CN203311224U - 通信系统和与过程工厂的资产一起使用的资产数据模块 - Google Patents

通信系统和与过程工厂的资产一起使用的资产数据模块 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种包括集成近场通信接口的资产数据模块。本实用新型涉及在制造和过程工厂中使用的用于监视和控制目的的各种资产。本实用新型的资产数据模块包括集成的近场通信(NFC)接口,所述集成的近场通信接口被配置为提供对在集成到给定资产的存储器中存储的资产数据的访问。

Description

通信系统和与过程工厂的资产一起使用的资产数据模块

技术领域

[0001] 本公开涉及在包括集成无线射频识别(RFID)模块的过程和制造工厂中使用的资产。更具体而言,本公开涉及具有RFID模块的工厂资产,所述RFID模块被配置为将资产特定信息传送给相关联的读取器。

[0002] 背景技术

[0003] 近场通信(NFC) -RFID被集成在许多现代设备中。NFC-RFID技术的两个最普遍的应用是在信用卡和个人识别凭证(personal identification badge)领域。当给定的信用卡接近对应的读取器时,进行信用卡交易。类似地,当个人识别凭证接近对应的读取器、自动入口门或旋转栏门时,允许进入。

[0004] RFID包括称为读取器(也称为询问器)和应答器(也称为标签或标记)的硬件以及RFID软件或RFID中间件。感应耦合的NFC-RFID系统基于读取器中的初级线圈和应答器中的次级线圈之间的变换器类型的耦合。通常,当对应的线圈之间的距离在大约0.16英尺的范围内时耦合出现,从而应答器位于读取器的天线的近场中。通过读取器中的初级线圈和应答器中的次级线圈之间的磁耦合将电能从读取器传送到应答器。

[0005] RFID可以是无源的(不使用电池)、有源的(即应答器具有板载电池并广播或以信标传送信号)或电池辅助无源的(BAP),电池辅助无源的在板子上集成小电池,当应答器接近读取器时激活所述小电池。一些RFID应答器是从几米之外并在读取器的视线之外读取的。NFC-RFID涉及依赖于应答器非常接近对应的读取器的系统。当在读取器天线的交变磁场中放置谐振应答器(即应答器的自谐振频率对应于读取器的传输频率)时,应答器从读取器产生的磁场中汲取能量。该额外的功耗可以被测量为读取器的天线中的内部阻抗处的电压降并通过到读取器的天线的供应电流而测量。应答器的天线处的负载阻抗的开启和关断因此影响了读取器的天线处的电压改变,并因此具有由远程应答器对天线电压进行幅度调制的效果。当通过数据来控制负载电阻的开启和关断时,该数据可以被从应答器传输到读取器。这种类型的数据传输被称为负载调制。为了取回读取器中的数据,对在读取器的天线处测量的电压进行整流。这表示幅度调制信号的解调。

[0006] 与RFID技术的演进同时地,在现代的制造和过程工厂中使用数字领域设备变得非常普遍。通常,数字领域设备形成给定资产(given asset)的集成部分。词语“集成”在这里用于表示单元(即数字领域设备)意在保持固定到并与给定资产一起保持,而不管给定资产移动到什么地方。被认作为“可修复”部件的资产通常是更昂贵的资产,这样的资产往往已不在服务中,被重建并随后被存储在工厂库房中以供日后使用或使其返回服务。可以将任何给定的资产返回到工厂的不同区域中的服务或一起放置在不同工厂中的服务中。

[0007] 期望提供对对应的原始资产数据、资产配置数据、资产历史操作数据和资产历史维护数据的存储和访问,所述数据与高价值工厂资产一起保持并形成高价值工厂资产的集成部分。同样期望提供对实时资产操作数据和诊断信息的访问并与之交互。即使在给定资产不在服务中时对资产数据的访问也是特别期望的。实用新型内容

[0008] 与过程工厂的控制系统一起使用的通信系统集成了可操作地耦合了资产数据模块的至少一个过程工厂资产。资产数据模块包括处理器、与所述处理器可操作地耦合的存储器、和与所述存储器可操作地耦合的至少一个输入和至少一个输出。存储器被布置为存储原始资产数据。存储器还被布置为在资产在过程工厂内处于服务中时经由输入接收与资产相关联的操作数据。控制模块被存储在存储器上并且可以由处理器执行,并且被布置为向资产提供控制指令并且监视操作数据。近场通信接口被包括并且被配置为从存储器中获取原始资产数据和操作数据。近场通信接口还被配置为访问原始资产数据和操作数据,而不管资产是否在服务中。近场通信接口被配置为与读取器通信以将原始资产数据和操作数据发送给读取器,以允许将原始资产数据和操作数据传送给过程工厂的控制系统。

