DE102015116806A1 - Mehrprotokollgerät, das drahtlose anlagenprotokolle unterstützt - Google Patents

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DE102015116806A1
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Fisher Rosemount Systems Inc
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Abstract

Ein drahtloser Anlagenzugriffspunkt (PWAP) wird offenbart, der Kommunikationen zwischen einem Feldkommunikationsgerät und einem Anlagenautomatisierungsnetz überbrückt. Der PWAP kann Bereitstellen neuer Anlagengeräte in ein drahtloses Anlagenautomatisierungsnetz unter Benutzen des Feldkommunikationsgeräts unterstützen, und kann auch das Feldkommunikationsgerät beim Durchführen verschiedener Funktionen mit Bezug zu einem oder mehreren Anlagengeräten unterstützen, die mit dem Anlagenautomatisierungsnetz verbunden sind. Der PWAP kann einem Feldkommunikationsgerät Zugriff auf Informationen von dem Anlagenautomatisierungsnetz und/oder von anderen Quellen über das Anlagenautomatisierungsnetz, wie dem Internet, gestatten. Der PWAP kann außerdem einen Standort von einem oder mehreren Feldkommunikationsgeräten in Bezug zu dem PWAP und/oder anderen mit dem Anlagenautomatisierungsnetz verbundenen Geräten bestimmen.

Description

  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein drahtlose Zugriffspunkte und insbesondere drahtlose Zugriffspunkte, die in einem Prozessanlagenumfeld verwendet werden.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Prozesssteuerungssysteme, wie verteilte oder skalierbare Prozesssteuerungssysteme, wie diejenigen, die in Versorgungsleistungs-, Wasser-, Ölveredelungs-, Abwasser- oder anderen Prozessen verwendet werden, beinhalten typischerweise eine oder mehrere miteinander, mit mindestens einem Host oder Arbeitsplatz eines Betreibers und mit einem oder mehreren Anlagengeräten über analoge, digitale oder kombinierte Analog-/Digitalbusse kommunikativ gekoppelte Prozessregler. Die Anlagengeräte, die zum Beispiel Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter, Transmitter (z.B. Temperatur-, Druck- und Fließratensensoren) sein können, führen innerhalb des Prozesses Funktionen, wie Öffnen oder Schließen von Ventilen und Messen von Prozessparametern durch.
  • Ein Prozessregler empfängt typischerweise Signale, die Prozessmessungen anzeigen, die durch die Feldgeräte (Anlagengeräte) gemacht wurden und/oder sonstige Informationen, die die Feldgeräte betreffen, benutzt diese Informationen, um eine Steuerungsroutine zu implementieren, und erzeugt Steuerungssignale, die zu den Feldgeräten gesendet werden, um den Betrieb des Prozesses zu steuern. Von den Feldgeräten und dem Prozessregler stammende Informationen werden typischerweise über eine oder mehrere Applikationen zur Verfügung gestellt, die von einem Betreiber eines Arbeitsplatzes ausgeführt werden, um eine gewünschte Funktionen im Hinblick auf den Prozess durchzuführen, wie Ansehen des aktuellen Status eines Prozesses, Modifizieren des Betriebs eines Prozesses etc. Eine Steuerungsschleife bezieht sich typischerweise auf den gesamten Steuerungsprozess, einschließlich der Messung von Prozessparametern und dem Modifizieren des Betriebs der Prozessparameter, um einen oder mehrere Steuerungsprozesse, wie Regulierung der Temperatur, des Drucks, der Fließrate etc. zu bewirken. Basierend auf einer Interaktion zwischen verschiedenen Feldgeräten, die benötigt wird, um einen Steuerungsprozess ausreichend zu regulieren, kann eine Prozessanlage jede geeignete Anzahl von Steuerungsschleifen aufweisen. Infolgedessen können die Feldgeräte mit dem Prozessregler sowie miteinander kommunizieren, um effiziente Prozesssteuerung sicherzustellen.
  • Herkömmlicherweise wurden Steuerungssignale und/oder Kommunikationen zwischen Feldgeräten unter Verwendung eines oder mehrerer Drahte oder Busse implementiert. In jüngster Zeit wurden drahtlose industrielle Automatisierungsprotokolle eingeführt, um diese Kommunikationen zu erleichtern. Ein solches in der Prozesssteuerungsindustrie verwendetes drahtloses industrielles Automatisierungsprotokoll ist das drahtlose Highway Addressable Remote Transmitter (HART) Communication Foundation-Protokoll, im Allgemeinen als das WirelessHART-Protokoll bezeichnet. Im Allgemeinen verwendet das WirelessHART-Protokoll eine zeitsynchronisierte, selbstorganisierende und selbstheilende Maschenarchitektur und unterstützt den Betrieb auf dem 2,4 GHz ISM-Frequenzband (Industrie, Wissenschaft & Medizin) unter Verwenden von Funktechnik nach dem IEEE 802.15.4-Standard. Neue Feldgeräte können konzipiert werden, die mit dem WirelessHART-Protokoll kompatibel sind, oder bestehende verdrahtete Feldgeräte können mit einem Adapter nachgerüstet werden, um WirelessHART-Kommunikationsfunktionalität bereitzustellen.
  • Durch Verwenden von WirelessHART-Protokollen können Steuerungsprozesse drahtlos zwischen dem Prozessregler und einem oder mehreren Feldgeräten durchgeführt werden. Einige Funktionen wie Firmwareaktualisierungen, Softwareaktualisierungen, Kalibrierung, Konfigurierung etc. verwenden typischerweise physische, verdrahtete Verbindungen mit den Feldgeräten, die mit einem Feldkommunikator durchgeführt werden können, der mit einem Kabel an ein Feldgerät verbunden ist. Weil die zur Unterstützung verdrahteter Kommunikationen benutzten elektronischen Steckverbinder vor einem Anlagenumfeld geschützt werden müssen, sind die elektronischen Steckverbinder oft durch eine Abdeckung geschützt, wie zum Beispiel eine Verschlusskappe, die entfernt werden kann, um einem Benutzer geeigneten Zugriff auf eine verdrahtete Verbindung bereitzustellen.
  • Das Erfordernis, dass sich ein Benutzer direkt und physisch mit einem Feldgerät verbindet, stellt mehrere Probleme dar. Erstens kann die Verschlusskappe oder sonstige Abdeckung nach Abschluss der anstehenden Aufgabe nicht ordnungsgemäß erneut versiegelt sein, was den Steckverbinder dann den rauen Umgebungsbedingungen der Anlage aussetzen kann. Zweitens müssen einige Anlageprozesse möglicherweise gestoppt werden, um Zugriff auf ein Feldgerät bereitzustellen, da verdrahtete Verbindungen möglicherweise erfordern, dass sich ein Benutzer gefährlich nahe an Betriebsausrüstung befindet.
  • Beim Verbinden mit dem Feldgerät kommunizieren das Feldkommunikationsgerät und das Feldgerät außerdem typischerweise unter Benutzen desselben industriellen Automatisierungsprotokolls, das durch das Feldgerät implementiert wird, wie zum Beispiel einem HART-Protokoll. Infolgedessen verwenden Feldkommunikationsgeräte oft Hardware- und Softwarekomponenten, die spezifisch für industrielle Automatisierungsprotokollkommunikationen konzipiert sind, wodurch deren Komplexität und Kosten erhöht werden. Da Feldkommunikationsgeräte typischerweise nur unter Benutzen von industriellen Automatisierungsprotokollen kommunizieren, ist die Fähigkeit zum Zugriff auf andere Daten vom Anlagenautomatisierungsnetz ebenfalls begrenzt.
  • Obwohl drahtlose Feldgeräte letztlich brauchbarere Mittel zum Unterstützen von Prozesssteuerung durch Eliminieren von Drähten zum Tragen von Steuerungssignalen bereitstellen, kann das anfängliche Aufstellen oder Bereitstellen von neuen Feldgeräten in einem bereits existierenden Anlagennetz eine mühsame Aufgabe sein. Dies liegt daran, dass die meisten Feldgeräte zur Durchführung von anlagenbezogenen Automatisierungsaufgaben konzipiert sind und daher typischerweise keine Benutzeroberfläche implementieren, um es einem Benutzer zu ermöglichen, die erforderlichen Netzauthentifizierungsinformationen einzugeben.
  • Infolgedessen stellen das Beibehalten der Zweckdienlichkeit von drahtloser Anlagensteuerung bei gleichzeitigem Eliminieren des Erfordernisses des Verbindens von Feldkommunikationsgeräten an Feldgeräte mehrere Herausforderungen dar.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die nachstehend beschriebenen Figuren stellen verschiedene Aspekte des/der vorliegend offengelegten Systems und Verfahren dar. Es sollte ersichtlich sein, dass jede Figur einen Aspekt eines bestimmten Aspekts des/der offengelegten Systems und Verfahren darstellt und dass jede der Figuren mit einem möglichen Aspekt davon übereinstimmen soll. Weiterhin bezieht sich die nachstehende Beschreibung, soweit möglich, auf die in den nachstehenden Figuren enthaltenen Bezugszeichen, in welchen Merkmale, die in mehreren Figuren dargestellt sind, mit gleichbleibenden Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Anlagekommunikationsnetz 100 veranschaulicht, wie es dem Stand der Technik bekannt ist;
  • 2 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das ein Anlagekommunikationsnetz 200 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
  • 3 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das einen drahtlosen Anlagenzugriffspunkt (PWAP – plant wireless access point) 300 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht; und
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 400 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
  • KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
  • Verfahren, Systeme, Vorrichtungen und nicht transitorische, Computer-lesbare Medien werden offengelegt, um drahtlose Kommunikationen zwischen Geräten innerhalb eines Anlagenautomatisierungsnetzes zu ermöglichen, das eine oder mehrere Anlagengeräte und ein oder mehrere Feldkommunikationsgeräte beinhalten kann. In verschiedenen Ausführungsformen wird ein drahtloser Anlagenzugriffspunkt (PWAP) beschrieben, der Kommunikationen zwischen einem Feldkommunikationsgerät und einem Anlagenautomatisierungsnetz überbrückt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen empfängt der PWAP Kommunikationen von einem oder mehreren Geräten, die mit dem Anlagenautomatisierungsnetz und/oder dem Feldkommunikationsgerät gemäß einem jeweiligen drahtlosen Kommunikationsprotokoll für jedes Gerät verbunden sind. In verschiedenen Ausführungsformen kann der PWAP zum Kommunizieren mit dem Feldkommunikationsgerät konfiguriert sein unter Benutzen jedes geeigneten Typs von drahtloser Kommunikation, wie Wi-Fi, Bluetooth, Funkfrequenzerkennung (RFID – radio frequency identification), Nahfeld-Kommunikationen (NFC – near field communications), Infrarot-Kommunikationen etc., wobei mit einem oder mehreren Geräten innerhalb des Anlagenautomatisierungsnetzs unter Benutzen eines industriellen Anlagenautomatisierungs-Kommunikationsprotokolls, wie WirelessHART und/oder dem 100.11a-Standard der Internationalen Gesellschaft für Automatisierungstechnik (ISA – International Society for Automation) kommuniziert wird.
  • Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschreiben darüber hinaus einen PWAP, der das Bereitstellen neuer Anlagengeräte in einem drahtlosen Anlagenautomatisierungsnetz unter Benutzen eines Feldkommunikationsgeräts ermöglicht. In verschiedenen Ausführungsformen kann der PWAP auch das Feldkommunikationsgerät bei dem Durchführen verschiedener Funktionen im Hinblick auf ein oder mehrere mit dem Anlagenautomatisierungsnetz verbundene Anlagengeräte unterstützen, wie dem Aktualisieren der Firmware und/oder Software der Anlagengeräte, dem Durchführen von Kalibrierung, Diagnostik, Schleifenfunktionsprüfungen etc. In verschiedenen Ausführungsformen kann der PWAP einem Feldkommunikationsgerät den Zugriff auf Informationen von dem Anlagenautomatisierungsnetz und/oder von anderen Quellen über das Anlagenautomatisierungsnetz, wie dem Internet, gestatten.
  • Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschreiben außerdem einen PWAP, der konfiguriert ist, um einen Standort von einem oder mehreren Feldkommunikationsgeräten in Bezug zu dem PWAP und/oder anderen mit dem Anlagenautomatisierungsnetz verbundenen Geräten zu bestimmen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Obwohl der nachstehende Text eine ausführliche Beschreibung zahlreicher unterschiedlicher Aspekte darlegt, sollte ersichtlich sein, dass der rechtliche Schutzbereich der Beschreibung durch den Wortlaut der am Ende dieses Patents dargelegten Ansprüche definiert ist. Die ausführliche Beschreibung ist lediglich als beispielhaft auszulegen und beschreibt nicht jeden möglichen Aspekt, da das Beschreiben jedes möglichen Aspekts nicht praktikabel wenn nicht unmöglich wäre. Zahlreiche alternative Aspekte könnten unter Benutzen von entweder aktueller Technologie oder Technologie, die nach dem Einreichungsdatum dieses Patents entwickelt wurde, implementiert werden, welche dennoch innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche fallen würden.
