[发明专利]用于现场设备的无线协议转换器

说明书

用于访问和控制现场设备以收集数据和转换协议的技术包括：接收以过程控制协议编码的数据；提取有效载荷；存储有效载荷中的一些有效载荷；以及经由无线网络以通用计算通信协议发送有效载荷中的一些有效载荷。一种用于访问现场设备的方法包括：从用户通信器接收用户的命令；识别目标现场设备；生成命令；对协议编码的数据集进行编码；以及将协议编码的数据集发送到目标现场设备。一种现场通信器设备包括用于获取和解析现场设备数据、存储数据以及发送数据的指令。一种计算系统包括现场通信器、无线用户通信器和无线计算机网络以访问和控制过程工厂中的现场设备。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求享受于2018年10月1日提交的美国临时专利申请No.62/739,830的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容总体上涉及过程工厂和过程控制系统，并且更具体地，涉及为过程工厂内的现场设备提供数据收集和数据协议转换设施。

背景技术

分布式过程控制系统(诸如在化学、石油、工业或其它过程工厂中用于制造、提炼、转换、生成或生产物理材料或产品的过程控制系统)通常包括一个或多个过程控制器，其经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线、或经由无线通信链路或网络通信地耦合到一个或多个现场设备。现场设备(其例如可以是阀、阀定位器、开关和变送器(例如，温度、压力、液位和流速传感器))位于过程环境中，并且通常执行物理或过程控制功能(诸如打开或关闭阀、测量过程和/或环境参数(诸如温度或压力)等)，以控制在工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备(诸如遵循众所周知的现场总线(Fieldbus)协议的现场设备)还可以执行控制计算、报警功能以及通常在控制器内实现的其它控制功能。过程控制器(其通常也位于工厂环境内)接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或与现场设备有关的其它信息，并执行运行例如不同控制模块的控制器应用，这些不同控制模块进行过程控制决策、根据接收到的信息生成控制信号、以及与在现场设备(诸如和Fieldbus现场设备)中执行的控制模块或块进行协调。控制器中的控制模块通过通信线路或链路将控制信号发送到现场设备，从而控制过程工厂或系统的至少一部分的操作，例如，控制在工厂或系统内运行或执行的一个或多个工业过程的至少一部分。例如，控制器和现场设备控制由过程工厂或系统控制的过程的至少一部分。I/O设备(其通常也位于工厂环境内)通常被设置在控制器与一个或多个现场设备之间，并且使得能够在其之间进行通信，例如通过将电信号转换为数字值，反之亦然。如本文所使用的，现场设备和控制器通常被称为“过程控制设备”。

来自现场设备和控制器的信息通常通过数据高速通道或通信网络而可用于一个或多个其它硬件设备，诸如操作员工作站、个人计算机或计算设备、数据历史库、报告生成器、集中式数据库、或通常放置在控制室或远离恶劣工厂环境的其它位置中的其它集中式管理计算设备。通常，数据高速通道或通信网络是低带宽有线网络。这些硬件设备中的每一个硬件设备通常跨过程工厂或跨过程工厂的一部分而集中。这些硬件设备运行应用，所述应用可以例如使操作员能够执行有关控制过程和/或操作过程工厂的功能，诸如更改过程控制例程的设置、修改控制器或现场设备内的控制模块的操作、查看现场设备和控制器生成的警报、出于培训人员或测试过程控制软件目的仿真过程的操作、保持和更新配置数据库等。由硬件设备、控制器和现场设备使用的数据高速通道可以包括有线通信路径、无线通信路径或有线和无线通信路径的组合。