專利名稱：在制造工廠中使用基于無線和有線路徑的現(xiàn)場設備的遠程管理的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及一種制造工廠中使用的控制系統(tǒng)，且特別涉及一種用于制造工廠中的現(xiàn)場設備遠程管理的方法和裝置。
背景技術：
制造工廠通常包含幾個連接到控制系統(tǒng)的現(xiàn)場設備，它們一起通過控制不同裝置的操作來完成一個期望的制造過程。每一個現(xiàn)場設備進而又包括組件，諸如傳感器(其測量不同的變量，例如溫度、流量、壓力等)，控制元件(例如閥門、開關)，和發(fā)送器(能傳送任何期望的信息給控制該制造工序的處理系統(tǒng))。例如，包含壓力傳感器的現(xiàn)場設備能被監(jiān)控且經(jīng)閥門被控制，以將鍋爐(一般的裝置)中的壓力水平保持在一期望值。
現(xiàn)場設備經(jīng)常連接到一個包括現(xiàn)場設備管理站(FDMS)和幾個客戶機的中央位置。FDMS與客戶機一起用來管理(例如配置、控制等等)現(xiàn)場設備。客戶機通常通過基于有線的媒介來連接到FDMS。位于中央位置的操作者可通過使用該客戶機和/或FDMS發(fā)出命令來管理現(xiàn)場設備。典型的是，該命令在基于有線的媒介上被傳遞到服務器，且FDMS根據(jù)連接現(xiàn)場設備所使用的媒介/協(xié)議(例如HART協(xié)議，基金會現(xiàn)場總線協(xié)議)來把命令發(fā)送給現(xiàn)場設備。
常常需要遠端(即遠離中央位置)地管理該現(xiàn)場設備。例如，假定一個現(xiàn)場設備不響應經(jīng)FDMS發(fā)送的特定命令，那么對一個操作者來說，可能很希望物理地靠近該現(xiàn)場設備并發(fā)出特定的命令，這樣能處于直接觀察該現(xiàn)場設備的響應的位置。
在一個之前的方法中，提供給操作者一臺便攜式設備，該便攜式設備通過短的引線/導線而直接連接到感興趣的現(xiàn)場設備，且操作者能從該便攜式設備發(fā)出命令(包括在相關技術中被一起稱為“方法”的指令)。這樣，操作者能通過在一個靠近所感興趣的現(xiàn)場設備的物理鄰近位置發(fā)出各種命令。
對于這樣的之前方法的一個問題是操作者執(zhí)行的任何改變可能不被準確地/立刻傳播給FDMS(以及可能地，一個保持各個現(xiàn)場設備的狀態(tài)的關聯(lián)數(shù)據(jù)庫)?，F(xiàn)場設備的狀態(tài)和FDMS處的信息之間的不一致至少在一些環(huán)境中可能是不希望的。另外，操作者可能在物理上不能很近地靠近感興趣的現(xiàn)場設備以保護該連接(從便攜式設備)，例如，因為在危險環(huán)境中在四周存在有害物質。
因此所需要的是一種改進的方法和裝置，其使操作者能夠遠程地管理一個制造工廠中的現(xiàn)場設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是使操作者能遠程地管理制造工廠中完成制造工序的現(xiàn)場設備。在一個實施例中，提供從第一客戶機和現(xiàn)場設備管理站(FDMS)的無線連接。操作者能從該第一客戶機給現(xiàn)場設備發(fā)出命令，并且命令是在無線連接上從該第一客戶機傳給該FDMS。FDMS進而將該命令傳遞給連接FDMS到現(xiàn)場設備的控制網(wǎng)絡上的第一現(xiàn)場設備。由于是無線連接，該操作者能使用該第一客戶機來從任意位置管理該現(xiàn)場設備。
FDMS可以通過基于有線的技術(例如使用雙絞線以太網(wǎng)實現(xiàn)的局域網(wǎng))連接到其他的客戶機。所有通過基于有線和無線技術連接的客戶機可以經(jīng)FDMS將所有命令引導(channel)到現(xiàn)場設備。
作為結果可以獲得幾個優(yōu)點。例如，在中央執(zhí)行配置改變和狀態(tài)信息的維護(例如中央日志的維護)可以得到簡化。另外，操作者可能能在一個靠近現(xiàn)場設備的位置從無線設備發(fā)出命令，并迅速地觀察/確認該設備的響應。
本發(fā)明的另一方面是使用在FDMS和客戶機之間提供的無線連接來提供從FDMS到所感興趣的現(xiàn)場設備之間的路徑冗余性。該客戶機可在這樣的場景中連接到所感興趣的現(xiàn)場設備。在操作過程中，由操作者發(fā)出的命令被從客戶機傳遞到FDMS，從FDMS傳遞到客戶機，且然后最終從客戶機傳遞到所感興趣的現(xiàn)場設備。這樣，如果經(jīng)控制網(wǎng)絡的路徑不可操作，則通過無線連接的路徑可以用來替代。
本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)點，以及本發(fā)明的不同實施例的結構和操作在下面參考附圖來詳細地描述。在附圖中，同樣的附圖標記通常指示同樣的、功能相似的和/或結構相似的元件。元件第一次出現(xiàn)的附圖被相應的附圖標記中最左邊的數(shù)字指示。


本發(fā)明將參考附圖來進行說明，這里
圖1是說明可實施本發(fā)明的一個示例環(huán)境的框圖；圖2是例示根據(jù)本發(fā)明一個方面、支持無線客戶機的FDMS的一個實施例的細節(jié)框圖；圖3是例示根據(jù)本發(fā)明一個方面、為訪問現(xiàn)場設備提供路徑冗余的示例環(huán)境的框圖；圖4是例示根據(jù)本發(fā)明一個方面、被實施來在訪問現(xiàn)場設備時提供路徑冗余的FDMS的細節(jié)框圖；圖5是例示根據(jù)本發(fā)明一個方面、被實施來訪問現(xiàn)場設備的無線客戶機的實施例的細節(jié)框圖；圖6是例示根據(jù)本發(fā)明一個方面、由現(xiàn)場設備管理站(FDMS)支持無線客戶機的方法的流程圖；和圖7是例示本發(fā)明的實施例中基本以軟件形式實現(xiàn)的數(shù)字處理系統(tǒng)細節(jié)的框圖。