[0009] 资产数据模块包括具有至少一个输入和至少一个输出的集成的处理器。该处理器被配置为执行过程控制和/或监视例程。资产数据模块还包括集成的存储器,所述集成的存储器被配置为在设备在工厂过程内处于服务中时存储设备的原始资产信息和与设备相关联的操作数据。近场通信接口被包括并且被配置为提供对存储器中存储的原始资产信息和操作数据的访问。近场通信接口还被配置为访问数据,而无论资产数据模块是否处于服务中。

[0010] 在另一个实施例中,资产数据模块包括具有至少一个输入和至少一个输出的集成的处理器。资产数据模块还包括在其中存储有设备的原始资产信息的集成的存储器。在设备在工厂过程内处于服务中时与设备相关的操作数据被存储在存储器中。近场通信接口被集成到资产数据模块,并且被配置为提供对存储器内的原始资产信息和操作数据的访问。

[0011] 在另一个实施例中,提供与资产数据模块相关的数据的方法包括提供具有至少一个输入和至少一个输出的集成的处理器,提供集成的存储器并在设备在工厂过程内处于服务中时存储设备的原始资产信息,并且在存储器中存储与设备相关的操作数据。方法还包括将设备数据访问例程存储在资产数据模块的存储器中,并且提供近场通信接口,所述近场通信接口被配置为当执行所述设备数据访问例程时,提供对存储器中存储的原始资产信息和操作数据的访问。

[0012] 在另一个实施例中,资产数据模块包括集成的处理器。资产数据模块还包括在其中存储有设备的原始资产信息的集成的存储器。在设备在工厂过程内处于服务中时与设备相关的操作数据被存储在存储存储器中。近场通信接口被集成在资产数据模块中,并且被配置为提供对存储在存储器中的原始资产信息和操作数据的访问。

[0013] 在本实用新型内容部分和以下详细说明部分中描述的特征和优势并非是涵盖性的。对于本领域一般技术人员而言,鉴于本实用新型的附图、说明书和权利要求书,许多额外的特征和优势都是显而易见的。

附图说明

[0014] 图1示出了工厂数字自动系统的框图;

[0015] 图2示出了包括集成近场通信或RFID模块的资产数据模块的框图;

[0016] 图3示出了近场通信或RFID组件的框图;以及

[0017] 图4示出了与无线射频指定相关的频率图。具体实施方式

[0018] 工厂资产包括无线射频识别(RFID)模块,该模块包括近场通信(NFC)接口。当给定资产为新资产时,原始资产数据(例如型号、序列号、安装手册、资产的数字相片、资产操作手册、资产维护手册、资产规范页、资产附图等)可以被存储在对应的资产数据模块中。当在过程中安装给定资产时,在对应的资产数据模块中存储的配置数据可以与相关联的资产数据模块自动通信,以简化安装并减小由于不正确的配置而可能出现的错误。一旦处于服务中,由对应的处理器执行资产数据例程,该处理器使得资产在例如资产数据模块中存储对应的资产配置数据、资产操作历史和资产维护历史。此外,在给定资产处于操作中时,可以经由NFC接口访问与安装有该给定资产的过程工厂内的过程相关联的操作信息、与实时资产数据相关的信息和资产诊断信息。

[0019] 出于资产识别和跟踪的目的,RFID技术使用无线电波来在读取器和附接到资产的应答器之间传输数据。RFID使得可以给出工厂中的每个现场设备,例如其唯一识别号,以利用其各自的唯一标识符来提供资产、原材料、人力、过程中的工作、存货等。此外,当RFID读取器足够接近时,无源RFID应答器(不带有电池的应答器)被读取。不必使得应答器处于相对于读取器设备的视线内。即使在应答器被包括在壳体中时,也可以读取应答器。

