[發明專利]過程測量的無線通信

有效

• 申請號: 200810135579.7
• 申請日: 2008-09-05
• 公開（公告）號: CN101382797A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 特瑞思·L·貝利文斯;羅伯特·J·卡施尼亞;馬克·J·尼克松
• 申請（專利權）人: 費舍－柔斯芒特系統股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L12/28
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 康 泉;宋志強

相關申請

本申請是在2006年8月4日提交的標題為“使用不可靠通信的過程控 制”(Process Control With Unreliable Communications)的美國11/499,013 號專利申請(U.S.Application Serial No.11/499,013)的部分連續申請案，而 美國11/499,013號專利申請(U.S.Application Serial No.11/499,013)是在 2005年10月25日提交的標題為“無線及其他過程控制系統中的非定期控 制通信”(Non-periodic Control Communications in Wireless and Other Process Control Systems)的美國11/258,676號專利申請(U.S.Application Serial No. 11/258,676)的部分連續申請案；所述兩項專利申請的揭示在此通過引用明 確地被并入本專利。

技術領域

本發明總體上涉及過程監測系統，尤其涉及過程監測系統中的無線及/ 或非定期控制通信的傳輸及處理。

背景技術

過程控制系統-如那些用于化學、石油、或其他過程的分布式或大型過程 控制系統-典型地包括一個或多個過程控制器，過程控制器通過模擬總線、數 字總線或模擬/數字混合總線相互通信連接，與至少一個主機或操作員工作站及 與一個或多個現場設備通信連接。所述現場設備可能是閥、閥定位器、開關及 傳送器(例如溫度傳感器、壓力傳感器及流率傳感器)，它們在過程設備中發 揮功能，如開啟或關閉閥及測量過程參數。過程控制器接收現場設備所進行的 過程測量的信號及/或關于現場設備的其他信息，并使用這些信息來實施控制例 程，以產生控制信號并通過總線傳送至現場設備，以控制過程的操作。來自現 場設備和控制器的信息一般提供給由操作員工作站執行的一種或多種應用程 序，使操作員能夠執行針對過程所需要的任何功能，例如觀察過程的當前狀態、 修正過程的操作等等。

某些過程控制系統，例如由總部設在美國德克薩斯州(Texas)奧斯汀市 (Austin)的“艾默生過程控制有限公司”(Emerson Process Management)出 售的系統，使用位于控制器中或不同的現場設備中的功能塊或稱為模 塊的功能塊組來執行控制及/或監測操作。在這些情況中，控制器或其他設備能 夠包括以及執行一個或多個功能塊或模塊，其中的每一個功能塊或模塊接收來 自其他功能塊的輸入及/或向其他功能塊(在相同的設備中，或在不同的設備中) 提供輸出，而且所述控制器或其他設備執行一些過程操作，例如測量或檢測過 程參數、監測設備、控制設備、或執行控制操作，比如執行比例微分積分(PID) 控制例程。過程控制系統中的不同的功能塊和模塊通常設計為互相通信(例如 通過總線)，以形成一個或多個過程控制環路。

過程控制器一般編程為對過程限定的或過程中包含的多個不同環路中的 每一個環路執行不同的算法、子例程或控制環路(它們都是控制例程)，例如 流量控制環路、溫度控制環路、壓力控制環路等等。一般而言，每一個這樣的 控制環路包括：一個或多個輸入塊，比如模擬輸入(AI)功能塊；一個單輸出 控制塊，比如比例微分積分(PID)或模糊邏輯控制功能塊；及一個輸出塊， 比如模擬輸出(AO)功能塊。控制例程及執行這類例程的功能塊，一直是根據 多種控制技術來配置，這些控制技術包括比例微分積分(PID)控制、模糊邏 輯控制、以及基于模型的技術，比如Smith Predictor(Smith預估器)或模型預 測控制(MPC)。

為了支持所述例程的執行，典型的工業或過程設備的集中式控制室與一個 或多個過程控制器及過程輸入/輸出子系統通信連接，而這些過程控制器及過程 輸入/輸出子系統則連接到一個或多個現場設備。傳統上，模擬現場設備一直是 通過雙線或四線電流環路連接到控制器，以用于信號傳輸及電力供應。將信號 傳輸到控制室的模擬現場設備(例如傳感器或傳送器)對通過電流環路的電流 進行調制，使所述電流與所測得的過程變量相稱。另一方面，在控制室的控制 之下執行動作的模擬現場設備是由通過所述環路的電流大小控制。