БЕСПРОВОДНОЙ ПОЛЕВОЙ АДАПТЕР ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Российский патент 2012 года по МПК G05B19/418 

Область техники

Настоящее изобретение относится к переносным инструментам, а более точно к беспроводному полевому адаптеру.

Предшествующий уровень техники

Переносные полевые инструменты для технического обслуживания известны. Такие инструменты чрезвычайно полезны при управлении технологическим процессом и в промышленности, связанной с измерениями, позволяя операторам легко устанавливать связь и/или опрашивать полевые устройства при заданной технологической установке. Примеры таких технологических установок включают нефтедобывающие, фармацевтические, химические технологические установки и технологические установки, связанные с обработкой пульпы и других текучих сред. В таких установках управление технологическим процессом и измерительная сеть могут включать десятки или даже сотни различных полевых устройств, которые периодически требуют технического обслуживания, чтобы гарантировать, что такие устройства правильно работают и/или откалиброваны. Кроме того, при обнаружении одной или более ошибок при управлении технологическим процессом и измерительной установкой использование переносного полевого инструмента для технического обслуживания позволяет технику быстро диагностировать такие ошибки на месте.

Поскольку, по меньшей мере, некоторые технологические установки могут включать сильно летучие или даже взрывчатые среды, полевым устройствам и переносным полевым инструментам для технического обслуживания, используемым с такими полевыми устройствами, часто предпочтительно, или даже необходимо, подчиняться требованиям внутренней безопасности. Эти требования помогают гарантировать, что электрические устройства не будут создавать источник возгорания даже в условиях отказа. Один пример требований внутренней безопасности изложен в APPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I, II AND III, DIVISION NUMBER 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATIONS, CLASS NUMBER 3610, опубликованный Factory Mutual Research в октябре 1998 г. Пример переносного полевого инструмента для технического обслуживания, который подчиняется требованиям внутренней безопасности, включает инструмент, проданный под торговым обозначением Model 475 Field Communicator, доступный в Fisher-Rosemount Systems, Inc., Eden Prairie, Миннесота.

Принимая во внимание соображения, связанные со специфической окружающей средой полевых устройств, передачу сигналов традиционно очень тщательно контролируют. Примеры протоколов связи промышленных технологических процессов включают протокол Highway Addressable Remote Transducer (HART®) и протокол FOUNDATION™ Fieldbus. Оба эти протокола считаются проводными протоколами, поскольку для каждого полевого устройства формируется физическое проводное соединение.

В последнее время некоторые полевые устройства были спроектированы с возможностью установления беспроводной связи. Эти полевые устройства, следовательно, не требуют проводов для установления связи или подвода электропитания, что упрощает прокладку проводов, а также взаимодействие с устройством. Тем не менее, переносные полевые инструменты для технического обслуживания с контактами, которые спроектированы с возможностью физического соединения с контактами проводки полевого устройства, просто не могут взаимодействовать с этими новыми беспроводными полевыми устройствами.

Сущность изобретения

Согласно изобретению беспроводной полевой адаптер для технического обслуживания включает источник питания, контроллер, маломощный радиочастотный модуль связи и модуль протокола беспроводной связи технологического процесса. Контроллер соединен с источником питания. Маломощный радиочастотный модуль связи также соединен с контроллером. Модуль протокола беспроводной связи технологического процесса соединен с контроллером. Контроллер сконфигурирован с возможностью установления связи через модуль протокола беспроводной связи технологического процесса на основе информации, принятой с маломощного радиочастотного модуля связи.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

Фиг.1А и 1В изображают переносной полевой инструмент для технического обслуживания, соединенный с полевым устройством, согласно предшествующему уровню техники;

Фиг.2 изображает переносной полевой инструмент для технического обслуживания, взаимодействующий с беспроводным полевым устройством, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;

Фиг.3 изображает схему беспроводного полевого адаптера для технического обслуживания в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;

Фиг.4 изображает блок-схему последовательности операций способа определения и/или записи данных до/после калибровки устройства, относящихся к беспроводному полевому устройству, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;

Фиг.5 изображает блок-схему последовательности операций способа выполнения тестирования контура и/или сегмента контура беспроводной связи технологического процесса и/или устройств в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.

Подробное описание примерных вариантов воплощения изобретения

Фиг.1А и 1В являются схематическими изображениями переносного полевого инструмента 22 для технического обслуживания, соединенного с полевыми устройствами, в соответствии с предшествующим уровнем техники. Как показано на фиг.1А, переносной полевой инструмент 22 для технического обслуживания включает пару контактов 25, 27, которые соединены с контрольными выводами 30, 32, соответственно, которые затем соединены с контактами 24 полевого устройства 20. Контакты 24 могут быть специальными контактами, позволяющими соединить такой переносной полевой инструмент для технического обслуживания с устройством 20 и взаимодействовать с устройством 20.