[0020] 现在参见图1,工厂数字自动系统100包括多个业务和其他计算机系统,这样的多个业务和其他计算机系统通过一个或多个通信网络与多个工厂控制和/或监视设备互连。工厂数字自动系统100包括一个或多个过程控制系统112和114。过程控制系统112可以是传统的过程控制系统,例如PROVOX或RS3系统或任何其他分布式控制系统(DVS),其包括与控制器112B和输入/输出(I/O)卡112C耦合的操作者接口 112A,所述输入/输出(I/O)卡112C继而耦合到各种现场设备,例如模拟和高速可寻址远程发射器(HART)现场设备115。过程控制系统114 (其可以是分布式过程控制系统)包括一个或多个操作者接口 114A,所述一个或多个操作者接口 114A经由诸如以太网总线之类的通信总线耦合到一个或多个分布式控制器114B。控制器114B可以例如是由位于德克萨斯州奥斯丁的Fisher-RosemountSystem公司销售的Delta V®控制器或任何其他期望类型的控制器。控制器114B经由I/O设备连接到一个或多个现场设备116,例如HART或Fieldbus field(FF)设备或任何其他的智能或非智能现场设备,包括例如使用PROFIBUS®、WORLDFIP®、Device-Net®、AS-1nterface和CAN协议中的任何一个协议的设备。如所公知的,现场设备116可以将与过程变量以及其他设备信息相关的模拟或数字信息提供给控制器114B。操作者接口 114A可以存储和执行过程控制操作者可用的工具,用于控制过程的操作,包括例如控制优化器、诊断专家、神经网络、调谐器等。在相关资产中集成具有NFC接口的RFID模块使得即使给定资产不在服务中的情况下,工厂的人员也可以访问资产数据,并将资产数据集成到过程控制系统112、114中。

[0021] 提供了计算机系统130,该计算机系统130可通信地连接到与工厂数字自动系统100中的各个功能系统相关联的计算机或接口,包括过程控制系统112和114、操作和维护系统计算机(例如在计算机118、114A、122和126中实现的那些)以及业务功能。特别是,计算机系统130可通信地连接到传统的过程控制系统112和与给定控制系统相关联的维护接口 118。计算机系统130经由总线132连接到分布式过程控制系统114的过程控制和/或维护接口 114A,并且连接到转动设备维护计算机122和能量产生和分配计算机126。总线132可以使用任何期望或适当的局域网(LAN)或广域网(WAN)协议来提供通信。将具有NFC接口的RFID模块集成到计算机系统130中使得即使在给定资产不在服务中的情况下,工厂人员也可以访问资产数据,并将资产数据集成到计算机系统130中。

[0022] 如图1中所示,计算机130还经由相同或不同的网络总线132连接到业务系统计算机和维护规划计算机135和136,所述计算机135和136可以例如执行企业资源规划(ERP)、材料资源规划(MRP)、计算机维护管理系统(CMMS)、计费、生产和客户订单系统、维护规划系统或任何其他期望业务应用,例如部件、供应和原材料订购应用、生产调度应用等。计算机130还可以经由例如总线132连接到工厂范围的LAN 137、公司的WAN 138以及计算机系统140,这使得能够从远程位置远程监视工厂100或与工厂100进行通信。集成具有NFC接口的RFID模块使得即使在给定资产不在服务中的情况下,工厂的人员也可以访问资产数据并将资产数据集成到业务系统计算机和维护规划计算机135中。

[0023] 此外,诸如执行资产管理方案(AMS)应用的计算机118之类的操作和维护系统或任何其他设备监视和通信模块可以连接到过程控制系统112和114、或连接到其中的个体设备115,以执行维护和监视活动。例如,操作和维护计算机118可以经由任何期望的通信线路或网络(包括无线或手持设备网络)连接到控制器112B和/或现场设备115,以与现场设备115进行通信,并且在一些情况下,重新配置或执行现场设备115上的其他维护活动。类似地,诸如AMS应用之类的操作和维护应用可以被安装在一个或多个与分布式过程控制系统114相关联的用户接口计算机114A中并且由该一个或多个用户接口计算机114A执行,以执行操作和维护监视功能,包括与现场设备116的操作状态有关的数据采集。集成具有NFC接口的RFID模块使得即使在给定资产不在服务中的情况下,工厂的人员也可以访问资产数据,并将资产数据集成到操作和维护计算机118中。

[0024] 工厂数字自动系统100还包括各种转动设备120,例如涡轮、马达等,所述转动设备120经由永久或临时的通信链路(例如总线、无线通信系统或手持NFC读取器)连接到维护计算机122,所述总线、无线通信系统或手持NFC读取器连接到设备120以进行读取并随后被移除。维护计算机122可以存储和执行已知的监视和诊断应用123,例如位于田纳西州诺克斯维尔的csi Systems公司销售的RBMware®,或用于诊断、监视和优化转动设备120的操作状态的任何其他已知的应用。维护人员通常使用应用123来维护和监管工厂100中的转动设备120的性能,以确定转动设备120的问题,并确定何时和是否必须修理或更换转动设备120。集成具有NFC接口的RFID模块使得即使在给定资产不在服务中的情况下,工厂人员也可以访问资产数据,并将资产数据集成到转动设备120中。

