提供映射到独立底层网络的逻辑模型的网关的制作方法

本公开一般涉及工业处理控制和自动化系统。更具体地，本公开涉及提供映射到独立底层网络的逻辑模型的网关。

背景技术：

工业处理控制和自动化系统经常用于使大的且和复杂的工业处理自动化。这些类型的控制和自动化系统例行地包括传感器、致动器和控制器。控制器典型地从传感器接收测量值并生成用于致动器的控制信号。

如果控制和自动化系统中的现有的传统控制器正在接近其“寿命终点”，则可能需要在系统中安装新的类型的控制器。然而，如果新的类型的控制器与被替换的传统控制器是显著地不同的，则安装新的类型的控制器可能要求对于更高级别控制器、人机接口或其它组件的重大修改。

用以改换控制器的一种现有方法牵涉执行连接到旧网络的一个或多个传统设备向连接到新网络的替换设备的转换。该方法要求工业设施（或其一部分）关闭一段时间。其还可能要求替换与传统设备一起使用的定制创建的用户接口和控制应用。这可能对设施的操作者造成重大的金钱上的损失。

技术实现要素：

本公开提供如下的网关：该网关提供映射到独立底层网络的逻辑模型。

在第一实施例中，一种装置包括被配置为使用第一协议在第一工业处理控制网络上进行通信的第一接口。该装置还包括被配置为使用第二协议在第二工业处理控制网络上进行通信的第二接口。该装置进一步包括被配置为在第三网络上与至少一个监控设备进行通信的第三接口。此外，该装置包括至少一个处理设备，所述至少一个处理设备被配置为在使用第一协议的处理控制设备向使用第二协议的处理控制设备的迁移期间为所述至少一个监控设备提供对耦合到第一工业处理控制网络和第二工业处理控制网络的处理控制设备的并发访问。

在第二实施例中，一种方法包括经由第一接口使用第一协议在第一工业处理控制网络上进行通信。该方法还包括经由第二接口使用第二协议在第二工业处理控制网络上进行通信。该方法进一步包括经由第三接口在第三网络上与至少一个监控设备进行通信。此外，该方法包括在使用第一协议的处理控制设备向使用第二协议的处理控制设备的迁移期间为所述至少一个监控设备提供对耦合到第一工业处理控制网络和第二工业处理控制网络的处理控制设备的并发访问。

在第三实施例中，一种非暂态计算机可读介质体现计算机程序。该计算机程序包括用于经由第一接口使用第一协议在第一工业处理控制网络上发起通信的计算机可读程序代码。该计算机程序还包括用于经由第二接口使用第二协议在第二工业处理控制网络上发起通信的计算机可读程序代码。该计算机程序进一步包括用于经由第三接口在第三网络上发起与至少一个监控设备的通信的计算机可读程序代码。此外，该计算机程序包括用于在使用第一协议的处理控制设备向使用第二协议的处理控制设备的迁移期间为所述至少一个监控设备提供对耦合到第一工业处理控制网络和第二工业处理控制网络的处理控制设备的并发访问的计算机可读程序代码。

根据以下各图、描述和权利要求，其它技术特征对于本领域技术人员来说可以是容易地显而易见的。

附图说明

为了更完整地理解本公开，现在参照结合随附附图所作的以下描述，在附图中：

图1图示根据本公开的工业处理控制和自动化系统中的从传统设备向新设备的示例迁移；

图2至图4图示根据本公开的支持从传统设备向新设备的迁移的示例网关和相关细节；

图5和图6图示根据本公开的支持从传统设备向新设备的迁移的示例图形用户界面；以及

图7至图10图示根据本公开的用于支持从传统设备向新设备的迁移的示例方法。

具体实施方式

下面讨论的图1至图10以及用于在本专利文献中描述本发明的原理的各种实施例仅仅为了说明并且不应当以任何方式解释为限制本发明的范围。本领域技术人员将理解，本发明的原理可以在任何类型的被合适地布置的设备或系统中实现。

在下面的描述中，描述了支持从传统设备向新设备的迁移的网关。“传统”设备是指被更近期的、更高级的或其它设备替换的设备。“传统”协议是指由传统设备使用的协议，“传统”接口是指支持传统协议的使用的接口，并且“传统”网络是指支持传统协议的使用的网络。“新的”或“高级的”设备是指正替换传统设备的设备。“高级的”协议是指由新的或高级的设备使用的协议，“高级的”接口是指支持高级 的协议的使用的接口，并且“高级的”网络是指支持高级的协议的使用的网络。注意，当参照传统设备使用时，术语“迁移”和“替换”（以及它们的派生词）包括如下这两者：利用新的或高级的设备对传统设备的物理替换，以及更新传统设备以具有新的或高级的设备的一个或多个特征。

