FDT ДЛЯ ПОЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ EDDL
FDT FOR EDDL-BASED FIELD DEVICES

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к системам управления оборудованием. Более конкретно, изобретение относится к инструменту полевого устройства (FDT, ИПУ), которое позволяет администраторам устройства типа EDDL (ЯОЭУ, язык описания электронных устройств) обращаться к полевым устройствам.
Технологические установки, такие как установки для обработки нефти, производства фармацевтических веществ, химических веществ, целлюлозы и другие технологические установки, включают в себя множество полевых устройств, которые управляют и измеряют технологические параметры или переменные в ходе технологического процесса. Некоторые общие параметры или переменные технологического процесса включают в себя давление, температуру, поток, электропроводность, pH и свойства других типов.
Полевые устройства связаны с системами управления путем передачи сигналов, обозначающих измеренные устройством значения или информацию другого типа, специфичную для устройств, включающую в себя информацию калибровки, конфигурации, диагностики, технического обслуживания и/или технологическую информацию. Такие полевые устройства связываются через протокол передачи данных. Обычно полевые устройства работают в соответствии с протоколом передачи данных HART (зарегистрированный товарный знак компании HART Communication Foundation), протоколом передачи данных по промышленной шине FOUNDATION™ (основан на стандарте ISA-S50.01-1992, опубликованном компанией Instrument Society of America в 1992 г., и практическое воплощение определено компанией Fieldbus Foundation (FF)) или в соответствии с протоколами других типов.
Упомянутые выше протоколы передачи данных позволяют производителям устройства предоставлять только специфичные для устройств типы информации, передаваемой на основе от устройства к устройству. Поэтому определенные типы информации, предоставляемой каждым типом полевого устройства, отличаются друг от друга, и, следовательно, протоколы передачи данных являются сложными и трудными для использования при программировании устройства. В частности, упомянутые выше протоколы передачи данных не обеспечивают согласованный способ связи с каждым типом полевого устройства.
Один из способов, при использовании которого был упрощен обмен данными с полевыми устройствами, состоит в использовании языка описания электронных устройств (EDDL) администраторами устройства оптимизации оборудования. Файлы с исходным кодом EDDL включают в себя пригодный для чтения человеком текст, записанный и предоставляемый производителем устройства. Такие файлы определяют всю доступную информацию о полевом устройстве, а также о промышленной шине, подключенной к полевому устройству.
Другой способ, с помощью которого связь с полевыми устройствами была упрощена, представляет собой технологию инструмента полевого устройства (FDT), которая предоставлена Группой FDT. Приложения на основе FDT позволяют пользователям применять усовершенствованный графический интерфейс пользователя для взаимодействия с главным компьютером или системой управления. Технология FDT позволяет любому полевому устройству осуществлять доступ из любого главного компьютера через любой протокол. Технология FDT включает в себя использование приложений фрейма и различные типы администраторов типа устройства (DTM, АТУ), таких как DTM устройства и DTM передачи данных, или их эквиваленты.
Новые или существующие полевые устройства могут работать с и к ним может обращаться приложение на основе FDT. Однако DTM приложения на основе FDT может быть недостаточно для эксплуатации определенных свойств полевых устройств, с помощью которых оно выполняет обмен данными, таких как параметризация и диагностика. Администраторы устройства оптимизации оборудования на основе EDDL имеют возможность параметризировать и диагностировать такие полевые устройства. Однако в существующей системе шин для новых или существующих полевых устройств доступ осуществляется только через обмен данными DTM или эквивалент таких приложений на основе FDT.
Сущность изобретения
В одном варианте воплощения раскрытие направлено на приложение на основе инструмента полевого устройства (FDT). Приложение на основе FDT включает в себя, по меньшей мере, один администратор типа устройства передачи данных (DTM передачи данных) и администратор типа устройства (DTM) маршрутизатора. DTM передачи данных соответствует типу протокола передачи данных, который использует, по меньшей мере, один из элементов установки. DTM передачи данных выполнен с возможностью обеспечения интерфейса для передачи данных между приложением на основе FDT и протоколом передачи данных, который используется элементом установки. DTM маршрутизатора может быть подключен к администратору устройства оптимизации оборудования, который включает в себя язык описания электронных устройств (EDDL), DTM маршрутизатора выполнен с возможностью передачи данных из администратора устройства оптимизации оборудования, по меньшей мере, в один DTM передачи данных для обмена данными с элементом установки.