[0025] 类似地,具有与工厂数字自动系统100相关联的能量产生和分配设备125的能量产生和分配系统124经由例如总线连接到另一个计算机126,所述另一个计算机126运行和监管工厂内的能量产生和分配设备125的操作。计算机126可以执行已知的功率控制和诊断应用127,例如由Liebert和ASCO或其他公司提供的那些应用,以控制和维护能量产生和分配设备125。通常,更昂贵和更大的现场设备、转动设备和功率产生/分配单元被脱离服务中、被重建和被放置在仓库/材料供应区域以供后续使用或返回进行服务。应当理解,在工厂的不同区域或在整个不同的工厂可以使得给定资产投入服务。可以使用近场通信(NFC)读取器110来接收和/或发送任何给定资产的原始资产数据、配置数据、实时操作数据、诊断数据、历史操作数据、历史维护数据、它们的子组合或组合。NFC读取器可以被集成在数字阀控制器(DVC)中。

[0026] 近场通信(NFC)接口(图3中的单元300)可以被配置为从/向任何给定资产接收和/或发送数据,而不管在期望数据交换时给定资产117是否不在服务中。应当理解,在本文中使用的“不在服务中”具有其通常的含义,并且在一些应用中可以具有不从外部硬连线源向给定资产附接电力的额外含义。可以使用无源NFC接口,在这种情况下,在给定资产中甚至不提供电池电力。使用无源NFC接口或至少部分无源NFC接口,可以将原始资产数据、资产配置数据、资产历史操作数据和资产历史维护数据存储在给定区域中,从而无论资产是否处于服务中,数据与资产一起移动并可以被访问。

[0027] 进一步地参照图1并额外地参照图2,所示的资产数据模块200包括集成的近场通信(NFC)接口 240。应当理解,资产数据模块200可以被形成为任何给定过程工厂资产115、116、117、120、124的集成部分。资产数据模块200包括集成的处理器210、独立的输入215、模拟输入220、独立的输出225、模拟输出230、集成的存储器235、远场通信设备255和远场通信天线260。资产数据模块可以包括集成的处理器210、集成的存储器235和NFC接口,并且被配置为数据记录器。NFC接口 240包括集成电路245、NFC接口存储器247和NFC天线250。图1的过程工厂监督者控制和数据获取系统100的任何给定资产115、116、117、120、124可以集成资产数据模块200。多个过程工厂资产115、116、117、120、124可以被集成在过程工厂数字自动系统100中,其中每个资产包括资产数据模块200。每个资产数据模块200包括集成的处理器210,所述集成的处理器210被配置为接收与各个工厂操作相关联的至少一个输入215、220和至少一个输出225、230。集成的处理器210被配置为执行过程控制例程/或过程监视例程。资产数据模块200还包括集成的存储器235、247,其被配置为在资产在过程内处于服务中时存储与资产相关的原始资产数据、资产配置数据和资产操作数据。资产数据模块200包括近场通信接口 240,其被配置为提供对在集成的存储器235、247中存储的原始资产数据、资产配置数据和资产操作数据的访问。资产数据访问例程被存储在集成的存储器235中,当该资产数据访问例程在集成的处理器210上执行时,提供对原始资产数据、资产配置数据和资产操作数据的访问。近场通信接口 240提供对原始资产数据和资产操作数据的访问,而不管资产数据模块是否在服务中。近场通信读取器110经由近场通信接口 240提供对原始资产数据、资产配置数据和资产操作数据的访问,并且与过程工厂数字自动系统100传送原始资产数据和资产操作数据。

