地是当这些功能块被使用或者与标准4一20ma设备和一些类型的智能现场设备如HART设备相关联时的情况。控制模块36也可以被存储在系统10之中的其他存储器位置19、21上或者被现场设备40、42自己执行，这可能是使用现场总线(Fieldbus)设备的情况。
[0029]过程控制/安全控制节点12的安全系统16包括一个或多个安全系统逻辑解算器50、52。逻辑解算器50、52中的每一个是具有能够执行安全逻辑模块58的处理器54的安全控制器(总是被另称为I / O设备)。可以与控制模块36类似的安全逻辑模块58可以存储在一个或两个逻辑解算器50、52的存储器设备56中。逻辑解算器50、52被可通信地连接，以向安全控制现场设备60、62提供并且/或者从安全控制现场设备60、62接收信号。安全控制器50、52以及安全控制现场设备60、62整体地构成图1的安全系统16。
[0030]安全现场设备60、62可以是符合或者使用如上所述的任意已知的或希望的通信协议的任意希望的类型的现场设备。具体而言，现场设备60、62可以是这样一种与安全相关的现场设备，其中，由独立的专用的与安全相关的系统如液体水平面检测器或紧急关停(ESD)阀来常规地控制该现场设备。在图1中所示的过程工厂10中，安全现场设备60被描述为使用专用的或点对点的通信协议如HART协议，而安全现场设备62被描述为使用总线通信协议如现场总线协议。通常将作为安全系统16的一部分的安全设备(控制器50、52和安全系统现场设备60、62)认为是安全设备，这典型而言意味着这些设备必须通过评估程序以便被合适的主体评估为安全设备。
[0031](由经过过程控制器26、1/ O设备30、32、34以及安全控制器50、52的虚线所指示的)底板24用于将过程控制器26连接到过程控制I / O卡30、32、34以及连接到安全控制器50、52。过程控制器26还可通信地耦接到总线22并且作为总线仲裁器来操作，以使得I / O设备30、32、34和安全控制器50、52中的每一个能够经由总线22与工作站17和/或存储器设备21通信。底板24还使得安全控制器50、52能够彼此通信并且协调由这些设备中的每一个实现的安全功能，以彼此通信数据或者执行其他集成的功能。
[0032]显示模块(未显示)可以存储在工作站17的存储器19中。然而，如果希望则可以在不同的工作站中或者在与过程工厂10相关联的另一个计算设备中存储并且执行显示模块。显示模块可以是例如使得用户能够操作数据值(例如执行读取或写入)从而更改控制系统14和安全系统16中的任意一个或两个之内的控制模块36或安全模块58的操作的任意类型的接口。因此，如果例如具体地对于与控制系统12相关联的控制模块36或者对于现场设备40、42中的一个现场设备做出了写入，则显示模块使得该写入能够进行。另夕卜，如果例如具体地对于与安全系统16相关联的安全逻辑模块58或者对于现场设备60、62中的一个现场设备做出了写入，则显示模块使得该写入能够发生。
[0033]大体上，本发明的控制系统被配置为响应于目标或者与过程条件相关联的事件触发的发生。控制器包括一个或多个控制模块，其中，可以由一个或多个控制器执行该一个或多个控制模块以经由耦接到过程的一个或多个现场设备控制该过程。过程或安全信息被一个或多个现场设备获得并且被提供给控制系统人员和/或控制器，其中，如果有必要则可以调整过程或安全系统。例如，在采用储液罐的水平面检测过程中，控制器可以与一个或多个现场设备合作以监视罐中保持的液体的数量并且通过打开并且/关闭入口和/或出口阀来控制液体中保持的液体的数量。
[0034]控制系统的合适的管理需要控制系统人员配置系统的现场设备。虽然在控制系统或控制回路的初始建立期间配置现场设备，但是通常执行现场设备的周期的调整和重新配置。这样，配置现场设备可能包括重配置、校准并且重校准现场设备。图2描述了本发明的一个示例性实施方式，其中，在该实施方式中利用无线计算设备206配置控制系统212的现场设备210。具体而言，无线计算设备206能够基于无线通信网络200与库、数据库、存储器设备、客户端设备、服务器设备或仓库通信，以获得用于配置现场设备210的应用模块。无线计算设备206还能够经由无线适配器208与现场设备210直接通信，其中，无线适配器208助于应用模块的执行以配置现场设备。