虽然网关在下面经常被描述为支持在处理控制和自动化系统中利用新的或高级的处理控制器来替换传统处理控制器，但是网关不限于仅仅与处理控制器一起使用。相反，网关可以与被利用任何数目（多个）和（多个）类型的新的或高级的设备来替换的任何数目（多个）和（多个）类型的传统设备一起使用。另外，作为该功能的具体示例，网关通常在下面被描述为支持利用符合EXPERION的设备来对符合HIWAY的设备进行替换，以及在FAULT TOLERANT ETHERNET（FTE）网络上的模拟HIWAY协议的可选使用（HIWAY、EXPERION和FAULT TOLERANT ETHERNET是由HONEYWELL INTERNATIONAL INC.或其子公司开发的）。这些具体协议仅是示例。在该专利文献中公开的网关一般支持利用任何合适的新的或高级的设备来替换任何合适的传统设备。此外，本专利文献中公开的网关可以可选地支持在基于互联网协议（IP）的网络或其它高级网络上的对任何合适的传统协议的模拟。

图1图示根据本公开的在工业处理控制和自动化系统100中从传统设备向新设备的示例迁移。如图1所示，系统100包括一个或多个传统控制器102，一个或多个传统控制器102通常被称为驻留在控制和自动化系统中的“1级”控制器网络内或形成“1级”控制器网络的一部分。每个传统控制器102能够控制工业处理系统中的一个或多个特性。处理系统一般表示被配置为以某种方式处理一个或多个产品或其它材料的任何系统或其部分。例如，传统控制器102可以从一个或多个传感器接收测量值，并使用测量值来控制一个或多个致动器。每个传统控制器102表示系统100中要被替换的控制器。

传统控制器102经由传统网络103与至少一个传统网关104通信。传统网络103表示支持使用传统协议与传统控制器102交互的一个或多个通信路径。在一些实施例中，传统网络103可以表示同轴网络，诸如HIWAY网络。然而，传统网络103可以表示任何其它合适的传统工业处理控制网络。

传统控制器102经由（多个）传统网关104与更高级别的设备和系统通信。在该示例中，每个传统网关104促进在传统网络103和诸如本地控制网络（LCN）的监控网络106之间的通信。每个传统网关104包括促进经由监控网络与一个或多个传统设备通信的任何合适的结构。监控网络106表示促进更高级别处理控制和自动化设备和系统当中的通信的网络。

在特定实施例中，传统控制器102表示HIWAY控制器和处理接口单元（PROCESS INTERFACE UNIT, PIU）设备，诸如来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的TDC2000设备。这些类型的设备例行地在“data hiway（数据hiway）”上通信，“data hiway（数据hiway）”使用由传统网关104支持的HIWAY协议。传统网关104在该协议和由监管网络106使用的协议之间进行转换。

系统100还包括在高级控制网络110上通信的一个或多个高级控制器108。高级控制器108表示与传统控制器102相比更新、技术上更高级或更特征丰富的控制器。类似地，控制网络110可以表示用于传输控制信息的更新、技术上更高级或更特征丰富的网络（诸如基于IP的网络）。在特定实施例中，高级控制器108可以表示来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的C300控制器，并且控制网络110可以表示FTE或其它冗余的基于IP的网络。

系统100中的各种其它组件支持宽范围的处理控制和自动化相关的功能。例如，可以由操作者使用一个或多个操作者控制台112以与系统100交互。至少一个监控控制器114和至少一个服务器116在系统100中提供更高级别的控制。例如，监控控制器114和/或服务器116可以执行更高级的规划或调度操作，执行更高级别的控制策略或执行其它功能。至少一个应用处理平台118可以被用于使系统100中的各种过程自动化。至少一个历史库（historian）120可以被用于随时间的经过而采集和存储与系统100的操作相关联的数据。这些组件中的各种组件通常被称为驻留在控制和自动化系统中的“2级”监控网络内或形成“2级”监控网络的一部分。

每个操作者控制台112包括用于促进操作者交互的任何合适的结构，诸如来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的EXPERION STATION TPS。每个控制器114包括用于提供监控控制的任何合适的结构，诸如来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的应用控制环境（APPLICATION CONTROL ENVIRONMENT）TPS（ACE-T）节点。每个服务器116表示任何合适的计算设备，诸如来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的EXPERION SERVER TPS（或这样的服务器的冗余对）。每个应用处理平台118包括用于执行自动化过程的任何合适的结构，诸如来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的应用模块（APPLICATION MUDULE, AM）。每个历史库120包括用于存储数据的任何合适的结构，诸如来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的历史模块（HISTORY MODULE, HM）。

如图1所示，正利用高级控制器102'替换传统控制器102。这可能发生在例如当传统控制器102已经达到其“寿命终点”并且不再由供应商或制造商支持时。此外，正利用联结网关104'替换传统网关104，联结网关104'（如面描述那样）支持从传统控制器102向高级控制器102'的迁移。

