專利名稱：分布式操作系統(tǒng)診斷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及分布式操作系統(tǒng)，特別是涉及具有集成診斷的分布式操作監(jiān)視和控制系統(tǒng)。
背景技術：
制造廠、裝配廠、具有溫度控制的建筑、半導體制造廠、具有能量管理系統(tǒng)的設施和加工廠具有實現(xiàn)一個或更多個相關的控制、維護和工廠自動化系統(tǒng)的有效操作的許多系統(tǒng)和操作過程。許多操作過程可被監(jiān)視以保證適當?shù)脑O備和處理功能并為過程控制、維護(包括預示維護)、監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)獲取(SCADA)、試驗和自動化系統(tǒng)提供反饋以識別過程問題或潛在的設備失效情況。被監(jiān)視的過程可包含被傳感器監(jiān)視的溫度、流量、壓力、電平、電流、功率、移動、振動、流體性能和設備失效和有關數(shù)據(jù)等的測量。
電子傳感器需要感測的變量的附加信號處理，包括被轉換成指示特性并可被發(fā)送給系統(tǒng)的電壓、電流、共振頻率或數(shù)字詞匯的變量或其它特性的轉換。信號處理通常通過與傳感器連接的發(fā)射器或直接通過導線或電纜與傳感器連接或者無線連接的電子組件被實現(xiàn)。
作為一個例子，溫度是制造過程的常常被測量的物理變量或特性。最常用的溫度測量系統(tǒng)使用熱電偶(TC)、電阻溫度器件(RTD)、熱電堆和/或熱敏電阻以感測物理溫度變量。其它的溫度傳感器作為例子可包含基于半導體的RTD、二極管、紅外傳感器和諧振石英傳感器。
典型的傳感器通過導線直接與輸入/輸出(I/O)設備的單信道連接。這種直接布線方法一般被稱為點對點布線。在這種情況下，溫度傳感器提供出諸如電阻或電壓的電參數(shù)以可重復的方式隨溫度變化而變化的電輸出。I/O設備然后將電參數(shù)轉換成與控制器或監(jiān)視或控制設備的輸入要求兼容的標準輸出。I/O設備的輸出可以為諸如電壓或電流的模擬值，或者可以為諸如符合諸如以太網TCP/IP、EtherNet/IP、FDDI、ControlNet、ModbusTM(AEG SchneiderCorporation的商標)、Profibus、ProfiNet、IEEE 802.XX無線和各種現(xiàn)場總線(fieldbus)的數(shù)字總線標準或專有網絡協(xié)議的數(shù)字信號或代碼。用于溫度系統(tǒng)的I/O設備一般僅轉換來自溫度傳感器的一個參數(shù)，諸如提供物理變量溫度的參數(shù)。除了將溫度傳感器電參數(shù)轉換成可通過接口連接到控制器或監(jiān)視或控制系統(tǒng)的標準輸出，I/O設備還可提供附加的信號處理。這種信號處理可用于傳感器的線性化、增加傳感器的輸出電平(增益)、去除雜散電噪聲和/或提供與雜散電流的隔離。常規(guī)上溫度I/O設備由諸如Action Instruments和RochesterInstruments的制造商提供。
溫度傳感器電參數(shù)的簡單信號處理的功能是公知的，并由溫度I/O設備產品的許多制造商執(zhí)行。一種常用的溫度感測系統(tǒng)使用位置鄰近熱過程(thermal process)的發(fā)射器。發(fā)射器被用于約50％的全部熱系統(tǒng)中并提供電參數(shù)的信號處理、傳感器與雜散電和機械噪聲輸入的電隔離、電輸出的線性化和縮放(scaling)、和用于校準傳感器和標準化輸出的本地裝置。常規(guī)的用于基于發(fā)射器的系統(tǒng)的標準化輸出包含2導線4-20mA輸出、10-50mA輸出和1-5V輸出。常規(guī)的溫度發(fā)射器由諸如Rosemount、ABB Hartmann & Braun和Honeywell的公司制造?；诎l(fā)射器的系統(tǒng)還與I/O設備導線連接，但是I/O設備僅提供標準化的電壓或電流輸入，不提供溫度變量的附加信號處理。商用的標準I/O設備由諸如Siemens、Allen Bradley和Omron的可編程邏輯控制器供應商提供。數(shù)字控制系統(tǒng)供應商包括EmersonProcess、Honeywell、Siemens、Invensys、Yokogawa和ABB。第三方常提供用于數(shù)字控制系統(tǒng)(DCS)(諸如用于材料在導管中連續(xù)流動的諸如化工、精煉、電力的過程控制工廠中的控制系統(tǒng))的輸入/輸出接口或用于可編程邏輯控制器(PLC)的輸入/輸出接口，諸如Opto22、Moore Industries、Action Instruments和Phoenix(PLC常用于控制諸如汽車或小機械的制造的離散事件的工廠或諸如制藥的批量制造產品的加工工廠中)。I/O設備可執(zhí)行多路復用功能，并可將溫度信號轉換成可被控制器、控制系統(tǒng)或監(jiān)視系統(tǒng)使用的標準化輸出。并且，來自I/O設備的輸出主要是現(xiàn)場總線上的數(shù)字信號。
基于傳感器-發(fā)射器的監(jiān)視系統(tǒng)的另一種形式包括位于傳感器上或其附近的微處理器。這些“智能發(fā)射器”首先在19世紀80年代被引入，并且已具備了在總線上輸出或傳達數(shù)字消息的能力。智能發(fā)射器通過使用具有嵌入或相關的軟件程序的微處理器提供改進的信號處理和線性化。另外，數(shù)字輸出在總線上被傳達，并使得智能發(fā)射器能夠以減少布線和用于特定的操作應用的I/O通道的數(shù)量的“多處下降(multi-dropped)”方式被接線。智能發(fā)射器可通過使用HART、Foundation Fieldbus、Profibus PA或諸如Honeywell DE、YokogawaBrain或Foxboro I/A的專用協(xié)議以數(shù)字方式與I/O通信。
與智能發(fā)射器一起使用的I/O設備將來自發(fā)射器的數(shù)字輸入轉換成與I/O設備的輸出連接的控制器兼容的數(shù)字輸出(通常以較高的波特率和/或以不同的協(xié)議)。數(shù)字I/O設備一般不提供發(fā)射器變量的信號調節(jié)，而是用作數(shù)據(jù)集中器和協(xié)議轉換器。I/O中的一體化電源常可在發(fā)射器的導線上提供電力。
隨著在19世紀80年代引入數(shù)字智能傳感器，發(fā)射器和控制器制造商引入常稱為現(xiàn)場總線的數(shù)字通信協(xié)議的過剩(plethora)。現(xiàn)場總線協(xié)議可與包含2和4導線的幾種類型的物理介質、光學介質一起使用或以無線等方式使用。一般地，最低速度現(xiàn)場總線提供可用于數(shù)字集成傳感器、致動器件、控制器、監(jiān)視系統(tǒng)和具有操作或管理系統(tǒng)的設備的高速二導線通信協(xié)議?，F(xiàn)場總線的特征在于低功耗和建立在標準開放協(xié)議上的32位消息傳遞能力?，F(xiàn)場總線發(fā)射器和系統(tǒng)提供更高速度(波特率)的總線，并具有處理大量數(shù)據(jù)的能力?，F(xiàn)場總線的典型數(shù)據(jù)速率為31.25Kbps?，F(xiàn)場總線還限于傳輸相對較低水平的電力，以保證基于現(xiàn)場總線的發(fā)射器滿足在可存在爆炸性氣體的處理環(huán)境中安全操作所要求的本質上安全或增加安全性的電力工業(yè)標準的電力需求。
基于現(xiàn)場總線的發(fā)射器可與控制系統(tǒng)和使用來自發(fā)射器用于過程、系統(tǒng)、發(fā)射器或設備診斷的診斷信息的企業(yè)資產管理(EAM)系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線發(fā)射器具有在如本質安全的系統(tǒng)需要的那樣將其功率消耗限于低水平的同時以達32kb/s的數(shù)據(jù)速率提供大量的數(shù)據(jù)的能力。一般地，制造商從他們的發(fā)射器產品提供診斷信息。診斷信息通過處理源自傳感器的電氣參數(shù)由本地發(fā)射器產生，以提供與傳感器、過程、傳感器布線、發(fā)射器電子組件、布線和數(shù)字現(xiàn)場總線有關的診斷。該診斷信息通常具有標準診斷參數(shù)以及對于各個制造商不同的診斷參數(shù)，但易于以數(shù)字方式在標準現(xiàn)場總線上向和從現(xiàn)場總線發(fā)射器傳達到現(xiàn)場總線兼容的I/O設備。現(xiàn)場總線發(fā)射器的成本常比常規(guī)的發(fā)射器的價格多兩倍，并且為傳感器的價格的十到二十倍。
一個現(xiàn)場總線制造商Rosemount，Inc.開發(fā)了作為混合協(xié)議的稱為HART(公路可尋址遠程換能器(Highway Addressable RemoteTransducer))的協(xié)議。HART協(xié)議提供疊加在以前用作發(fā)射器標準的標準4-20mA模擬布線上的頻移鍵控(FSK)數(shù)字信號。Rosemount，Inc.將HART協(xié)議捐贈給公共域(public domain)，現(xiàn)在所有的制造商都可通過HART通信基礎(HARTCommunication Foundation)(HCF)使用HART。HART現(xiàn)在是最常用的發(fā)射器協(xié)議。如果用戶只是想要溫度參數(shù)，那么智能HART型發(fā)射器可替換常規(guī)的4-20mA發(fā)射器而不用改變布線或I/O設備。HART還可隨著I/O設備的有關變化提供數(shù)字信息。隨著智能數(shù)字通信發(fā)射器的出現(xiàn)，也可從發(fā)射器傳達諸如現(xiàn)場器件(field device)標記號、制造商的ID、縮放比例因子、簡單的電子組件診斷的附加信息。
還出現(xiàn)了諸如ModbusTM的其它數(shù)字協(xié)議，并且，最近引入了具有提供分布式計算能力的更高速度協(xié)議。諸如Foundation現(xiàn)場總線、ProfiNet和Profibus PA的一些現(xiàn)場總線協(xié)議提供用于診斷的標準化的消息傳遞和參數(shù)。其它系統(tǒng)提供諸如包含診斷報警的自確認傳感器(SEVA)的診斷能力。
現(xiàn)場總線發(fā)射器常常比常規(guī)的發(fā)射器貴兩倍，其部分原因是，處理更多的參數(shù)需要更復雜的電子組件，以及用于現(xiàn)場總線的通信信號處理較為復雜。許多操作或處理系統(tǒng)不需要現(xiàn)場總線的全部能力，并且沒有證明必需高實現(xiàn)成本，特別是當監(jiān)視簡單、低成本的傳感器、致動器件和諸如接點閉合、開關和/或數(shù)字開關器件的離散器件時。因此，需要提供可用現(xiàn)場總線技術得到的許多較高水平的診斷功能的簡單、低成本的系統(tǒng)和方法。
用于低成本操作通信系統(tǒng)的一種這樣的可選方案是“位總線(bitbus)”。位總線一般提供8位的消息傳遞信息。位總線可以以低成本承載相對較高速度的消息傳遞。一種這樣的位總線是作為汽車數(shù)字總線Car Automation Network(CAN)的擴展的DeviceNetTM(OpenDeviceNetTMVendors Association(ODVA)的商標)。第二種位總線AS-Interface(AS-i)在歐洲被開發(fā)，用于工廠自動化系統(tǒng)的簡單的數(shù)字或邏輯輸入，并且同樣十分低廉。
一般地，當前的基于位總線的設備不包含廣泛的診斷能力，不提供苛刻操作環(huán)境中常需要的信號調節(jié)，并且不能很好地通過接口與高級操作系統(tǒng)連接。由于位總線的有限的帶寬，因此當前的位總線系統(tǒng)不包括包含于來自傳感器或致動器件的數(shù)字位總線消息中的診斷參數(shù)的數(shù)字診斷信息處理。

發(fā)明內容
本發(fā)明的各個實施例提供改進的用于監(jiān)視、控制、診斷或獲取來自在位總線上操作并通過接口連接到現(xiàn)場總線上的現(xiàn)場器件的數(shù)據(jù)的分布式操作系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個方面中，一種具有集成診斷、位總線和現(xiàn)場總線的分布式操作系統(tǒng)包括用于產生現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場器件和用于從現(xiàn)場器件接收現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場處理模塊?，F(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的現(xiàn)場通信部件?，F(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊還被配置為用于作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種具有集成診斷的分布式操作系統(tǒng)包括位總線、用于產生第一現(xiàn)場操作特性的第一現(xiàn)場器件和用于產生第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場器件。第一現(xiàn)場處理模塊被配置為從第一現(xiàn)場器件接收第一現(xiàn)場操作特性并包含第一現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的第一現(xiàn)場通信部件。第一現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為第一現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第一現(xiàn)場診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。第二現(xiàn)場處理模塊被配置為從第二現(xiàn)場器件接收第二現(xiàn)場操作特性并包含第二現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的第二現(xiàn)場通信部件。第二現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為第二操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并從第一現(xiàn)場處理模塊接收第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、從第二現(xiàn)場處理模塊接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為用于作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)中的至少一個的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種具有位總線并具有集成診斷的分布式操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于產生第一現(xiàn)場操作特性的第一現(xiàn)場器件和用于產生第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場器件。現(xiàn)場處理模塊被配置為用于從第一現(xiàn)場器件接收第一現(xiàn)場操作特性并從第二現(xiàn)場器件接收第二現(xiàn)場操作特性并包含現(xiàn)場診斷部件和用于與位總線通信的現(xiàn)場通信部件?，F(xiàn)場處理模塊被配置為產生包含作為第一現(xiàn)場操作特性的函數(shù)的第一現(xiàn)場診斷參數(shù)或作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)的第二現(xiàn)場診斷參數(shù)中的至少一個的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并接收產生的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個方面中，一種溫度感測和診斷系統(tǒng)，具有用于產生溫度特性的溫度傳感器和位總線，該系統(tǒng)包括現(xiàn)場處理模塊和輔助處理模塊?，F(xiàn)場處理模塊適于與溫度傳感器耦合并用于從溫度傳感器接收溫度特性?，F(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為在用于位總線上通信的現(xiàn)場通信部件并適于作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，并包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊并被配置為作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種溫度感測和診斷系統(tǒng)，具有用于產生感測的能量水平的溫度傳感器和位總線。現(xiàn)場處理模塊適于與溫度傳感器耦合并用于從溫度傳感器接收感測的能量水平?，F(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為在用于位總線上通信的現(xiàn)場通信部件?，F(xiàn)場處理模塊適于將接收的感測的能量水平與預定的能量水平相比較，并在感測的能量水平和預定的能量水平之間的差值指示溫度診斷事件時識別溫度診斷事件。現(xiàn)場處理模塊還適于作為識別的溫度診斷事件的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并用于接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種溫度感測和診斷系統(tǒng)，具有用于產生溫度特性的溫度傳感器和位總線?，F(xiàn)場處理模塊適于與溫度傳感器耦合并用于從溫度傳感器接收溫度特性?，F(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為在用于位總線上通信的現(xiàn)場通信部件?，F(xiàn)場處理模塊適于作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并用于接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和被配置為用于將接收的位總線格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)轉換成現(xiàn)場總線格式的輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)的網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上將輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳達給與現(xiàn)場總線通信耦合的溫度管理系統(tǒng)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種具有位總線并具有集成診斷的溫度感測系統(tǒng)，包括用于產生溫度特性的溫度傳感器和用于產生現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場器件。第一現(xiàn)場處理模塊被配置為用于從第一溫度傳感器接收溫度特性并包含第一現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的第一現(xiàn)場通信部件。第一現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為溫度操作特性的函數(shù)產生包含第一現(xiàn)場診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。第二現(xiàn)場處理模塊被配置為用于從現(xiàn)場器件接收現(xiàn)場操作特性，第二現(xiàn)場處理模塊具有第二現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的第二現(xiàn)場通信部件。第二現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為第二操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并從第一現(xiàn)場處理模塊接收第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、從第二現(xiàn)場處理模塊接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為用于作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)中的至少一個的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種具有位總線并具有集成診斷的溫度感測系統(tǒng)，包括被配置為用于產生第一溫度特性的第一溫度傳感器、被配置為用于產生第二溫度特性的第二溫度傳感器和用于從第一溫度傳感器接收第一溫度特性并從第二溫度傳感器接收第二溫度特性的現(xiàn)場處理模塊。現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和用于與位總線通信的現(xiàn)場通信部件，并被配置為產生包含作為第一溫度特性的函數(shù)的第一現(xiàn)場診斷參數(shù)或作為第二溫度特性的函數(shù)的第二現(xiàn)場診斷參數(shù)中的至少一個的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并接收產生的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，并包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