[0035]根据本发明的一个实施方式，在图3中描述了能够与控制系统的现场设备无线地交互的示例性移动计算设备300。在下文的描述中，参考移动计算设备300或移动电话设备。这些术语用于指代能够下载、安装并且运行一个或多个应用模块的移动设备。移动计算设备300通常可以被称为智能电话并且一般可以包括具有移动电话的个人数字助理(PDA)的一个或多个功能。移动计算设备300可以例如包括便携式媒体播放器、数码相机、视频相机、GPS导航单元、配置设备和/或校准设备的功能。多用途移动计算设备300还可以包括用户接口如键盘和/或触摸传感屏幕以及能够显示标准或移动优化版网页和网站的网络浏览器。移动计算设备300还能够进行由W1-Fi和移动宽带技术提供的高速数据接入并且获得并且/或者与电话服务和协议如TDMA、CDMA, GSM和VoIP电话交互。移动计算设备 300 的一些实例包括 BlackBerry?、iPhone?、iPad?、Nexus? 等等
[0036]移动计算设备300可以包括处理器302，其中，处理器302可操作地耦接到:移动操作系统(MOS) 316、一个或多个通信模块304、存储器设备310、应用模块318、用户接口模块326和定位模块332。安装在移动计算设备300上的移动操作系统(OS) 316可以包括任意类型的能够操作移动计算设备的操作系统，包括但不限于Google的Android、Apple的iOS、Nokia 的 Symbian、RIM 的 BlackBerry OS、Samsung 的 Bada、Microsoft 的 Windows Phone、Hewlett-Packard 的 webOS 以及嵌入式 Linux 分布如 MeeGo、Maemo 和 Moblin。
[0037]移动计算设备300的存储器设备310可以包括随机访问存储器(RAM) 312和只读存储器(R0M)314。其他存储组件或类型可以被包括在移动计算设备300中，例如并且不限于可编程只读存储器(PROM)、可擦写可编程只读存储器(EPROM)、闪存、动态随机访问存储器(DRRAM)、静态随机访问存储器(DRAM)、磁阻RAM(MRAM)和相变RAM(P-RAM、PCM)。
[0038]存储在移动计算设备300的存储器310上的可以是一个或多个能够被处理器302执行的应用模块318。可以经由通信模块304向移动计算设备300提供应用模块318。具体而言，可以经由无线网络通信模块308从可操作地耦接到无线通信网络的远程设备获取可能最初被存储在该远程设备上的应用模块318。远程设备可以包括存储器设备或能够存储应用模块的组件如数据库、客户端设备、服务器设备或另一个移动计算设备。无线通信网络可以是可以例如专用和/或公共网络传输的广域网(WAN)如电信网络或因特网。电信网络可以利用固线网络和无线网络并且还可以包括租用线路、电路交换、分组交换和/或小区中继，以向数百以及数千英里外发射信息和/或数据。
[0039]当在移动计算设备300的处理器302上执行应用模块318时，应用模块318可以执行一个或多个功能。配置模块320的执行可以例如助于配置控制系统中的具体现场设备以便操作。另一个应用模块318例如校准模块322的执行可以助于控制系统中的具体现场设备的校准。虽然配置和校准的功能可以包括不同的步骤，但是可以在两个功能之间共享类似的步骤。因此要理解，配置可以包括校准并且校准可以包括配置，并且配置和校准的功能可以互换地使用，除非很显然意味着不能这样。
[0040]无线直接通信模块306助于移动计算设备300与控制系统的具体现场设备之间的直接无线通信。无线直接通信模块306可以配置个域网(PAN)或无线个域网(WPAN)以将移动计算设备300唯一地连接到具体现场设备。蓝牙或红外数据关联(IrDA)可用于无线地互连移动计算设备300和具体现场设备。其他无线通信协议也可用于建立移动计算设备300与具体现场设备之间的唯一的无线通信,例如蓝牙智能、ANT+、W1-Fi Direct、近距离通信和射频识别(RFID)协议。
