Система управления технологическим процессом, периферийное устройство для использования в ней (варианты) и способ планирования действий

Система управления технологическим процессом, периферийное устройство для использования в ней (варианты) и способ планирования действий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение главным образом связано с системами безопасности технологических процессов и, реже, с планированием действий в периферийных устройствах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Технологические процессы, используемые на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей промышленности и других перерабатывающих предприятиях, как правило, содержат один или более централизованный или распределенный технологический контроллер, подключенный через каналы передачи данных по меньшей мере к одной главной рабочей станции и одному или более устройств управления и измерительному устройству, через аналоговую или цифровую шину, либо их комбинацию. Периферийные устройства, например, клапана, позиционеры клапанов, переключатели, трансмиттеры и датчики (например, температуры, давления или датчики расхода) выполняют различные функции, связанные с технологическими процессами, например, открытие и закрытие клапанов, и измерение производственных параметров. Устройство управления производственным процессом принимает сигналы (через шины каналов передачи данных), связанные с процессами измерения или другими процессами, выполняемыми или связанными с периферийными устройствами, реализует управляющие процедуры, а затем формирует сигналы, которые отправляются через одну или более шин к периферийным устройствам для управления производственными процессами. Информация от периферийных устройств и контроллеров доступна, как правило, одному или более приложений, выполняемых на рабочей станции оператора, и позволяет оператору выполнять нужные функции, касающиеся производственных процессов, например, просмотр текущего состояния процессов, изменение оператором различных параметров и так далее.

[0003] "Интеллектуальные" устройства, выполняющие одну или более функций технологического процесса, становятся все более распространенными в индустрии управления технологическими процессами. В дополнение к выполнению основных функций внутри технологического процесса (например, контроль температуры или положения клапанов) каждое интеллектуальное устройство содержит память и микропроцессор. В памяти сохраняются данные, которые относятся к устройству, а микропроцессор взаимодействует с контроллером и/или другими устройствами и выполняет вторичные задачи, например, автоматическую калибровку, идентификацию, диагностику и так далее. Множество стандартных, открытых, цифровых или комбинированных цифровых и аналоговых коммуникационных протоколов, таких как протокол связи HART (HART®), PROFIBUS®, FOUNDATION™ Fieldbus, WORLDFIP®, Device-Net® и локальная сеть контроллеров (CAN), разработаны для того, чтобы обеспечить возможность интеллектуальным периферийным устройствам различных производителей взаимодействовать друг с другом при выполнении одной или более функций управления технологическим процессом. В частности, беспроводные сети ячеистой структуры, например сети стандарта WirelessHART® и Международного общества автоматизации (ISA) 100.11а набирают все большую популярность в системах управления технологическим процессом.

[0004] Во время выполнения операций главный компьютер, как правило, отправляет команду периферийному устройству для активации выполнения действия (например, открытия или закрытия клапана) периферийным устройством. Таким образом, для выполнения действия периферийное устройство вначале получает и обрабатывает сигнал от главного компьютера. В системах беспроводной связи после приема и правильного декодирования сигнала периферийное устройство, как правило, передает обратно главному компьютеру сигнал "подтверждения", который означает, что прием сигнала выполнен корректно. Такой обмен взаимодействиями между периферийным устройством и главным компьютером выполняется всякий раз, когда устройство должно выполнить какое-либо действие. Например, если необходимо открыть клапан и затем закрыть его через определенный промежуток времени, главный компьютер должен передать сигнал позиционеру клапана для инициализации открытия клапана, получить сигнал подтверждения от позиционера клапана, подтверждающий, что сигнал инициализации открытия клапана получен корректно, передать сигнал позиционеру клапана для инициализации закрытия клапана, и получить сигнал подтверждения от позиционера клапана, который подтвердит, что сигнал инициализации закрытия клапана получен корректно.

[0005] С учетом задержек, присущих обычным системам передачи данных (например, количеству времени, которое необходимо устройству, чтобы обработать сигнал от главного компьютера), процесс обмена данными, выполняемый для управления устройством, ограничивается временем, необходимым устройству для выполнения требуемых действий. Задержки при взаимодействии имеют особое значение в беспроводных системах передачи данных, так как процесс получения и обработки сигнала в беспроводных каналах занимает больше времени по сравнению с выполнением аналогичных команд, получаемых через проводные соединения. К тому же, периферийные устройства в беспроводных системах технологических процессов, как правило, используют питание от батарей для того, чтобы иметь возможность поместить устройство в любом месте внутри производственного предприятия. Следовательно, прямой выгодой от сокращения времени обмена данными между периферийным устройством и главным компьютером в беспроводной сети является сохранение энергии батарейного модуля периферийного устройства и, таким образом, увеличение срока службы батарейного модуля (например, до нескольких лет).

