[发明专利]具有自我描述的现场设备

说明书

技术领域

本发明涉及现场设备，具体为具有自我描述的现场设备。

背景技术

在各种制炼厂(比如化学精炼厂以及制药厂)中使用现场设备，以测量、监视和控制过程的参数。现场设备可以是诸如阀门控制器或致动器(actuator)的控制设备、诸如过程压力变送器等等的过程变量变送器、或可以影响与过程相关联的值或受到与过程相关联的值的影响的任何其它设备。

很多现场设备是所谓的“智能”现场设备，其中，它们能够进行数字通信，且一般包括微处理器或其他合适的处理电路。智能现场设备存储并数字化地发送对于现场设备本身特定的详细信息，包括校准、诊断信息、维护信息、配置信息等等。除了过程信息之外，还可以发送所有这种信息。一些现场设备可以存储并发送设备进行测量所用的单位、关于设备是否正确工作的指示、设备的最大和最小测量范围、诊断信息等等。实际上，很多智能现场设备能够执行与它们自身相关的操作，比如自我诊断和/或自我校准。智能现场设备一般根据过程标准通信协议来数字化地进行通信。这种协议的示例包括高速可寻址远程传感器协议、FOUNDATIONTM Fieldbus协议等等。

一般根据设备的通信协议来执行与特定智能现场设备的通信。一些过程标准通信协议(诸如FOUNDATION^TM Fieldbus和)使用根据设备描述语言编写的设备描述(DD)。设备描述语言(DDL)是人类可读的语言，其提供了用于描述智能现场设备的能力的协议，比如：来自现场设备的可用数据，与智能现场设备相关联的且从其检索到的数据的意义，以及使用智能现场设备仪器的方法或步骤。还一般在设备描述中阐明用于与现场设备进行通信以获得数据和用户接口信息的格式。

设备描述(DD)是根据通信协议或特定DDL来编写的文件，其指定了与特定智能现场设备相关的可用信息。智能现场设备的设备描述一般指定五类信息，包括：1)与设备相关联的参数和/或属性的标识，包括定义了参数和/或属性的数据的类型(比如参数和/或属性是否是变量、数组、或记录，以及与每一个参数和/或属性相关联的单位)；2)用于与现场设备通信所必需的命令，包括与如何向现场设备发送消息以及从现场设备接收消息相关的信息；3)用户接口数据，比如在逻辑上将与参数和/或属性相关的数据进行分组的菜单和显示；4)与智能现场设备相关的主机设备所运行的方法或步骤，这种方法可以包括向用户提供指令形式的信息，和/或向智能现场设备发送消息，以实施例如在现场设备上的诊断或校准程序；以及5)功用信息(utility information)，比如与参数、命令、用户接口、以及方法信息相关的要使用的参数或属性的设备描述编写者定义的分组(device-div writer-defined groupings)。

为了开发智能现场设备的设备描述源文件，开发商或制造商一般使用与现场设备相关联的通信协议的设备描述语言，来描述现场设备的核心或本质特性。附加地，开发商可以提供与现场设备的功能和特殊特征相关的组特定和/或供货商特定的定义。然后使用例如分词器(tokenizer)将已开发的设备描述源文件编译为机器可读设备描述目标文件。一般由设备制造商或第三方开发商向用户提供设备描述对象文件，以存储在主机系统(比如现场设备管理系统或手持现场维护工具)中。主机系统使用智能现场设备的设备描述对象文件，对与智能现场设备的接口的完整描述进行解码并定义。

一些智能现场设备(比如可以包括温度、压力、电平和流量仪表的FOUNDATION^TMFieldbus设备以及诸如(但不限于)阀门的最终控制单元)使用被称作“电子设备描述”的技术向主机系统(比如位于固定平台和便携式平台中的分布式控制系统、可编程逻辑控制器、或资产管理软件)提供与智能现场设备的全部能力以及访问现场设备及其能力的方式相关的信息。智能现场设备的损耗或故障可能对过程产生严重的后果，包括质量下降、生产损失、无意的放射、和/或对工厂员工安全的危害。

智能现场设备的制造者有时发布设备硬件和/或软件的新的修订版本，以纠正问题或增强功能。这些新的修订版本有时需要不同的电子设备描述来描述设备能力以及访问这些能力的方式。尽管修订了设备，设备型号一般不改变。因此，最终用户可能拥有具有相同型号的、但不同修订程度的若干设备。为了访问和使用设备功能，必须在主机上安装针对每一个特定设备修订版本的电子设备描述。