用以替换传统控制器的一种常规方法是“剥离并替换”，其中设施或其一部分被简单地关闭，并利用新的控制器替换传统控制器。然而，该方法要求设施停机时间和相关联的金钱上的损失。此外，通常使用更高级别的组件—诸如典型地实现牵涉传统控制器102的大量过程的应用处理平台118—来管理传统控制器102。作为结果，简单地替换传统控制器102将要求大量工作以更新由应用处理平台118执行的过程或将那些过程迁移到监控控制器114。此外，操作者通常经由在操作者控制台112处提供的接口与传统控制器102交互。“剥离并替换”技术典型地要求更新或替换由操作者控制台112支持的接口，并且实际上可能要求整个监控网络106和所有所连接的设备的替换。

根据本公开，联结网关104'支持在传统控制器102的使用和高级控制器102'的使用之间的改进的转变。如下面更详细地描述那样，联结网关104'可以被连接到传统控制器102（经由传统网络103）以及高级控制器102'（经由控制网络110）这两者。这允许传统控制器102保持联机和操作，同时高级控制器102'被安装、委派并实现联机。一旦高级控制器102'准备好操作，处理系统的控制就可以被从传统控制器102转移到高级控制器102'。这有助于避免关闭处理系统的部分或全部，并且允许操作者在将高级控制器102'置于有效控制操作中之前验证高级控制器102'正确地操作。

联结网关104'还可以在控制网络110上模拟或另外地支持至少一个传统协议。例如，联结网关104'可以被配置为在FTE或其它高级控制网络110上模拟由传统控制器102使用的HIWAY协议。这允许一些更高级别的设备（诸如组件118-120）经由网关104'与高级控制器102'交互，好像高级控制器102'支持由传统控制器102使用的（多个）传统协议一样。这还允许其它更高级别的设备（诸如组件112-116）在不使用网关104'的情况下经由网络110与高级控制器102'交互。作为特定示例，联结网关104'可以从更高级别的设备接收请求，将请求分散到高级控制器102'，收集采用符合于传统协议的格式的响应，以及将编译后的响应提交到更高级别的设备。

使用这些技术，联结网关104'允许在不要求关闭工业处理系统的部分或全部的情况下利用高级控制器102'替换传统控制器102。此外，联结网关104'允许在不干扰传统控制器102的控制操作的情况下安装、委派并测试高级控制器102'，允许在不中断处理系统的控制的情况下使高级控制器102'实现联机。进一步地，联结网关104'可以允许高级控制器102'与仍使用传统协议的更高级别的组件和使用高级协议的更高级别的组件这两者一起使用。这可以减少或避免更新或迁移由应用处理平台118执行的过程和由操作者控制台112支持的接口的需要。

此外，使用这些技术，可能的是将传统控制器102的替换与诸如2级设备或系统的组件的替换“解耦”。作为结果，2级设备或系统可以与传统控制器102同时或在与之相比不同的时间被替换。例如，大多数或所有2级设备或系统可以利用高级控制器102'继续操作并且可以如想要的那样快或那样慢地被替换。这可以有助于减少替换传统控制器102的成本，并允许花费被分布在更长的时间上。

下面提供关于联结网关104'的示例细节。注意，系统100可以包括任何数量的联结网关104'，以支持任何数量的传统控制器102或其它传统设备向高级控制器102'或其它高级设备的迁移。

虽然图1图示在工业处理控制和自动化系统100中从传统设备向新设备的迁移的一个示例，但是可以对图1作出各种改变。例如，图1中的各种组件可以被组合、进一步再划分、移动或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。另外，系统100可以包括任何数量的图1所示的每种组件。控制和自动化系统采用各种各样的配置出现，并且图1不将本公开的范围限制于任何特定的配置。此外，图1所示的组件112-120仅是可能出现在系统中并与传统控制器102和高级控制器102'交互的更高级别的组件的类型的示例。也可以使用其它或附加的更高级别的组件。

图2至图4图示根据本公开的支持从传统设备向新设备的迁移的示例网关104'和相关细节。为了容易解释，图2至图4中的网关104'被描述为在图1的系统100中使用。网关104'可以在任何其它合适的系统中使用，以支持从任何合适的传统设备向任何合适的高级设备的迁移。

如图2所示，网关104'包括外壳202。外壳202一般指明保护、包围或保持网关104'的其它组件的结构。外壳202包括在其中可以放置网关的其它组件的任何合适的结构。外壳202还可以由任何合适的（多种）材料并且以任何合适的方式形成。在特定实施例中，外壳202包括底板，印刷电路板（PCB）卡可以插入其中并耦合到背板或其它结构。

网关104'还包括三个接口204-208。接口204支持在监控网络106上的通信。例如，接口204可以使用至少一个标准或私有协议从耦合到监控网络106的各种组件112-120接收数据并向耦合到监控网络106的各种组件112-120发送数据。

接口206支持在可以耦合到传统网络103的传统通信链路210上的通信。传统通信链路210表示用于与一个或多个传统控制器102通信的通信链路。在特定实施例中，传统通信链路210支持与HIWAY控制器和PIU设备的通信。