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] В соответствии с данным изобретением, периферийное устройство, используемое в технологическом процессе, содержит процессор и машиночитаемую память, которая, в свою очередь, содержит машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором. Также, периферийное устройство содержит модуль планирования, сохраненный в памяти и сконфигурированный для выполнения с помощью процессора, который получает вводимое время, где вводимое время - это запланированное время выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий, а также получает вводимое действие, где вводимое действие - это запланированное действие или запланированная последовательность действий. Кроме того, модуль планирования сконфигурирован для автоматической инициализации запланированного действия или запланированной последовательности действий в заданное время. Также, модуль планирования дополнительно выполнен с возможностью формирования состояния инициализации, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

[0007] В соответствии с одним или более аспектом данного изобретения, модуль планирования также сконфигурирован для формирования состояния выполнения, которое передается на главный компьютер и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. В одном аспекте изобретения, состояние выполнения указывает, что действие (или последовательность действий) было выполнено. В другом аспекте изобретения, состояние выполнения указывает на то, что действие или последовательность действий выполнено успешно, либо на то, что действие или последовательность действий не выполнена. Модуль планирования сконфигурирован таким образом, чтобы определять статус выполнения на основании ответной информации, получаемой от периферийного устройства.

[0008] В соответствии с аспектом проиллюстрированного изобретения, пользователь устанавливает введенное время и введенное действие с помощью интерфейса пользователя на периферийном устройстве. В соответствии с другим аспектом проиллюстрированного изобретения, пользователь устанавливает вводимое время и вводимое действие с помощью главного компьютера, подключенного через каналы передачи данных к периферийному устройству. В одном аспекте изобретения, главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, представляет собой переносной коммуникатор.

[0009] В одном аспекте изобретения, периферийное устройство представляет собой позиционер клапана, подключенный к клапану, а запланированное действие представляет собой установку клапана в заданное положение. В другом аспекте изобретения, периферийное устройство представляет собой позиционер клапана, подключенный к клапану, а запланированная последовательность действий представляет собой установку клапана в первое заданное положение, а, после определенного периода времени, установку клапана во второе заданное положение.

[0010] В соответствии с другим вариантом изобретением, периферийное устройство, используемое в технологическом процессе, содержит процессор и машиночитаемую память, которая, в свою очередь, содержит машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором. Также, периферийное устройство содержит модуль планирования (сохраненный в памяти и сконфигурированный для выполнения с помощью процессора), который получает вводимое действие, где вводимое действие - это запланированное действие, которое должно быть выполнено периферийным устройством, или запланированная последовательность действий, которая должна быть выполнена периферийным устройством, а также получает начальные инструкции, где начальные инструкции представляют собой запланированное действие или запланированную последовательность действий, которое должно быть инициировано. Кроме того, модуль планирования сконфигурирован для приема начальных инструкций и инициализации выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий.

[0011] В соответствии с аспектом данного изобретения, модуль планирования дополнительно выполнен с возможностью формирования состояния инициализации, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

[0012] В соответствии с некоторыми аспектами данного изобретения, модуль планирования дополнительно выполнен с возможностью формирования состояния выполнения, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. В одном аспекте изобретения, состояние выполнения указывает, что действие (или последовательность действий) было выполнено. В другом аспекте изобретения, состояние выполнения указывает на то, что действие или последовательность действий выполнено успешно, либо на то, что действие или последовательность действий не выполнена.

