Система полевой шины для беспроводной связи

Система полевой шины для беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к системе передачи данных. В частности, настоящее изобретение относится к системе передачи данных для беспроводной связи, устройству управления для беспроводной связи с полевым устройством и приемопередающему устройству и способу беспроводной связи в системе передачи данных.

Система полевой шины совместно использует общую среду, чтобы связывать друг с другом множество устройств. Так как все устройства связаны с одной шиной, обеспечивается возможность того, что в системе шины становится возможной связь каждого оконечного устройства с каждым другим таким устройством, при этом не требуется каждое устройство по отдельности связывать с каждым другим устройством. Для того чтобы, например, обеспечить связь каждого из N оконечных устройств с каждым другим из этих устройств, при кабельном соединении по схеме звезды потребуется (N-1)× N × ¹/₂ соединений, в частности кабелей.

С возрастанием числа соединяемых устройств также возрастает количество соединений, например кабелей, по экспоненциальному закону. Система шины может заменить это большое количество соединений одной единственной шиной, к которой подключены все устройства.

В области техники измерений и регулирования, как и в системах обработки технологических процессов, где датчики или исполнительные элементы связаны с системой управления или с системой анализа, в настоящее время в возрастающем объеме используются устройства цифровой связи. Для связи между этими устройствами часто используются полевые (магистральные) шины, такие как HART®, Profibus или Fieldbus Foundation.

Монтаж принимающих участие в связи устройств часто вызывает проблемы, если, например, необходимо преодолевать препятствия, такие как течения рек и т.п. К тому же имеющийся монтаж поддается изменению лишь с трудом, и требующееся расширение может быть связано с проблемами. Монтаж в случае сложных географических структур или далеко разнесенных друг от друга измерительных устройств становится затратным и дорогостоящим. Кроме того, монтаж является недостаточно гибким в случае изменений.

Система Ethernet (широко распространенный протокол для локальной сети LAN) является системой шины, к которой могут подсоединяться множество пользователей. То есть устройства обслуживаются общей средой передачи. Специальные протоколы семейства IEEE 802.X регулируют доступ к шине. С помощью протоколов семейства IEEE 802.11 в качестве совместно используемой среды передачи так называемой системы WLAN (беспроводная локальная сеть) вместо шины был введен радиоканал. Все устройства, которые находятся на дальности действия радиосвязи передатчика, одновременно ведут прием сигналов передатчика, как если бы они были подключены все к одной и той же шине. Тем самым становится возможной беспроводная связь в так называемом инфраструктурном режиме или в специальном (adhoc) режиме.

Для проводной связи посредством этих протоколов устройства управления или устройства оценки измерений и удаленные сенсоры или полевые устройства могут осуществлять связь друг с другом. При этом сенсоры или полевые устройства предоставляют измеренные значения, которые оцениваются устройствами управления. Коммутация, требуемая для проводной связи, влечет за собой затраты и является дорогостоящей и, кроме того, является негибкой.

В международной публикации WO03/023536 A1 описан радиомодуль для полевого устройства, с помощью которого полевые устройства, которые не имеют встроенного устройства радиосвязи, могут простым и экономичным способом обслуживаться посредством радиосвязи.

Технологии радиопередач, такие как WLAN или Bluetooth, используют так называемый диапазон ISM (различные диапазоны радиочастотного спектра, выделяемые на основе международных соглашений для некоммерческого использования в промышленных, научных и медицинских областях) для передачи данных. Диапазон ISM может использоваться нелицензированным образом для промышленных, научных и медицинских приложений. При этом диапазон на частоте 2,4 ГГц глобальным образом предоставлен для промышленных, научных или медицинских приложений. Этот диапазон могут также применять, например, бесшнуровые телефоны или системы телефонной связи при снятой трубке. Хотя должны соблюдаться нормативные требования относительно мощности передачи и помех смежных частотных диапазонов, однако в пределах свободного диапазона ISM могут иметь место помехи передачи, обусловленные множеством работающих в этом диапазоне приборов. Эти помехи могут, при определенных обстоятельствах, привести к необходимости повторять переданную информацию. Поэтому могут иметь место задержки в передаче.

Задачей настоящего изобретения является создание простой системы передачи данных для осуществления беспроводной связи.

Эта задача решается системой беспроводной передачи для осуществления беспроводной связи, устройством управления для беспроводной связи с полевым прибором, приемопередающим устройством и способом для беспроводной связи в системе передачи данных.