具體實施例方式
1、概述根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供在現(xiàn)場設備管理站(FDMS)和客戶機(例如便攜式手持設備)之間的無線連接。操作者可以使用客戶機給現(xiàn)場設備發(fā)出命令，且該無線連接被用來給FDMS傳輸命令。然后FDMS可以使用控制網(wǎng)絡以合適的形式發(fā)送命令給現(xiàn)場設備。由于是無線連接，操作者在發(fā)出該命令時能位于任意遠端的地方(包括靠近現(xiàn)場設備的地方)，從而簡化了管理任務。
FDMS可以使用基于有線的媒介來連接到其他的客戶機。這樣，所有的來自基于有線的和無線客戶機的管理命令都可以通過FDMS來路由，從而提供了幾個優(yōu)勢。例如，對現(xiàn)場設備的所有改變(配置和狀態(tài)上的)可以很容易地在中央數(shù)據(jù)庫服務器中指示。另外，客戶機中的一個可以預訂(subscribe)一個特定的狀態(tài)信息(例如計數(shù)器代表閥門的開閉循環(huán)的次數(shù))，并且任何相應的改變(由其他客戶機引起的)能自動地被提供給該預訂的客戶機。
本發(fā)明的另一方面使用上面提到的無線連接來提供一條冗余路徑去管理現(xiàn)場設備。FDMS可以在無線連接上給客戶機發(fā)送管理命令，并且客戶機可以以合適的形式把該命令轉發(fā)給現(xiàn)場設備(例如使用基于有線的連接)。當另外連接FDMS和現(xiàn)場設備的控制網(wǎng)絡變得不可操作時，這樣的一個特點可以是有用的。
下面將參考用于說明的示例來闡述本發(fā)明的幾個方面。應當理解，眾多的特定細節(jié)、關系和方法將被闡明以提供對本發(fā)明的完全理解。然而，本領域技術人員將很容易認識到，在沒有一個或多個特定的技術特征或者使用其他的方法時，本發(fā)明依然能被實施。其他的實例中，公知的結構或者操作不被詳細說明以避免使本發(fā)明不明顯。
2、示例環(huán)境圖1是說明可實施本發(fā)明的示例環(huán)境的細節(jié)框圖。框圖中被顯示為包括現(xiàn)場設備110-A到110-Z，控制網(wǎng)絡130，現(xiàn)場設備管理站(FDMS)150，有線客戶機160-A到160-F，無線客戶機180，以及數(shù)據(jù)庫服務器190。下面將詳細闡述每一個框。
控制網(wǎng)絡130提供現(xiàn)場設備110-A到110-Z與FDMS 150之間的連通性?？刂凭W(wǎng)絡130可以包括網(wǎng)絡設備(例如多路復用器，調制解調器，終端面板，控制器等等)，其根據(jù)相關技術中一個或多個公知的協(xié)議來執(zhí)行，例如HART、Control Net(控制網(wǎng))以及基金會現(xiàn)場總線。
現(xiàn)場設備110-A到110-Z執(zhí)行各種操作以實現(xiàn)期望的制造工序。另外(或者作為支持這樣一個過程的一部分)，每一個現(xiàn)場設備可被實施來支持各種管理命令。一些管理命令可能僅僅需要信息(例如被測量的壓力)，而一些命令引起配置發(fā)生改變(例如可能導致閥門被打開)。
數(shù)據(jù)庫服務器190提供一個中央貯存庫來存儲關于現(xiàn)場設備的配置、現(xiàn)場設備的狀態(tài)、維護進度表等等信息。數(shù)據(jù)庫服務器190可以集成進FDMS 150中，且可以使用市場上可買到的幾個數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品(例如來自諸如Oracle，IBM這樣的公司)之一來實現(xiàn)。本發(fā)明的一個方面使中央日志能被保持在數(shù)據(jù)庫服務器190內(nèi)，用該日志指示已在該現(xiàn)場設備上被執(zhí)行的各個命令和/或配置改變。
有線客戶機160-A到160-F被顯示為通過一個局域網(wǎng)(LAN)170連接到FDMS 150，該局域網(wǎng)170通過使用例如以太網(wǎng)和令牌環(huán)的基于有線的技術來實現(xiàn)。有線客戶機160-A在LAN170上發(fā)送被定向到現(xiàn)場設備110-Z的命令(當操作者請求時)，并且又可以在LAN170上接收相應的響應。有線客戶機和LAN170可以用已知的方式來實現(xiàn)。
無線客戶機180使操作者能從任意位置給任意感興趣的現(xiàn)場設備發(fā)出命令，所述的任意位置通常由到FDMS 150的無線路徑是否可被(從該位置)建立和使用來確定。該命令可以以與無線協(xié)議(例如服從802.11)一致的方式被發(fā)送(在天線185上)給FDMS 150，該無線協(xié)議用來建立無線客戶機180和FDMS 150之間的連通性。來自相應現(xiàn)場設備的響應可以在同樣的路徑上接收并且以操作者可理解的形式提供。