[0041]移动计算设备300的用户接口模块326助于控制系统人员与控制系统之间的交互。具体而言，用户接口(Π) 328可以包括键盘334和显示器屏幕336。显示器屏幕336可以响应于触摸并且包括一个或多个触摸板338。控制人员可以通过经由键盘334和显示器屏幕336向应用模块提供信息例如输入，与应用模块318的执行交互。控制人员还可以经由显示器屏幕336接收来自应用模块的信息例如输出。可以由控制人员经由用户接口 326操作在显示器屏幕336上提供的信息。具体而言，可以用各种方式例如图表、表格、图形来比较、排列、给出或显示各种数量和类型的信息。UI328还可以包括可以与其他用户接口模块326集成并且/或者合并的跟踪板、跟踪球、拇指轮等等。另一个用户接口模块326可以是图形用户接口(GUI) 330，如可以存储在移动计算设备300的存储器320上的软件模块。为了清楚起见，在图3中将描述GUI330为独立的模块。然而，可以用其他合适的方式提供⑶1330。⑶1330可以例如包括可以经由预定义的应用编程接口(API)调用的应用模块318的库、应用可以在运行时间解释的脚本或者其他独立的应用模块。[0042]移动计算设备300还可以包括定位模块332或移动定位单元(MPU)，其包括定位技术组件如基于联网的全球定位系统或由控制系统人员的手动输入以获得地理或物理位置或方位。在一些实例中，定位模块332可以例如操作为W1-Fi通信模块的组件或功能。由移动计算设备300获得的应用模块可以与移动计算设备和/或邻近现场设备的地理位置相关联。经由无线通信网络可接入的应用模块可以例如与一个或多个地理位置相关联。当移动计算设备300从无线网络获得应用模块318如配置模块320或校准模块322时，移动计算设备300的地理位置可用于获取与移动计算设备和/或靠近该移动计算设备的现场设备的具体地理位置相关联的具体应用模块。这样，控制系统人员可以通过将兼容的或可用的应用模块与兼容的或可用的现场设备匹配或关联，利用具体现场设备来控制具体的应用模块的使用。
[0043]在图4中显示了在应用模块的执行期间结合移动计算设备使用的无线适配器400的一个实施方式。无线适配器400助于移动计算设备与控制系统的现场设备之间的通信。无线适配器400可操作地耦接到现场设备并且被集成在现场设备的电路中或者内部或外部地附接到现场设备(见例如图2)。可以由电池或现场设备提供无线适配器400的电源。普通节能技术可用于对无线适配器400供电，其中，可以使用定时器、睡眠模式、传感器等等。无线适配器400包括可操作地耦接到存储器设备404、通信模块412、I / O接口 418和I / O端口 420的处理器402。
[0044]无线适配器400的通信模块412包括无线直接通信模块414，其中，无线直接通信模块414能够与移动计算设备300的无线直接通信模块306协作以助于移动计算设备与现场设备之间的无线信息的传输。当移动计算设备执行应用模块时，可以经由无线适配器400的无线直接通信模块414与移动计算设备300的无线网络通信模块308之间的协作，在移动计算设备与现场设备之间传输信息。即无线适配器400可以经由蓝牙、蓝牙智能、ANT+,IrDA、W1-Fi直连、近距离通信、WPAN或射频识别(RFID)协议唯一地与移动计算设备300交互。虽然本发明的实施方式描述具有单个无线直接通信模块414的无线适配器400，但是设想可以利用包括能够根据多个不同的无线过程通信协议来允许通信的多个无线直接通信模块的无线适配器来实施本发明的实施方式。
[0045]无线适配器400的存储器设备404可以包括随机访问存储器(RAM)406、只读存储器(ROM) 408和/或任意其他类型或组成的电子存储器，例如PROM、EPR0M、闪存、DRAM、SRAM、MRAM、P-RAM和PCM。在无线适配器400的存储设备404上存储的可以是一个或多个应用模块410。可以经由无线适配器400的无线直接通信模块414与移动计算设备300的无线直接通信模块306之间的协作，从移动计算设备300接收应用模块410。除了可由移动计算设备300执行的应用模块之外，无线适配器400的处理器402可以执行这样一种应用模块，其中，可以在该应用模块中执行一个或多个功能如配置或校准控制系统的具体现场设备。可以经由无线适配器400的无线直接通信模块414与移动计算设备300的无线直接通信模块306之间的协作，将与无线适配器400的处理器402进行的应用模块410的执行相关的信息直接无线地发送到移动计算设备300。