  • Es sollte auch ersichtlich sein, dass – sofern ein Begriff in diesem Patent ausdrücklich unter Benutzen des Satzes „Im Sinne der vorliegenden Verwendung wird der Begriff „ “ hiermit als ... bedeutend definiert“ oder eines ähnlichen Satzes definiert wird – nicht die Absicht besteht, die Bedeutung dieses Begriffs ausdrücklich oder stillschweigend jenseits seiner einfachen oder gewöhnlichen Bedeutung zu begrenzen, und ein solcher Begriff sollte nicht basierend auf einer in einem Abschnitt dieses Patents (mit Ausnahme der Formulierung der Ansprüche) gemachten Erklärung als bezüglich des Schutzbereichs begrenzend interpretiert werden. Soweit ein in den Ansprüchen am Ende dieses Patents angeführter Begriff in diesem Patent auf eine Art und Weise in Bezug genommen wird, die mit einer einzelnen Bedeutung übereinstimmt, so wird dies lediglich aus Gründen der Klarheit gemacht, um den Leser nicht zu verwirren, und es wird nicht beabsichtigt, dass ein solcher Anspruchsbegriff – weder stillschweigend noch anderweitig – auf diese einzelne Bedeutung beschränkt sein soll. Schließlich wird nicht beabsichtigt, dass der Schutzbereich eines Anspruchselements basierend auf der Anwendung von § 112 Band 35 U.S.C. (Offizielle Sammlung von US-Bundesgesetzen), sechster Abschnitt, zu interpretieren ist, es sei denn, ein Anspruchselement wird unter Anführung des Wortes „bedeutet“ und einer Funktion ohne die Anführung einer Struktur definiert. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Anlagenkommunikationsnetz 100 veranschaulicht, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Anlagenkommunikationsnetz 100 beinhaltet ein verdrahtetes Netz 140 und drahtloses Netz 150, die zum Kommunizieren miteinander durch ein drahtloses Gateway 112 konfiguriert sind. Das verdrahtete Netz 140 beinhaltet einen Prozessregler 102, einen Arbeitsplatz 104 und einen Historian 106. Das drahtlose Netz 150 beinhaltet eine i-Anzahl von Feldgeräten 114.1–114.i. Das Anlagenkommunikationsnetz 100 beinhaltet auch ein Feldkommunikationsgerät 116, das durch einen Benutzer 118 betrieben werden kann.
  • Die Komponenten, die das verdrahtete Netz 140 bilden, können miteinander und mit dem drahtlosen Gateway 112 unter Benutzen verdrahteter Links 120 kommunizieren. Die Komponenten, die das drahtlose Netz 150 bilden, können gleichermaßen miteinander und mit drahtlosem Gateway 112 über drahtlose Links 103.1–103.7 kommunizieren. Das Feldkommunikationsgerät 116 kann direkt mit jedem der Feldgeräte 114.1–114.i über ein verdrahtetes Link 105 kommunizieren.
  • Wie dem Stand der Technik bekannt ist, unterstützen verdrahtete Links 105 und 120 ein verdrahtetes HART-Kommunikationsprotokoll, wohingegen drahtlose Links 103.1–103.7 ein drahtloses HART-Protokoll unterstützen. Das drahtlose Gateway 112 kann als eine Brücke zwischen den verdrahteten und drahtlosen Netzen fungieren, sodass die Komponenten innerhalb des verdrahteten Netzes 140 mit Komponenten innerhalb des drahtlosen Netzes 150 und umgekehrt kommunizieren können. Das Feldkommunikationsgerät 116 ist jedoch kein Teil des verdrahteten Netzes 140 oder des drahtlosen Netzes 150. Das Feldkommunikationsgerät 116 ist anstatt dessen typischerweise mit einem jeweiligen Feldgerät 114 verbunden, um eine direkte Verbindung nur mit dem jeweiligen Feldgerät 114 zu bilden.
  • Der Prozessregler 102 kann mit einem oder mehreren Feldgeräten 114.1–114.i durch Benutzen des verdrahteten HART-Protokolls kommunizieren, welches zu einem geeigneten drahtlosen Protokoll über Gateway 112 umgewandelt werden kann. Beispiele geeigneter drahtloser Protokolle können das WirelessHART-Protokoll, den ISA 100.11a-Standard etc. beinhalten. Gateway 112 kann auch drahtlose Kommunikationen, die von einem oder mehreren Feldgeräten 114.1–114.i empfangen wurden, in das verdrahtete HART-Protokoll umwandeln, welches zum Prozessregler 102 gesendet wird. Der Prozessregler 102 kann einen Prozessor, ein Steuergerät, einen Speicher etc. beinhalten, um diese Funktionalität zu unterstützen. Der Prozessregler 102 kann eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutinen als Teil eines oder mehrerer Prozesssteuerungssysteme implementieren und/oder überwachen, was jede geeignete Anzahl von Prozesssteuerungsschleifen beinhalten kann. Der Prozessregler 102 kann mit einem oder mehreren Feldgeräten 114.1–114.i, Arbeitsplatz 104 und Datenhistorian 106 kommunizieren, um einen oder mehrere Prozesssteuerungsbetriebsvorgänge zu unterstützen.
  • Informationen von dem einen oder den mehreren Feldgeräten 114.1–114.i und Prozessregler 102 werden typischerweise über eine oder mehrere Applikationen bereitgestellt, die durch einen Betreiber eines Arbeitsplatzes an Arbeitsplatz 104 ausgeführt werden. Ein Betreiber eines Arbeitsplatzes kann Arbeitsplatz 104 benutzen, um eine gewünschte Funktion mit Bezug zu einem oder mehreren der Steuerungsprozesse durchzuführen. Unter Benutzen von Arbeitsplatz 104 kann ein Betreiber den derzeitigen Status eines Prozesses ansehen, den Betrieb eines Prozesses modifizieren etc. In einer typischen Anlage kann ein Techniker die Prozesssteuerungsstrategie unter Benutzen eines Konfigurationssystems definieren und konfigurieren, das an Arbeitsplatz 104 ausgeführt wird. Der Arbeitsplatz 104 kann als ein Laptop, ein Desktopcomputer etc. implementiert sein. Der Arbeitsplatz 104 kann mit Datenhistorian 106 und Prozessregler 102 unter Benutzen verdrahteter Kommunikationsprotokolle kommunizieren, die sich vom HART-Protokoll unterscheiden, wie zum Beispiel Ethernet. Diese Verfahrensweise erfordert jedoch, dass getrennte Kabelsätze im Link 120 implementiert werden, wie zum Beispiel getrennte Ethernet- und HART-Verkabelung.
  • Datenhistorian 106 kann als eine Datenspeichereinheit mit Speicher und geeigneter Hardware zum Speichern von Daten arbeiten. Datenhistorian 106 kann vom Arbeitsplatz 104 getrennt sein (wie in 1 veranschaulicht) oder als ein Teil des Arbeitsplatzes 104 integriert sein. Datenhistorian 106 speichert typischerweise Protokolle oder eine Geschichte der Prozessdaten. In Verbindung mit Arbeitsplatz 104 kann ein eine Softwareapplikation zum Ansehen von aufgezeichneten Trends und historischen Informationen über Anlagenprozesse zur späteren Bezugnahme benutzen.
  • Feldgeräte 114.1–114.i sind typischerweise als Geräte, wie Sensoren, Ventile, Transmitter, Stellungsregler etc., implementiert. Im typischen in 1 veranschaulichten Anlagenkommunikationsnetz 100 stellen Feldgeräte 114.1–114.i ein oder mehrere Wireless-HART- und/oder ISA 100.11a kompatible Feldgeräte dar. Da das WirelessHART-Protokoll selbstorganisierende Maschennetze unterstützt, können ein oder mehrere Feldgeräte 114.1–114.i miteinander über ein oder mehrere jeweilige drahtlose Links 103.3–103.7 unter Benutzen eines selbstorganisierenden Maschennetzes gemäß dem WirelessHART-Protokoll kommunizieren. Ein oder mehrere der Feldgeräte 114.1–114.i können außerdem mit dem drahtlosen Gateway 112, wie durch drahtlose Links 103.1–103.2 angezeigt, kommunizieren.
  • Einige Betriebsvorgänge erfordern jedoch typischerweise, dass das Feldkommunikationsgerät 116 verdrahtetes Link 105 zum Verbinden an ein Feldgerät 114 implementiert. Wie zuvor im Abschnitt des Standes der Technik erörtert, kann es erforderlich sein, dass das Feldkommunikationsgerät 116 eine verdrahtete Verbindung mit einem Feldgerät 114 implementiert, um Aufgaben wie Software- und/oder Firmwareaktualisierungen, Kalibrierung und manuelle Konfiguration durchzuführen. Das Erfordernis der physischen Verbindung mit jedem individuellen Feldgerät ist zeitaufwendig und erfordert, dass der Benutzer Kappen oder andere physische Schutzvorkehrungen entfernt, um Zugriff auf jedes individuelle Feldgerät zu nehmen. Feldkommunikationsgerät 116 ist darüber hinaus typischerweise nur in der Lage, Zugriff auf Grunddaten von jedem getrennt verbundenen Feldgerät 114 zu nehmen. Feldkommunikationsgerät 116 kann keinen Zugriff auf Daten von verdrahtetem Netz 140 über die Verbindung zu einem Feldgerät 114 über verdrahtetes Link 105 nehmen, da Feldkommunikationsgeräte typischerweise begrenzte und spezialisierte Funktionalität aufweisen. Da Feldkommunikationsgerät 116 typischerweise mit einem Feldgerät 114 unter Benutzen eines verdrahteten HART-Kommunikationsprotokolls kommuniziert, ist Feldkommunikationsgerät 116 typischerweise als ein spezialisiertes Gerät implementiert, was dessen Ausgaben erhöht und Verfügbarkeit begrenzt.
  • 2 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das ein Anlagenkommunikationsnetz 200 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Anlagenkommunikationsnetz 200 beinhaltet ein verdrahtetes Netz 240 und drahtloses Netz 250, die zum Kommunizieren miteinander durch ein drahtloses Gateway 212 konfiguriert sind. Anlagenkommunikationsnetz 200 beinhaltet auch einen drahtlosen Anlagenzugriffspunkt (PWAP) 224, der drahtlose Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 (durch Benutzer 218 betrieben) und verdrahtetem Netz 240 über drahtloses Gateway 212 unterstützt. PWAP unterstützt auch drahtlose Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i, die drahtloses Gateway 212 zum Kommunizieren mit verdrahtetem Netz 240 verwenden können oder nicht.
  • Das Verdrahtete Netz 240 kann einen Prozessregler 202, einen Arbeitsplatz 204, einen Historian 206, ein Asset-Management- und Steuerungssystem 208, ein Alt-Prozesssteuerungssystem 210 und ein Netz 211 beinhalten. Das Drahtlose Netz 250 beinhaltet i-Anzahl von Feldgeräten 214.1–214.i, PWAP 224 und kann Feldkommunikationsgerät 216 beinhalten. Prozessregler 202, Arbeitsplatz 204, Historian 206 und Feldgeräte 214.1–214.i können im Wesentlichen eine ähnliche Architektur aufweisen und führen im Wesentlichen dieselben Funktionen wie Prozessregler 102, Arbeitsplatz 104, Datenhistorian 106 und Feldgeräte 114.1–114.i durch, wie zuvor mit Bezug zu 1 erörtert. Daher werden nur die Unterschiede zwischen diesen Komponenten weiter beschrieben.
  • In einigen Ausführungsformen kann Prozessregler 202 Prozesssteuerungsfunktionen in einer Anlage oder anderem geeigneten Typ von Umfeld unterstützen. In anderen Ausführungsformen kann Prozessregler 202 nicht vorhanden sein. Dies könnte der Fall sein, wenn zum Beispiel ein drahtloses Netz nur zu Überwachsfunktionen verwendet wird und Prozesssteuerung nicht erforderlich oder erwünscht ist. Wie nachstehend weiter erörtert, können eine oder mehrere durch Prozessregler 202 durchgeführte Funktionen alternativ durch andere Komponenten des verdrahteten Netzes 240 durchgeführt werden, wie ein oder mehrere von Asset-Management- und Steuerungssystem 208, Alt-Prozesssteuerungssystem 210 etc. Infolgedessen können in Ausführungsformen, in denen Prozessregler 202 nicht vorhanden ist, eine oder mehrere andere Komponenten des verdrahteten Netzes 240 alternativ Kommunikationsfunktionen zwischen PWAP 224, Gateway 212, Feldkommunikationsgerät 216 und/oder Feldgeräten 214 unterstützen.
  • Asset-Management- und Steuerungssystem 208 kann zur Ausführung einer oder mehrerer Softwareapplikationen konfiguriert sein, wie der durch Fisher-Rosemount Systems, Inc. erhältlichen Asset Management System(AMS)-Applikation und/oder dem AMS Device Manager. Gemäß verschiedener Ausführungsformen kann jedes geeignete mit verdrahtetem Netz 140 verbundene Gerät mit Asset-Management- und Steuerungssystem 208 kommunizieren, um diese Applikationen auszuführen. Ein Bediener kann zum Beispiel Arbeitsplatz 204 zur Ausführung einer geeigneten Applikation benutzen, die auf Asset-Management- und Steuerungssystem 208 gespeichert ist, um Wartungs- und/oder Überwachungsaktivitäten durchzuführen. Asset-Management- und Steuerungssystem 208 kann weiterhin konfiguriert sein, um Prozessregler 202 über verdrahtetes Link 220 zu verbinden und Prozesssteuerungsparameter zu empfangen. Asset-Management- und Steuerungssystem 208 kann diese Informationen in Verbindung mit jedem geeigneten Asset-Managementsystem verwenden.
  • Um ein weiteres Beispiel bereitzustellen, kann Asset-Management- und Steuerungssystem 208 konfiguriert sein, um sich mit einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i über Gateway 212 und/oder über eine Kombination von drahtlosem Gateway 212 und PWAP 224 zu verbinden. Unter Verwenden dieser Verbindungen kann Asset-Management- und Steuerungssystem 208 mit Daten, die Bezug zu dem Betriebsstatus haben, kommunizieren und diese in einigen Fällen sammeln, die von Feldgeräten 214 empfangenen Konfigurationen mit den Konfigurationen der geordneten Feldgeräte vergleichen, neu konfigurieren und/oder andere Wartungsaktivitäten an einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i nach Empfangen einer Abfrage eines Betreiber über beispielsweise Arbeitsplatz 204 durchführen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann Alt-Prozesssteuerungssystem 210 konfiguriert sein, um jede geeignete Steuerungsprozessaufgabe durchzuführen, die denjenigen ähnlich ist, die durch Prozessregler 202 für ein oder mehrere der Feldgeräte 214.1–214.i durchgeführt werden. Alt-Prozesssteuerungssystem 210 kann zum Beispiel Prozessregler Dritter und/oder Prozessregler beinhalten, die nachgerüstet, aufgerüstet und/oder neu programmiert wurden, um über verdrahtetes Netz 240 und/oder drahtloses Netz 250 mit anderen Geräten zu kommunizieren. In verschiedenen Ausführungsformen kann Alt-Prozesssteuerungssystem 210 Steuerungsprozesstechniken an einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i direkt durchführen oder kann mit Prozessregler 202 derart kommunizieren, dass Prozessregler 202 und/oder Alt-Prozesssteuerungssystem 210 Prozesssteuerungsbetriebsvorgänge durchführen. Mit anderen Worten können die offengelegten Systeme und Techniken „zusätzlich zum“ Alt-Prozesssteuerungssystem 210 implementiert werden.