[0013] В соответствии с еще одним вариантом изобретения, способ реализации планирования действий в периферийном устройстве в системе технологического процесса содержит получение периферийным устройством вводимого времени в электронном виде, где вводимое время - это запланированное время выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий. Способ также содержит получение периферийным устройством вводимого действия в электронном виде, где вводимое действие - это запланированное действие или запланированная последовательность действий. Способ также содержит автоматическую инициализацию запланированного действия или запланированной последовательности действий в определенное время и выполнение по меньшей мере следующих действий: i) отправку состояния инициализации на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству и; ii) сохранение состояния инициализации в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

[0014] В соответствии с еще одним вариантом изобретения, система технологического процесса содержит периферийное устройство и главный компьютер, подключенный к периферийному устройству через каналы передачи данных. Периферийное устройство содержит процессор и машиночитаемую память, которая, в свою очередь, содержит машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором. Также, периферийное устройство содержит модуль планирования, сохраненный в памяти и сконфигурированный для выполнения с помощью процессора, который получает вводимое время, где вводимое время - это запланированное время выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий, а также получает вводимое действие, где вводимое действие - это запланированное действие или запланированная последовательность действий. Кроме того, модуль планирования сконфигурирован для автоматической инициализации запланированного действия или запланированной последовательности действий в заданное время. Также, модуль планирования дополнительно выполнен с возможностью формирования состояния инициализации, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0015] Фигура 1 иллюстрирует систему управления технологическим процессом, содержащую периферийные устройства, которые в свою очередь поддерживают возможности реализации планирования действий в соответствии с раскрытием примера настоящего изобретения;

[0016] Фигура 2 представляет собой функциональную схему примера периферийного устройства, смонтированного в соответствии с раскрытым примером изобретения, который содержит модуль планирования, позволяющий главному компьютеру автоматически управлять и контролировать работу периферийного устройства;

[0017] Фигура 3 представляет собой пример блок-схемы варианта реализации способа выполнения запланированного действия, автоматически выполняемого периферийным устройством в определенное время и/или в определенный период времени;

[0018] Фигура 4 представляет собой блок-схему варианта реализации способа выполнения запланированного действия, выполняемого периферийным устройством после получения инструкции, которая инициализирует выполнение действия.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Фигура 1 иллюстрирует систему управления технологическим процессом 100, содержащую периферийные устройства, которые в свою очередь поддерживают возможность реализации планирования действий в соответствии с настоящим изобретением. Пример системы управления технологическим процессом 100 содержит проводную сеть 110 системы автоматизации предприятия, построенную в соответствии с промышленными протоколами автоматизации (например, протоколом HART, PROFIBUS DP (децентрализованных периферийных устройств) и так далее) или другими подходящими коммуникационными протоколами, и беспроводную сеть автоматизации предприятия 150, работающую в соответствии с подходящими беспроводными протоколами (например, WirelessHART, ISA 100.11 а, протоколом Wi-Fi, протоколом персональной беспроводной сети (WPAN) и так далее), или другими подходящими беспроводными протоколами. Проводная сеть автоматизации предприятия ПО содержит один или более контроллеров 114, подключенных к одному или более главному компьютеру или компьютерам 111 (которыми могут быть персональные компьютеры любых типов) и подключенных к группам устройств ввода/вывода 116, которые в свою очередь, подключены к одному или более периферийному устройству 122. Исключительно в качестве примера, контроллеры 114 являются контроллерами DeltaV™, продаваемыми компанией Fisher-Rosemount Systems, Inc., которые подключены к главным компьютерам 111 через каналы передачи данных, например, подключение по локальной сети 120 или другие каналы связи. Аналогично, контроллеры 114 подключены к периферийным устройствам 112 через каналы передачи данных, с использованием подходящего аппаратного или программного обеспечения, соответствующего, к примеру, стандарту устройств 4-20 мА и/или любому интеллектуальному протоколу, например, протоколу интерфейсной шины или протоколу HART. Общеизвестно, что контроллеры 114 реализуют или контролируют технологические процессы с помощью алгоритмов, записанными в их памяти, и, кроме того, связаны и взаимодействуют с устройствами 122 для управления процессами любым доступным способом.