FDMS 150接收來自無線客戶機180和有線客戶機(160-A到160-F)的命令，并通過控制網(wǎng)絡130以合適的形式把命令進一步轉發(fā)給相應的現(xiàn)場設備。(由現(xiàn)場設備產(chǎn)生的)對命令的響應可以在同樣的路徑上(經(jīng)控制網(wǎng)絡130)接收。接收到的響應可在天線155上以與無線協(xié)議一致的形式傳送給無線客戶機180，并在LAN170上傳送給有線客戶機。另外，F(xiàn)DMS 150可以給無線或者有線客戶機中的任何一個提供排他的訪問(即，防止其他客戶機的訪問)來對目標設備執(zhí)行任何修改。
FDMS 150被顯示為與天線155相關聯(lián)，天線155(通過與天線185通信)提供到無線客戶機180的無線連接。由于不存在附加的中間組件，所以可以可靠地提供無線連接。在一個替換的實施例中(沒有示出)，可使用LAN170上提供的合適的網(wǎng)絡設備來提供無線連接。當使用與LAN170的操作一致的協(xié)議與FDMS 150通信時，這樣的網(wǎng)絡設備通常需要給無線客戶機提供無線連接。
FDMS 150在數(shù)據(jù)庫服務器190中存儲代表每一個現(xiàn)場設備(110-A到110-Z)的目前配置的數(shù)據(jù)。這樣，當命令成功地改變現(xiàn)場設備的配置時，配置后狀態(tài)在數(shù)據(jù)庫服務器190中可以被指示。由于所有這樣的配置命令(來自無線客戶機和基于有線的客戶機)都可以通過一單個FDMS引導，所以重新配置任務和相應信息(中央日志)的維護可得到簡化。
另外，由于在中央系統(tǒng)中的命令處理，“預訂”類型命令得以精確地處理。當指定的感興趣的信息(例如設備的運行/停機狀態(tài)，現(xiàn)場設備中目前的壓力)改變時，預訂命令通常請求更新。由于這種命令的中央處理，任何改變可以被立即傳播到預訂的現(xiàn)場設備。FDMS 150支持無線客戶機180的實施例的方式將在下面詳細闡述。
3、現(xiàn)場設備管理站(FDMS)圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的一個方面、FDMS 150的一個實施例的細節(jié)框圖。該框圖被顯示為包括有線接口210-A、無線接口210-B、有線客戶機處理機230、無線客戶機處理機240、數(shù)據(jù)管理器250、數(shù)據(jù)庫接口270、多路復用有源數(shù)據(jù)處理機(ADH)280、HART ADH285，以及現(xiàn)場通信處理機(FCH)290。下面詳細介紹每一框。
無線接口210-B提供物理的、電的和其他協(xié)議接口，利用與無線標準例如802.11一致的天線155傳送(接收)信號到(自)無線客戶機180。無線接口210-B從接收到的信號中恢復代表一請求的數(shù)據(jù)(由無線客戶機180在天線185上傳送)，并且被恢復的數(shù)據(jù)可以被轉發(fā)給數(shù)據(jù)管理器250。隨后的來自無線客戶機180中的命令可被轉發(fā)給無線客戶機處理機240。
通過天線155可以傳送從無線客戶機處理機240接收到的響應(與現(xiàn)場設備110-Z對應)。相似地，有線接口210-A可以提供必要的物理的、電的和任何其他的協(xié)議接口，其是在LAN170上傳送/從LAN170接收信號所必要的。
現(xiàn)場通信處理機(FCH)290提供物理的、電的和任何其他的協(xié)議接口以在控制網(wǎng)絡130上傳送信號/從控制網(wǎng)絡130接收信號。為了說明，假定控制網(wǎng)絡130包括幾個組件，例如調制解調器、多路復用器(其提供到設備的有線連接)以及到設備的直接連接，其與相關技術中公知的HART協(xié)議一致(或者其他的現(xiàn)場管理協(xié)議)地操作。下面在同樣的假定下來對剩余組件中的一些組件進行說明。
從MUX ADH 280與HART ADH 285之一接收到的命令被轉發(fā)給控制網(wǎng)絡130。從控制網(wǎng)絡130接收到的響應(由現(xiàn)場設備110-Z發(fā)送)可以被轉發(fā)給Mux ADH 280或HART ADH 285之一?？梢砸砸阎姆绞綄崿F(xiàn)FCH290。
當無線客戶機180初始建立連接時，無線客戶機處理機240以數(shù)據(jù)管理器250來實例化(instantiate)。可以為每個尋求建立連接/會話的無線客戶機創(chuàng)建一個無線客戶機處理機的實例。在實例化之后，無線客戶機處理機240操控命令/響應的接收/發(fā)送。
通常，無線客戶機處理機240需要供給不同的顯示格式，可能限制了可使用無線客戶機等執(zhí)行的操作類型。無線客戶機處理機240可使用多種工具實現(xiàn)，例如在Unix型環(huán)境中可廣泛得到的套接字接口和/或DCOM以及從微軟公司可得到的產(chǎn)品系列中通?？色@得的.net remoting。
有線客戶機處理機230也能類似于無線處理機240地實現(xiàn)。兩種類型的處理機都可以被實現(xiàn)來通過使用相似的數(shù)據(jù)格式等與數(shù)據(jù)管理器250相接口。然而，處理機230和240分別被用來與接口210-A和210-B相接口以便與相應的(有線和無線)客戶機進行通信。數(shù)據(jù)庫接口270提供合適的接口(例如在關系數(shù)據(jù)庫的情況下基于SQL)以在數(shù)據(jù)庫服務器190中存儲數(shù)據(jù)/從數(shù)據(jù)庫服務器190檢索數(shù)據(jù)，且也可以其他已知的方式實現(xiàn)。