接口208支持在高级通信链路212上的通信。通信链路212可以表示用于在高级控制网络110上进行通信的通信链路，并且那些通信可以可选地经由由传统控制器102所使用的传统协议的模拟而作出（虽然这未必是要求的）。在特定实施例中，通信链路212支持在FTE或其它基于IP的网络上使用模拟HIWAY协议的通信。

除了其它方面以外，网关104'还可以在由监控网络106、控制网络110和传统网络103所使用的协议之间进行转译。这允许使用传统控制器102，同时高级控制器102'被安装、委派以及实现联机。这可以可选地允许进行使用模拟协议的去往和来自高级控制器102'的通信，从而仍使用或依赖于传统协议的更高级别的设备可以继续与高级控制器102'交互。

网关104'还包括至少一个处理设备214和至少一个存储器216。处理设备214控制网关104'的整体操作。例如，处理设备214可以控制接口204-208的操作，以由此控制由网关104'进行的数据的传送和接收。处理设备214还可以支持用以支持不同接口204-208之间的数据的流动所需要的任何转译或其它操作。例如，处理设备214可以确定如何与特定控制器进行联系以及经由适当的接口206-208发起去往和来自控制器的通信。作为特定示例，处理设备214可以支持请求和响应的“分散/收集”，这意味着处理设备214可以向一个或多个设备（传统的和/或高级的设备）传送（分散）请求，采集（收集）对请求的响应，并且将响应组合成用于在监控网络106上传送的合适的格式。

处理设备214包括用于执行或控制网关的操作的任何合适的结构（诸如一个或多个处理或计算设备）。作为特定示例，处理设备214可以包括至少一个微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、应用专用集成电路或离散逻辑设备。

存储器216存储由网关104'使用、生成或采集的指令或数据。例如，存储器216可以存储由处理设备214执行的软件或固件指令。存储器216还可以存储经由一个接口204-208接收的、要在另一接口204-208上传送的数据。存储器216包括任何合适的（多个）易失性和/或非易失性的存储和检索设备，诸如至少一个随机存取存储器和至少一个闪速存储器或其它只读存储器。

在特定实施例中，接口204可以表示来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的K4LCN接口卡，其中对卡的固件作出修改以支持在监控网络106上的适当交互。处理设备214和存储器216可以驻留在K4LCN接口卡上。另外，在特定实施例中，接口206可以表示来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的数据通路接口（DATA HIGHWAY INTERFACE, DHI）卡。进一步地，在特定实施例中，接口208可以表示具有被设计为在FTE或其它基于IP的网络上模拟HIWAY协议的固件的接口卡，其可能被已知为增强型HIWAY网桥接口（ENHANCED HIWAY BRIDGE INTERFACE, EHBI）。

总线218支持网关104'的其它组件（诸如接口204-208、处理设备214和存储器216）之间的通信。总线218表示用于在网关中传输数据或其它信号的任何合适的（多个）通信路径。

通过提供接口206-208这两者，网关104'能够支持在传统网络103和高级控制网络110这两者上的通信。此外，通过使用单个接口204，网关104'能够在监控网络106上将其自身呈现为单个逻辑HIWAY设备（或符合于另一传统协议的设备）。因此，网关104'使得能够进行与传统控制器102和高级控制器102'这两者的通信，同时仍表现为在监控网络106上的到更高级别的组件的适当的设备。

图3图示网关104'的一个示例使用。在图3中，矩形被用于指明控制和自动化系统100的子系统。实线指示子系统之间的数据/信息流动，并且虚线指示子系统之间的逻辑关系。椭圆表示示例使用情况，意味着其中可以使用网关104'的示例方式。在该特定示例中，被替换的传统设备表示HIWAY设备，高级设备表示C300控制器，并且网络110表示FTE网络。这仅用于说明，并且可以使用（多个）其它类型的控制器和网络。

在图3中，LCN数据实体构建器（DEB）302表示用于配置和管理传统控制器102以诸如在传统控制器上执行工程配置的应用。组件304-314表示系统100的子系统，子系统可以在监控网络106上与网关104'交互。应用304指明可以在应用模块（APPLICATION MODULE）或其它应用处理平台118上执行的应用。本地窗口306、全局用户站（GUS）显示器308、HMIWEB显示器310和通知显示器312表示经由不同类型的操作者控制台112向操作者呈现显示的应用。可以由操作者使用显示器306-310来对与处理系统相关联的某些变量作出改变，并且可以由操作者使用显示器312来确认或响应各种通知。应用314指明可以在ACE-T节点或其它监控控制器114上执行的应用。

控制构建器316可以用于配置和管理高级控制器102'。控制构建器316可以例如由一个或多个应用工程师使用以将HIWAY网关（HIWAY GATEWAY, HG）控制点转译成合适的控制执行环境（CEE）模拟。控制构建器316还可以由一个或多个系统工程师使用以配置网关104'中的接口208和高级控制器102'。