  • Netz 211 kann jede geeignete Kombination von verdrahteten und/oder drahtlosen Kommunikationsnetzen beinhalten. Netz 211 kann zum Beispiel jede Kombination von einem lokalen Netz (LAN – local area network), regionalen Netz (MAN – metropolitan area network), Weitverkehrsnetz (WAN – wide area network), öffentlichen Fernsprechnetzen (PSTN – public switched telephone networks) beinhalten und kann eine Verbindung zum Internet oder anderen Netzen über Link 222 unterstützen. Um weitere Beispiele bereitzustellen, kann Netz 211 verdrahtete Telefon- und Kabelhardware, Satelliten-, Mobiltelefon-Kommunikationsnetze etc. beinhalten.
  • Obwohl Netz 211 und Link 222 in 2 als einzelne Elemente veranschaulicht sind, ist dem einschlägigen Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass Netz 211 eine Sammlung oder Gruppierung von mehreren Netzen beinhalten kann, die derselbe Typ oder verschiedene Typen verdrahteter und/oder drahtloser Netze sein können. Zum Beispiel kann eine Verbindung zum Internet über verdrahtete Links 220 durch mehrere Firewalls, Router, Domänennamenserver (DNS – domain name servers), Sub-Netze, verdrahtete Links, drahtlose Links etc. unterstützt werden. Um ein weiteres Beispiel bereitzustellen, kann eine Prozessanlage mehrere verdrahtete Netze 240 aufweisen, die zusammengebunden sind und über mehrere Netzlinks hinweg miteinander in Kommunikation stehen. Aus Gründen der Kürze wird jede geeignete Sammlung von Netz-Topologien in 2 als Netz 211 und Link 222 veranschaulicht.
  • Obwohl verdrahtetes Netz 240 in 2 als einige über verdrahtetes Link 220 verbundene Netze und/oder Geräte aufweisend gezeigt ist, ist dem Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass Anlagenkommunikationsnetz 200 ein verdrahtetes Netz 240 mit jeder geeigneten Anzahl von verbundenen Netzen und/oder Geräten basierend auf den Prozesssteuerungsanforderungen einer bestimmten Prozessanlage beinhalten kann.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann Gateway 212 konfiguriert sein, um Kommunikationen zwischen verdrahteten industriellen Automatisierungsprotokollen und drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokollen umzuwandeln. Gateway 212 kann zum Beispiel konfiguriert sein, um Pakete, die von einem oder mehreren Geräten empfangen wurden, die mit verdrahtetem Netz 240 verbunden sind, an ein oder mehrere Geräte, die mit drahtlosem Netz 250 verbunden sind, weiterzuleiten und umgekehrt. Auf diese Art kann Gateway 212 als ein Routinggerät arbeiten. In verschiedenen Ausführungsformen können Feldgeräte 214.1–214.i konfiguriert sein, um Datenpakete gemäß einem geeigneten drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll, wie zum Beispiel WirelessHART-Paketen und/oder ISA-100.11a-Paketen, zu senden und zu empfangen. Gateway 212 kann konfiguriert sein, um drahtlos von Feldgeräten 214.1–214.i über ein drahtloses Link, wie zum Beispiel drahtlosem Link 203.1, empfange Pakete an ein oder mehrere Geräte, die mit verdrahtetem Netz 240 über ein verdrahtetes Link, wie zum Beispiel verdrahtetem Link 220, verbunden sind, zu routen. Um ein anders Beispiel bereitzustellen, kann Gateway 212 konfiguriert sein, um Pakete, die von mit verdrahtetem Netz 240 verbunden Geräten empfangen wurden, über verdrahtetes Link 220 an Feldgeräte 214.1–214.i über ein oder mehrere drahtlose Links 203 zu routen.
  • Gateway 212 kann als eine konsolidierte Verbindung mit einem oder mehreren Anlagennetzen und/oder mit verdrahtetem Netz 240 fungieren. Dementsprechend kann Gateway 212 mit jeder geeigneten Anzahl von Hardware- und/oder Software-Firewalls implementiert werden und kann Kommunikationen zwischen Geräten unterstützen, die mit verdrahtetem Netz 240 verbunden sind. Gateway 212 kann zum Beispiel als ein Router und/oder Arbitrierer zum Weiterleiten von Datenpaketen zwischen einer oder mehreren mit verdrahtetem Netz 240 verbundenen Komponenten fungieren. In verschiedenen Ausführungsformen kann Gateway 212 konfiguriert sein, um Routing-Tabellen zu implementieren, um zu bestimmen, an welches Netzgerät (welches Teil eines verdrahteten Netzes 240 oder drahtlosen Netzes 250 sein kann) Pakete weiterzuleiten sind.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann Gateway 212 Hostapplikationszugriff auf ein oder mehrere Netzgeräte bereitstellen, welche Teil von verdrahtetem Netz 240 oder drahtlosem Netz 250 sein können. Gateway 212 kann von einem Protokoll auf ein anderes umwandeln, als Brücke zwischen zwei oder mehreren Netzen fungieren, die dasselbe Protokoll verwenden, oder Befehle und Daten von einem Format in ein anders umwandeln. In Ausführungsformen, in denen ein WirelessHART-Netz durch drahtloses Netz 250 implementiert ist, kann Gateway 212 eine Quelle für die synchronisierte Uhr bereitstellen, die zur Erzeugung von Zeitslots und Superframes gemäß dem WirelessHART-Protokoll benutzt werden. Dem einschlägigen Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass Anlagennetze mehr als ein Gateway implementieren können, es wird jedoch aus Gründen der Kürze nur ein einzelnes Gateway in 2 gezeigt. Wenn jedoch mehrere Gateways verwendet werden, beinhalten Ausführungsformen das Verwenden dieser mehreren Gateways, um den wirksamen Datendurchlauf und die Verlässlichkeit des Anlagenkommunikationsnetzes 200 durch Bereitstellen zusätzlicher Bandbreiten für Datentransfer zwischen drahtlosem Netz 250 und verdrahtetem Netz 240 zu verbessern. In mehreren Gateway-Ausführungsformen kann eines der Gateways Bandbreite von einem Netzmanager gemäß Bandbreitenbedarf dynamisch abfragen. Ein Netzmanager wird in 2 aus Gründen der Kürze nicht gezeigt.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann Gateway 212 jedes geeignete Kommunikationsprotokoll zur Unterstützung von Kommunikationen zwischen verdrahtetem Netz 240 und drahtlosem Netz 250 verwenden. Gateway 212 kann zum Beispiel Ethernet und serielle Kommunikationsprotokolle implementieren, um mit einem oder mehreren mit verdrahtetem Netz 240 verbundenen Geräten zu kommunizieren, während WirelessHART- und/oder ISA 100.11a-Kommunikationsprotokolle zur Kommunikation mit Feldgeräten 214.1–214.i implementiert werden.
  • PWAP 224 kann zur Unterstützung von Kommunikationen zwischen einer oder mehreren Komponenten des Anlagenkommunikationsnetzes 200 konfiguriert sein. Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass PWAP 224 jede geeignete Anzahl von Prozessoren, Receivern, Transmittern, Transceivern etc. implementieren kann, um die verschiedenen Funktionen, wie im Rahmen dieser Offenbarung beschrieben, zu unterstützen. Zusätzliche Einzelheiten mit Bezug zur Implementierung von PWAP 224 werden weiter unter Bezugnahme auf 3 erörtert.
  • PWAP 224 kann zum Beispiel Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i unterstützen, wie in 2 zum Beispiel durch drahtlose Links 205 und 203.7 dargestellt. Gemäß solchen Ausführungsformen kann PWAP 224 Daten von Feldkommunikationsgerät 216 gemäß jedem geeigneten drahtlosen Kommunikationsprotokoll empfangen. In verschiedenen Ausführungsformen kann PWAP 224 konfiguriert sein, um Kommunikationen von Feldkommunikationsgerät 216 gemäß jedem geeigneten drahtlosen Kommunikationsprotokoll zu empfangen, außer den WirelessHART- und/oder ISA 100.11a-Kommunikationsprotokollen, wie drahtlosem lokalem Netz-(WLAN – wireless local area network)-Kommunikationsprotokoll, persönlichem Netz(PAN – personal area network)-Kommunikationsprotokoll (z.B. Bluetooth), einem direkten Wi-Fi-Kommunikationsprotokoll, einem RFID-Kommunikationsprotokoll, einem NFC-Kommunikationsprotokoll, einem Infrarot-Kommunikationsprotokoll etc.
  • In einer Ausführungsform kann das zweite drahtlose Kommunikationsprotokoll das WirelessHART-Kommunikationsprotokoll oder das ISA 100.11a-Kommunikationsprotokoll beinhalten. Gemäß solchen Ausführungsformen kann PWAP 224 konfiguriert sein, um diese Kommunikationsfunktionen bidirektional durchzuführen. Das heißt, PWAP 224 kann Daten von einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i gemäß einem ersten drahtlosen Kommunikationsprotokoll (z.B. WirelessHART oder ISA 100.11a) empfangen, die Daten gemäß dem ersten drahtlose Kommunikationsprotokoll dekodieren, die Daten gemäß einem zweiten, anderen drahtlosen Kommunikationsprotokoll (in diesem Fall z.B. WLAN, Bluetooth etc.) neu kodieren und die Daten an Feldkommunikationsgerät 216 gemäß dem zweiten drahtlosen Kommunikationsprotokoll übertragen.
  • Gemäß solchen Ausführungsformen kann PWAP 224 zum Empfangen von Daten von Feldkommunikationsgerät 216 konfiguriert sein, um diese Daten gemäß einem ersten drahtlosen Kommunikationsprotokoll zu dekodieren, die Daten gemäß einem zweiten drahtlosen Kommunikationsprotokoll neu zu kodieren und die neu kodierten Daten an ein oder mehrere Feldgeräte 214.1–214.i gemäß dem zweiten drahtlosen Kommunikationsprotokoll zu übertragen. Feldkommunikationsgerät 216 kann zum Beispiel konfiguriert sein, um Daten, wie eine oder mehrere Anweisungen, Befehle etc. innerhalb einer anderen Kommunikationsprotokolldateneinheit einzubetten und/oder einzukapseln, sodass die Daten zum Beispiel Teil einer Wi-Fi- oder Bluetooth-Dateneinheit sind. Diese Daten können zum Beispiel einen oder mehrere HART-Befehle, ISA 100.11a-Befehle etc. beinhalten.
  • PWAP 224 kann Daten von Feldkommunikationsgerät 216 gemäß dem ersten Kommunikationsprotokoll (z.B. Wi-Fi, Bluetooth etc.) empfangen und die Dateneinheit dekodieren, um die eingebetteten Daten wiederherzustellen. PWAP 224 kann dann die wiederhergestellten Daten als Teil des zweiten Kommunikationsprotokolls, wie zum Beispiel WirelessHART, neu kodieren und die Daten an ein oder mehrere Feldgeräte 214.1–214.i gemäß dem zweiten drahtlose Kommunikationsprotokoll (z.B. dem WirelessHART-Kommunikationsprotokoll) übertragen.
  • Zusätzlich oder alternativ kann PWAP 224 Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i über verdrahtetes Netz 240 unterstützen, wie in 2 zum Beispiel durch drahtlose Links 205, 203.6 und 203.7 dargestellt. Gemäß solchen Ausführungsformen kann PWAP 224 Daten von Feldkommunikationsgerät 216 empfangen, um diese Daten gemäß einem ersten drahtlosen Kommunikationsprotokoll zu dekodieren, die Daten gemäß einem zweiten drahtlosen Kommunikationsprotokoll neu zu kodieren, die neu kodierten Daten an Gateway 212 zu übertragen, die Daten von einer oder mehreren Komponenten vom verdrahteten Netz 240 über Gateway 212 zu empfangen und die Daten an ein oder mehrere Feldgeräte 214.1–214.i gemäß dem zweiten drahtlosen Kommunikationsprotokoll zu übertragen.
  • Wie zuvor erörtert, kann Feldkommunikationsgerät 216 zum Beispiel konfiguriert sein, um Daten wie eine oder mehrere Anweisungen, Befehle etc. innerhalb einer anderen Kommunikationsprotokolldateneinheit einzubetten und/oder einzukapseln, sodass die Daten zum Beispiel Teil einer Wi-Fi- oder Bluetooth-Dateneinheit sind. Diese Daten können für ein oder mehrere Feldgeräte 214.1–214.i oder, wie in dieser Ausführungsform erörtert, für eine oder mehrere Komponenten vom verdrahteten Netz 240 gedacht sein. Diese Daten können wiederum zum Beispiel einen oder mehrere HART-Befehle, ISA 100.11a-Befehle etc. beinhalten.
  • In Ausführungsformen, in denen Daten dazu gedacht sind, zu einer oder mehreren Komponenten von verdrahtetem Netz 240 über PWAP 224 gesendet zu werden, kann PWAP 224 Daten von Feldkommunikationsgerät 216 gemäß dem ersten Kommunikationsprotokoll (z.B. Wi-Fi, Bluetooth etc.) empfangen und die Dateneinheit dekodieren, um die eingebetteten Daten wiederherzustellen. PWAP 224 kann dann die wiederhergestellten Daten als Teil des zweiten Kommunikationsprotokolls, wie zum Beispiel WirelessHART, dekodieren und die Daten an Gateway 212 übertragen, welches wiederum das drahtlose Kommunikationsprotokoll in ein verdrahtetes Kommunikationsprotokoll umwandelt, um die Daten an eine oder mehrere Komponenten von verdrahtetem Netz 240 über verdrahtetes Link 220 weiterzuleiten.