MUX ADH 280和HART ADH 285從數(shù)據(jù)管理器250接收(由有線客戶機160-A發(fā)送的)各自的命令，并把命令轉發(fā)給FCH290。假定控制網(wǎng)絡130包括與現(xiàn)場設備的直接連接(在這種情況中使用HART ADH 285)以及經(jīng)多路復用器的連接(在這種情況中使用MUX ADH 280)，則包括兩種類型的ADH。從FCH 290接收到的(由現(xiàn)場設備110-Z發(fā)送的)響應被發(fā)送到數(shù)據(jù)管理器250。MUX ADH 280和HART ADH 285也可以以一種已知的方式實現(xiàn)。
數(shù)據(jù)管理器250協(xié)調和控制其他單元的操作以提供本發(fā)明的各個特征。例如，當從無線客戶機180收到啟動一連接(會話)的請求時，數(shù)據(jù)管理器250實例化一個相應的無線客戶機管理器。一個獨特的標識符被指配給該連接并轉發(fā)給請求該連接的客戶機。該獨特的標識符可以包含在每個命令中，并可以標識從其接收命令的特定客戶機。相似地，當客戶機釋放該連接時，相應的客戶機處理機被終止。
另外，數(shù)據(jù)管理器250使參數(shù)能夠進行超高速緩存，這隱含了對一些命令(不管是來自無線還是有線客戶機)的響應能立刻產(chǎn)生，而不必訪問來自該命令被定向到的設備的相應數(shù)據(jù)。
此外，數(shù)據(jù)管理器250監(jiān)視各個命令的執(zhí)行狀態(tài)。在一個HART協(xié)議的上下文中實現(xiàn)的實施例中，數(shù)據(jù)管理器250對每一個現(xiàn)場設備僅僅允許一個命令待決(pending)，這樣來自該設備的響應可以很容易地與該特定的命令相關。然而，在替換實施例中，可為該特定的命令產(chǎn)生適當?shù)臉俗R符，以使來自一現(xiàn)場設備的響應與相應的命令相關。數(shù)據(jù)管理器250把響應轉發(fā)給從其接收到該相應響應的客戶機系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)管理器250可以進一步控制在客戶機設備上產(chǎn)生的顯示。在一個實施例中，要顯示的特定標簽以及相應值通過使用相關技術中公知的擴展元語言(XML)來表示。該值從數(shù)據(jù)庫服務器190中檢索。通常，客戶機需要被實現(xiàn)為具有一個合作接口來適當?shù)亟忉尯惋@示該標簽及值組合，且也可以用已知的方式來執(zhí)行這種實現(xiàn)。
產(chǎn)生的顯示可使操作者能執(zhí)行不同的任務，例如從不同的菜單選擇中選取以指定感興趣的現(xiàn)場設備(例如110-Z)，發(fā)出用于選擇的設備的命令并查看響應。如果該客戶機被實現(xiàn)為具有小屏幕(正如便攜式手持設備的情況中通常的情形)，則至少可能需要為無線客戶機180生成不同類型的顯示(例如緊湊的)。
數(shù)據(jù)管理器250進一步支持從不同客戶機接收的預訂命令。如上所述，預訂命令指示特定的一條感興趣的信息，該信息立即顯示在客戶機系統(tǒng)(例如160-A或者180)上。當基礎的數(shù)據(jù)改變時，這些改變需要異步地傳播給客戶機(即客戶機不需要再次請求更新)。
為了支持這樣一個特征，數(shù)據(jù)管理器250維護一個表，指示由每個客戶機預訂的該特定的一條信息(或者簡單的變量)。當對表中指示的任何一條信息發(fā)生改變時，產(chǎn)生一條更新消息并通過相應的客戶機處理機230或240來發(fā)送它。由于對基于有線的和無線客戶機的中央支持，預訂命令的支持可得以簡化。
另外，數(shù)據(jù)管理器250可使用數(shù)據(jù)庫接口270與數(shù)據(jù)庫服務器190相接口，以存儲代表在現(xiàn)場設備上執(zhí)行的不同改變的審計日志的數(shù)據(jù)。由于所有的命令(不管是源自無線還是基于有線的客戶機)都通過FDMS 150路由，所以中央日志(在數(shù)據(jù)庫服務器190中)的管理可得以簡化。在接收到該命令之后日志能在很短的時間內(nèi)更新。例如，條目可以指示命令的接收、命令的轉發(fā)和一旦相應的任務被實行、現(xiàn)場設備中命令執(zhí)行的完成。
這樣，如上所述，F(xiàn)DMS 150支持無線和基于有線的客戶機以訪問現(xiàn)場設備。下面相對為FDMS提供訪問現(xiàn)場設備的一條冗余路徑來繼續(xù)進行說明。
4、提供路徑冗余圖3是例示一個示例環(huán)境的框圖，其中根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供從FDMS 150的路徑冗余以訪問現(xiàn)場設備。僅為了說明，該方案被例示為圖1中的實施例的進一步擴展。然而，該方案也可在其他環(huán)境中實施。為了簡明，下面僅說明了圖3與圖1相比的不同。
無線客戶機180被顯示為通過路徑381與現(xiàn)場設備110-Z相連。路徑381可代表一條基于有線的路徑。在現(xiàn)場設備110-Z與相關技術中公知的HART協(xié)議相一致地操作的實施例中，路徑381可以包括一個連接到現(xiàn)場設備110-Z的HART調制解調器(沒有示出)，在無線客戶機180和HART調制解調器之間使用USB型技術提供物理連接。也可以用已知的方式來實現(xiàn)路徑381(和相應的協(xié)議)。
僅為了說明的目的而參考HART協(xié)議提供描述。然而，本領域技術人員通過閱讀這里提供的公開內(nèi)容，將清楚在相關技術中公知的協(xié)議，例如基金會現(xiàn)場總線和Profibus的上下文中該方案的實現(xiàn)?？深A想這樣的替換實施例由本發(fā)明的不同方面覆蓋。