[0046]无线适配器400可以包括另一个通信模块412如有线网络通信模块416以助于现场设备与控制系统的控制器之间的有线通信。有线网络通信模块416能够提供与无线适配器400相关联的具体现场设备与控制系统的网络通信总线之间的通信介质。I / O接口 418和/或I / O端口 420可以耦接到该具体现场设备的一个或多个组件如传感器或阀，其中，可以向有线网络通信模块416提供相关控制和/或数据信息。
[0047]无线适配器400也可以包括定位模块(未显示)或移动定位单元(MPU)，其包括定位技术组件如基于联网的全球定位系统(GPS)或由控制系统人员的手动输入以获得无线适配器的地理或物理位置或方位。在一些实例中，定位模块可以例如操作为W1-Fi通信模块的组件或功能。存储在无线适配器400的存储器404上或者由无线适配器的处理器402执行的的应用模块400可能需要与无线适配器和/或现场设备的位置相关联。例如包括与无线适配器400和/或邻近无线适配器的现场设备的地理位置的关联的应用模块可以存储在无线适配器的存储器404中并且/或者由无线适配器的处理器402执行。这样，控制系统人员可以通过将兼容的或可用的应用模块与兼容的或可用的无线适配器或现场设备匹配或关联，利用具体无线适配器或现场设备来控制具体的应用模块的使用。
[0048]图5描述了可用于上述的本发明的任意配置的本发明的示例性方法的流程图500。移动计算设备无线地耦接到无线适配器(方框502)。可以根据任意直接无线通信协议如蓝牙、蓝牙智能、ANT+、IrDA、W1-Fi直连、近距离通信、WPAN或射频识别(RFID)协议，发生移动计算设备与无线适配器的耦接。移动计算设备与无线适配器中的任意一个或两个可以例如搜索或搜寻具体范围内的其他兼容无线设备。在识别另一个兼容无线设备之后，该设备可以加入互联协议，其中，该设备中的任意一个或两个可以对彼此进行确认并且在确认之后进行连接。在已经无线地连接移动计算设备与无线适配器之后，执行应用模块(方框504)。应用模块可以包括用于配置耦接到无线适配器的现场设备的例程。应用模块可以利用与移动计算设备的一个或多个用户接口模块来允许控制人员经由触摸屏幕与应用模块交互。控制人员可以经由移动计算设备的用户接口，设置或修改应用模块的一个或多个操作和/或参数。可以在移动计算设备和无线适配器中的任意一个或两个的的处理器上执行应用模块。可以经由移动计算设备的用户接口模块记录(方框506)、修改并且/或者图形地显示并且/或者在控制系统人员可接入的存储设备中存储与应用模块相关的信息。可以例如在移动计算设备的屏幕上显示应用模块的执行的状态或结果如配置或校准例程。还可以经由与移动计算设备的屏幕的交互，获取各种其他数据。在应用模块已完成执行之后，可以从无线适配器解耦移动计算设备(方框508)。
[0049]从上文的描述显而易见移动计算设备如智能电话可以例如被控制系统人员用于配置控制系统中的现场设备。移动计算设备的用户接口模块可以在显示器屏幕上提供触摸传感图形。该图形提供用户友好的接口，以便控制系统人员与应用模块交互以用于配置现场设备。以前经由LED和LEC外围设备上以看起来加密的格式在现场设备上显示的信息通常需要代码和图表来解密在外围设备上显示的LED的首字母缩写和图像。现在可以在无线计算设备的屏幕上清楚地并且图形地给出并且操作该信息。通过降低或者消除在现场设备处的LED和IXD外围设备，可以显著地降低与这些外围设备有关的相关成本和功耗。移动计算设备和无线适配器的无线能力允许从控制系统接收与应用模块相关联的消息或通知。发送到移动计算设备的消息或通知可以包括这样一种信息，其中该信息用于通知具体应用模块的更新是可用的。可以从控制或分配设备自动地向移动计算设备发送还可以包括已更新应用模块的该消息。也可以响应于请求如从移动计算设备发射的信息，发送该消息。控制或分配设备可以经由单独的或广播的消息收发，提供用于存储应用模块并且分配应用模块的单个资源。应用模块的单个资源辅助确保应用模块的控制和分配在控制系统中的使用。本发明的无线方案还避免与一般必须被物理地连接到应用模块的源头和现场设备的已知的手持设备相关联的固有的过程和时间约束。
[0050]虽然在本文已经描述了特定示例性方法、装置和制造物，但是本发明的覆盖范围不限于此。相反，本发明覆盖在文字上或者在等效教义之下清楚地落入所附权利要求的范围之中的所有方法、装置和制造物。
