[发明专利]预配置或配置工业自动化环境中操作的设备的系统和方法

说明书

设备被配置为在工业自动化环境中操作。该设备包括处理单元、存储器、用于通过工业通信协议与外部设备通信的工业通信接口以及用于在设备操作期间与外设板进行通信的串行外设接口。该设备被配置为当串行外设接口耦合到外部存储设备时，通过串行外设接口接收与该设备的工业自动化功能相关的配置数据，并将所接收的配置数据储存在存储器中。当串行外设接口耦合到外设板时，该设备被配置为根据所接收的配置数据来操作以执行工业自动化功能。

技术领域

概括地，本公开内容涉及预配置或配置执行工业自动化功能并且使用工业通信协议与外部设备进行通信的设备，并且更具体而言，涉及通过通用总线接口将配置数据传送到这些设备。

背景技术

可以包括诸如化学工业中使用的过程控制系统和工厂中使用的机器人系统的工业自动化系统通常包括在工厂或现场操作的专用设备。这些设备的示例包括阀、传感器、定位器、控制器等。一般而言，这些设备执行相应的工业自动化功能，诸如感测过程参数(例如温度、压力、流动速率、流体水平)、计算过程参数、控制过程参数(例如，打开和关闭阀、增加或减少流动)、生成报警等。

在工业自动化系统中运行的设备可以以有线或无线方式互连并使用工业通信协议(例如基金会^TM现场总线、或Profibus)进行通信。这些协议规定了用于输送测量值、警报和状态报告、影响过程变量或自动化参数的命令、激活或去激活设备的命令等的格式。根据协议语法，典型的工业通信协议还通过预定义的命令或由专用设备的制造商所定义的命令来支持设备配置。

由于这些协议支持相对较低的数据速率，所以通过工业通信协议来预配置设备可能需要大量的时间。例如，以1200bps的速率通过HART通信链路下载15KB数据包大约需要10分钟。另一方面，允许通过联合测试动作组(JTAG)或类似协议复制固件的工具会施加各种限制，诸如将数据编译到固件、用于激活的物理控制(例如按钮)、支持特殊接口和通信协议等。

发明内容

根据下面讨论的预配置(provisioning)技术，被配置为执行工业自动化功能并被配置为使用工业通信协议(例如基金会^TM现场总线或)进行通信的设备通过诸如串行外设接口(SPI)总线的通用总线以明显高于工业通信协议所支持的数据速率的速率接收配置数据。配置数据与所述设备的工业自动化功能相关，并且可以包括例如由设备操作期间将被显示的一种或多种语言的一组消息组成的语言包、诸如密度表的传感器配置数据等等。所述设备可以包括耦合到诸如传感器板的外设板的主电子板，并且配置数据最终可以驻留在主电子板或外设板上。

根据一个示例场景，为了发起配置数据的传送，主电子板通过通用总线连接到外部存储器，并且遵守工业通信协议的命令被发送到所述主电子板。所述主电子板响应于该命令通过通用总线获取配置数据。然后，外部存储器从主电子板断开连接，并且外设板通过通用总线耦合到主电子板。然后，所述设备根据配置数据进行操作。

更具体地，这些技术的一个示例实施例是被配置为在工业自动化环境中操作的设备。该设备包括处理单元、存储器、用于通过工业通信协议与外部设备进行通信的工业通信接口以及用于在设备操作期间与外设板进行通信的串行外设接口。当串行外设接口耦合到外部存储设备时，该设备被配置为通过串行外设接口接收与该设备的工业自动化功能相关的配置数据，并将所接收的配置数据储存在存储器中。当串行外设接口耦合到外设板时，该设备被配置为根据所接收的配置数据进行操作，以执行工业自动化功能。

这些技术的另一示例实施例是一种预配置设备的方法，所述设备被配置为使用工业通信协议进行通信并配备有用于互连设备组件的通用总线。该方法包括通过通用总线将设备的主电子板通信地耦合到外部存储器，通过通用总线将与设备的工业自动化功能相关联的配置数据从外部存储器传送到主电子板，并且在传送配置数据之后断开外部存储器并将主电子板与外设板通信地耦合。该设备根据所接收的配置数据来执行工业自动化功能。