操作時，無線客戶機180使用天線185發(fā)送一個命令(例如定向到現(xiàn)場設備110-Z)。該命令被FDMS 150接收，其使用天線155把命令(以合適的形式)轉發(fā)回無線客戶機180。無線客戶機180也可以使用路徑381把命令轉發(fā)給現(xiàn)場設備110-Z以使命令得以執(zhí)行。
無線客戶機180可接收到由現(xiàn)場設備110-Z產(chǎn)生的響應，并將其轉發(fā)給FDMS 150。FDMS 150可以在數(shù)據(jù)庫服務器190中更新該信息，并再次把響應轉發(fā)回無線客戶機180。無線客戶機180可以以操作者可理解的形式顯示該響應。
這樣，盡管有從無線客戶機180和現(xiàn)場設備110-Z的一個直接路徑381，但是命令/響應還是被路由通過FDMS 150。結果，任何狀態(tài)和配置信息的改變可以在數(shù)據(jù)庫服務器180中中央地維護。另外，由于來自無線客戶機180的無線路徑而可獲得的冗余路徑可以用來在FDMS 150和特定的感興趣的現(xiàn)場設備之間通信。這樣，即使控制網(wǎng)絡130不可操作，操作者也可以繼續(xù)管理期望的設備(110-Z)。針對提供這樣的路徑冗余的FDMS 150和無線客戶機180的實施例的細節(jié)來繼續(xù)說明。
5、提供路徑冗余的FDMS圖4是例示根據(jù)本發(fā)明的一個方面、被實施來在訪問現(xiàn)場設備中提供路徑冗余的FDMS 150的實施例的細節(jié)框圖。圖4的框圖包括圖2中描述的所有框。為了簡明，下面僅說明圖4與圖2的實施例相比的不同。
數(shù)據(jù)管理器250決定是在路徑153上還是經(jīng)過天線155來轉發(fā)從無線客戶機處理機240接收的命令。該決定可基于在建立會話時或者以后在進行故障檢修期間從無線客戶機180接收到的配置數(shù)據(jù)。這樣，在實施例中，為了(從圖1的模式)切換到圖4的模式，無線客戶機180可能需要終止對應于圖1的會話并重新建立該會話。
正如數(shù)據(jù)管理器250所規(guī)定的，HART ADH 285通過路徑481發(fā)送代表命令/響應(與現(xiàn)場設備110-Z相對應)的數(shù)據(jù)給無線接口210-B(而不是發(fā)送命令/響應給與控制網(wǎng)絡130相耦合的現(xiàn)場通信處理機290)。在實施例中，圖3中的路徑381僅僅使用調制懈調器型的設備(與多路復用器相反)來實現(xiàn)，因此沒有示出在mux ADH 280和無線接口210-B之間的連接。
通常，無線客戶機180需要被實現(xiàn)為與FDMS 150的實現(xiàn)相兼容，以支持到感興趣的現(xiàn)場設備的冗余路徑。相關領域的技術人員通過閱讀在此提供的公開內(nèi)容將清楚(FDMS 150和無線客戶機180的)各種可兼容的實現(xiàn)。構想這種實現(xiàn)要由本發(fā)明的各個方面覆蓋。下面針對無線客戶機180實施例的細節(jié)繼續(xù)說明。
6、無線客戶機圖5是例示支持到感興趣的現(xiàn)場設備的冗余路徑的無線客戶機180實施例的細節(jié)框圖。該框圖中示出了包含入站/出站(I/O)接口510、存儲器520、用戶接口塊540、處理塊560和FCH(現(xiàn)場通信處理機)590。下面對每一個框進行詳細說明。
I/O接口510(在無線客戶機側)提供電的和協(xié)議接口以經(jīng)天線185從FDMS150接收數(shù)據(jù)或者傳送數(shù)據(jù)給FDMS 150。代表請求、命令(由無線客戶機180的用戶發(fā)出)的數(shù)據(jù)能從處理塊560接收，并且在天線185上傳送。代表表示用戶屏幕的信息、無線客戶機處理機的標識符、在天線185上(從FDMS 150)接收的命令和信號的數(shù)據(jù)被發(fā)送到處理塊560。
FCH 590提供物理的、電的和協(xié)議接口以與HART通信協(xié)議一致地在路徑381上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)(包含命令和響應)。如上所述，USB型的協(xié)議可以被用來在路徑381上發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。FCH 590從處理塊560接收表示命令的數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)轉發(fā)給現(xiàn)場設備110-Z。從現(xiàn)場設備110-Z收到的信號被轉發(fā)給處理塊560。FCH 590可以與FCH290相似的方式來實現(xiàn)。
用戶接口塊540從處理塊560接收信息(例如基于XML)，并且把收到的信息再現(xiàn)到用戶可讀的屏幕上?？稍试S用戶使用用戶屏幕與無線客戶機180進行交互(例如選擇現(xiàn)場設備、發(fā)出命令、檢查收到的信號等等)。用戶發(fā)出的請求和命令可被發(fā)送到處理塊560，且與現(xiàn)場設備110-Z相對應的信號可被發(fā)送到處理塊560。
處理塊560與用戶接口塊540協(xié)同運行以使操作者能啟動與FDMS 150的會話。操作者可以指示FDMS 150是使用冗余鏈路(如圖3中所示)操作還是使用控制網(wǎng)絡130(如圖1中所示)操作。表示操作模式的數(shù)據(jù)可被保存到存儲器520中以使能進一步處理命令/響應。
