控制過程條件的控制系統和配置控制系統現場設備的系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本文的公開整體而言涉及控制系統，并且更具體而言涉及用于配置并且/或者校 準控制系統中使用的現場設備的系統和設備。
【背景技術】
[0002] 包括過程控制系統和安全儀表系統（SIS)的控制系統典型而言實現一個或多個 控制器以控制過程和安全系統。這些系統中的控制器頻繁地使用現場設備來執行控制環境 中的各種功能。在水平面控制系統中，現場設備可以例如用于控制并且/或者監視收集罐 中的液體的數量。當該液體的水平面到達預先確定的位置（高或低）時，控制系統可以利 用其中一個現場設備如閥調整進入或離開該收集罐的液體的流量來進行響應。
[0003] 在許多控制系統中，周期性地配置并且校準現場設備。控制系統人員通常使用手 持設備來配置或校準現場設備。這些控制系統人員將從手持設備延伸的導線連接到現場設 備，并且然后在輸出設備上運行用于配置現場設備的應用模塊。
[0004] 在許多實例中，現場設備位于控制系統人員難以觸及并且/或者對于控制系統人 員而言觸及有危險的遠程區域中。現場設備可能例如位于水下或者在受污染環境中。在到 達現場設備的位置之前，控制系統人員必須將應用模塊安裝到手持設備上。應用模塊可能 最初存儲在位于遠程位置或因特網上的庫或數據庫上。控制系統人員必須周期性地將手持 設備連接到該庫或數據庫，以將新的或已修改的應用模塊下載到手持設備上。在一些實例 中，控制系統人員必須被授予將應用模塊下載到手持設備上的許可。請求并且接收許可以 下載應用模塊的過程可能花費數天或數周。隨著大量手持設備用于配置遍及全世界的控制 系統中的現場設備，存在相當大數量的與用于手持設備的應用模塊的版本的調節和控制相 關聯的時間和努力。 【實用新型內容】
[0005] 為了解決現有技術中配置現場設備需要大量時間和力氣的問題，本文描述了用于 配置控制系統中的現場設備的示例性的系統。根據本實用新型的涉及用于控制過程或安全 條件的控制系統的第一示例性方案，該控制系統包括耦接到該過程并且被配置為調節過程 條件的現場設備。傳感器耦接到該過程并且被配置為針對與該過程條件相關聯的事件觸發 的發生來監視該過程。該控制系統還包括：可操作地耦接到該現場設備的無線適配器；耦 接到無線通信網絡并且能夠存儲一個或多個應用模塊的遠程設備，以及移動計算設備。移 動計算設備包括處理器、存儲器設備、無線網絡通信模塊和無線直接通信模塊。該無線網絡 通信模塊耦接到該處理器并且允許該移動計算設備與該遠程存儲器設備之間的無線通信。 該無線直接通信模塊耦接到該處理器并且允許該移動計算設備與該無線適配器之間的直 接無線通信。該控制系統還包括經由該無線通信網絡從該遠程設備接收的應用模塊。當該 應用模塊在該處理器上被執行時允許該移動計算設備經由該無線直接通信模塊配置該現 場設備。
[0006] 根據本實用新型的涉及具有用于控制過程或安全條件的現場設備的控制系統的 第二示例性方案，該控制系統包括：移動計算設備，該移動計算設備具有用于助于該現場設 備的配置的處理器；耦接到無線通信網絡并且能夠存儲一個或多個應用模塊的遠程設備； 可操作地耦接到該現場設備的無線適配器；以及能夠助于在該移動計算設備與該現場設備 之間的無線直接通信的無線直接通信模塊。該控制系統還包括由該移動計算設備經由該無 線網絡通信模塊接收的應用模塊，并且當該應用模塊在該移動計算設備的該處理器上被執 行時，該應用模塊經由在該移動計算設備與該無線適配器之間建立的無線直接通信來配置 該現場設備。
[0007] 根據本實用新型的涉及用于配置控制系統的現場設備的移動計算設備的第三示 例性方案，其中，該移動計算設備能夠無線通信，該移動計算設備包括：用于助于該現場設 備的該配置的處理器；耦接到該處理器的存儲器設備；用于允許無線通信網絡上的無線網 絡通信的無線網絡通信模塊；用于允許該移動計算設備與該現場設備之間的無線直接通信 的無線直接通信模塊。該移動計算設備還包括經由該無線網絡通信模塊接收的應用模塊， 并且當該應用模塊在該移動計算設備的該處理器上被執行時，該應用模塊經由在該移動計 算設備與該現場設備之間建立的無線直接通信來配置該現場設備。