В соответствии с примером выполнения заявленного изобретения предложена система передачи данных для беспроводной связи, включающая в себя устройство управления, полевой прибор и радиопередающее устройство. Устройство управления выполнено с возможностью радиопередачи по протоколу полевой шины, причем полевой прибор выполнен с возможностью связи с радиопередающим устройством по протоколу полевой шины. Радиопередающее устройство выполнено с возможностью передачи протокола полевой шины посредством протокола радиосвязи.

Согласно другому варианту осуществления заявленного изобретения предложено устройство управления для беспроводной связи с полевым прибором, включающее в себя устройство преобразования полевой шины и устройство согласования тайм-аута. Устройство преобразования полевой шины выполнено с возможностью преобразования управляющего сигнала в сигнал полевой шины, причем устройство согласования тайм-аута выполнено с возможностью установки временного режима устройства преобразования полевой шины.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложено приемопередающее устройство, которое включает в себя передающее устройство и приемное устройство. Передающее устройство выполнено с возможностью преобразования протокола полевой шины в протокол радиосвязи и передачи, а приемное устройство выполнено с возможностью преобразования протокола радиосвязи в протокол полевой шины и приема.

Согласно еще одному примеру выполнения заявленного изобретения предложен способ беспроводной связи в системе передачи данных. Система передачи данных включает в себя устройство управления, полевой прибор и устройство радиопередачи. При этом способ содержит следующие этапы: осуществление связи устройства управления с устройством радиопередачи посредством протокола полевой шины, передачу протокола полевой шины посредством протокола радиосвязи и осуществление связи устройства радиопередачи с полевым прибором посредством протокола полевой шины.

В настоящее время в технике измерений, управления и регулирования используется протокол полевой шины для передачи данных измерений, управления и регулирования. Посредством протокола полевой шины устройство управления и полевой прибор могут осуществлять связь друг с другом по шине. При этом устройство управления, которое может служить для регистрации данных измерений и оценки данных измерений, может, например, запросить от полевого прибора предоставить измеренное значение. Полевой прибор содержит, чаще всего, сенсор, который, например, определяет измеренные значения и может передавать их на устройство управления по протоколу полевой шины. Однако в случае полевого прибора речь может идти также об исполнительном устройстве, устройстве управления или регулирования, которое может управляться в соответствии с сигналами задатчика от устройства управления.

Протокол полевой шины включает в себя множество команд, которые стандартизованы. Посредством вызова команды сигнальная последовательность, соответствующая протоколу, может выдаваться в подключенную шину, в частности полевую шину. Эта сигнальная последовательность полевой шины может приниматься сработавшим прибором и оцениваться им. Этот сработавший прибор может сам выполнять заданные действия и, например, может выдавать измеренные значения назад на блок управления по шине.

Шина, в частности система шины, может представлять собой физическое соединение или кабель. Например, шина может представлять собой экранированный кабель на скрученной паре. К шине может быть подключено любое множество приборов, чтобы осуществлять взаимный обмен данными. Посредством адресации может осуществляться адресация индивидуального прибора.

За счет применения устройства радиопередачи становится возможным то, что устройство управления осуществляет связь с устройством радиопередачи посредством общего протокола полевой шины. Устройство управления может представляться прозрачным для устройства радиопередачи. Иными словами, это означает, что для устройства управления полевое устройство или другое согласованное с шиной устройство представляется как подключенное к стандартной шине, в частности стандартному кабелю.

В соответствии с изобретением обеспечивается система передачи данных для беспроводной связи в среде измерительной техники и техники регулирования. Соответствующее изобретению использование беспроводной связи упрощает соединение измерительных приборов друг с другом.

Устройство радиопередачи может принимать сигналы устройства управления, которые соответствуют протоколу полевой шины. Эти сигналы устройство радиопередачи может преобразовывать в соответствующие сигналы протокола радиосвязи. Это преобразование может производиться на любом уровне, например, протокола OSI-коммуникации. Например, физические сигналы полевой шины могут преобразовываться в сигналы радиопередачи. Устройство радиопередачи соответствует поэтому шлюзу в коммуникационной сети.