處理塊560類似地通過與用戶接口塊540協(xié)同運行而使操作者能發(fā)出命令。該命令被轉發(fā)到I/O接口510以傳輸給FDMS 150。用于該命令的獨特的標識符能立即從FDMS 150中收到。當以后接收到響應時，該標識符被用來把該響應和命令相關。
當在路徑冗余模式中操作時，處理塊560可首先把(從用戶接口塊540接收到的)命令發(fā)送到無線接口510。可在入站/出站接口510(從FDMS 150)上接收到同樣的命令(以合適的形式)，并可將其轉發(fā)給FCH 590。從FCH 590接收到的響應被發(fā)送到I/O接口510，且接收回的同樣的響應被發(fā)送到用戶接口塊540以進行適當?shù)娘@示。
這樣，無線客戶機180的實施例使無線客戶機與FDMS 150協(xié)同操作以管理現(xiàn)場設備。當以路徑冗余模式操作時，F(xiàn)DMS 150可通過無線客戶機180訪問現(xiàn)場設備。下面繼續(xù)針對概括無線客戶機180與FDMS 150協(xié)同操作的流程圖作進一步說明。
7、方法圖6是例示根據(jù)本發(fā)明的一個方面、現(xiàn)場設備管理站(FDMS)支持無線客戶機的方式的流程圖。僅為了說明，該方法參考圖1和圖2進行描述。該方法以步驟601開始并且控制立即傳到步驟610。
步驟610中，提供在現(xiàn)場設備管理站(FDMS)和客戶機之間的無線連通性。在上述的實施例中，通過使用相關技術中公知的例如802.11B的協(xié)議來提供無線連通性。
步驟630中，從客戶機發(fā)出請求在現(xiàn)場設備中的改變的命令。在一實施例中，無線客戶機180的用戶可以發(fā)出請求在現(xiàn)場設備110-Z中的改變的命令。例如，命令可以將一個控制閥門的位置從40％打開狀態(tài)改變到45％打開狀態(tài)。
步驟640中，可由現(xiàn)場設備管理站在無線媒介上接收命令(步驟630中發(fā)出的)。步驟650中，可由現(xiàn)場設備管理站把命令轉發(fā)給現(xiàn)場設備。分別參考圖1和圖3，如上所述，該命令可在控制網(wǎng)絡130或者無線路徑上轉發(fā)。
步驟660中，現(xiàn)場設備管理站從現(xiàn)場設備接收響應。該響應能在與步驟640中發(fā)送命令時的同樣路徑(通過控制網(wǎng)絡或者經(jīng)無線路徑)上接收。
步驟680中，現(xiàn)場設備管理站更新中央數(shù)據(jù)庫服務器中的現(xiàn)場設備的狀態(tài)。例如，表示閥門打開的百分比的現(xiàn)場設備110-Z的狀態(tài)，引起現(xiàn)場設備110-Z操作的客戶機等等都能存儲到中央數(shù)據(jù)庫服務器中。
步驟690中，現(xiàn)場設備管理站通過無線媒體把響應(步驟660中接收到的)傳送到客戶機。例如，F(xiàn)DMS 150傳送從現(xiàn)場設備110-Z接收到的響應。該方法以步驟699結束。這樣，制造工廠中現(xiàn)場設備的遠程管理可以被執(zhí)行。
8、軟件實現(xiàn)圖7是例示本發(fā)明實施例中基本上以軟件形式實現(xiàn)的數(shù)字處理系統(tǒng)700細節(jié)的框圖。系統(tǒng)700可與FDMS 150和無線客戶機180之一相對應。系統(tǒng)700可以包含一個或多個處理機，例如中央處理單元(CPU)710、隨機存取存貯器(RAM)720、輔助存儲器730、圖形控制器760、顯示單元770、網(wǎng)絡接口780、以及輸入接口790。除了顯示單元770外的所有組件都可以在通信路徑750上互相通信，通信路徑750可包含相關技術中公知的幾種總線。下面詳細說明圖7的組件。
CPU 710可以執(zhí)行存儲在RAM 720中的指令以提供本發(fā)明的多個特點。CPU 710可以包含多個處理單元，每個處理單元可能針對特定的任務設計?？商鎿Q的，CPU 710可以僅包含一個單獨的通用處理單元。RAM 720可使用通信路徑750從輔助存儲器730中接收指令。在FDMS 150的情況下，該指令導致對預訂請求進行處理、創(chuàng)建客戶機處理機、發(fā)送代表屏幕的XML數(shù)據(jù)給相應的客戶機器等等。在客戶機器的情況下，該指令導致對操作者發(fā)出的命令和請求進行處理，把XML數(shù)據(jù)再現(xiàn)到合適的屏幕中等。
圖形控制器760基于從CPU 710接收到的數(shù)據(jù)/指令來產(chǎn)生顯示信號(例如RGB格式)到顯示單元570。顯示單元770包括顯示屏，用來顯示由顯示信號定義的圖像。輸入接口790可與鍵盤和/或鼠標相對應。在無線客戶機180的情況下，圖形控制器760和輸入接口790使操作者能發(fā)出命令并查看相應的響應。
為了簡明，圖7中僅顯示了一些接口。無線客戶機180和FDMS 150兩者都可包含無線接口以通過相應的天線進行接收/傳送。同樣，F(xiàn)DMS 150也可以包含接口來與控制網(wǎng)絡130操作，而且無線客戶機180可以包含與所感興趣的現(xiàn)場設備直接進行通信的接口。
輔助存儲器730可包含硬盤驅動735，閃存736和可拆卸存儲設備737。輔助存儲器730可存儲數(shù)據(jù)和軟件指令(例如，每個現(xiàn)場設備的配置及其改變)，這使系統(tǒng)700能提供按照本發(fā)明的一些特點。在可拆卸的存儲單元740上可提供一部分或者所有的數(shù)據(jù)和指令，且該數(shù)據(jù)和指令可由可拆卸存儲驅動737讀取并提供給CPU 710。這樣的可拆卸存儲驅動737的示例是軟盤驅動、磁帶型驅動、CD-ROM驅動、DVD驅動、閃存、可拆卸存儲芯片(PCMCIA卡，EPROM)。