  • Nach Empfangen der Daten über verdrahtetes Link 220 können eine oder mehrere Komponenten von verdrahtetem Netz 240 mit den geeigneten Befehlen antworten, indem sie die Daten über verdrahtetes Link 220 zurück an Gateway 212 senden. Gateway 212 kann dann die vom verdrahteten Kommunikationsprotokoll über verdrahtetes Link 220 empfangenen Daten in ein geeignetes drahtloses Kommunikationsprotokoll umwandeln und die über verdrahtetes Link 220 empfangenen Daten an ein/en oder mehrere von PWAP 224 und/oder Feldgeräte 214.1–214.i gemäß dem zweiten drahtlosen Kommunikationsprotokoll (z.B. dem WirelessHART-Kommunikationsprotokoll) übertragen. Wenn Gateway 212 die Daten an PWAP 224 im Gegensatz zu einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i überträgt, kann PWAP 224 die Daten umwandeln, weiterleiten und/oder die Daten anderweitig an das geeignete Feldgerät 214 routen.
  • Auf diese Art und Weise kann PWAP 224 Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i entweder direkt oder indirekt (z.B. über verdrahtetes Netz 240 und Gateway 212) unterstützen. Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass PWAP 224 direkte und/oder indirekte Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i basierend auf jeder geeigneten Anzahl von Faktoren implementieren kann, wie Netzbandbreitenoptimierung, gewünschte Schnelligkeit, Leistungsanforderungen des Anlagenkommunikationsnetzes 200, für PWAP 224 verfügbare Verarbeitungsressourcen etc. Komplexere oder zeitaufwendigere Betriebsvorgänge können zum Beispiel durch PWAP 224 an Prozessregler 202 heruntergeladen werden, wenn diese von Feldkommunikationsgerät 216 durch Benutzen von indirekten Kommunikationen empfangen wurden.
  • Daher beinhalten Ausführungsformen PWAP 224 als eine Brücke fungierend, um Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einem oder mehreren Kommunikationsgeräten 214.1–214.i unter Benutzen eines Typs von drahtlosem Kommunikationsprotokoll für Kommunikationen zwischen PWAP 224 und Feldkommunikationsgerät 216 und einem anderen Typ von drahtlosem Kommunikationsprotokoll für Kommunikationen zwischen PWAP 224 und einem oder mehreren Kommunikationsgeräten 214.1–214.i zu unterstützen. Weil PWAP 224 konfiguriert werden kann, um eine Kommunikation mit einem oder mehreren Kommunikationsgeräten 214.1–214.i gemäß einem WirelessHART- und/oder ISA 100.11a-Kommunikationsprotokoll aufrecht zu erhalten, kann Benutzer 218 Feldkommunikationsgerät 216 benutzen, um dieselben Funktionen (z.B. Konfiguration, Kalibrierung, Software- und/oder Firmwareaktualisieren etc.) durchzuführen, die ansonsten direkten verdrahteten Zugriff auf die individuellen Feldgeräte 214.1–214.i durch Kommunizieren mit PWAP 224 erfordern würden.
  • Weil Feldkommunikationsgerät 216 gebräuchlichere Kommunikationsprotokolle implementieren kann, wie zum Beispiel drahtloses LAN und/oder Bluetooth, ermöglicht dies vorteilhafterweise Feldkommunikationsgerät 216, als ein Gerät implementiert zu sein, das die Hardware für diese Typen von Kommunikationsprotokollen bereits verwendet. In verschiedenen Ausführungsformen kann Feldkommunikationsgerät 216 zum Beispiel als ein Smartphone, ein Laptop, ein Tabletcomputer oder jedes geeignete Gerät implementiert sein, das zur Durchführung dieser Funktionalität konfiguriert werden kann. Da Befehle von Feldkommunikationsgerät 216 an ein oder mehrere Feldgeräte 214.1–214.i über Kommunikationen mit PWAP 224 gesendet werden können, kann Feldkommunikationsgerät 216 als ein Gerät implementiert sein, das eine oder mehrere Softwareapplikationen, Programme etc. in Verbindung mit bestehender implementierter Hardware eines Geräts verwendet, um dieselben Funktionen zu implementieren, die ansonsten von einem Feldkommunikationsgerät das Benutzen spezialisierterer Hardware erfordern würden.
  • Um ein anderes Beispiel bereitzustellen, kann PWAP 224 Kommunikationen zwischen einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i unterstützen, wie in 2 zum Beispiel durch drahtlose Links 203.3 und 203.7 dargestellt. Gemäß solchen Ausführungsformen kann PWAP 224 Daten von einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i gemäß einem drahtlosen Kommunikationsprotokoll, wie zum Beispiel WirelessHART- und/oder ISA 100.11a-Kommunikationsprotokollen empfangen, und diese Daten an ein oder mehrere Feldgeräte 214.1–214.i unter Benutzen desselben drahtlosen Kommunikationsprotokolls übertragen. Auf diese Art und Weise beinhalten Ausführungsformen, dass PWAP 224 konfiguriert ist, um als ein drahtloses Relaisgerät zu fungieren, was es dem Anlagenpersonal erlaubt, mehrere PWAPs 224 strategisch über die Anlagenhalle zu platzieren, um sicherzustellen, dass Kommunikationen zwischen Gateway 212 und jedem der Feldgeräte 214.1–214.i aufrecht erhalten werden. In einer Ausführungsform kann PWAP 224 konfiguriert sein, um ein Routingtabellensystem gemäß einem geeigneten Kommunikationsprotokoll zu implementieren, um sicherzustellen, dass Daten an ein oder mehrere geeignete Feldgeräte 214.1–214.i. geliefert werden.
  • Um noch ein anderes Beispiel bereitzustellen, kann PWAP 224 Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einer oder mehreren Komponenten unterstützen, die Teil von verdrahtetem Netz 240 sind, wie in 2 zum Beispiel durch drahtlose Links 205 und 203.6 dargestellt. Ausführungsformen beinhalten wiederum, dass PWAP 224 konfiguriert ist, um ein oder mehrere Kommunikationsprotokolle umzuwandeln, um Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i. zu unterstützen. Ausführungsformen beinhalten gleichermaßen, dass PWAP 224 zur Unterstützung von Kommunikationen zwischen Feldkommunikationsgerät 216 und einer oder mehreren mit verdrahtetem Netz 240 über Gateway 212 assoziierten Komponenten konfiguriert ist. Feldkommunikationsgerät 216 kann zum Beispiel Daten von einem oder mehreren von Prozessregler 202, Arbeitsplatz 204, Historian 206, Asset-Management- und Steuerungssystem 208, Alt-Prozesssteuerungssystem 210 und/oder Netz 211 über PWAP 224 und Gateway 212 empfangen.
  • Gateway 212 kann konfiguriert werden, um Kommunikationen zwischen verdrahtetem Netz 240 und drahtlosem Netz 250 unter Benutzen von jeweils verdrahteten und drahtlosen Kommunikationsprotokollen bereitzustellen. Infolgedessen kann PWAP 224 vorteilhafterweise Kommunikationen zwischen verdrahtetem Netz 240 und Feldkommunikationsgerät 216 durch Bereitstellen von Protokollumwandlung zwischen Kommunikationen unterstützen, die bereits durch Gateway 212 von einem verdrahteten HART-Kommunikationsprotokoll in ein WirelessHART-Kommunikationsprotokoll umgewandelt wurden. Das heißt, PWAP 224 kann bereits umgewandelte WirelessHART-Kommunikationsprotokolldaten, die über drahtloses Link 203.6 von Gateway 212 empfangen wurden, in ein anwendbares Kommunikationsprotokoll umwandeln, das durch Feldkommunikationsgerät 216 über drahtloses Link 205 implementiert ist.
  • Auf diese Art und Weise kann Feldkommunikationsgerät 216 mit Komponenten von sowohl verdrahtetem Netz 240 als auch drahtlosem Netz 250 unter Benutzen desselben Kommunikationsprotokolls aus der Perspektive des Feldkommunikationsgeräts 216 kommunizieren. Durch Kommunizieren mit Feldgeräten 214 kann Feldkommunikationsgerät 216 einem Benutzer 218 den Zugriff auf Daten, wie zum Beispiel Konfigurierungsdaten, Kalibrierungsdaten und diagnostischen Daten, erlauben, die auf ein oder mehrere Feldgeräte 214.1–214.i anwendbar sind. Da WirelessHART-Kommunikationsprotokolle einen Befehlssatz beinhalten, der ein Feldgerät 214 zur Aktualisierung seiner Software und/oder Firmware durch Fernzugriff befähigt, beinhalten verschiedene Ausführungsformen, dass Feldkommunikationsgerät 216 PWAP 224 zum Senden geeigneter Befehle zur Aktualisierung der Software und/oder Firmware von einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i verwendet.
  • Durch Verwenden von PWAP 224 zum Kommunizieren mit an verdrahtetes Netz 240 verbundenen Komponenten, kann Feldkommunikationsgerät 216 neben den Daten, die von einem oder mehreren Feldgeräten 214.1–214.i empfangen wurden, Zugriff auf eine Fülle von wertvollen Informationen nehmen. In verschiedenen Ausführungsformen kann Feldkommunikationsgerät 216 zum Beispiel Daten, die auf Arbeitsplatz 204 gespeichert sind, oder Daten von einer Internetverbindung, zum Beispiel über Netz 211, herunterladen. Einige Beispiele von Informationen, die auf diese Art und Weise heruntergeladen werden können, können Dokumentation, Videos oder Help-Inhalt mit Bezug zu der Konfiguration und dem Betrieb von einem oder mehreren Geräten innerhalb des Anlagenkommunikationsnetzes 200, wie Feldgeräte 214.1–214.i oder jedes andere Gerät, basierend auf einem bestimmten anlagenspezifischen Bedürfnis beinhalten.
  • Um zusätzliche Beispiele bereitzustellen, kann Feldkommunikationsgerät 216 Informationen herunterladen, die auf Asset-Management- und Steuerungssystem 208 gespeichert sind, wie Asset- und Prozesshistorien, aktuelle Prozesszustände, Kalibrierungsinformationen, Prüfungspfaddaten etc. Um noch ein anderes Beispiel bereitzustellen, kann Feldkommunikationsgerät 216 mit Prozessregler 202 über PWAP 224 kommunizieren, um Aufgaben wie Schleifenfunktionsprüfungen in Verbindung mit dem gesamten Anlagenprozesssteuerungssystem durchzuführen.
  • Da Feldkommunikationsgerät 216 als ein nicht spezialisiertes Gerät implementiert sein kann, beinhalten Ausführungsformen, dass Feldkommunikationsgerät 216 mit PWAP 224 kommuniziert, um drahtlosem Netz 250 neue Geräte 214 oder zusätzliche PWAPs bereitstellen. Das heißt, typische Feldkommunikationsgeräte weisen begrenzte Funktionalität auf, wie zuvor erörtert, und infolgedessen verlassen sich traditionelle Anlagennetze darauf, dass ein Betreiber neue drahtlose Geräte von einem verdrahteten Gerät, wie zum Beispiel einem Arbeitsplatz, bereitstellt. Einige drahtlose Kommunikationsprotokolle, wie zum Beispiel WirelessHART, unterstützen kein vorübergehendes Bereitstellen von neuen drahtlosen Geräten für ein bestehendes WirelessHART-Netz. Ohne Bereitstellen eines Feldkommunikationsgeräts für ein bestehendes drahtloses Netz begrenzen herkömmliche Anlagennetze die Verbindungen zwischen Feldkommunikationsgeräten und Feldgeräten auf lokale festverdrahtete Verbindungen.
  • Um Bereitstellung durchzuführen, kann es daher erforderlich sein, dass ein Betreiber des Arbeitsplatzes 104 verwendet, welcher eine geeignete grafische Benutzeroberfläche aufweisen kann, um es einem neuen Feldgerät zu ermöglichen, das neue Feldgerät in drahtloses Netz 150 einzuschreiben. Das Bereitstellungsgerät beinhaltet typischerweise das Eingeben der geeigneten Netzauthentifizierungsinformationen an Arbeitsplatz 104, welcher eine Medienzugriffregler(MAC – media access controller)-Adresse des neuen Feldgerätes 114, ein Netzkennwort oder andere Informationen beinhalten kann, um dem neuen Feldgerät die Kommunikation mit einem drahtlosen Gateway zu ermöglichen und damit Kommunikationen zwischen dem neuen Feldgerät und verdrahtetem Netz 140 zu ermöglichen.
  • Da PWAP 224 konfiguriert sein kann, um Daten gemäß mehreren Kommunikationsprotokollen zu erkennen, zu empfangen und zu übertragen, kann Bereitstellung von Funktionalität (z.B. vorübergehende Bereitstellung neuer Feldgeräte 114) durch ein anderes Gerät verwendet werden, das in Kommunikation mit PWAP 224 ist, wie zum Beispiel Feldkommunikationsgerät 216. Feldkommunikationsgerät 216 kann eine geeignete grafische Benutzeroberfläche (GBO) oder anderen Typ von Benutzeroberfläche zum Durchführen von Anlagenprozessaufgaben implementieren, die mit Feldgeräten 214 assoziiert sind. Infolgedessen kann Benutzer 218 Feldkommunikationsgerät 216 zum Bereitstellen neuer Feldgeräte benutzen, da Feldkommunikationsgerät 216 zur Kommunikation mit PWAP 224 konfiguriert ist. Auf diese Art und Weise unterstützt PWAP 224 das Bereitstellen neuer Feldgeräte durch einen Benutzer 218 von der Zweckdienlichkeit des Anlagenhalle aus, während Benutzer 218 andere Aufgaben durchführen kann, wodurch die Produktivität verbessert wird, indem Benutzer 218 keinen Arbeitsplatz finden muss, um dies zu tun.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann PWAP 224 einen Standort eines Feldkommunikationsgeräts 216 bestimmen, der durch Analgenpersonal oder andere Arbeitsplätze, wie zum Beispiel Arbeitsplatz 204, angesehen werden kann. Dies kann Sicherheitserwägungen ansprechen, indem es Anlagenpersonal erlaubt wird, Benutzer 218 zu verfolgen und Ausrüstung präventiv herunterzufahren oder anderweitig zu überwachen, die näher an Benutzer 218 gelegen ist, um Sicherheitsbedenken anzusprechen.
