DE102007063871A1 - Vorrichtung und Verfahren zum kommunikativen Kopeln von Feldgeräten mit Steuerungen in einem Prozesssteuerungssystem - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum kommunikativen Kopeln von Feldgeräten mit Steuerungen in einem Prozesssteuerungssystem Download PDF

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Abstract

Offengelegt werden eine beispielhafte Vorrichtung und ein Verfahren zum kommunikativen Koppeln von Feldgeräten an Steuerungen in einem Prozesssteuerungssystem. Ein offengelegtes Beispiel weist eine erste Schnittstelle auf, konfiguriert, eine erste Information von einem Feldgerät mittels eines ersten Kommunikationsprotokolls zu empfangen. Das Beispiel weist weiterhin einen mit der ersten Schnittstelle kommunikativ gekoppelten Kommunikationsprozessor auf, konfiguriert, die erste Information zur Kommunikation über einen Bus mittels eines zweiten Kommunikationsprotokolls zu kodieren. Darüber hinaus weist die beispielhafte Vorrichtung eine zweite, kommunikativ mit dem Kommunikationsprozessor und dem Bus gekoppelte Schnittstelle auf, konfiguriert, die erste Information über den Bus mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren. Der Bus ist konfiguriert, das zweite Kommunikationsprotokoll zu verwenden, um eine dem anderen Feldgerät zugeordnete zweite Information zu kommunizieren.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenlegung bezieht sich allgemein auf Prozesssteuerungssysteme und spezifischer auf Vorrichtungen und Verfahren zum kommunikativen Koppeln von Feldgeräten mit Steuerungen in einem Prozesssteuerungssystem.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Prozesssteuerungssysteme der Art, wie sie in Prozessen in der Chemie-, Petroleum-, pharmazeutischen, Zellstoff- und Papier- oder anderen Herstellungsprozessen eingesetzt werden, weisen typischerweise eine oder mehrere Prozesssteuerungen auf, die mit mindestens einem Host einschließlich mindestens eines Bedienrechners und mit einem oder mehreren Feldgeräten kommunikativ verbunden sind, die konfiguriert sind, über analoge, digitale oder kombinierte analoge/digitale Kommunikationsprotokolle zu kommunizieren. Die Feldgeräte, bei denen es sich beispielsweise um Gerätesteuerungen, Ventile, Ventilsteller, Schalter und Geber (beispielsweise Temperatur-, Druck-, Strömungsgeschwindigkeitssensoren und Sensoren für chemische Zusammensetzung) oder Kombinationen von diesen handeln kann, erfüllen innerhalb des Prozesssteuerungssystems bestimmte Funktionen wie beispielsweise Öffnen oder Schließen von Ventilen und Messung oder Ableitung von Prozessparametern. Eine Prozesssteuerung empfängt Signale, die von den Feldgeräten durchgeführte Prozessmessungen und/oder andere Informationen im Zusammenhang mit den Feldgeräten repräsentieren, verwendet diese Information zur Durchführung einer Steuerungsroutine und erzeugt Steuersignale, die über die Busse oder andere Kommunikationsleitungen zu den Feldgeräten übertragen werden, um den Betrieb des Prozesssteuerungssystems zu steuern.
  • Ein Prozesssteuerungssystem kann eine Mehrzahl von Feldgeräten aufweisen, die mehrere verschiedene funktionale Fähigkeiten zur Verfügung stellen und die oftmals kommunikativ mit Prozesssteuerungen mittels Zwei-Draht-Schnittstellen in einer Punkt-zu-Punkt-Verdrahtungsanordnung (beispielsweise ein mit einem Feldgerätebus kommunikativ gekoppeltes Feldgerät) oder einer Multidrop-Verdrahtungsanordnung (beispielsweise eine Mehrzahl von kommunikativ mit einem Feldgerätebus gekoppelten Feldgeräten) oder mit drahtlosen Kommunikationen gekoppelt sind. Einige Feldgeräte sind konfiguriert, mittels relativ einfacher Befehle und/oder Kommunikationen (beispielsweise eines EIN-Befehls und eines AUS-Befehls) zu arbeiten. Andere Feldgeräte sind komplexer und erfordern mehr Befehle und/oder mehr Kommunikationsinformationen, die einfache Befehle aufweisen können oder nicht. Beispielsweise können komplexere Feldgeräte analoge Werte kommunizieren, wobei dem analogen Wert beispielsweise mittels des Kommunikationsprotokolls ”Highway Addressable Remote Transducer” (”HART”) digitale Kommunikationen überlagert werden. Andere Feldgeräte können vollständig digitale Kommunikationen (beispielsweise ein FOUNDATION-Fieldbus-Kommunikationsprotokoll) verwenden.
  • In einem Prozesssteuerungssystem ist jedes Feldgerät typischerweise mit einer Prozesssteuerung über eine oder mehrere E/A-Karten und ein jeweiliges Kommunikationsmedium (beispielsweise ein zweiadriges Kabel, eine drahtlose Verbindung oder einen Lichtwellenleiter) gekoppelt. Mithin ist eine Mehrzahl von Kommunikationsmedien erforderlich, um eine Mehrzahl von Feldgeräten mit einer Prozesssteuerung zu koppeln. Die Mehrzahl der mit den Feldgeräten gekoppelten Kommunikationsmedien verläuft oftmals durch eine oder mehrere Feldverbindungskästen, wo die Mehrzahl von Kommunikationsmedien mit jeweiligen Kommunikationsmedien (beispielsweise jeweiligen Zwei-Draht-Leitern) eines Mehrleiterkabels gekoppelt ist, das verwendet wird, um die Feldgeräte kommunikativ mit der Prozesssteuerung über eine oder mehrere E/A-Karten zu koppeln.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Beschrieben werden eine beispielhafte Vorrichtung und ein Verfahren zum kommunikativen Koppeln von Feldgeräten an Steuerungen in einem Prozesssteuerungssystem. Nach einem Beispiel weist eine beispielhafte Vorrichtung eine erste Schnittstelle auf, konfiguriert, eine erste Information von einem Feldgerät mittels eines ersten Kommunikationsprotokolls zu empfangen. Die beispielhafte Vorrichtung weist weiterhin einen mit der ersten Schnittstelle kommunikativ gekoppelten Kommunikationsprozessor auf, konfiguriert, die erste Information zur Kommunikation über einen Bus mittels eines zweiten Kommunikationsprotokolls zu kodieren. Darüber hinaus weist die beispielhafte Vorrichtung eine zweite, kommunikativ mit dem Kommunikationsprozessor und dem Bus gekoppelte Schnittstelle auf, konfiguriert, die erste Information über den Bus mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren. Der Bus ist konfiguriert, das zweite Kommunikationsprotokoll zu verwenden, um eine dem anderen Feldgerät zugeordnete zweite Information zu kommunizieren.
  • Nach einem weiteren Beispiel beinhaltet ein beispielhaftes Verfahren das Empfangen einer ersten Information von einem Feldgerät mittels eines ersten Kommunikationsprotokolls. Die erste Information wird sodann für die Kommunikation mittels eines zweiten Kommunikationsprotokolls kodiert, das konfiguriert ist, die einem anderen Feldgerät zugeordnete zweite Information zu kommunizieren. Die erste Information wird sodann mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls über einen Bus zu einer Steuerung kommuniziert.
  • Nach noch einem weiteren Beispiel weist eine beispielhafte Vorrichtung eine Mehrzahl von Buchsen auf, die konfiguriert sind, eine Mehrzahl von Abschlussmodulen aufzunehmen. Jedes der Abschlussmodule ist konfiguriert, kommunikativ mit mindestens einem Feldgerät in einem Prozesssteuerungssystem gekoppelt zu werden.
  • Die beispielhafte Vorrichtung weist weiterhin eine Kommunikationsbusschnittstelle auf, kommunikativ mit jeder der Mehrzahl der Buchsen gekoppelt und konfiguriert, einem der Abschlussmodule zugeordnete erste Feldgeräteinformationen sowie einem zweiten der Abschlussmodule zugeordnete zweite Feldgeräteinformationen zu kommunizieren.
  • Nach einem weiteren Beispiel weist eine beispielhafte Vorrichtung einen Verbindungsdetektor auf, der konfiguriert ist, eine Verbindung zu einem Feldgerät zu erkennen. Die beispielhafte Vorrichtung weist auch einen Feldgeräteidentifizierer auf, konfiguriert, Feldgeräteidentifikationsinformationen zu bestimmen, die für die Identität des Feldgerätes repräsentativ sind. Darüber hinaus weist die beispielhafte Vorrichtung eine Anzeigeschnittstelle auf, konfiguriert, die Feldgeräteidentifikationsinformationen anzuzeigen.
  • Nach noch einem weiteren Beispiel weist eine beispielhafte Vorrichtung einen ersten Trennkreis auf, kommunikativ mit einem Abschlussmodulstromkreis gekoppelt und konfiguriert, kommunikativ mit einem Bus gekoppelt zu werden. Der Abschlussmodulstromkreis ist konfiguriert, mit einem Feldgerät zu kommunizieren, und der Bus versetzt das Abschlussmoduls in die Lage, mit einer Steuerung zu kommunizieren. Die beispielhafte Vorrichtung weist einen zweiten Trennkreis auf, kommunikativ mit dem Abschlussmodulstromkreis gekoppelt und konfiguriert, kommunikativ mit einer Stromversorgung gekoppelt zu werden, die den Abschlussmodulstromkreis mit elektrischer Energie versorgt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Prozesssteuerungssystems.
  • 1B–1D zeigen alternative Beispielimplementierungen, die verwendet werden können, um Bedienrechner, Steuerungen und E/A-Karten kommunikativ zu koppeln.
  • 2 ist ein detailliertes Diagramm des beispielhaften Bereitstellungsschranks in 1A.
  • 3 ist ein weiterer beispielhafter Bereitstellungsschrank, der verwendet werden kann, um den beispielhaften Bereitstellungsschrank in 1A zu implementieren.
  • 4 zeigt eine Draufsicht und 5 zeigt eine Seitensicht eines beispielhaften Abschlussmoduls aus 1A und 2.
  • 6 ist ein detailliertes Blockdiagramm des beispielhaften Abschlussmoduls aus 1A, 2, 4 und 5.
  • 7 ist ein detailliertes Blockdiagramm einer beispielhaften E/A-Karte aus 1A.
  • 8 ist ein detailliertes Blockdiagramm eines beispielhaften Labellers, der verwendet werden kann, um Feldgeräteidentifikationsinformationen und/oder beliebige andere Feldgeräteinformationen in Verbindung mit den Abschlussmodulen aus 1A und 2–6 anzuzeigen.
  • 9 zeigt eine Trennkreiskonfiguration, die in Verbindung mit den beispielhaften Abschlussmodulen aus 1A implementiert werden kann, um die Abschlussmodule voneinander, von Feldgeräten und von Kommunikationsbussen zu trennen.
  • 10A und 10B zeigen ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens, das verwendet werden kann, um die Abschlussmodule aus 1A und 2–6 zu implementieren, um Informationen zwischen Feldgeräten und E/A-Karten zu kommunizieren.
  • 11A und 11B zeigen ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens, das verwendet werden kann, um die E/A-Karten aus 1A zu implementieren, um Informationen zwischen den Abschlussmodulen und einem Bedienrechner zu kommunizieren.
  • 12 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens, das verwendet werden kann, um den Labeller aus 2, 3, 6 und 8 zu implementieren, um Informationen in Verbindung mit Feldgeräten abzurufen und anzuzeigen, die kommunikativ mit Abschlussmodulen gekoppelt sind.
  • 13 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Prozessorsystems, das zur Realisierung der hierin beschriebenen beispielhaften Systeme und Verfahren verwendet werden kann.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgenden Ausführungen beschreiben zwar beispielhafte Vorrichtungen und Systeme, die unter anderem Komponenten, Software und/oder Firmware aufweisen, die auf Hardware laufen, jedoch ist zu bedenken, dass diese Systeme lediglich veranschaulichenden Charakter besitzen und nicht als einschränkend zu betrachten sind. So ist es beispielsweise denkbar, dass alle diese Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten ausschließlich in Hardware, ausschließlich in Software oder in jeder Kombination aus Hardware und Software ausgeführt werden könnten. Während die folgenden Darstellungen mithin beispielhafte Vorrichtungen und Systeme beschreiben, erkennt der technisch Versierte sofort, dass die aufgeführten Beispiele nicht die einzige Art und Weise für die Realisierung derartiger Vorrichtungen und Systeme darstellen.
  • Ein beispielhaftes Prozesssteuerungssystem weist einen Steuerraum (beispielsweise einen Steuerraum 108 aus 1A), einen Prozesssteuerungsbereich (beispielsweise einen Prozesssteuerungsbereich 110 aus 1A), einen Abschlussbereich (beispielsweise einen Abschlussbereich 140 aus 1A) und einen oder mehrere Prozessbereiche (beispielsweise die Prozessbereiche 114 und 118 aus 1A) auf.
  • Ein Prozesssteuerungsbereich weist eine Mehrzahl von Feldgeräten auf, die Operationen ausführen (beispielsweise Ventile steuern, Motoren steuern, Kessel steuern, Parameter überwachen, messen etc.), die mit der Ausführung eines bestimmten Prozesses (beispielsweise eines chemischen Prozesses, eines Petroleumprozesses, eines pharmazeutischen Prozesses, eines Zellstoff- und Papierprozesses etc.) verbunden sind. Einige Prozessbereiche sind aufgrund widriger Umgebungsbedingungen (beispielsweise relativ hoher Temperaturen, in der Luft enthaltener Toxine, unsicherer Strahlungsniveaus etc.) für Menschen nicht zugänglich. Der Steuerraum weist typischerweise einen oder mehrere Bedienrechner in einer Umgebung auf, die für Menschen sicher zugänglich ist. Die Bedienrechner weisen Benutzeranwendungen auf, auf die Benutzer (beispielsweise Ingenieure, Bediener etc.) zugreifen können, um Operationen des Prozesssteuerungssystems beispielsweise durch Ändern von variablen Werten, Prozesssteuerungsfunktionen etc. zu steuern. Der Prozesssteuerungsbereich weist eine oder mehrere Steuerungen auf, die kommunikativ mit dem/den Bedienrechner(n) im Steuerraum gekoppelt sind. Die Steuerungen automatisieren die Steuerung der Feldgeräte im Prozessbereich durch Ausführen von über den Bedienrechner implementierten Prozesssteuerungsstrategien. Eine beispielhafte Prozessstrategie umfasst das Messen eines Drucks mittels eines Drucksensor-Feldgeräts und das automatische Senden eines Befehls zu einem Ventilsteller, um ein Durchflussventil auf der Grundlage der Druckmessung zu öffnen oder zu schließen. Der Abschlussbereich weist einen Bereitstellungsschrank auf, der die Steuerungen in die Lage versetzt, mit den Feldgeräten im Prozessbereich zu kommunizieren. Insbesondere weist der Bereitstellungsschrank eine Mehrzahl von Abschlussmodulen auf, die verwendet werden, um Signale von den Feldgeräten zu einer oder mehreren, mit den Steuerungen kommunikativ gekoppelten E/A-Karten bereitzustellen, zu organisieren oder zu leiten. Die E/A-Karten übersetzen von den Feldgeräten empfangene Informationen in ein mit den Steuerungen kompatibles Format und übersetzen Informationen von den Steuerungen in ein mit den Feldgeräten kompatibles Format.
  • Bekannte Techniken, die verwendet werden, um Feldgeräte innerhalb eines Prozesssteuerungssystems kommunikativ mit Steuerungen zu koppeln, beinhalten die Verwendung eines separaten Busses (beispielsweise eines Drahtes, eines Kabels oder eines Stromkreises) zwischen jedem Feldgerät und einer jeweiligen, mit einer Steuerung (beispielsweise einer Prozesssteuerung, einer speicherprogrammierbaren Steuerung etc.) kommunikativ gekoppelten E/A-Karte. Eine E/A-Karte ermöglicht ein kommunikatives Koppeln einer Steuerung mit einer Mehrzahl von Feldgeräten, die verschiedenen Datentypen oder Signaltypen (beispielsweise Daten vom Typ ”analoge Eingabe” (AE), Daten vom Typ ”analoge Ausgabe” (AA), Daten vom Typ ”diskrete Eingabe” (DE), Daten vom Typ ”diskrete Ausgabe” (DA), Daten vom Typ ”digitale Eingabe” und Daten vom Typ ”digitale Ausgabe) und verschiedenen Feldgerätekommunikationsprotokollen zugeordnet sind, indem zwischen der Steuerung und den Feldgeräten kommunizierte Informationen übersetzt oder konvertiert werden. Beispielsweise kann eine E/A-Karte mit einer oder mehreren Feldgeräteschnittstellen versehen sein, die konfiguriert sind, Informationen mit einem Feldgerät mittels des diesem Feldgerät zugeordneten Feldgerätekommunikationsprotokolls auszutauschen. Verschiedene Feldgeräteschnittstellen kommunizieren über verschiedene Kanaltypen (beispielsweise Kanäle vom Typ ”analoge Eingabe” (AE), Kanäle vom Typ ”analoge Ausgabe” (AA), Kanäle vom Typ ”diskrete Eingabe” (DE), Kanäle vom Typ ”diskrete Ausgabe” (DA), Kanäle vom Typ digitale Eingabe und Kanäle vom Typ digitale Ausgabe). Darüber hinaus kann die E/A-Karte von dem Feldgerät empfangene Informationen (beispielsweise Spannungsniveaus) in Informationen (beispielsweise Druckmessungswerte) konvertieren, die die Steuerung verwenden kann, um Operationen in Verbindung mit dem Steuern des Feldgeräts auszuführen. Die bekannten Techniken erfordern ein Bündel von Drähten oder Bussen (beispielsweise ein mehradriges Kabel), um eine Mehrzahl von Feldgeräten kommunikativ mit E/A-Karten zu koppeln. Anders als bekannte Techniken, die einen separaten Bus verwenden, um jedes Feldgerät kommunikativ mit E/A-Karten zu koppeln, können die hierin beschriebenen beispielhaften Vorrichtungen und Methoden verwendet werden, um Feldgeräte kommunikativ mit einer E/A-Karte zu koppeln, indem eine Mehrzahl von Feldgeräten an einem Abschlussfeld (beispielsweise einem Bereitstellungsschrank) abgeschlossen werden und indem ein Bus (beispielsweise ein leitfähiges Kommunikationsmedium, ein optisches Kommunikationsmedium, ein drahtloses Kommunikationsmedium) verwendet wird, der kommunikativ zwischen dem Abschlussfeld und der E/A-Karte gekoppelt ist, um die Feldgeräte kommunikativ mit der E/A-Karte zu koppeln.
