针对远程终端单元的设备层级构建的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体上涉及过程工厂系统，并且具体来说，涉及在过程控制和数据采集系 统中配置服务器行为。
【背景技术】
[0002] 这里所提供的【背景技术】的描述是为了总体上呈现本公开内容的上下文环境。以下 内容既不明确地也不隐含地认为是相对于本公开内容的现有技术：当前署名的发明人所作 出的到该【背景技术】章节所描述的程度工作以及在提交时不会被认为是现有技术的说明书 中的方面。
[0003] 分布式过程控制系统(类似于在化学过程工厂、石油过程工厂或在其它过程工厂 中所使用的那些)通常包括经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线、或者经由无线通信链 路或网络而通信地耦合到一个或多个现场设备的一个或多个过程控制器。现场设备(其例 如可以是阀、阀定位器、开关、以及传送器(例如，温度传感器、压力传感器、液面传感器以及 流量传感器））位于过程环境中，并通常执行物理或过程控制功能(例如打开阀门或关闭阀 门、测量过程参数等等)来控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备 (例如遵守公知的现场总线协议的现场设备)也可以执行控制运算、警报功能、以及通常在 控制器中实现的其它控制功能。过程控制器(其也通常位于工厂环境中）接收指示由传感器 和/或现场设备获取的过程测量结果和/或关于现场设备的其它信息的信号，并执行例如运 行不同的控制模块的控制器应用程序，该控制模块作出过程控制决策、基于接收到的信息 来生成控制信号，并且与在现场设备(例如HART K、无线HARTK、以及FOUNDATION"5 现场总线现场设备）中执行的控制模块或控制块进行协调。控制器中的控制模块在至现场 设备的通信线路或通信链路上发送控制信号，以便由此控制过程工厂或系统中的至少部分 的操作。
[0004] 在至一个或多个其它硬件设备的数据高速通道上，来自现场设备和控制器的信息 通常被安排为是可用的，一个或多个其它硬件设备例如是操作者工作站，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、或者通常被放置于控制室或者远离恶劣 的工厂环境的其它位置中的其它集中式管理的计算设备。这些硬件设备中的每个硬件设备 通常是跨越过程工厂或跨越过程工厂中的一部分而集中的。这些硬件设备运行例如可使得 操作者能够执行关于控制过程和/或使过程工厂运转的功能的应用程序，这些功能例如是 改变对过程控制例行程序的设置、修改对控制器或现场设备中的控制模块的操作、查看过 程的当前状态、查看由现场设备和控制器生成的警报、模拟过程的操作，以便对人员进行培 训或测试过程控制软件、维护和更新配置数据库、等等。由硬件设备、控制器和现场设备所 利用的数据高速通道可包括有线通信路径、无线通信路径、或者有线和无线通信路径的组 合。
[0005] 分布式过程控制系统可包括一个或多个远程终端单元(RTU)，其可以被实现为耦 合到现场设备的流量计算机。因此，RTU某些时候被称为"流量计算机"或者简单地被称为 "控制器"。RTU可以例如包括用于连接到有线的高速通道可寻址远程传感器(HART)现场设 备的一个或多个I/O模块以及用于连接到无线的HART现场设备的一个或多个I/O模块。实现 监督控制和数据采集系统的主机(例如资产管理系统(AMS))可以与一个或多个RTU进行通 信，以收集关于连接到RTU的现场设备的信息。在一些情况下，HART服务器(其可以用单独的 专用主机来实现）向HART现场设备提供了接口。AMS和HART服务器可以根据远程接入服务 (RAS)方案来进行操作。例如，AMS可以使用RAS主机系统接口（HIS)来与用于RAS的网络接口 进行交互。AMS可以经由多个以太网端口来与RAS HART服务器相连接，以传送不同类型的数 据和/或命令。
[0006] AMS可以从RTU收集关于现场设备的信息的目的的其中之一是构造现场设备的完 整层级，包括确定设备身份、主从关系等等。AMS随后可以为主机的操作者生成对层级的视 觉化描述和/或文本描述。对于使用HART协议进行通信的设备（"HART设备"），AMS可以经由 HART服务器来请求设备层级信息，该HART服务器通常向每个设备发送HART命令序列来收集 必要的信息。更具体来说，该序列可以包括用于获取设备身份的#〇命令、用于获取指定说明 设备的某些参数的所谓的短标签的#13命令，以及对于某些设备，用于获取描述设备的另外 参数的所谓的长标签的#20命令。收集该信息的步骤可能耗费每个HART设备8到12秒来收集 必要的信息。对于在大型网状网络中运行的无线的HART设备，该步骤会耗费更长时间。