  • Ausführungsformen beinhalten zum Beispiel, dass ein oder mehrere Arbeitsplätze, wie zum Beispiel Arbeitsplatz 204, eine oder mehrere installierte Applikationen aufweisen, die einen Standort von PWAP 224 (einschließlich jedes anderen zusätzlichen PWAPs) und/oder Feldgeräten 214.1–214.i bestimmen können. Die Applikationen können außerdem bestimmen, welche Feldgeräte 214 mit PWAP 224 (und anderen PWAPs) verbunden sind sowie einen spezifischen PWAP, mit dem Feldkommunikationsgerät 216 zu einem gegebenen Zeitpunkt verbunden ist. Benutzer 218 kann einen Arbeitsplatz, der eine solche Applikation ausführt, benutzen, um einen Standort jedes Feldgeräts 214 und PWAP 224 innerhalb einer Anlage zu bestimmen, die auf einer Anlagenbitmap basiert.
  • In einer Ausführungsform kann diese Applikation eine durch Emerson Process Management, Inc. entwickelte WirelessHART-SNAP-ON-Planungsapplikation beinhalten. Durch Benutzen von Informationen basierend auf welchem PWAP ein Feldkommunikationsgerät 216 derzeit verbunden ist, dem physischen Standort von PWAP 224 innerhalb der Anlage und einer drahtlosen Reichweite von dem PWAP kann ein Standort von Feldkommunikationsgerät 216 auf einen Radius entsprechend dem drahtlosen Bereich des PWAP reduziert und ungefähr um den PWAP (unter Annahme eines nahen omnidirektionalen drahtlosen Abdeckungsbereichs) basierend auf diesen Informationen zentriert werden. Die Genauigkeit dieser Schätzung kann für Ausführungsformen verbessert werden, in welchen PWAP 224 mit Feldkommunikationsgerät 216 unter Verwenden eines Kommunikationsprotokolls mit einer kleineren Kommunikationsreichweite kommuniziert, wie zum Beispiel Bluetooth, was eine typische maximale Kommunikationsreichweite von ungefähr 30 Fuß (9,144 m) aufweist.
  • Um ein anderes Beispiel des Bestimmens eines Standorts von Feldkommunikationsgerät 216 bereitzustellen, kann PWAP 224 Standortinformationen basierend auf einem geeigneten IEEE 802.11-Kommunikationsstandard bestimmen, der für Kommunikationen zwischen PWAP 224 und Feldkommunikationsgerät 216 benutzt wird. Dem einschlägigen Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass IEEE 802.11n- und 802.11ac-Standards Mehrgrößen(MIMO – multiple-input, multiple-output)-Antennenstrahlsteuerungstechniken verwenden. Weil MIMO-Strahlsteuerungstechniken die Richtung von anderen Geräten zu Strahlsteuerungszwecken bestimmen, können diese Informationen mit drahtlosen Reichweiteinformationen gekoppelt werden, um Feldkommunikationsgerät 216 mit Bezug zum Standort von PWAP 224 zu lokalisieren.
  • Dem Durchschnittsfachmann ist wiederum ersichtlich, dass die Reichweiteinformationen zwischen IEEE 802.11-Standards den Ankunftszeits (ToA) und Abgangszeits(ToD)-Zeitstempel sowie Signaldämpfungsberechnungen beinhalten können, um einen Bereich zwischen PWAP 224 und Feldkommunikationsgerät 216 zu bestimmen. Verschiedene Ausführungsformen beinhalten, dass PWAP 224 den bestimmten Standort des Feldkommunikationsgeräts 216 an ein geeignetes Netzgerät meldet, wie zum Beispiel Arbeitsplatz 204, sodass dieser Standort durch das geeignete Anlagenpersonal angesehen werden kann.
  • Um noch ein weiteres Beispiel des Bestimmens eines Standorts von Feldkommunikationsgerät 216 bereitzustellen, obwohl nur ein einzelner PWAP 224 in 2 veranschaulicht ist, können Ausführungsformen vom Anlagennetz 200 jede geeignet Anzahl von PWAPs beinhalten. Gemäß einer Ausführungsform kann ein Benutzer eines geeigneten Arbeitsplatzes, wie zum Beispiel Arbeitsplatz 204, einen Standort eines Feldkommunikationsgeräts 216 basierend auf dem Standort mehrerer PWAPs bestimmen, die mit Feldkommunikationsgerät 216 verbunden sind. In verschiedenen Ausführungsformen kann jedes der zuvor genannten Beispiele kombiniert werden, um einen Standort von Feldkommunikationsgerät 216 bereitzustellen. Unter Benutzen des durch mehrere PWAPs gemäß 802.11-Standards in Kommunikation mit Feldkommunikationsgerät 216, wie zuvor erörtert, berichteten Standorts, kann Arbeitsplatz 204 zum Beispiel eine Applikation benutzen, die eine geeignete Triangulierungsberechnung implementiert, um die Genauigkeit des Standorts des Feldkommunikationsgeräts 216 zu verbessern, der ansonsten von einem einzelnen PWAP bestimmt wird.
  • 3 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das einen drahtlosen Anlagenzugriffspunkt (PWAP) 300 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. PWAP 300 beinhaltet eine Kommunikationsmaschine 302, die einen Hostprozessor 304 und einen Speicher 306, eine i-Anzahl von Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i und eine k-Anzahl von Antennen 322.1–322.k beinhaltet. In einer Ausführungsform ist PWAP 300 eine beispielhafte Implementierung von PWAP 224, wie in 2 gezeigt.
  • Hostprozessor 304 kann konfiguriert sein, um mit einer i-Anzahl von Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i zu kommunizieren. Jede der Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i kann eine Mediumzugriffssteuerungs(MAC – medium access control)-Einheit 316 und eine physische Schicht(PHY – physical layer)-Einheit 318 beinhalten. PHY-Einheit 318 kann eine j-Anzahl von Transceivern 320.1–320.j beinhalten. Transceiver 320 können mit einer k-Anzahl von jeweiligen Antennen 322.1–322.k gekoppelt sein. Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass, obwohl alle drei Transceiver 320.1–320.j und drei Antennen 322.3–322.k in 3 veranschaulicht sind, verschiedene Ausführungsformen von PWAP 300 jede geeignete Anzahl (z.B. 1, 2, 4, 5 etc.) von Transceivern 320 und jede geeignet Anzahl (z.B. 1, 2, 4, 5 etc.) von Antennen 322 beinhalten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann weiter jede Anzahl von Transceivern 320 mit jeder Anzahl von Antennen 322 gekoppelt werden, sodass eine oder mehrere Antennen von geeigneten Transceivern gemeinsam benutzt werden, und umgekehrt.
  • In einer Ausführungsform weist jede der Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i eine ähnliche Struktur mit einer entsprechenden MAC-Einheit, PHY-Einheit, einem oder mehreren Transceivern und einer oder mehreren Antennen auf. In einigen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Antennen von zwei oder mehreren der Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i gemeinsam benutzt. In einigen Ausführungsformen entsprechen Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i verschiedenen Funktechnikzugriffstechnologien (RATs – radio access technologies). Gemäß solchen Ausführungsformen könnte Netzwerkschnittstelle 314.1 ferner einem drahtlosen industriellen Automatisierungskommunikationsprotokoll, wie zum Beispiel WirelessHART oder ISA 100.11a, entsprechen, wohingegen Netzwerkschnittstelle 314.2 einem anderen drahtlosen Kommunikationsprotokoll, wie WLAN, Bluetooth etc., entspricht.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann PWAP 300 Kommunikationen gemäß jeder Anzahl von geeigneten Kommunikationsprotokollen über eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i, wie WirelessHART-Kommunikationsprotokolle, ISA 100.11a-Kommunikationsprotokolle, Mobilnetz-Protokolle, drahtlose lokale Netz(WLAN)-Kommunikationsprotokolle, die durch einen oder mehrere drahtlose IEEE-Standards spezifiziert sind, Bluetooth®, WiMAX etc. übertragen und empfangen. Beispiele geeigneter drahtloser IEEE-Standards beinhalten 802.11a-, 802.11 g-, 802.11n-, 802.11ac-, 802.11ad-, 802.11af-, 802.11v- und/oder 802.11ah-Standards.
  • Gemäß solchen Ausführungsformen kann PWAP 300 konfiguriert sein, um Daten über eine von Netzwerkschnittstellen 314, wie zum Beispiel Netzwerkschnittstelle 314.1, gemäß einem ersten Typ von Kommunikationsprotokoll zu empfangen. Diese Daten können wiederum durch Kommunikationsmaschine 302 gemäß dem ersten Kommunikationsprotokoll dekodiert werden. Gemäß solchen Ausführungsformen kann PWAP 300 ferner konfiguriert sein, um die Daten zu kodieren, die zuvor gemäß einem zweiten Kommunikationsprotokoll dekodiert wurden. PWAP 300 kann konfiguriert sein, um dann diese kodierten Daten von einer anderen Netzwerkschnittstelle 314, wie zum Beispiel Netzwerkschnittstelle 314.2, zu übertragen.
  • Kommunikationsmaschine 302 kann in Verbindung mit einer oder mehreren von Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i konfiguriert sein, um Datenkommunikationen zwischen PWAP 300 und einem oder mehreren anderen drahtlosen Kommunikationsgeräten zu ermöglichen. Verschiedene Ausführungsformen beinhalten zum Beispiel, dass Kommunikationsmaschine 302 zum Unterstützen von Kommunikationen zwischen PWAP 300 und einem oder mehreren drahtlosen Feldgeräten (z.B. Feldgeräte 214.1–214.i, wie in 2 gezeigt), Gateways (z.B. Gateway 212, wie in 2 gezeigt), verdrahteten Netzkomponenten (z.B. mit verdrahtetem Netz 240 verbundene Komponenten, wie in 2 gezeigt) und/oder Feldkommunikationsgeräten (z.B. Feldkommunikationsgerät 216, wie in 2 gezeigt) konfiguriert ist.
  • In einer Ausführungsform kann Kommunikationsmaschine 302 konfiguriert sein, um Daten zu verarbeiten, die von einer oder mehreren von Netzwerkschnittstellen 314 empfangen wurden, und diese Daten gemäß einem geeigneten Kommunikationsprotokoll, wie zum Beispiel WLAN, Bluetooth etc., dekodieren. Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass Kommunikationsmaschine 302 und/oder eine oder mehrere von Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i jede geeignet Anzahl von Demodulatoren, lokalen Oszillatoren, Basisbandprozessoren, Mixern, Filtern, Verstärkern etc. beinhalten kann, um diese Funktionalität zu unterstützen.
  • Ausführungsformen beinhalten gleichermaßen, dass Kommunikationsmaschine 302 konfiguriert ist, um Daten über eine oder mehrere von Netzwerkschnittstellen 314 zu übertragen und diese Daten gemäß einem geeigneten Kommunikationsprotokoll, wie zum Beispiel WirelessHART- oder ISA 100.11a-Kommunikationsprotokollen, zu kodieren. Dem Durchschnittsfachmann ist wiederum ersichtlich, dass Kommunikationsmaschine 302 und/oder eine oder mehrere von Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i jede geeignete Anzahl von Modulatoren, lokalen Oszillatoren, Basisband-Prozessoren, Mixern, Filtern, Verstärkern, etc. beinhalten können, um diese Funktionalität zu unterstützen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann Kommunikationsmaschine 302 Daten gemäß einem Kommunikationsprotokoll empfangen und diese Daten gemäß einem anderen Kommunikationsprotokoll übertragen.
  • Obwohl als eine einzelne Maschine in 3 veranschaulicht, kann Kommunikationsmaschine 302 in verschiedenen Ausführungsformen aus jeder Anzahl oder Gruppe von einer oder mehreren Kommunikationsmaschinen bestehen. Gemäß solchen Ausführungsformen kann jede Kommunikationsmaschine einen oder mehrere Prozessoren beinhalten und konfiguriert sein, um unabhängig von den anderen Kommunikationsmaschinen betrieben werden zu können. Kommunikationsmaschinen, die als eine Gruppe betrieben werden, können Anfragen von einem oder mehreren anderen drahtlosen Kommunikationsgeräten individuell (z.B. basierend auf deren Verfügbarkeit) und/oder gleichzeitig (z.B. paralleles Verarbeiten) verarbeiten. Kommunikationsmaschinen, die als eine Gruppe betrieben werden, können Abfragen von drahtlosen Kommunikationsgeräten in einer priorisierenden und/oder verteilten Art und Weise verarbeiten. Ein mit einer Verarbeitungsabfrage assoziierter Betriebsvorgang kann zum Beispiel auf einer Kommunikationsmaschine durchgeführt werden, während ein anderer mit der Verarbeitung derselben Abfrage (oder einer anderen Abfrage) assoziierter Betriebsvorgang auf einer anderen Kommunikationsmaschine durchgeführt wird.
  • Prozessor 304 kann konfiguriert sein, um mit Speicher 306 zu kommunizieren, um Daten im Speicher 306 zu speichern und davon auszulesen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist Speicher 306 ein Computer-lesbares, nicht transitorisches Speichergerät, das jede Kombination von flüchtigem (z.B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM – random access memory) oder einen nicht flüchtigen Speicher (z.B. batteriegestützter RAM, FLASH etc.) beinhalten kann. Speicher 306 kann konfiguriert sein, um Anweisungen zu speichern, die auf Prozessor 304 ausführbar sind. Diese Anweisungen können maschinenlesbare Anweisungen beinhalten, die, wenn durch Prozessor 304 ausgeführt, Prozessor 304 veranlassen, verschiedene Handlungen durchzuführen.