[0051]在整个该说明书中，多个实例可以将所述组件、操作或结构实现为一个实例。虽然一个或多个方法的单独的操作被示出并且描述为独立的操作，但是可以同时地执行一个或多个方法的单独的操作，并且完全不需要按所示出的顺序执行一个或多个单独的操作。可以将示例性配置中作为独立的组件给出的结构和功能实现为组合的结构或功能。类似地，可以将作为单独的组件给出的结构和功能实现为独立的组件。这些以及其他变形、修改、添加和改进落入本文的主题的范围中。
[0052]控制系统10可以例如包括但不限于LAN、MAN、WAN、移动、有线或无线网络、专用网络或虚拟专用网络的任意组合。此外，虽然在图1中示出了一个工作站来简化并且阐明说明书，但是要理解支持并且可以实现任意数量的工作站或用户接口。
[0053]另外，特定实例在本文中被描述为包括逻辑或大量组件、模块或装置。模块可以构成软件模块(例如实现在机器可读介质上或传输信号中的代码)或硬件模块。硬件模块是能够执行特定操作并且可以用特定方式被配置或排列的有形单元。在示例性实施方式中，一个或多个计算机系统(例如，独立的客户端或服务器计算机系统)或者计算机系统的一个或多个硬件模块(例如处理器或处理器组)可以通过软件(例如应用或应用部分)被配置为用于执行如本文所述的特定操作的硬件模块。
[0054]在各种实例中，可以机械地或电子地实现硬件模块。硬件模块可以例如包括被永久地配置为执行特定功能的专用电路或逻辑，例如专用处理器如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。硬件模块还可以包括临时地被软件配置为执行特定操作的可编程逻辑或电路(例如被包括在通用处理器或其他可编程处理器中)。将要认识到，可以由成本和实际考虑来达成用于在专用并且永久配置的电路中或者在临时配置的电路(例如由软件配置电路)中机械地实现硬件模块的决定。
[0055]因此，术语硬件应该被理解为包括有形实体，只要该实体被物理构造为、被永久配置为(例如硬线连接的)或者被临时配置为(例如被编程为)以特定方式进行操作或者执行本文所述的特定操作。考虑硬件模块被临时配置(例如被编程)的实施方式，无需每次都在每个实例中配置或实例化每个硬件模块。例如在硬件模块包括使用软件来配置的通用处理器的情况中，该通用处理器可以在不同时间被配置为各种不同的硬件模块。因此软件可以例如将处理器配置为在一个时间的示例构成具体的硬件模块并且在不同时间的实例构成不同的硬件模块。
[0056]硬件模块和软件模块可以向其他硬件模块和/或软件模块提供并且从其他硬件模块和/或软件模块接收信息。因此，所述硬件模块可以被视为被可通信地耦接。在多个该硬件模块或软件模块同时存在的情况中，可以通过用于连接硬件模块或软件模块的信号传输(例如基于合适的电路和总线)实现通信。在多个硬件模块或软件模块在不同时间上被配置或者实例化的情况中，可以例如经过存储器结构中的信息的存储和获取来实现该硬件模块或软件模块之间的通信，其中，硬件模块或软件模块具有到该存储器结构的通路。一个硬件模块或软件模块可以例如执行操作并且将该操作的输出存储在该硬件模块或软件模块可通信地耦接到的存储器设备中。其他硬件模块或软件模块然后可以在稍后的时间上接入该存储器设备以获取并且处理所存储的输出。硬件模块或软件模块还可以开始与输入或输出设备的通信，并且可以在资源(例如信息集合)上进行操作。
[0057]可以至少部分地由被(例如软件)临时地配置为或被永久地配置为执行相关操作的一个或多个处理器来执行本文所述的示例性方法的各种操作。无论是被临时还是永久地配置的，该处理器都可以构成用于执行一个或多个操作或功能的处理器实现的模块。本文所涉及的模块在一些实例中可以包括处理器实现的模块。
[0058]类似地，本文所述的方法或例程可以至少部分地是由处理器实现的。可以例如由处理器或处理器实现的硬件模块来执行方法的至少一些操作。可以在不是位于单个机器中而是分布在大量机器中的一个或多个处理器中分配一些操作的性能。在一些不例性实施例中，一个或多个处理器可以位于单个位置中(例如工厂环境、办公室环境中或者作为服务器农场)，然而在其他实施方式中处理器可以分布在大量位置上。