  • Die hierin beschriebenen beispielhaften Vorrichtungen und Verfahren beinhalten die Verwendung eines beispielhaften universellen E/A-Busses (beispielsweise eines gemeinsamen oder gemeinsam genutzten Kommunikationsbusses), der ein oder mehrere Abschlussmodule kommunikativ mit einer oder mehreren E/A-Karten koppelt, die kommunikativ mit einer Steuerung gekoppelt sind. Jedes Abschlussmodul ist kommunikativ mit einem oder mehreren jeweiligen Feldgeräten mittels eines jeweiligen Feldgerätebusses (beispielsweise eines analogen Busses oder eines digitalen Busses) gekoppelt. Die Abschlussmodule sind konfiguriert, Feldgeräteinformationen von den Feldgeräten über die Feldgerätebusse zu empfangen und die Feldgeräteinformationen an die E/A-Karten über den universellen E/A-Bus beispielsweise durch Paketieren der Feldgeräteinformationen und Kommunizieren der paketierten Informationen an die E/A-Karten über den universellen E/A-Bus zu kommunizieren. Die Feldgeräteinformationen können beispielsweise Feldgeräteidentifikationsinformationen (beispielsweise Geräte-Tags, elektronische Seriennummern etc.), Feldgerätestatusinformationen (beispielsweise Kommunikationsstatus, Gesundheitsdiagnoseinformationen (offener Kreis, Kurzschluss etc.), Feldgeräteaktivitätsinformationen (beispielsweise Prozessvariablen-(PV-)Werte), Feldgerätebeschreibungsinformationen (beispielsweise Feldgerätetyp oder -funktion wie beispielsweise Ventilsteller, Temperaturfühler, Drucksensor, Durchflusssensor etc.), Feldgeräteanschlusskonfigurationsinformationen (beispielsweise Multidrop-Busverbindung, Punkt-zu-Punkt-Verbindung etc.), Feldgerätebus- oder Segmentidentifikationsinformationen (beispielsweise Feldgerätebus oder Feldgerätesegment, über den bzw. das das Feldgerät kommunikativ mit dem Abschlussmodul gekoppelt ist) und/oder Feldgeräte-Datentypinformationen (beispielsweise einen für den von einem bestimmten Feldgerät verwendeten Datentyp repräsentativen Datentypdeskriptor) aufweisen. Die E/A-Karte(n) kann/können die über den universellen E/A-Bus empfangenen Feldgeräteinformationen extrahieren und die Feldgeräteinformationen an die Steuerung kommunizieren, die sodann einige oder sämtliche Informationen an ein oder mehrere Bedienrechnerterminals zur darauf folgenden Analyse kommunizieren kann.
  • Um Feldgeräteinformationen (beispielsweise Befehle, Anweisungen, Anfragen, Schwellenaktivitätswerte (beispielsweise Schwellen-PV-Werte) etc.) von Bedienrechner-Terminals an Feldgeräte zu kommunizieren, können E/A-Karten die Feldgeräteinformationen paketieren und die paketierten Feldgeräteinformationen einer Mehrzahl von Abschlussmodulen kommunizieren. Jedes der Abschlussmodule kann sodann jeweilige Feldgeräteinformationen aus den von einer jeweiligen E/A-Karte empfangenen paketierten Kommunikationen extrahieren oder entpaketieren und die Feldgeräteinformationen an ein jeweiliges Feldgerät kommunizieren.
  • In den hierin beschriebenen illustrierten Beispielen ist ein Abschlussfeld (beispielsweise ein Bereitstellungsschrank) konfiguriert, eine Mehrzahl von Abschlussmodulen zu empfangen (beispielsweise zu verbinden), von denen jedes kommunikativ mit einem anderen Feldgerät gekoppelt ist. Um an dem Abschlussfeld anzuzeigen, welche Abschlussmodule mit welchen Feldgeräten verbunden sind, ist jedes Abschlussmodul mit einem Abschluss-Labeller (oder einem Tagging-System) versehen. Ein Abschluss-Labeller weist eine elektronische Anzeige (beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD)) und Komponenten auf, um zu bestimmen, welches Feldgerät oder welche Feldgeräte mit dem Abschlussmodul entsprechend dem Abschluss-Labeller verbunden ist/sind. In einigen beispielhaften Implementierungen sind statt der Abschlussmodule Anzeigen auf dem Abschlussfeld montiert. Jede der Anzeigen ist in Verbindung mit einer jeweiligen Abschlussmodulbuchse montiert. Auf diese Weise verbleibt, wenn ein Abschlussmodul von dem Abschlussfeld entfernt wird, eine entsprechende Anzeige zur Verwendung durch ein anschließend verbundenes Abschlussmodul auf dem Abschlussfeld.
  • Wie in 1A dargestellt, weist ein beispielhaftes Steuerungssystem 100 einen Bedienrechner 102 auf, der kommunikativ mit einer Steuerung 104 über einen Bus oder ein lokales Netzwerk (LAN) 106 gekoppelt ist, das allgemein als Anwendungssteuerungsnetzwerk (ACN) bezeichnet wird. Das LAN 106 kann mit jedem gewünschten Kommunikationsmedium und -protokoll realisiert werden. Beispielsweise kann das LAN 106 auf einem festverdrahteten oder drahtlosen Ethernet-Kommunikationsprotokoll basieren. Es könnte jedoch jedes andere geeignete drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsmedium und -protokoll verwendet werden. Der Bedienrechner 102 kann konfiguriert werden, Operationen in Verbindung mit einer oder mehreren Informationstechnologieanwendungen, benutzerinteraktiven Anwendungen und/oder Kommunikationsanwendungen durchzuführen. So kann beispielsweise der Bedienrechner 102 so konfiguriert werden, dass er Operationen in Verbindung mit prozesssteuerungsbezogenen Anwendungen und Kommunikationsanwendungen durchführt, die den Bedienrechner 102 und die Steuerung 104 in die Lage versetzen, mit anderen Geräten oder Systemen über alle gewünschten Kommunikationsmedien (beispielsweise drahtlos, festverdrahtet etc.) und -protokolle (beispielsweise HTTP, SOAP etc.) zu kommunizieren. Die Steuerung 104 kann konfiguriert werden, eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutinen oder -funktionen auszuführen, die von einem Systemingenieur oder einem anderen Systembediener beispielsweise mittels des Bedienrechners 102 oder jedes anderen Bedienrechners erzeugt wurden und die in die Steuerung 104 heruntergeladen und in dieser instantisiert wurden. In dem dargestellten Beispiel befindet sich der Bedienrechner 102 in einem Steuerraum 108 und die Steuerung 104 befindet sich in einem Prozesssteuerungsbereich 110 getrennt vom Steuerraum 108.
  • In dem dargestellten Beispiel weist das beispielhafte Prozesssteuerungssystem 100 die Feldgeräte 112a–c in einem ersten Prozessbereich 114 und die Feldgeräte 116a–c in einem zweiten Prozesssteuerungsbereich 118 auf. Um Informationen zwischen der Steuerung 104 und den Feldgeräten 112a–c and 116a–c zu kommunizieren, ist das beispielhafte Prozesssteuerungssystem 100 mit den Feldanschlussdosen (FJB) 120a–b und einem Bereitstellungsschrank 122 versehen. Jede der Feldanschlussdosen 120a–b leitet Signale von jeweils einem der Feldgeräte 112a–c und 116a–c zum Bereitstellungsschrank 122. Der Bereitstellungsschrank 122 stellt seinerseits von den Feldgeräten 112a–c und 116a–c empfangene Informationen bereit (beispielsweise organisiert, gruppiert etc. er diese Informationen) und leitet die Feldgeräteinformationen an jeweilige E/A-Karten (beispielsweise die E/A-Karten 132a–b und 134a–b) der Steuerung 104. In dem dargestellten Beispiel sind die Kommunikationen zwischen der Steuerung 104 und den Feldgeräten 112a–c und 116a–c bidirektional, sodass der Bereitstellungsschrank 122 auch verwendet wird, um von den E/A-Karten der Steuerung 104 empfangene Informationen an jeweils eines der Feldgeräte 112a–c und 116a–c über die Feldanschlussdosen 120a–b zu leiten.
  • In dem dargestellten Beispiel sind die Feldgeräte 112a–c kommunikativ mit der Feldanschlussdose 120a gekoppelt und die Feldgeräte 116a–c sind kommunikativ mit der Feldanschlussdose 120b über elektrisch leitende, drahtlose und/oder optische Kommunikationsmedien gekoppelt. Beispielsweise können die Feldanschlussdosen 120a–b mit einem oder mehreren elektrischen, drahtlosen und/oder optischen Daten-Transceivern versehen werden, um mit elektrischen, drahtlosen und/oder optischen Transceivern der Feldgeräte 112a–c und 116a–c zu kommunizieren. In dem dargestellten Beispiel ist die Feldanschlussdose 120b kommunikativ drahtlos mit dem Feldgerät 116c gekoppelt. In einer alternativen Implementierung kann der Bereitstellungsschrank 122 entfallen und Signale von den Feldgeräten 112a–c und 116a–c können von den Feldanschlussdosen 120a–b direkt zu den E/A-Karten der Steuerung geleitet werden. In noch einer weiteren Implementierung können die Feldanschlussdosen 120a–b entfallen und die Feldgeräte 112a–c und 116a–c können direkt mit dem Bereitstellungsschrank 122 verbunden werden.
  • Bei den Feldgeräten 112a–c und 116a–c kann es sich um Feldbusgeeignete Ventile, Stellglieder, Sensoren etc. handeln. In diesem Fall kommunizieren die Feldgeräte 112a–c und 116a–c mittels des bestens bekannten Feldbus-Protokolls über einen digitalen Datenbus. Statt dessen können selbstverständlich jedoch auch andere Arten von Feldgeräten und Kommunikationsprotokollen verwendet werden. So könnte es sich beispielsweise bei den Feldgeräten 112a–c statt dessen um Profibus-, HART- oder AS-i-geeignete Geräte handeln, die mittels der bestens bekannten Profibus- und HART-Kommunikationsprotokolle über den Datenbus kommunizieren. In einigen beispielhaften Implementierungen können die Feldgeräte 112a–c und 116a–c Informationen mittels analoger Kommunikationen oder diskreter Kommunikationen statt digitaler Kommunikationen kommunizieren. Darüber hinaus können die Kommunikationsprotokolle verwendet werden, um verschiedenen Datentypen zugeordnete Informationen zu kommunizieren.
  • Jedes der Feldgeräte 112a–c und 116a–c ist konfiguriert, Feldgeräteidentifikationsinformationen zu speichern. Die Feldgeräteidentifikationsinformationen können ein Wert eines Physisches-Geräte-Tags (PDT), ein Geräte-Tag-Name, eine elektronische Seriennummer etc. sein, die jedes der Feldgeräte 112a–c und 116a–c eindeutig identifizieren. In dem in 1A dargestellten Beispiel speichern die Feldgeräte 112a–c Feldgeräteidentifikationsinformationen in Form der Physisches-Geräte-Tag-Werte PDT0–PDT2 und die Feldgeräte 116a–c speichern Feldgeräteidentifikationsinformationen in Form der Physisches-Geräte-Tag-Werte PDT3–PDT5. Die Feldgeräteidentifikationsinformation kann in den Feldgeräten 112a–c und 116a–c von einem Feldgerätehersteller und/oder von einem an der Installation der Feldgeräte 112a–c und 116a–c beteiligten Bediener oder Ingenieur gespeichert oder programmiert werden.
  • Um den Feldgeräten 112a–c und 116a–c zugeordnete Informationen im Bereitstellungsschrank 122 zu lenken, ist der Bereitstellungsschrank 122 mit einer Mehrzahl von Abschlussmodulen 124a–c und 126a–c versehen. Die Abschlussmodule 124a–c sind konfiguriert, den Feldgeräten 112a–c in einem ersten Prozessbereich 114 zugeordnete Informationen bereitzustellen, und die Abschlussmodule 126a–c sind konfiguriert, den Feldgeräten 116a–c in einem zweiten Prozessbereich 118 zugeordnete Informationen bereitzustellen. Wie dargestellt, sind die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c kommunikativ mit den Feldanschlussdosen 120a–b über jeweilige Mehrleiterkabel 128a und 128b (beispielsweise ein Mehr-Bus-Kabel) gekoppelt. In einer alternativen beispielhaften Implementierung, in der der Bereitstellungsschrank 122 entfallen ist, können die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c in jeweils einem der Feldanschlussdosen 120a–b installiert werden.
  • Das in 1A dargestellte Beispiel zeigt eine Punkt-zu-Punkt-Konfiguration, bei der jeder Leiter oder jedes Leiterpaar (beispielsweise Bus, Twisted-Pair-Kommunikationsmedium, Zwei-Draht-Kommunikationsmedium etc.) in den Mehrleiter-Kabeln 128a–b Informationen kommuniziert, die eindeutig jeweils einem der Feldgeräte 112a–c und 116a–c zugeordnet sind. Beispielsweise weist das Mehrleiter-Kabel 128a einen ersten Leiter 130a, einen zweiten Leiter 130b und einen dritten Leiter 130c auf. Spezifisch wird der erste Leiter 130a verwendet, um einen ersten Datenbus zu bilden, der konfiguriert ist, Informationen zwischen dem Abschlussmodul 124a und dem Feldgerät 112a zu kommunizieren, und der zweite Leiter 130b wird verwendet, um einen zweiten Datenbus zu bilden, der konfiguriert ist, Informationen zwischen dem Abschlussmodul 124b und dem Feldgerät 112b zu kommunizieren, und der dritte Leiter 130c wird verwendet, um einen dritten Datenbus zu bilden, der konfiguriert ist, Informationen zwischen dem Abschlussmodul 124c und dem Feldgerät 112c zu kommunizieren. In einer alternativen, eine Multidrop-Verdrahtungskonfiguration verwendenden Implementierung kann jedes der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c kommunikativ mit einem oder mehreren Feldgeräten gekoppelt werden. So kann beispielsweise in einer Multidrop-Konfiguration das Abschlussmodul 124a über den ersten Leiter 130a kommunikativ mit dem Feldgerät 112a und mit einem anderen (nicht dargestellten) Feldgerät gekoppelt werden. In einigen beispielhaften Implementierungen kann ein Abschlussmodul konfiguriert werden, drahtlos mit einer Mehrzahl von Feldgeräten mittels eines drahtlosen Mesh-Netzwerks zu kommunizieren.
  • Jedes der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c kann konfiguriert werden, unter Verwendung eines verschiedenen Datentyps mit jeweils einem der Feldgeräte 112a–c und 116a–c zu kommunizieren. Beispielsweise kann das Abschlussmodul 124a eine digitale Feldgeräteschnittstelle aufweisen, um mit dem Feldgerät 112a mittels digitaler Daten zu kommunizieren, während das Abschlussmodul 124b eine analoge Feldgeräteschnittstelle aufweist, um mit dem Feldgerät 112b mittels analoger Daten zu kommunizieren.
  • Um E/A-Kommunikationen zwischen der Steuerung 104 (und/oder dem Bedienrechneer 102) und den Feldgeräten 112a–c und 116a–c zu steuern, ist die Steuerung 104 mit der Mehrzahl von E/A-Karten 132a–b und 134a–b versehen. In dem dargestellten Beispiel sind die E/A-Karten 132a–b konfiguriert, E/A-Kommunikationen zwischen der Steuerung 104 (und/oder dem Bedienrechner 102) und den Feldgeräten 112a–c in dem ersten Prozessbereich 114 zu steuern, und die E/A-Karten 134a–b sind konfiguriert, E/A-Kommunikationen zwischen der Steuerung 104 (und/oder dem Bedienrechner 102) und den Feldgeräten 116a–c in dem zweiten Prozessbereich 118 zu steuern.
  • In dem in 1A dargestellten Beispiel sind die E/A-Karten 132a–b und 134a–b in der Steuerung 104 angeordnet. Um Informationen von den Feldgeräten 112a–c und 116a–c zu dem Bedienrechner 102 zu kommunizieren, kommunizieren die E/A-Karten 132a–b und 134a–b die Informationen an die Steuerung 104 und die Steuerung 104 kommuniziert die Informationen an den Bedienrechner 102. Gleichermaßen kommuniziert der Bedienrechner 102, um Informationen von dem Bedienrechner 102 an die Feldgeräte 112a–c und 116a–c zu kommunizieren, die Informationen an die Steuerung 104, die Steuerung 104 kommuniziert die Informationen sodann an die E/A-Karten 132a–b und 134a–b und die E/A-Karten 132a–b und 134a–b kommunizieren die Informationen an die Feldgeräte 112a–c und 116a–c über die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c. In einer alternativen beispielhaften Implementierung können die E/A-Karten 132a–b und 134a–b kommunikativ mit dem in der Steuerung 104 enthaltenen LAN 106 gekoppelt sein, sodass die E/A-Karten 132a–b und 134a–b direkt mit dem Bedienrechner 102 und/oder der Steuerung 104 kommunizieren können.
  • Um fehlertolerante Operationen zur Verfügung zustellen, falls eine der E/A-Karten 132a und 134a ausfällt, sind die E/A-Karten 132b und 134b als redundante E/A-Karten konfiguriert. Wenn die E/A-Karte 132a mithin ausfällt, übernimmt die redundante E/A-Karte 132b die Steuerung und führt dieselben Operationen aus, die die E/A-Karte 132 ansonsten durchführen würde. Gleichermaßen übernimmt die redundante E/A-Karte 134b die Steuerung, wenn die E/A-Karte 134a ausfällt.
  • Um Kommunikationen zwischen den Abschlussmodulen 124a–c und den E/A-Karten 132a–b und zwischen den Abschlussmodulen 126a–c und den E/A-Karten 134a–b zu ermöglichen, sind die Abschlussmodule 124a–c kommunikativ mit den E/A-Karten 132a–b über einen ersten universellen E/A-Bus 136a gekoppelt und die Abschlussmodule 126a–c sind kommunikativ mit den E/A-Karten 134a–b über einen zweiten universellen E/A-Bus 136b gekoppelt. Im Gegensatz zu den Mehrleiter-Kabeln 128a und 128b, die separate Leiter oder Kommunikationsmedien für jedes eine der Feldgeräte 112a–c und 116a–c verwenden, ist jeder der universellen E/A-Busse 136a–b konfiguriert, einer Mehrzahl von Feldgeräten (beispielsweise den Feldgeräten 112a–c und 116a–c) zugeordnete Informationen mittels desselben Kommunikationsmediums zu kommunizieren. Beispielsweise kann das Kommunikationsmedium ein serieller Bus, ein Zwei-Draht-Kommunikationsmedium (beispielsweise Twisted Pair), ein Lichtwellenleiter, ein paralleler Bus etc. sein, über die zwei oder mehr Feldgeräten zugeordnete Informationen beispielsweise mittels paketbasierter Kommunikationstechniken, Multiplexing-Kommunikationstechniken etc. kommuniziert werden können.