[0028] 本公开的装置的一个特别的优势在于在作为爆炸性环境指定的工厂的区域内安装的资产。给定资产例如可以是机械阀体。不管阀集成的是用于通过阀体控制相关联的流的线性还是转动机制,对应的阀致动器通常都是充气的。例如,阀致动器可以被配置为使得所施加的气压的增加将增大阀体中的开口,从而使得通过相关联的阀的材料流增加。通常,在阀体的附近安装阀控制器。阀控制器通常集成有电操作的螺线形电导管,所述螺线形电导管当连接到给定的阀致动器时,控制向对应的阀致动器施加的气压。为了最小化从阀控制器延伸到阀致动器的气动管路的长度,阀控制器通常被安装在对应的阀体上。当组件(即阀体、阀致动器和阀控制器)被安装在被指定为是爆炸性环境的工厂的区域中时,需要任何相关联的电连接被包含在防爆封装中。将无源RFID应答器与具有在应答器中存储的、与阀组件相关联的配置数据的阀体进行集成得到适合于在指定作为爆炸性环境的工厂的区域中安装的组件。在对应的阀控制器中集成RFID读取器(即其自身包含在防爆封装中)使得能够向阀控制器传送阀配置数据,而无需在阀控制器和阀体之间延伸的任何外部电连接。与这个组合相关联的一个额外的优势在于可以自动地配置对应的组件。阀配置数据被从阀本体RFID应答器传送到阀控制器RFID读取器。阀控制器执行自动配置例程,以将阀控制器的配置匹配到阀配置数据。

[0029] 现在参见图3,示出了 NFC系统300。NFC系统包括应答器305和读取器310。应答器被配置为响应于所接收的磁场315。应答器包括:二极管320、集成电路325、应答器天线330、负载调制器335、第一电容器336和第二电容器337。读取器被配置为发射的磁场340的源。读取器包括读取器天线345、电源350、背向散射时段检测器335、整流器360和解调器365。当在读取器天线的交变磁场中放置谐振应答器时(即应答器的自谐振频率对应于读取器的发射频率),应答器从磁场中汲取能量。功耗被测量为读取器天线中的内部阻抗处的电压降并通过到读取器天线的供应电流来测量。应答器天线处的负载阻抗的开启和关断因此影响了读取器天线处的电压改变,并因此具有由应答器对天线电压进行幅度调制的效果。当通过数据来控制负载电阻的开启和关断时,从应答器向读取器传送数据。这种类型的数据传送被称作为负载调制。为了取回读取器中的数据,对在读取器天线处测量的电压进行整流。这对应于幅度调制信号的解调。

[0030] RFID应答器包括至少两个主要部件。一个部件是用于存储和处理信息、调制和解调射频(RF)信号、以及其他专门功能的集成电路。另一个重要部件是用于接收和发送反射的信号的天线。

[0031] 无源RFID应答器可以使用从读取器到功率微处理器的近场磁通量,所述功率微处理器可以对在应答器中包括的存储器进行读取或写入。半无源应答器使用电池来对对应的微处理器进行供电以扩展读取范围。在任一种情况下,RFID应答器并不广播信号,而是应答器变更来自RFID的信号以建立无线通信。这提供了实质上的节能,并且可以直接应用到其中功率预算在设备的设计中占据重要地位的现场设备中。通过根据在这里概述的一个或多个示例性形式将RFID应答器集成到资产数据模块中,可以以最小的功率提供无线链路。任何给定的RFID应答器可以包括可从IDS Microchip AG SL13A或Atmel AT88RF001提供的串行外围接口(SPI)总线,以与存储器或相关联的处理器进行通信。

[0032] SPI总线是以全双工模式操作的同步串行数据链路标准。设备以主设备发起数据帧的主/从模式进行通信。可以利用相应的从选择线路来容纳多个从设备。

[0033] 根据一个或多个示例性的方面,通过将RFID模块240集成到资产数据模块中,提供了对资产数据的访问而不必移除端帽来建立通信。这在如下的情形下特别有益:当阀例如在线路上时许多过程工厂不具有触摸策略(即它们并不期望冒终端短路和使阀失效的风险)。此外,通过直接地与处理器或存储器进行通信,NFC接口是无关于协议的(即相同的接口可以用于与HART、FF和PROFIBUS设备进行通信)。因此,公共的读取器可以与具有不同协议的现场设备一起使用。