[0007] 因此，针对RTU构建整个设备层级是耗时的操作，并且，持续时间很大程度上取决 于所连接的HART设备的数量。
【发明内容】
[0008] 在主机中运行的层级构建器构造了耦合到远程终端单元（RTU)的现场设备的层 级，远程终端单元(RTU)反过来耦合到主机，而不直接询问现场设备。RTU可以将关于现场设 备的信息储存在本地存储器中，同时主机可以仅储存现场设备的身份。当主机的操作者请 求对层级的更新的描述时，主机向RTU发送针对设备信息的请求，其中，请求包括现场设备 的身份。作为响应，RTU从本地存储器获取信息，并向层级构建器提供所获取的信息。以这种 方式，层级构建器可以快速并有效地获取对于构建设备层级来说所需要的信息。
[0009] 现场设备可以遵守HART协议，并且储存在主机处的设备身份可以与对HART命令#0 (或者其适当的部分)的响应相对应。RTU可以储存对用于获取设备标签的HART命令(例如命 令#13和命令#20)的响应以及当前的设备状态。RTU可以实现HART层级报告模块，该HART层 级报告模块将HART响应进行缓存、向主机报告设备信息、处理透传命令等等。在主机中运行 的层级构建器和HART层级报告模块可以作为层级生成引擎中的部件来运行。除了缓存、以 及向主机有效地报告设备信息以外，RTU可以通过针对每个HART现场设备储存单个设备标 签来减少数据冗余，而不管现场设备仅储存短标签还是储存短标签与长标签。
【附图说明】
[0010] 图1是示例的过程工厂或过程控制系统中的部分的框图，其中，RTU将设备信息进 行缓存，以允许主机使用本公开内容的技术来构造现场设备的层级；
[0011] 图2是可在图1中的系统中运行的示例的主机的框图；
[0012] 图3是可在图1中的系统中运行的示例的层级生成引擎的框图；
[0013]图4示意性地例示了图3中的层级生成引擎可以构造的示例的设备层级；
[0014] 图5是示例的消息传送的图示，其例示了主机、RTU、以及若干现场设备之间的信息 的流动，以根据本公开内容的技术来构造设备层级；以及
[0015] 图6是用于使用缓存来管理设备信息的示例的方法的流程图，其可以在图1中的 RTU中实现。
【具体实施方式】
[0016] 挺塗
[0017] 通常来说，本公开内容的层级生成引擎针对连接到RTU的现场设备快速并有效地 生成层级。示例的层级生成引擎可以包括在主机中运行的层级构建器以及在RTU中生成的 HART层级报告单元。在第一个实例中，RTU向现场设备发送HART命令以确定相应的设备身 份、设备标签，并获取设备标签。RTU将该信息储存在数据库中，该数据库可作为可快速访问 的缓存来运行。所储存的信息可以包括设备标签。根据一种示例的实施方式，RTU仅储存每 个HART设备的标签。RTU还可以向主机传送所获取的信息。
[0018] 层级构建器可以将设备身份信息（或者简单来说"设备身份"）储存在主机的存储 器中。作为较具体的示例，层级构建器可以将对HART命令#0的响应储存在持久性存储器(例 如硬盘）中。当主机的操作者期望重新构建或"刷新"层级信息时，层级构建器向RTU发送针 对设备信息的请求。作为响应，RTU从RTU的存储器获取设备信息，而不向现场设备重新发送 HART命令。RTU随后向主机传送设备信息。在示例的实施方式中，RTU针对当前连接到RTU的 每个HART设备传送设备状态和通信状态。
[0019] 一旦在主机中运行的层级构建器从RTU接收到对于构建更新的层级所必须的信 息，层级构建器生成对层级的文本表示或视觉表示。因此，在该示例中，主机在不需要直接 询问现场设备的情况下重新构建层级。当多个RTU对主机来说是可访问的时候，操作者可以 因此请求针对具体的RTU、若干RTU、或者所有可访问的RTU来重新构建层级。因此，层级构建 器可以使用在RTU处缓存的信息来构建完整的层级或者仅构建层级中的期望部分。此外，层 级构建器可以重新构建层级中的特定部分并使用先前构建的层级中的一个或多个部分，而 不需要任何改变。
[0020] 为了清楚起见，下面主要参照HAR