Фиг.1В показывает альтернативную схему, в которой переносной полевой инструмент 22 для технического обслуживания соединен непосредственно с контуром 34 управления технологическим процессом, с которым соединено полевое устройство 23. В любом случае проводное соединение между переносным полевым инструментом для технического обслуживания и полевым устройством позволяет переносному полевому инструменту для технического обслуживания взаимодействовать с требуемым полевым устройством 20, 23.

Фиг.2 является схематическим изображением переносного полевого инструмента для технического обслуживания, взаимодействующего с беспроводным полевым устройством, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Система 100 включает переносной полевой инструмент 102 для технического обслуживания, беспроводным образом связанный с беспроводным полевым устройством 104 посредством беспроводного полевого адаптера 114 для технического обслуживания. Беспроводное полевое устройство 104 показано в виде передатчика давления текучей среды промышленного технологического процесса, имеющего напорный трубопровод 106, соединенный с ним, и корпус 108 для электроники. Корпус 108 для электроники дополнительно соединен с источником энергии (в данном примере показан солнечный элемент 110) и включает модуль беспроводной связи, устанавливающий беспроводную связь посредством антенны 112. Беспроводное полевое устройство 104 показано только с целью иллюстрации. В действительности, беспроводным полевым устройством 104 может быть любое промышленное устройство, такое как передатчик температуры текучей среды технологического процесса, передатчик уровня текучей среды технологического процесса, передатчик расхода текучей среды технологического процесса, контроллер клапана или любое другое устройство, которое применимо при измерениях и/или управлении промышленными процессами.

Беспроводное полевое устройство 104 устанавливает связь в соответствии с протоколом беспроводной связи технологического процесса. Одним примером такого протокола является новый стандарт WirelessHART. Этот стандарт использует беспроводную связь на частоте 2,4 ГГц, но во всем остальном применяет ту же командную структуру, которая используется при установлении связи Wired HART®. Более подробную информацию, касающуюся беспроводного протокола HART®, можно найти в Wireless HART® Specification, опубликованной HART Communication Foundation. Релевантные участки Wireless HART® Specification включают: HCF_Spec 13, изменение 7.0; HART Specification 65 - Wireless Physical Layer Specification; HART Specification 75 - TDMA Data Link Layer Specification (TDMA относится к многостанционному доступу с временным разделением каналов); HART Specification 85 - Network Management Specification; HART Specification 155 - Wireless Command Specification; и HART Specification 290 - Wireless Devices Specification. Хотя протокол Wireless HART® является одним примером протокола беспроводной связи технологического процесса, другие стандарты могут быть использованы в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения.

В соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения переносной полевой инструмент 102 для технического обслуживания включает радиочастотный модуль для связи на относительно небольшие расстояния, например, в соответствии с известной спецификацией Bluetooth, например Bluetooth Specification 2.1, относящейся к мощностному режиму 2. Тем не менее, так как синтаксис командного языка и передача сигналов между Bluetooth и Wireless HART® являются несовместимыми, способность переносного полевого инструмента 102 для технического обслуживания устанавливать связь в соответствии со спецификацией Bluetooth не допускает беспроводное взаимодействие с беспроводным полевым устройством 104. Следовательно, варианты воплощения настоящего изобретения обычно используют адаптер 114 для двунаправленной связи с беспроводным полевым устройством 104. Как будет более подробно описано ниже, адаптер 114 включает адаптации посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения или оба обеспечения для установления связи в соответствии с относительно маломощной радиочастотной связью переносного полевого инструмента 102 для технического обслуживания, а также связи в соответствии, по меньшей мере, с одним протоколом беспроводной связи технологического процесса, таким как беспроводной протокол HART®. Специалистам в данной области техники ясно, что поскольку адаптер 114 устанавливает беспроводную связь как с переносным полевым инструментом 102 для технического обслуживания, так и с беспроводным полевым устройством 104, для каждого устройства не требуется физического соединения. Следовательно, предполагается, что адаптер 114 может быть просто полевым модулем, который переносится техником во время технического обслуживания. Дополнительно, хотя обеспечение переносного полевого инструмента для технического обслуживания способностью к установлению непосредственной беспроводной связи HART® избавило бы от необходимости в адаптере 114, оно не обеспечило бы способность к установлению связи с помощью беспроводного протокола HART® с полевыми устройствами для действующих переносных полевых инструментов для технического обслуживания, в настоящее время используемых техниками, которые имеют возможность установления связи только в соответствии с протоколом Bluetooth. Дополнительно, так как спецификация Bluetooth обеспечивает относительно стандартизированную связь, предполагается, что несколько адаптеров 114 могли бы быть использованы для установления связи в соответствии с разнообразием различных протоколов беспроводной связи технологического процесса, которые существуют в настоящее время или могут быть разработаны позднее, посредством одного переносного полевого инструмента для технического обслуживания. Таким образом, до некоторой степени, обеспечение беспроводного адаптера связи технологического процесса позволяет использовать переносной полевой инструмент для технического обслуживания, по существу, в качестве универсального беспроводного конфигуратора при использовании вместе с соответствующими адаптерами 114. Примеры других подходящих протоколов беспроводной связи технологического процесса, которые могут быть использованы в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения, включают протоколы, поддерживаемые Instrument Society of Automation как протокол ISA-SP100.11a, или любые другие подходящие протоколы беспроводной связи технологического процесса. Наконец, также предполагается, что дополнительно к спецификации Bluetooth адаптер 114 может включать любые подходящие дополнительные или альтернативные протоколы радиочастотной связи, например известные протоколы Wi-Fi, в соответствии с семейством IEEE 802.11 протоколов для WLAN, и/или известные протоколы передачи сигналов с радиочастотной идентификацией.