本發(fā)明一個方面是一種用于診斷分布式操作系統(tǒng)的方法，所述操作系統(tǒng)具有現(xiàn)場器件、與現(xiàn)場器件耦合的現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊。該方法包括在現(xiàn)場器件上產生現(xiàn)場操作特性；在現(xiàn)場處理模塊上處理現(xiàn)場操作特性；和作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。該方法還包括在位總線上將包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊。該方法還包括作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方面是一種用于診斷分布式操作系統(tǒng)的方法，其中，操作系統(tǒng)包括第一現(xiàn)場器件、第二現(xiàn)場器件、與第一現(xiàn)場器件耦合的第一現(xiàn)場處理模塊、與第二現(xiàn)場器件耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊。該方法包括在第一現(xiàn)場器件上產生第一現(xiàn)場操作特性；在第二現(xiàn)場器件上產生第二現(xiàn)場操作特性；在第一現(xiàn)場處理模塊上處理第一現(xiàn)場操作特性；和在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二現(xiàn)場操作特性。該方法還包括作為第一現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第一現(xiàn)場診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和在位總線上將第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給輔助處理模塊。該方法還包括作為接收的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在另一方面中，本發(fā)明是一種用于診斷分布式操作系統(tǒng)的方法，所述操作系統(tǒng)包含第一現(xiàn)場器件、第二現(xiàn)場器件、與第一現(xiàn)場器件耦合的第一現(xiàn)場處理模塊、與第二現(xiàn)場器件耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、第一位總線、第二位總線、現(xiàn)場總線和與第一位總線、第二位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊。該方法包括在第一現(xiàn)場器件上產生第一現(xiàn)場操作特性；在第二現(xiàn)場器件上產生第二現(xiàn)場操作特性；在第一現(xiàn)場處理模塊上處理第一現(xiàn)場操作特性；和在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二現(xiàn)場操作特性。該方法還包括作為第一現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第一現(xiàn)場診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；在第一位總線上將第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給輔助處理模塊；和在第二位總線上將第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給輔助處理模塊。該方法還包括作為接收的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和接收的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的一個方面是一種用于診斷溫度感測系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)具有溫度傳感器、與溫度傳感器耦合的現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊。該方法包括在溫度傳感器上產生溫度特性；在現(xiàn)場處理模塊上處理溫度特性；和作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。該方法還包括在位總線上將包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊；作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種用于診斷溫度感測系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)具有溫度傳感器、與溫度傳感器耦合的現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊，該方法包括以模擬格式在溫度傳感器上產生溫度特性。該方法還包括在現(xiàn)場處理模塊上處理溫度特性；和在現(xiàn)場處理模塊中將模擬溫度特性轉換成數(shù)字格式。該方法還包括作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的數(shù)字格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和壓縮用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分。該方法還包括在位總線上將包含溫度診斷參數(shù)和現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的壓縮部分的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊；作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方面是一種用于診斷溫度感測系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包含第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、與第一溫度傳感器耦合的第一現(xiàn)場處理模塊、與第二溫度傳感器耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊。該方法包括在第一溫度傳感器上產生第一溫度特性；在第一現(xiàn)場處理模塊上處理第一溫度特性；作為第一溫度特性的函數(shù)產生包含第一溫度診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和在位總線上將包含第一溫度診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從第一現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊。該方法還包括在第二溫度傳感器上產生第二溫度特性；在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二溫度特性；作為第二溫度特性的函數(shù)產生包含第二溫度診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和在位總線上將包含第二溫度診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從第二現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊。該方法還包括作為接收的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)中的至少一個的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，具有集成診斷的分布式操作系統(tǒng)包括諸如用于產生現(xiàn)場操作特性的傳感器或致動器的現(xiàn)場器件。系統(tǒng)還包括用于從現(xiàn)場器件接收現(xiàn)場操作特性的與現(xiàn)場器件連接的現(xiàn)場處理模塊?，F(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和現(xiàn)場通信部件并被配置為作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還包括用于與現(xiàn)場處理模塊通信并從現(xiàn)場處理模塊接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的位總線。系統(tǒng)還包括與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊。輔助處理模塊包含輔助診斷部件和包含現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為用于作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并用于在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種具有用于產生溫度特性的溫度傳感器的溫度感測和診斷系統(tǒng)，包括適于與溫度傳感器耦合并用于從溫度傳感器接收溫度特性的現(xiàn)場處理模塊。現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和現(xiàn)場通信部件?，F(xiàn)場處理模塊適于作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括用于與現(xiàn)場處理模塊通信并從現(xiàn)場處理模塊接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的位總線。該系統(tǒng)還包括用于與位總線通信并用于接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊。輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并用于在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，與包括現(xiàn)場器件、與現(xiàn)場器件連接的現(xiàn)場處理模塊、與現(xiàn)場處理模塊通信的位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊的操作系統(tǒng)有關的方法包括在現(xiàn)場器件上產生現(xiàn)場操作特性和在現(xiàn)場處理模塊上處理現(xiàn)場操作特性。該方法還包括作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。該方法還包括在位總線上將包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊。該方法還包括作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面中，一種與包括溫度傳感器、與溫度傳感器連接的現(xiàn)場處理模塊、與現(xiàn)場處理模塊通信的位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊的溫度感測系統(tǒng)有關的方法包括在溫度傳感器上產生溫度特性；和在現(xiàn)場處理模塊上處理溫度特性。該方法還包括作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和在位總線上將包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊。該方法還包括作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
從以下提供的詳細說明，本發(fā)明的其它方面將變得十分明顯。應當理解，雖然詳細說明和特定的例子指示本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但其意圖僅是解釋而不是限定本發(fā)明的范圍。


從詳細的說明和附圖可以更全面的理解本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分布式診斷監(jiān)視和控制系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的現(xiàn)場處理模塊監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包括在位總線上(peer-to-peerinter-working)點對點交互工作的現(xiàn)場處理模塊系統(tǒng)的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有多個輔助處理模塊和操作處理管理系統(tǒng)的現(xiàn)場總線操作系統(tǒng)的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的現(xiàn)場器件操作環(huán)境系統(tǒng)的框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有分布式診斷系統(tǒng)的操作環(huán)境的框圖。
在這幾個附圖中，相應的附圖標記表示相應的部分。
具體實施例方式
以下的說明在本質上僅是示例性的，意圖不在于限制本發(fā)明、其應用或用途。
在一個實施例中，具有集成診斷的分布式操作系統(tǒng)包括用于產生現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場器件。系統(tǒng)還包括用于從現(xiàn)場器件接收現(xiàn)場操作特性的與現(xiàn)場器件耦合的現(xiàn)場處理模塊。現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和現(xiàn)場通信部件并被配置為作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還包括用于與現(xiàn)場處理模塊通信并從現(xiàn)場處理模塊接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的位總線。系統(tǒng)還包括與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊。輔助處理模塊包含輔助診斷部件和包含現(xiàn)場總線接口和網關或協(xié)議轉換部件的輔助通信部件。輔助處理模塊被配置為用于作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
參照圖1，示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分布式監(jiān)視、控制和診斷系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可以為任意類型的需要監(jiān)視和控制的系統(tǒng)，但作為例子可包括制造系統(tǒng)、生產系統(tǒng)、組裝系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、預測維護系統(tǒng)、試驗系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)和操作控制系統(tǒng)。系統(tǒng)100包括示為現(xiàn)場器件102A～102N的一個或更多個現(xiàn)場器件102、一個或更多個現(xiàn)場處理模塊106A和106B、一個或更多個位總線112A～112N、輔助處理模塊118和現(xiàn)場總線124。
現(xiàn)場器件102可以為任意類型的用于放置在操作系統(tǒng)或過程中的器件。現(xiàn)場器件102作為例子可包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、液體檢測傳感器、應力傳感器、移動傳感器、位置傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、化學性能傳感器、致動器、泄漏傳感器、加速計、速度計、閥定位器、閥位置傳感器、RFID標記、智能卡、包含壓力計的測量儀器、螺線管、電源、加熱器、包含電磁閥的閥、計量器、馬達、泵、包含熱開關的開關、霍耳效應傳感器、磁場強度傳感器、氣體傳感器、警報、熔線、RFID標記、智能卡、存儲器、在工廠、加工廠和半導體制造設施中使用的其它器件。這些現(xiàn)場器件102也可包含現(xiàn)場器件存儲器(未示出)或存儲與現(xiàn)場器件102或其應用有關的數(shù)據(jù)或參數(shù)的標記。如示出的那樣，在操作實現(xiàn)中，多個現(xiàn)場器件102A～N通過一個或更多個現(xiàn)場器件設施104A或通信線路被展開用于感測、致動和產生一個或更多個現(xiàn)場操作或操作特性105A～105N?，F(xiàn)場器件102和現(xiàn)場器件設施104A可以為模擬或數(shù)字類型。
一個或更多個操作特性105A～105N可以為任意類型的由上面識別的現(xiàn)場器件102中的一個提供的特性?，F(xiàn)場操作特性105作為例子其一種形式或另一種形式可包含電阻、電流、電壓、霍耳效應電壓、能量、質量、包含電力的功率、電容、電感、磁阻、相位、定時、頻率、時間、模式、狀況、失效、位置、狀態(tài)、磁場強度、數(shù)據(jù)和參數(shù)。在一些實施例中，一個或更多個這種操作特性可代表一個或更多個其它的操作特性。例如，當現(xiàn)場器件102為諸如電阻溫度檢測器(RTD)、熱電堆、諧振溫度傳感器、紅外傳感器和熱敏電阻的溫度傳感器時，操作特性105可為指示感測的溫度的電阻。另外，現(xiàn)場器件102可操作為產生被編碼的現(xiàn)場操作特性105，使得代碼代表諸如以條形碼格式、射頻識別格式、數(shù)據(jù)矩陣或智能卡格式編碼的現(xiàn)場操作特性105。
現(xiàn)場器件102可與諸如130A～130N和132所示的一個或更多個操作過程或系統(tǒng)有關?，F(xiàn)場器件102將與現(xiàn)場器件102和/或操作過程或系統(tǒng)130和132有關的現(xiàn)場操作特性105傳達給現(xiàn)場處理模塊106。現(xiàn)場處理模塊106包含具有與現(xiàn)場器件102通信并接收現(xiàn)場操作特性105的接口的現(xiàn)場器件通信模塊108?，F(xiàn)場處理模塊106還包含用于與位總線102連接和通信的位總線模塊或接口110，該位總線模塊或接口可包含位總線調制解調器?，F(xiàn)場處理模塊106還可包含未示出的其它部件，包含將在后面討論的處理器、存儲器和軟件代碼或程序。
現(xiàn)場處理模塊106產生包含作為現(xiàn)場操作特性105的函數(shù)的現(xiàn)場診斷參數(shù)113的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111。在一些實施例中，現(xiàn)場診斷參數(shù)113可被存儲在與現(xiàn)場處理模塊106相關的存儲器中或可被存儲在與現(xiàn)場器件102相關的存儲器中?，F(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111可被配置為任意類型的配置或格式，并且，在一個實施例中，可符合諸如IEEE 1451和IEEE 1451.4的已知的工業(yè)標準。在另一實施例中，現(xiàn)場處理模塊106和現(xiàn)場器件102為單一部件、物理結構或在圖3中示為組合單元302的機械集成單元。
位總線112可以為任何位總線，包含符合通信接口的位總線。位總線112可作為模擬型、數(shù)字型或兩者的組合工作。在一些實施例中，位總線112被配置為單導線通信介質。已知的位總線系統(tǒng)的例子包含Dallas Semiconductor一導線協(xié)議、Seriplex、傳感器總線(sensor bus)、DeviceNetTM總線、FMS、Lon Works、Car Automotive Network(CAN)、Interbus S、SDLC、AS Interface(AS-i)、Local Interconnect總線(LIN總線)和IEEE-1118總線。在一個實施例中，位總線112為包含小于或等于8位的通信格式。在另一實施例中，位總線協(xié)議中的單一的位代表現(xiàn)場診斷參數(shù)、現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111或現(xiàn)場操作特性105。