如图3所示，可以在不同类型的网络上在图3的组件之间交换不同类型的信息。例如，网关104'可以在传统网络103上与传统控制器102交换HIWAY消息。网关104'还可以在网络110上与高级控制器102'交换模拟的HIWAY消息。网关104'可以进一步在监控网络106上与组件304-312交换网关参数以及事件发起的处理（EIP）事件。此外，网关104'可以与通知显示器312交换处理警报以及在控制网络110上与控制构建器316交换配置数据。此外，高级控制器102'可以将事件通信给通知显示器312，并且在控制网络110上与控制构建器316交换配置数据。

如上面描述那样，网关104'的一种使用是在不要求关闭工业处理系统的部分或全部的情况下促进从传统控制器102向高级控制器102'的迁移。除了其它方面以外，这还可以使用经由网关104'到传统控制器102和高级控制器102'的并发访问来实现。此外，除了其它方面以外，还可以使用由网关104'进行的对传统协议（诸如HIWAY协议）的模拟来支持1级和2级设备的迁移的解耦，以使得更高级别的设备可以在高级控制器102'支持传统协议的假设之下继续操作。作为结果，1级传统设备（诸如传统控制器102）可以在不要求对2级组件的很多修改（如果有的话）的情况下被迁移到高级设备（诸如高级控制器102'）。2级组件可以与1级组件在同一时间被迁移，或者直到2级组件被迁移之前可以流逝任何（多个）想要的时间长度。

此外，对传统控制器102和高级控制器102'的并发访问支持控制器的快速的转换和延长的转换这两者。网关104'的使用允许传统控制器102被用于在安装、委派和测试高级控制器102'的同时对处理系统进行控制。这可以取决于各种因素而在短的时间段或延长的时间段上发生。一旦确定了高级控制器102'的操作是令人满意的，高级控制器102'就可以被置于控制操作中，而传统控制器102被置于待机模式中。如果高级控制器102'如所期待的那样执行，则传统控制器102可以被解委派并被从系统移除。如果高级控制器102'并未如所期待的那样执行，则可以使传统控制器102回到有效操作中。

此外，可能的是使传统控制器102向高级控制器102'的迁移递增地发生，诸如一次一个传统控制器102或传统控制器102的子集。因此，可能存在如下的时间：在这些时间时传统控制器102和高级控制器102'这两者都在系统100中执行控制动作。网关104'通过有助于确保与两种类型的控制器的通信可以同时发生来支持这样的递增的迁移。

在该特定实施例中，网关104'支持在FTE控制网络110上的模拟的HIWAY协议的使用。可以做到这点以例如经由控制网络110与C300高级控制器102'通信。在该方法中，网关104'模拟HIWAY协议的使用，但是使用基于IP的数据包在网络110上传输数据。

如上面表明note的那样，网关104'支持请求的“分散”和响应的“收集”。例如，处理设备214可以经由接口204接收请求并且标识要接收请求的（多个）控制器。处理设备214然后可以经由接口206-208中的一个或多个将请求“分散”到一个或多个控制器。所使用的确切的（多个）接口206-208可以取决于哪个（哪些）控制器需要接收请求以及要接收请求的（多个）控制器的“盒网络状态”是什么。在一些实施例中，盒网络状态可以指示控制器是HIWAY设备（用于传统控制器）还是ETHERNET设备（用于高级控制器）。如果被在传统网络103上发送，则请求可以遵从标准传统协议。如果被在控制网络110上发送，则处理设备214可以可选地使用基于IP的消息来模拟传统协议。在任一情况下，适当的（多个）控制器102、102'可以接收请求并且进行响应，诸如经由标准HIWAY响应或经由包含标准HIWAY响应的内容的基于IP的响应。然后，处理设备214可以“收集”来自适当的（多个）控制器的一个或多个响应，并将响应置于用于在监控网络106上的通信的合适的格式。

图4图示与模拟或另外地支持传统协议相关的示例细节。特别是，图4图示由不同的设备使用的示例控制协议402-406。第一协议402由HIWAY设备（诸如传统控制器102）使用。“盒”是指特定设备，“槽（slot）”限定特定的存储器位置，“子槽”可以限定槽的特定部分，并且“变量”限定存储在槽中的值。“盒槽”是指驻留在传统控制器内的所有数据的逻辑分组，其描述盒宽度属性而不是算法具体属性，并且“算法槽”是指可以由传统控制器执行的特定算法。

第二协议404由各种监控设备使用。“节点”是指特定设备，并且“点”和“参数”（通常称为“点.参数”）是指所标识的设备中的特定值。第三协议406由EXPERION设备使用。“平台”是指特定设备，并且“模块”、“块”和“参数”是指所标识设备中的特定值。

高级控制器102'或网关104'支持这些各种协议402-406的使用。例如，协议402可以被用于与传统控制器102通信，协议404可以被用于与诸如组件118-120的更高级别的组件通信，并且协议406可以被用于与诸如组件112-116的更高级别的组件通信。