  • In einer beispielhaften Implementierung sind die universellen E/A-Busse 136a–b mittels des seriellen RS-485-Kommunikationsstandards implementiert. Der serielle RS-485-Kommunikationsstandard kann konfiguriert werden, weniger Kommunikationssteuerungs-Overhead (beispielsweise weniger Header-Informationen) als andere bekannte Kommunikationsstandards (wie beispielsweise Ethernet) zu verwenden. In anderen beispielhaften Implementierungen können die universellen E/A-Busse 136a–b mittels jedes anderen geeigneten Kommunikationsstandards einschließlich Ethernet, universeller serieller Bus (USB), IEEE 1394, etc. implementiert werden. Zusätzlich können, obwohl die universellen E/A-Busse 136a–b vorstehend als verdrahtete Kommunikationsmedien beschrieben sind, in einer weiteren beispielhaften Implementierung einer oder beide der universellen E/A-Busse 136a–b mittels eines drahtlosen Kommunikationsmediums (beispielsweise Wireless Ethernet, IEEE-802.11, Wi-Fi®, Bluetooth® etc.) implementiert werden.
  • Die universellen E/A-Busse 136a und 136b werden verwendet, um Informationen auf im wesentlichen dieselbe Art und Weise zu kommunizieren. In dem dargestellten Beispiel ist der E/A-Bus 136a konfiguriert, Informationen zwischen den E/A-Karten 132a–b und den Abschlussmodulen 124a–c zu kommunizieren. Die E/A-Karten 132a–b und die Abschlussmodule 124a–c verwenden ein Adressierungsschema, um die E/A-Karten 132a–b in die Lage zu versetzen zu erkennen, welche Information welchem einen der Abschlussmodule 124a–c entspricht, und um jedes der Abschlussmodule 124a–c in die Lage zu versetzen festzustellen, welche Information welchem der Feldgeräte 112a–c entspricht. Wenn ein Abschlussmodul (beispielsweise eines der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c) mit einer der E/A-Karten 132a–b und 134a–b verbunden wird, erhält diese E/A-Karte automatisch eine Adresse des Abschlussmoduls (beispielsweise von dem Abschlussmodul), um Informationen mit dem Abschlussmodul auszutauschen. Auf diese Weise können die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c kommunikativ irgendwo auf den jeweiligen Bussen 136a–b gekoppelt werden, ohne dass den E/A-Karten 132a–b und 134a–b manuell Abschlussmoduladressen übergeben werden müssen und ohne dass jedes der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c einzeln mit den E/A-Karten 132a–b und 134a–b verdrahtet werden muss.
  • Durch Verwendung der universellen E/A-Busse 136a–b wird die Anzahl der für die Kommunikation von Informationen zwischen dem Bereitstellungsschrank 122 und der Steuerung 104 erforderlichen Kommunikationsmedien (beispielsweise Drähte) im Vergleich zu bekannten Konfigurationen, die ein separates Kommunikationsmedium für jedes Abschlussmodul erfordern, um mit einer Steuerung zu kommunizieren, erheblich reduziert. Die Reduzierung der Anzahl von für die kommunikative Kopplung des Bereitstellungsschranks 122 mit der Steuerung 104 erforderlichen Kommunikationsmedien (d. h. Reduzierung der Anzahl von Kommunikationsbussen oder Kommunikationsdrähten) reduziert Engineering-Kosten, die für die Konstruktion und die Erzeugung von Zeichnungen für die Installation der Verbindungen zwischen der Steuerung 104 und den Feldgeräten 112a–c und 116a–c erforderlich sind. Darüber hinaus reduziert die Reduzierung der Anzahl von Kommunikationsmedien ihrerseits die Installationskosten und Wartungskosten. Beispielsweise ersetzt einer der E/A-Busse 136a–b eine Mehrzahl von in bekannten Systemen verwendeten Kommunikationsmedien zum kommunikativen Koppeln von Feldgeräten mit einer Steuerung. Statt eine Mehrzahl von Kommunikationsmedien zum kommunikativen Koppeln der Feldgeräte 112a–c und 116a–c mit den E/A-Karten 132a–b und 134a–b zu unterhalten, erfordert somit das in 1A dargestellte Beispiel erheblich weniger Wartung durch Verwendung der E/A-Busse 136a–b.
  • Zusätzlich führt die Reduzierung der Anzahl der für die kommunikative Kopplung des Bereitstellungsschranks 122 mit den E/A-Karten 132a–b und 134a–b erforderlichen Kommunikationsmedien zu mehr verfügbarem Platz für mehr Abschlussmodule (beispielsweise die Abschlussmodule 124a–b und 124a–c), wodurch die E/A-Dichte des Bereitstellungsschranks 122 im Vergleich zu bekannten Systemen erhöht wird. In dem in 1A dargestellten Beispiel kann der Bereitstellungsschrank 122 eine Anzahl von Abschlussmodulen enthalten, die andernfalls in einer bekannten Systemimplementierung mehr Bereitstellungsschränke (beispielsweise drei Bereitstellungsschränke) erfordern würden.
  • Durch Bereitstellung der Abschlussmodule 124a–c und der Abschlussmodule 126a–c, die konfiguriert werden können, verschiedene Datentypschnittstellen (beispielsweise verschiedene Kanaltypen) zu verwenden, um mit den Feldgeräten 112a–c und 116a–c zu kommunizieren, und die konfiguriert sind, die jeweiligen gemeinsamen E/A-Busse 136a und 136b zu verwenden, um mit den E/A-Karten 132a–b und 134a–b zu kommunizieren, ermöglicht das in 1A dargestellte Beispiel das Leiten von verschiedenen Feldgerätedatentypen (beispielsweise den von den Feldgeräten 112a–c und 116a–c verwendeten Datentypen) zugeordneten Daten an die E/A-Karten 132a–b und 134a–b, ohne dass es erforderlich ist, eine Mehrzahl von verschiedenen Feldgeräteschnittstellentypen auf den E/A-Karten 132a–b und 134a–b zu implementieren. Daher kann eine einen Schnittstellentyp (beispielsweise einen E/A-Bus-Schnittstellentyp für die Kommunikation über den E/A-Bus 136a und/oder den E/A-Bus 136b) aufweisende E/A-Karte mit einer Mehrzahl von verschiedene Feldgeräteschnittstellentypen aufweisenden Feldgeräten kommunizieren.
  • Die Verwendung des E/A-Busses 136a und/oder des E/A-Busses 136b zum Austausch von Informationen zwischen der Steuerung 104 und den Abschlussmodulen 124a–c und 126a–c ermöglicht die Definition des Verbindungsverlaufs zwischen Feldgerät und E/A-Karte zu einem späten Zeitpunkt eines Konstruktions- oder Installationsprozesses. Beispielsweise können die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c an verschiedenen Orten innerhalb des Bereitstellungsschranks 122 angeordnet werden, während der Zugang zu jeweils einem der E/A-Busse 136a und 136b gewahrt bleibt.
  • In dem dargestellten Beispiel erleichtern der Bereitstellungsschrank 122, die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c, die E/A-Karten 132a–b und 134a–b und die Steuerung 104 ein Migrieren bestehender Prozesssteuerungssysteminstallationen auf eine Konfiguration, die dem beispielhaften Prozesssteuerungssystem 100 in 1A im wesentlichen ähnlich ist. Beispielsweise können, da die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c konfiguriert werden können, jeden geeigneten Feldgeräteschnittstellentyp zu beinhalten, die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c konfiguriert werden, kommunikativ mit bestehenden Feldgeräten gekoppelt zu werden, die bereits in einem Prozesssteuerungssystem installiert sind. Gleichermaßen kann die Steuerung 104 konfiguriert werden, eine bekannte LAN-Schnittstelle aufzuweisen, um über ein LAN mit einem bereits installierten Bedienrechner zu kommunizieren. In einigen beispielhaften Implementierungen können die E/A-Karten 132a–b und 134a–b in bekannten Steuerungen installiert oder mit bekannten Steuerungen kommunikativ gekoppelt sein, sodass bereits in einem Prozesssteuerungssystem installierte Steuerungen nicht ersetzt zu werden brauchen.
  • In dem dargestellten Beispiel weist die E/A-Karte 132a eine Datenstruktur 133 auf und die E/A-Karte 134a weist eine Datenstruktur 135 auf. Die Datenstruktur 133 speichert die Feldgeräteidentifikationsnummern (beispielsweise Feldgeräteidentifikationsinformationen), die Feldgeräten (beispielsweise den Feldgeräten 112a–c) entsprechen, die beauftragt sind, mit der E/A-Karte 132a über den universellen E/A-Bus 136a zu kommunizieren. Die Abschlussmodule 124a–c können die in der Datenstruktur 133 gespeicherten Feldgeräteidentifikationsnummern verwenden, um zu bestimmen, ob ein Feldgerät falsch mit einem der Abschlussmodule 124a–c verbunden ist. Die Datenstruktur 135 speichert die Feldgeräteidentifikationsnummern (beispielsweise Feldgeräteidentifikationsinformationen), die Feldgeräten (beispielsweise den Feldgeräten 116a–c) entsprechen, die beauftragt sind, mit der E/A-Karte 134a über den universellen E/A-Bus 136b zu kommunizieren. Die Datenstrukturen 133 und 135 können von Ingenieuren, Bedienern und/oder Anwendern über den Bedienrechner 102 während einer Konfigurierungszeit oder während des Betriebs des beispielhaften Prozesssteuerungssystems 100 populiert werden. Obwohl nicht dargestellt, speichert die redundante E/A-Karte 132b eine mit der Datenstruktur 133 identische Datenstruktur und die redundante E/A-Karte 134b speichert eine mit der Datenstruktur 135 identische Datenstruktur. Zusätzlich oder alternativ können die Datenstrukturen 133 und 135 in dem Bedienrechner 102 gespeichert werden.
  • In dem dargestellten Beispiel ist der Bereitstellungsschrank 122 in einem von dem Prozesssteuerungsbereich 110 getrennten Abschlussbereich 140 angeordnet dargestellt. Durch Verwendung der E/A-Busse 136a–b anstatt wesentlich mehr Kommunikationsmedien (beispielsweise einer Mehrzahl von Kommunikationsbussen, von denen jeder eindeutig einem der Feldgeräte 112a–c und 116a–c zugeordnet ist), um die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c mit der Steuerung 104 zu koppeln, wird es erleichtert, die Steuerung 104 relativ weiter als in bekannten Konfigurationen von dem Bereitstellungsschrank 122 entfernt anzuordnen, ohne die Zuverlässigkeit der Kommunikationen wesentlich zu vermindern. In einigen beispielhaften Implementierungen können der Prozesssteuerungsbereich 110 und der Abschlussbereich 140 kombiniert werden, sodass der Bereitstellungsschrank 122 und die Steuerung 104 im selben Bereich angeordnet sind. Auf jeden Fall ermöglicht die Anordnung des Bereitstellungsschranks 122 und der Steuerung 104 in von den Prozessbereichen 114 und 118 getrennten Bereichen die Isolierung der E/A-Karten 132a–b und 134a–b, der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c und der universellen E/A-Busse 136a–b von widrigen Umgebungsbedingungen (beispielsweise Wärme, Feuchtigkeit, elektromagnetisches Rauschen etc.), die mit den Prozessbereichen 114 und 118 verbunden sein können. Auf diese Weise können die Kosten und Komplexität der Konstruktion und Herstellung der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c und der E/A-Karten 132a–b und 134a–b im Vergleich zu den Kosten der Herstellung von Kommunikations- und Steuerungskreisen für die Feldgeräte 112a–c und 116a–c erheblich gesenkt werden, da die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c und die E/A-Karten 132a–b und 134a–b keine Betriebsspezifikationsmerkmale (beispielsweise Abschirmung, robustere Schaltkreise, komplexere Fehlerprüfung etc.) erfordern, die erforderlich sind, um einen zuverlässigen Betrieb (beispielsweise zuverlässige Datenkommunikationen) zu gewährleisten, wie sie ansonsten unter den Umgebungsbedingungen der Prozessbereiche 114 und 118 arbeiten müssten.
  • 1B–1D zeigen alternative Beispielimplementierungen, die verwendet werden können, um Bedienrechner, Steuerungen und E/A-Karten kommunikativ zu koppeln. Beispielsweise ist in dem in 1B dargestellten Beispiel eine Steuerung 152 (die im wesentlichen dieselben Funktionen wie die Steuerung 104 in 1A ausführt) über einen Backplane-Kommunikationsbus 158 kommunikativ mit den E/A-Karten 154a–b und 156a–b gekoppelt. Die E/A-Karten 154a–b und 156a–b führen im wesentlichen dieselbe Funktionalität wie die E/A-Karten 132a–b und 134a–b in 1A aus und sind konfiguriert, kommunikativ mit den universellen E/A-Bussen 136a–b gekoppelt zu werden, um mit den Abschlussmodulen 124a–c und 126a–c Informationen auszutauschen. Um mit dem Bedienrechneer 102 zu kommunizieren, ist die Steuerung 152 kommunikativ mit dem Bedienrechner 102 über das LAN 106 gekoppelt.
  • In einem weiteren in 1C dargestellten Beispiel ist eine Steuerung 162 (die im wesentlichen dieselben Funktionen wie die Steuerung 104 in 1A ausführt) über das LAN 106 kommunikativ mit dem Bedienrechner 102 und einer Mehrzahl von E/A-Karten 164a–b und 166a–b gekoppelt. Die E/A-Karten 164a–b und 166a–b führen im wesentlichen dieselbe Funktionalität wie die E/A-Karten 132a–b und 134a–b in 1A aus und sind konfiguriert, kommunikativ mit den universellen E/A-Bussen 136a–b gekoppelt zu werden, um mit den Abschlussmodulen 124a–c und 126a–c Informationen auszutauschen. Im Gegensatz zu den E/A-Karten 132a–b und 134a–b in 1A und den E/A-Karten 154a–b und 156a–b in 1B sind die E/A-Karten 164a–b und 166a–b jedoch konfiguriert, über das LAN 102 mit der Steuerung 162 und dem Bedienrechner 102 zu kommunizieren. Auf diese Weise können die E/A-Karten 164a–b und 166a–b Informationen direkt mit dem Bedienrechner 102 austauschen.
  • In noch einem weiteren, in 1D dargestellten Beispiel sind die E/A-Karten 174a–b und 176a–b (die im wesentlichen dieselben Funktionen wie die E/A-Karten 132a–b und 134a–b in 1A ausführen) in einem Bedienrechner 172 (der im wesentlichen dieselben Funktionen wie der Bedienrechner 102 in 1A ausführt) implementiert. In einigen beispielhaften Implementierungen sind die physischen E/A-Karten 174a–b und 176a–b nicht in dem Bedienrechner 172 enthalten, sondern die Funktionalität der E/A-Karten 174a–b und 176a–b ist in dem Bedienrechner 172 implementiert. In dem in 1D dargestellten Beispiel sind die E/A-Karten 174a–b und 176a–b konfiguriert, kommunikativ mit den universellen E/A-Bussen 136a–b gekoppelt zu werden, um mit den Abschlussmodulen 124a–c und 126a–c Informationen auszutauschen. Auch kann in dem in 1D dargestellten Beispiel der Bedienrechner 172 konfiguriert sein, im wesentlichen dieselben Funktionen wie die Steuerung 104 auszuführen, sodass eine Steuerung nicht vorgesehen zu sein braucht, um eine Prozesssteuerungsstrategie auszuführen. Eine Steuerung kann jedoch vorgesehen sein.
  • 2 ist ein detailliertes Diagramm des beispielhaften Bereitstellungsschranks 122 in 1A. In dem dargestellten Beispiel ist der Bereitstellungsschrank 122 mit den Dosenschienen 202a und 202b versehen, um die Abschlussmodule 124a–c aufzunehmen. Darüber hinaus ist der Bereitstellungsschrank 122 mit einem E/A-Bus-Transceiver 206 versehen, der die Abschlussmodule 124a–c mit dem vorstehend in Verbindung mit 1A beschrieben universellen E/A-Bus 136a kommunikativ koppelt. Der E/A-Bus-Transceiver 206 kann mittels eines Senderverstärkers und eines Empfängerverstärkers implementiert werden, der zwischen den Abschlussmodulen 124a–c und den E/A-Karten 132a–b ausgetauschte Signale aufbereitet. Der Bereitstellungs- schrank 122 ist mit einem anderen universellen E/A-Bus 208 versehen, der die Abschlussmodule 124a–c kommunikativ mit dem E/A-Bus-Transceiver 206 koppelt. In dem dargestellten Beispiel ist der E/A-Bus-Transceiver 206 konfiguriert, Informationen mittels eines verdrahteten Kommunikationsmediums zu kommunizieren. Obwohl nicht dargestellt, kann der Bereitstellungsschrank 122 mit einem weiteren E/A-Bus-Transceiver versehen sein, der im wesentlich ähnlich wie der E/A-Bus-Transceiver 206 oder mit diesem identisch ist, um die Abschlussmodule 126a–c kommunikativ mit den E/A-Karten 134a–b zu koppeln.
  • Die Verwendung einer gemeinsamen Kommunikationsschnittstelle (beispielsweise des E/A-Busses 208 und des E/A-Busses 136a) zum Austausch von Informationen zwischen den E/A-Karten 132a–b und den Abschlussmodulen 124a–c ermöglicht die Definition des Verbindungsverlaufs zwischen Feldgerät und E/A-Karte zu einem späten Zeitpunkt eines Konstruktions- oder Installationsprozesses. Beispielsweise können die Abschlussmodule 124a–c kommunikativ mit dem E/A-Bus 208 an verschiedenen Orten (beispielsweise verschiedene Abschlussmoduldosen der Dosenschienen 202a–b) innerhalb des Bereitstellungsschranks 122 gekoppelt werden. Zusätzlich verringert die gemeinsame Kommunikationsschnittstelle (beispielsweise der E/A-Bus 208 und der E/A-Bus 136a) zwischen den E/A-Karten 132a–b und den Abschlussmodulen 124a–c die Zahl der Kommunikationsmedien (beispielsweise die Zahl von Kommunikationsbussen und/oder Drähten) zwischen den E/A-Karten 132a–b und den Abschlussmodulen 124a–c, sodass in dem Bereitstellungsschrank 122 relativ mehr der Abschlussmodule 124a–c (und/oder der Abschlussmodule 126a–c) installiert werden können, als in bekannten Bereitstellungsschrankkonfigurationen installiert werden können.