現(xiàn)場處理模塊106還可包含現(xiàn)場模塊存儲器114、現(xiàn)場診斷部件115和現(xiàn)場模塊處理器116或處理單元?，F(xiàn)場存儲器114可存儲一個或更多個現(xiàn)場管理參數(shù)并可包含兩個有關的諸如現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場管理參數(shù)。另外，現(xiàn)場存儲器114可存儲接收的現(xiàn)場操作特性105?，F(xiàn)場模塊處理器116可包含用于處理現(xiàn)場操作特性的微處理器和包含算法、程序、人工智能模塊、神經網絡、建模模塊、映射、圖形分析、規(guī)則、模糊規(guī)則、神經模糊模型、微波、比較器和查找表中的至少一種的現(xiàn)場診斷部件?，F(xiàn)場診斷部件115可包含算法、程序、人工智能模塊、神經網絡、建模模塊、映射、圖形分析、規(guī)則、模糊規(guī)則、神經模糊模型、比較器和查找表。它們可包含任何數(shù)量的操作或計算操作。例如，在現(xiàn)場診斷部件115的一個實施例中，現(xiàn)場診斷部件115可以為算法、神經網絡、經驗數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、查找表、模糊邏輯電路、微波、神經模糊電路、多項式算法、剩余壽命算法、人工智能模塊、建模模塊、統(tǒng)計功能和/或回路電流階躍響應。
現(xiàn)場處理模塊106被配置為接收現(xiàn)場操作特性105并作為現(xiàn)場操作特性105的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)113的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111?，F(xiàn)場操作數(shù)據(jù)可任選地包含現(xiàn)場操作特性105?，F(xiàn)場處理模塊106在位總線接口110上將操作數(shù)據(jù)111傳達給位總線112。
現(xiàn)場診斷參數(shù)可以為任意類型的參數(shù)，包括操作診斷、器件校準、設備診斷、過程診斷、系統(tǒng)管理診斷或命令和系統(tǒng)操作。另外，現(xiàn)場診斷參數(shù)可以為任意診斷參數(shù)，包含事件、狀況、失效、警報、模式和狀態(tài)?，F(xiàn)場處理模塊106可被配置為作為接收的現(xiàn)場操作特性105的函數(shù)確定現(xiàn)場診斷參數(shù)。
此外，現(xiàn)場處理模塊106可被配置為執(zhí)行與現(xiàn)場器件102、現(xiàn)場處理模塊106、位總線112和系統(tǒng)100中的一個有關的一個或更多個操作功能?，F(xiàn)場處理模塊106可執(zhí)行其中作為例子包含器件供電、診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定(setting)、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、系統(tǒng)或結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、模型或算法的操作功能。
例如，在現(xiàn)場器件102是溫度傳感器的情況下，現(xiàn)場處理模塊106可被配置為作為現(xiàn)場操作特性105和現(xiàn)場溫度診斷參數(shù)的函數(shù)確定感測的溫度。現(xiàn)場處理模塊106可作為由現(xiàn)場或溫度診斷參數(shù)限定的EMF-溫度關系的函數(shù)確定感測的溫度。另外，現(xiàn)場處理模塊106可作為現(xiàn)場操作特性105的函數(shù)確定現(xiàn)場器件102的熱特性。這里，現(xiàn)場操作特性105可以為指示感測的能量水平的溫度特性。這樣，現(xiàn)場處理模塊106可將感測的能量水平與預定的能量水平相比較，并在感測的能量水平和預定的能量水平之間的差值指示溫度診斷事件時識別溫度診斷事件。類似地，現(xiàn)場診斷部件可被配置為確定等熱熵的變化。
在另一實施例中，現(xiàn)場器件102可以為加熱器，現(xiàn)場操作特性105可以為加熱器特性。
在另一實施例中，現(xiàn)場處理模塊106響應現(xiàn)場操作事件或出現(xiàn)產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111，或者可連續(xù)提供現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111。在一個任選的實施例中，現(xiàn)場處理模塊106被配置為確定操作事件、管理事件和/或維護事件中的至少一個的出現(xiàn)。現(xiàn)場操作事件的例子作為例子包含狀態(tài)的變化、模式的變化、狀況的變化、失效、現(xiàn)場參數(shù)的變化、現(xiàn)場操作特性的變化、溫度特性的時間變化率(第一導數(shù))、超過閾值的現(xiàn)場參數(shù)的值和超過閾值的現(xiàn)場操作特性的值。
在其它的實施例中，現(xiàn)場處理模塊106可包含一個或更多個諸如模數(shù)轉換部件(未示出)的其它操作部件。在這種情況下，現(xiàn)場器件102可產生模擬格式的現(xiàn)場操作特性105。現(xiàn)場處理模塊106接收模擬格式并產生數(shù)字格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111?，F(xiàn)場處理模塊106還可包含用于壓縮用于在位總線112上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)中的一部分或全部的數(shù)據(jù)壓縮部件。這種數(shù)據(jù)壓縮可包含表映射、算法和/或編碼?，F(xiàn)場處理模塊106還可包含用于在位總線112上傳送的一些或全部數(shù)據(jù)進行加密的數(shù)據(jù)加密部件。在另一實施例中，現(xiàn)場處理模塊106在現(xiàn)場器件102與現(xiàn)場處理模塊106數(shù)字通信時提供數(shù)模轉換。
作為編碼的例子，數(shù)據(jù)壓縮部件被配置為用于將現(xiàn)場診斷參數(shù)映射到用于在位總線112上通信的質數(shù)。在這種情況下，診斷字符映射或編碼可增加現(xiàn)場器件102和現(xiàn)場處理模塊106之間的位總線112的數(shù)據(jù)傳送帶寬。兩個或更多個診斷參數(shù)與現(xiàn)場器件102或現(xiàn)場處理模塊106的兩個或更多個診斷條件有關。現(xiàn)場處理模塊106用于將各個診斷參數(shù)映射到現(xiàn)場處理模塊106中的單獨質數(shù)。當現(xiàn)場處理模塊106確定存在一個或更多個診斷條件時，用于那些診斷條件的相關質數(shù)中的每一個被存儲并被相乘以確定可應用的質數(shù)中的每一個的乘積數(shù)。乘積數(shù)在位總線112上被傳送到輔助處理模塊118。在輔助處理模塊118上，單一的乘積數(shù)被接收并被化為因子，以確定各個質數(shù)并因此確定由現(xiàn)場處理模塊106識別的可應用的診斷條件。通過乘以各個可應用的質數(shù)并傳送單一的乘積數(shù)，本系統(tǒng)在位總線112的受限帶寬內提供全套診斷條件的通信。
在另一實施例中，現(xiàn)場處理模塊106可被配置為產生現(xiàn)場管理參數(shù)142并將現(xiàn)場管理參數(shù)142傳達給現(xiàn)場器件102?，F(xiàn)場處理模塊106也可使用具有標準化和/或定制的參數(shù)的嵌入功能塊?，F(xiàn)場管理參數(shù)142可以為任意類型的參數(shù)，包括請求、詢問或與現(xiàn)場器件102的管理或操作有關的命令。在這種實施例中，現(xiàn)場器件102通過作為接收的現(xiàn)場管理參數(shù)142的函數(shù)產生現(xiàn)場操作特性105進行響應。在操作中，現(xiàn)場處理器模塊106可響應操作事件、管理事件和/或維護事件等產生現(xiàn)場管理參數(shù)142?，F(xiàn)場管理參數(shù)142可為以指令和/或詢問。作為替代方案，現(xiàn)場處理模塊106可響應在位總線112上從諸如另一現(xiàn)場處理模塊106或輔助處理模塊118的另一實體接收輔助管理參數(shù)產生現(xiàn)場管理參數(shù)142。
在另一實施例中，系統(tǒng)100包括第一現(xiàn)場處理模塊106A和第二現(xiàn)場處理模塊106B。第二現(xiàn)場處理模塊106B產生第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111B并與位總線112通信。第二現(xiàn)場處理模塊106B在點對點現(xiàn)場處理模塊通信中在位總線112上將第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111B傳達給第一現(xiàn)場處理模塊106A。另外，作為輔助處理模塊118與位總線112耦合。輔助處理模塊118可監(jiān)視兩個或更多個現(xiàn)場處理模塊106之間的點對點現(xiàn)場處理模塊通信。在這種實施例中，輔助處理模塊118可響應監(jiān)視的點對點現(xiàn)場處理模塊通信初始化管理動作、命令或消息。
類似地，第二現(xiàn)場器件102B產生第二現(xiàn)場操作特性105B。第二現(xiàn)場處理模塊106B從第二現(xiàn)場器件102B接收第二現(xiàn)場操作特性105B。第二現(xiàn)場處理模塊106B具有第二現(xiàn)場診斷部件115B和第二現(xiàn)場通信部件。第二現(xiàn)場處理模塊106B與第一現(xiàn)場處理模塊106A、第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111B、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)和/或第二現(xiàn)場操作特性105B通信。另外，如上所述，輔助處理模塊118可監(jiān)視管理參數(shù)和/或操作數(shù)據(jù)的通信并響應監(jiān)視的管理參數(shù)和/或操作數(shù)據(jù)通信初始化管理動作、命令或消息。如下面將要討論的那樣，在替代性實施例中，如圖3中的系統(tǒng)300所示，其它現(xiàn)場處理模塊106與現(xiàn)場處理模塊106點對點交互工作和交互作用是可能的。
如圖1所示，在另一實施例中，第一現(xiàn)場器件102A和第二現(xiàn)場器件102B可與單一或同一現(xiàn)場處理模塊106A耦合。第二現(xiàn)場器件102B產生第二現(xiàn)場操作特性105B，并且現(xiàn)場處理模塊106A接收第二現(xiàn)場操作特性105B并將第二現(xiàn)場操作特性105B傳達給第一現(xiàn)場器件102A。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一些附加實施例的包含各種點對點現(xiàn)場器件102交互工作的系統(tǒng)200。
重新參照圖1，輔助處理模塊118包含用于與位總線112連接并在其上進行通信的位總線通信部件120。另外，輔助處理模塊118包含用于與現(xiàn)場總線124連接并在其上進行通信的現(xiàn)場總線通信部件122(或網絡通信部件)。輔助處理模塊118可包含輔助模塊處理器126、輔助模塊存儲器128、輔助診斷部件134和輔助網關部件136。輔助處理模塊118與用于接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111的位總線112通信。輔助處理模塊118被配置為作為由現(xiàn)場處理模塊106產生的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138并在現(xiàn)場總線124上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138。任選地，輔助處理模塊118可包含輔助診斷參數(shù)，并作為輔助診斷參數(shù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138。在這種情況下，輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138可包含輔助診斷參數(shù)。輔助診斷參數(shù)可以為操作診斷、器件校準、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)操作。同樣任選地，輔助處理模塊118還可產生輔助管理參數(shù)和/或在位總線112將其傳達給現(xiàn)場處理模塊106。
輔助模塊處理器126可以為具有包含算法、規(guī)則、人工智能模塊、建模模塊、映射、圖形分析、比較器和查找表中的至少一個的計算機可讀指令的微處理器。輔助處理模塊118可包含算法或類似的功能電路或可包含神經網絡、經驗數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、查找表、模糊邏輯電路、神經模糊電路、微波、多項式算法、剩余壽命算法、人工智能模塊、建模模塊和統(tǒng)計功能的程序。在另一實施例中，輔助診斷部件134可包含算法、規(guī)則、人工智能模塊、建模模塊、映射、圖形分析、比較器和查找表。輔助模塊存儲器128可存儲諸如輔助診斷參數(shù)的輔助參數(shù)。
使用這些實施例中的一個或更多個，輔助處理模塊118可被配置為執(zhí)行與現(xiàn)場器件102、現(xiàn)場處理模塊106、位總線112、輔助處理模塊118、現(xiàn)場總線124和系統(tǒng)100相關的操作功能。操作功能可以為包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、警報、警告、比較、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、系統(tǒng)或結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理和自調整規(guī)則的任意操作功能。
輔助處理模塊118可產生輔助管理參數(shù)和/或在位總線112將其傳達給現(xiàn)場處理模塊106。輔助管理參數(shù)的這種產生可響應輔助管理事件或在現(xiàn)場總線124上接收的管理指令。輔助處理模塊118還可向連接器件的位總線提供電力。
輔助處理模塊118還可包含協(xié)議轉換器部件、數(shù)據(jù)集中器部件、管理部件、加密部件和現(xiàn)場間(inter-field)處理模塊通信部件。協(xié)議轉換器部件可包含用于從位總線格式轉換成一個或更多個現(xiàn)場總線或網絡協(xié)議的能力。為了集中在位總線112或現(xiàn)場總線124上傳送的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)集中器部件可通過編碼或映射或算法提供集中數(shù)據(jù)。另外，輔助處理模塊118也可包含提供加密數(shù)據(jù)以在工廠和處理控制系統(tǒng)中提供更高的安全性的數(shù)據(jù)加密部件。
現(xiàn)場總線124可包含比8位大的通信格式。例如，現(xiàn)場總線124可包含Profibus、包含以太網TCP/IP的企業(yè)通信總線、因特網、令牌網LAN、以太網LAN、FDDI網絡、專有數(shù)據(jù)網絡、ISDN、諸如IEEE 802.11a、802.11b或802.11g、Zigbee或WiMax和VPN的無線網絡。另外，輔助位總線通信部件120可包含位總線調制解調器，并且輔助現(xiàn)場總線通信部件122可包含現(xiàn)場總線調制解調器?，F(xiàn)場總線124可利用包含導線、光纖和無線系統(tǒng)的各種物理層系統(tǒng)。
另外，由于現(xiàn)場處理模塊106和輔助處理模塊118均在位總線112上通信，因此它們可分別被配置為協(xié)同操作，以在代表現(xiàn)場器件102、現(xiàn)場處理模塊106、輔助處理模塊118、位總線112和系統(tǒng)100或與它們相關的分布式基礎上執(zhí)行操作功能。協(xié)作的操作功能可以為診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、警告、比較、警報、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、生物學識別、識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則。
如上所述，在一些實施例中，系統(tǒng)100包含第一現(xiàn)場器件102A、第一現(xiàn)場處理模塊106A、產生第二現(xiàn)場操作特性105B的第二現(xiàn)場器件102B、同樣與位總線112通信的第二現(xiàn)場處理模塊106B。第二現(xiàn)場處理模塊106B從第二現(xiàn)場器件102B接收第二現(xiàn)場操作特性105B并作為第二現(xiàn)場操作特性105B的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111B。輔助處理模塊118接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111B。輔助處理模塊118還包含作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111A和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111B的函數(shù)產生監(jiān)督數(shù)據(jù)的監(jiān)督模塊。輔助處理模塊118在現(xiàn)場總線124監(jiān)督數(shù)據(jù)。
在另一實施例中，系統(tǒng)100包含與第二現(xiàn)場器件102B耦合的第二現(xiàn)場處理模塊106B并與第二位總線112B耦合。第二位總線112B也可與和第一位總線112A耦合的同一輔助處理模塊118耦合。輔助處理模塊118與第二位總線112B和第一位總線112A通信。輔助處理模塊118向第一現(xiàn)場處理模塊106A傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111B、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)、第二現(xiàn)場操作特性105B和現(xiàn)場管理參數(shù)142中的一個或更多個。
參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有多個輔助處理模塊118和操作過程管理系統(tǒng)的現(xiàn)場總線操作系統(tǒng)400。如圖所示，第一輔助處理模塊118A和第二輔助處理模塊118B分別與現(xiàn)場總線124耦合。在這種情況下，第二輔助處理模塊118B可產生管理指令并在現(xiàn)場總線124上將管理指令傳達給第一輔助處理模塊118A。
在一個實施例中，系統(tǒng)400具有第一現(xiàn)場器件102A、第一位總線112A、第一現(xiàn)場處理模塊106A和第一輔助處理模塊118A。系統(tǒng)400還具有產生第二現(xiàn)場操作特性105B的第二現(xiàn)場器件102B、作為第二現(xiàn)場操作特性105B的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111B的第二現(xiàn)場處理模塊106B。系統(tǒng)400還具有與第二現(xiàn)場處理模塊106B通信的第二位總線112B。第二輔助處理模塊118B與第二位總線112B通信并具有用于在現(xiàn)場總線124上通信的第二現(xiàn)場總線接口通信部件122B或接口。在這種實施例中，第二現(xiàn)場處理模塊106B通過第二位總線112B、第二輔助處理模塊118B、現(xiàn)場總線124、第一輔助處理模塊118A和第一位總線112A與第一現(xiàn)場處理模塊106A通信。
另外，輔助處理模塊118A和118B可被配置為用于在現(xiàn)場總線124上將輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138傳達給同樣與現(xiàn)場總線124耦合的現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)402。現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)402可以為任意類型的用于管理操作系統(tǒng)、操作環(huán)境或系統(tǒng)100的一個或更多個操作功能的管理系統(tǒng)。例如，它可以用于接收和管理多個溫度傳感器的溫度管理系統(tǒng)。
現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)402可包含現(xiàn)場總線接口或通信模塊404、處理器406、存儲器408、監(jiān)視模塊410、診斷模塊412、操作系統(tǒng)模塊或接口414。操作系統(tǒng)接口414與和操作系統(tǒng)416通信的通信設施418或操作系統(tǒng)接口鏈路連接。操作系統(tǒng)416可以為任意操作、管理、控制或監(jiān)視系統(tǒng)，包含工廠中已知的那些，作為例子包括AssetManagement System、SCADA系統(tǒng)、構建能量管理系統(tǒng)和試驗系統(tǒng)。
現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)402可被配置為接收輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138并作為接收的輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138的函數(shù)產生現(xiàn)場器件控制指令。現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)402也可被配置為執(zhí)行與現(xiàn)場器件102和/或系統(tǒng)100相關的操作功能，諸如診斷、問題解答、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、警報、比較、警告、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、生物學識別、識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則和操作器件控制。例如，現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)402可向一個或更多個輔助處理模塊118、現(xiàn)場處理模塊106或現(xiàn)場器件102產生管理指令。
