[发明专利]连接监测现场维护工具

说明书

连接到过程控制设备(例如基金会现场总线设备和高速可寻址远程传感器设备)的多功能现场维护(FM)工具可以自动地检测并且同步识别在过程控制工厂中的通信、检修连接以及供电。通过推荐的检修步骤指导多功能FM工具的用户来简化检修过程，而同步检测和校正问题减少了需要维护过程控制设备的工具的数量，减少了破坏的风险以及通过最小化生产停工时间提高效率。

技术领域

本公开内容总体上涉及用于过程控制系统的现场维护工具，更具体地，涉及经优化以在过程控制系统中存在危险状况的情况下运行的现场维护工具。

背景技术

像在化学、石油过程中使用的那些过程控制系统一样的过程控制系统通常包括经由模拟、数字或者组合的模拟/数字通信链路通信地耦合到至少一个主机或者操作者工作站以及一个或者多个现场设备的一个或者多个过程控制器。

现场设备通常是或者包括致动器、传感器或者其某种组合。现场设备在过程工厂内执行功能，例如，打开或者关闭阀门以及测量过程参数。示例现场设备包括阀门、阀门定位器、开关、泵和变送器(例如，用于发送经由温度、压力或者流量传感器获得的测量)。现场设备可以经由无线或者有线链路通信地连接到过程控制器和/或其他现场设备，并且可以根据各种协议进行通信。

过程控制器(有时被称为“控制器”)接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或与现场设备有关的其他信息，使用该信息来实现控制例程，并且随后产生控制信号，该控制信号通过总线或者其他通信信道被发送以控制现场设备的操作。当控制器执行一个或者多个控制例程时，控制器基于以下信息向现场设备发送控制信号(即，控制输出)：(i)一个或者多个接收的控制输入(例如，指示由现场设备进行的过程测量的一个或多个接收的信号和/或与现场设备有关的其他信息)，以及(ii)一个或者多个控制例程的逻辑。

使用从现场设备和过程控制器收集的信息，操作者或者技术人员可以在操作者工作站上实施执行与该过程相关的任何所需功能的一个或者多个应用，例如，配置过程、查看过程的当前状态和/或修改过程的操作。

如上所述，现场设备可以被配置为根据各种通信协议与控制器和/或其他现场设备进行通信。在传统的4-20mA系统中，现场设备通过携带指示测量或者控制命令的4-20mA信号的电流回路(例如，一个或者多个导线)与控制器进行通信。例如，液位变送器可以感测罐液位，发送对应于该测量的电流信号(例如，针对0％的4mA信号、针对50％的12mA信号、针对100％的20mA)。控制器接收电流信号，基于电流信号确定罐液位测量，并且基于罐液位测量(例如，打开或者关闭入口阀门)采取某项措施。由于设计的简单性和有效性，传统的4-20mA系统在业内颇受欢迎。遗憾的是，传统的4-20mA电流回路仅可以发送一个特定的过程信号。因此，包括携带材料的管道上的控制阀门和流量变送器的装置可能需要三个单独的电流回路：一个用于携带指示对于阀门的控制指令的4-20mA信号(例如，将阀门移动到60％打开)；第二个用于携带指示阀门的实际位置的4-20mA信号(例如，使得控制器知道阀门已经对控制命令做出响应的程度)；第三个用于携带指示测量的流量的4-20mA信号。因此，在具有大量现场设备的工厂中的传统4-20mA装置可能需要大量布线，这可能是昂贵的并且当设置和维护通信系统时可能导致复杂性。

最近，在过程控制行业内已经存在实现过程控制环境内的数字通信的举措。例如，高速可寻址远程变送器协议不仅使用回路电流幅度来发送和接收模拟信号，而且将数字载波信号叠加在电流回路信号上，以实现与智能现场仪器的双向现场通信。作为另一个示例，FOUNDATION(基金会现场总线)协议在与全数字I/O通信网络相关联的双线总线上提供所有的数字通信。

这些数字通信协议通常使更多的现场设备能够连接到特定总线，支持现场设备和控制器之间的更多和更快的通信和/或允许现场设备发送更多和不同类型的信息(诸如，与现场设备本身的状态和配置相关的信息)到过程控制器。此外，这些标准数字协议使得由不同制造商制造的现场设备能够在同一过程控制网络内一起使用。