Полевое устройство также связано с устройством радиопередачи через полевую шину. Через эту полевую шину полевой прибор сообщается с устройством радиопередачи посредством протокола полевой шины. Устройство радиопередачи выполнено с возможностью преобразования сигналов протокола радиосвязи в сигналы протокола полевой шины. Иными словами, соединение между прибором управления и полевым прибором может физически прерываться устройством радиопередачи и тем самым продолжаться на дальности действия. Предпочтительным образом, так можно перекрыть большое расстояние, не требуя изменения кабельной проводки или шины.

Устройство радиопередачи сообщается как с устройством управления, так и с полевым прибором по протоколу полевой шины. Устройство радиопередачи связано как с полевым прибором, так и с устройством управления по полевой шине. При коммуникации между устройством управления и полевым прибором устройство радиопередачи представляется прозрачным. Коммуникация может также осуществляться от устройства управления через устройство радиопередачи к полевому прибору. Точно так же коммуникация может осуществляться от полевого прибора через устройство радиопередачи к устройству управления.

Двунаправленная коммуникация в двух направлениях возможна посредством устройства радиопередачи. Например, устройство управления может передавать сигнал запроса соответственно протоколу полевой шины к полевому прибору. На этот сигнал запроса полевой прибор предоставляет в распоряжение ответный сигнал с определенным или полученным измеренным значением на прибор управления по протоколу полевой шины. Так, например, полевой прибор, представляющий собой любой измерительный сенсор, может запрашиваться о том, чтобы провести измерение и предоставить измеренное значение прибору управления.

Ввиду прозрачности устройства радиопередачи, по отношению к протоколу полевой шины, можно использовать стандартные приборы. Это означает, что приборы, которые применяют для коммуникации стандартизованный протокол полевой шины, могут осуществлять связь друг с другом через устройство радиопередачи.

Например, дальность действия системы полевой шины может увеличиваться за счет использования повторителей (ретрансляторов). Это означает, что, например, устройства радиопередачи могут иметь усилительные элементы, которые могут служить в качестве ретрансляционных станций и, тем самым, увеличивать дальность действия шины. Предпочтительным образом, за счет использования технологии радиосвязи могут преодолеваться препятствия, такие как, например, русла рек. Тем самым полевые приборы могут также использоваться в географически неблагоприятных местоположениях.

Посредством технологии радиосвязи также возможно использовать полевые приборы в мобильных сценариях использования. Связанность с местоположением полевого прибора, например измерительного сенсора, устраняется за счет использования устройства радиопередачи. Поэтому могут проводиться, например, измерения и на подвижных объектах, таких как транспортные средства.

Согласно другому варианту выполнения заявленного изобретения предложена система передачи данных, в которой протокол полевой шины может выбираться из группы протоколов полевой шины HART®, Profibus или Fieldbus Foundation. Применение специфических протоколов полевой шины HART®, Profibus или Fieldbus Foundation позволяет применять систему передачи данных во взаимосвязи с общепринятыми в настоящее время устройствами управления и полевыми приборами. Если один из стандартов реализуется в устройстве радиопередачи, то устройство радиопередачи может быть прозрачным для соответствующего протокола полевой шины HART®, Profibus или Fieldbus Foundation.

Если преобразование протокола для соответствующего протокола полевой шины в соответствующий протокол радиосвязи реализовано в устройстве радиопередачи, то можно простым способом соединить измерительные приборы или устройства управления соответствующего стандарта посредством устройства радиопередачи. Физическая замкнутая шина может, таким образом, отсутствовать. Замкнутая шина означает в этой связи то, что имеется сквозное физическое соединение между отдельными приборами на шине посредством соответствующего кабеля шины.

Согласно другому варианту осуществления заявленного изобретения предложена система передачи данных, в которой режим тайм-аута протокола HART® в устройстве управления согласован с передачей радиосигнала. Согласно спецификации HART®, ведущее устройство или устройство управления может опрашивать полевой прибор или ведомое устройство о предоставлении измеренных значений. На запрос ведущего устройства, согласно спецификации HART®, ответ ведомого устройства должен предоставляться в течение 256 мс.

Действия по преобразованию протоколов в устройстве радиопередачи могут, однако, привести к увеличению времени распространения сигнала. Иными словами, это означает, что в устройстве радиопередачи протокол HART® должен преобразовываться в протокол радиосвязи. Например, может иметь место, что служебная информация, такая как контрольные суммы или информация кадров, должна добавляться для того, чтобы сформировать пакет протокола радиосвязи. Тем самым может формироваться служебная информация, которая может привести к дополнительной задержке во времени распространения сигнала.