[0059]一个或多个处理器还可以进行操作以支持“云计算”环境中的相关操作或者作为“软件即服务”(SaaS)。可以例如由一组计算机(例如包括处理器的机器)执行至少一些操作，其中，可以经由网络(例如英特网)并经由一个或多个合适的接口(例如应用程序接口(API))接入这些操作。
[0060]可以在不位于单个机器中而是分布在大量机器中的一个或多个处理器之间分配特定操作的性能。在一些示例性实施例中，一个或多个处理器可以位于单个地理位置中(例如工厂环境或办公室环境中)。在其他实施方式中，一个或多个处理器或者处理器实现的模块可以分布在大量地理位置上。
[0061]以算法或作为机器存储器(例如计算机存储器)之中的比特或字节数字信号来存储的数据的操作的符号表示的方式给出本说明书的一些部分。这些算法或符号表示是数据处理领域中的普通技术人员所用于向该领域的其他技术人员传达他们的要意的技术的实例。如本文所使用的，“算法”和“例程”是导致希望的结果的操作或类似的处理的自一致的序列。在本文中，算法、例程和操作涉及物理量的物理操作。该物理量典型地但不必采取能够被机器存储、接入、传递、组合、比较或者进行其他操作的电、磁、光信号的形式。主要出于普通使用的目的，有时候使用诸如“数据”、“内容”、“比特”、“值”、“元素”、“符号”、“字符”、“项”、“数字”、“数值”之类的词语来指代该信号是方便的。然而，这些词语仅仅是方便的标记并且与合适的物理量相关联。
[0062]本文使用诸如“处理”、“计算”、“算”、“确定”、“提供”、“显示”之类的讨论可以涉及
用于操作或者转换被表示为一个或多个存储器(如易失性存储器、非易失性存储器或它们的组合)、寄存器或用于接收、存储、传输或显示信息的其他机器组件之中的物理(例如电子、磁、或光学)量的数据的机器(例如计算机)的动作或过程，除非具体说明不是这样。
[0063]如本文使用的对于“一个实施方式”或“实施方式”的任意参考意味着结合该实施方式所述的具体元素、特征、结构或特点被包括在至少一个实施方式中。短语“在一个实施方式中”在说明书中的各种地方的出现不必全部涉及相同的实施方式。
[0064]可以使用措词“耦接”和“连接”以及它们的派生词来描述一些实施方式。可以例如使用术语“耦接”来描述一些实施方式以指示两个或更多个元件处于直接的物理或电气接触。然而，术语“耦接”还可以意味着两个或多个元件彼此不直接接触，但仍然彼此协作或交互。实施方式不限于本文。
[0065]如本文所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”或它们的任意其他变形适用于覆盖非穷举的包括。例如包括一系列元素的过程、方法、物体或装置不必仅限于那些元素而是可以包括为明确地列出的或者该过程、方法、物体或装置所固有的其他元素。此外，“或者”意味着包括式的或者并且不是排除式的或者，除非另外明确地说明不是这样。例如，以下任意一个都满足条件A或B:A为真(或出现)并且B为假(或不出现)；A为假(或不出现)并且B为真(或出现)，以及A和B都为真(或出现)。
[0066]另外，采用“一”或“一个”的使用来描述本文的实施方式的元素和组件。这么做仅仅为了方便起见并且给出该描述的一般意义。应该将该描述理解为包括一个或至少一个，并且该单数形式还包括复数形式，除非明确意味着不是这样。
[0067]另外，附图仅为了说明的目的描述了用于控制系统中的现场设备的配置系统的优选实施方式。本领域的熟练技术人员将从上文的讨论容易地认识到在不脱离本文所述的原理的前提下可以使用本文所示的结构和方法的可替换的实施方式。
【权利要求】
1.一种用于控制过程条件的控制系统，所述控制系统包括: 耦接到过程并且被配置为调节过程条件的现场设备； 耦接到所述过程并且被配置为针对与所述过程条件相关联的事件触发的发生来监视所述过程的传感器； 可操作地耦接到所述现场设备的无线适配器； 耦接到无线通信网络并且能够存储一个或多个应用模块的远程设备； 包括处理器、存储器设备、无线网络通信模块和无线直接通信模块的移动计算设备，所述无线网络通信模块耦接到所述处理器并且允许所述移动计算设备与所述远程设备之间的无线通信，所述无线直接通信模块耦接到所述处理器并且允许所述移动计算设备与所述无线适配器之间的直接无线通信；以及 经由所述无线通信网络从所述远程设备接收的应用模块，其中，当所述应用模块在所述处理器上被执行时允许所述移动计算设备经由所述无线直接通信模块来配置所述现场设备。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述应用模块存储在所述移动计算设备的所述存储器设备中。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述无线适配器集成在所述现场设备中。