現(xiàn)在參照5，示出現(xiàn)場器件操作環(huán)境系統(tǒng)500。現(xiàn)場器件102可以如與過程130A有關的102A所示鄰近現(xiàn)場過程或系統(tǒng)130，或者如過程130B中的102B所示位于過程上或過程中。在本實施例中，過程130A通過控制設施502與用于接收操作控制指令或命令503的操作系統(tǒng)416A耦合。操作系統(tǒng)416A通過通信設施418與操作管理系統(tǒng)402耦合，并與操作通信設施504耦合，該操作通信設施504用于與諸如用于接收指令或命令505A的操作系統(tǒng)416B的其它操作系統(tǒng)連接。
類似地，現(xiàn)場過程130B通過用于接收過程輸入507的操作鏈路506與操作系統(tǒng)416B耦合。操作系統(tǒng)416還與用于接收指令505B的操作通信設施504耦合。另外，操作系統(tǒng)416B通過過程輸入源508與過程源510耦合。操作系統(tǒng)416B通過作為過程輸入507的操作鏈路506向過程系統(tǒng)130B提供過程輸入源508的一部分。
現(xiàn)在參照圖6，作為一個實施例示出具有分布式診斷系統(tǒng)600的操作環(huán)境。操作管理系統(tǒng)602與多個操作系統(tǒng)416B和416C、現(xiàn)場器件控制器604B和輔助處理模塊118通信。
在一個實施例中，操作系統(tǒng)可以為與用于從電源接收加熱功率的加熱器功率電路耦合的加熱器。加熱器功率電路具有第一接口、第二接口以及第一接口和第二接口之間的中間部分。功率控制器關于加熱器功率電路的中間部分被耦合。功率控制器具有至少兩種狀態(tài)用于向加熱器提供功率的一部分的第一狀態(tài)和用于終止向加熱器提供功率的第二狀態(tài)。功率控制器包含現(xiàn)場器件102和現(xiàn)場處理模塊106。在這種實施例中，加熱器與可以為溫度傳感器的現(xiàn)場器件102熱接近。現(xiàn)場處理模塊106的現(xiàn)場診斷部件115可被配置為作為溫度特性的函數(shù)確定加熱器中的質量流量。
在操作中，本發(fā)明的實施例可由診斷分布式操作系統(tǒng)的方法實現(xiàn)。在這種情況下，該方法可包含在現(xiàn)場器件102上產生現(xiàn)場操作特性105和在現(xiàn)場處理模塊106上處理現(xiàn)場操作特性105。該方法還包括作為現(xiàn)場操作特性105的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111和在位總線112上將包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111從現(xiàn)場處理模塊106傳達給輔助處理模塊118。該方法還包括作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111的函數(shù)在輔助處理模塊118上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138和在現(xiàn)場總線124上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138。
在另一實現(xiàn)中，診斷溫度感測系統(tǒng)的方法包括產生現(xiàn)場操作特性105的溫度傳感器現(xiàn)場器件102。現(xiàn)場處理模塊106作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111和在位總線112上將包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111傳達給輔助處理模塊118。該方法還包括作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)111的函數(shù)在輔助處理模塊118上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138和在現(xiàn)場總線124上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)138。
本發(fā)明的一些實施例提供現(xiàn)有技術不能得到的分布式診斷計算結構?，F(xiàn)場器件數(shù)字信息被位總線112的較小的消息尺寸和帶寬限制。通過提供被現(xiàn)場處理模塊106和包含網關功能的輔助處理模塊118處理的與傳感器、過程、電路或熱回路有關的低電平數(shù)據(jù)，克服位總線112的限制。輔助處理模塊118中的診斷電路可包含微處理器、存儲器或一個或更多個用于處理位電平(bit level)診斷參數(shù)的算法。位水平參數(shù)被可包含神經網絡、查找表、模糊邏輯電路、神經模糊電路、多項式算法、剩余壽命算法和/或統(tǒng)計功能的診斷電路和算法處理。輔助處理模塊118還可與多個傳感器或致動器連接并接觸多個診斷電路。
現(xiàn)場處理模塊106和結合位總線112工作的輔助處理模塊118為操作系統(tǒng)提供成本大大降低的監(jiān)視和控制方案，并可包含利用以前安裝的位總線通信系統(tǒng)。本發(fā)明的實施例可在不完全替換和重新布設有時較為復雜的系統(tǒng)和實現(xiàn)的情況下對現(xiàn)有的監(jiān)視和控制系統(tǒng)提供增值價值和診斷功能。
本發(fā)明的實施例中的一個或更多個提供現(xiàn)場器件102或傳感器、現(xiàn)場處理模塊106、輔助處理模塊118之間的診斷信息處理的分布，以在不需要實現(xiàn)和展開昂貴的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的情況下簡化位于操作過程或系統(tǒng)中的傳感器。該系統(tǒng)提供位總線112的用途，以傳輸對于感測系統(tǒng)的診斷所需要的參數(shù)。
上述一個或更多個實施例可以在各種操作環(huán)境或情況下工作。例如，系統(tǒng)100的一種實現(xiàn)包含能量平衡應用。在這種實現(xiàn)中，現(xiàn)場器件102監(jiān)視操作系統(tǒng)的能量流量出入。現(xiàn)場處理模塊106確定在操作系統(tǒng)內轉換的量并在現(xiàn)場存儲器114中存儲效率參數(shù)?，F(xiàn)場處理模塊106通過使用診斷模塊或包含算法的電路比較能量入、能量出和轉換的能量，并識別操作系統(tǒng)或系統(tǒng)100中的能量不平衡。例如，當能量之一或能量不平衡大于預定的能量閥值時，能量事件可被識別。當出現(xiàn)這種不平衡時，現(xiàn)場處理模塊106可產生向輔助處理模塊118提供消息的警告，包含指示不平衡的源和與其有關的詳細數(shù)據(jù)。
在另一例子中，系統(tǒng)100可操作為確定等熱熵變化。在這種實現(xiàn)中，現(xiàn)場器件102測量諸如用于保持物品的容器的現(xiàn)場工作單元的溫度，該容器用于保持理想地接近它們的冷凍點的物品?，F(xiàn)場器件102和/或現(xiàn)場處理模塊106表征出入容器的能流?，F(xiàn)場處理模塊106比較能流與容器的溫度變化率，并識別能流條件，使得能流比與容器溫度變化對應的能流閾值大。
在另一例子中，系統(tǒng)100可操作為確定具有質量流量的加熱器系統(tǒng)中的能流。在這種實現(xiàn)中，系統(tǒng)100測量具有質量流量的過程的溫度。系統(tǒng)可提供過程的加熱和得到的過程的質量流量的測量?，F(xiàn)場處理模塊106在位總線112上將測量的溫度和測量的質量流量傳送給輔助處理模塊118。輔助處理模塊118將計算的溫度上升與給定的加熱器功率輸入相比，并產生用于指示計算的溫度和測量的溫度之間的不匹配的狀態(tài)消息或警報消息。
在系統(tǒng)100的另一例子中，系統(tǒng)100操作回路電流躍階響應(LCSR)方法。在這種實現(xiàn)中，溫度傳感器作為管理動作被加熱?；芈冯娏鬈S階響應試驗被執(zhí)行，并產生測量值或現(xiàn)場操作特性105?，F(xiàn)場處理模塊106接收試驗結果并通過利用算法用至少第一階時間常數(shù)表征自加熱數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場處理模塊106將來自表征的第一階時間常數(shù)存儲在現(xiàn)場存儲器114中?，F(xiàn)場處理模塊106將存儲的時間常數(shù)與來自LCSR試驗的當前的時間常數(shù)相比較。諸如當比較指示變化事件或來自初始條件的變化時，可以產生消息、狀態(tài)或信號。
一般地，現(xiàn)場處理模塊106和輔助處理模塊118包含可包含計算機系統(tǒng)的操作環(huán)境，該計算機系統(tǒng)具有包含與存儲系統(tǒng)結合的至少一個中央處理單元(CPU)、輸入設備和輸出設備的計算機。這些元件通過至少一個總線結構互連。
CPU可以為熟悉的設計，并包含用于執(zhí)行計算的算法邏輯單元(ALU)、用于暫時存儲數(shù)據(jù)和指令的寄存器的集成、和用于控制系統(tǒng)的操作的控制單元。對于CPU，同樣優(yōu)選包含至少來自DigitalEquipment、Sun、MIPS、Atmel、Motorola、NEC、Intel、Cyrix、AMD、HP和Nexgen的處理器的各種處理器中的任一種。本發(fā)明解釋的實施例在被設計為對于這些處理平臺中的任一種便于攜帶的操作系統(tǒng)上工作。
存儲系統(tǒng)一般可包含諸如隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)半導體器件的介質的形式的高速主存儲器和諸如軟盤、硬盤、磁帶、CD-ROM、快速存儲器和通過使用電、磁、光或其它記錄介質存儲數(shù)據(jù)的其它器件的長期存儲介質的形式的二次存儲器。主存儲器也可包含用于通過顯示器件顯示圖像的視頻顯示存儲器。本領域技術人員可以理解，存儲系統(tǒng)可包含具有各種存儲容量的各種替代性部件。
輸入設備作為例子可包含鍵盤、鼠標、智能卡、聲音激活模塊和物理換能器(例如，麥克風)。輸出設備可包含顯示器、打印機、換能器/揚聲器。一些設備，諸如網絡適配器或調制解調器，可被用作輸入和/或輸出設備。
本領域技術人員熟悉，計算機系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)和至少一個應用程序。應用可執(zhí)行上述功能中的一個或更多個。操作系統(tǒng)是控制計算機系統(tǒng)的操作和資源分配的一套軟件。應用程序是通過使用通過操作系統(tǒng)可用的計算機資源執(zhí)行用戶希望的任務的一套軟件。兩者均駐留在解釋的存儲系統(tǒng)中。
根據(jù)計算機編程領域技術人員的實踐，上面參照由計算機系統(tǒng)執(zhí)行的操作的象征性表示說明本發(fā)明的實施例。這些操作有時被稱為計算機執(zhí)行或計算機可執(zhí)行指令。應當理解，象征性表示的操作包含由CPU進行的對代表數(shù)據(jù)位的電信號進行的操作和數(shù)據(jù)位在存儲系統(tǒng)中的存儲位置中的維護以及信號的其它處理。保持數(shù)據(jù)位的存儲位置是具有與數(shù)據(jù)位對應的特定電、磁或光性能的物理位置?？稍诎鎯υ谟嬎銠C可讀介質上的一系列指令的程序或多個程序中實現(xiàn)本發(fā)明。計算機可讀介質可以為上面與存儲系統(tǒng)結合說明的器件或器件的組合中的任一種。
另外，位總線112和現(xiàn)場總線124和上面識別的通信模塊和/或接口中的每一種可與硬布線電通信設施、光設施、無線設施、無線電話設施和衛(wèi)星設施兼容。
當引入本發(fā)明的各個方面或它們的實施例時，冠詞“一個”、“該”和“所述”意圖是意味著存在一個或更多個元件。術語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包括一切在內，并且意味著可以存在列出的元件以外的其它元件。
鑒于以上說明，可以看出，實現(xiàn)了幾種優(yōu)點并獲得其它的有利的結果。由于可在不背離本發(fā)明的范圍的條件下在上述示例性結構和方法中提出各種變化，因此在上述說明中包含或在附圖中示出的所有內容均應被解釋為解釋性的而非限制性的。
還應理解，這里說明的過程或步驟不應被解釋為必須以討論或解釋的特定次序執(zhí)行它們。應當理解，可以使用附加或替代性的過程或步驟。
權利要求
1.一種具有集成診斷的分布式操作系統(tǒng)，具有位總線和現(xiàn)場總線，該系統(tǒng)包括用于產生現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場器件；用于從現(xiàn)場器件接收現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場處理模塊，該現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的現(xiàn)場通信部件，所述現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和被配置為與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件，所述輔助處理模塊被配置為用于作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)選自包含制造系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、半導體工具、制造系統(tǒng)、組裝系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)、資產管理系統(tǒng)、包含預測維護系統(tǒng)的維護系統(tǒng)和監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)獲取(SCADA)系統(tǒng)的組。
3.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作特性選自包含電阻、電流、電壓、霍耳效應電壓、能量、質量、包含電力的功率、電容、電感、磁阻、相位、定時、頻率、時間、模式、狀況、失效、位置、警報、警告、比較、狀態(tài)、磁場強度、數(shù)據(jù)和參數(shù)的組。
4.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場器件選自包含溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、泄漏檢測傳感器、應力傳感器、移動傳感器、位置傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、化學性能傳感器、致動器、泄漏傳感器、加速計、速度計、閥定位器、閥位置傳感器、RFID標記、智能卡、包含壓力計的測量儀器、螺線管、電源、加熱器、包含電磁閥的閥、計量器、馬達、泵、包含熱開關的開關、霍耳效應傳感器、磁場強度傳感器、氣體傳感器、熔線、RFID標記、智能卡和存儲器件的組。
5.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作特性指示感測的溫度，并且現(xiàn)場器件是選自包含熱電偶、電阻溫度檢測器(RTD)、熱電堆、二極管、半導體傳感器、諧振溫度傳感器、紅外傳感器和熱敏電阻的組的溫度傳感器。
6.根據(jù)權利要求5的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為現(xiàn)場操作特性和現(xiàn)場診斷參數(shù)的函數(shù)確定感測的溫度。
7.根據(jù)權利要求5的系統(tǒng)，其中，感測的溫度作為由現(xiàn)場診斷參數(shù)限定的EMF-溫度關系的函數(shù)被確定。
8.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)確定現(xiàn)場器件的熱特性。
9.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場器件被配置為產生被編碼成條形碼格式、射頻識別格式、數(shù)據(jù)矩陣和智能卡格式中的至少一種的現(xiàn)場操作特性。
10.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊響應現(xiàn)場操作事件產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權利要求10的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作事件選自包含狀態(tài)的變化、模式的變化、狀況的變化、失效、現(xiàn)場參數(shù)的變化、現(xiàn)場操作特性的變化、溫度特性的時間變化率(第一導數(shù))、超過閾值的現(xiàn)場參數(shù)的值、警告、比較、警報、超過閾值的現(xiàn)場操作特性的值的組。
12.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)包含現(xiàn)場操作特性。
13.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊包含用于存儲一個或更多個現(xiàn)場管理參數(shù)的現(xiàn)場存儲器。
14.根據(jù)權利要求13的系統(tǒng)，其中，存儲器包含兩個有關的現(xiàn)場管理參數(shù)。
15.根據(jù)權利要求14的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個是現(xiàn)場診斷參數(shù)。
16.根據(jù)權利要求14的系統(tǒng)，其中，存儲器被配置為存儲接收的現(xiàn)場操作特性。
17.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊包含微處理器。
18.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場診斷部件包含算法、程序、人工智能模塊、建模模塊、映射、圖形分析、規(guī)則、比較器和查找表中的至少一個。
19.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場診斷部件包含選自包含神經網絡、經驗數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、查找表、模糊邏輯電路、神經模糊電路、多項式算法、剩余壽命算法、人工智能模塊、微波、建模模塊和統(tǒng)計功能的組的算法。
20.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場診斷參數(shù)選自包含操作診斷、器件校準、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)操作的組。
21.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為作為接收的現(xiàn)場操作特性的函數(shù)確定現(xiàn)場診斷參數(shù)。
22.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為執(zhí)行與現(xiàn)場器件、現(xiàn)場處理模塊、位總線和系統(tǒng)中的至少一個相關的操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組。
23.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場診斷參數(shù)選自包含現(xiàn)場操作特性、事件、狀況、失效、模式和狀態(tài)的組。
24.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊包含模數(shù)轉換部件，并且，其中現(xiàn)場器件被配置為產生模擬格式的現(xiàn)場操作特性，并且現(xiàn)場處理模塊產生數(shù)字格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。
25.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊包含數(shù)據(jù)壓縮部件，所述現(xiàn)場處理模塊被配置為用于壓縮用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分。
26.根據(jù)權利要求25的系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)壓縮部件包含表映射、算法和編碼中的至少一個。
27.根據(jù)權利要求25的系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)壓縮部件被配置為用于將現(xiàn)場診斷參數(shù)映射到用于在位總線上通信的質數(shù)。
28.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊包含數(shù)據(jù)加密部件，所述現(xiàn)場處理模塊被配置為用于對用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分進行加密。