[0020] Периферийные устройства 122 могут представлять собой устройства любого типа, например, клапана, позиционеры клапанов, переключатели, датчики (например, температуры, давления, вибрации, расхода или датчики pH), насосы, вентиляторы и тому подобное, или комбинацию двух или более таких типов, при этом платы ввода/вывода внутри групп плат 116 могут представлять собой устройства ввода вывода любого типа, соответствующие любому подходящему протоколу обмена данными, например, HART, интерфейсная шина, и так далее. Периферийные устройства 122 выполняют функции управления, контроля и/или другие физические функции внутри замкнутого технологического процесса, например, открытие или закрытие клапанов, или измерение технологических параметров. В варианте изобретения, проиллюстрированном на Фигуре 1, периферийные устройства 122а-122с представляют собой устройства стандарта 4-20 мА, взаимодействующие через аналоговые линии с платой ввода/вывода 116а. В другом варианте воплощения изобретения, периферийные устройства 112а-122 с представляют собой устройства HART, а плата ввода/вывода 116а представляет собой плату ввода/вывода, совместимую со стандартом HART. В одном варианте воплощения изобретения, система управления 100 содержит устройства стандарта 4-20 мА, а также устройства HART. Соответственно, в данном варианте воплощения изобретения, система управления 100 содержит одну или более плат ввода/вывода, совместимых со стандартом 4-20 мА, а также одну или более плат ввода/вывода, совместимых со стандартом HART.

[0021] В варианте воплощения изобретения, проиллюстрированном на Фигуре 1, периферийные устройства 122d-122f представляют собой интеллектуальные устройства, например, устройства интерфейсной шины, которые взаимодействуют через цифровую шину 118 с платой ввода/вывода 118 с использованием, к примеру, протокола взаимодействия типа интерфейсная шина. Конечно, периферийные устройства 122 и группы плат ввода/вывода 116 соответствуют любым другим подходящим стандартам или протоколам - помимо протоколов 4-20 мА, HART, интерфейсная шина, включая протоколы и стандарты, которые будут разработаны в будущем.

[0022] Каждый из контроллеров 114 сконфигурирован для реализации стратегии управления с использованием, так называемых, функциональных блоков, при этом каждый функциональный блок является частью (то есть подпрограммой) общего алгоритма управления и работает совместно с другими блоками (через коммуникационные каналы, называемые каналами передачи данных) для реализации замкнутого цикла управления внутри общей системы управления технологическими процессами 100. Как правило, функциональные блоки выполняют одну функцию ввода, связанную с трансмиттером, датчиком или другим устройством, измеряющим параметры работы системы, функцию управления, связанную с алгоритмом управления, который выполняется PID-устройством, устройством с нечеткой логикой, и так далее, или функцию вывода, которая управляет работой некоторых устройств, таких, как клапана, для выполнения некоторых физических функций внутри системы управления технологическими процессами 100. Конечно, существуют гибридные и другие типы функциональных блоков. Группы таких функциональных блоков называются модулями. Функциональные блоки и модули сохраняются внутри контроллера и выполняются самим контроллером 12; эти блоки обычно являются оболочками при использовании функциональных блоков или связаны с устройствами стандарта 4-20 мА и некоторыми типами интеллектуальных периферийных устройств, или могут быть сохранены и реализованы с помощью самих периферийных устройств, которые могут быть частными случаями устройств интерфейсной шины. Тогда как система управления, описанная в данном документе, использует алгоритмы управления функциональных блоков, стратегия управления также может быть реализована или разработана с использованием других условных обозначений, например в виде принципиальной электросхемы, последовательной блок-схемы и тому подобное, и с использованием необходимых патентованных или непатентованных языков программирования.

[0023] Как обсуждалось выше, система управления технологическим процессом 100 также содержит беспроводную сеть обмена даными150, которая использует или работает под управление подходящего беспроводного протокола обмена данными. Для ясности, несмотря на то, что в данном документе обсуждались технологии и принципы протокола обмена данными WirelessHART, все эти технологии и принципы могут применяться к беспроводным сетям автоматизации предприятия, использующим другие промышленные протоколы автоматизации в дополнение или вместо протокола HART, или к сетям, использующим проводные соединения.

[0024] Беспроводные сети обмена данными 150 содержат шлюз 151, подключенный к магистральной линии связи 120 с помощью проводного соединения и способный взаимодействовать с главным компьютером 111 с использованием подходящего протокола. Шлюз 151 может быть реализован в виде отдельного устройства, например, платы, которая устанавливается в разъем расширения одной из главных рабочих станций 111, в виде составной части подсистемы ввода/вывода программируемого логического контроллера или распределенной системы управления, а также любым другим способом. Шлюз 151 обеспечивает доступ главным рабочим станциям 111 и выполняемым на них приложениям к различным устройствам беспроводной сети автоматизации предприятия 150. Помимо обработки протоколов и команд, шлюз 151 обеспечивает синхронизацию временных интервалов, используемых временными слотами и суперкадрами (то есть наборами коммуникационных временных слотов, равномерно распределенными во времени) схемы планирования беспроводной сети автоматизации предприятия 150.