Соответствующие задержки могут возникать при распаковывании сигналов. Распаковывание может быть необходимым, чтобы преобразовать обратно радиосигналы в сигналы полевой шины. Как при передаче запроса, так и при передаче ответного сигнала ведомого устройства ведущему устройству может быть необходимым как процесс упаковки, так и процесс распаковки. Тем самым ответный сигнал ведомого устройства ведущему устройству может длиться более чем 256 мс. Дополнительное время ожидания может учитываться посредством согласования режима тайм-аута в устройстве управления или устройстве оценки со стандартом HART®.

Предпочтительным образом, за счет увеличения режима тайм-аута по отношению к стандарту HART® может быть реализована увеличенная дальность действия. Тем самым могло бы учитываться, что для радиопередачи может использоваться несколько ретрансляторов. Например, ретрансляционные станции могут принимать радиосигнал, усиливать и повторно выдавать в радиоканал. Тем самым за счет дополнительной упаковки и распаковки может дополнительно увеличиваться время задержки. Кроме того, может увеличиться соответствующий режим ответа полевого прибора на запрос ведущего устройства. Посредством таймера, время установки которого равно 256 мс или больше 256 мс, этот дополнительный временной режим может учитываться.

Согласно другому варианту выполнения заявленного изобретения предложена система передачи данных, в которой протокол радиосвязи выбран из группы протоколов радиосвязи, включающей в себя WLAN, Bluetooth и Zigbee. Предпочтительным образом в случае протоколов WLAN, Bluetooth и Zigbee речь идет о стандартизованных протоколах радиосвязи. Поэтому реализация этого стандарта для преобразования протокола полевой шины в соответствующий протокол радиосвязи облегчается, так как не требуется никакой новой разработки протокола радиосвязи.

Предпочтительным образом может также применяться специализированный протокол радиосвязи. Специализированный протокол радиосвязи является протоколом радиосвязи, который, по меньшей мере, частично отличается от стандартизованного протокола радиосвязи. Посредством специализированного протокола радиосвязи может быть достигнуто то, что дальность действия систем радиопередачи при использовании всенаправленного излучателя может составлять согласно европейскому стандарту 500 м или согласно американскому стандарту 1600 м. Кроме того, могут учитываться особые требования к передаче пакетов радиосвязи HART®.

Дальность действия системы радиопередачи может также быть увеличена за счет использования особым образом выполненных антенн, таких как направленные антенны. Предпочтительным образом за счет использования специализированного протокола радиосвязи могут учитываться особенности при упаковке сигналов полевой шины в радиосигналах. Причиной использования специализированного протокола радиосвязи может быть большая дальность действия, чем это обеспечивается при использовании протоколов WLAN, Bluetooth или Zigbee.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложена система передачи данных, в которой устройство радиопередачи выполнено с возможность передачи аналогового сигнала на устройство управления. Предпочтительным образом аналоговые сигналы, например сигнал уровня 4...20 мА, можно передавать посредством устройства радиопередачи. Для этого аналоговый сигнал оцифровывается и преобразуется в сигнал, соответствующий протоколу HART®. Так как устройство радиопередачи выполнено с возможностью передачи протокола HART® по протоколу радиосвязи, можно, таким образом, передавать аналоговые сигналы через радиоинтерфейс. Аналоговый сигнал может также преобразовываться в соответствии с другим предписанием преобразования в протокол радиосвязи.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложена система передачи данных, в которой устройство радиопередачи выполнено таким образом, чтобы сигнал переключения передать на устройство управления. Предпочтительным образом можно, таким образом, сенсоры, например переключатели, которые вырабатывают сигнал переключения, непосредственно подключать к устройству радиопередачи. Аналогичным образом, как при использовании аналоговых сигналов, не требуется никакой полевой прибор, чтобы считывать сигнал переключения. За счет непосредственного подключения аналогового сигнала или сигнала переключения к устройству радиопередачи тем самым может быть обеспечена экономия затрат.

Аналоговый сигнал может быть, например, сигналом измерения уровня заполнения. Это означает, что уровень заполнения может быть поставлен в соответствие диапазону тока от 4 до 20 мА, например, линейным образом. Например, нулевой уровень заполнения (состояние пустоты) может соответствовать сигналу 4 мА, а максимальный уровень заполнения (полное заполнение) может соответствовать сигналу 20 мА. Между этими двумя значениями могут быть предусмотрены любые аналоговые значения тока, которые соответствуют конкретным уровням заполнения.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения, устройство радиопередачи также включает в себя запоминающее устройство, причем запоминающее устройство выполнено таким образом, чтобы сохранять информацию, предоставляемую полевым прибором. Запоминающее устройство выполнено с возможностью, при необходимости, предоставления сохраненной информации в устройство управления. Таким образом, в условиях эксплуатации между устройством радиопередачи и полевым прибором может осуществляться связь, не требуя измерения устройством управления.