4.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述无线适配器附接在所述现场设备内部或外部。
5.如权利要求 1所述的控制系统，其中，所述移动计算设备包括能够获得所述移动计算设备的地理位置的定位模块。
6.如权利要求5所述的控制系统，其中，所述应用模块与所述移动计算设备或所述现场设备的所述地理位置相关联。
7.一种包括用于控制过程条件的现场设备的控制系统，所述控制系统包括: 包括用于助于所述现场设备的配置的处理器的移动计算设备； 耦接到无线通信网络并且能够存储一个或多个应用模块的远程设备； 能够助于在所述移动计算设备与所述现场设备之间的所述无线通信网络上的无线网络通信的无线网络通信模块； 可操作地耦接到所述现场设备的无线适配器； 能够经由所述无线适配器助于在所述移动计算设备与所述现场设备之间的无线直接通信的无线直接通信模块；以及 由所述移动计算设备经由所述无线网络通信模块接收的应用模块，并且当所述应用模块在所述移动计算设备的所述处理器上被执行时，所述应用模块经由在所述移动计算设备与所述无线适配器之间建立的无线直接通信来配置所述现场设备。
8.如权利要求7所述的控制系统，其中，所述移动计算设备包括耦接到所述处理器的存储器设备，并且所述应用模块存储在所述存储器设备中。
9.如权利要求7所述的控制系统，其中，所述无线适配器集成在所述存储器设备中。
10.如权利要求7所述的控制系统，其中，所述无线适配器附接到所述现场设备内部或外部。
11.如权利要求7所述的控制系统，其中，所述移动计算设备包括能够获得所述移动计算设备的地理位置的定位模块。
12.如权利要求11所述的控制系统，其中，所述应用模块与所述移动计算设备或所述现场设备的所述地理位置相关联。
13.一种用于配置控制系统的现场设备的移动计算设备，所述现场设备能够无线通信，所述移动计算设备包括: 用于助于所述现场设备的所述配置的处理器； 耦接到所述处理器的存储器设备； 用于允许无线通信网络上的无线网络通信的无线网络通信模块； 用于允许所述移动计算设备与所述现场设备之间的无线直接通信的无线直接通信模块；以及 经由所述无线网络通信模块接收的应用模块，并且当所述应用模块在所述移动计算设备的所述处理器上被执行时，所述应用模块经由在所述移动计算设备与所述现场设备之间建立的无线直接通信来配置所述现场设备。
14.如权利要求13所述的移动计算设备，其中，还包括用户接口模块。
15.如权利要求14所述的移动计算设备，其中，所述用户接口模块包括触摸传感显示器屏幕。
16.如权利要求13所述的移动计算设备，其中，还包括能够获得所述移动计算设备的地理位置的定位模块。
17.如权利要求16所述的移动计算设备，其中，所述应用模块与所述移动计算设备或所述现场设备的所述地理位置相关联。
18.一种用于配置控制系统的现场设备的移动计算设备，所述现场设备能够无线通信，所述移动计算设备包括: 用于助于所述现场设备的所述配置的处理器； 用于允许所述移动计算设备与所述现场设备之间的无线直接通信的无线直接通信模块； 应用模块，并且当所述应用模块在所述处理器上被执行时经由在所述移动计算设备与所述现场设备之间建立的无线直接通信来配置所述现场设备；以及包括用于助于与所述应用模块的交互的显示器屏幕的接口模块。
19.如权利要求18所述的移动计算设备，其中，还包括: 耦接到所述处理器的存储器设备，所述应用模块存储在所述存储器设备上；和 用于允许无线通信网络上的无线网络通信的无线网络通信模块。
20.如权利要求19所述的移动计算设备，其中，还包括经由所述无线网络通信模块接收的消息，所述消息包括与所述应用模块相关联的信息。
【文档编号】G05B19/418GK103885394SQ201310666567
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】李敬力, C·E·格里芬 申请人:通用设备和制造公司