29.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)包含多個質數(shù)的乘積，其中，多個質數(shù)中的至少一個代表現(xiàn)場診斷參數(shù)。
30.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場通信部件包含位總線通信接口，使得現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)以位總線協(xié)議被傳達到位總線。
31.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為用于產生現(xiàn)場管理參數(shù)并將現(xiàn)場管理參數(shù)傳達到現(xiàn)場器件，并且，其中，現(xiàn)場器件作為接收的現(xiàn)場管理參數(shù)的函數(shù)產生現(xiàn)場操作特性。
32.根據(jù)權利要求31的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊響應操作事件、管理事件和維護事件中的至少一個產生現(xiàn)場管理參數(shù)。
33.根據(jù)權利要求31的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場管理參數(shù)是指令和詢問中的至少一種。
34.根據(jù)權利要求31的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊響應在位總線上接收輔助管理參數(shù)產生現(xiàn)場管理參數(shù)。
35.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場器件包含存儲第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場器件存儲器，并且其中，現(xiàn)場器件向現(xiàn)場處理模塊提供第二現(xiàn)場診斷參數(shù)。
36.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)根據(jù)IEEE 1451和IEEE 1451.4中的至少一個被格式化。
37.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場器件和現(xiàn)場處理模塊被配置為機械集成單元。
38.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，該系統(tǒng)還包括被配置為產生第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)并與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，所述第二現(xiàn)場處理模塊在位總線上將第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給第一現(xiàn)場處理模塊。
39.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，該系統(tǒng)還包括用于產生第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場器件；用于與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，所述第二現(xiàn)場處理模塊用于從第二現(xiàn)場器件接收第二現(xiàn)場操作特性，第二現(xiàn)場處理模塊具有第二現(xiàn)場診斷部件和第二現(xiàn)場通信部件，其中，第二現(xiàn)場處理模塊適于向第一現(xiàn)場處理模塊傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)和第二現(xiàn)場操作參數(shù)中的至少一種。
40.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，該系統(tǒng)還包括用于產生第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場器件；和用于與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，所述第二現(xiàn)場處理模塊用于從第二現(xiàn)場器件接收第二現(xiàn)場操作特性，第二現(xiàn)場處理模塊具有第二現(xiàn)場診斷部件和第二現(xiàn)場通信部件，所述第二現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，其中，輔助現(xiàn)場處理模塊適于接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，并且其中，所述輔助現(xiàn)場處理模塊包含作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生監(jiān)督數(shù)據(jù)的監(jiān)督模塊，所述輔助現(xiàn)場處理模塊被配置為在現(xiàn)場總線上傳達監(jiān)督數(shù)據(jù)。
41.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，所述位總線是第一位總線，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，該系統(tǒng)還包括用于產生第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場器件；用于從第二現(xiàn)場器件接收第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場處理模塊，第二現(xiàn)場處理模塊具有第二現(xiàn)場診斷部件和第二現(xiàn)場通信部件，第二現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和用于與第二現(xiàn)場處理模塊通信的第二位總線，其中，輔助處理模塊適于與第二位總線和第一位總線通信，輔助處理模塊被配置為向第一現(xiàn)場處理模塊傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)、第二現(xiàn)場操作特性和現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個。
42.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，該系統(tǒng)還包括用于產生第二操作特性的第二現(xiàn)場器件，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為接收第二操作特性，現(xiàn)場處理模塊被配置為向第一現(xiàn)場器件傳達接收的第二操作特性。
43.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，位總線、現(xiàn)場通信部件和輔助通信部件分別選自包含硬布線電通信接口、光接口、無線接口和衛(wèi)星接口的組。
44.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場通信部件和輔助通信部件被配置為在位總線上用位總線協(xié)議通信。
45.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場通信部件和輔助通信部件每個為位總線調制解調器。
46.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，位總線、現(xiàn)場通信部件和輔助通信部件分別符合選自包含Dallas Semiconductor一導線協(xié)議、Seriplex、傳感器總線、DeviceNetTM總線、FMS、Lon Works、CarAutomotive Network(CAN)、Interbus S、SDLC、AS接口(AS-i)、Local Interconnect總線(LIN總線)和IEEE-1118總線的組的通信接口。
47.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，位總線被配置為以小于或等于8位的格式通信，并且現(xiàn)場總線被配置為以大于8位的格式通信。
48.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，單一的位代表現(xiàn)場診斷參數(shù)。
49.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，位總線被配置為單一的導線通信介質。
50.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場總線選自包含Profibus、IEEE 802無線網絡、包含以太網TCP/IP的企業(yè)通信總線、因特網、令牌網LAN、以太網LAN、FDDI網絡、專有數(shù)據(jù)網絡、ISDN和VPN的組。
51.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含用于存儲至少一個輔助參數(shù)的輔助存儲器，所述至少一個輔助參數(shù)包含至少一個輔助診斷參數(shù)。
52.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含微處理器。
53.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助診斷部件包含算法、人工智能模塊、建模模塊、映射、圖形分析、規(guī)則、比較器和查找表中的至少一個。
54.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含輔助診斷參數(shù)，輔助處理模塊被配置為作為輔助診斷參數(shù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
55.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含輔助診斷參數(shù)，并且其中輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)包含輔助診斷參數(shù)。
56.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含選自包含操作診斷、器件校準、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)操作的組的輔助診斷參數(shù)。
57.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊被配置為執(zhí)行與現(xiàn)場器件、現(xiàn)場處理模塊、位總線、輔助處理模塊、現(xiàn)場總線和系統(tǒng)中的至少一個相關的操作功能，操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組。
58.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含選自包含神經網絡、經驗數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、查找表、模糊邏輯電路、神經模糊電路、多項式算法、剩余壽命算法、微波、人工智能模塊、建模模塊和統(tǒng)計功能的組的算法。
59.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊被配置為用于在現(xiàn)場總線上將輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳達給與現(xiàn)場總線耦合的現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)。
60.根據(jù)權利要求59的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)被配置為用于接收輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并用于作為接收的輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)的函數(shù)產生現(xiàn)場器件控制指令。
61.根據(jù)權利要求59的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)被配置為執(zhí)行與現(xiàn)場器件和系統(tǒng)中的至少一個相關的操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組。
62.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊被配置為在位總線上將輔助管理參數(shù)傳達給現(xiàn)場處理模塊。
63.根據(jù)權利要求62的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊被配置為響應輔助管理事件產生輔助管理參數(shù)。
64.根據(jù)權利要求62的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊被配置為響應在現(xiàn)場總線上接收的管理指令產生輔助管理參數(shù)。
65.根據(jù)權利要求64的系統(tǒng)，其中，與現(xiàn)場總線耦合的現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)被配置為產生管理指令。
66.根據(jù)權利要求62的系統(tǒng)，其中，所述輔助處理模塊是第一輔助處理模塊，該系統(tǒng)還包括與現(xiàn)場總線耦合的第二輔助處理模塊，所述第二輔助處理模塊被配置為產生管理指令并在現(xiàn)場總線上將管理指令傳達給第一輔助處理模塊。
67.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，所述位總線是第一位總線，所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，并且所述輔助處理模塊是第一輔助處理模塊，該系統(tǒng)還包括用于產生第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場器件；與第二現(xiàn)場器件耦合的第二現(xiàn)場處理模塊，第二現(xiàn)場處理模塊包含第二現(xiàn)場診斷部件和第二現(xiàn)場通信部件，第二現(xiàn)場處理模塊被配置為從第二現(xiàn)場器件接收第二現(xiàn)場操作特性并作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；適于與第二現(xiàn)場處理模塊通信的第二位總線；和用于與第二位總線通信并具有用于在現(xiàn)場總線上通信的第二現(xiàn)場總線接口的第二輔助處理模塊，其中，所述第二現(xiàn)場處理模塊被配置為通過第二位總線、第二輔助處理模塊、現(xiàn)場總線、第一輔助處理模塊和第一位總線與第一現(xiàn)場處理模塊通信。
68.根據(jù)權利要求67的系統(tǒng)，其中，所述第二現(xiàn)場處理模塊被配置為向第一現(xiàn)場處理模塊傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)和第二現(xiàn)場操作特性中的至少一個。
69.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含協(xié)議轉換器部件、數(shù)據(jù)集中器部件、加密部件、管理部件和現(xiàn)場間處理模塊通信部件中的至少一個。
70.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括與用于從電源接收加熱功率的加熱器功率電路耦合的加熱器，加熱器功率電路具有第一接口、第二接口以及第一接口和第二接口之間的中間部分；和關于加熱器功率電路的中間部分耦合的功率控制器，功率控制器具有至少兩種狀態(tài)用于向加熱器提供功率的至少一部分的第一狀態(tài)和用于終止向加熱器提供功率的第二狀態(tài)，所述功率控制器包含現(xiàn)場器件和現(xiàn)場處理模塊。
71.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊和輔助處理模塊分別被配置為協(xié)同操作，以對于現(xiàn)場器件、現(xiàn)場處理模塊、輔助處理模塊、位總線和系統(tǒng)中的至少一個執(zhí)行操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組。
72.一種具有集成診斷的分布式操作系統(tǒng)，具有位總線、用于產生第一現(xiàn)場操作特性的第一現(xiàn)場器件和用于產生第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場器件，該系統(tǒng)包括用于從第一現(xiàn)場器件接收第一現(xiàn)場操作特性的第一現(xiàn)場處理模塊，該第一現(xiàn)場處理模塊包含第一現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的第一現(xiàn)場通信部件，所述第一現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為第一現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第一現(xiàn)場診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；用于從第二現(xiàn)場器件接收第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場處理模塊，該第二現(xiàn)場處理模塊具有第二現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的第二現(xiàn)場通信部件，所述第二現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為第二操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；被配置為與位總線通信并從第一現(xiàn)場處理模塊接收第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、從第二現(xiàn)場處理模塊接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件，所述輔助處理模塊被配置為用于作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)中的至少一個的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
73.根據(jù)權利要求72的系統(tǒng)，其中，輔助現(xiàn)場處理模塊包含作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生監(jiān)督數(shù)據(jù)的監(jiān)督模塊，所述輔助現(xiàn)場處理模塊被配置為在現(xiàn)場總線上傳達監(jiān)督數(shù)據(jù)。
74.根據(jù)權利要求72的系統(tǒng)，其中，所述位總線是第一位總線，該系統(tǒng)還包括第二位總線，其中，第一現(xiàn)場通信部件被配置為與第一位總線通信并且第二現(xiàn)場通信部件被配置為與第二位總線通信，輔助處理模塊被配置為與用于接收第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的第一位總線通信并被配置為與用于接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的第二位總線通信。
75.根據(jù)權利要求74的系統(tǒng)，還包括用于與第二位總線通信并具有用于在現(xiàn)場總線上通信的第二現(xiàn)場總線接口的第二輔助處理模塊，其中，所述第二現(xiàn)場處理模塊被配置為通過第二位總線、第二輔助處理模塊、現(xiàn)場總線、第一輔助處理模塊和第一位總線與第一現(xiàn)場處理模塊通信。
76.根據(jù)權利要求72的系統(tǒng)，其中，第一現(xiàn)場處理模塊被配置為接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)并且至少部分作為接收的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在位總線上發(fā)送第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。
77.一種具有集成診斷的分布式操作系統(tǒng)，具有位總線，該系統(tǒng)包括用于產生第一現(xiàn)場操作特性的第一現(xiàn)場器件；用于產生第二現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場器件；用于從第一現(xiàn)場器件接收第一現(xiàn)場操作特性并從第二現(xiàn)場器件接收第二現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場處理模塊，現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和用于與位總線通信的現(xiàn)場通信部件，現(xiàn)場處理模塊被配置為產生包含作為第一現(xiàn)場操作特性的函數(shù)的第一現(xiàn)場診斷參數(shù)和作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)的第二現(xiàn)場診斷參數(shù)中的至少一個的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；被配置為與位總線通信并接收產生的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件，所述輔助處理模塊被配置為作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