  • Um Feldgeräteidentifikationsinformationen und/oder andere Feldgeräteinformationen im Zusammenhang mit den Abschlussmodulen 124a–c anzuzeigen, ist jedes der Abschlussmodule 124a–c mit einer Anzeige 212 (beispielsweise einem elektronischen Abschlussetikett) versehen. Die Anzeige 212 des Abschlussmoduls 124a zeigt die Feldgeräteidentifikation (beispielsweise einen Feldgeräte-Tag) des Feldgeräts 112a (1A) an. Darüber hinaus kann die Anzeige 212 des Abschlussmoduls 124a verwendet werden, Feldgeräteaktivitätsinformationen (beispielsweise Messungsinformationen, Leitungsspannungen etc.), Datentypinformationen (beispielsweise analoges Signal, digitales Signal etc.), Feldgerätestatusinformationen (beispielsweise Gerät ein, Gerät aus, Gerätefehler etc.) und/oder alle anderen Feldgeräteinformationen anzuzeigen. Wenn das Abschlussmodul 124a konfiguriert ist, kommunikativ mit einer Mehrzahl von Feldgeräten (beispielsweise dem Feldgerät 112a in 1A und anderen (nicht dargestellten) Feldgeräten) gekoppelt zu sein, kann die Anzeige 212 verwendet werden, um Feldgeräteinformationen anzuzeigen, die allen Feldgeräten zugeordnet sind, die kommunikativ mit dem Abschlussmodul 124 gekoppelt sind. In dem dargestellten Beispiel sind die Anzeigen 212 mittels Flüssigkristallanzeigen (LCDs) implementiert. In anderen beispielhaften Implementierungen können die Anzeigen 212 jedoch mittels jeder anderen geeigneten Anzeigetechnologie implementiert werden.
  • Um die Feldgeräteidentifikationsinformationen und/oder andere Feldgeräteinformationen abzurufen, ist jedes der Abschlussmodule 124a–c mit einem Labeller (beispielsweise einem Abschluss-Labeller) versehen. Wenn beispielsweise das Feldgerät 112a kommunikativ mit dem Abschlussmodul 124a gekoppelt ist, ruft der Labeller 214 des Abschlussmoduls 124a die Feldgeräteidentifikationsinformationen und/oder alle anderen Feldgeräteinformationen von dem Feldgerät 112a (und/oder von anderen kommunikativ mit dem Abschlussmodul 124a gekoppelten Feldgeräten) ab und zeigt die Informationen über die Anzeige 212 des Abschlussmoduls 124a an. Die Labeller 214 sind nachstehend im Detail in Verbindung mit 8 beschrieben. Die Bereitstellung der Anzeige 212 und des Labellers 214 senkt die Kosten und Installationszeit in Verbindung mit dem manuellen Anbringen von Etiketten an Abschlussmodulen und Feldgeräten zugeordneten Drähten und/oder Bussen. In einigen beispielhaften Implementierungen kann jedoch auch manuelles Etikettieren der Drähte in Verbindung mit der Anzeige 212 und dem Labeller 214 verwendet werden. Beispielsweise können die Feldgeräte 112a–c und 116a–c relativ schnell kommunikativ mit den E/A-Karten 132a–b und 134a–b gekoppelt werden, indem die Anzeige 212 und der Labeller 214 verwendet werden, um festzustellen, welches der Feldgeräte 112a–c und 116a–c mit jedem der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c verbunden ist. Anschließend können nach abgeschlossener Installation optional Etiketten an den Bussen oder Drähten angebracht werden, die zwischen den Abschlussmodulen 124a–c und 126a–c und den Feldgeräten 112a–c und 114a–c verlaufen. Die Anzeige 212 und der Labeller 214 können auch Kosten und Zeit in Verbindung mit Wartungsoperationen reduzieren, indem die Anzeige 212 und der Labeller 214 konfiguriert werden, Statusinformationen (beispielsweise Gerätefehler, Gerätealarm, Gerät ein, Gerät aus, Gerät gesperrt etc.) anzuzeigen, um den Prozess der Fehlerbehebung zu erleichtern.
  • Um die Abschlussmodule 124a–c, den E/A-Bus-Transceiver 206 und die Anzeigen 212 mit elektrischer Energie zu versorgen, ist der Bereitstellungsschrank 122 mit einer Stromversorgung 216 versehen. In dem dargestellten Beispiel verwenden die Abschlussmodule 124a–c die elektrische Energie von der Stromversorgung 216, um die für die Kommunikation mit Feldgeräten (beispielsweise den Feldgeräten 112a–c in 1A) Kommunikationskanäle oder Kommunikationsschnittstellen mit Energie zu versorgen und/oder um die Feldgeräte mit der für den Betrieb erforderlich elektrischen Energie zu versorgen.
  • 3 ist ein weiterer beispielhafter Bereitstellungsschrank 300, der verwendet werden kann, um den beispielhaften Bereitstellungsschrank 122 in 1A zu implementieren. In dem dargestellten Beispiel ist der Bereitstellungsschrank 300 mit einer drahtlosen E/A-Bus-Kommunikationssteuerung 302 versehen, um mit der Steuerung 104 in 1A drahtlos über eine drahtlose universelle E/A-Verbindung 304 zu kommunizieren. Wie in 3 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Abschlussmodulen 306, die den Abschlussmodulen 124a–c und 126a–c in 1A im wesentlichen ähnlich oder mit diesen identisch sind, in die Schienendosen 308a und 308b gesteckt und kommunikativ mit der drahtlosen E/A-Bus-Kommunikationssteuerung 302 über einen in dem Bereitstellungsschrank 300 enthaltenen universellen E/A-Bus 309 gekoppelt. In dem dargestellten Beispiel emuliert die drahtlose E/A-Bus-Kommunikationssteuerung 302 eine E/A-Karte (beispielsweise die E/A-Karte 134a in 1A) der Steuerung 104 in 1A, um die Abschlussmodule 306 in die Lage zu versetzen, mit der Steuerung 104 zu kommunizieren.
  • Im Gegensatz zu dem in 2 dargestellten Beispiel, in dem die Anzeigen 212 auf den Abschlussmodulen 124a–c montiert sind, ist in dem in 3 dargestellten Beispiel eine Mehrzahl von Anzeigen 310 in dem Bereitstellungsschrank 300 in Verbindung mit Dosen für die Aufnahme von Abschlussmodulen montiert. Auf diese Weise können, wenn eines der Abschlussmodule 306 eingesteckt und kommunikativ mit einem Feldgerät (beispielsweise einem der Feldgeräte 112a–c und 116a–c in 1A) gekoppelt wird, ein Labeller 214 des Abschlussmoduls 306 und jeweils eine der Anzeigen 310 verwendet werden, die Feldgeräteidentifikationsinformationen anzuzeigen, die für das mit dem Abschlussmodul 306 verbundene Feldgerät repräsentativ sind. Die Anzeigen 310 können auch verwendet werden, um beliebige andere Feldgeräteinformationen anzuzeigen. Der Bereitstellungsschrank 300 ist mit einer Stromversorgung 312 versehen, die der Stromversorgung 216 in 2 im wesentlichen ähnlich oder mit dieser identisch ist.
  • 4 zeigt eine Draufsicht und 5 zeigt eine Seitensicht des beispielhaften Abschlussmoduls 124a aus 1A und 2. In dem in 4 dargestellten Beispiel ist die Anzeige 212 auf der Oberseite des beispielhaften Abschlussmoduls 124a, sodass die Anzeige 212 für einen Bediener oder Anwender während des Betriebs sichtbar ist, wenn das Abschlussmodul 124 in die Dosenschiene 202a gesteckt ist (3). Wie in dem illustrierten Beispiel in 5 dargestellt, ist ein beispielhaftes Abschlussmodul 124 entfernbar mit einem Sockel 402 gekoppelt. Das beispielhafte Abschlussmodul 124a weist eine Mehrzahl von Kontakten 404 (von denen zwei dargestellt sind) auf, die das Abschlussmodul 124a kommunikativ und/oder elektrisch mit dem Sockel 402 koppeln. Auf diese Weise kann der Sockel 402 mit dem Bereitstellungsschrank 122 (1A und 2) gekoppelt werden und das Abschlussmodul 124a kann über den Sockel 402 mit dem Bereitstellungsschrank 122 gekoppelt und von dem Bereitstellungsschrank 122 getrennt werden. Der Sockel 402 ist mit Abschlussschrauben 406 (beispielsweise einer Feldgeräteschnittstelle) versehen, um leitfähige Kommunikationsmedien (beispielsweise einen Bus) vom Feldgerät 112a anzuschließen oder zu sichern. Wenn das Abschlussmodul 124a entfernbar mit dem Sockel 402 gekoppelt ist, sind die Abschlussschrauben kommunikativ mit einem oder mehreren der Kontakte 404 gekoppelt, um das Kommunizieren von Informationen zwischen dem Abschlussmodul 124a und dem Feldgerät 112a zu ermöglichen. In anderen beispielhaften Implementierungen kann der Sockel 402 mit jedem anderen geeigneten Typ von Feldgeräteschnittstelle (beispielsweise einer Buchse) statt der Abschlussschrauben 406 versehen sein. Zusätzlich kann, obwohl eine Feldgeräteschnittstelle (beispielsweise die Abschlussschrauben 406) gezeigt ist, der Sockel 402 mit mehr Feldgeräteschnittstellen versehen sein, die konfiguriert sind, ein kommunikatives Koppeln einer Mehrzahl von Feldgeräten mit einem Abschlussmodul 124a zu ermöglichen.
  • Um das Abschlussmodul 124a kommunikativ mit dem universellen E/A-Bus 208 in 2 zu koppeln, ist der Sockel 402 mit einem universellen E/A-Busverbinder 408 (5) versehen. Wenn der Benutzer den Sockel in die Dosenschiene 202a oder die Dosenschiene 202b (2) steckt, verbindet der universelle E/A-Busverbinder 408 den universellen E/A-Bus 208. Der universelle E/A-Busverbinder 408 kann mittels jeder geeigneten Schnittstelle einschließlich einer relativ einfachen Schnittstelle wie beispielsweise eines Isolierungsdurchdringverbinders implementiert werden. Um das Kommunizieren von Informationen zwischen dem Abschlussmodul 124a und dem E/A-Bus 208 zu ermöglichen, ist der E/A-Busverbinder 408 mit einem oder mehreren der Kontakte 404 des Abschlussmoduls 124a verbunden.
  • Wie in 5 gezeigt, kann der Sockel 402 auch mit einem optionalen Anzeigeschnittstellenverbinder 410 versehen werden, um das Abschlussmodul 124a kommunikativ mit einer externen Anzeige (beispielsweise einer der Anzeigen 310 in 3) zu koppeln. Wenn das Abschlussmodul 124a beispielsweise ohne die Anzeige 212 implementiert wird, kann das Abschlussmodul 124a den Anzeigeschnittstellenverbinder 410 verwenden, um Feldgeräteidentifikationsinformationen oder beliebige andere Feldgeräteinformationen an eine externe Anzeige (beispielsweise eine der Anzeigen 310 in 3) auszugeben.
  • 6 ist ein detailliertes Blockdiagramm des beispielhaften Abschlussmoduls aus 1A und 2, 7 ist ein detailliertes Blockdiagramm der beispielhaften E/A-Karte 132a in 1A und 8 ist ein detailliertes Blockdiagramm des beispielhaften Labellers 214 in 2, 3 und 6. Das beispielhafte Abschlussmodul 124a, die beispielhafte E/A-Karte 132a und der beispielhafte Labeller 214 können mittels jeder gewünschten Kombination von Hardware, Firmware und/oder Software implementiert werden. So können beispielsweise einer oder mehrere Schaltkreise, diskrete Halbleiterkomponenten oder passive elektronische Komponenten verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ können einige oder sämtliche der Blöcke des beispielhaften Abschlussmoduls 124a, der beispielhaften E/A-Karte 132a und des beispielhaften Labellers 214 oder Teile davon mittels Anweisungen, Code und/oder anderer Software und/oder Firmware etc. implementiert werden, die auf einem maschinenzugreifbaren Medien gespeichert sind, die, wenn sie beispielsweise von einem Prozessorsystem (beispielsweise dem beispielhaften Prozessorsystem 1310 in 13) ausgeführt werden, die in den Flussdiagrammen in 10A, 10B, 11A, 11B und 12 dargestellten Operationen ausführen. Obwohl das beispielhafte Abschlussmodul 124a, die beispielhafte E/A-Karte 132a und der beispielhafte Labeller 214 in der Beschreibung einen eines jeden nachstehend beschriebenen Blocks aufweisen, kann jeder des beispielhaften Abschlussmoduls 124a, der beispielhaften E/A-Karte 132a und des beispielhaften Labellers 214 mit zwei oder mehr eines jeden jeweiligen der nachstehend beschriebenen Blöcke aufweisen.
  • Wie in 6 dargestellt, weist das beispielhafte Abschlussmodul 124a eine universelle E/A-Bus-Schnittstelle 602 auf, um das beispielhafte Abschlussmodul 124a in die Lage zu versetzen, mit den E/A-Karten 132a–b in 1A (oder mit beliebigen anderen E/A-Karten) zu kommunizieren. Die E/A-Bus-Schnittstelle 602 kann beispielsweise mittels des serielle RS-485 Kommunikationsstandards, Ethernet etc. implementiert werden. Um eine Adresse des Abschlussmoduls 124a und/oder eine Adresse der E/A-Karte 132a zu identifizieren, ist das Abschlussmodul 124a mit einem Adressidentifizierer 604 versehen. Der Adressidentifizierer 604 kann konfiguriert werden, die E/A-Karte 132a (1A) hinsichtlich einer Abschlussmoduladresse (beispielsweise einer Netzwerkadresse) abzufragen, wenn das Abschlussmodul 124a in den Bereitstellungsschrank 122 gesteckt wird. Auf diese Weise kann das Abschlussmodul 124a die Abschlussmoduladresse als Quelladresse verwenden, wenn es Informationen an die E/A-Karte 132a kommuniziert, und die E/A-Karte 132a verwendet die Abschlussmoduladresse als Zieladresse, wenn sie Informationen an das Abschlussmodul 124a kommuniziert.
  • Um die verschiedenen Operationen des Abschlussmoduls 124a zu steuern, ist das Abschlussmodul 124a mit einer Operationssteuerung 606 versehen. In einer beispielhaften Implementierung kann die Operationssteuerung mittels eines Mikroprozessors oder Mikrokontrollers implementiert werden. Die Operationssteuerung 606 kommuniziert Anweisungen oder Befehle an andere Teile des beispielhaften Abschlussmoduls 124a, um die Operationen dieser Teile zu steuern.
  • Das beispielhafte Abschlussmodul 124a ist mit einem E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 versehen, um Informationen mit der E/A-Karte 132a über den universellen E/A-Bus 136a auszutauschen. In dem dargestellten Beispiel paketiert der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 Informationen zur Übertragung an die E/A-Karte 132a und entpaketiert von der E/A-Karte 132a empfangene Informationen. In dem dargestellten Beispiel erzeugt der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 Header-Informationen für jedes zu übertragende Paket und liest Header-Informationen von empfangenen Paketen. Beispielhafte Header-Informationen enthalten eine Zieladresse (beispielsweise die Netzwerkadresse der E/A-Karte 132a), eine Quelladresse (beispielsweise die Netzwerkadresse des Abschlussmoduls 124a), einen Pakettyp oder Datentyp (beispielsweise analoge Feldgeräteinformationen, Feldgeräteinformationen, Befehlsinformationen, Temperaturinformationen, Echtzeitdatenwerte etc.) und Fehlerprüfungsinformationen (beispielsweise zyklische Redundanzüberprüfung (CRC)). In einigen beispielhaften Implementierungen können der E/A-Kommunikationsprozessor 608 und die Operationssteuerung 606 mittels desselben Mikroprozessors oder Mikrokontrollers implementiert werden.
  • Um Feldgeräteidentifikationsinformationen und/oder andere Feldgeräteinformationen (beispielsweise Aktivitätsinformationen, Datentypinformationen, Statusinformationen etc.) zur Verfügung zu stellen (beispielsweise zu erhalten und/oder zu erzeugen), ist das Abschlussmodul 124a mit dem Labeller 214 versehen (2 und 3). Der Labeller 214 ist nachstehend im Detail in Verbindung mit 8 beschrieben. Das Abschlussmodul 124a weist weiterhin die Anzeige 212 (2) auf, um die vom Labeller 214 zur Verfügung gestellten Feldgeräteidentifikationsinformationen und/oder andere Feldgeräteinformationen anzuzeigen.
  • Um die Menge der dem Feldgerät 112a in 1A (oder jedem anderen Feldgerät) zur Verfügung gestellten Energie zu regeln, ist das Abschlussmodul 124a mit einem Feld-Leistungsregler 610 versehen. In dem dargestellten Beispiel stellt die Stromversorgung 216 im Bereitstellungsschrank 122 (2) dem Abschlussmodul 124a elektrische Energie zur Verfügung, um eine Kommunikationskanalschnittstelle mit Energie zu versorgen, um mit dem Feldgerät 112a zu kommunizieren. Einige Feldgeräte kommunizieren beispielsweise unter Verwendung von 12 Volt und andere kommunizieren unter Verwendung von 24 Volt. In dem dargestellten Beispiel ist die Feld-Leistungsregelung 610 konfiguriert, die dem Abschlussmodul 124a von der Stromversorgung 216 zur Verfügung gestellte elektrische Energie aufzubereiten, zu regeln und herauf- und/oder herabzusetzen. In einigen beispielhaften Implementierungen ist der Feld-Leistungsregler 610 konfiguriert, die Höhe der elektrischen Energie zu begrenzen, die für die Kommunikation mit den Feldgeräten verwendet und/oder den Feldgeräten zur Verfügung gestellt wird, um in entflammbaren oder brennbaren Umgebungen das Risiko von Funkenbildung wesentlich zu verringern oder zu beseitigen.
  • Um die von der Stromversorgung 216 (2) erhaltene elektrische Energie in elektrische Energie für das Abschlussmodul 124a und/oder das Feldgerät 112a umzuwandeln, ist das Abschlussmodul 124a mit einem Stromrichter 612 versehen. In dem dargestellten Beispiel verwenden der zur Implementierung des Abschlussmoduls 124a verwendete Stromkreis eine oder mehrere Spannungsebenen (beispielsweise 3,3 V), die von den von dem Feldgerät 112a benötigten Spannungsebenen verschieden sind. Der Stromrichter 612 ist konfiguriert, unter Verwendung der von der Stromversorgung 216 empfangenen Energie die verschiedenen Spannungsebenen für das Abschlussmodul 124a und das Feldgerät 112a zur Verfügung zu stellen. In dem dargestellten Beispiel werden die vom Stromrichter 612 erzeugten elektrischen Energieausgänge verwendet, um das Abschlussmodul 124a und das Feldgerät 112a mit Energie zu versorgen und Informationen zwischen dem Abschlussmodul 124a und dem Feldgerät 112a zu kommunizieren. Einige Feldgerätekommunikationsprotokolle verlangen relativ höhere oder niedrigere Spannungsebenen und/oder elektrische Stromebenen als andere Kommunikationsprotokolle. In dem dargestellten Beispiel regelt der Feld-Leistungsregler 610 den Stromrichter 612, um die Spannungsebene(n) zum Betreiben des Feldgeräts 112a und für die Kommunikation mit dem Feldgerät 112a zur Verfügung zu stellen. In anderen beispielhaften Implementierungen können die vom Stromrichter 612 erzeugten elektrischen Stromausgänge jedoch verwendet werden, um das Abschlussmodul 124a zu versorgen, während eine separate Energieversorgung außerhalb des Bereitstellungsschranks 122 verwendet wird, um das Feldgerät 112a zu versorgen.