[0025] В некоторых вариантах реализации изобретения, шлюз 151 функционально разделен на виртуальный шлюз 152 и одну или более точку доступа 155. В системе управления технологическим процессом 100, проиллюстрированной на Фигуре 1, сетевые точки доступа 155 представляют собой отдельные физические устройства, взаимодействующие со шлюзом 151 с помощью проводного соединения. В качестве альтернативного варианта, элементы 151, 152, 155 и 158 могут быть, наоборот, частью комплексного устройства, и/или соединения 158 могут быть беспроводными соединениями. Сетевые точки доступа 155, разделенные физически, могут оперативно размещаться в отдельных местах, повышая, таким образом, общую надежность сети передачи данных 100 за счет компенсации слабого сигнала в тех местах, где размещена одна или более сетевая точка доступа 155. Наличие множества сетевых точек доступа 155 также обеспечивает дублирование каналов передачи данных в случае выхода из строя одной или более сетевой точки доступа 155.

[0026] Шлюз 151 дополнительно содержит программный модуль управления сетью 153 и программный модуль управления безопасностью 154. В другом варианте воплощения изобретения, программный модуль управления сетью 153 и программный модуль управления безопасностью 154 выполняются на главной рабочей станции 111. Например, программный модуль управления сетью 153 может выполняться на главной стационарной рабочей станции 111а, а программный модуль управления безопасностью 154 может выполняться на переносной рабочей станции 111b. Программный модуль управления сетью 153 отвечает за конфигурацию сети 100, планирование процедур обмена данными между устройствами WirelessHART (например, конфигурацию суперкадров), управление таблицами маршрутизации, контроль и получение отчетов о состоянии, к примеру, беспроводной сети автоматизации предприятия 150. В случае поддержки программного модуля управления сетью 153, пример варианта воплощения изобретения содержит только один активный программный модуль управления сетью 153 на каждую беспроводную сеть автоматизации предприятия 150. Программный модуль управления безопасностью 154 отвечает за управление и выдачу безопасных ключей шифрования и поддерживает список устройств, имеющих доступ к беспроводной сети автоматизации предприятия 150 и/или, к примеру, проводной сети автоматизации предприятия 110.

[0027] Беспроводная сеть автоматизации предприятия 150 также содержит одно или более периферийное устройство 156, 157, каждое из которых определенным образом оборудовано для беспроводного взаимодействия с другими устройствами 156, 157, главным компьютером, переносным устройством и так далее. Периферийными устройствами 156, 157 могут быть, к примеру, клапана, позиционеры клапанов, переключатели датчики (например, температуры, давления, вибрации, расхода, датчики рН), насосы, вентиляторы и так далее, или комбинации двух или более таких устройств. Периферийные устройства 156, 157 выполняют функции контроля, управления и/или физические функции внутри процессов или замкнутого технологического процесса, например, открытие или закрытие клапанов, измерение параметров технологического процесса. В приводимой в качестве примера беспроводной сети автоматизации предприятия 150, периферийные устройства 156, 157 выступают в роли поставщиков и потребителей беспроводных коммуникационных пакетов, в частности, пакетов WirelessHART. Кроме того, некоторые или все периферийные устройства 156, 157 служат маршрутизаторами для сообщений, направленных от маршрутизатора или к другим устройствам.

[0028] Периферийными устройствами 156 могут быть устройства WirelessHART, то есть каждое периферийное устройство 156 представляет собой интегральное устройство, поддерживающее все уровни стека протокола WirelessHART. Например, периферийное устройство 156а может быть измерителем расхода WirelessHART, периферийное устройство 156b - датчиком давления WirelessHART, периферийное устройство 156 с - позиционером клапана WirelessHART, а периферийное устройство 156d - датчиком вибрации WirelessHART. Периферийным устройством 157а может быть обычное устройство 4-20 мА, а периферийным устройством 157Ъ может быть проводное устройство HART. В приведенной в качество примера системе управления технологическим процессом 100, проиллюстрированной на Фигуре 1, каждое периферийное устройство 157 подключено к беспроводной сети автоматизации предприятия 150 через адаптер WirelessHART (WHA) 158. Каждый адаптер WHА 158 также поддерживает другие коммуникационные протоколы, например, протокол сетевой шины FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS, DeviceNet и так далее, и в этом случае aflamepWHA 158 поддерживает трансляцию протокола на низком уровне стека протокола WirelessHART. Дополнительно, отдельный адаптер WHA 158 может выступать в роли концентратора и поддерживать множество устройств HART или множество устройств, не соответствующих стандарту HART.