[0034] RFID模块可以用作本地数据历史记录器。与相关联的资产相关的数据被收集在应答器内集成的存储器中,并被使用NFC读取器按需下载。RFID模块中的处理器执行资产数据例程,所述资产数据例程利用各种数据填充对应的RFID集成电路中的存储器。可以在一个有序通信中在NFC应答器和NFC读取器之间交换诊断数据。[0035] 可以配置接触存储器按钮(CMB),从而完全包围相关联的电子组件。触摸存储器(或接触存储器)是在硬币形状的不锈钢容器中包装的电子识别设备。这在并未进行触摸时尤其有用。接触存储器按钮具有有线的总线,该有线的总线允许在相关联的处理器和存储器周围使用防爆壳体。当触摸探针与存储器按钮接触时,触摸存储器被访问。仅利用短暂的接触来执行探针和存储器芯片之间的读取和/或写入操作。可以利用单个芯片执行数千次读取和写入,并且数据完整性通常能够持续超过一百年。触摸存储器补充诸如条形码、RFID应答器、磁条、邻近卡和智能卡这样的技术。与条形码和磁卡不同,许多触摸存储器方案可以被写入并可以被读取。触摸存储器的通信率和产品幅度超过了利用RFID通常可得到的简单的存储器产品。CMB可以是无源的,并可以提供读取/写入电子数据存储设备。一般可用的CMB保持多达4G字节的数据。一些CMB被设计用于极端的温度、辐射、ESD、EM1、EMP、振动和晃动。在处理危险材料的工厂中这是特别有用的。CMB提供了内在的安全、简单的有线通信。CMB通常容纳在金属封装中。利用包括的电池,可以将半无源或有源CMB配置作为数据记录器。

[0036] NFC和蓝牙均是可以根据本公开被集成在资产中的短距离通信技术。如下详细描述的,NFC的操作速度低于蓝牙,但消耗的功率小的多,并且无需配对。

[0037] NFC的设置速度快于标准蓝牙,但并不比低能耗蓝牙快很多。两个NFC设备之间的连接在小于十分之一秒的时间内被快速地自动建立。NFC的最大数据传输速率(424kbit/s)慢于蓝牙V2.1(2.1Mbit/s)的最大数据传输速率。利用小于20cm的最大工作距离,NFC具有更小的范围,这减小了不期望的截获的可能性。这使得NFC特别适合于拥挤的区域,例如在具有彼此邻近的多个资产的处理设备中,在这种区域中利用其传输物理设备(并延伸至其用户)关联信号变得困难。

[0038] 与蓝牙形成对比,NFC兼容于现有的无源RFID(13.56MHzIS0/IEC 18000-3)基础结构。NFC需要相对较低的功率,这类似于蓝牙V4.0低能耗协议。RFID-NFC通信系统被配置为用于读取和/或写入设备参数。NFC读取器可以被集成有蓝牙中继器。按照这种方式,可以在对应资产上的RFID模块上放置覆盖物,并且蓝牙信号被发送到远程读取器。

·[0039] 表I示出了可以从原始设备制造商或另一个源获取的原始资产数据的示例。资产识别、模块和序列号可以是直接条目。尽管例如可以经由到a.pdf文件的超链接来实现对应的规范、安装手册、维护手册和操作手册。该数据可以被存储在对应的近场通信接口内设置的存储器;计算机可读介质、对应的资产数据模块的存储器以及它们的任意的子组合或组合中。在至少一个实施例中,提供近场通信应答器来与对应的NFC读取器交换原始资产数据。应当理解,根据是否可以包括相关的现场设备信息,任何给定的原始资产数据表可以包括更多或更少的条目。

[0040]表格 I

[0041]

资产I型号I序列号 ϋ ϋ ϋ

ID # 手册 手册 手册

ABC123 A1B2C3 123ABC "链路" "链路M "链路" "链路"

[0042] 表格2示出了可以使得可用的配置数据的示例。该资产配置数据可以被存储在对应的NFC接口中提供的存储器;计算机可读介质、对应的资产数据模块的存储器以及它们的任意的子组合或组合中。可以提供近场通信应答器以与对应的NFC读取器交换资产配置数据。应当理解,根据是否包括相关的现场设备信息,任何给定的配置数据表可以包括更多或更少的条目。

[0043]表格 2

[0044]

Figure CN203311224UD00111

[0045] 表格2示出了可以使得可用的配置数据的示例。该资产配置数据可以被存储在对应的NFC接口中提供的存储器;计算机可读介质、对应的资产数据模块的存储器以及它们的任意的子组合或组合中。可以提供近场应答器以与对应的NFC读取器交换资产操作数据。应当理解,根据是否包括相关的现场设备信息,任何给定的资产操作数据表可以包括更多或更少的条目。

[0046]表格 3

[0047]

Figure CN203311224UD00112

[0048] 表格4示出了与资产维护数据相关的各种信息。该资产维护数据可以被存储在对应的NFC接口中提供的存储器;计算机可读介质、对应的资产数据模块的存储器以及它们的任意的子组合或组合中。可以提供近场应答器以与对应的NFC读取器交换资产操作数据。应当理解,根据是否包括相关的现场设备信息,任何给定的资产维护数据表可以包括更多或更少的条目。