注意，存在其中可以使用这些协议的各种各样的方式。例如，在第一方法中，可以在高级控制器110中创建HIWAY算法或其它传统算法的模拟，所述模拟呈现与原来的HIWAY或其它传统对象一致的数据和消息传送。在第二方法中，HIWAY或其它传统算法可以被移植（port）到高级控制器110，并且被重新托管的算法可以呈现它们的原来的数据和消息，就如同它们在传统网络上所作的那样。在第三方法中，转译功能可以由联结网关104'支持，从而网关104'可以接收高级控制器110本地的数据和消息，并且在监控网络106上以所期望的格式呈现数据和消息。在第四方法中，联结网关104'被用在控制器上，所述控制器的迁移包括在根本不改变控制器或其算法的情况下将控制器的网络接口从传统网络改变到高级网络。在该第四方法中，由传统控制器使用的应用协议未被改变，并且可以被在高级网络中使用的协议所包裹（warp）。

虽然图2至图4图示支持从传统设备向新设备的迁移的网关104'的一个示例和相关的细节，但是可以对图2至图4作出各种改变。例如，图2中示出的功能划分仅是用于说明。图2中的各种组件可以被组合、进一步再分、移动或省略，并且可以根据特定需要添加附加的组件。作为特定的示例，处理设备214和存储器216可以被放置到同一PCB板或其它衬底上而作为一个、一些或所有的接口204-208。另外，图3和图4中示出的具体的协议和使用情况仅是示例。网关104'可以支持其它的或附加的协议的使用，并且网关104'可以以任何其它合适的方式使用。

图5和图6图示根据本公开的支持从传统设备向新设备的迁移的示例图形用户界面。在图5中，图形用户界面500呈现耦合到网关104'的“盒”的列表502。在此盒可以包括传统设备、高级设备或其组合。针对列表502中所标识的每个设备，界面500标识该设备的数量、类型和状态。界面500还使用标识符504来在传统设备和高级设备之间进行区分。标识符504可以被用于表示上面描述的盒网络状态。在此标识符504表示字母“E”，该字母“E”可以指示设备被耦合到“E（以太网）”网络或者使用“E（模拟）”的接口。然而，任何其它合适的标识符可以被用于区分传统和高级设备。另外，除了文本的标识符之外的机制可以被用于区分传统和高级设备，诸如颜色编码。

在图5中，操作者已经选择示出针对被编号为“12”的盒的命令选项，这引起网关104'在界面中呈现命令的列表506。界面500中的控件508可以以各种方式在界面500中使用。在这种情况下，控件508可以被用于从列表506调用特定的命令并且控制在界面500中的信息的显示。

在图6中，可以在利用高级控制器102'替换传统控制器102期间使用图形用户界面600。如图6中所示，界面600包括与传统控制器102相关联的控制点的列表602。每个控制点与处理变量和与处理变量相关联的各种值相关联。界面600还包括与高级控制器102'相关联的模拟的控制点的列表604。

可以在布线和其它数据连接被从传统控制器102移动到高级控制器102'的时间期间向操作者呈现界面600。如在图6中可以看到那样，列表604中的值与列表602中的值相同或实质上相同。这指示高级控制器102'正接收与正被替换的传统控制器102所正在接收的数据相同的数据并且正进行操作以产生与正被替换的传统控制器102所正在产生的输出实质上相同的输出。

虽然图5和图6图示支持从传统设备向新设备的迁移的图形用户界面的示例，但是可以对图5和图6作出各种改变。例如，这些界面仅仅意在图示可以由网关104'支持的不同类型的界面。还可以使用任何其它的或附加的界面。

图7至图10图示根据本公开的用于支持从传统设备向新设备的迁移的示例方法。为了容易解释，图7至图10中的方法被描述为与图1的系统100中的网关104'一起使用。然而，所述方法可以由任何合适的网关使用并且可以在任何合适的系统中使用。

图7图示用于将传统网关104迁移到联结网关104'的示例方法700。这种迁移可以发生，从而在从传统控制器102迁移到高级控制器102'之前联结网关104'在系统100中是可用的。在下面的讨论中，假设传统网关104包括支持到监控网络106的接口204和到传统网络103的接口206的PCB卡。还假设传统网关104以冗余对进行操作，其中一个传统网关104作为主网关进行操作，并且另一个传统网关104在主网关失效的情况下作为备份或辅助网关进行操作。

如图7中示出那样，在步骤702处关闭传统网关的备份伙伴。这可以包括例如职员对辅助传统网关104断电，同时主传统网关104可以继续操作。在步骤704处，所需要的硬件/软件/固件被安装在传统网关的备份伙伴上。这可以包括例如职员安装支持接口208的PCB卡，这允许在高级网络上进行通信。这还可以可选地包括职员对接口208编程以支持在高级网络上的模拟协议。这可以进一步包括职员更新处理设备214以执行网关104'的想要的操作。一旦这被完成，在步骤706处就使传统网关的备份伙伴恢复联机而作为第一联结网关。这可以包括例如使更新的网关实现联机而作为以辅助角色进行操作的第一联结网关104'。