То есть в запоминающем устройстве устройства радиопередачи могут сохраняться измеренные значения, которые непрерывно подаются от полевого прибора или регулярно опрашиваются устройством радиопередачи. Если следует запрос от устройства управления к полевому прибору, то запрос не требуется далее передавать на полевой прибор, а вместо этого на запрос устройства управления устройство радиопередачи может непосредственно отвечать значениями из запоминающего устройства.

Устройство радиопередачи может иметь две стороны: сторону прибора управления и сторону полевого прибора. Сторона прибора управления обозначает при этом зону подключения полевой шины устройства радиопередачи, в которой устройство управления соединено с шиной. Сторона полевого прибора обозначает сторону подключения полевого прибора к полевой шине устройства радиопередачи. Между стороной прибора управления и стороной полевого прибора устройства радиопередачи, после соответствующего преобразования, выполняется радиопередача. Запоминающее устройство может располагаться как на стороне прибора управления устройства радиопередачи, так и на стороне полевого прибора устройства радиопередачи. Иными словами, информация измерений при сохранении на стороне прибора управления может предоставляться без передачи сигнала запроса посредством радиосвязи. При сохранении на стороне полевого прибора сначала необходимо сигнал запроса передать посредством радиосвязи.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, устройство управления выполнено как ведущее устройство протокола HART®, а полевой прибор - как ведомое устройство протокола HART®. Предпочтительным образом ведущее устройство протокола HART® и ведомое устройство протокола HART® осуществляют информационный обмен друг с другом.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложена система передачи данных, причем полевой прибор выполнен в качестве датчика, выбранного из группы, включающей в себя датчик уровня, датчик давления или датчик граничного уровня. Предпочтительным образом, при этом может использоваться беспроводная связь для измерения уровней, давлений и/или граничных уровней.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложена система передачи данных, в которой устройство управления выполнено таким образом, чтобы после ответа на собственный запрос, самое ранее спустя 75 мс, сформировать новый запрос. Предпочтительным образом за счет ожидания устройства управления в течение, по меньшей мере, 75 мс может реализовываться управление доступом к полевому прибору.

Спецификация HART® позволяет осуществлять попеременный доступ двух ведущих устройств по шине HART® к одному или нескольким ведомым устройствам путем операций регулирования, которые устанавливают временной доступ ведущих устройств к шине. После ответа на собственный запрос ведущее устройство может, самое ранее спустя 75 мс, снова сформировать запрос. После ответа на чужой запрос ведущее устройство, уже спустя интервал времени от 20 до 75 мс, может сформировать новый запрос. Тем самым может гарантироваться, что два ведущих устройства всегда вступают в действие попеременно.

Это означает, что за счет использования технологии радиосвязи физическая шина, смоделированная по технологии радиосвязи, зависит от дальности действия радиосигналов. К одной шине может быть подсоединено несколько приборов. В пределах диапазона приема устройства радиопередачи можно использовать несколько устройств управления или ведущих устройств или несколько полевых приборов или ведомых устройств. Может иметь место, что дальность радиосвязи устройства радиопередачи определяется кругом вокруг, например, стороны полевого прибора устройства радиопередачи, в частности вокруг антенны части устройства радиопередачи со стороны полевого прибора. Радиус этого круга задается посредством дальности действия радиосигнала. Если части устройства радиопередачи со стороны полевого прибора располагаются в пределах этой дальности, то может осуществляться связь между соответствующими ведущим и ведомым устройствами. Иными словами, это означает, что соответствующие ведущее и ведомое устройства наблюдают друг друга.

Дополнительное ведущее устройство может также располагаться в пределах зоны вокруг стороны устройства радиопередачи со стороны полевого прибора. Если второе ведущее устройство или вторая сторона устройства радиопередачи со стороны полевого прибора приходится на круг напротив стороны устройства управления устройства радиопередачи первого прибора управления, то радиосигнал ведущего устройства хотя и достигает стороны устройства радиопередачи со стороны ведомого прибора, но не соответствующей стороны второго ведущего устройства.