  • Um den Stromkreis des Abschlussmoduls 124a elektrisch gegenüber der E/A-Karte 132a zu isolieren, ist das Abschlussmodul 124a mit einem oder mehreren Trenngeräten 614 versehen. Die Trenngeräte 614 können mittels galvanischer Trenner und/oder optischer Trenner implementiert werden. Eine beispielhafte Trennkonfiguration wird nachstehend detailliert in Verbindung mit 9 beschrieben.
  • Zur Wandlung zwischen analogen und digitalen Signalen ist das Abschlussmodul 124a mit einem Digital-Analog-Wandler 616 und einem Analog-Digital-Wandler 618 versehen. Der Digital-Analog-Wandler 616 ist konfiguriert, von der E/A-Karte 132a empfangene, digital dargestellte analoge Werte in analoge Werte zu wandeln, die an das Feldgerät 112a in 1A kommuniziert werden können. Der Analog-Digital-Wandler 618 ist konfiguriert, vom Feldgerät 112a empfangene analoge Werte (beispielsweise Messungswerte) in digital dargestellte Werte zu wandeln, die an die E/A-Karte 132a kommuniziert werden können. In einer alternativen beispielhaften Implementierung, in der das Abschlussmodul 124a konfiguriert ist, digital mit dem Feldgerät 112a zu kommunizieren, können der Digital-Analog-Wandler 616 und der Analog-Digital-Wandler 618 aus dem Abschlussmodul 124a fortgelassen werden.
  • Zur Steuerung der Kommunikationen mit dem Feldgerät 112a ist das Abschlussmodul 124a mit einem Feldgerätekommunikationsprozessor 620 versehen. Der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 gewährleistet, dass von der E/A-Karte 132a empfangene Informationen im korrekten Format und vom korrekten Spannungstyp (beispielsweise analog order digital) sind, um an das Feldgerät 112a kommuniziert zu werden. Der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 ist weiterhin konfiguriert, Informationen zu paketieren oder zu entpaketieren, wenn das Feldgerät 112a konfiguriert ist, mittels digitalen Informationen zu kommunizieren. Zusätzlich ist der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 konfiguriert, vom Feldgerät 112a empfangene Informationen zu extrahieren und die Informationen an den Analog-Digital-Wandler 618 und/oder an den E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 zur folgenden Kommunikation an die E/A-Karte 132a zu kommunizieren. In dem dargestellten Beispiel ist der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 auch konfiguriert, von dem Feldgerät 112a empfangene Informationen mit einem Zeitstempel zu versehen. Das Erzeugen von Zeitstempeln am Abschlussmodul 124a erleichtert die Implementierung von Ereignisfolge-(SOE-)Operationen unter Verwendung von Zeitstempelgenauigkeiten im Sub-Millisekundenbereich. Beispielsweise können die Zeitstempel und jeweilige Informationen an die Steuerung 104 und/oder den Bedienrechner 102 kommuniziert werden. Beispielsweise von dem Bedienrechner 102 (1A) (oder jedem anderen Prozessorsystem) durchgeführte Ereignisfolgeoperationen können sodann verwendet werden, um zu analysieren, was vor, während und/oder nach einem bestimmten Betriebszustand (beispielsweise einem Fehlerzustand) geschehen ist, um zu bestimmen, was dazu geführt hat, dass der bestimmte Betriebszustand eingetreten ist. Zeitstempelung im Sub-Millisekundenbereich ermöglicht eine Erfassung von Ereignissen mit relativ höherer Granularität. In einigen beispielhaften Implementierungen können der Feldgerätekommunikationsprozessor und die Operationssteuerung 606 mittels desselben Mikroprozessors oder Mikrokontrollers implementiert werden.
  • Allgemein sind der Feldgerätekommunikationssteuerung 620 ähnliche Feldgerätekommunikationssteuerungen mit Kommunikationsprotokollfunktionen oder anderen Kommunikationsfunktionen (beispielsweise Fieldbus-Kommunikationsprotokollfunktionen, HART-Kommunikationsprotokollfunktionen etc.) versehen, die dem Typ von Feldgerät entsprechen, mit dem zu kommunizieren sie konfiguriert sind. Wenn beispielsweise das Feldgerät 112a mittels eines HART-Geräts implementiert ist, ist die Feldgerätekommunikationssteuerung 620 des Abschlussmoduls 124a mit HART-Kommunikationsprotokollfunktionen versehen. Wenn das Abschlussmodul 124a für das Feldgerät 112a bestimmte Informationen von der E/A-Karte 132a empfängt, formatiert die Feldgerätekommunikationssteuerung 620 die Informationen entsprechend dem HART-Kommunikationsprotokoll und übergibt die Informationen an das Feldgerät 112a.
  • In dem dargestellten Beispiel ist die Feldgerätekommunikationssteuerung 620 konfiguriert, Durchleitungsbotschaften zu verarbeiten. Durchleitungsbotschaften entstehen an einem Bedienrechner (beispielsweise dem Bedienrechner 102 in 1A) und werden als Nutzlast (beispielsweise der Datenteil eines Kommunikationspakets) durch eine Steuerung (beispielsweise die Steuerung 104 in 1A) und an ein Abschlussmodul (beispielsweise das Abschlussmodul 124a in 1A) zur Übergabe an ein Feldgerät (beispielsweise das Feldgerät 112a) kommuniziert. Beispielsweise wird eine an dem Bedienrechner 102 entstandene und zur Übergabe an das Feldgerät 112a bestimmte Botschaft an dem Bedienrechner 102 mit einem Kommunikationsprotokolldeskriptor (beispielsweise einem HART-Protokolldeskriptor) getagged und/oder entsprechend einem Kommunikationsprotokoll des Feldgeräts 112a formatiert. Der Bedienrechner 102 wrappt sodann die Botschaft in eine Nutzlast(en) eines oder mehrerer Kommunikationspakete, um die Botschaft von dem Bedienrechner 102 über die E/A-Steuerung 104 und zu dem Abschlussmodul 124a als Durchleitungsbotschaft zu übergeben. Das Wrappen der Botschaft beinhaltet beispielsweise das Paketieren der Botschaft innerhalb der Header-Informationen entsprechend einem zur Kommunikation mit den Feldgeräten verwendeten Kommunikationsprotokoll (beispielsweise einen Fieldbus-Protokoll, einen HART-Protokoll etc.). Wenn das Abschlussmodul 124a das/die die Durchleitungsbotschaft enthaltende(n) Kommunikationspaket(e) von der E/A-Karte 132 empfängt, extrahiert der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 (6) die Nutzlasten) aus dem/den empfangenen Kommunikationspaket(en). Die Feldgerätekommunikationssteuerung 620 (6) entwrappt sodann die Durchleitungsbotschaft aus der/den Nutzlast(en), formatiert die Botschaft entsprechend dem von dem Bedienrechner 102 erzeugten Kommunikationsprotokolldeskriptor (falls nicht bereits an dem Bedienrechner 102 formatiert) und kommuniziert die Botschaft an das Feldgerät 112a.
  • Die Feldgerätekommunikationssteuerung 620 ist auch konfiguriert, auf ähnliche Weise Durchleitungsbotschaften an den Bedienrechner 102 zu kommunizieren. Wenn beispielsweise das Feldgerät 112a eine zur Übergabe an den Bedienrechner 102 bestimmte Botschaft (beispielsweise eine Antwort auf die Bedienrechner-Botschaft oder jede andere Botschaft) erzeugt, wrappt die Feldgerätekommunikationssteuerung 620 die Botschaft von dem Feldgerät 112a in die Nutzlast eines oder mehrerer Kommunikationspakete und der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 kommuniziert das eine oder die mehreren die gewrappte Botschaft enthaltende(n) Pakete an die E/A-Karte 132a. Wenn der Bedienrechner 102 die die gewrappte Botschaft enthaltenden Pakete von der Steuerung 104 empfängt, kann der Bedienrechner 102 die Botschaft entwrappen und verarbeiten.
  • Das Abschlussmodul 124a ist mit einer Feldgeräteschnittstelle 622 versehen, die konfiguriert ist, das Abschlussmodul 124a kommunikativ mit einem Feldgerät (beispielsweise dem Feldgerät 112a in 1A) zu koppeln. Beispielsweise kann die Feldgeräteschnittstelle 622 kommunikativ mit den Abschlussschrauben 406 in 4 und 5 über einen oder mehrere der Kontakte 404 (4) gekoppelt werden.
  • Wie in 7 dargestellt, weist die beispielhafte E/A-Karte 132a in 1A eine Kommunikationsschnittstelle 702 auf, um die E/A-Karte 132a kommunikativ mit der Steuerung 104 (1A) zu koppeln. Zusätzlich weist die beispielhafte E/A-Karte 132a einen Kommunikationsprozessor 704 auf, um Kommunikationen mit der Steuerung 104 zu steuern und um mit der Steuerung 104 ausgetauschte Informationen zu packen und zu entpacken. In dem dargestellten Beispiel sind die Kommunikationsschnittstelle 702 und der Kommunikationsprozessor 704 konfiguriert, an die Steuerung 104 Informationen, die zur Übergabe an die Steuerung 104 bestimmt sind, und Informationen, die an den Bedienrechner 102 (1A) zu übergeben sind, zu kommunizieren. Um zur Übergabe an den Bedienrechner 102 bestimmte Informationen zu kommunizieren, kann die Kommunikationsschnittstelle 702 konfiguriert werden, die Informationen (beispielsweise Informationen von den Feldgeräten 112a–c, den Abschlussmodulen 124a–c und/oder der E/A-Karte 132a) in die Nutzlast eines oder mehrerer Kommunikationspakete entsprechend einem Kommunikationsprotokoll (beispielsweise einem Übertragungssteuerungsprotokoll (TCP), einem User Datagram Protocol (UDP) etc.) zu wrappen und die die Informationen enthaltenen Pakete an den Bedienrechner 102 zu kommunizieren. Der Bedienrechner 102 kann sodann die Nutzlast(en) aus dem/den empfangenen Paket(en) entpacken und die Informationen in der/den Nutzlast(en) entwrappen. In dem dargestellten Beispiel können die von der Kommunikationsschnittstelle 702 an den Bedienrechner kommunizierten, in der Nutzlast von Paketen enthaltenen Informationen einen oder mehrere Wrapper enthalten. Beispielsweise können an einem Feldgerät (beispielsweise dem Feldgerät 112a) entstehende Informationen in einen Feldgeräte-Kommunikationsprotokoll-Wrapper (beispielsweise einen FOUNDATION-Fieldbus-Kommunikationsprotokoll-Wrapper, einen HART-Kommunikationsprotokoll-Wrapper etc.) gewrappt werden, die die Kommunikationsschnittstelle 702 entsprechend einem TCP-basierten Protokoll, einem UDP-basierten Protokoll oder jedem anderen Protokoll wrappt, um die Steuerung 104 in die Lage zu versetzen, anschließend die Informationen an den Bedienrechner 102 zu kommunizieren. Auf eine ähnliche Weise kann die Kommunikationsschnittstelle 702 konfiguriert werden, von dem Bedienrechner 102 an die Steuerung 104 kommunizierte und zur Übergabe an die Feldgeräte 112a–c, die Abschlussmodule 124a–c und/oder die E/A-Karte 132a bestimmte Informationen zu entwrappen.
  • In einer alternativen beispielhaften Implementierung können die Kommunikationsschnittstelle 702 und der Kommunikationsprozessor 704 Informationen (mit oder ohne einen Feldgeräte-Kommunikationsprotokoll-Wrapper) an die Steuerung 104 kommunizieren und die Steuerung 104 kann auf dieselbe Weise, wie vorstehend beschrieben, zur Übergabe an den Bedienrechner 102 bestimmte Informationen paketieren. Die Kommunikationsschnittstelle 702 und der Kommunikationsprozessor 704 können mittels jedes drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsstandards implementiert werden.
  • In einer alternativen beispielhaften Implementierung wie beispielsweise dem in 1C dargestellten Beispiel können die Kommunikationsschnittstelle 702 und der Kommunikationsprozessor 704 konfiguriert werden, mit dem Bedienrechner 102 und/oder der Steuerung 162 über das LAN 106 zu kommunizieren.
  • Um Anwender in die Lage zu versetzen, mit der E/A-Karte 132a zu interagieren und/oder auf diese zuzugreifen, ist die E/A-Karte 132a mit einem oder mehreren Anwenderschnittstellenports 706 versehen. In dem dargestellten Beispiel weisen die Anwenderschnittstellenports 706 einen Tastaturschnittstellenport 703 und einen Schnittstellenport 707 für einen tragbaren Handheld-Computer (beispielsweise einen Personal Digital Assistant (PDA), einen Tablett-PC etc.) auf. Beispielsweise wird ein PDA 708 als kommunikativ mit dem Anwenderschnittstellenport 76 mittels drahtloser Kommunikation gekoppelt dargestellt.
  • Um die E/A-Karte 132a kommunikativ mit dem universellen E/A-Bus 136a (1A) zu koppeln, ist die E/A-Karte 132a mit einer E/A-Bus-Schnittstelle 710 versehen. Um über den E/A-Bus 136a ausgetauschte Kommunikationsinformationen zu verarbeiten und um über den E/A-Bus 136a erfolgende Kommunikationen zu steuern, ist die E/A-Karte 132a mit einem E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 versehen. Die E/A-Bus-Schnittstelle 710 kann ähnlich wie die E/A-Bus-Schnittstelle 602 in 6 oder mit dieser identisch sein und der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 kann ähnlich wie der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 in 6 oder mit diesem identisch sein. Um von der Steuerung 104 in 1A zur Verfügung gestellte elektrische Energie in elektrische Energie zu wandeln, die erforderlich ist, um die E/A-Karte 132a mit Energie zu versorgen und zu betreiben und/oder um mit den Abschlussmodulen 124a–c zu kommunizieren, ist die E/A-Karte 132a mit einem Stromrichter 714 versehen.
  • Wie in 8 dargestellt, weist der beispielhafte Labeller 214 eine Kommunikationsschnittstelle 802 auf, die konfiguriert ist, den Labeller 214 kommunikativ mit einem Abschlussmodul (beispielsweise dem Abschlussmodul 124a in 1A, 2, 4, 5 und 6) und/oder einem Feldgerät (beispielsweise dem Feldgerät 112a in 1A) zu koppeln, um Feldgeräteidentifikationsinformationen (beispielsweise einen Geräte-Tag-Wert, einen Gerätenamen, eine elektronische Seriennummer etc.) und/oder andere Feldgeräteinformationen (beispielsweise Aktivitätsinformationen, Datentypinformationen, Statusinformationen etc.) abzurufen. Um Kommunikationen mit dem Abschlussmodul 124a und/oder dem Feldgerät 112a zu steuern, ist der Labeller 214 mit einem Kommunikationsprozessor 804 versehen.
  • Um eine Verbindung zu einem Feldgerät (beispielsweise dem Feldgerät 112a in 1A) zu erkennen, ist der Labeller mit einem Verbindungsdetektor 806 versehen. Der Verbindungsdetektor 806 kann beispielsweise mittels eines Spannungssensors, eines Stromsensors, eines logischen Kreises etc. implementiert werden, der erkennt, wenn das Feldgerät 112a mit dem Abschlussmodul 124a verbunden ist. In dem dargestellten Beispiel veranlasst der Verbindungsdetektor 806, wenn der Verbindungsdetektor 806 feststellt, dass das Feldgerät 112a mit dem Abschlussmodul 124a verbunden wurde, dass eine Benachrichtigung (beispielsweise ein Interrupt) an den Kommunikationsprozessor 804 kommuniziert wird und die erkannte Verbindung anzeigt. Der Kommunikationsprozessor fragt sodann das Abschlussmodul 124a und/oder das Feldgerät 112a nach der Feldgeräteidentifikationsinformation des Feldgeräts 112a ab. In einer beispielhaften Implementierung kann der Verbindungsdetektor 802 auch konfiguriert werden, den Typ von Verbindung zu bestimmen, die das Feldgerät 112a kommunikativ mit dem Abschlussmodul 124a koppelt, wie beispielsweise eine Multidrop-Verbindung, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, eine drahtlose Mesh-Netzwerkverbindung, eine optische Verbindung etc.
  • Um die Feldgeräteidentifikationsinformationen und/oder anderen Feldgeräteinformationen anzuzeigen, ist der Labeller 214 mit einer Anzeigeschnittstelle 808 versehen. In dem dargestellten Beispiel ist die Anzeigeschnittstelle 808 konfiguriert, eine Flüssigkristallanzeige (LCD) zu treiben und zu steuern. Beispielsweise kann die Anzeigeschnittstelle 808 konfiguriert werden, die auf dem Abschlussmodul 124a montierte LCD-Anzeige 212 (2) oder die auf dem Bereitstellungsschrank 300 montierte LCD-Anzeige 310 (3) zu steuern. In anderen beispielhaften Implementierungen kann die Anzeigeschnittstelle statt dessen jedoch konfiguriert sein, andere Anzeigetypen zu treiben.
  • Um die Aktivität des Feldgeräts 112a zu erkennen, ist der Labeller 214 mit einem Feldgeräteaktivitätsdetektor 810 versehen. In dem dargestellten Beispiel kommuniziert der Kommunikationsprozessor 804 die empfangenen Daten an den Feldgeräteaktivitätsdetektor 810, wenn der Feldgeräteaktivitätsdetektor 810 Daten von dem Abschlussmodul 124a und/oder dem Feldgerät 112 empfängt. Der Feldgeräteaktivitätsdetektor 810 extrahiert sodann aus den Daten Prozessvariablen-(PV-)Werte einschließlich beispielsweise von dem Feldgerät 112a erzeugte Messungsinformationen (beispielsweise Temperatur, Druck, Leitungsspannungen etc.) oder andere Überwachungs-Überwachungsinformationen (beispielsweise Ventil geschlossen, Ventil geöffnet etc.). Die Anzeigeschnittstelle 808 kann sodann die Feldgeräteaktivitätsinformationen (beispielsweise die PV-Werte, Messungsinformationen, Überwachungsinformationen etc.) anzeigen.