В другом варианте воплощения раскрытие направлено на систему управления оборудованием. Система управления оборудованием включает в себя администратор устройства оптимизации оборудования и приложение на основе FDT, соединенное с администратором устройства оптимизации оборудования. Администратор устройства оптимизации оборудования включает в себя язык описания электронных устройств (EDDL). Приложение на основе FDT выполнено с возможностью передавать данные из администратора устройства оптимизации оборудования в элемент установки с использованием, по меньшей мере, одного DTM передачи данных, который соответствует типу протокола передачи данных, который используется, по меньшей мере, одним элементом установки.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена блок-схема примерного приложения на основе инструмента полевого устройства (FDT).
На фиг. 2 показана блок-схема варианта воплощения части системы управления оборудованием.
На фиг. 3 показана блок-схема других вариантов воплощения части системы управления оборудованием.
Подробное описание
Полевые устройства представляют собой оборудование установки, которое отслеживает и измеряет параметры или технологические переменные в технологическом процессе на установке. Полевые устройства выполнены с возможностью связываться с системой администрирования оборудования. Система администрирования оборудования взаимодействует с полевыми устройствами для получения параметров, переменных или конфигурации устройств, чтобы предоставить их пользователю таким образом, чтобы пользователь имел возможность отслеживать технологические процессы и управлять ими. Примеры передачи данных включают в себя значения измерений или информацию других типов, относящуюся к устройствам, связанную с калибровкой, конфигурацией, диагностикой, техническим обслуживанием и данными технологического процесса. Такую передачу данных между полевыми устройствами и системой администрирования оборудования выполняют через протокол передачи данных.
В полевых устройствах могут использоваться различные виды протоколов передачи данных. Например, в полевых устройствах могут использоваться протокол передачи данных HART, протокол передачи данных промышленной шины FOUNDATION™ или протоколы других типов. Протоколы передачи данных независимо друг от друга не обеспечивают последовательную передачу данных с каждым типом полевого устройства. Протокол передачи данных обеспечивает для изготовителей устройства способ определять, какие типы информации может предоставлять полевое устройство пользователю и как получать эту информацию.
Для исключения отказов, связанных с протоколами передачи данных, изготовители устройства обратились к администраторам устройства оптимизации оборудования, которые используют язык описания электронного устройства (EDDL). Файлы с исходным кодом EDDL включают в себя пригодный для чтения человеком текст, записанный и предоставляемый изготовителями устройства. Такие файлы с исходным кодом EDDL определяют всю информацию, доступную о полевом устройстве, а также промышленную шину, подключенную к полевому устройству. Такая информация включает в себя характеристики центрального или существенного параметра полевого устройства, определения, специфичные для группы и специфичные для изготовителя, и специальные свойства полевого устройства. Администраторы устройства оптимизации оборудования могут компилировать файл с исходным текстом EDDL в формат, считываемый устройством, называемый описанием устройства (DD, ОУ), который затем может быть предусмотрен в системе администрирования оборудования.