78.根據(jù)權利要求77的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為將接收的第二操作特性傳送給第一現(xiàn)場器件。
79.一種溫度感測和診斷系統(tǒng)，具有用于產生溫度特性的溫度傳感器和位總線，該系統(tǒng)包括適于與溫度傳感器耦合并用于從溫度傳感器接收溫度特性的現(xiàn)場處理模塊，現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為在用于位總線上通信的現(xiàn)場通信部件，所述現(xiàn)場處理模塊適于作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和被配置為與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件，所述輔助處理模塊被配置為作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
80.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊被配置為將診斷參數(shù)傳送給現(xiàn)場處理模塊，并且現(xiàn)場處理模塊被配置為響應接收的診斷參數(shù)在位總線上傳達現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。
81.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，溫度特性選自包含回路電阻、能量、功率、頻率、電流和電壓的組。
82.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，溫度特性是感測的能量水平，并且其中，現(xiàn)場處理模塊適于將感測的能量水平與預定的能量水平相比較，并在感測的能量水平和預定的能量水平之間的差值指示溫度診斷事件時識別溫度診斷事件。
83.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場診斷部件被配置為確定等溫熵的變化。
84.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場診斷部件被配置為用于作為溫度特性的函數(shù)確定加熱器中的質量流量，該加熱器處于系統(tǒng)中并與溫度傳感器相關。
85.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場診斷部件包含回路電流階躍響應。
86.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊被配置為用于將接收的位總線格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)轉換成現(xiàn)場總線格式的輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并用于在現(xiàn)場總線上將輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳達給與現(xiàn)場總線耦合的溫度管理系統(tǒng)。
87.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，還包括用于產生現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場器件，所述現(xiàn)場處理模塊被配置為用于接收現(xiàn)場操作特性并用于進一步作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。
88.根據(jù)權利要求87的系統(tǒng)，現(xiàn)場器件選自包含溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、泄漏檢測傳感器、應力傳感器、移動傳感器、位置傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、化學性能傳感器、致動器、泄漏傳感器、加速計、速度計、閥定位器、閥位置傳感器、RFID標記、智能卡、包含壓力計的測量儀器、螺線管、電源、加熱器、包含電磁閥的閥、計量器、馬達、泵、包含熱開關的開關、霍耳效應傳感器、磁場強度傳感器、氣體傳感器、熔線、RFID標記、智能卡和存儲器件的組。
89.根據(jù)權利要求87的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場器件包含存儲現(xiàn)場器件診斷參數(shù)的現(xiàn)場器件存儲器，并且其中，現(xiàn)場器件被配置為向現(xiàn)場處理模塊提供現(xiàn)場器件診斷參數(shù)。
90.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，溫度傳感器選自包含熱電偶、電阻溫度檢測器(RTD)、熱電堆、二極管、半導體傳感器、諧振溫度傳感器、紅外傳感器和熱敏電阻的組。
91.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為溫度特性和溫度診斷參數(shù)的函數(shù)確定感測的溫度。
92.根據(jù)權利要求91的系統(tǒng)，其中，感測的溫度作為由溫度診斷參數(shù)限定的EMF-溫度關系的函數(shù)被確定。
93.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為響應選自包含狀態(tài)的變化、模式的變化、狀況的變化、失效、現(xiàn)場參數(shù)的變化、現(xiàn)場操作特性的變化、溫度特性的時間變化率(第一導數(shù))、超過閾值的現(xiàn)場參數(shù)的值、警告、比較、警報、超過閾值的現(xiàn)場操作特性的值的組的現(xiàn)場操作事件產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。
94.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)包含溫度診斷參數(shù)。
95.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含輔助診斷參數(shù)，輔助處理模塊被配置為作為輔助診斷參數(shù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
96.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含輔助診斷參數(shù)，并且其中，輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)包含輔助診斷參數(shù)。
97.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊包含選自包含操作診斷、器件校準、配置、控制器動作、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)操作的組的輔助診斷參數(shù)。
98.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，輔助處理模塊被配置為執(zhí)行與溫度傳感器、現(xiàn)場處理模塊、位總線、輔助處理模塊、現(xiàn)場總線和系統(tǒng)中的至少一個相關的操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組。
99.根據(jù)權利要求98的系統(tǒng)，其中，溫度傳感器和現(xiàn)場處理模塊被配置為機械集成單元。
100.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，其中，溫度傳感器包含存儲溫度傳感器診斷參數(shù)的溫度傳感器存儲器，并且其中，溫度傳感器被配置為向現(xiàn)場處理模塊提供溫度傳感器診斷參數(shù)。
101.一種溫度感測和診斷系統(tǒng)，具有用于產生感測的能量水平的溫度傳感器和位總線，該系統(tǒng)包括適于與溫度傳感器耦合并用于從溫度傳感器接收感測的能量水平的現(xiàn)場處理模塊，現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為在用于位總線上通信的現(xiàn)場通信部件，現(xiàn)場處理模塊適于將接收的感測的能量水平與預定的能量水平相比較，并在感測的能量水平和預定的能量水平之間的差值指示溫度診斷事件時識別溫度診斷事件，并適于作為識別的溫度診斷事件的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和被配置為與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件，所述輔助處理模塊被配置為作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
102.一種溫度感測和診斷系統(tǒng)，具有用于產生溫度特性的溫度傳感器和位總線，該系統(tǒng)包括適于與溫度傳感器耦合并用于從溫度傳感器接收溫度特性的現(xiàn)場處理模塊，現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為在用于位總線上通信的現(xiàn)場通信部件，所述現(xiàn)場處理模塊適于作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和被配置為與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和被配置為用于將接收的位總線格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)轉換成現(xiàn)場總線格式的輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)的網關部件的輔助通信部件，輔助處理模塊被配置為作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上將輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳達給與現(xiàn)場總線通信耦合的溫度管理系統(tǒng)。
103.根據(jù)權利要求102的系統(tǒng)，其中，溫度傳感器被機械集成到現(xiàn)場處理模塊中，使得溫度傳感器和現(xiàn)場處理模塊被配置為機械集成單元。
104.一種具有集成診斷的溫度感測系統(tǒng)，具有位總線、用于產生溫度特性的溫度傳感器和用于產生現(xiàn)場操作特性的現(xiàn)場器件，該系統(tǒng)包括用于從第一溫度傳感器接收溫度特性的第一現(xiàn)場處理模塊，第一現(xiàn)場處理模塊包含第一現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的第一現(xiàn)場通信部件，所述第一現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為溫度操作特性的函數(shù)產生包含第一現(xiàn)場診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；用于從現(xiàn)場器件接收現(xiàn)場操作特性的第二現(xiàn)場處理模塊，第二現(xiàn)場處理模塊具有第二現(xiàn)場診斷部件和被配置為用于在位總線上通信的第二現(xiàn)場通信部件，所述第二現(xiàn)場處理模塊被配置為用于作為第二操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；被配置為與位總線通信并從第一現(xiàn)場處理模塊接收第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、從第二現(xiàn)場處理模塊接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件，所述輔助處理模塊被配置為用于作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)中的至少一個的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
105.根據(jù)權利要求104的系統(tǒng)，其中，輔助現(xiàn)場處理模塊包含作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生監(jiān)督數(shù)據(jù)的監(jiān)督模塊，所述輔助現(xiàn)場處理模塊被配置為在現(xiàn)場總線上傳達監(jiān)督數(shù)據(jù)。
106.根據(jù)權利要求104的系統(tǒng)，其中，所述位總線是第一位總線，該系統(tǒng)還包括第二位總線，其中，第一現(xiàn)場通信部件被配置為與第一位總線通信并且第二現(xiàn)場通信部件被配置為與第二位總線通信，輔助處理模塊被配置為與用于接收第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的第一位總線通信并被配置為與用于接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的第二位總線通信。
107.根據(jù)權利要求106的系統(tǒng)，還包括用于與第二位總線通信并具有用于在現(xiàn)場總線上通信的第二現(xiàn)場總線接口的第二輔助處理模塊，其中，所述第二現(xiàn)場處理模塊被配置為通過第二位總線、第二輔助處理模塊、現(xiàn)場總線、第一輔助處理模塊和第一位總線與第一現(xiàn)場處理模塊通信。
108.根據(jù)權利要求104的系統(tǒng)，其中，第一現(xiàn)場處理模塊被配置為接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)并且至少部分作為接收的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在位總線上發(fā)送第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。
109.根據(jù)權利要求104的系統(tǒng)，其中，所述溫度傳感器是用于產生第一溫度特性的第一溫度傳感器，現(xiàn)場器件是第二溫度傳感器，并且現(xiàn)場操作特性是第二溫度特性。
110.一種具有集成診斷的溫度感測系統(tǒng)，具有位總線，該系統(tǒng)包括被配置為用于產生第一溫度特性的第一溫度傳感器；被配置為用于產生第二溫度特性的第二溫度傳感器；用于從第一溫度傳感器接收第一溫度特性并從第二溫度傳感器接收第二溫度特性的現(xiàn)場處理模塊，現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和用于與位總線通信的現(xiàn)場通信部件，現(xiàn)場處理模塊被配置為產生包含作為第一溫度特性的函數(shù)的第一現(xiàn)場診斷參數(shù)或作為第二溫度特性的函數(shù)的第二現(xiàn)場診斷參數(shù)中的至少一個的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和被配置為與位總線通信并接收產生的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的輔助處理模塊，所述輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件，所述輔助處理模塊被配置為作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
111.根據(jù)權利要求110的系統(tǒng)，其中，現(xiàn)場處理模塊被配置為將接收的第二溫度特性傳送給第一現(xiàn)場溫度傳感器。
112.一種用于診斷分布式操作系統(tǒng)的方法，所述操作系統(tǒng)包含現(xiàn)場器件、與現(xiàn)場器件耦合的現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊，該方法包括在現(xiàn)場器件上產生現(xiàn)場操作特性；在現(xiàn)場處理模塊上處理現(xiàn)場操作特性；作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；在位總線上將包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊；作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
113.根據(jù)權利要求112的方法，還包括作為現(xiàn)場操作特性和現(xiàn)場診斷參數(shù)的函數(shù)確定感測的溫度。
114.根據(jù)權利要求113的方法，其中，確定感測的溫度是由現(xiàn)場診斷參數(shù)限定的EMF-溫度關系的函數(shù)。
115.根據(jù)權利要求112的方法，還包括作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)確定現(xiàn)場器件的熱特性。
116.根據(jù)權利要求112的方法，其中，產生現(xiàn)場操作特性響應現(xiàn)場操作事件。
117.根據(jù)權利要求116的方法，其中，現(xiàn)場操作事件選自包含狀態(tài)的變化、模式的變化、狀況的變化、失效、現(xiàn)場參數(shù)的變化、現(xiàn)場操作特性的變化、溫度特性的時間變化率(第一導數(shù))、超過閾值的現(xiàn)場參數(shù)的值、警告、比較、警報、超過閾值的現(xiàn)場操作特性的值的組。
118.根據(jù)權利要求112的方法，其中，產生現(xiàn)場操作特性包含以條形碼格式、射頻識別格式、數(shù)據(jù)矩陣和智能卡格式中的至少一種產生現(xiàn)場操作特性。
119.根據(jù)權利要求112的方法，其中，產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)包含產生現(xiàn)場診斷參數(shù)。
120.根據(jù)權利要求112的方法，還包含在現(xiàn)場處理模塊的存儲器中存儲至少一個現(xiàn)場管理參數(shù)。
121.根據(jù)權利要求120的方法，其中，在存儲器中存儲包含存儲兩個有關的現(xiàn)場管理參數(shù)。
122.根據(jù)權利要求120的方法，其中，存儲的現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個是現(xiàn)場診斷參數(shù)。
123.根據(jù)權利要求120的方法，還包括在存儲器中存儲現(xiàn)場操作特性。
124.根據(jù)權利要求112的方法，其中，現(xiàn)場處理模塊包含被配置為用于處理現(xiàn)場操作特性的微處理器和包含算法、程序、人工智能模塊、建模模塊、映射、圖形分析、規(guī)則、比較器和查找表中的至少一個的現(xiàn)場診斷部件。
125.根據(jù)權利要求112的方法，其中，產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)由現(xiàn)場處理模塊執(zhí)行，并且其中，產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)包含作為選自包含神經網絡、經驗數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、查找表、模糊邏輯電路、神經模糊電路、多項式算法、剩余壽命算法、人工智能模塊、微波、建模模塊和統(tǒng)計功能的組的算法的函數(shù)產生現(xiàn)場診斷參數(shù)。
126.根據(jù)權利要求112的方法，其中，現(xiàn)場診斷參數(shù)選自包含操作診斷、器件校準、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)操作的組。
127.根據(jù)權利要求112的方法，還包括在現(xiàn)場處理模塊上執(zhí)行選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理和自調整規(guī)則的組的操作功能。
128.根據(jù)權利要求127的方法，其中，操作功能與現(xiàn)場器件、現(xiàn)場處理模塊、位總線和分布式操作系統(tǒng)中的至少一個相關。
129.根據(jù)權利要求112的方法，其中，現(xiàn)場診斷參數(shù)選自包含現(xiàn)場操作特性、事件、狀況、失效、模式、警告、比較、根本原因、警報和狀態(tài)的組。
130.根據(jù)權利要求112的方法，其中，產生現(xiàn)場操作特性包含產生模擬格式的現(xiàn)場操作特性，并且產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)是產生數(shù)字格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，該方法還包括在現(xiàn)場處理模塊中將模擬現(xiàn)場操作特性轉換成數(shù)字格式。