  • Um den Status des Feldgeräts 112a zu erkennen, ist der Labeller 214 mit einem Feldgerätestatusdetektor 812 versehen. Der Feldgerätestatusdetektor 812 ist konfiguriert, dem Feldgerät 112a zugeordnete Statusinformationen (beispielsweise Gerät ein, Gerät aus, Gerätefehler, Gerätealarm, Gerätegesundheit (offener Kreis, Kurzschluss etc.), Gerätekommunikationsstatus) aus Daten zu extrahieren, die vom Kommunikationsprozessor 804 vom Abschlussmodul 124a und/oder dem Feldgerät 112a empfangen werden. Die Anzeigeschnittstelle 808 kann sodann die empfangenen Statusinformationen anzeigen.
  • Um das Feldgerät 112a zu identifizieren, ist der Labeller 214 mit einem Feldgeräteidentifizierer 814 versehen. Der Feldgeräteidentifizierer 814 ist konfiguriert, die Feldgeräteidentifikationsinformation (beispielsweise einen Geräte-Tag-Wert, einen Gerätenamen, eine elektronische Seriennummer etc.) aus den vom Kommunikationsprozessor von dem Abschlussmodul 124a und/oder dem Feldgerät 112a empfangenen Daten zu extrahieren. Die Anzeigeschnittstelle 808 kann sodann die Feldgeräteidentifikationsinformationen anzeigen. In einer beispielhaften Implementierung kann der Feldgeräteidentifizierer 814 auch konfiguriert sein, den Feldgerätetyp (beispielsweise Ventilsteller, Drucksensor, Temperatursensor, Durchflusssensor) zu erkennen.
  • Um einen dem Feldgerät 112a zugeordneten Datentyp (beispielsweise analog oder digital) zu identifizieren, ist der Labeller 214 mit einem Datentypidentifizierer 816 versehen. Der Datentypidentifizierer 816 ist konfiguriert, die Datentypidentifikationsinformationen aus den Daten zu extrahieren, die vom Kommunikationsprozessor von dem Abschlussmodul 124a und/oder dem Feldgerät 112a empfangen wurden. Beispielsweise kann das Abschlussmodul 124a eine Datentypdeskriptorvariable speichern, die den Typ des Feldgeräts (beispielsweise analog, digital etc.) angibt, mit dem zu kommunizieren es konfiguriert ist, und das Abschlussmodule 124a kann die Datentypdeskriptorvariable an den Kommunikationsprozessor 804 des Labellers 214 kommunizieren. Die Anzeigeschnittstelle 808 kann sodann den Datentyp anzeigen.
  • 9 zeigt eine Trennkreiskonfiguration, die in Verbindung mit den beispielhaften Abschlussmodulen 124a und 124b in 1A implementiert werden kann, um die Abschlussmodule 124a–b voneinander und die Feldgeräte 112a–b von dem universellen E/A-Bus 136a elektrisch zu trennen. In dem dargestellten Beispiel weist jedes der Abschlussmodule 124a–b jeweilige Abschlussmodulkreise 902 und 904 (beispielsweise einen oder mehrere der vorstehend in Verbindung mit 6 beschriebenen Blöcke) auf. Zusätzlich sind die Abschlussmodule 124a–b mit ihren jeweiligen Feldgeräten 112a–b über die Feldanschlussdose 120a verbunden. Weiterhin sind die Abschlussmodule 124a–b mit dem universellen E/A-Bus 136a und der Stromversorgung 216 verbunden. Um den Abschlussmodulkreis 902 von dem universellen E/A-Bus 136a elektrisch zu trennen, ist das Abschlussmodul 124a mit einem Trennkreis 906 versehen. Auf diese Weise kann der Abschlussmodulkreis 902 konfiguriert werden, dem Spannungsniveau der Feldgeräte 112a zu folgen (beispielsweise potenzialfrei zu schalten), wenn Stromspitzen oder andere Stromschwankungen in dem Feldgerät 112a auftreten, ohne die Spannung des universellen E/A-Busses 136a zu beeinträchtigen und ohne an der E/A-Karte 132a Schaden zu verursachen (1A). Das Abschlussmodul 124b weist weiterhin einen Trennkreis 908 auf, der konfiguriert ist, den Abschlussmodulkreis 904 von dem universellen E/A-Bus 136a zu trennen. Die Trennkreise 906 und 908 und alle anderen in den Abschlussmodulen 124a–b implementierten Trennkreise können mittels optischer Trennkreise oder galvanischer Trennkreise implementiert werden.
  • Um den Abschlussmodulkreis 902 von der Stromversorgung 216 zu trennen, ist das Abschlussmodul 124a mit einem Trennkreis 910 versehen. Gleichermaßen ist das Abschlussmodul 124b mit einem Trennkreis 912 versehen, um den Abschlussmodulkreis 904 von der Stromversorgung 216 zu trennen. Durch Trennen der Abschlussmodulkreise 902 und 904 von der Stromversorgung 216 wird keine in Verbindung mit den Feldgeräten 112a–b auftretende Stromschwankung (beispielsweise Stromspitzen, Stromstöße etc.) die Stromversorgung 216 schädigen. Weiterhin werden keine Stromschwankungen in einem der Abschlussmodule 124a–b das andere eine der Abschlussmodule 124a–b schädigen oder dessen Betrieb beeinträchtigen.
  • In bekannten Prozesssteuerungssystemen sind Trennkreise in bekannten Bereitstellungsschränken vorgesehen und verringern dadurch die Menge des für bekannte Abschlussmodule zur Verfügung stehenden Platzes. Das Vorsehen der Trennkreise 906, 910, 908 und 912 in den Abschlussmodulen 124a und 124b, wie in dem in 9 illustrierten Beispiel gezeigt, verringert die Menge des in den Bereitstellungsschränken 122 (1A und 2) für Trennkreise erforderlichen Platzes und erhöht somit die Menge des Platzes, der für Abschlussmodule (beispielsweise die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c) zur Verfügung steht. Zusätzlich ermöglicht die Implementierung von Trennkreisen (beispielsweise der Trennkreise 906, 908, 910 und 912) in Abschlussmodulen (beispielsweise den Abschlussmodulen 124a–b) eine selektive Verwendung von Trennkreisen lediglich bei Abschlussmodulen, die eine Trennung erfordern. Beispielsweise können einige der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c in 1A ohne Trennkreise implementiert werden.
  • 10A, 10B, 11A, 11B und 12 sind Flussdiagramme beispielhafter Verfahren, die verwendet werden können, um Abschlussmodule (beispielsweise das Abschlussmodul 124a in 1A, 2 und 4–6), E/A-Karten (beispielsweise die E/A-Karte 132a in 1A und 7) sowie Labeller (beispielsweise den Labeller 214 in 2, 3 und 8) zu implementieren. In einigen beispielhaften Implementierungen können die beispielhaften Methoden in 10A, 10B, 11A, 11B und 12 mittels maschinenlesbarer Anweisungen implementiert werden, die ein Programm zur Ausführung durch einen Prozessor (beispielsweise den in dem beispielhaften Prozessorsystem 1310 in 13 dargestellten Prozessor 1312) umfassen. Das Programm kann in Software ausgeführt werden, die auf einem greifbaren Medium wie beispielsweise einer CD-ROM, einer Floppy Disk, einer Festplatte, einer Digital Versatile Disk (DVD) oder einem dem Prozessor 1312 zugeordneten Speicher gespeichert und/oder in Firmware und/oder dedizierter Hardware auf bestens bekannte Weise ausgeführt ist. Weiterhin wird das beispielhafte Programm zwar unter Bezugnahme auf die in 10A, 10B, 11A, 11B und 12 dargestellten Flussdiagramme beschrieben, jedoch erkennt der technisch Versierte ohne weiteres, dass alternativ zahlreiche andere Methoden der Implementierung des hierin beschriebenen beispielhaften Abschlussmoduls 124a, der hierin beschriebenen beispielhaften E/A-Karte 132a und des hierin beschriebenen beispielhaften Labellers 214 verwendet werden können. Beispielsweise kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden und/oder einige der beschriebenen Blöcke können verändert, eliminiert oder kombiniert werden.
  • Bei detaillierter Betrachtung von 10A und 10B wird das beispielhafte Verfahren in 10A und 10B in Verbindung mit dem beispielhaften Abschlussmodul 124a in 1A, 2 und 4–6 beschrieben. Das beispielhafte Verfahren in 10A und 10B kann jedoch verwendet werden, um jedes andere Abschlussmodul zu implementieren. Das Flussdiagramm in 10A und 10B wird verwendet, um zu beschreiben, wie das beispielhafte Abschlussmodul 124a Informationen zwischen dem Feldgerät 112a und der E/A-Karte 132a kommuniziert. Zuerst bestimmt das Abschlussmodul 124a, ob es Kommunikationsinformationen (Block 1002) erhalten hat. Beispielsweise stellt das Abschlussmodul 124a fest, dass es Kommunikationsinformationen empfangen hat, wenn der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 (6) oder der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 beispielsweise über einen Interrupt oder ein Statusregister anzeigt, dass Kommunikationsinformationen empfangen wurden. Wenn das Abschlussmodul 124a feststellt, dass es keine Kommunikationsinformationen (Block 1002) empfangen hat, verbleibt die Steuerung bei dem Block 1002, bis das Abschlussmodul 124a Kommunikationsinformationen empfängt.
  • Wenn das Abschlussmodul 124a Kommunikationsinformationen (Block 1002) empfängt, stellt das Abschlussmodul 124a beispielsweise auf der Grundlage eines Interrupts oder Statusregisters des Feldgerätekommunikationsprozessors 620 (6) fest, ob es die Kommunikationsinformationen von einem Feldgerät (beispielsweise dem Feldgerät 112a in 1A) (Block 1004) erhalten hat. Wenn das Abschlussmodul 124a feststellt, dass es Kommunikationsinformationen von dem Feldgerät 112a (Block 1004) empfangen hat, extrahiert der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 die Feldgeräteinformationen und die Feldgeräteidentifikationsinformationen aus den empfangenen Kommunikationsinformationen, die dem Feldgerät 112a auf der Grundlage eines Feldgerätekommunikationsprotokolls (Block 1006) zugeordnet sind. Die Feldgeräteinformationen können beispielsweise Feldgeräteidentifikationsinformationen (beispielsweise Geräte-Tags, elektronische Seriennummern etc.), Feldgerätestatusinformationen (beispielsweise Kommunikationsstatus, Gesundheitsdiagnoseinformationen (offener Kreis, Kurzschluss etc.)), Feldgeräteaktivitätsinformationen (beispielsweise Prozessvariablen-(PV-)Werte), Feldgerätebeschreibungsinformationen (beispielsweise Feldgerätetyp oder -funktion wie beispielsweise Ventilsteller, Temperaturfühler, Drucksensor, Durchflusssensor etc.), Feldgeräteanschlusskonfigurationsinformationen (beispielsweise Multidrop-Busverbindung, Punkt-zu-Punkt-Verbindung etc.), Feldgerätebus- oder Segmentidentifikationsinformationen (beispielsweise Feldgerätebus oder Feldgerätesegment, über den bzw. das das Feldgerät kommunikativ mit dem Abschlussmodul gekoppelt ist) und/oder Feldgeräte-Datentypinformationen (beispielsweise Daten vom Typ ”analoge Eingabe” (AE), Daten vom Typ ”analoge Ausgabe” (AA), Daten vom Typ diskrete Eingabe (DE) (beispielsweise Daten vom Typ ”digitale Eingabe”), Daten vom Typ ”diskrete Ausgabe” (DA) (beispielsweise Daten vom Typ ”digitale Ausgabe) etc.). Das Feldgeräte-Kommunikationsprotokoll kann jedes von dem Feldgerät 112a verwendete Protokoll (beispielsweise ein Fieldbus-Protokoll, ein HART-Protokoll, ein AS-I-Protokoll, ein Profibus-Protokoll etc.) sein. In einer alternativen beispielhaften Implementierung extrahiert der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 an dem Block 1006 lediglich die Feldgeräteinformationen aus den empfangenen Kommunikationsinformationen und die das Feldgerät 112a identifizierenden Feldgeräteidentifikationsinformationen werden in dem Abschlussmodul 124a gespeichert. Wenn beispiels-weise das Feldgerät 112a anfänglich mit dem Abschlussmodul 124a verbunden ist, kann das Feldgerät 112a seine Identifikationsinformationen an das Abschlussmodul 124a kommunizieren und das Abschlussmodul 124a kann die Identifikationsinformationen speichern.
  • Der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 stellt sodann fest, ob eine Analog-Digital-Wandlung erforderlich ist (Block 1008). Wenn beispielsweise das Feldgerät 112a analoge Messungswerte kommuniziert, stellt der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 fest, dass eine Analog-Digital-Wandlung nötig oder erforderlich ist (Block 1008). Wenn eine Analog-Digital-Wandlung erforderlich ist, führt der Analog-Digital-Wandler 618 (6) die Wandlung der empfangenen Informationen aus (Block 1010).
  • Nach der Analog-Digital-Wandlung (Block 1010) oder wenn keine Analog-Digital-Wandlung erforderlich ist (Block 1008), identifiziert der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 den der empfangenen Feldgeräteinformation (Block 1012) zugeordneten Datentyp (beispielsweise analog, digital, Temperaturmessung etc.) und erzeugt einen der empfangenen Feldgeräteinformation (Block 1014) zugeordneten Datentypdeskriptor. Beispielsweise kann das Abschlussmodul 124a einen Datentypdeskriptor speichern, der den Datentyp angibt, den es immer von dem Feldgerät 112a empfangen wird, oder das Feldgerät 112a kann einen Datentyp an das Abschlussmodul 124a kommunizieren, den der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 verwendet, um den Datentypdeskriptor an Block 1010 zu erzeugen.
  • Der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 (6) bestimmt die Zieladresse der E/A-Karte 132a (Block 1016), an die das Abschlussmodul 124a die von dem Feldgerät 124a empfangenen Informationen kommunizieren soll. Beispielsweise kann der Kommunikationsprozessor 604 (6) die Zieladresse der E/A-Karte 132a vom Adressidentifizierer 608 (6) erhalten. Zusätzlich bestimmt oder erzeugt der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 an die E/A-Karte 132a zu kommunizierende Fehlerprüfdaten (Block 1020), um zu gewährleisten, dass die Feldgeräteinformationen von der E/A-Karte 132a ohne Fehler empfangen wird. Beispielsweise kann der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 zyklische Fehlerprüfungs-(CRC-)Fehlerprüfdaten erzeugen.
  • Der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 paketiert sodann die Feldgeräteinformationen, die Feldgeräteidentifikationsinformationen, den Datentypdeskriptor, die Zieladresse der E/A-Karte 132a, die Quelladresse des Abschlussmoduls 124a und die Fehlerprüfdaten auf der Grundlage eines E/A-Bus-Kommunikationsprotokolls (Block 1022). Das E/A-Bus-Kommunikationsprotokoll kann beispielsweise mittels eines TPC-basierten Protokolls, eines UDP-basierten Protokolls etc. implementiert werden. Der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 kann die Quelladresse des Abschlussmoduls 124a von dem Adressidentifizierer 604 (6) erhalten. Die E/A-Bus-Schnittstelle 602 (6) kommuniziert sodann die paketierten Informationen über den universellen E/A-Bus 136a (1A und 2) in Verbindung mit von anderen Abschlussmodulen (beispielsweise den Abschlussmodulen 124b und 124c in 1A) (Block 1024) erzeugten und kommunizierten paketierten Informationen. Beispielsweise kann die E/A-Bus-Schnittstelle 602 mit einer Zuteilungsschaltung oder einem Gerät, das den univer-sellen E/A-Bus 136a abhört oder überwacht, um festzustellen, wann der universelle E/A-Bus 136a verfügbar ist (beispielsweise nicht von den Abschlussmodulen 124b–c) verwendet wird, um die Informationen von dem Abschlussmodul 124a an die E/A-Karte 132a zu kommunizieren.
  • Wenn das Abschlussmodul 124b an Block 1004 feststellt, dass die an dem Block 1002 erkannte Kommunikationsinformation nicht von dem Feldgerät 112a ist (beispielsweise ist die Kommunikationsinformation von der E/A-Karte 132a), extrahiert der E/A-Kommunikationsprozessor 608 (6) eine Zieladresse aus den empfangenen Kommunikationsinformationen (Block 1026). Der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 stellt sodann fest, ob die extrahierte Zieladresse zu einer von der Adressschnittstelle 604 erhaltenen Zieladresse des Abschlussmoduls 124a (Block 1028) passt. Wenn die Zieladresse nicht zu der Adresse des Abschlussmoduls 124a passt (beispielsweise waren die empfangenen Informationen nicht für die Übergabe an das Abschlussmodul 124a (Block 1028) bestimmt), kehrt die Steuerung an den Block 1002 (10A) zurück. Wenn andernfalls die Zieladresse zur Adresse des Abschlussmoduls 124a passt (beispielsweise waren die empfangenen Informationen für die Übergabe an das Abschlussmodul 124a (Block 1028) bestimmt), extrahiert der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 die Feldgeräteinformationen aus den empfangenen Kommunikationsinformationen auf der Grundlage des E/A-Bus-Kommunikationsprotokolls (Block 1030) und prüft die Integrität der Daten (Block 1032) beispielsweise mittels eines CRC-Verifizierungsprozesses auf der Grundlage von Fehlererkennungsinformationen in den empfangenen Kommunikationsinformationen. Obwohl nicht dargestellt, sendet der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608, wenn der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 an Block 1032 feststellt, dass ein Fehler in den empfangenen Kommunikationsinformationen existiert, eine Botschaft an die E/A-Karte 132a und fordert eine erneute Übertragung.
  • Nach dem Verifizieren der Datenintegrität (Block 1032) bestimmt der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 (oder der Feldgerätekommunikationsprozessor 620), ob eine Digital-Analog-Wandlung erforderlich ist (Block 1034). Wenn beispielsweise ein in dem Abschlussmodul 124a gespeicherter Datentypdeskriptor anzeigt, dass das Feldgerät 112a analoge Informationen benötigt, stellt der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 fest, dass eine Digital-Analog-Wandlung erforderlich ist (Block 1034). Wenn eine Digital-Analog-Wandlung erforderlich ist (Block 1034), führt der Digital-Analog-Wandler 616 (6) die Digital-Analog-Wandlung der Feldgeräteinformationen aus (Block 1036). Nach Durchführung der Digital-Analog-Wandlung (Block 1036) oder wenn keine Digital-Analog-Wandlung erforderlich ist (Block 1034), kommuniziert der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 die Feldgeräteinformationen an das Feldgerät 112a über die Feldgeräteschnittstelle 622 (6) mittels des Feldgerätekommunikationsprotokolls des Feldgeräts 112a (Block 1038).