Изготовители устройства также обратились к технологии инструмента полевого устройства (FDT), как к другому способу преодоления возможных отказов протокола передачи данных. Приложение 100 на основе FDT, одно из которых в качестве примера представлено как схема, показанная на фиг. 1, позволяет пользователям использовать современный графический интерфейс пользователя для взаимодействия с полевыми устройствами или элементами 101 установки. Примеры элементов 101 установки включают в себя приемопередатчики, имеющие датчики, исполнительные механизмы, приводы, шлюзы распределителей напряжения, удаленные устройства ввода-вывода (RIO, УВВ), контроллеры и т.д. Приложение 100 на основе FDT включает в себя приложение 102 фрейма FDT. Приложение 102 фрейма FDT включает в себя полосы меню интерфейса пользователя, панели инструментов и деревья навигации. Приложение 102 фрейма FDT окружает различные типы администраторов типа устройства (DTM). Обычно DTM представляет собой устройство или драйвер, специфичный для передачи данных. Один тип DTM представляет собой DTM 104 устройства. DTM устройства является специфичным для определенного полевого устройства или элемента установки и позволяет пользователю приложения 102 фрейма FDT взаимодействовать с полевым устройством, для которого DTM устройства является специфичным. Вся информация, которую изготовитель полевого устройства желает сделать доступной, запрограммирована в DTM устройства изготовителем полевого устройства. Другой тип DTM представляет собой обобщенный DTM 106. Обобщенный DTM 106 не является специфичным для какого-либо конкретного полевого устройства. В обобщенном DTM 106 предусмотрено приложение на основе FDT, если полевое устройство не имеет соответствующего DTM устройства. Еще один тип DTM представляет собой (то есть, commDTM) 108 или эквивалент. DTM 108 передачи данных предоставляет стандартизированный интерфейс обработки приложения (API, ИОП) передачи данных, который формирует интерфейс между DTM устройства или обобщенными DTM и драйвером системы администрирования оборудования, который выполняет роль интерфейса передачи данных, такой как контроллер шины. Протокол DTM 108 передачи данных предусмотрен для каждого типа протокола промышленной шины, такого как протокол передачи данных HART или протокол передачи данных промышленной шины Foundation™. Обычно приложение 100 на основе FDT включает в себя, по меньшей мере, одно из DTM 104 устройства или обобщенного DTM 106 для каждого элемента установки и, по меньшей мере, один DTM 108 передачи данных для каждого соответствующего типа протокола передачи данных.
Новые или существующие полевые устройства или элементы установки, такие как элементы 101 установки, могут работать с и к ним можно обращаться с помощью приложения на основе FDT, такого как приложение 100 на основе FDT. Однако DTM устройства или обобщенного DTM, такие как 104 и 106 приложения 100 на основе FDT, может быть недостаточно для использования определенных свойств полевых устройств или элементов установки, с которым оно связывается, таких как параметризация и диагностика. Администраторы устройства оптимизации оборудования на основе EDDL имеют возможность параметризировать и диагностировать такие полевые устройства. Однако существующая система шины новых или существующих полевых устройств или элементов установки позволяет осуществлять доступ только через DTM передачи данных или их эквиваленты для приложения на основе FDT. Поэтому интегрирование администраторов устройства оптимизации оборудования на основе EDDL с приложениями на основе FDT позволило бы эксплуатировать все функциональные возможности полевого устройства или оборудования установки в системе управления оборудованием.
На фиг. 2 иллюстрируется часть системы 210 администрирования оборудования. На фиг. 2 часть системы 210 администрирования оборудования включает в себя приложение 200 на основе FDT, администратор 212 устройства оптимизации оборудования и элементы 201 установки. Следует понимать, что система 210 администрирования оборудования включает в себя другие компоненты, которые не представлены конкретно, такие как главная система.
Приложение 200 на основе FDT включает в себя приложение 202 фрейма FDT, по меньшей мере, один DTM 204 устройства, по меньшей мере, один обобщенный DTM 206 и, по меньшей мере, один DTM 208 передачи данных или их эквиваленты. Хотя это не показано на фиг. 1, приложение 200 на основе FDT на фиг. 2 также включает в себя администратор 214 типа устройства (DTM) шлюза дистанционного ввода-вывода (RIO). DTM 214 шлюза RIO позволяет DTM устройства и обобщенному DTM 204 и 206 подключаться к DTM 208 передачи данных и может функционально предоставлять подключение по промышленной шине к элементам 201 установки и диагностики протоколов передачи данных. Администратор 212 устройства оптимизации оборудования представляет собой администратор устройства на основе EDDL, который включает в себя программное средство 216 оптимизации, параметризации и диагностики оборудования, которое можно подключать к приложению 200 на основе FDT с помощью компонента 218 интерфейса. Примерный администратор устройства оптимизации оборудования включает в себя комплект AMS™, поставляемый компанией Rosemount, Inc. of Eden Prairie, Minnesota.
