[發明專利]用于過程控制系統中的無線網狀網絡的預測性連通性診斷

有效

• 申請號: 201810326756.3
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108696387B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: W·G·戴安辛;N·T·邁耶;W·G·S·利奧諾;P·P·納蒂維達德
• 申請（專利權）人: 費希爾-羅斯蒙特系統公司
• 主分類號: H04L41/147
• 分類號: H04L41/147;H04L43/0811
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 胡欣

用于過程控制系統中的無線網狀網絡的預測性無線連通性診斷包括響應于連通性狀況生成預測的夾點和潛在的夾點。連通性狀況是無線網狀網絡內通信能力的預期故障。預測的夾點是根據無線網狀網絡內的通信能力和通信路徑的故障而生成的。潛在的夾點是根據通信能力的故障和針對每個無線節點的直接無線通信的鄰居數量而生成的。潛在的夾點是具有小于閾值數量的與無線節點直接無線通信的相鄰無線通信設備的無線節點。

技術領域

本公開內容總體涉及過程控制系統，并且更具體地，涉及預測性診斷以識別過程控制系統中的網狀網絡中的潛在連通性問題。

背景技術

過程控制系統廣泛用于制造產品或控制過程(例如，化學制造、發電廠控制等)的制造廠和/或工廠中。過程控制系統也用于自然資源的采集，諸如，舉例來說，石油和天然氣鉆探和處理過程等。實際上，幾乎任何制造過程、資源采集過程等都可以通過應用一個或多個過程控制系統來自動化。相信過程控制系統最終還會將在農業領域得到更廣泛的使用。

分布式過程控制系統(如在化學、石油或其它過程中使用的那些分布式過程控制系統)通常包括一個或多個集中式或分散式過程控制器，其經由模擬、數字或組合的模擬/數字總線或經由無線通信鏈路或網絡通信地耦合到至少一個主機或操作員工作站以及一個或多個過程控制和儀器設備(諸如現場設備)。通常位于工廠或其它工業環境內的過程控制器(有時稱為“控制器”)接收指示過程測量結果的信號(有時稱為“控制輸入”)，并使用由這些信號攜帶的信息來實施控制例程，控制例程基于控制輸入和控制例程的內部邏輯使控制器生成控制信號(有時稱為“控制輸出”)?？刂破魍ㄟ^總線或其它通信鏈路發送所生成的控制信號，以控制現場設備的操作。在某些情況下，控制器可以與由智能現場設備(諸如高速可尋址遠程變送器和Fieldbus(有時也稱為“Fieldbus”)現場設備)實施的控制程序相配合。此外，在許多情況下，可能存在在工廠或其它工業設置中操作以執行某個不受過程控制器直接控制的功能的工廠或其它工業裝備，諸如振動檢測裝備、旋轉裝備、發電機裝備等。

典型地與控制器(其可以是例如閥、閥定位器、開關、變送器、和傳感器(例如，溫度、壓力和流率傳感器))相關聯的現場設備可以位于過程環境內，并且通常執行物理或過程控制功能。例如，閥可以響應于從控制器接收到的控制輸出而打開或關閉，或者可以向控制器發送過程參數的測量結果，使得控制器可以將該測量結果用作控制輸入。諸如符合公知的Fieldbus協議的現場設備之類的智能現場設備也可以執行控制計算、報警功能、以及通常在控制器內實施的其它控制功能。現場設備可以被配置為根據各種通信協議與控制器和/或其它現場設備進行通信。例如，工廠可以包括傳統的模擬4-20mA現場設備、現場設備、Fieldbus現場設備和/或其它類型的現場設備。

過程控制器接收指示由現場設備獲得的或與現場設備相關聯的過程測量結果或過程變量的信號和/或與現場設備有關的其它信息，并且執行控制器應用，該控制器應用運行例如不同的控制模塊，其做出過程控制決策、基于所接收的信息生成控制信號、并與在現場設備中正在執行的控制模塊或塊配合。控制器中的控制模塊通過通信線路或鏈路將控制信號發送到現場設備，從而控制過程工廠或系統的至少一部分的操作。

來自現場設備和控制器的信息通常通過數據高速通道可用于一個或多個其它硬件設備(諸如操作員工作站、個人計算機、或計算設備、數據歷史庫、報告生成器、集中式數據庫、或其它集中式管理計算設備)，其通常但不總是置于控制室或遠離較嚴酷的工廠環境的其它位置。這些硬件設備中的每一個通常(但不總是)跨整個過程工廠或整個過程工廠的一部分集中。這些硬件設備運行可以例如使操作員能夠執行關于控制過程和/或操作過程工廠的功能的應用，諸如改變過程控制例程的設置、修改控制器或現場設備內的控制模塊的操作、查看過程的當前狀態、查看現場設備和控制器生成的警報、模擬過程操作以培訓人員或測試過程控制軟件、保存和更新配置數據庫等。硬件設備、控制器和現場設備使用的數據高速通道可以包括有線通信路徑、無線通信路徑或有線和無線通信路徑的組合。