  • Nachdem der Feldgerätekommunikationsprozessor 620 die Feldgeräteinformationen an das Feldgerät 112a kommuniziert hat oder nachdem der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 608 die Feldgeräteinformation an die E/A-Karte 132a kommuniziert hat, wird der Prozess in 10A und 10B beendet und/oder die Steuerung wird beispielsweise an einen aufrufenden Prozess oder eine aufrufende Funktion zurückgegeben.
  • 11A und 11B zeigen ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens, das verwendet werden kann, um die E/A-Karte 132a in 1A zu implementieren, um Informationen zwischen dem Abschlussmodul 124a und der Steuerung 104 in 1A auszutauschen. Zuerst bestimmt die E/A-Karte 132a, ob sie Kommunikationsinformationen (Block 1102) erhalten hat. Beispielsweise stellt die E/A-Karte 132a fest, dass sie Kommunikationsinformationen empfangen hat, wenn der Kommunikationsprozessor 704 (7) beispielsweise über einen Interrupt oder ein Statusregister anzeigt, dass der Kommunikationsinformationen empfangen hat. Wenn die E/A-Karte 132a feststellt, dass sie keine Kommunikationsinformationen (Block 1102) empfangen hat, verbleibt die Steuerung bei dem Block 1102, bis die E/A-Karte 132a Kommunikationsinformationen empfängt.
  • Wenn die E/A-Karte 132a Kommunikationsinformationen (Block 1102) empfängt, stellt die E/A-Karte 132a beispielsweise auf der Grundlage eines Interrupts oder Statusregisters des Kommunikationsprozessors 704 fest, ob sie die Kommunikationsinformationen von der Steuerung 104 (1A) (Block 1104) empfangen hat. Wenn die E/A-Karte 132a feststellt, dass sie Kommunikationsinformationen von der Steuerung 104 (Block 1104) empfangen hat, extrahiert der Kommunikationsprozessor 704 die Abschlussmodulinformationen (die Feldgeräteinformationen beinhalten können) aus den empfangenen Kommunikationsinformationen, die dem Abschlussmodul 124a (Block 1106) zugeordnet sind.
  • Der Kommunikationsprozessor 704 identifiziert den den empfangenen Abschlussmodulinformationen zugeordneten Datentyp (beispielsweise Feldgeräte-Analoginformation, Feldgeräte-Digitalinformation, Abschlussmodul-Steuerungsinformation zur Steuerung oder Konfigurierung des Abschlussmoduls etc.) (Block 1108) und erzeugt einen den empfangenen Abschlussmodulinformationen entsprechenden Datentypdeskriptor(Block 1110). In einer alternativen beispielhaften Implementierung wird der Datentypdeskriptor an dem Bedienrechner 102 (1A) erzeugt und der Kommunikationsprozessor 704 braucht den Datentypdeskriptor nicht zu erzeugen.
  • Der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 (7) bestimmt sodann die Zieladresse des Abschlussmoduls 124a (Block 1112). Zusätzlich bestimmt der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 Fehlerprüfdaten (Block 1114), die an das Abschlussmodul 124a mit den Abschlussmodulinformationen zu kommunizieren sind, um zu gewährleisten, dass das Abschlussmodul 124a die Informationen ohne Fehler empfängt. Beispielsweise kann der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 zyklische Fehlerprüfungs-(CRC-)Fehlerprüfdaten erzeugen.
  • Der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 paketiert sodann die Abschlussmodulinformationen, den Datentypdeskriptor, die Zieladresse des Abschlussmoduls 124a, die Quelladresse des Abschlussmoduls 124a und die Fehlerprüfdaten auf der Grundlage des E/A-Bus-Kommunikationsprotokolls (Block 1116). Die E/A-Bus-Schnittstelle 710 (7) kommuniziert sodann die paketierten Informationen über den universellen E/A-Bus 136a (1A und 2) in Verbindung mit für andere Abschlussmodule (beispielsweise die Abschlussmodule 124b und 124c in 1A) (Block 1118) bestimmten paketierten Informationen. Beispielsweise kann der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 702 andere Abschlussmodulinformationen unter Verwendung der Zieladresse beispielsweise der Abschlussmodule 124b und 124c paketieren und Abschlussmodulinformationen für sämtliche der Abschlussmodule 124a–c über den universellen E/A-Bus 136a mittels des RS-485-Standards kommunizieren. Jedes der Abschlussmodule 124a–c kann seine jeweiligen Informationen von dem universellen E/A-Bus 136a auf der Grundlage der von der E/A-Karte 132a zur Verfügung gestellten Zieladressen extrahieren.
  • Wenn die E/A-Karte 132 an Block 1104 feststellt, dass die an Block 1102 erkannten Kommunikationsinformationen nicht von der Steuerung 104 stammen (beispielsweise stammen die Kommunikationsinformationen von einem der Abschlussmodule 124a–c), extrahiert der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 (7) eine Quelladresse (beispielsweise eine Quelladresse eines der Abschlussmodule 124a–c) aus den empfangenen Kommunikationsinformationen (Block 1122). Der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 extrahiert sodann einen Datentypdeskriptor (beispielsweise digital kodierte Daten vom analogen Typ, Daten vom digitalen Typ, Daten vom Temperaturdatentyp etc.) (Block 1124). Der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 extrahiert auch die Abschlussmodulinformationen (die Feldgeräteinformationen beinhalten können) aus dem empfangenen Kommunikationsinformationen auf der Grundlage des E/A-Bus-Kommunikationsprotokolls (Block 1126) und verifiziert die Integrität der Daten (Block 1128) beispielsweise mittels eines CRC-Verifizierungsprozesses auf der Grundlage von Fehlererkennungsinformationen in den empfangenen Kommunikationsinformationen. Obwohl nicht dargestellt, sendet der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712, wenn der E/A-Bus-Kommunikationsprozessor 712 an Block 1128 feststellt, dass ein Fehler in den empfangenen Kommunikationsinformationen existiert, eine Botschaft mit der Aufforderung zur erneuten Übertragung an das Abschlussmodul, das der an Block 1122 erhaltenen Quelladresse zugeordnet ist.
  • Nach dem Verifizieren der Datenintegrität (Block 1128) paketiert der Kommunikationsprozessor 704 die Abschlussmodulinformationen (unter Verwendung der Quelladresse des Abschlussmoduls und des Datentypdeskriptors) und die Kommunikationsschnittstelle 702 kommuniziert die paketierten Informationen an die Steuerung 104 (Block 1130). Wenn die Informationen für die Übergabe an den Bedienrechner 102 bestimmt sind, kann die Steuerung 104 anschließend die Informationen an den Bedienrechner 102 kommunizieren. Nachdem die Kommunikationsschnittstelle 702 die Informationen an die Steuerung 104 kommuniziert hat oder nachdem die E/A-Bus-Schnittstelle 710 die Abschlussmodulinformationen an das Abschlussmodul 124a kommuniziert hat, wird der Prozess in 11A und 11B beendet und/oder die Steuerung wird beispielsweise an einen aufrufenden Prozess oder eine aufrufende Funktion zurückgegeben.
  • 12 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens, das verwendet werden kann, um den Labeller 214 aus 2, 3 und 8 zu implementieren, um Anzeigeinformationen in Verbindung mit Feldgeräten (beispielsweise dem Feldgerät 112a in 1A) abzurufen und anzuzeigen, die kommunikativ mit Abschlussmodulen (beispielsweise dem Abschlussmodul 124a in 1, 2 sowie 4–6) gekoppelt sind. Zuerst bestimmt der Verbindungsdetektor 806 (8), ob ein Feldgerät (beispielsweise das Feldgerät 112a) mit dem Abschlussmodul 124a verbunden ist (beispielsweise mit den Abschlussschrauben 406 in 4 und 5 und/oder der Feldgeräteschnittstelle 622 in 6 (Block 1212) verbunden ist). Wenn der Verbindungsdetektor 806 feststellt, dass das Feldgerät 112a (oder jedes andere Feldgerät) nicht mit dem Abschlussmodul 124a (Block 1202) verbunden ist, verbleibt die Steuerung bei dem Block 1202, bis der Verbindungsdetektor 806 feststellt, dass das Feldgerät 112a (oder jedes andere Feldgerät) mit dem Abschlussmodul 124a verbunden ist.
  • Wenn der Verbindungsdetektor 806 feststellt, dass das Feldgerät 112a mit dem Abschlussmodul 124a (Block 1202) verbunden ist, erhält der Feldgeräteidentifizierer 814 Feldgeräteidentifikationsinformationen (beispielsweise einen Geräte-Tag-Wert, einen Gerätenamen, eine elektronische Seriennummer etc.), die das Feldgerät 112a (Block 1204) identifiziert. Beispielsweise kann der Feldgeräteidentifizierer 814 an das Feldgerät 112a eine Anfrage schicken und das Feldgerät 112a auffordern, seine Feldgeräteidentifikationsinformationen zu übertragen. In einer anderen beispielhaften Implementierung kann das Feldgerät 112a nach erstmaliger Verbindung mit dem Abschlussmodul 124a automatisch seine Feldgeräteidentifikationsinformationen an den Feldgeräteidentifizierer 814 kommunizieren.
  • Der Feldgeräteidentifizierer 814 stellt sodann auf der Grundlage der Feldgeräteidentifikationsinformationen fest, ob das Feldgerät 112a beauftragt ist, über den universellen E/A-Bus 136a mit der E/A-Karte 132a (Block 1206) zu kommunizieren. Beispielsweise kann der Feldgeräteidentifizierer 814 die Feldgeräteidentifikationsinformationen an die E/A-Karte 132a über das Abschlussmodul 124a kommunizieren und die E/A-Karte 132a kann die Feldgeräteidentifikationsinformationen mit Feldgeräteidentifikationsnummern vergleichen, die in der Datenstruktur 133 (1A) oder in einer ähnlichen in dem Bedienrechner 102 gespeicherten Daten-struktur gespeichert sind. Die Datenstruktur 133 kann von Ingenieuren, Bedienern oder Anwendern mit Feldgeräteidentifikationsnummern von Feldgeräten (beispielsweise den Feldgeräten 112a–c) populiert werden, die mit der E/A-Karte 132a über den universellen E/A-Bus 136a kommunizieren sollen. Wenn die E/A-Karte 132a feststellt, dass das Feldgerät 112a dem E/A-Bus 136a und/oder der E/A-Karte 132a zugeordnet ist, kommuniziert die E/A-Karte 132a eine Bestätigungsbotschaft an den Feldgeräteidentifizierer 814.
  • Wenn der Feldgeräteidentifizierer 814 feststellt, dass das Feldgerät 112a nicht beauftragt ist, über den E/A-Bus 136a (Block 1206) zu kommunizieren, zeigt die Anzeigeschnittstelle 808 (8) eine Fehlermeldung an (Block 1208). Andernfalls zeigt die Anzeigeschnittstelle 808 die Feldgeräteidentifikationsinformationen an (Block 1210). In dem dargestellten Beispiel erkennt der Feldgerätestatusdetektor 812 den Feldgerätestatus (beispielsweise Gerät ein, Gerät aus, Gerätefehler etc.) und die Anzeigeschnittstelle 808 zeigt die Statusinformation an (Block 1212). Zusätzlich erkennt der Feldgeräteaktivitätsdetektor 810 (8) die Aktivität des Feldgeräts 112a (beispielsweise Messungs- und/oder Überwachungsinformationen) und die Schnittstelle 808 zeigt die Aktivitätsinformation an (Block 1214). Auch erkennt der Datentypdetektor 816 (8) den Datentyp (beispielsweise analog, digital etc.) des Feldgeräts 112a und die Anzeigeschnittstelle 808 zeigt den Datentyp an (Block 1216).
  • Nachdem die Anzeigeschnittstelle 808 die Fehlermeldung angezeigt hat (Block 1208) oder nachdem die Anzeigeschnittstelle 808 den Datentyp angezeigt hat (Block 1216), bestimmt der Labeller 214, ob er die Überwachung fortsetzen sollte (Block 1218), beispielsweise aufgrund dessen, ob das Abschlussmodul 124a abgeschaltet oder aus dem Bereitstellungsschrank 122 entfernt wurde (1A und 2). Wenn der Labeller 214 feststellt, dass er die Überwachung fortsetzen sollte, kehrt die Steuerung an den Block 1202 zurück. Andernfalls wird der beispielhafte Prozess in 12 beendet und/oder die Kontrolle kehrt zu einer aufrufenden Funktion oder zu einem aufrufenden Prozess zurück.
  • 13 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Prozessorsystems 1310, das zur Implementierung der hierin beschriebenen beispielhaften Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden kann. Beispielsweise können Prozessorsysteme, die dem beispielhaften Prozessorsystem 1310 ähnlich oder mit diesem identisch sind, verwendet werden, um den Bedienrechner 102, die Steuerung 104, die E/A-Karte 132a und/oder die Abschlussmodule 124a–c und 126a–c in 1A zu implementieren. Auch wenn das beispielhafte Prozessorsystem 1310 nachstehend als eine Mehrzahl von Peripheriegeräten, Schnittstellen, Chips, Speicher etc. aufweisend beschrieben ist, können eines oder mehrere dieser Elemente bei anderen beispielhaften Prozessorsystemen entfallen, die verwendet werden, um einen oder mehrere des Bedienrechners 102, der Steuerung 104, der E/A-Karte 132a und/oder der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c zu implementieren.
  • Wie in 13 dargestellt, weist das Prozessorsystem 1310 einen Prozessor 1312 auf, der mit einem Verbindungsbus 1314 verbunden ist. Der Prozessor 1312 weist einen Registersatz oder Registerraum 1316 auf, der in 13 als komplett auf einem Chip enthalten dargestellt ist, alternativ jedoch auch vollständig oder teilweise außerhalb eines Chips befindlich und über dedizierte elektrische Verbindungen und/oder über den Verbindungsbus 1314 direkt mit dem Prozessor 1312 verbunden sein kann. Bei dem Prozessor 1312 kann es sich um jeden geeigneten Prozessor, jede geeignete Prozessoreinheit oder jeden geeigneten Mikroprozessor handeln. Obwohl in 13 nicht so dargestellt, kann es sich bei dem System 1310 um ein Multi-Prozessor-System handeln, das mithin einen oder mehrere zusätzliche Prozessoren aufweisen kann, die mit dem Prozessor 1312 identisch bzw. diesem ähnlich sind und die mit dem Verbindungsbus 1314 kommunikativ verbunden sind.
  • Der Prozessor 1312 in 13 ist mit einem Chipsatz 1318 verbunden, der einen Speichercontroller 1320 und einen Peripherie-Eingabe-/Ausgabe-(E/A-)Controller 1322 aufweist. Wie allgemein bekannt ist, bietet ein Chipsatz in der Regel E/A- und Speicher-Managementfunktionen sowie eine Mehrzahl von Registern und Zeitgebern etc. für allgemeine und/oder spezielle Zwecke, auf die einer oder mehrere der mit dem Chipsatz 1318 verbundenen Prozessoren zugreifen bzw. die von diesen Prozessoren genutzt werden. Der Speicher-Controller 1320 führt Funktionen aus, die den Prozessor 1312 (bzw. mehrere Prozessoren im Falle von Multi-Prozessor-Systemen) in die Lage versetzen, auf einen Systemspeicher 1324 und einen Massenspeicher 1325 zuzugreifen.
  • Der Systemspeicher 1324 kann jeden gewünschten Typ von flüchtigen und/oder nicht-flüchtigen Speichern wie beispielsweise statische Direktzugriffsspeicher (SRAM), dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM), Flash Memory, Nur-Lese-Speicher (ROM) etc. beinhalten. Der Massenspeicher 1325 kann jeden gewünschten Typ von Massenspeichergerät beinhalten. Wenn das beispielhafte Prozessorsystem 1310 beispielsweise verwendet wird, um den Bedienrechneer 102 (1A) zu implementieren, kann der Massenspeicher 1325 ein Festplattenlaufwerk, ein optisches Laufwerk, ein Bandspeichergerät etc. aufweisen. Alternativ können, wenn das beispielhafte Prozessorsystem 1310 verwendet wird, um die Steuerung 104 zu implementieren, eine der E/A-Karten 132a–b und 134a–b oder eines der Abschlussmodule 124a–c und 126a–c, der Massenspeicher 1325 einen Solid-State-Speicher (beispielsweise ein Flash Memory, einen RAM-Speicher etc.), einen Magnetspeicher (beispielsweise ein Festplattenlaufwerk) oder jeden anderen Speicher aufweisen, der für eine Massenspeicherung in der Steuerung 104, den E/A-Karten 132a–b und 134a–b oder den Abschlussmodulen 124a–c und 126a–c geeignet ist.
  • Der Peripherie-E/A-Controller 1322 führt Funktionen aus, die den Prozessor 1312 in die Lage versetzen, mit den peripheren Eingabe-/Ausgabe-(E/A-)Geräten 1326 und 1328 und einer Netzwerkschnittstelle 1330 über einen Peripherie-E/A-Bus 1332 zu kommunizieren. Die E/A-Geräte 1326 und 1328 können jeder gewünschte Typ von E/A-Gerät sein wie beispielsweise eine Tastatur, eine Anzeige (beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Kathodenstrahlröhren-(CRT-)Anzeige etc.), ein Navigationsgerät (beispielsweise eine Maus, ein Trackball, ein kapazitives Touchpad, ein Joystick etc.) etc. Die Netzwerkschnittstelle 1330 kann beispielsweise ein Ethernet-Gerät, ein Asynchronous-Transfer-Mode-(ATM-)Gerät, ein 802.11-Gerät, ein DSL-Modem, ein Kabelmodem, ein Mobiltelefoniemodem etc. sein, das das Prozessorsystem 1310 in die Lage versetzt, mit einem anderen Prozessorsystem zu kommunizieren.
  • Der Speicher-Controller 1320 und der E/A-Controller 1322 sind in 13 zwar als separate Funktionsblöcke innerhalb des Chipsatzes 1318 dargestellt, jedoch können die von diesen Blöcken ausgeführten Funktionen in einen einzigen Halbleiterschaltkreis integriert oder mittels zweier oder mehrerer separater integrierter Schaltkreise realisiert werden.
  • In dieser Patentschrift werden zwar bestimmte Verfahren, Vorrichtungen und Produkte beschrieben, jedoch ist der Umfang dieses Patents nicht darauf beschränkt. Dieses Patent umfasst im Gegenteil sämtliche Verfahren, Vorrichtungen und Produkte, die entweder dem Wortlaut nach oder im Wege der Äquivalenz in den Definitionsbereich der beigefügten Ansprüche fallen.