在步骤708处，主网关和辅助网关交换角色。也就是，第二传统网关104可以开始以辅助角色进行操作，同时第一联结网关104'可以开始以主要角色进行操作。这可以在任何合适的时间发生，诸如在验证第一联结网关104'的操作之后。在这一时点，相同的一般步骤710-714可以被用于将第一联结网关104'的备份伙伴转换成第二联结网关104'。在步骤714的结束时，存在两个在系统100中操作的联结网关104'，一个处于主模式，并且一个处于辅助模式。在步骤716处配置网关中的到高级网络的接口。这可以包括例如职员在联结网关104'的接口208中配置EXPERION平台模块。

在这些步骤期间，可以存在从监控网络106通过至少一个网关104、104'到传统控制器102的连续的通信路径。作为结果，在从传统网关104向联结网关104'的迁移期间可以不存在通信或控制损失。一旦联结网关104'在系统100中是可用的（然而，被获得），就可以如下面描述那样发生利用高级设备替换传统设备。注意，在（i）传统网关104向联结网关104'的迁移和（ii）传统控制器102向高级控制器102'的迁移之间可以经过任何长度的时间。还注意，传统设备向高级设备的迁移可以使用单个联结网关104'而发生。

图8图示用于执行从传统控制器102向高级控制器102'的转换的示例方法800。特别是，方法800可以被用于在不要求关闭处理系统的部分或全部的情况下执行从传统控制器102向高级控制器102'的转换。

如图8中示出那样，在步骤802处，在设施中安装高级控制器。在步骤804处，对与传统控制器结合使用的监控控制和高级处理控制（APC）功能进行去激活（deactivate）。这可以包括例如职员对控制和自动化系统100的更高级别组件中（诸如一个或多个2级组件中）的这些功能进行去激活。

在步骤806处，将适当的线缆重新布线到高级控制器，并且在步骤808处，在高级控制器中委派控制回路。这可以包括例如职员将布线或先前用于与工业现场设备通信的其它通信路径与传统控制器102解耦合，并且将布线或其它通信路径耦合到高级控制器102'。在此被重新布线的线缆可以表示针对电流控制回路所需要的线缆。这还可以包括职员在高级控制器102'中创建适当的控制回路，以用于控制先前由传统控制器102控制的工业处理系统的一个或多个方面。作为这里的一部分，职员可以将某些控制模式或HG点设置为手动模式。在一些实施例中，如果高级控制器102'模拟传统协议，则这可以进一步包括职员将模拟逻辑加载到高级控制器102'中。然而，如上面表明那样，协议模拟可以由联结网关104'支持或者被以其它方式支持。一旦高级控制器的输出与处理平衡，在步骤810处就可以将电流控制回路置于操作中。

在步骤812处，作出是否继续加载控制回路的决定。如果继续加载，则处理返回到步骤806。如果不继续加载，则在步骤814处，在联结网关中将高级控制器的网络状态设置为合适的值。这可以包括例如应用工程师把先前与传统控制器102相关联的盒网络状态改变为与高级控制器102'相关联的新值。在步骤816处，重新激活与高级控制器结合使用的监控控制和APC功能。

注意，在从传统控制器102向高级控制器102'的转换期间，可以向操作者呈现诸如图6所示的界面的界面。该界面600允许操作者查看高级控制器102'是否正接收与正被替换的传统控制器102所正在接收的数据相同的数据以及正进行操作以产生与正被替换的传统控制器102所正在产生的输出实质上相同的输出。还注意，虽然图8假定当线缆被重新布线到高级控制器102'时传统控制器102与现场设备断开连接，但是并不需要是这种情况。例如，高级控制器102'可以被与传统控制器102一起并行地布线到现场设备。高级控制器102'可以被配置为从某些现场设备接收数据，并标识针对其它现场设备的想要的控制信号，但是高级控制器102'可能被禁止输出那些控制信号，直到高级控制器102'的操作被准许为止。在那一时点，传统控制器102可能被禁止输出控制信号，同时高级控制器102'输出控制信号。

图9图示用于执行从传统控制器102向高级控制器102'的转换的另一示例方法900。特别是，方法900可以被用于在处理系统的部分或全部的关闭期间执行从传统控制器102向高级控制器102'的转换。

如图9中所示，在步骤902处，在设施中安装高级控制器。在步骤904处，对传统控制器中的一个或多个控制回路解除委托。这可以包括例如职员从传统控制器102移除控制回路并且对传统控制器102进行去激活。在这种情况下不存在维持对处理系统的部分或全部的控制的需要，从而可以在使高级控制器102'实现联机之前将传统控制器102从操作移除。

在步骤906处，将适当的线缆重新布线到高级控制器，在步骤908处激活高级控制器，并且在步骤910处在高级控制器中委派一个或多个控制回路。这可以包括例如职员将布线或先前用于与工业现场设备通信的其它通信路径与传统控制器102解耦合，并将布线或其它通信路径耦合到高级控制器102'。这还可以包括职员在高级控制器102'中创建适当的控制回路，以用于控制先前由传统控制器102控制的工业处理系统的所有方面。