使用與可拆卸存儲驅動737兼容的介質和存儲格式可以實現(xiàn)可拆卸存儲單元740，以使可拆卸存儲驅動737能讀取數(shù)據(jù)和指令。這樣，可拆卸存儲單元740包括一個計算機可讀的存儲介質，其中存儲著計算機程序和/或數(shù)據(jù)。
本文檔中，名詞“計算機程序產(chǎn)品”通常用于指可拆卸的存儲單元740或者硬盤驅動735中安裝的硬盤。這些計算機程序產(chǎn)品是給系統(tǒng)700提供軟件的裝置。CPU 710可以檢索軟件指令，并執(zhí)行該指令以提供如上所述的本發(fā)明的不同特點。
9、結論本發(fā)明的各種實施例已經(jīng)如上描述，應該明白它們是以示例方式給出，而不是限制。本發(fā)明的寬度和范圍應當不限于上述典型實施例，而應僅根據(jù)下面的權利要求和它們的等同物來限定。
權利要求
1.一種使操作者能遠程管理多個被設計來完成在制造工廠中的制造工序的現(xiàn)場設備的方法，所述的制造工廠還包括通過控制網(wǎng)絡與所述多個現(xiàn)場設備相耦合的現(xiàn)場設備管理站(FDMS)，所述方法包括提供來自第一客戶機的無線連接，這里所述的無線連接在所述的第一客戶機和所述現(xiàn)場設備管理站之間提供通信；使操作者能從所述的第一客戶機發(fā)出命令給包含在所述多個現(xiàn)場設備中的第一現(xiàn)場設備；在所述的無線連接上把所述命令從第一客戶機傳遞到所述現(xiàn)場設備管理站；并且在所述的控制網(wǎng)絡上把所述命令從所述現(xiàn)場設備管理站轉發(fā)到所述第一現(xiàn)場設備，由此所述操作者可以使用所述的第一客戶機管理所述多個現(xiàn)場設備。
2.如權利要求1所述的方法，進一步包括將所述第一客戶機連接到所述多個現(xiàn)場設備中的一個第二現(xiàn)場設備；使用無線連接從所述現(xiàn)場設備管理站傳遞第二命令到所述的第一客戶機，這里所述的第二命令被定向到所述的第二現(xiàn)場設備；和從所述第一客戶機發(fā)送所述第二命令到所述第二現(xiàn)場設備，由此將所述的第二命令從所述現(xiàn)場設備管理站轉發(fā)到所述第二現(xiàn)場設備而不使用所述的控制網(wǎng)絡。
3.如權利要求2所述的方法，進一步包括使所述操作者能從所述第一客戶機發(fā)送所述的第二命令，其中所述現(xiàn)場設備管理站接收所述第二命令并執(zhí)行所述第二命令的傳遞。
4.如權利要求1所述的方法，其中在所述現(xiàn)場設備管理站和所述第一客戶機之間提供所述的無線連接。
5.如權利要求1所述的方法，在所述第一客戶機和一個網(wǎng)絡設備之間提供所述的無線連接，這里所述的網(wǎng)絡設備與一網(wǎng)絡連接，通過一基于有線的媒介而將所述網(wǎng)絡設備連接到所述現(xiàn)場設備管理站。
6.如權利要求1所述的方法，進一步包括通過一基于有線的媒介而將一個第二客戶機連接到所述現(xiàn)場設備管理站，所述方法進一步包括在所述基于有線的媒介上從所述第二客戶機傳遞另一個命令到所述現(xiàn)場設備管理站，所述的另一個命令被定向到所述多個現(xiàn)場設備中包含的一個第二設備；并且從所述現(xiàn)場設備管理站轉發(fā)所述的另一個命令到所述第二現(xiàn)場設備，由此，來自通過基于有線和無線媒介連接的客戶機的命令都通過所述的現(xiàn)場設備管理站來引導。
7.如權利要求6所述的方法，在所述現(xiàn)場設備管理站中維護所述的命令和另一個命令的中央日志，這里所述的中央日志在所述操作者發(fā)出所述命令和所述另一個命令后的短時間內(nèi)得到更新，這里使用所述無線連接使所述現(xiàn)場設備管理站能夠容易地維護所述中央日志并且也使所述操作者容易地利用所述第一客戶機來管理所述多個現(xiàn)場設備。
8.一種使得能夠管理多個現(xiàn)場設備的現(xiàn)場設備管理站(FDMS)，所述的多個現(xiàn)場設備通過控制網(wǎng)絡耦合到所述現(xiàn)場設備管理站，所述的現(xiàn)場設備管理站包括一個無線接口，通過無線媒介提供到第一客戶機的連通性；以及一個數(shù)據(jù)管理器塊，在所述無線媒介上從所述的第一客戶機接收第一命令，所述的第一命令被定向到所述多個現(xiàn)場設備中包含的一個第一現(xiàn)場設備，所述的數(shù)據(jù)管理器在所述控制網(wǎng)絡上轉發(fā)所述第一命令，這里所述的第一命令由一操作者發(fā)出，這樣所述操作者能夠利用所述第一客戶機管理所述多個現(xiàn)場設備。
9.如權利要求8所述的現(xiàn)場設備管理站，其中所述數(shù)據(jù)管理器塊在所述無線媒體上從所述第一客戶機接收一個第二命令，所述的第二命令被定向到在所述多個現(xiàn)場設備中包含的一第二現(xiàn)場設備，所述第二現(xiàn)場設備與所述第一客戶機相連，所述數(shù)據(jù)管理器塊在所述無線媒介上把所述第二命令轉發(fā)給所述第一客戶機。
10.如權利要求9所述的現(xiàn)場設備管理站，進一步包括一個通過基于有線的媒介來提供到第二客戶機的連通性的有線接口，所述數(shù)據(jù)管理器塊從所述第二客戶機接收到一個第二命令，所述的第二命令被定向到所述多個設備中的一個第二現(xiàn)場設備，所述數(shù)據(jù)管理器塊在所述的控制網(wǎng)絡上把所述第二命令轉發(fā)給所述第二現(xiàn)場設備。
