[发明专利]用于将无线设备与分布式控制系统相集成的方法和系统

说明书

技术领域

本公开内容大体上涉及分布式控制系统，更具体地涉及用于将无线设备与分布式控制系统相集成的方法和系统。

背景技术

加工厂(process plant)是复杂的、多层面的实体，是物理要素的结构化组织，是针对经济准则以及通常是产业特定的其他准则而运营的。加工厂有许多能够影响其运营且也能够受其运营所影响的不同的股东(stakeholder)。现今，许多加工厂运营的关键是过程控制系统，过程控制系统确保适当的参数被测量和被采取动作、工厂人员被保持告知、异常情况被识别和被解决，以及经营过程被集成。自动控制系统被在不同应用中使用，所述不同应用诸如精炼和石化厂、石油和天燃气供应链、纸浆和纸制造、发电、化工生产、食品生产、废水处理、分立的产品制造、电缆敷设船、隧道通风控制和采矿作业。

在许多过程控制应用中，从诸如传感器、致动器(actuator)和用户接口之类的节点到过程控制系统的工作线路的费用限制了初始部署的这种节点的数量和位置。布线装设的费用和困难也可能会限制附加节点在已经运营的工厂中的部署。无线通信技术-例如蓝牙、802.11、RFID和其他的近来开发预示了对这样的布线费用的解决方案，但是却并非没有把新的难题引入到过程控制系统的可靠性和安全性上来。

加工厂的周围环境可能会干扰或者妨碍在传感器、致动器或者用户接口位置和过程控制系统之间的无线通信，使得连接无线节点很困难。个别消息可能会被丢失，或者物理工厂或者电气环境的变化可能会妨碍先前可能进行通信之处的通信，导致了不可靠的通信。安全性也是无线通信的问题。外部各方可能会截取、改变或者干扰无线通信，或者使用无线通信设备来获得对过程控制系统的资源和信息的访问。

发明内容

本公开内容提供了用于将无线设备与分布式控制系统相集成的方法和系统。

在第一实施例中，一种方法包括确定从多个叶节点中的叶节点到多个网关节点中的第一网关节点的第一通信路径。该方法还包括确定从所述叶节点到所述多个网关节点中的第二网关节点的第二通信路径。该方法进一步包括分别经由第一和第二通信路径从叶节点向第一和第二网关节点发送无线消息。该无线消息包括消息信息。该方法包括将消息信息从第一和第二网关节点中的一者或者两者传给过程控制系统组件。

在特定实施例中，第一通信路径经由多个中间节点中的第一中间节点被确定，且第二通信路径经由所述多个中间节点中的第二中间节点被确定。所述无线消息分别经由第一和第二中间节点而被发送给第一和第二网关节点。

在第二实施例中，一种系统包括多个网关节点和多个叶节点。网关节点能够与过程控制系统通信并且能够与叶节点无线地通信。叶节点能够与网关节点无线地通信。多个叶节点中的叶节点和多个网关节点中的第一网关节点能够交换无线消息以确定从叶节点到第一网关节点的第一通信路径。叶节点和所述多个网关节点中的第二网关节点也能够交换无线消息以确定从叶节点到第二网关节点的第二通信路径。叶节点还能够分别经由第一和第二通信路径向第一和第二网关节点发送无线消息。所述无线消息包括消息信息。第一和第二网关节点中的一个或者两者也能够将消息信息传给过程控制系统组件。

在特定实施例中，所述系统也包括多个中间节点。中间节点能够与网关节点和叶节点无线地通信。所述多个中间节点中的第一中间节点还能够与叶节点和第一网关节点交换无线消息以经由第一中间节点确定从叶节点到第一网关节点的第一通信路径。所述多个中间节点中的第二中间节点进一步能够与叶节点和第二网关节点交换无线消息以经由第二中间节点确定从叶节点到第二网关节点的第二通信路径。叶节点还能够分别经由第一和第二中间节点向第一和第二网关节点发送无线消息。

在第三实施例中，一种系统包括过程数据消费者(dataconsumer)、密钥服务器、多个网关节点、多个中间节点和多个叶节点。网关节点能够与过程数据消费者通信且能够与中间节点和叶节点无线地通信。中间节点能够与网关节点和叶节点无线地通信。叶节点能够与中间节点和网关节点无线地通信。过程数据消费者能够向多个网关节点中的第一和第二网关节点发送预订消息。该预订消息识别多个叶节点中的叶节点、请求由所识别的叶节点提供的信息并且请求以第一速率发布该信息。