[0029] Персонал предприятия имеет возможность использовать ручные или переносные коммуникационные устройства, вместо рабочей станции или в дополнение к основной рабочей станции, для настройки, установки, управления, контроля и/или поддержки сетевых устройств и другого оборудования предприятия. В общем случае, портативное коммуникационное устройство ("переносной коммуникатор") является переносной частью оборудования, которое напрямую подключается к периферийным устройствам 122, 156, 158 через беспроводное или проводное соединение, или напрямую подключается к беспроводной сети автоматизации предприятия 150, или подключается к беспроводной сети автоматизации предприятия 150 через шлюз 151. В приведенной в качестве примера системе управления технологическим процессом, проиллюстрированной на Фигуре 1, переносной коммуникатор 125 взаимодействует напрямую с периферийным устройством I22f через проводное соединение, а переносной коммуникатор 165 взаимодействует напрямую с беспроводной сетью автоматизации предприятия 150. При работе со сформировавшейся беспроводной сетью автоматизации предприятия 150 переносной коммуникатор 165 подключается к беспроводной сети автоматизации предприятия 150, к примеру, в качестве еще одного ycTpoficTBaWirelessHART. При работе с заданным сетевым устройством, которое не подключено к сети WirelessHART переносной коммуникатор 165 работает одновременно в качестве шлюза 151 и модуля управления сетью 153, формируя, таким образом, свою собственную сеть WirelessHART с заданным сетевым устройством. К тому же, в некоторых вариантах воплощения изобретения, периферийное устройство 122, являющееся частью проводной сети автоматизации ПО, имеет возможность взаимодействовать с переносным коммуникатором 165 через беспроводное соединение с помощью беспроводного адаптера. В общем смысле, термин "главный компьютер", используемый в данном документе означает любое стационарное или переносное устройство, например, рабочую станцию, используемую для контроля и наблюдения за периферийными устройствами, станцию слежения, переносной коммуникатор, взаимодействующий с периферийным устройством любым способом, использую проводное или беспроводное соединение, или группу таких устройств, скомбинированных в сеть обмена данными, которая используется для взаимодействия с периферийным устройством.

[0030] Ссылаясь на Фигуру 1, беспроводная сеть автоматизации предприятия 150 приведенной в качестве примера системы управления технологическим процессом 100, также содержит маршрутизатор 162. Маршрутизатор 162 - это сетевое устройство, которое перенаправляет пакеты из одной сети в другую. Сетевое устройство, действующее в качестве маршрутизатора, использует внутреннюю таблицу маршрутизации для определения устройства из другой сети, к которому маршрутизатор должен перенаправить отдельный пакет. Автономный маршрутизатор, например, маршрутизатор 162 не требует поддержки маршрутизации со стороны других устройств в беспроводной сети автоматизации предприятия 150. Тем не менее, с практической точки зрения, лучше добавить выделенный маршрутизатор 162 в беспроводную сеть автоматизации предприятия 150, например, с целью расширения сети или для сохранения пропускной способности периферийных устройств в сети.