  • Es folgen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung:
    • 1. Vorrichtung zum kommunikativen Koppeln von Feldgeräten mit einer Steuerung in einem Prozesssteuerungssystem, wobei die Vorrichtung aufweist: eine erste Schnittstelle, konfiguriert, eine erste Information von einem Feldgerät mittels eines ersten Kommunikationsprotokolls zu empfangen; einen mit der ersten Schnittstelle kommunikativ gekoppelten Kommunikationsprozessor, konfiguriert, die erste Information zur Kommunikation über einen Bus mittels eines zweiten Kommunikationsprotokolls zu kodieren, und eine kommunikativ mit dem Kommunikationsprozessor und dem Bus gekoppelte zweite Schnittstelle, konfiguriert, die erste Information über den Bus mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren, wobei der Bus konfiguriert ist, das zweite Kommunikationsprotokoll zu verwenden, um eine einem anderen Feldgerät zugeordnete zweite Information zu kommunizieren.
    • 2. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 1 definiert, wobei der Bus konfiguriert ist, die erste und zweite Information über dasselbe Kommunikationsmedium zu kommunizieren.
    • 3. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 1 definiert, wobei das zweite Kommunikationsprotokoll ein paketbasiertes Kommunikationsprotokoll ist.
    • 4. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 1 definiert, wobei der Bus einen elektrischen Leiter aufweist.
    • 5. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 1 definiert, weiterhin aufweisend einen Adressidentifizierer, konfiguriert, eine Quelladresse der Vorrichtung zu bestimmen, wobei der Kommunikationsprozessor die Quelladresse der Vorrichtung in Verbindung mit der ersten Information kommuniziert.
    • 6. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 1 definiert, weiterhin aufweisend einen Datentypdetektor, konfiguriert, einen der ersten Information zugeordneten Datentyp zu identifizieren.
    • 7. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 1 definiert, wobei der Kommunikationsprozessor konfiguriert ist, die erste Information identifizierende Header-Informationen zu erzeugen und die Header-Informationen in Verbindung mit der ersten Information zu kommunizieren.
    • 8. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 7 definiert, wobei die Header-Informationen das Feldgerät beschreibende Identifikationsinformationen aufweisen.
    • 9. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 1 definiert, wobei der Kommunikationsprozessor konfiguriert ist, eine über den Bus mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls empfangene dritte Information zu dekodieren, und wobei die erste Schnittstelle konfiguriert ist, die dritte Information mittels des ersten Kommunikationsprotokolls an das Feldgerät zu kommunizieren.
    • 10. Maschinenzugreifbares Medium mit darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, eine Maschine veranlassen, die erste Information von einem Feldgerät mittels eines ersten Kommunikationsprotokolls zu empfangen; die erste Information für die Kommunikation mittels eines zweiten Kommunikationsprotokolls zu kodieren, das konfiguriert ist, die einem anderen Feldgerät zugeordnete zweite Information zu kommunizieren, und die erste Information mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls über einen Bus zu kommunizieren.
    • 11. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 10 definiert, mit darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, die Maschine veranlassen, die erste Information über den Bus zu einer Steuerung zu kommunizieren, die konfiguriert ist, Informationen von dem anderen Feldgerät über den Bus zu empfangen.
    • 12. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 10 definiert, mit darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, die Maschine veranlassen, die erste Information über den Bus mittels eines paketbasierten Protokolls zu kommunizieren.
    • 13. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 10 definiert, mit darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, die Maschine veranlassen, als Reaktion auf den Empfang der ersten Information von dem Feldgerät mindestens eine der Feldgeräteidentifikationsinformationen zu bestimmen, die das Feldgerät oder einen Status des Feldgeräts beschreiben.
    • 14. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 10 definiert, mit darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, die Maschine veranlassen, einen der ersten Information zugeordneten Datentyp zu identifizieren; einen dem Datentyp entsprechenden Datentypdeskriptor zu erzeugen und den Datentypdeskriptor über den Bus in Verbindung mit der ersten Information zu kommunizieren.
    • 15. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 10 definiert, mit darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, die Maschine veranlassen, eine dritte Information über den Bus mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls zu empfangen und die dritte Information an das Feldgerät mittels des ersten Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren.
    • 16. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 15 definiert, mit darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, die Maschine veranlassen, einen der dritten Information zugeordneten Datentypdeskriptor zu identifizieren und die dritte Information an das Feldgerät mittels des ersten Kommunikationsprotokolls auf der Grundlage des Datentypdeskriptors zu kommunizieren.
    • 17. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 10 definiert, wobei der Bus konfiguriert ist, die zweite Information an die Steuerung mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren.
    • 18. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 10 definiert, mit darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, die Maschine veranlassen, der ersten Information zugeordnete Zeitstempelinformationen zu erzeugen und die Zeitstempelinformationen in Verbindung mit der ersten Information über einen Bus mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren.
    • 19. Maschinenzugreifbares Medium, wie in Ausführungsbeispiel 18 definiert, wobei die Zeitstempelinformationen Zeitstempel unterhalb des Millisekundenbereichs aufweisen.
    • 20. Verfahren zur Kommunikation von Informationen zwischen einer Steuerung und Feldgeräten in einem Prozesssteuerungssystem, wobei das Verfahren aufweist: Empfangen der ersten Information von einem Feldgerät mittels eines ersten Kommunikationsprotokolls; Kodieren der ersten Information für die Kommunikation mittels eines zweiten Kommunikationsprotokolls, das konfiguriert ist, die einem anderen Feldgerät zugeordnete zweite Information zu kommunizieren, und Kommunizieren der ersten Information mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls über einen Bus zu einer Steuerung.
    • 21. Verfahren, wie in Ausführungsbeispiel 20 definiert, wobei das zweite Kommunikationsprotokoll ein paketbasiertes Kommunikationsprotokoll aufweist.
    • 22. Verfahren, wie in Ausführungsbeispiel 20 definiert, weiterhin aufweisend die automatische Zuordnung mindestens einer Feldgeräteidentifikationsinformation oder Statusinformation zu dem Feldgerät als Reaktion auf den Empfang von Kommunikationsinformationen von dem Feldgerät.
    • 23. Verfahren nach Ausführungsbeispiel 20, weiterhin aufweisend: Identifizieren eines der ersten Information zugeordneten Datentyps; Erzeugen eines dem Datentyp entsprechenden Datentypdeskriptors und Kommunizieren des Datentypdeskriptors über den Bus in Verbindung mit der ersten Information.
    • 24. Verfahren nach Ausführungsbeispiel 20, weiterhin aufweisend: Empfangen einer dritten Information über den Bus mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls und Kommunizieren der dritten Information an das Feldgerät mittels des ersten Kommunikationsprotokolls.
    • 25. Verfahren nach Ausführungsbeispiel 24, weiterhin aufweisend: Identifizieren eines der dritten Information zugeordneten Datentypdeskriptors; und Kommunizieren der dritten Information an das Feldgerät mittels des ersten Kommunikationsprotokolls auf der Grundlage des Datentypdeskriptors.
    • 26. Verfahren, wie in Ausführungsbeispiel 20 definiert, wobei der Bus konfiguriert ist, die zweite Information an die Steuerung mittels des zweiten Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren.
    • 27. Vorrichtung zum kommunikativen Koppeln von Feldgeräten mit einer Steuerung in einem Prozesssteuerungssystem, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Mehrzahl von Buchsen, konfiguriert, eine Mehrzahl von Abschlussmodulen aufzunehmen, wobei jedes der Abschlussmodule konfiguriert ist, kommunikativ mit mindestens einem Feldgerät in einem Prozesssteuerungssystem gekoppelt zu werden, und eine Kommunikationsbusschnittstelle, kommunikativ mit jeder der Mehrzahl der Buchsen gekoppelt und konfiguriert, erste, einem der Abschlussmodule zugeordnete Feldgeräteinformationen sowie zweite, einem zweiten der Abschlussmodule zugeordnete Feldgeräteinformationen zu kommunizieren.
    • 28. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 27 definiert, wobei die erste Feldgeräteinformation einem ersten Feldgerät zugeordnet ist, das kommunikativ mit dem ersten der Abschlussmodule gekoppelt ist, und wobei die zweite Feldgeräteinformation einem zweiten Feldgerät zugeordnet ist, das kommunikativ mit dem zweiten der Abschlussmodule gekoppelt ist.
    • 29. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 27 definiert, weiterhin mindestens eine Anzeige aufweisend, konfiguriert, mindestens einem der Abschlussmodule zugeordnete Feldgeräteidentifikationsinformationen anzuzeigen.
    • 30. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 29 definiert, wobei die Kommunikationsbusschnittstelle konfiguriert ist, ein drahtloses Kommunikationsprotokoll zu verwenden.
    • 31. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 29 definiert, wobei die Kommunikationsbusschnittstelle konfiguriert ist, einen seriellen RS-485-Kommunikationsstandard zu verwenden.
    • 32. Vorrichtung zur Anzeige von einem Feldgerät innerhalb eines Prozesssteuerungssystems zugeordneten Informationen, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Verbindungsdetektor, konfiguriert, eine Verbindung zu einem Feldgerät zu erkennen; einen Feldgeräteidentifizierer, konfiguriert, Feldgeräteidentifikationsinformationen zu bestimmen, die für die Identität des Feldgerätes repräsentativ sind, und eine Anzeigeschnittstelle, konfiguriert, die Feldgeräteidentifikationsinformationen anzuzeigen.
    • 33. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 32 definiert, wobei der Feldgeräteidentifizierer konfiguriert ist, als Reaktion auf die Erkennung der Verbindung des Feldgerätes durch den Verbindungsdetektor automatisch die Feldgeräteidentifikationsinformationen zu bestimmen, die die Identität des Feldgerätes beschreibt.
    • 34. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 32 definiert, wobei der Verbindungsdetektor weiterhin konfiguriert ist, den Typ der Verbindung des Feldgerätes zu erkennen, wobei der Verbindung mindestens eine einer Multidrop-Verbindung, einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung, einer drahtlosen Verbindung oder einer optischen Verbindung ist.
    • 35. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 32 definiert, weiterhin aufweisend einen Signalaktivitätsdetektor, konfiguriert, ein von einem Feldgerät über ein Kommunikationsmedium zur Verfügung gestelltes Spannungsniveau zu erkennen.
    • 36. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 32 definiert, weiterhin aufweisend einen Feldgerätestatusdetektor, konfiguriert, einen Status des Feldgerätes zu erkennen, wobei die Anzeigeschnittstelle konfiguriert ist, den Status anzuzeigen.
    • 37. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 32 definiert, wobei die Statusinformationen mindestens einen eines Gesundheitsstatus des Feldgerätes oder eines einem Betrieb des Feldgerätes zugeordneten Prozessvariablenwerts aufweist.
    • 38. Vorrichtung zum Trennen von einem Abschlussmodul zugeordneten elektrischen Stromkreisen, kommunikativ mit einem Feldgerät in einem Prozesssteuerungssystem gekoppelt, wobei die Vorrichtung aufweist: einen ersten Trennkreis, kommunikativ mit einem Abschlussmodulstromkreis gekoppelt und konfiguriert, kommunikativ mit einem Bus gekoppelt zu werden, wobei der Abschlussmodulstromkreis konfiguriert ist, mit einem Feldgerät zu kommunizieren, und wobei der Bus den Abschlussmodulstromkreis in die Lage versetzt, mit einer Steuerung zu kommunizieren, und einen zweiten Trennkreis, kommunikativ mit einem Abschlussmodulstromkreis gekoppelt und konfiguriert, kommunikativ mit einer Stromversorgung gekoppelt zu werden, die den Abschlussmodulstromkreis mit elektrischer Energie versorgt.
    • 39. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 38 definiert, wobei der erste Trennkreis mittels eines galvanischen Trennkreises oder eines optischen Trennkreises implementiert ist.
    • 40. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 38 definiert, wobei der erste Trennkreis den Abschlussmodulstromkreis in die Lage versetzt, einem Spannungsniveau des Feldgeräts zu folgen, ohne eine Spannung des Busses zu beeinflussen.
    • 41. Vorrichtung, wie in Ausführungsbeispiel 38 definiert, wobei der zweite Trennkreis den Abschlussmodulstromkreis in die Lage versetzt, einem Spannungsniveau des Feldgeräts zu folgen, ohne den Betrieb der Stromversorgung zu beeinflussen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 1394 [0043]
    • IEEE-802.11 [0043]

Claims (15)

  1. Vorrichtung, Folgendes aufweisend: ein Abschlussfeld; einen gemeinsamen Bus am Abschlussfeld; und mehrere Sockel (402) am Abschlussfeld entlang des gemeinsamen Busses, wobei jeder der Sockel dazu bestimmt ist, herausnehmbar Module (124a, 124b) aufzunehmen, die zur Kommunikation mit Feldgeräten (112a, 112b) bestimmt sind, und wobei jeder der Sockel aufweist: eine erste physikalische Schnittstelle, die dazu bestimmt ist, kommunikativ mit verschiedenen Arten von Feldgeräten gekoppelt zu sein und Kommunikationen mit einem oder mehreren der Feldgeräte über mehrere verschieden Kommunikationsprotokolle auszutauschen, und eine zweite physikalische Schnittstelle, die dazu bestimmt ist, die herausnehmbar aufnehmbaren Module kommunikativ mit dem gemeinsamen Bus zu koppeln, um über den gemeinsamen Bus mit einer Steuerung zu kommunizieren.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite physikalische Schnittstelle dazu bestimmt ist, die herausnehmbar aufnehmbaren Module kommunikativ mit einer Eingabe-/Ausgabekarte in der Steuerung zu koppeln.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste physikalische Schnittstelle für ein erstes der Module als digitale Schnittstelle funktionsfähig ist, und für ein zweites der Module als analoge Schnittstelle funktionsfähig ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, wobei die verschiedenen Arten von Feldgeräten Ventile, Stellglieder und Sensoren umfassen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, wobei jeder der Sockel dazu ausgelegt ist, verschiedene Arten der Module aufzunehmen, wobei insbesondere die verschiedenen Arten der Module Analogeingangsmodule, Analogausgangsmodule, Digitaleingangsmodule und Digitalausgangsmodule aufweisen.
  6. System, Folgendes aufweisend: einen Sockel (402) zur herausnehmbaren Aufnahme eines Moduls (124a, 124b), das aus verschiedenen Arten von Modulen auswählbar ist, die dazu bestimmt sind, mit verschiedenen Arten von Feldgeräten (112a, 112b) zu kommunizieren, wobei der Sockel aufweist: eine erste physikalische Schnittstelle, die dazu bestimmt ist, das Modul kommunikativ mit mindestens einer der verschiedenen Arten von Feldgeräten zu koppeln, und eine zweite physikalische Schnittstelle, die dazu bestimmt ist, das Modul kommunikativ mit einer Steuerung (104) zu koppeln, wobei ein Einsetzen des Moduls in den Sockel eine Konnektivität zwischen dem Modul und der ersten und zweiten physikalischen Schnittstelle bewirkt; einen gemeinsamen Bus zum Transportieren von Kommunikationen zwischen der Steuerung, dem Sockel und mehreren zweiten Sockeln, die mit dem gemeinsamen Bus in Verbindung stehen; und einen Transceiver (206), der dazu bestimmt ist, über den gemeinsamen Bus kommunikativ mit dem Sockel und den mehreren zweiten Sockeln gekoppelt zu sein, wobei der Transceiver dazu bestimmt ist, die Kommunikationen zwischen dem gemeinsamen Bus und der Steuerung auszutauschen.
  7. System nach Anspruch 6, wobei die erste physikalische Schnittstelle dazu bestimmt ist, Informationen zwischen beliebigen der verschiedenen Arten von Modulen und einer oder mehreren der verschiedenen Arten von Feldgeräten unter Verwendung mehrerer verschiedener Kommunikationsprotokolle auszutauschen.
  8. System nach Anspruch 6 oder 7, wobei es sich bei den Informationen um zumindest Temperaturmesswertinformationen, Druckmesswertinformationen, Fluiddurchflussinformationen oder Ventilstellgliedsteuerinformationen handelt.
  9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, insbesondere Anspruch 6, wobei der Transceiver dazu ausgelegt ist, mit einer Eingabe-/Ausgabekarte in der Steuerung und/oder mit der Steuerung über ein Ethernet-Protokoll zu kommunizieren, und/oder wobei der Transceiver ein drahtloser Transceiver ist.
  10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, insbesondere Anspruch 6, wobei der Sockel dazu ausgelegt ist, herausnehmbar an einer Dosenschiene angebracht zu sein, um den Sockel kommunikativ mit dem Transceiver zu koppeln.
  11. System, Folgendes aufweisend: einen Sockel (402) zur herausnehmbaren Aufnahme eines Moduls (124a, 124b), das aus verschiedenen Arten von Modulen auswählbar ist, die dazu bestimmt sind, mit verschiedenen Arten von Feldgeräten (112a, 112b) zu kommunizieren; eine erste und zweite physikalische Schnittstelle, die im Sockel ausgebildet sind, wobei die erste physikalische Schnittstelle dazu bestimmt ist, das Modul kommunikativ mit mindestens einer der verschiedenen Arten von Feldgeräten zu koppeln, und die zweite physikalische Schnittstelle dazu bestimmt ist, das Modul kommunikativ mit einer Steuerung (104) zu koppeln; einen gemeinsamen Bus, der dazu bestimmt ist, mit den Sockeln und mehreren zweiten Sockeln in Verbindung zu stehen, wobei der gemeinsame Bus dazu bestimmt ist, Kommunikationen zwischen der Steuerung, dem Sockel und den mehreren zweiten Sockeln zu transportieren; und einen Transceiver (206), der dazu bestimmt ist, über den gemeinsamen Bus kommunikativ mit den Sockeln und den mehreren zweiten Sockeln gekoppelt zu sein, wobei der Transceiver dazu bestimmt ist, Kommunikationen zwischen dem gemeinsamen Bus und der Steuerung auszutauschen.
  12. System nach Anspruch 11, wobei die erste physikalische Schnittstelle dazu bestimmt ist, Informationen zwischen beliebigen der verschiedenen Arten von Modulen und einer oder mehreren der verschiedenen Arten von Feldgeräten unter Verwendung mehrerer verschiedener Kommunikationsprotokolle auszutauschen.
  13. System nach Anspruch 11 oder 12, wobei es sich bei den Informationen um zumindest Temperaturmesswertinformationen, Druckmesswertinformationen, Fluiddurchflussinformationen oder Ventilstellgliedsteuerinformationen handelt.
  14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, insbesondere Anspruch 11, wobei der Transceiver dazu ausgelegt ist, mit einer Eingabe-/Ausgabekarte in der Steuerung und/oder mit der Steuerung über ein Ethernet-Protokoll zu kommunizieren, und/oder wobei der Transceiver ein drahtloser Transceiver ist.
  15. System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, insbesondere Anspruch 11, wobei der Sockel dazu ausgelegt ist, herausnehmbar an einer Dosenschiene angebracht zu sein, um den Sockel kommunikativ mit dem Transceiver zu koppeln.
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