在步骤912处，在联结网关中将高级控制器的网络状态设置为合适的值。这可以包括例如应用工程师将先前与传统控制器102相关联的盒网络状态改变为与高级控制器102'相关联的新值。在步骤914处重新开始与高级控制器结合使用的监控控制和APC功能。

注意，在图9中，在处理系统的部分或全部关闭期间替换单个传统控制器。然而，在关闭期间可以替换任何数量的传统设备。此外，不存在在关闭期间替换所有传统设备的要求。例如，可以在关闭期间替换传统设备的子集，并且然后可以使用一个或多个联结网关104'来促进与传统设备和高级设备这两者的交互。

图10图示在设备迁移期间或在其它时间可以由网关104'执行以支持与传统控制器102和/或高级控制器102'的交互的示例方法1000。如在图10中示出那样，在步骤1002处，网关104'在监控网络上接收请求。这可以包括例如处理设备214经由监控网络106和接口204从更高级别设备接收请求。

在步骤1004处，标识要接收请求的一个或多个控制器。这可以包括例如处理设备214使用所接收的请求的内容来标识哪个或哪些控制器102、102'要接收请求。在步骤1006处标识每个所标识的控制器的网络状态。这可以包括例如处理设备214使用每个所标识的控制器的盒网络状态来确定所标识的控制器被配置为是在传统网络上还是在高级控制网络上进行通信。在步骤1008处，将请求传送（分散）到所标识的（多个）控制器。这可以包括例如处理设备214发起经由接口206向任何所标识的传统控制器102传送请求以及经由接口208向任何所标识的高级控制器102'传送请求。

在步骤1010处，从所标识的（多个）控制器接收对于请求的一个或多个响应。这可以包括例如处理设备214经由接口206从任何所标识的传统控制器102接收响应，以及经由接口208从任何所标识的高级控制器102'接收响应。响应可以采用符合传统协议的格式。在步骤1012处网关将（多个）响应组合成合适的格式（如果必要的话），并且在步骤1014处在监控网络上传送所组合的（多个）响应。这可以包括例如处理设备214将任何响应组合成符合HIWAY协议的格式。

以这种方式，联结网关104'能够有效地将多个网络（传统网络103和高级网络110）映射到由更高级别的组件所期望的相同的逻辑表示中。网关104'可以在从更高级别的组件的视点来看完全不知晓网关104'还支持高级协议的使用并且被耦合到高级控制网络110的情况下，表现为支持传统协议的标准网关。

虽然图7至图10图示用于支持从传统设备向新设备的迁移的方法的示例，但是可以对图7至图10作出各种改变。例如，虽然每个图示出了一系列步骤，但是每个图中的各个步骤可以重叠、并行地发生、以不同的次序发生、或者以任何次数发生。此外，冗余的网关104'的使用是可选的，如在高级控制网络上的协议模拟的使用那样。

在一些实施例中，上面描述的各种功能是由计算机程序实现或支持的，所述计算机程序由计算机可读程序代码形成并且被体现在计算机可读介质中。用语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。用语“计算机可读介质”包括能够由计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、硬盘驱动器、压缩盘（CD）、数字视频盘（DVD）或任何其它类型的存储器。“非暂态”计算机可读介质排除传输暂态电信号或其它信号的有线的、无线的、光学的或其它的通信链路。非暂态计算机可读介质包括其中可以永久地存储数据的介质和其中可以存储并且稍后覆写数据的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储器设备。

可能是有利的是阐明贯穿本专利文献所使用的某些词语和用语的定义。术语“应用”和“程序”是指适配用于以合适的计算机代码（包括源代码、目标代码或可执行代码）实现的一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、过程、函数、对象、类、实例、相关数据、或它们的一部分。术语“通信”以及其派生词涵盖直接通信和间接通信这两者。术语“包括”和“包含”以及其派生词意味着包括但不是限制。术语“或”是包括性的，意味着和/或。用语“与...相关联”以及其派生词可以意味着包括、包括在...中、与...互连、包含、包含在...中、连接到或与...连接、耦合到或与...耦合、可与...通信、与...合作、交织、并置、接近于、接合到或与...接合、具有、具有...的性质、或者具有到...的关系或与...的关系等。用语“...中的至少一个”当与项目列表一起使用时意味着可以使用所列出项目中的一个或多个的不同的组合，并且可能需要列表中的仅一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下组合中的任何一种：A、B、C、A和B、A和C、B和C、以及A和B和C。

虽然本公开已经描述了特定的实施例和一般地相关联的方法，但是这些实施例和方法的变更和置换对于本领域技术人员将是显而易见的。相应地，示例实施例的上面的描述不限定或约束本公开。在不脱离如由随后的权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下，其它改变、替代和变更也是可能的。