131.根據(jù)權利要求112的方法，還包括壓縮用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分，所述壓縮包含表映射、算法、規(guī)則和編碼中的至少一個。
132.根據(jù)權利要求112的方法，還包括對用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分進行加密。
133.根據(jù)權利要求112的方法，還包括在現(xiàn)場處理模塊上產生現(xiàn)場管理參數(shù)和將現(xiàn)場管理參數(shù)傳達給現(xiàn)場器件，其中，產生現(xiàn)場操作特性響應產生的現(xiàn)場管理參數(shù)。
134.根據(jù)權利要求133的方法，還包括確定操作事件、管理事件和維護事件中的至少一個的發(fā)生，其中，產生現(xiàn)場管理參數(shù)響應確定發(fā)生。
135.根據(jù)權利要求133的方法，其中，現(xiàn)場管理參數(shù)是指令和詢問中的至少一個。
136.根據(jù)權利要求133的方法，還包括在輔助處理模塊上產生輔助管理參數(shù)和在現(xiàn)場處理模塊上接收輔助管理參數(shù)，其中，產生現(xiàn)場管理參數(shù)響應接收輔助管理參數(shù)。
137.根據(jù)權利要求112的方法，其中，所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，并且分布式操作系統(tǒng)還包括與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，該方法還包括在位總線上將來自第二處理模塊的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給第一現(xiàn)場處理模塊。
138.根據(jù)權利要求112的方法，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，分布式操作系統(tǒng)還具有第二現(xiàn)場器件和與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，所述第二現(xiàn)場處理模塊與第二現(xiàn)場器件耦合，該方法還包括在第二現(xiàn)場器件上產生第二現(xiàn)場操作特性；在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二現(xiàn)場操作特性；作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和在位總線上從第二現(xiàn)場處理模塊向第一現(xiàn)場處理模塊傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)和第二現(xiàn)場操作特性中的至少一種。
139.根據(jù)權利要求112的方法，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，并且其中，分布式操作系統(tǒng)還包含第二現(xiàn)場器件和與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，該方法還包括在第二現(xiàn)場器件上產生第二現(xiàn)場操作特性；在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二現(xiàn)場操作特性；作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和在輔助現(xiàn)場處理模塊上接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助現(xiàn)場處理模塊上產生監(jiān)督數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達監(jiān)督數(shù)據(jù)。
140.根據(jù)權利要求112的方法，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，所述位總線是第一位總線，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，所述系統(tǒng)還包括第二現(xiàn)場器件、與第二現(xiàn)場器件耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、與第二現(xiàn)場處理模塊通信的第二位總線，該方法還包括在第二現(xiàn)場器件上產生第二現(xiàn)場操作特性；作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，所述產生發(fā)生在第二現(xiàn)場處理模塊中；和向第一現(xiàn)場處理模塊傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)、第二現(xiàn)場操作特性和現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個。
141.根據(jù)權利要求112的方法，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，并且其中，分布式操作系統(tǒng)還包含與現(xiàn)場處理模塊耦合的第二現(xiàn)場器件，該方法還包括在第二現(xiàn)場器件上產生第二操作特性；和將第二操作特性從第二現(xiàn)場器件傳達給第一現(xiàn)場器件。
142.根據(jù)權利要求112的方法，其中，傳達現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)是在位總線上傳達位總線協(xié)議。
143.根據(jù)權利要求112的方法，其中，在位總線上傳達現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)是以小于或等于8位的格式傳達，并且在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)是以大于8位的格式傳達。
144.根據(jù)權利要求112的方法，還包括在輔助處理模塊的輔助存儲器中存儲至少一個輔助參數(shù)，所述至少一個輔助參數(shù)包含至少一個輔助診斷參數(shù)。
145.根據(jù)權利要求112的方法，其中，輔助處理模塊包含微處理器和具有包含算法、人工智能模塊、建模模塊、映射、圖形分析、規(guī)則、比較器和查找表中的至少一個的計算機可讀指令的現(xiàn)場診斷部件。
146.根據(jù)權利要求112的方法，其中，輔助處理模塊包含輔助診斷參數(shù)，該方法還包括作為輔助診斷參數(shù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
147.根據(jù)權利要求146的方法，其中，輔助診斷參數(shù)選自包含操作診斷、器件校準、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)操作的組。
148.根據(jù)權利要求112的方法，其中，輔助處理模塊包含輔助診斷參數(shù)，并且其中，產生的輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)包含輔助診斷參數(shù)。
149.根據(jù)權利要求112的方法，其中，輔助處理模塊作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)確定輔助診斷參數(shù)。
150.根據(jù)權利要求112的方法，還包括在輔助處理模塊中執(zhí)行與現(xiàn)場器件、現(xiàn)場處理模塊、位總線和分布式操作系統(tǒng)中的至少一個相關的操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理和自調整規(guī)則的組。
151.根據(jù)權利要求112的方法，其中，輔助處理模塊具有包含算法的現(xiàn)場診斷部件，該算法選自包含神經網絡、經驗數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、模糊邏輯電路、神經模糊電路、多項式算法、剩余壽命算法、人工智能模塊、建模模塊、規(guī)則和統(tǒng)計功能的組。
152.根據(jù)權利要求112的方法，其中，傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)包含在現(xiàn)場總線上將輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳達給與現(xiàn)場總線耦合的現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)。
153.根據(jù)權利要求152的方法，還包括在現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)上接收輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和作為接收的輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)的函數(shù)產生現(xiàn)場器件控制指令。
154.根據(jù)權利要求153的方法，還包括在現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)上對現(xiàn)場器件和系統(tǒng)中的至少一個執(zhí)行操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組。
155.根據(jù)權利要求112的方法，還包括在位總線上將輔助管理參數(shù)從輔助處理模塊傳達給現(xiàn)場處理模塊。
156.根據(jù)權利要求155的方法，其中，產生輔助管理參數(shù)響應輔助管理事件。
157.根據(jù)權利要求155的方法，其中，產生輔助管理參數(shù)響應在現(xiàn)場總線上接收的管理指令。
158.根據(jù)權利要求157的方法，還包括在與現(xiàn)場總線耦合的現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)上產生管理指令。
159.根據(jù)權利要求155的方法，其中，所述輔助處理模塊是第一輔助處理模塊，并且分布式操作系統(tǒng)還包括與現(xiàn)場總線耦合的第二輔助處理模塊，該方法還包括在第二輔助處理模塊上產生管理指令；和在位總線上將管理指令從第二輔助處理模塊傳達給第一輔助處理模塊。
160.根據(jù)權利要求112的方法，其中，所述現(xiàn)場器件是第一現(xiàn)場器件，所述位總線是第一位總線，所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，并且所述輔助處理模塊是第一輔助處理模塊，并且其中，分布式操作系統(tǒng)還包括第二現(xiàn)場器件、與第二現(xiàn)場器件耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、與第二現(xiàn)場處理模塊通信的第二位總線、與第二位總線和現(xiàn)場總線通信的第二輔助處理模塊；該方法還包括在第二現(xiàn)場器件上產生第二現(xiàn)場操作特性；作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和通過第二位總線、第二輔助處理模塊、現(xiàn)場總線、第一輔助處理模塊和第一位總線從第二現(xiàn)場處理模塊傳達給第一現(xiàn)場處理模塊。
161.根據(jù)權利要求160的方法，其中，從第二現(xiàn)場處理模塊傳達包含傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)和第二現(xiàn)場操作特性中的至少一個。
162.根據(jù)權利要求112的方法，其中，輔助處理模塊包含協(xié)議轉換器部件、數(shù)據(jù)集中器部件、加密部件、管理部件和現(xiàn)場間處理模塊通信部件中的至少一個。
163.根據(jù)權利要求112的方法，其中，分布式操作系統(tǒng)還包括與加熱器功率電路耦合并從電源接收加熱器功率的加熱器，加熱器功率電路具有第一接口、第二接口以及第一接口和第二接口之間的中間部分；和關于加熱器功率電路的中間部分耦合的功率控制器，功率控制器具有至少兩種狀態(tài)用于向加熱器提供功率的至少一部分的第一狀態(tài)和用于終止向加熱器提供功率的第二狀態(tài)，所述功率控制器包含現(xiàn)場器件和現(xiàn)場處理模塊。
164.根據(jù)權利要求112的方法，其中，現(xiàn)場處理模塊和輔助處理模塊分別協(xié)同操作，以對于現(xiàn)場器件、現(xiàn)場處理模塊、輔助處理模塊、位總線和系統(tǒng)執(zhí)行操作功能，所述至少一個操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則和操作器件控制的組。
165.根據(jù)權利要求112的方法，其中，分布式操作系統(tǒng)選自包含制造系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)、建造控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、制作系統(tǒng)、組裝系統(tǒng)、處理系統(tǒng)和操作控制系統(tǒng)的組。
166.根據(jù)權利要求112的方法，其中，現(xiàn)場操作特性選自包含電阻、電流、電壓、霍耳效應電壓、能量、質量、包含電力的功率、電容、電感、磁阻、相位、定時、頻率、時間、模式、狀況、失效、位置、警報、狀態(tài)、磁場強度、數(shù)據(jù)和參數(shù)的組。
167.根據(jù)權利要求112的方法，其中，現(xiàn)場器件選自包含溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、泄漏檢測傳感器、應力傳感器、移動傳感器、位置傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、化學性能傳感器、致動器、泄漏傳感器、加速計、速度計、閥定位器、閥位置傳感器、RFID標記、智能卡、包含壓力計的測量儀器、螺線管、電源、加熱器、包含電磁閥的閥、計量器、馬達、泵、包含熱開關的開關、霍耳效應傳感器、磁場強度傳感器、氣體傳感器、熔線、RFID標記、智能卡和存儲器件的組。
168.根據(jù)權利要求112的方法，其中，現(xiàn)場操作特性指示感測的溫度，并且現(xiàn)場器件是選自包含熱電偶、電阻溫度檢測器(RTD)、熱電堆、二極管、半導體傳感器、諧振溫度傳感器、紅外傳感器和熱敏電阻的組的溫度傳感器。
169.根據(jù)權利要求112的方法，其中，現(xiàn)場器件和現(xiàn)場處理模塊被配置為機械集成部件，所述集成部件執(zhí)行現(xiàn)場操作特性的產生和處理。
170.根據(jù)權利要求112的方法，還包括作為接收的現(xiàn)場操作特性的函數(shù)確定現(xiàn)場診斷參數(shù)。
171.一種用于診斷分布式操作系統(tǒng)的方法，所述操作系統(tǒng)包含第一現(xiàn)場器件、第二現(xiàn)場器件、與第一現(xiàn)場器件耦合的第一現(xiàn)場處理模塊、與第二現(xiàn)場器件耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊，該方法包括在第一現(xiàn)場器件上產生第一現(xiàn)場操作特性；在第二現(xiàn)場器件上產生第二現(xiàn)場操作特性；在第一現(xiàn)場處理模塊上處理第一現(xiàn)場操作特性；在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二現(xiàn)場操作特性；作為第一現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第一現(xiàn)場診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；在位總線上將第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給輔助處理模塊；作為接收的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
172.根據(jù)權利要求171的方法，還包括從第二處理模塊、輔助處理模塊和第一處理模塊在位總線上將第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從第二處理模塊傳達給第一現(xiàn)場處理模塊。
173.根據(jù)權利要求171的方法，還包括作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助現(xiàn)場處理模塊上產生監(jiān)督數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達監(jiān)督數(shù)據(jù)。
174.根據(jù)權利要求171的方法，其中，分布式操作系統(tǒng)包含與第一現(xiàn)場處理模塊耦合的第一現(xiàn)場器件，該方法還包括在第三現(xiàn)場器件上產生第三現(xiàn)場操作特性和在第一現(xiàn)場器件上接收第三現(xiàn)場操作特性。
175.一種用于診斷分布式操作系統(tǒng)的方法，所述操作系統(tǒng)包含第一現(xiàn)場器件、第二現(xiàn)場器件、與第一現(xiàn)場器件耦合的第一現(xiàn)場處理模塊、與第二現(xiàn)場器件耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、第一位總線、第二位總線、現(xiàn)場總線和與第一位總線、第二位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊，該方法包括在第一現(xiàn)場器件上產生第一現(xiàn)場操作特性；在第二現(xiàn)場器件上產生第二現(xiàn)場操作特性；在第一現(xiàn)場處理模塊上處理第一現(xiàn)場操作特性；在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二現(xiàn)場操作特性；作為第一現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第一現(xiàn)場診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；作為第二現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含第二現(xiàn)場診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；在第一位總線上將第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給輔助處理模塊；在第二位總線上將第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給輔助處理模塊；作為接收的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
176.根據(jù)權利要求175的方法，其中，所述輔助處理模塊是第一輔助處理模塊，并且操作系統(tǒng)包括與現(xiàn)場總線通信的第二輔助處理模塊，該方法還包括在現(xiàn)場總線上從第二現(xiàn)場處理模塊向第一現(xiàn)場處理模塊傳送第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)、第二現(xiàn)場操作特性和現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個。
177.根據(jù)權利要求175的方法，還包括在第二位總線和第一位總線上通過第二現(xiàn)場處理模塊、輔助處理模塊和第一現(xiàn)場處理模塊從第二現(xiàn)場器件向第一現(xiàn)場器件傳達第二操作特性。
178.根據(jù)權利要求175的方法，還包括通過輔助處理模塊從第二現(xiàn)場處理模塊向第一現(xiàn)場處理模塊傳送第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)、第二現(xiàn)場操作特性和現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個。
179.一種用于診斷溫度感測系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包含溫度傳感器、與溫度傳感器耦合的現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊，該方法包括在溫度傳感器上產生溫度特性；在現(xiàn)場處理模塊上處理溫度特性；作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；在位總線上將包含溫度診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊；作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
180.根據(jù)權利要求179的方法，還包括作為溫度特性和溫度診斷參數(shù)的函數(shù)確定感測的溫度。
181.根據(jù)權利要求180的方法，其中，感測的溫度作為至少部分由溫度診斷特性限定的EMF-溫度關系的函數(shù)被確定。