[0049]表格 4

[0050]

Figure CN203311224UD00113

[0051] 参见图4,频率图400示出了具有半波405、全波410、一个半波415、两个波420和两个波以上到无穷周期的射频源440。如所看到的,一个波长间隔关联于近场区域,从一个波到两个波的间隔关联于过渡区域,而两个波以上关联于远场区域。应当理解,根据本实用新型的无线通信系统可以采用近场通信系统、远场通信系统或它们的组合。

[0052] RFID可以被配置作为远程数据库,所述远程数据库被配置作为给定资产的集成部分。可以在用于设施中的对设备、工具和关键设备进行定位的实时定位系统(RTLS)上跟踪对应的资产。近场通信系统可以被配置为提供对等通信。[0053] 与相关联的近场通信系统相关联的存储器包括:制造商、制造商的位置、序列、单元标识符、最后的服务日期。在至少一个实施例中,因特网连接用于将资产数据与远程数据库关联。例如iPhone应用可以被配置用于提供对资产数据的远程访问。

[0054] 利用采样速率I分钟到5天可以记录至多3600个采样。近场通信应答器可以用于跟踪温度敏感的产品,以确认在生产或运输的过程中产品温度在任何时间都不会超出范围。

[0055] 利用集成到主资产的NFC应答器增加竞争部件管理和基于网络的部件管理。近场通信应答器用于流线型的部件标识,并提供无摩擦购买。可以与NFC接口一起采用数据库(即由甲骨文公司提供的数据库等)来对相关的部件业务进行流线处理。可以采用RFID作为对部件数据进行加密的机制。NFC系统可以被配置为提供3G/WiFi交易的安全密钥。使用3G链接NFC提供了均衡公司的数据库投资的机制。

[0056] 用于保持最新的设备记录的本地数据库采用近场通信接口。该配置协助客户保持此设备记录。可以提供NFC系统来存储资产的维护历史、检查历史和校准历史。NFC系统还可以用于设备检查和认证,例如以获得螺栓扭矩、润滑需求等。NFC系统还可用于对数据库或记录的访问受限的远程位置(例如油田)中。NFC系统可以向设备自身提供文书的物理链路,例如提供后焊接加热处理时间的记录。无源NFC系统可以被配置为将零功率无线链路提供给相关联的处理器或多个处理器。可以采用NFC系统来例如获取仪器状态变量(ref, tvl、压力)、警告和/或设备信息(FW rev.、S/N、最后校准日期)。

[0057] 半无源(即相关联的资产数据模块提供功率源)NFC系统可以被配置作为数据历史记录器。NFC接口可以被配置为提供用于拆卸的现场设备的接口。工厂范围的联网的基础设施并不需要具有NFC系统。NFC系统可以用于识别仿造或未认证的部件。采用NFC系统以将辅助部件匹配到阀组件,并可以用于管理大构造项目上的部件。NFC系统可以被配置作为对硬件锁进行许可的替换,其中没有USB连接可用。NFC系统可以为资产提供临时安全存储器。NFC系统有助于在公墓、舞台或仓库中快速找到部件。资产记录并不同步,NFC系统可以用于扫描部件仓或货盘以找到部件。RFID可以看穿卡板运输容器,因此无需打开资产以进行检查。可以利用RFID系统在整个工厂中追踪员工,以用于对危险区域中的员工进行定位。

[0058] 在阅读本公开时,本领域一般技术人员可以设想额外的替代结构和功能设计用于追踪资产相关数据的系统和过程。因此,尽管已经说明和描述了特定的实施例和应用,但应当理解的是,所公开的实施例并不限于这里所公开的精确的结构和部件。可以对本文中公开的装置的布置、操作和细节进行对于本领域技术人员而言显而易见的各种修改、变更和改变,而不偏离所附权利要求中定义的精神和范围。

Claims (20)