В одном варианте воплощения, для интеграции администратора 212 устройства оптимизации оборудования на основе EDDL с приложением 200 на основе FDT, приложение 200 на основе FDT включает в себя администратор типа устройства (DTM) 220 маршрутизатора. DTM 220 маршрутизатора расположен, по меньшей мере, между одним DTM 204 устройства и, по меньшей мере, одним обобщенным DTM 206 и DTM 214 шлюза RIO в FDT в приложении 200 на основе FDT. DTM 220 маршрутизатора обеспечивает для администратора 212 устройства оптимизации оборудования возможность обмена данными с полевыми устройствами или элементами 201 установки, которые в противном случае были бы ограничены обменом данными с DTM устройства или обобщенным DTM 202 и 204, из-за ограничений системы шины.
Во время работы запросы на получение данных передают из администратора 212 устройства оптимизации оборудования в DTM 220 маршрутизатора через компонент 218 интерфейса. DTM 220 маршрутизатора перенаправляет запрос на получение данных в DTM 214 шлюза RIO. DTM 214 шлюза RIO подключает запросы на получение данных к DTM 208 передачи данных, который передает запросы на получение данных в соответствующие элементы установки с соответствующим протоколом передачи данных. Кроме того, DTM 220 маршрутизатора передает запросы на получение данных обработки из DTM 204 устройства или обобщенного DTM 206 в DTM 214 шлюза RIO. DTM 220 маршрутизатора затем автоматически обрабатывает передачу информации, то есть ответ на получение данных, которые в конечном итоге распределяются в программное средство 216 оптимизации, параметризации и диагностики оборудования или либо в DTM устройства или обобщенный DTM 204 или 206, в зависимости от того, представлял ли собой источник запроса на получение данных DTM устройства или обобщенный DTM 204 или 206, или администратор 212 устройства оптимизации оборудования. DTM 220 маршрутизатора в приложении 200 на основе FDT выполнен таким образом, что с точки зрения либо DTM 204 устройства или обобщенного DTM 206, DTM 220 маршрутизатора обрабатывают как DTM 214 шлюза RIO. Кроме того, с точки зрения DTM 214 шлюза RIO, DTM 220 маршрутизатора обрабатывают либо как DTM 204 устройства или обобщенный DTM 206.
На фиг. 3 иллюстрируется часть системы 310 администрирования оборудования. На фиг. 3 часть системы 310 администрирования оборудования включает в себя приложение 300 на основе FDT, администратор 312 устройства оптимизации оборудования и элементы 301 установки. Следует понимать, что система 310 администрирования оборудования включает в себя другие компоненты, которые не представлены конкретно, такие как главная система.
Приложение 300 на основе FDT включает в себя приложение 302 фрейма FDT, по меньшей мере, один DTM 208 передачи данных и администратор 31 типа устройства (DTM) шлюза RIO. Администратор 312 устройства оптимизации оборудования представляет собой администратор устройства на основе EDDL, который включает в себя программное средство 316 оптимизации, параметризации и диагностики оборудования, которое может подключаться к приложению 300 на основе FDT через компонент 318 интерфейса.