182.根據(jù)權利要求179的方法，還包括作為溫度特性的函數(shù)確定溫度傳感器的熱特性。
183.根據(jù)權利要求179的方法，其中，產生溫度特性響應現(xiàn)場操作事件。
184.根據(jù)權利要求179的方法，其中，現(xiàn)場操作事件選自包含狀態(tài)的變化、模式的變化、狀況的變化、失效、現(xiàn)場參數(shù)的變化、現(xiàn)場操作特性的變化、溫度特性的時間變化率(第一導數(shù))、超過閾值的現(xiàn)場參數(shù)的值、警告、比較、警報、超過閾值的現(xiàn)場操作特性的值的組。
185.根據(jù)權利要求179的方法，其中，產生溫度特性是以條形碼格式、射頻識別格式、數(shù)據(jù)矩陣和智能卡格式中的至少一種產生現(xiàn)場操作特性。
186.根據(jù)權利要求179的方法，其中，產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)以包含溫度診斷參數(shù)。
187.根據(jù)權利要求179的方法，還包含在現(xiàn)場處理模塊的存儲器中存儲至少一個現(xiàn)場管理參數(shù)。
188.根據(jù)權利要求187的方法，其中，在存儲器中存儲包括存儲兩個有關的現(xiàn)場管理參數(shù)。
189.根據(jù)權利要求187的方法，其中，存儲的現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個是溫度診斷參數(shù)。
190.根據(jù)權利要求187的方法，還包括在存儲器中存儲溫度特性。
191.根據(jù)權利要求179的方法，其中，現(xiàn)場處理模塊包含用于處理溫度特性的微處理器和包含算法、程序、人工智能模塊、建模模塊、映射、圖形分析、規(guī)則、比較器和查找表中的至少一個的現(xiàn)場診斷部件。
192.根據(jù)權利要求179的方法，其中，處理溫度特性是在現(xiàn)場處理模塊內，并且產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)包含作為選自包含神經網絡、經驗數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、查找表、模糊邏輯電路、神經模糊電路、多項式算法、剩余壽命算法、人工智能模塊、微波、建模模塊和統(tǒng)計功能的組的算法的函數(shù)產生溫度診斷參數(shù)。
193.根據(jù)權利要求179的方法，其中，溫度診斷參數(shù)選自包含操作診斷、器件校準、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)操作的組。
194.根據(jù)權利要求179的方法，還包括在現(xiàn)場處理模塊上執(zhí)行選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組的至少一種操作功能。
195.根據(jù)權利要求194的方法，其中，操作功能與溫度傳感器、現(xiàn)場處理模塊、位總線和溫度感測系統(tǒng)中的至少一個相關。
196.根據(jù)權利要求179的方法，其中，產生溫度特性包含產生模擬格式的溫度特性，并且產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)是產生數(shù)字格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，該方法還包括在現(xiàn)場處理模塊中將模擬溫度特性轉換成數(shù)字格式。
197.根據(jù)權利要求179的方法，還包括壓縮用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分，所述壓縮包含表映射、算法和編碼中的至少一個。
198.根據(jù)權利要求179的方法，還包括對用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分進行加密。
199.根據(jù)權利要求179的方法，還包括確定操作事件、管理事件和維護事件中的至少一個的發(fā)生，其中，產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)是去頂?shù)陌l(fā)生的函數(shù)。
200.根據(jù)權利要求179的方法，還包括在輔助處理模塊上產生輔助管理參數(shù)和在現(xiàn)場處理模塊上接收輔助管理參數(shù)，其中，產生現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)響應接收輔助管理參數(shù)。
201.根據(jù)權利要求179的方法，其中，所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，并且溫度感測系統(tǒng)還包括與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，該方法還包括在位總線上將來自第二處理模塊的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)傳達給第一現(xiàn)場處理模塊。
202.根據(jù)權利要求179的方法，其中，所述溫度傳感器是第一溫度傳感器，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，溫度感測系統(tǒng)還包含第二溫度傳感器和與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，所述第二現(xiàn)場處理模塊與第二溫度傳感器耦合，該方法還包括在第二溫度傳感器上產生第二現(xiàn)場溫度特性；在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二溫度特性；作為第二溫度特性的函數(shù)產生包含第二溫度診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和在位總線上從第二現(xiàn)場處理模塊向第一現(xiàn)場處理模塊傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二溫度診斷參數(shù)和第二溫度特性中的至少一種。
203.根據(jù)權利要求202的方法，其中，第二溫度傳感器為與第一溫度傳感器不同的類型。
204.根據(jù)權利要求179的方法，其中，所述溫度傳感器是第一溫度傳感器，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，并且其中，溫度感測系統(tǒng)還包含第二溫度傳感器和與位總線通信的第二現(xiàn)場處理模塊，在第二溫度傳感器上產生第二溫度特性；在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二溫度特性；作為第二溫度特性的函數(shù)產生包含第二溫度診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和在輔助現(xiàn)場處理模塊上接收第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；作為第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助現(xiàn)場處理模塊上產生監(jiān)督數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達監(jiān)督數(shù)據(jù)。
205.根據(jù)權利要求179的方法，其中，所述溫度傳感器是第一溫度傳感器，所述位總線是第一位總線，并且所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，所述溫度感測系統(tǒng)還包括第二溫度傳感器、與第二溫度傳感器耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、與第二現(xiàn)場處理模塊通信的第二位總線，該方法還包括在第二溫度傳感器上產生第二溫度特性；作為第二溫度特性的函數(shù)產生包含第二溫度診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，所述產生發(fā)生在第二現(xiàn)場處理模塊中；和從第二現(xiàn)場處理模塊向第一現(xiàn)場處理模塊傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二溫度診斷參數(shù)、第二溫度特性和現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個。
206.根據(jù)權利要求179的方法，其中，所述溫度傳感器是第一溫度傳感器，并且其中，溫度感測系統(tǒng)還包含與現(xiàn)場處理模塊耦合的第二溫度傳感器，該方法還包括在第二溫度傳感器上產生第二溫度特性；和將第二溫度特性從第二溫度傳感器傳達給第一溫度傳感器。
207.根據(jù)權利要求179的方法，其中，在位總線上傳達現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)是以小于或等于8位的格式傳達，并且其中在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)是以大于8位的格式傳達。
208.根據(jù)權利要求179的方法，還包括在輔助處理模塊上執(zhí)行與現(xiàn)場器件、現(xiàn)場處理模塊、位總線和溫度感測系統(tǒng)中的至少一個相關的操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組。
209.根據(jù)權利要求179的方法，其中，輔助處理模塊包括具有算法的輔助診斷部件，該算法選自包含神經網絡、經驗數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)、模糊邏輯電路、神經模糊電路、多項式算法、剩余壽命算法、人工智能模塊、建模模塊和統(tǒng)計功能的組。
210.根據(jù)權利要求179的方法，其中，傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)包含在現(xiàn)場總線上將輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳達給與現(xiàn)場總線耦合的溫度管理系統(tǒng)。
211.根據(jù)權利要求210的方法，還包括在溫度管理系統(tǒng)上接收輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和作為接收的輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)的函數(shù)產生現(xiàn)場器件控制指令。
212.根據(jù)權利要求179的方法，還包括在與現(xiàn)場總線耦合的現(xiàn)場操作管理系統(tǒng)上對溫度傳感器、現(xiàn)場器件、操作器件、現(xiàn)場處理模塊、位總線、輔助處理模塊、現(xiàn)場總線和系統(tǒng)中的至少一個執(zhí)行操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則、操作器件控制的組。
213.根據(jù)權利要求179的方法，還包括在位總線上將輔助管理參數(shù)從輔助處理模塊傳達給現(xiàn)場處理模塊，其中，產生輔助管理參數(shù)響應輔助管理事件和在現(xiàn)場總線上接收的管理指令中的至少一個。
214.根據(jù)權利要求179的方法，其中，所述輔助處理模塊是第一輔助處理模塊，并且溫度感測系統(tǒng)還包括與現(xiàn)場總線耦合的第二輔助處理模塊，該方法還包括在第二輔助處理模塊上產生管理指令；和在位總線上將管理指令從第二輔助處理模塊傳達給第一輔助處理模塊。
215.根據(jù)權利要求179的方法，其中，所述溫度傳感器是第一溫度傳感器，所述位總線是第一位總線，所述現(xiàn)場處理模塊是第一現(xiàn)場處理模塊，并且所述輔助處理模塊是第一輔助處理模塊，并且其中，溫度感測系統(tǒng)還包括第二溫度傳感器、與第二溫度傳感器耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、與第二現(xiàn)場處理模塊通信的第二位總線、與第二位總線和現(xiàn)場總線通信的第二輔助處理模塊；該方法還包括在第二溫度傳感器上產生第二溫度特性；作為第二溫度特性的函數(shù)產生包含第二溫度診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；和傳達第二管理參數(shù)、第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第二現(xiàn)場診斷參數(shù)和第二現(xiàn)場操作特性中的至少一個，所述傳達是通過第二位總線、第二輔助處理模塊、現(xiàn)場總線、第一輔助處理模塊和第一位總線從第二現(xiàn)場處理模塊到第一現(xiàn)場處理模塊的傳達。
216.根據(jù)權利要求179的方法，其中，輔助處理模塊包含協(xié)議轉換器部件、數(shù)據(jù)集中器部件、數(shù)據(jù)加密部件、管理部件和現(xiàn)場間處理模塊通信部件中的至少一個。
217.根據(jù)權利要求179的方法，其中，溫度感測系統(tǒng)還包括與加熱器功率電路耦合并從電源接收加熱功率的加熱器，加熱器功率電路具有第一接口、第二接口以及第一接口和第二接口之間的中間部分；和關于加熱器功率電路的中間部分耦合的功率控制器，功率控制器具有至少兩種狀態(tài)用于向加熱器提供功率的至少一部分的第一狀態(tài)和用于終止向加熱器提供功率的第二狀態(tài)，所述功率控制器包含溫度傳感器和現(xiàn)場處理模塊。
218.根據(jù)權利要求179的方法，其中，現(xiàn)場處理模塊和輔助處理模塊協(xié)同操作，以對于溫度傳感器、現(xiàn)場處理模塊、輔助處理模塊、位總線和溫度感測系統(tǒng)執(zhí)行操作功能，所述操作功能選自包含診斷、問題解決方法、統(tǒng)計過程控制(SPC)計算參數(shù)、故障檢測、故障隔離、根本原因、設定、極限、閾值、校準、失效預測、維護過程、確認、核查、可追溯性、自動配置、結構對準、指紋、識別、生物學識別、理論建模、自管理、自調整規(guī)則和操作器件控制的組。
219.根據(jù)權利要求179的方法，其中，溫度特性選自包含電阻、電流、電壓、能量、質量、功率、電容、電感、磁阻、相位、定時、頻率、時間、模式、狀況、失效和狀態(tài)的組。
220.根據(jù)權利要求179的方法，其中，溫度傳感器選自包含熱電偶、電阻溫度檢測器(RTD)、熱電堆、二極管、半導體傳感器、諧振溫度傳感器、紅外傳感器和熱敏電阻的組。
221.根據(jù)權利要求179的方法，其中，溫度傳感器和現(xiàn)場處理模塊被配置為機械集成部件。
222.根據(jù)權利要求179的方法，還包括作為接收的溫度特性的函數(shù)確定溫度診斷參數(shù)。
223.一種用于診斷溫度感測系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包含溫度傳感器、與溫度傳感器耦合的現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊，該方法包括以模擬格式在溫度傳感器上產生溫度特性；在現(xiàn)場處理模塊上處理溫度特性；在現(xiàn)場處理模塊中將模擬溫度特性轉換成數(shù)字格式；作為溫度特性的函數(shù)產生包含溫度診斷參數(shù)的數(shù)字格式的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；壓縮用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分；在位總線上將包含溫度診斷參數(shù)和現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的壓縮部分的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊；作為接收的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
224.根據(jù)權利要求223的方法，其中，壓縮包含表映射、算法處理和編碼中的至少一個。
225.根據(jù)權利要求223的方法，還包括對用于在位總線上通信的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的至少一部分進行加密。
226.根據(jù)權利要求223的方法，其中，所述溫度傳感器是第一溫度傳感器，并且，系統(tǒng)還包含與現(xiàn)場處理模塊耦合的第二溫度傳感器，該方法還包括在第二溫度傳感器上產生第二溫度特性和在第一溫度傳感器上接收第二溫度傳感器。
227.一種用于診斷溫度感測系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包含第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、與第一溫度傳感器耦合的第一現(xiàn)場處理模塊、與第二溫度傳感器耦合的第二現(xiàn)場處理模塊、位總線、現(xiàn)場總線和與位總線和現(xiàn)場總線通信的輔助處理模塊，該方法包括在第一溫度傳感器上產生第一溫度特性；在第一現(xiàn)場處理模塊上處理第一溫度特性；作為第一溫度特性的函數(shù)產生包含第一溫度診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；在位總線上將包含第一溫度診斷參數(shù)的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從第一現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊；在第二溫度傳感器上產生第二溫度特性；在第二現(xiàn)場處理模塊上處理第二溫度特性；作為第二溫度特性的函數(shù)產生包含第二溫度診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)；在位總線上將包含第二溫度診斷參數(shù)的第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從第二現(xiàn)場處理模塊傳達給輔助處理模塊；作為接收的第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)中的至少一個的函數(shù)在輔助處理模塊上產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)；和在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
228.根據(jù)權利要求227的方法，還包括在位總線上將第二現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)從第二現(xiàn)場處理模塊傳達給第一現(xiàn)場處理模塊。
229.根據(jù)權利要求227的方法，其中，所述輔助處理模塊是第一輔助處理模塊，并且操作系統(tǒng)包括與現(xiàn)場總線通信的第二輔助處理模塊，該方法還包括在現(xiàn)場總線上從第一輔助處理模塊向第二輔助處理模塊傳送第一管理參數(shù)、第一溫度特性、第一現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、第一溫度診斷參數(shù)、輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)和第二現(xiàn)場管理參數(shù)中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分布式操作系統(tǒng)和操作方法，其中，系統(tǒng)包括集成診斷、位總線和現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場器件產生現(xiàn)場操作特性并且現(xiàn)場處理模塊從現(xiàn)場器件接收現(xiàn)場操作特性。現(xiàn)場處理模塊包含現(xiàn)場診斷部件和被配置為在位總線上通信的現(xiàn)場通信部件?，F(xiàn)場處理模塊被配置為作為現(xiàn)場操作特性的函數(shù)產生包含現(xiàn)場診斷參數(shù)的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊被配置為與位總線通信并接收現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)。輔助處理模塊包含輔助診斷部件和具有現(xiàn)場總線接口和網關部件的輔助通信部件。輔助處理模塊還被配置為作為現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的函數(shù)產生輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)并在現(xiàn)場總線上傳達輔助現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
文檔編號G05B19/042GK101040231SQ200580034719
公開日2007年9月19日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權日2004年8月31日
發(fā)明者加利·A·蘭茲, 威廉·C·斯楚, 大衛(wèi)·P·卡爾伯特森, 肯尼斯·F·芬尼沃德, 路易斯·P·斯坦豪瑟爾, 里昂·J·麥克納特 申請人:沃特洛電氣制造公司