1.一种用于与过程工厂的控制系统一起使用的通信系统,所述通信系统的特征在于包括: 至少一个过程工厂的资产; 与所述资产可操作地耦合的资产数据模块,所述资产数据模块包括处理器、与所述处理器可操作地耦合的存储器、以及与所述存储器可操作地耦合的至少一个输入和至少一个输出; 所述存储器被布置为存储原始资产数据,所述存储器还被布置为在所述资产在所述过程工厂内处于服务中时经由所述输入接收与所述资产相关联的操作数据; 在所述存储器上存储并可由所述处理器执行的控制模块,所述控制模块被布置为将控制指令提供给所述资产并监视所述操作数据; 近场通信接口,被配置为从所述存储器获取所述原始资产数据和所述操作数据,所述近场通信接口还被配置为访问所述原始资产数据和所述操作数据,而不管所述资产是否处于服务中;以及 所述近场通信接口被配置为与读取器进行通信,以将所述原始资产数据和所述操作数据传送到所述读取器,以允许将所述原始资产数据和所述操作数据传送给所述过程工厂的控制系统。
2.如权利要求1所述的通信系统,其中所述近场通信接口被配置为提供与所述集成的处理器的数据交换。
3.如权利要求1所述的通信系统,其中所述控制模块被配置为使得资产能够控制过程相关的功能。
4.如权利要求1所述的通信系统,其中所述资产数据模块被配置为监视过程相关的功能以获取资产操作数据。
5.如权利要求1所述的通信系统,还包括与所述资产数据模块可操作地耦合的远场通信接口。
6.如权利要求5所述的通信系统,其中与所述近场通信接口相关联的第一通信协议独立于与所述远场通信接口相关联的第二通信协议。
7.一种用于与过程工厂的资产一起使用的资产数据模块,所述资产数据模块的特征在于包括: 与至少一个输入和至少一个输出可操作地耦合的集成的处理器; 与所述处理器、所述输入和所述输出可操作地耦合的集成的存储器,所述存储器被布置为存储原始资产数据,所述存储器还被布置为在所述资产在过程工厂内处于服务中时经由所述输入接收与所述资产相关联的操作数据; 在所述存储器上存储并可由所述处理器执行的控制模块,所述控制模块被布置为将控制指令提供给所述资产并监视所述操作数据; 近场通信接口,被配置为从所述存储器获取所述原始资产数据和所述操作数据,所述近场通信接口还被配置为访问所述原始资产数据和所述操作数据,而不管所述资产是否处于服务中;以及 所述近场通信接口被配置为与近场通信读取器进行通信,以允许将所述原始资产数据和所述操作数据传送给用户。
8.如权利要求7所述的资产数据模块,其中所述近场通信接口被配置为提供所述近场通信读取器和所述集成的处理器之间的数据交换。
9.如权利要求7所述的资产数据模块,其中所述控制模块被配置为使得资产能够控制过程相关的功能。
10.如权利要求7所述的资产数据模块,其中所述资产数据模块被配置为监视过程相关的功能以获取资产操作数据。
11.如权利要求7所述的资产数据模块,还包括远场通信接口。
12.如权利要求11所述的资产数据模块,其中与所述近场通信接口相关联的第一协议独立于与所述远场通信接口相关联的第二协议。
13.一种用于与过程工厂的资产一起使用的资产数据模块,所述资产数据模块的特征在于包括: 集成的处理器,其中所述集成的处理器可操作地耦合到至少一个输入和至少一个输出,所述输入被布置为接收与过程工厂的操作相关联的操作数据; 在存储器上存储并可由所述处理器执行的控制模块,所述控制模块被布置为将控制指令提供给所述资产并监视所述操作数据; 集成的存储器,被布置为存储原始资产数据,所述存储器还被布置为在所述资产在过程工厂内处于服务中时经由所述输入接收所述操作数据; 所述处理器被布置为执行所述控制模块,以将控制指令提供给所述资产并监视所述操作数据;以及 近场通信接口,被配置为提供对在所述存储器中存储的所述原始资产数据和所述操作数据的访问,以允许用户对所述原始资产数据和所述操作数据进行访问。
14.如权利要求13所述的资产数据模块,其中所述控制模块被配置为使得资产能够控制过程相关的功能。
15.如权利要求13所述的资产数据模块,其中所述资产数据模块被配置为监视过程相关的功能以获取资产操作数据。
16.如权利要求13所述的资产数据模块,其中所述近场通信接口是无源的。
17.如权利要求13所述的资产数据模块,所述近场通信接口包括电池辅助的电力。
18.如权利要求13所述的资产数据模块,其中所述近场通信接口是有源的。
19.如权利要求13所述的资产数据模块,还包括远场通信接口。
20.如权利要求19所述的资产数据模块,其中与所述近场通信接口相关联的第一协议独立于与所述远场通信接口相关联的第二协议。
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