[0031] Все устройства, подключенные напрямую к беспроводной сети автоматизации предприятия 150, считаются сетевыми устройствами беспроводной сети автоматизации предприятия 150. В частности, периферийные устройства WirelessHART 156, 157, адаптер WHA 158, маршрутизатор 162, шлюз 151, сетевая точка доступа 155 и переносное устройство 165, используемые для маршрутизации и планирования, считаются сетевыми устройствами беспроводной сети автоматизации предприятия 150. Для создания надежной и легко расширяемой сети все сетевые устройства должны поддерживать маршрутизацию и каждое сетевое устройство должно быть идентифицировано с помощью своего HART-адреса. Кроме того, программный модуль управления сетью 153 содержит полный список сетевых устройств и присваивает каждому устройству уникальное сетевое имя (например, имя, имеющее 16-битную маску). К тому же, каждое сетевое устройство хранит информацию о частоте обновления, сессиях подключения и ресурсах устройства. Короче говоря, каждое сетевое устройство поддерживает обновляемую информацию, касающуюся маршрутизации и планирования. В некоторых вариантах воплощения изобретения, программный модуль управления сетью 153 обменивается этой информацией с сетевыми устройствами (например, новыми периферийными устройствами) всякий раз, когда новые устройства подключаются к сети или всякий раз, когда модуль управления сетью обнаруживает или вносит изменения в топологию или планирование беспроводной сети автоматизации предприятия 150.

[0032] Помимо формирования, приема и/или перенаправления данных, связанных с основными операциями в системе управления технологическим процессом 100 (например, данных с датчиков температуры, данных для управления позиционерами клапанов и так далее), устройства системы управления технологическим процессом 100 способны передавать данные, связанные с обслуживанием устройств системе управления технологическим процессом 150. Например, периферийное устройство способно отправлять данные на главный компьютер в том случае, если периферийное устройство работает неправильно (например, в случае выхода из строя позиционера клапана) или в случае возможной неисправности оборудования (например, если уровень напряжения модуля питания выходит за установленные пределы). В качестве еще одного примера, периферийное устройство может постоянно или периодически отправлять на главный компьютер определенные данные о корректной работе оборудования (например, данные, указывающие, что определенное действие или действия успешно выполнены периферийным устройством). Главный компьютер, получающий такие данные (например, главная рабочая станция 111), способен визуализировать эти данные с помощью графического интерфейса пользователя, предоставляя, таким образом, пользователю возможность выполнять соответствующие корректировочные или профилактические измерения или использовать эти данные для сохранения записей, которые отображают процессы работы оборудования и/или выполнения технологических процессов внутри системы управления технологическим процессом 100.

[0033] Несмотря на то, что на Фигуре 1 проиллюстрирована коммуникационная сеть 100, содержащая как проводную сеть автоматизации 110, так и беспроводную сеть автоматизации 150, коммуникационная сеть 100 может содержать только проводную 110 или только беспроводную 150 сеть автоматизации. В одном варианте воплощения изобретения, беспроводная сеть автоматизации предприятия 150 является беспроводной сетью в виде ячеистой структуры.

[0034] Дополнительно, система управления технологическим процессом 100 содержит одно или более периферийных устройств 170, выполненных в виде автономных устройств. По этой причине, периферийные устройства 170 представляют собой устройства, отдельные от основных компьютеров 111, с помощью которых персонал системы управления осуществляет контроль и управление периферийными устройствами 170 со стороны самих периферийных устройств 170. С этой целью, периферийное устройство 170 предоставляет интерфейс пользователя (в самом периферийном устройстве), позволяющий оператору устройства локально управлять устройством. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, периферийное устройство 170 оснащается таким образом, чтобы управлять им с помощью переносного коммуникатора (например, переносного коммуникатора 165 или переносного коммуникатора 125), физически подключаемого к периферийному устройству 170 через проводное или беспроводное соединение. В некоторых вариантах воплощения изобретения, автономные периферийные устройства, например, устройства 170, работают в условиях предприятия, которое не использует систему управления технологическим процессом, или в ситуации, когда основной компьютер системы управления недоступен или не сконфигурирован для взаимодействия с периферийным устройством 170, например, если периферийное устройство 170 находится в недосягаемом для основного компьютера месте.

[0035] Фигура 2 представляет собой функциональную схему периферийного устройства 200, приведенного в качестве примера, которое содержит модуль планирования 212, используемый системой управления для автоматического управления и контроля над периферийным устройством 200, в соответствии с примером варианта воплощения настоящего изобретения. Периферийное устройство 200 встраивается в систему управления технологическим процессом, как показано на примере системы управления технологическим процессом 100 на Фигуре 1. Ссылаясь на Фигуру 1, в соответствии с воплощением изобретения, периферийное устройство 200 является одним из периферийных устройств 156, 157, взаимодействующих с главным компьютером 111 с использованием беспроводного соединения. Продолжая ссылаться на Фигуру 1, в некоторых вариантах воплощения изобретения, периферийное устро