  • Kommunikationsmodul 308 ist ein Teil des Speichers 306, das zum Speichern von Anweisungen konfiguriert ist, die bei Ausführung durch Prozessor 304 Prozessor 304 veranlassen, Daten von einer oder mehreren von Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i gemäß einem jeweiligen Kommunikationsprotokoll zu empfangen, diese Daten zu dekodieren, die dekodierten Daten gemäß einem zweiten Kommunikationsprotokoll zum Übertragen über eine oder mehrere von Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i zu kodieren und eine oder mehrere von Netzwerkschnittstellen 314.1–314.i zu veranlassen, die kodierten Daten zu übertragen.
  • Protokollhandhabungsmodul 310 ist ein Teil von Speicher 306, das zum Speichern von Anweisungen konfiguriert ist, die bei Ausführung durch Prozessor 304 Prozessor 304 veranlassen, den Typ von Kommunikationsprotokoll zu bestimmen, der den empfangenen Daten entspricht. Protokollhandhabungsmodul 310 kann zum Beispiel Anweisungen zum Erkennen, Dekodieren und/oder Kodieren von Daten gemäß einer Vielzahl von verschiedenen Kommunikationsprotokollen beinhalten. In verschiedenen Ausführungsformen kann Prozessor 304 Anweisungen verwenden, die sowohl in Kommunikationsmodul 308 als auch Protokollhandhabungsmodul 310 gespeichert sind, um diese Funktionen durchzuführen. Um ein veranschaulichendes Beispiel bereitzustellen, kann Protokollhandhabungsmodul 310 Anweisungen mit Bezug zu Paketgrößen, Kopfzeilenpräambeln und/oder Kopfzeilenlängen, Frame- und/oder Paketraten, Kodierungsraten, Modulations- und/oder Demodulationsschemen beinhalten, und jede anderen geeigneten Informationen zum Verarbeiten von Daten, die gemäß jedem geeigneten drahtlosen Kommunikationsprotokoll zu empfangen oder übertragen sind.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann Protokollhandhabungsmodul 310 Anweisungen beinhalten, die Prozessor 304 zum Erkennen von Daten gemäß einem bestimmten drahtlosen Kommunikationsgerät befähigen. Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass Protokollhandhabungsmodul 310 Anweisungen beinhalten kann, um Prozessor 304 zum Bestimmen einer Identität und/oder Adresse von einem oder mehreren drahtlosen Kommunikationsgeräten zu befähigen, sodass die kodierten Daten die geeigneten adressierbaren Informationen beinhalten, die von einem beabsichtigten Empfängerkommunikationsgerät empfangen werden sollen.
  • Protokollhandhabungsmodul 310 kann zum Beispiel Anweisungen beinhalten, die Prozessor 304 befähigen, ein Zielgerät (z.B. Feldgeräte, verdrahtete Netzkomponenten etc.) aus Kommunikationen zu erkennen, die von einem Feldkommunikationsgerät, wie zum Beispiel Feldkommunikationsgerät 216, wie in 2 gezeigt, empfangen wurden. Anweisungen, die in Protokollhandhabungsmodul 310 gespeichert sind, können Prozessor 304 befähigen, Daten zu dekodieren, die durch ein Feldkommunikationsgerät gemäß einem erkannten Kommunikationsprotokoll übertragen wurden, um ein Zielempfängergerät zu bestimmen und um die als Teil eines anderen Kommunikationsprotokolls neu kodierten Daten auf dieses beabsichtigte Empfängergerät zu übertragen. Protokollhandhabungsmodul 310 kann Anweisungen beinhalten, die für Adressentabellen, Routingtabellen oder jedes andere geeignete Routingsystem repräsentativ sind, um Prozessor 304 zu befähigen, Daten von den beabsichtigen Geräten zu empfangen und an diese zu übertragen.
  • Authentifizierungsmodul 312 kann Anweisungen beinhalten, die Prozessor 304 befähigen, neue Geräte an ein bestehendes drahtloses Netz bereitzustellen und/oder zu authentifizieren. Wie zuvor unter Bezug zu 2 erörtert, kann zum Beispiel ein Benutzer ein anderes Gerät, wie zum Beispiel ein Feldkommunikationsgerät, verwenden, um ein neues Gerät, wie zum Beispiel ein neues Feldgerät, in einem bestehenden drahtlosen Netz bereitzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen können Anweisungen, die in Authentifizierungsmodul 312 gespeichert sind, Prozessor 304 befähigen, zu bestimmen, ob durch einen Benutzer eingegebene Geräteanmeldedaten mit denen des drahtlosen Netzes übereinstimmen. Um ein veranschaulichendes Beispiel bereitzustellen, kann ein Benutzer ein Feldkommunikationsgerät verwenden, um zunächst Zugriff auf PWAP 300 zu nehmen, um abzufragen, dass ein neues Feldgerät bereitzustellen ist. Prozessor 304 kann Zugriff auf Anweisungen nehmen, die auf Authentifizierungsmodul 312 gespeichert sind, um geeignete sichere Netzauthentifizierungsanmeldedaten zu bestimmen, die verschlüsselt oder anderweitig in einem gesicherten Teil von Speicher 306 gespeichert sind. Wenn die Anmeldedaten übereinstimmen, dann kann Prozessor 304 PWAP 300 veranlassen, mit dem neuen, bereitzustellenden Feldgerät zu kommunizieren. Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass WirelessHART-Kommunikationsprotokoll ein Handshake-Authentifizierungsverfahren beinhaltet, um neu hinzugefügte Feldgeräte zu verifizieren, die Teil der in Authentifizierungsmodul 314 gespeicherten Anweisungen sind.
  • Ausführungsformen beinhalten, dass PWAP 300 diese Handshake-Verfahrensweise verwendet, jedoch die Verfahrensweise von einem anderen Gerät als dem Feldkommunikationsgerät initiiert. Auf diese Art und Weise kann PWAP 300 vorteilhafterweise eine Bereitstellungsverfahrensweise unter Benutzen von bekannten Bereitstellungs-Kommunikationsprotokollverfahren durchführen, wie zum Beispiel diejenigen, die in dem WirelessHART-Kommunikationsprotokoll definiert sind, während die Anweisungen und Authentifizierungsinformationen von einem Feldkommunikationsgerät gemäß einem anderen drahtlosen Kommunikationsprotokoll, wie zum Beispiel WLAN oder Blueooth, empfangen werden. Weil PWAP 300 unter Verwenden von zwei oder mehreren Kommunikationsprotokollen kommunizieren kann, erlaubt dies einem Benutzer, ein drahtloses Feldkommunikationsgerät im Gegensatz zu einem verdrahteten Arbeitsplatz zu verwenden, um ein neues Feldgerät bereitzustellen.
  • Standortakquisitionsmodul 314 kann Anweisungen beinhalten, die Prozessor 304 befähigen, den Standort eines oder mehrerer anderer PWAPs, Feldkommunikationsgeräte und/oder Feldgeräte zu bestimmen. Wie zuvor unter Bezug auf 2 erörtert, können Anweisungen, die in Standortakquisitionsmodul 314 beinhaltet sind, Prozessor 304 befähigen, Reichweiten- und Richtungsanalysen gemäß einem oder mehreren drahtlosen Standards oder jeder geeigneten Technik durchzuführen. Standortakquisitionsmodul 314 kann zum Beispiel Prozessor 304 befähigen, ToA- und ToD-Zeitstempel zu verwenden, wenn PWAP 300 mit einem oder mehreren Feldkommunikationsgeräten gemäß einer 802.11-Serie von drahtlosen IEEE-Kommunikationsprotokollen, wie 802.11n, 802.11ac etc., kommuniziert.
  • Um ein anderes Beispiel bereitzustellen, können Anweisungen, die im Standortakquisitionsmodul 314 beinhaltet sind, Prozessor 204 befähigen, MIMO-Strahlsteuerungsinformationen zu verwenden, um eine Richtung zwischen PWAP 300 und einem Feldkommunikationsgerät basierend auf der Richtung eines gesteuerten Strahls zu bestimmen. Die durch den Prozessor 304 berechneten Richtungs- und/oder Reichweiteinformationen können in Speicher 306 gespeichert werden, um an ein vernetztes Gerät (z.B. ein Arbeitsplatz) übertragen zu werden. Auf diese Art und Weise kann PWAP 300 dem Anlagenpersonal Mittel zum Lokalisieren eines Benutzers bereitstellen, der ein jeweiliges Feldkommunikationsgerät basierend auf dem beschafften Standort eines durch den Benutzer betriebenen Feldkommunikationsgeräts betreibt.
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 400 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. In einer Ausführungsform kann Verfahren 400 durch einen oder mehrere Prozessoren und/oder andere Komponenten eines PWAP, wie zum Beispiel Kommunikationsmaschine 302 von PWAP 300, wie in 3 gezeigt, implementiert werden.
  • Verfahren 400 beginnt, wenn einer oder mehrere Prozessoren Daten von einem ersten Gerät empfangen, das einem ersten Kommunikationsprotokoll (Block 402) entspricht. Die kann zum Beispiel beinhalten, dass PWAP 224 Daten von Feldkommunikationsgerät 216 empfängt, wie in 2 gezeigt, um einem drahtlosen Kommunikationsprotokoll (Block 402) zu entsprechen. Das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll kann zum Beispiel ein WLAN- oder a Bluetooth-Protokoll beinhalten. Die kann zum Beispiel auch beinhalten, dass PWAP 224 Daten von einem Anlagennetzgerät, wie zum Beispiel Arbeitsplatz 204, empfängt, wie in 2 gezeigt, um einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll (Block 402) zu entsprechen. Das drahtlose industrielle Automatisierungsprotokoll kann zum Beispiel ein WirelessHART- oder ein ISA 100.11a-Kommunikationsprotokoll beinhalten.
  • Verfahren 400 kann beinhalten, dass ein oder mehrere Prozessoren die Daten gemäß dem ersten drahtlosen Kommunikationsprotokoll (Block 404) dekodieren. Dies kann zum Beispiel beinhalten, dass PWAP 224 Daten dekodiert, die von Feldkommunikationsgerät 216 (Block 402) gemäß dem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll (Block 404) empfangen wurden. Dies kann zum Beispiel auch beinhalten, dass PWAP 224 die Daten dekodiert, die von einem Anlagennetzgerät, wie zum Beispiel Arbeitsplatz 204 (Block 402), gemäß einem WirelessHART- oder einem ISA 100.11a-Kommunikationsprotokoll (Block 404) empfangen wurden.
  • Verfahren 400 kann beinhalten, dass ein oder mehrere Prozessoren die dekodierten Daten kodieren (Block 404), um einem zweiten drahtlosen Kommunikationsprotokoll (Block 406) zu entsprechen. Dies kann zum Beispiel beinhalten, dass PWAP 224 die Daten kodiert, die vom Feldkommunikationsgerät 216 (Block 404) gemäß einem WirelessHART- oder einem ISA 100.11a-Kommunikationsprotokoll (Block 406) dekodiert wurden. Dies kann zum Beispiel auch beinhalten, dass PWAP 224 die Daten kodiert, die durch Arbeitsplatz 204, zum Beispiel (Block 404), gemäß einem WLAN- oder einem Bluetooth-Kommunikationsprotokoll (Block 406) dekodiert wurden.
  • Verfahren 400 kann auch beinhalten, dass ein oder mehrere Prozessoren die Daten, die gemäß dem zweiten drahtlosen Kommunikationsprotokoll (Block 406) kodiert wurden, an ein zweites Gerät (Block 408) senden. Dies kann zum Beispiel beinhalten, dass PWAP 224 die kodierten Daten (Block 406), die empfangen (Block 402) wurden und von Feldkommunikationsgerät 216 (Block 404) dekodiert wurden, an ein Anlagennetzgerät (Block 408), wie zum Beispiel Arbeitsplatzes 204, sendet, um einem WirelessHART- oder an ISA 100.11a-Kommunikationsprotokoll zu entsprechen. Dies kann zum Beispiel auch beinhalten, dass PWAP 224 die kodierten Daten (Block 406), die empfangen (Block 402) wurden und von einem Anlagennetzgerät, wie zum Beispiel Arbeitsplatz 204 (Block 404), dekodiert wurden, an zum Beispiel Feldkommunikationsgerät 216 sendet, um einem WLAN- oder Bluetooth-Kommunikationsprotokoll (Block 408) zu entsprechen.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung mehrere Ausführungsformen veranschaulicht, in welchen ein drahtloser Anlagenzugriffspunkt in einem Anlagenumfeld verwendet wird, beinhalten verschiedene Ausführungsformen, dass der drahtlose Anlagenzugriffspunkt an jedem geeigneten Standort implementiert wird, für welchen drahtlose Protokollumwandlung nützlich ist. Der drahtlose Anlagenzugriffspunkt kann zum Beispiel implementiert sein, um Feldgeräte oder andere Arten von Geräte zu steuern, die in einem Umfeld implementiert sind, das getrennt von einem Anlagenumfeld und/oder extern dazu angeordnet ist. Beispiele solcher Feldgeräte können Pipelines, Pumpstationen, Bohrlochköpfe, Bohrinseln etc. beinhalten. Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass der drahtlose Anlagenzugriffspunkt, wie vorliegend erörtert, modifiziert werden kann, um mit den geeigneten Geräten, die diese Feldgeräte steuern, befehlen und/oder mit diesen kommunizieren, basierend auf jeder jeweiligen Applikation zu kommunizieren. Das heißt, das in 2 beschriebene Prozesssteuerungssystem, das mit PWAP 224 verbunden ist, kann durch die geeigneten Steuerungselemente ersetzt werden, die in jeder relevanten Applikation verwendet werden, die mit anderen Arten von Feldgeräten kommunizieren. Bluetooth
  • Die nachstehenden zusätzlichen Erwägungen sind auf die vorstehende Erörterung anwendbar. Über diese Beschreibung hinweg können mehrere Beispiele Komponenten, Betriebsvorgänge oder Strukturen implementieren, die als einzelnes Beispiel beschrieben wurden. Obwohl individuelle Betriebsvorgänge von einem oder mehreren Routinen oder Verfahren als getrennte Betriebsvorgänge veranschaulicht und beschrieben werden, können ein oder mehrere von den individuellen Betriebsvorgängen gleichzeitig durchgeführt werden, und keine Bestimmung erfordert, dass die Betriebsvorgänge in der veranschaulichten Reihenfolge durchgeführt werden. Strukturen und Funktionalität, die als getrennte Komponenten in Beispielkonfigurationen präsentiert werden, können als eine kombinierte Struktur oder Komponente implementiert werden. Gleichermaßen können Strukturen und Funktionalität, die als eine einzelne Komponente präsentiert werden, als getrennte Komponenten implementiert werden. Diese und andere Variationen, Modifikationen, Zusätze und Verbesserungen fallen in den Schutzbereich des Gegenstandes der vorliegenden Offenbarung.