Запросы, которые посылаются от ведущих устройств к ведомому устройству, не могут наблюдать оба ведущих устройства друг напротив друга. В любом случае они наблюдают ответные сигналы ведомого устройства для соответствующего ведущего устройства, так как они оба находятся на дальности действия последнего. Ведущее устройство, которое получает ответ ведомого устройства, может путем анализа ответного сигнала распознать, идет ли речь об ответе на посланный им запрос. Если же речь идет о запросе, который соответствующее ведущее устройство само послало, то оно должно, в случае, если ему необходимо послать новый запрос, ожидать, по меньшей мере, 75 мс. В случае запроса речь идет о собственном запросе.

В течение этого времени ожидания или вынужденной паузы другому ведущему устройству предоставляется возможность направить запрос ведомому устройству и получить доступ к шине, в частности каналу радиопередачи. Для учета всех возможных времен ожидания, которые могут возникать вследствие упаковки и распаковки сигналов шины для преобразования в радиосигналы и наоборот, может потребоваться ожидание на собственный запрос в течение 500 мс или дольше, прежде чем новый запрос ведущего устройства сможет быть передан к ведомому устройству. Тем самым может гарантироваться, что другое ведущее устройство может направить запрос к ведомому устройству.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложена система передачи данных, в которой устройство управления выполнено с возможностью формирования нового запроса после чужого запроса в пределах интервала от 20 мс до 75 мс. Если после приема ответа на запрос другого ведущего устройства в пределах временного интервала от 20 мс до 75 мс посылается запрос от ведущего устройства к ведомому устройству, то на основе временного режима согласно протоколу HART® может гарантироваться, что в это время никакое другое ведущее устройство не сможет направить запрос ведомому устройству. При выборе этого временного окна необходимо учитывать, по отношению стандарту HART®, времена, которые обусловлены дополнительными операциями упаковки и распаковки сигналов для преобразования в радиосигналы и наоборот.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложено устройство управления для беспроводной связи с полевым прибором. Устройство управления включает в себя устройство преобразования полевой шины, устройство согласования тайм-аута, причем устройство преобразования полевой шины выполнено с возможностью преобразования сигнала управления в сигнал полевой шины. При этом устройство согласования тайм-аута выполнено с возможностью установления временного режима устройства преобразования полевой шины.

Устройство преобразования полевой шины обеспечивает возможность преобразования специфических для протокола команд в сигналы полевой шины. Это преобразование осуществляется согласно протоколу полевой шины. Протокол полевой шины или устройство преобразования полевой шины может иметь таймер, который может служить для контроля истечения определенного времени ожидания. При этом речь может идти, например, о регистре, который осуществляет обратный отсчет соответствующего интервала времени. Посредством устройства согласования тайм-аута этот тайм-аут или временной режим может быть настроен с учетом изменяющихся условий. Например, может приниматься во внимание временной режим, который по отношению к стандарту изменяется за счет введения передачи радиосигнала. Например, могут учитываться более длительные времена распространения сигнала.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения признаки, указанные для системы передачи данных, соответственно относятся к устройству управления. Протокол шины HART® по своему временному режиму может настраиваться на измененные краевые условия.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложено приемопередающее устройство или приемопередатчик (трансивер), включающий в себя передающее устройство и приемное устройство. При этом приемопередающее устройство выполнено с возможностью преобразования протокола полевой шины в протокол радиосвязи и передачи пакетов протокола радиосвязи, а приемное устройство выполнено с возможностью преобразования протокола радиосвязи в протокол полевой шины и приема пакетов протокола радиосвязи.

За счет передачи и приема сигналов полевой шины или радиосигналов может обеспечиваться двунаправленная связь посредством приемопередающего устройства.

Предпочтительным образом, несколько приемопередающих устройств могут осуществлять связь друг с другом. Тем самым может имитироваться полевая шина. Предпочтительным образом к приемопередающему устройству могут подключаться стандартные приборы полевой шины. Для стандартных приборов полевой шины, например приборов управления или полевых приборов, шина, моделируемая посредством приемопередающего устройства, представляется как прозрачная совместимая полевая шина.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложено приемопередающее устройство, причем приемопередающее устройство выполнено с возможностью передачи аналогового сигнала. Предпочтительным образом, тем самым обеспечивается возможность того, что, например, датчик сигнала измерения или сенсор, который формирует аналоговый сигнал, подключается непосредственно к приемопередающему устройству для передачи сформированного сигнала. При этом сигнал перед передачей может преобразовываться в сигнал, соответствующий протоколу полевой шины. Предпочтительным образом, тем самым сигнал от стандартного ведущего устройства полевой шины или стандартного прибора управления полевой шины может приниматься и оцениваться.

