[发明专利]用于工业工厂中的无线网络的状态监测的方法和工业装置

说明书

本发明涉及工业工厂中的无线网络的状态监测，其中无线网络具有两个或更多的有线网关和与至少一个有线网关无线连接的多个接入节点。这里，每个接入节点与工业工厂中的至少一个现场装置相关联。利用与所述两个或更多的有线网关连接的工业装置来执行状态监测。所述状态监测包括针对多个接入节点中的每个节点和每个有线网关周期性地接收与分组传递、信道接入和连接链路相关联的信息。基于所接收的信息来估计一个或多个参数，以确定工业工厂中的现场装置的连接性状况。所述连接性状况被呈现在工业装置的用户接口上。

技术领域

本发明一般涉及工业工厂(industrial plant)中的通信。更具体地，本发明涉及工业工厂中的无线网络的状态监测。

背景技术

工业工厂包括通过不同网络连接的各种各样的工业装置/设备。例如，工业工厂能够具有在组件级(level)、系统级和/或网络级的通过以下但不限于以下的一个或多个的连接性：工厂网络、控制网络、现场网络和外部网络(例如云、因特网等)。在此类工业环境中，诸如分析设备、传感器等的现场装置能够被连接以与远程装置(例如工厂服务器、控制系统等)通信。例如，多个现场装置可被连接在工厂中的无线网络中。

工业工厂中的无线网络(例如，网状网络)能够具有有线网关和接入节点。能够存在一个或多个有线网关，所述一个或多个有线网关能够同时是有线和无线网络的成员(member)。在此种无线网络中，有线网关能够服务多个接入节点(例如大约10-100个接入节点)，并且由此服务相关联的现场装置。这里，接入节点以无线的方式(或经过其它连接)与网关装置连接。此外，此种连接可以是到网关的直接连接，或者经过被连接到网关的另外的(一个或多个)接入节点。因此，现场装置(经由接入节点)能够经过有线网关直接(无线地)接入有线网络或者通过经过另外的(一个或多个)节点跳到网关来接入有线网络。

路由算法和其它MAC层机制能够基于来自Phy和MAC层的度量对在配置/训练窗口阶段期间的路径和链路作出决定。然而，由于网络状态中的改变(例如路径改变、增加的业务、隐藏节点的出现等)引起的瓶颈和性能缺陷从未能够通过任何预部署规划或网络设计策略或者甚至通过在某个配置窗口期间作出决定的机制来准确预见和避免。

考虑在网络操作之后在网络中发生的改变，例如附加传感器被添加到网络。作为结果，一些接入节点可面临带宽/业务问题，因为它们不得不服务更多的现场装置，或者发送比之前在处理的数据更多的数据。备选地，考虑其中现场装置正在发送大量过程数据的情况。在设计期间，接入节点可已被配置成处理某些预定量的业务。但是，在操作期间，由于网络的动态性质，实际需求可能高得多，从而导致传送损耗。类似地，在设计/训练期间，可能未考虑一些接入节点，这可能在操作期间造成干扰。

因此，实时地，现场装置可能遭受连接性问题，因为在工业工厂的操作期间的状态可能与在规划阶段期间的状态相当不同。另外，由于关于正在用于通信的(一个或多个)接入节点的问题，或者作为上游或下游网络组件的结果，可能产生连接性问题。随时间改变的网络状态可导致各种网络组件的通信性能中的改变，这可能在节点级或网关级是不可检测的。此种信息通常对于工业人员是不可得到的，并且出于控制或监测目的(例如，在过程控制系统中)，此种信息可能是关键的。

因此，存在对于此类工业工厂中的无线网络的状态监测的需要，以增强现场装置在操作期间的连接性。此外，此种状态监测信息对于工业人员应该是可以容易得到的。

发明内容

本发明涉及工业工厂中的无线网络的状态监测。无线网络能够是工业网状网络。无线网络包括两个或更多的有线网关和多个接入节点。每个接入节点与至少一个有线网关无线连接。各种现场装置经过接入节点接入有线网络。因此，每个接入节点与至少一个现场装置相关联。

利用工业装置实现本发明的方法。工业装置能够是与两个或更多的有线网关连接的工厂服务器。