  • Bestimmte Ausführungsformen werden vorliegend außerdem als Logik oder eine Anzahl von Komponenten, Modulen oder Mechanismen oder Einheiten beinhaltend beschrieben. Module und Einheiten können entweder Softwaremodule (z.B. auf einem nicht transitorischen maschinenlesbaren Medium gespeicherter Code) oder Hardwaremodule darstellen. Ein Hardwaremodul ist eine greifbare Einheit, die in der Lage ist, bestimmte Betriebsvorgänge durchzuführen, und kann auf eine bestimmte Art und Weise konfiguriert oder angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen können ein oder mehrere Computersysteme (z.B. ein unabhängiges-, Klienten- oder Servercomputersystem) oder ein oder mehrere Hardwaremodule eines Computersystems (z.B. ein Prozessor oder eine Gruppe von Prozessoren) durch Software (z.B. eine Applikation oder ein Applikationsteil) als ein Hardwaremodul konfiguriert sein, das betrieben wird, um bestimmte Betriebsvorgänge, wie vorliegend beschrieben, durchzuführen.
  • Ein Hardwaremodul kann dedizierte Schaltkreise oder Logik umfassen, die permanent konfiguriert sind (z.B. als ein Prozessor mit besonderem Zweck, wie einem feldprogrammierbaren Gatearray (FPGA – field programmable gate array) oder einem applikationsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC – application-specific integrated circuit)), um bestimmte Betriebsvorgänge durchzuführen. Ein Hardwaremodul kann auch programmierbare Logik oder Schaltkreise beinhalten (z.B. als innerhalb eines Prozessors für allgemeine Zwecke oder sonstigen programmierbaren Prozessors umschlossen), der vorrübergehend durch Software zur Durchführung bestimmter Betriebsvorgänge konfiguriert ist. Es ist ersichtlich, dass die Entscheidung zur Implementierung eines Hardwaremoduls in dedizierten und permanent konfigurierten Schaltkreisen oder in vorrübergehend konfigurierten Schaltkreisen (z.B. durch Software konfiguriert) durch Kosten- und Zeiterwägungen getrieben sein können.
  • Die vorliegend verwendeten Hardwarebegriffe sollten daher als greifbare Instanzen umschließend verstanden werden, unabhängig davon, ob diese Instanzen physisch konstruiert, permanent konfiguriert (z.B. festverdrahtet) oder vorrübergehend konfiguriert (z.B. programmiert) sind, um auf eine bestimmte Art und Weise betrieben zu werden, oder um bestimmte vorliegend beschriebene Betriebsvorgänge durchzuführen. Unter Erwägung von Ausführungsformen, in welchen Hardwaremodule vorrübergehend konfiguriert sind (z.B. programmiert), muss nicht jedes der Hardwaremodule zu jedem Zeitpunkt konfiguriert oder instanziiert sein. In Fällen, in denen Hardwaremodule einen Prozessor für allgemeine Zwecke umfassen, der zum Verwenden von Software konfiguriert ist, kann der Prozessor zu verschiedenen Zeitpunkten als jeweilige unterschiedliche Hardwaremodule konfiguriert sein. Software kann demgemäß einen Prozessor konfigurieren, zum Beispiel, um zu einem Zeitpunkt ein bestimmtes Hardwaremodul und zu einem anderen Zeitpunkt ein Hardwaremodul darzustellen.
  • Hardware- und Softwaremodule können Informationen an andere Hardware- und/oder Softwaremodule bereitstellen und Informationen von diesen empfangen. Die beschriebenen Hardwaremodule können demgemäß als kommunikativ gekoppelt angesehen werden. In Fällen, in denen mehrere solcher Hardware- oder Softwaremodule gleichzeitig existieren, können Kommunikationen durch Signalübertragung (z.B. über geeignete Schaltkreise, Leitungen und Busse) erzielt werden, die Hardware- oder Softwaremodule verbinden. In Ausführungsformen, in denen mehrere Hardwaremodule oder Software zu verschiedenen Zeitpunkten konfiguriert oder instanziiert sind, können Kommunikationen zwischen solchen Hardware- oder Softwaremodulen zum Beispiel durch die Speicherung und den Abruf von Informationen in Speicherstrukturen erzielt werden, auf welche die mehreren Hardware- oder Softwaremodule Zugriff haben. Ein Hardware- oder Softwaremodul kann zum Beispiel einen Betriebsvorgang durchführen und die Ausgabe dieses Betriebsvorgangs in einem Speichergerät speichern, an das es kommunikativ gekoppelt ist. Ein weiteres Hardware- oder Softwaremodul kann dann, zu einem späteren Zeitpunkt, Zugriff auf das Speichergerät nehmen, um die gespeicherte Ausgabe wiederherzustellen und zu verarbeiten. Hardware- und Softwaremodule können auch Kommunikationen mit Eingabe- oder Ausgabegeräten initiieren und können an einer Ressource arbeiten (z.B. einer Sammlung von Informationen).
  • Die verschiedenen Betriebsvorgänge von vorliegend beschriebenen Beispielsverfahren können zumindest teilweise durch einen oder mehrere Prozessoren durchgeführt werden, die vorrübergehend konfiguriert (z.B. durch Software) oder permanent zur Durchführung der relevanten Betriebsvorgänge konfiguriert sind. Unabhängig von der vorrübergehenden oder permanenten Konfiguration können solche Prozessoren Prozessor-implementierte Module darstellen, die betrieben werden, um eine/n oder mehrere Betriebsvorgänge oder Funktionen zu implementieren. Die vorliegend in Bezug genommenen Module können in einigen Beispielausführungsformen Prozessor-implementierte Module beinhalten.
  • Die vorliegend beschriebenen Verfahren oder Routinen können gleichermaßen zumindest teilweise Prozessor-implementiert sein. Zumindest einige der Betriebsvorgänge eines Verfahrens können zum Beispiel durch einen oder mehrere Prozessoren oder Prozessorimplementierte Hardwaremodule durchgeführt werden. Die Durchführung bestimmter Betriebsvorgänge kann unter einem oder mehreren Prozessoren verteilt werden, die nicht nur innerhalb einer einzelnen Maschine angeordnet sind sondern über eine Anzahl von Maschinen eingesetzt werden. In einigen Beispielausführungsformen kann/können der Prozessor oder die Prozessoren an einem einzelnen Standort lokalisiert sein (z.B. innerhalb einer häuslichen Umgebung, einer Büroumgebung oder als eine Serverfarm), während die Prozessoren in anderen Ausführungsformen über eine Anzahl von Standorten verteilt sein können.
  • Einige Teile dieser Beschreibung werden in Form von Algorithmen oder symbolischen Darstellungen von Betriebsvorgängen auf als Bits oder binäre Datensignale innerhalb eines Maschinenspeichers (z.B. ein Computerspeicher) gespeicherte Daten dargestellt. Diese Algorithmen oder symbolischen Darstellungen sind Beispiele von Techniken, die durch den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Datenverarbeitung verwendet werden, um anderen Fachleuten auf diesem Gebiet die Substanz ihrer Arbeit zu vermitteln. Im Sinne der vorliegenden Verwendung ist eine „Applikation“, ein „Algorithmus“ oder eine „Routine“ eine in sich gleichbleibende Sequenz von Betriebsvorgängen oder ähnliche Verarbeitung, die zu einem erwünschten Ergebnis führen. In diesem Kontext beziehen Applikationen, Algorithmen, Routinen und Betriebsvorgänge physische Manipulation von physischen Mengen ein. Typischerweise jedoch nicht notwendigerweise können solche Mengen die Form von elektrischen, magnetischen oder optischen Signalen annehmen, die in der Lage sind, durch eine Maschine gespeichert, zugegriffen, übertragen, kombiniert, verglichen oder anderweitig manipuliert zu werden. Gelegentlich ist es zweckmäßig, in erster Linie aus Gründen des allgemeinen Gebrauchs, auf solche Signale unter Benutzen von Worten wie „Daten“, „Inhalt“, „Bits“, „Werte“, „Elemente“, „Symbole“, „Zeichen“, „Begriffe“, „Zahlen“, „Bezugszeichen“ oder dergleichen Bezug zu nehmen. Diese Worte sind jedoch lediglich zweckdienliche Bezeichnungen und sind nicht mit geeigneten physischen Mengen zu assoziieren.
  • Soweit nicht ausdrücklich anderweitig angegeben, können Erörterungen, die vorliegend Wörter wie „Verarbeiten“, „Rechnen“, „Berechnen“, „Bestimmen“, „Darstellen“, „Anzeigen“ oder dergleichen verwenden, auf Handlungen oder Verfahren einer Maschine (z.B. ein Computer) Bezug nehmen, die als physische (z.B. elektronische, magnetische oder optische) Mengen dargestellte Daten innerhalb eines oder mehrerer Speicher (z.B. flüchtige Speicher, nicht flüchtige Speicher oder eine Kombination davon), Register oder anderer Maschinenkomponenten, die Informationen empfangen, speichern, übertragen oder anzeigen, manipulieren oder transformieren.
  • Im Sinne der vorliegenden Verwendung bedeutet jede Bezugnahme auf „eine (bestimmte) Ausführungsform“ oder „eine (unbestimmte) Ausführungsform“, dass ein/e bestimmte/s Element, Merkmal, Struktur oder Eigenschaft im Zusammenhang mit der Ausführungsform in mindestens einer Ausführungsform beinhaltet ist. Das Auftreten des Satzteils „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in der Beschreibung bezieht sich nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform.
  • Einige Ausführungsformen können unter Verwenden des Ausdrucks „gekoppelt“ und „verbunden“ zusammen mit deren Derivativen beschrieben werden. Einige Ausführungsformen können zum Beispiel unter Verwenden des Begriffs „gekoppelt“ beschrieben werden, um anzugeben, dass zwei oder mehrere Elemente in direktem physischem oder elektrischem Kontakt stehen. Der Begriff „gekoppelt“ kann jedoch auch bedeuten, dass zwei oder mehrere Elemente nicht in direktem Kontakt miteinander sind, jedoch dennoch miteinander kooperieren oder interagieren. Diese Ausführungsformen sind in diesem Kontext nicht begrenzt.
  • Im Sinne der vorliegenden Verwendung bezwecken die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „beinhaltet“, „beinhaltend“, „weist auf“, „aufweisend“ oder jede andere Variation davon die Abdeckung einer nicht ausschließlichen Einbeziehung. Ein Prozess, Verfahren, Artikel oder eine Vorrichtung, der/die/das eine Liste von Elementen umfasst, ist nicht notwendigerweise auf nur diese Elemente begrenzt, sondern kann andere Elemente beinhalten, die nicht ausdrücklich aufgelistet sind oder solchen Prozessen, Verfahren, Artikeln oder Vorrichtungen inhärent sind. Sofern weiterhin nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, bezieht sich „oder“ auf ein einschließendes ‚oder‘ und nicht auf ein ausschließendes ‚oder‘. Ein Zustand A oder B ist zum Beispiel durch jede der nachstehenden Aussagen befriedigt: A ist wahr (oder liegt vor) und B ist falsch (oder liegt nicht vor), A ist falsch (oder liegt nicht vor) und B ist wahr (oder liegt vor) und sowohl A als auch B sind wahr (oder liegen vor).
  • Außerdem wird die Benutzung von „ein/e/r/n/m/s“ eingesetzt, um Elemente und Komponenten von vorliegenden Ausführungsformen zu beschreiben. Dies wird lediglich aus Zweckmäßigkeitsgründen getan sowie um einen allgemeinen Sinn der Beschreibung zu geben. Diese Beschreibung sollte so gelesen werden, dass sie eines oder mindestens eines beinhaltet, und die Singularform beinhaltet auch die Pluralform, es sei denn, es ist offensichtlich, dass dies anderweitig gemeint ist.
  • Nach dem Lesen dieser Offenbarung werden Fachleuten noch zusätzliche alternative strukturelle und funktionale Konzepte zum Implementieren eines Datenmodellierungsstudios zum Konfigurieren und Ausführen von Modellen, wie vorliegend offengelegt, ersichtlich. Daher sind die offengelegten Ausführungsformen als nicht auf die vorliegend offengelegte/n genaue Konstruktion und Komponenten begrenzt zu verstehen, obwohl bestimmte Ausführungsformen und Applikationen vorliegend veranschaulicht und beschrieben wurden. Verschiedene Modifikationen, Änderungen und Variationen, die dem Fachmann ersichtlich werden, können bei der Anordnung, dem Betriebsvorgang und den Einzelheiten der vorliegend offengelegten Verfahren und Struktur vorgenommen werden, ohne vom in den Ansprüchen definierten Geist und Geltungsbereich abzuweichen.