Аналоговый сигнал может, например, иметь величину 4...20 мА.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложено приемопередающее устройство, причем приемопередающее устройство выполнено с возможностью передачи сигнала переключения. Тем самым появляется возможность непосредственно подключать к приемопередающему устройству сенсор или, например, контактный переключатель, такой как датчик системы тревожной сигнализации. Сигнал переключения может преобразовываться в сигнал, совместимый с полевой шиной, и передаваться по каналу передачи радиосигнала.

Согласно другому примеру выполнения заявленного изобретения предложено приемопередающее устройство, причем приемопередающее устройство содержит запоминающее устройство (ЗУ). ЗУ выполнено с возможностью хранения информации протокола полевой шины, и при этом ЗУ выполнено с возможностью выдачи, при необходимости, сохраненной информации. Формат сохраненных данных может соответствовать пакету полевой шины, но также могут сохраняться чистые полезные данные, которые распакованы из пакета полевой шины. Предпочтительным образом так можно выполнять сбор информации от одного или нескольких полевых приборов, которые подключены к приемопередающему устройству, и сохранять в ЗУ.

При приеме запроса информация, сохраненная в ЗУ приемопередающего устройства, например сохраненный сигнал измерения, может предоставляться в распоряжение. Это предоставление может выполняться, например, через радиоинтерфейс приемопередающего устройства посредством радиосвязи. Например, также могут сохраняться сигналы, принятые через радиоинтерфейс.

Многие дальнейшие варианты развития изобретения описаны со ссылкой на систему передачи данных для беспроводной связи. Эти варианты осуществления также относятся к устройству управления, приемопередающему устройству и к способу беспроводной связи в системе передачи данных.

Далее представлены предпочтительные примеры выполнения заявленного изобретения со ссылками на чертежи.

Фиг.1 - блок-схема устройства управления согласно примеру выполнения заявленного изобретения.

Фиг.2 - блок-схема приемопередающего устройства согласно примеру выполнения заявленного изобретения.

Фиг.3 - схематичное представление проводного выполнения шины между устройством управления и полевым прибором.

Фиг.4 - блок-схема устройства беспроводной связи между устройством управления и полевым прибором посредством устройства радиопередачи согласно заявленному изобретению.

Фиг.5 - блок-схема беспроводной связи между устройством управления и двумя полевыми приборами согласно заявленному изобретению.

Фиг.6 - другая блок-схема беспроводной связи между устройством управления и двумя полевыми приборами согласно примеру выполнения заявленного изобретения.

Фиг.7 - блок-схема беспроводной связи между устройством управления и полевым прибором и подключением приборов, не относящихся к стандарту HART®, согласно заявленному изобретению.

Фиг.8 - временная диаграмма запроса-ответа согласно примеру выполнения заявленного изобретения.

Фиг.9 - блок-схема конфигурации для доступа двух ведущих устройств в пределах дальности радиосвязи к полевому прибору согласно примеру выполнения заявленного изобретения.

Фиг.10 - временной режим согласно примеру выполнения заявленного изобретения.

Представления на чертежах являются схематичными и представлены не в масштабе. В последующем описании фиг.1 - фиг.9 одинаковые ссылочные позиции применяются для обозначения одинаковых или соответствующих элементов.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства управления согласно примеру выполнения заявленного изобретения. Показанное на фиг.1 устройство 2 управления содержит устройство 8 преобразования полевой шины и устройство 4 согласования тайм-аута. Устройство 2 управления содержит также блок 10 сигналов управления и полевую шину 6 или интерфейс 6 полевой шины. Блок 10 сигналов управления может быть связан, например, с устройством ввода, через которое устройство 2 управления получает команды для определения измеренных значений.

В блоке 10 сигналов управления входные сигналы или команды, предоставленные, например, через человеко-машинный интерфейс, преобразуются в команды, специфические для полевой шины. Эти команды соответствуют протоколу HART®.

Блок 10 сигналов управления через соединение 12 связан с устройством 8 преобразовани