11.如權利要求10所述的現(xiàn)場設備管理站，進一步包括在所述無線接口和所述數(shù)據(jù)管理器之間提供的一個無線客戶機處理機，所述無線客戶機處理機在所述無線媒介上接收所述第一命令，所述無線客戶機處理機進一步接收來自所述數(shù)據(jù)管理器塊的第一響應，并在無線媒介上轉發(fā)所述的第一響應；和在所述有線接口和所述數(shù)據(jù)管理器之間提供的一個有線客戶機處理機，所述基于有線的客戶機處理機在所述基于有線的媒介上接收所述第二命令，所述基于有線的客戶機處理機進一步接收來自所述數(shù)據(jù)管理器塊的一個第二響應，并在所述基于有線的媒介上轉發(fā)所述的第二響應。
12.如權利要求11所述的現(xiàn)場設備管理站，其中所述數(shù)據(jù)管理器從所述第一客戶機接收一個建立連接的請求，并響應于接收到所述請求而實例化所述無線客戶機處理機。
13.如權利要求9所述的現(xiàn)場設備管理站，其中所述數(shù)據(jù)管理器維護一個包含有關所述第一命令和所述第二命令的信息的中央日志，其中所述中央日志的維護由于通過所述現(xiàn)場設備管理站路由所述第一命令和所述第二命令而得以簡化。
14.一種計算機可讀介質，載有一個或多個指令系列，用來使現(xiàn)場設備管理站(FDMS)使能對多個現(xiàn)場設備進行管理，所述的多個現(xiàn)場設備通過控制網(wǎng)絡耦合到所述現(xiàn)場設備管理站，這里由所述現(xiàn)場設備管理站中包含的一個或多個處理器執(zhí)行所述一個或多個指令序列導致所述一個或多個處理器執(zhí)行以下動作在一個無線媒介上從所述第一客戶機接收一第一命令，所述第一命令被定向到所述多個現(xiàn)場設備中包含的一個第一現(xiàn)場設備；和在所述控制網(wǎng)絡上把所述第一命令轉發(fā)到所述第一現(xiàn)場設備，這里所述的第一命令由一個操作者發(fā)出，這樣所述操作者能夠使用所述第一客戶機來管理所述多個現(xiàn)場設備。
15.如權利要求14所述的計算機可讀介質，進一步包括在所述無線媒介上從所述第一客戶機接收一個第二命令，所述第二命令被定向到所述多個現(xiàn)場設備中包含的一個第二現(xiàn)場設備，所述第二現(xiàn)場設備與所述第一客戶機相連；以及在所述無線媒介上把所述第二命令轉發(fā)到所述第一客戶機。
16.如權利要求15所述的計算機可讀介質，進一步包括在基于有線的媒介上從所述第三客戶機接收一個第三命令，所述第三命令被定向到所述多個現(xiàn)場設備中包含的一個第三現(xiàn)場設備；并且在所述控制網(wǎng)絡上把所述第三命令轉發(fā)到所述第三現(xiàn)場設備。
17.如權利要求15所述的計算機可讀介質，進一步包括維護一個包含有關所述第一命令和所述第二命令的信息的中央日志，其中所述中央日志的維護由于通過所述現(xiàn)場設備管理站路由所述第一命令和所述第二命令而得以簡化。
18.一種計算機可讀介質，載有一個或多個指令序列，用來使客戶機使能對多個現(xiàn)場設備進行遠程管理，所述的多個現(xiàn)場設備通過控制網(wǎng)絡與一個現(xiàn)場設備管理站耦合，這里由所述客戶機中包含的一個或多個處理器執(zhí)行所述一個或多個指令序列導致所述一個或多個處理器執(zhí)行以下動作；在一個無線媒介上發(fā)送一個第一命令到所述現(xiàn)場設備管理站，所述第一命令被定向到所述多個現(xiàn)場設備中包含的第一現(xiàn)場設備；和在所述無線媒介上從所述現(xiàn)場設備管理站接收一個第一響應；這里所述的第一命令由一個操作者發(fā)出，這樣所述操作者能夠利用所述第一客戶機來管理所述多個現(xiàn)場設備。
19.如權利要求18所述的計算機可讀介質，其中所述客戶機被連接到一個第二現(xiàn)場設備，進一步包括在所述無線媒介上發(fā)送一個第二命令到所述現(xiàn)場設備管理站，所述第二命令被定向到所述多個現(xiàn)場設備中包含的一個第二現(xiàn)場設備；在所述無線媒介上從所述現(xiàn)場設備管理站接收所述第二命令；并且在從所述現(xiàn)場設備管理站接收到所述第二命令之后把所述第二命令轉發(fā)給所述第二設備。
全文摘要
一個客戶機通過無線路徑連接到現(xiàn)場設備管理站(FDMS)(150)。操作者能從該客戶機(180)給任意的現(xiàn)場設備發(fā)出命令。結果，操作者能從任意一個遠端位置來管理該現(xiàn)場設備。另外，F(xiàn)DMS(150)也能通過基于有線的路徑連接到其他的客戶機。結果來自基于有線的和無線客戶機的命令可通過FDMS得到交換，這樣能使追蹤現(xiàn)場設備的各種配置改變和狀況得到簡化。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該無線客戶機通過有線媒介連接到一個現(xiàn)場設備。通過無線客戶機建立了在FDMS和現(xiàn)場設備之間的連通性，這樣便提供了路徑冗余(除了控制網(wǎng)絡之外)。
文檔編號G05B19/418GK1890614SQ200480035743
公開日2007年1月3日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權日2003年12月4日
發(fā)明者R·普拉薩德, M·普雷馬拉 申請人:霍尼韋爾國際公司