  • 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 802.15.4-Standard [0004]
    • 100.11a-Standard [0015]
    • § 112 Band 35 U.S.C. [0019]
    • ISA 100.11a-Standard [0022]
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Claims (17)

  1. In einem drahtlosen Anlagenzugriffspunkt (PWAP) umfasst ein Verfahren zum Unterstützen von Kommunikationen zwischen einem Anlagengerät in einer Prozessanlage und einem Feldkommunikationsgerät Folgendes: – Kodieren von Daten durch einen oder mehrere Prozessoren, die von einem Feldkommunikationsgerät empfangen wurden, das einem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll entspricht, um einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll zu entsprechen, um Anlagengerät-kodierte Daten bereitzustellen; – Kodieren von Daten durch einen oder mehrere Prozessoren, die von einem Anlagengerät empfangen wurden, das dem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll entspricht, um dem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll zu entsprechen, um Feldkommunikationsgerät-kodierte Daten bereitzustellen; und – Senden der Anlagengerät-kodierten Daten und der Feldkommunikationsgerätkodierten Daten durch einen oder mehrere Prozessoren an jeweils das Anlagengerät und das Feldkommunikationsgerät, um Kommunikationen zwischen dem Anlagengerät und dem Feldkommunikationsgerät zu unterstützen, wobei das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll und das drahtlose industrielle Automatisierungsprotokoll unterschiedliche Protokolle sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das drahtlose industrielle Automatisierungsprotokoll umfasst: – ein Highway Addressable Remote Tranducer(HART)-Protokoll, und wobei das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll ein oder mehrere von Folgenden umfasst: – ein drahtloses persönliches Netzwerk(PAN)-Protokoll; und – ein drahtloses lokales Netzwerk(WLAN)-Protokoll; und/oder das Verfahren, ferner umfassend: – Unterstützen von Kommunikationen, durch einen oder mehrere Prozessoren zwischen (i) dem Feldkommunikationsgerät und (ii) einem Anlagenautomatisierungsnetzwerk; und/oder das Verfahren, ferner umfassend: – Kommunizieren mit dem Feldkommunikationsgerät durch einen oder mehrere Prozessoren gemäß dem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll, um ein zweites Anlagengerät in einem drahtlosen Netzwerk, einschließlich des PWAP und des zweiten Anlagengeräts, bereitzustellen, wobei der PWAP und das zweite Anlagengerät konfiguriert sind, um über das drahtlose Netzwerk gemäß dem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll zu kommunizieren.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Handlung des Sendens der Anlagengerät-kodierten Daten und der Feldkommunikationsgerät-kodierten Daten an jeweils das Anlagengerät und an das Feldkommunikationsgerät Folgendes umfasst: – Austauschen der Anlagengerät-kodierten Daten und der Feldkommunikationsgerät-kodierten Daten zwischen dem Anlagengerät und dem Feldkommunikationsgerät, um eines oder mehrere der Folgenden durchzuführen: – Kalibrieren des Anlagengeräts; – Konfigurieren des Anlagengeräts; – Durchführen von Diagnostik an dem Anlagengerät; – Aktualisieren von dem Anlagengerät entsprechender Software; und – Aktualisieren von dem Anlagengerät entsprechender Firmware; und/oder das Verfahren, ferner umfassend: – Bestimmen eines Standorts des Feldkommunikationsgeräts in Bezug auf den PWAP durch einen oder mehrere Prozessoren.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, wobei das Anlagengerät Teil einer durch das Anlagenautomatisierungsnetzwerk gesteuerten Steuerungsschleife ist, um einen Prozesssteuerungsbetriebsvorgang durchzuführen, und wobei die Handlung des Unterstützens von Kommunikationen zwischen dem Feldkommunikationsgerät und dem Anlagenautomatisierungsnetzwerk Folgendes umfasst: – Unterstützen von Zugriff durch das Feldkommunikationsgerät auf eine oder mehrere Steuerungsschleifenparameter als Teil einer Schleifenfunktionsprüfung.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, ferner umfassend: – Unterstützen von Kommunikationen durch einen oder mehrere Prozessoren zwischen (i) dem Feldkommunikationsgerät und (ii) dem zweiten Anlagengerät.
  6. Drahtloser Anlagenzugriffspunkt (PWAP), umfassend: – eine erste Netzwerkschnittstelle, die zum Empfangen von Daten von einem Feldkommunikationsgerät konfiguriert ist, das einem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll entspricht; – eine zweite Netzwerkschnittstelle, die zum Empfangen von Daten von einem Anlagengerät konfiguriert ist, das einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll entspricht; und – einen zu Folgendem konfigurierten Prozessor: – Kodieren der von dem Feldkommunikationsgerät empfangenen Daten, um einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll zu entsprechen, um Anlagengerät-kodierte Daten bereitzustellen; und – Kodieren der von dem Anlagengerät empfangenen Daten, um einem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll zu entsprechen, um Feldkommunikationsgerät-kodierten Daten bereitzustellen, und wobei: – die erste Netzwerkschnittstelleferner konfiguriert ist, um die Feldkommunikationsgerät-kodierten Daten an das Feldkommunikationsgerät zu senden, – die zweite Netzwerkschnittstelleferner konfiguriert ist, um die Anlagengerätkodierten Daten an das Anlagengerät zu senden, und – das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll und das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll unterschiedliche Protokolle sind.
  7. Drahtloser Anlagenzugriffspunkt (PWAP), umfassend: – eine erste Netzwerkschnittstelle, die zum Empfangen von Daten von einem Feldkommunikationsgerät konfiguriert ist, das einem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll entspricht; – eine zweite Netzwerkschnittstelle, die zum Empfangen von Daten von einem Anlagengerät konfiguriert ist, das einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll entspricht; und – einen zu Folgendem konfigurierten Prozessor: – Kodieren der von dem Feldkommunikationsgerät empfangenen Daten, um einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll zu entsprechen, um Anlagengerät-kodierte Daten bereitzustellen; und – Kodieren der von dem Anlagengerät empfangenen Daten, um einem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll zu entsprechen, um Feldkommunikationsgerät-kodierten Daten bereitzustellen, und wobei: – die erste Netzwerkschnittstelleferner konfiguriert ist, um die Feldkommunikationsgerät-kodierten Daten an das Feldkommunikationsgerät zu senden, – die zweite Netzwerkschnittstelleferner konfiguriert ist, um die Anlagengerätkodierten Daten an das Anlagengerät zu senden, und – das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll und das drahtlose industrielle Automatisierungsprotokoll unterschiedliche Protokolle sind.
  8. PWAP nach Anspruch 6 oder 7, wobei das drahtlose industrielle Automatisierungsprotokoll Folgendes umfasst: – ein Highway Addressable Remote Transducer(HART)-Protokoll, und wobei das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll ein oder mehrere der Folgenden umfasst: – ein drahtloses persönliches Netzwerk(PAN)-Protokoll; und – ein drahtloses lokales Netzwerk(WLAN)-Protokoll; und/oder wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Netzwerkschnittstellen zu steuern, um Kommunikationen zwischen (i) dem Feldkommunikationsgerät und (ii) einem Anlagenautomatisierungsnetzwerk zu unterstützen; und/oder wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Netzwerkschnittstellen zu steuern, um zu unterstützen, dass das Feldkommunikationsgerät eines oder mehrere der Folgenden durchführt: – Kalibrieren des Anlagengeräts; – Konfigurieren des Anlagengeräts; – Durchführen von Diagnostik an dem Anlagengerät; – Aktualisieren von dem Anlagengerät entsprechender Software; und – Aktualisieren von dem Anlagengerät entsprechender Firmware.
  9. PWAP nach einem der Ansprüche 6 bis 8, insbesondere nach Anspruch 8, wobei das Anlagengerät Teil einer durch das Anlagenautomatisierungsnetzwerk gesteuerten Steuerungsschleife ist, um einen Prozesssteuerungsbetriebsvorgang durchzuführen, und wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Netzwerkschnittstellen zu steuern, um dem Feldkommunikationsgerät Zugriff auf eine oder mehrere Steuerungsschleifenparameter als Teil einer Schleifenfunktionsprüfung zu ermöglichen.
  10. PWAP nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, insbesondere nach Anspruch 6, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um ein zweites Anlagengerät in ein drahtloses Netzwerk, einschließlich des PWAP und des zweiten Anlagengeräts, nach Empfang von Anweisungen von dem Feldkommunikationsgerät gemäß dem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll bereitzustellen, und wobei die zweite Netzwerkschnittstelle konfiguriert ist, um Kommunikationen zwischen dem PWAP und dem zweiten Anlagengerät gemäß dem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll bereitzustellen; und/oder wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um einen Standort des Feldkommunikationsgeräts in Bezug zu dem PWAP zu bestimmen.
  11. PWAP nach einem der vorgehenden Ansprüche 6 bis 10, insbesondere nach Anspruch 10, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Netzwerkschnittstellen zu steuern, um Kommunikationen zwischen (i) dem Feldkommunikationsgerät und (ii) dem zweiten Anlagengerät zu unterstützen.
  12. Nicht flüchtiges, greifbares Computer-lesbares Medium zum Speichern von maschinenlesbaren Anweisungen zum Unterstützen von Kommunikationen zwischen einem Anlagengerät in einer Prozessanlage und einem Feldkommunikationsgerät, die, wenn durch einen Prozessor ausgeführt, den Prozessor zu Folgendem veranlassen: – Empfangen von Daten von dem Feldkommunikationsgerät, die einem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll entsprechen; – Empfangen von Daten von dem Anlagengerät, die einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll entsprechen; – Kodieren der von dem Feldkommunikationsgerät empfangenen Daten, um einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll zu entsprechen, um Anlagengerät-kodierte Daten bereitzustellen; – Kodieren der von dem Anlagengerät empfangenen Daten, um dem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll zu entsprechen, um Feldkommunikationsgerät-kodierte Daten bereitzustellen; – Senden der Feldkommunikationsgerät-kodierte Daten an das Feldkommunikationsgerät; und – Senden der Anlagengerät-kodierte Daten an das Anlagengerät, wobei das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll und das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll unterschiedliche Protokolle sind.
  13. Nicht flüchtiges, greifbares Computer-lesbares Medium zum Speichern von maschinenlesbaren Anweisungen zum Unterstützen von Kommunikationen zwischen einem Anlagengerät in einer Prozessanlage und einem Feldkommunikationsgerät, die, wenn durch einen Prozessor ausgeführt, den Prozessor zu Folgendem veranlassen: – Empfangen von Daten von dem Feldkommunikationsgerät, die einem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll entsprechen; – Empfangen von Daten von dem Anlagengerät, die einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll entsprechen; – Kodieren der von dem Feldkommunikationsgerät empfangenen Daten, um einem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll zu entsprechen, um Anlagengerät-kodierte Daten bereitzustellen; – Kodieren der von dem Anlagengerät empfangenen Daten, um dem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll zu entsprechen, um Feldkommunikationsgerät-kodierte Daten bereitzustellen; – Senden der Feldkommunikationsgerät-kodierte Daten an das Feldkommunikationsgerät; und – Senden der Anlagengerät-kodierte Daten an das Anlagengerät, wobei das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll und das drahtlose industrielle Automatisierungsprotokoll unterschiedliche Protokolle sind.
  14. Nicht flüchtiges, greifbares Computer-lesbares Medium nach Anspruch 12 oder 13, wobei das drahtlose industrielle Automatisierungsprotokoll umfasst: ein Highway Addressable Remote Transducer(HART)-Protokoll, und wobei das drahtlose Standardkommunikationsprotokoll eines oder mehrere der Folgenden umfasst: – ein drahtloses persönliches Netzwerk(PAN)-Protokoll; und – ein drahtloses lokales Netzwerk(WLAN)-Protokoll; und/oder ferner beinhaltend Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor den Prozessor dazu veranlassen: – die ersten und zweiten Netzwerkschnittstellen zu steuern, um Kommunikationen zwischen (i) dem Feldkommunikationsgerät und (ii) einem Anlagenautomatisierungsnetzwerk zu unterstützen; und/oder ferner beinhaltend Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor den Prozessor dazu veranlassen: – das Feldkommunikationsgerät beim Durchführen von einem oder mehreren der Folgenden zu unterstützen: – Kalibrieren des Anlagengeräts; – Konfigurieren des Anlagengeräts; – Durchführen von Diagnostik am Anlagengerät; – Aktualisieren von dem Anlagengerät entsprechender Software; und – Aktualisieren von dem Anlagengerät entsprechender Firmware.
  15. Nicht flüchtiges, greifbares Computer-lesbares Medium nach einem der Ansprüche 12 bis 14, insbesondere nach Anspruch 14, wobei das Anlagengerät Teil einer Steuerungsschleife ist, die durch das Anlagenautomatisierungsnetzwerk gesteuert wird, um einen Prozesssteuerungsbetriebsvorgang durchzuführen, und ferner beinhaltend Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor den Prozessor dazu veranlassen: – die ersten und zweiten Netzwerkschnittstellen zu steuern, um das Feldkommunikationsgerät zu befähigen, Zugriff auf eine oder mehrere Steuerungsschleifenparameter als Teil einer Schleifenfunktionsprüfung zu nehmen.
  16. Nicht flüchtiges, greifbares Computer-lesbares Medium nach einem der Ansprüche 12 bis 15, insbesondere nach Anspruch 12, ferner beinhaltend Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor den Prozessor zu Folgendem veranlassen: – Bereitstellen eines zweiten Anlagengeräts in ein drahtloses Netzwerk, einschließlich des PWAP und des zweiten Anlagengeräts, nach Empfangen von Anweisungen von dem Feldkommunikationsgerät gemäß dem drahtlosen Standardkommunikationsprotokoll; und – Bereitstellen von Kommunikationen zwischen dem PWAP und dem zweiten Anlagengerät gemäß dem drahtlosen industriellen Automatisierungsprotokoll; und/oder ferner beinhaltend Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor den Prozessor dazu veranlassen: – einen Standort des Feldkommunikationsgeräts in Bezug auf den PWAP zu bestimmen.
  17. Nicht flüchtiges, greifbares Computer-lesbares Medium nach einem der Ansprüche 12 bis 16, insbesondere nach Anspruch 16, ferner beinhaltend Anweisungen, die bei Ausführung durch den Prozessor den Prozessor dazu veranlassen: – die ersten und zweiten Netzwerkschnittstellen zu steuern, um Kommunikationen zwischen (i) dem Feldkommunikationsgerät und (ii) dem zweiten Anlagengerät zu unterstützen.
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