В одном варианте воплощения система 310 администрирования оборудования может не требовать использования DTM устройства или обобщенного DTM. В таком варианте воплощения нет необходимости использовать администратор 312 устройства оптимизации оборудования на основе EDDL совместно с DTM устройства и обобщенным DTM. Администратор 312 устройства оптимизации оборудования на основе EDDL может быть интегрирован с приложением 300 на основе FDT, как представлено на фиг. 3. В таком варианте воплощения приложение 300 на основе FDT, в случае необходимости, может включать в себя маршрутизатор для DTM 320 (как обозначено пунктирными линиями), который, в случае необходимости, включает в себя DTM 314 шлюза RIO (как обозначено пунктирными линиями) и включает в себя, по меньшей мере, один DTM 308 передачи данных или его эквивалент. В обстоятельствах, в которых как DTM 320 маршрутизатор, так и DTM 314 шлюза RIO включены в приложение 300 на основе FDT, DTM 320 маршрутизатора обеспечивает обмен данными, выполняемый администратором 312 устройства оптимизации оборудования, с полевыми устройствами или элементами 301 установки. Запросы на данные передают из администратора 312 устройства оптимизации оборудования в DTM 320 маршрутизатора через компонент 318 интерфейса, как показано стрелкой 322. DTM 320 маршрутизатора передает запрос на данные в DTM 314 шлюза RIO. DTM 314 шлюза RIO подключает запрос на данные к DTM 308 передачи данных, который передает запросы на данные в соответствующий элемент 301 установки, который имеет соответствующий протокол передачи данных. DTM 220 маршрутизатора затем автоматически обрабатывает передачу информации, которая выполняется в ответ на запрос на предоставление данных, которая, в конечном итоге, распределяется в программное средство 316 оптимизации, параметризации и диагностики оборудования. В такой конфигурации и с точки зрения DTM 314 шлюза RIO, DTM 320 маршрутизатора обрабатывают либо как DTM устройства, или как обобщенный DTM, даже при том что ни один из них не включен в приложение 300 на основе FDT.
В других обстоятельствах приложение 300 на основе FDT включает в себя только DTM 314 шлюза RIO; в таких обстоятельствах DTM шлюза RIO обеспечивает возможность для администратора 312 устройства оптимизации оборудования выполнять обмен данными с полевыми устройствами или элементами 301 установки. Запросы на передачу данных передают из администратора 312 устройства оптимизации оборудования в DTM 314 шлюза RIO через компонент 318 интерфейса, как показано стрелкой 324. DTM 314 шлюза RIO подключает запросы на получение данных к DTM 308 передачи данных, который передает запросы на получение данных в соответствующий элемент 301 установки, который работает с соответствующим протоколом передачи данных. DTM 314 шлюза RIO затем автоматически обрабатывает передачу информации, то есть в ответ на запрос на получение данных, в конечном итоге, распределяемый в программное средство 316 оптимизации, параметризации и диагностики оборудования. В такой конфигурации, и с точки зрения DTM 308 передачи данных, DTM 314 шлюза RIO обрабатывают либо как DTM устройства, или как обобщенный DTM, даже при том что ни один из них не был включен в приложение 300 на основе FDT.
В таких обстоятельствах, приложение 300 на основе FDT включает в себя только DTM 308 передачи данных. В таких обстоятельствах DTM 308 передачи данных обеспечивает возможность для администратора 312 устройства оптимизации оборудования выполнять обмен данными с полевыми устройствами или элементами 301 установки. Запросы на получение данных передают из администратора 312 устройства оптимизации оборудования в DTM 308 передачи данных через компонент 318 интерфейса, как показано стрелкой 326. DTM 308 передачи данных направляет запрос на получение данных в соответствующий элемент 301 установки, который имеет соответствующий протокол передачи данных. DTM 308 передачи данных затем автоматически обрабатывает передачу информации, которая поступает в ответ на запрос на передачу данных, в конечном итоге, распределяемую в программное средство 316 оптимизации, параметризации и диагностики оборудования.
Хотя предмет изобретения был описан в формулировках, специфичных для конструктивных свойств и/или методологических действий, следует понимать, что предмет изобретения, определенный в приложенной формуле изобретения, не обязательно ограничен конкретными свойствами или действиями, описанными выше. Скорее конкретные свойства и действия, описанные выше, раскрыты как пример форм воплощения формулы изобретения. Например, хотя раскрытые варианты воплощения были описаны, в основном, со ссылкой на конкретные компоненты приложения на основе FDT, следует понимать, что можно рассмотреть другие типы компонентов в приложении на основе FDT.