[發(fā)明專利]用于過(guò)程控制系統(tǒng)中的HART通信的白名單

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011012558.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN112543175A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·K·勞;S·迪亞茲;G·R·謝里夫;M·佩盧索;S·N·霍克尼斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 費(fèi)希爾-羅斯蒙特系統(tǒng)公司
• 主分類號(hào): H04L29/06
• 分類號(hào): H04L29/06
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 石穎偉;丁燕

用于在過(guò)程工廠中使用的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在過(guò)程控制器和安全控制器中提供了設(shè)備專用和常規(guī)HART讀取命令的白名單，以在過(guò)程工廠中執(zhí)行非常安全的但仍能夠?qū)崿F(xiàn)HART設(shè)備中提供的高級(jí)功能的通信。白名單實(shí)現(xiàn)應(yīng)用在安全網(wǎng)關(guān)設(shè)備中應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)白名單，以確定是否應(yīng)當(dāng)允許或處理諸如HART消息之類的消息。白名單學(xué)習(xí)應(yīng)用通過(guò)使用鎖定/學(xué)習(xí)模式自動(dòng)創(chuàng)建和配置白名單，而白名單配置應(yīng)用通過(guò)向特定設(shè)備發(fā)出設(shè)備描述請(qǐng)求、解析響應(yīng)來(lái)發(fā)現(xiàn)設(shè)備專用和常規(guī)HART命令，并將具有已解析的命令類型的白名單配置信息傳輸給相關(guān)過(guò)程控制器和安全控制器以在白名單中使用。用戶界面使用戶能夠與配置過(guò)程進(jìn)行交互并指導(dǎo)配置過(guò)程，以提供高度安全的系統(tǒng)，該系統(tǒng)仍然實(shí)現(xiàn)過(guò)程工廠中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的診斷和其它高級(jí)功能。

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2019年9月23日提交的、標(biāo)題為“Whitelisting for HARTCommunications in a Process Control System”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/904,229號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用明確地并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及在過(guò)程工廠中使用的過(guò)程控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)，并且更具體地，涉及在組合的過(guò)程控制和安全系統(tǒng)中執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)安全。

背景技術(shù)

過(guò)程控制系統(tǒng)，如用于化學(xué)、石油或其它過(guò)程中的那些過(guò)程控制系統(tǒng)，通常包括一個(gè)或多個(gè)過(guò)程控制器，其經(jīng)由模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線通信地耦合到至少一個(gè)主機(jī)或操作員工作站以及一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(其可以是例如閥、閥定位器、開關(guān)和變送器(例如，溫度、壓力和流速傳感器))在過(guò)程工廠內(nèi)執(zhí)行功能，例如打開或關(guān)閉閥以及測(cè)量過(guò)程參數(shù)。過(guò)程控制器接收指示由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲得的過(guò)程測(cè)量結(jié)果的信號(hào)和/或與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有關(guān)的其它信息，使用該信息來(lái)實(shí)現(xiàn)控制例程，然后生成控制信號(hào)，這些控制信號(hào)通過(guò)總線被發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以控制過(guò)程的操作。來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器的信息通常可用于操作員工作站執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用，以使操作員能夠執(zhí)行有關(guān)過(guò)程的任何期望的功能，例如配置過(guò)程、查看過(guò)程的當(dāng)前狀態(tài)、修改過(guò)程的操作等等。

在某些過(guò)程系統(tǒng)中，可以提供單獨(dú)的安全系統(tǒng)以檢測(cè)過(guò)程工廠內(nèi)與安全相關(guān)的重大問(wèn)題，并在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)自動(dòng)關(guān)閉閥、從設(shè)備中移除電源、切換工廠內(nèi)的流等，這可能引起或?qū)е鹿S中的嚴(yán)重危險(xiǎn)，例如有毒化學(xué)物質(zhì)的溢出、爆炸等。這些安全系統(tǒng)通常包括一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的輸入/輸出(I/O)設(shè)備，這些輸入/輸出設(shè)備具有除了過(guò)程控制器之外的控制器，它們經(jīng)由設(shè)置在過(guò)程工廠內(nèi)的單獨(dú)的總線或通信線路連接到安全現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。安全控制器使用安全現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備來(lái)檢測(cè)與重大事件相關(guān)聯(lián)的過(guò)程條件(例如某些安全開關(guān)或關(guān)斷閥的位置、過(guò)程中的上溢或下溢、重要的發(fā)電或控制設(shè)備的操作、故障檢測(cè)設(shè)備的操作等)，從而檢測(cè)過(guò)程工廠內(nèi)的“事件”。當(dāng)檢測(cè)到事件時(shí)，安全控制器將采取某個(gè)措施來(lái)限制事件的有害影響，例如關(guān)閉閥、關(guān)閉設(shè)備、從工廠的部分移除電源等。

過(guò)去，已經(jīng)嘗試在同一用戶界面上集成來(lái)自同一工廠中的過(guò)程控制和安全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，從而通過(guò)集成的控制和安全系統(tǒng)(ICSS)在同一位置處提供對(duì)該不同數(shù)據(jù)的查看和操縱。從ICSS中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取信息的最常見方法之一是高速通道可尋址遠(yuǎn)程變送器通信協(xié)議，而通過(guò)ICSS將信息傳遞到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的最常見方法之一是通過(guò)使用HART命令的直通通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

HART通信協(xié)議命令被分類為特定的組。具體而言，HART通信協(xié)議定義通用命令(使用該協(xié)議的所有設(shè)備都必須識(shí)別并支持該命令)、常規(guī)命令(其由某些但不是全部HART通信設(shè)備識(shí)別并支持)、以及設(shè)備專用命令(其表示每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獨(dú)有的功能)。絕大多數(shù)HART命令可以進(jìn)一步分為讀取或?qū)懭朊?。通常，讀取命令從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備讀取信息，而寫入命令更改現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的內(nèi)部設(shè)置或物理狀態(tài)。設(shè)備專用命令由稱為設(shè)備描述的設(shè)備的操作過(guò)程的形式描述定義并通過(guò)其變得有用。設(shè)備描述通常由設(shè)備制造商創(chuàng)建和提供，并可用于發(fā)現(xiàn)常規(guī)命令和專用于任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的設(shè)備專用命令。