[0008] 根據本實用新型的涉及用于配置控制系統的現場設備的移動計算設備的第四示 例性方案，其中，該現場設備能夠無線通信，該移動計算設備包括：用于助于該現場設備的 該配置的處理器；以及用于允許該移動計算設備與該現場設備之間的無線直接通信的無線 直接通信模塊。該移動計算設備還包括應用模塊和接口模塊，其中，當該應用模塊在該處理 器上被執行時經由在該移動計算設備與該現場設備之間建立的無線直接通信來配置該現 場設備，該接口模塊包括用于助于與該應用模塊的交互的顯示器屏幕。
[0009] 進一步根據前述第一、第二、第三和第四示例性方案中的任意一個或多個，控制系 統和/或移動計算設備可以進一步包括以下優選形式中的一個或多個。
[0010] 在一個優選形式中，該移動計算設備包括耦接到該處理器的存儲器設備，并且該 應用模塊存儲在該存儲器設備上。
[0011] 在另一個優選形式中，該移動計算設備包括經由該無線網絡通信模塊接收的消 息，該消息包括與該應用模塊相關聯的信息。
[0012] 在另一個優選形式中，該無線適配器集成在該現場設備的電路中。
[0013] 在另一個優選形式中，該無線適配器附接在該現場設備內部或外部。
[0014] 在另一個優選形式中，該移動計算設備包括能夠獲得該移動計算設備的地理或物 理位置的定位模塊。
[0015] 在另一個優選形式中，該應用模塊與該移動計算設備或該現場設備的地理或物理 位置相關聯。
[0016] 本實用新型的方案還避免與一般必須被物理地連接到應用模塊的源頭和現場設 備的已知的手持設備相關聯的固有的過程和時間約束。
【附圖說明】
[0017] 圖1是具有過程控制系統和安全系統的示例性過程工廠的方框圖。
[0018] 圖2是示出了根據本文公開的實施方式的教導來組裝的示例性系統拓撲的方框 圖。
[0019] 圖3是用于圖2的系統的移動計算設備的一個實施方式的方框圖。
[0020] 圖4是用于圖2的系統的無線適配器的一個實施方式的方框圖。
[0021] 圖5是用于根據本實用新型的教導來配置現場設備的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022] 在圖1中，示例性過程工廠10被顯示為包括過程控制/安全控制節點12,該過程 控制/安全控制節點12可以包括與（虛線中所描繪的）安全系統16集成的過程控制系統 14。安全系統16通常作為安全儀表系統（SIS)來操作并且可以監視過程控制系統14的操 作以確保過程工廠10的安全操作。如果有必要，則安全系統16可以越過過程控制系統14 的控制。
[0023] 過程工廠10還包括一個或多個工作站17或計算設備，該計算設備可以是例如任 意類型的計算機。每個工作站17可以包括處理器18、存儲器設備19和/或用戶接口 20， 用戶接口 20為如可以由控制系統人員接入的顯示監視器和/或鍵盤。工作站17被顯示為 經由公共通信線路或總線22連接到過程控制/安全控制節點12并且連接到外部存儲器設 備21。可以使用任意希望的基于總線的或非基于總線的硬件、硬接線的或無線的通信結構 或合適的通信協議如以太網協議來實現通信總線22。過程控制系統設備和安全系統設備經 由可以提供在被不同的過程控制器和輸入/輸出設備所附接的公共底板24上的總線結構 可操作地連接在一起。
[0024] 過程工廠10還包括至少一個具有處理器28的過程控制器26以及一個或多個過 程控制系統輸入/輸出（I/O)設備30、32、34。過程控制系統1/0設備30、32、34中的每一 個連接到圖1中作為控制器現場設備40所示出的與過程控制相關的現場設備的集合。控 制器26、I/O設備30、32、34和現場設備40、42整體地構成過程控制/安全控制節點12的 過程控制系統14。
[0025] 過程控制器26僅作為一個實例可以是由愛默生過程管理（EmersonProcess Management)所銷售的DeltaV?控制器或者任意其他希望類型的過程控制器，過程控制器 26被編程為使用I/O設備30、32、34和現場設備40、42提供過程控制功能。具體而言，控 制器26的處理器28與現場設備40、42和工作站17協作地實現或者監視一個或多個控制 過程或控制策略，以按照任意希望的方式控制過程工廠10