Фиг.3 изображает схему беспроводного полевого адаптера для технического обслуживания в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Адаптер 114 предпочтительно имеет собственное энергообеспечение, используя аккумулятор. Дополнительно, предпочтительно, чтобы физические характеристики адаптера 114 были такими, чтобы устройство могло быть помещено в карман или закреплено на поясе. Дополнительно, предпочтительно, чтобы адаптер 114 подчинялся требованиям внутренней безопасности, в соответствии с вышеуказанными требованиями, для содействия обеспечению безопасности в потенциально взрывоопасных средах.

Беспроводной адаптер 114 связи технологического процесса включает, по меньшей мере, один модуль 120 беспроводной связи технологического процесса. Подходящие примеры модуля 120 беспроводной связи технологического процесса включают модуль, который генерирует и/или принимает надлежащие сигналы в соответствии с известным протоколом беспроводной связи, например, описанным выше протоколом HART® беспроводной связи. Другой подходящий стандарт беспроводной связи технологического процесса изложен в ISA 100.11a. Эта технология предлагает беспроводную связь на частоте 2,4 ГГц, используя радиосхему в соответствии с IEEE 802.15.4-2006. Хотя варианты воплощения настоящего изобретения будут описаны в отношении адаптера 114, включающего модуль беспроводной связи технологического процесса, определенно предполагается, что варианты воплощения настоящего изобретения могут быть реализованы на практике с беспроводными адаптерами, которые включают множество модулей беспроводной связи технологического процесса, которые позволяют установить связь в соответствии с множеством различных протоколов беспроводной связи технологического процесса.

Адаптер 114 также включает, по меньшей мере, один маломощный радиочастотный модуль 122 протокола связи. Дополнительно предполагается, что могли бы быть использованы многие другие маломощные радиочастотные модули 122. Каждый такой модуль устанавливает связь в соответствии с известным протоколом маломощной радиочастотной связи. Подходящие примеры таких протоколов включают известную спецификацию 124 Bluetooth, связь в соответствии с IEEE 802.11 126 или протоколы связи для передачи сигналов, используемые в известной технологии 128 радиочастотной идентификации (RFID). Каждый модуль 120 и 122 соединен с контроллером 130, который предпочтительно является микропроцессором. Посредством подходящих адаптаций с помощью аппаратного обеспечения, программного обеспечения или и того и другого, контроллер 130 конфигурируют с возможностью установления двунаправленной связи с использованием обоих модулей 120 и 122. Таким образом, сигналы, принятые через модуль 122, могут быть обработаны, и информация, основанная на таких сигналах, может быть передана через модуль 120. Наоборот, сигналы, принятые через модуль 120 беспроводной связи технологического процесса, могут быть обработаны, и основанная на них информация может быть передана через модуль 122 протокола беспроводной связи. Дополнительно, в вариантах воплощения настоящего изобретения, в которых используются несколько маломощных радиочастотных модулей 122 протокола связи, определенно предполагается, что контроллер 130 может быть сконфигурирован с возможностью преобразования или другой адаптации сигналов, принятых с одного адаптера 122 связи в соответствии с первым протоколом, в информацию через второй модуль 122 в соответствии со вторым протоколом. Например, в вариантах воплощения, в которых адаптер 114 включает модуль протокола беспроводной связи технологического процесса для установления связи в соответствии с Bluetooth и модуль для установления связи в соответствии с Wi-Fi, контроллер 130 может быть приспособлен к преобразованию или другому переходу между устройствами Bluetooth и Wi-Fi.

Адаптер 114 включает модуль 132 питания, соединенный со всеми другими компонентами адаптера 114, что указано стрелкой 134, обозначенной “ко всем”. Модуль 132 питания предпочтительно является аккумулятором, но может быть любым подходящим источником питания, который может хранить, генерировать или поддерживать подходящую электроэнергию для работы адаптера 114.

Варианты воплощения настоящего изобретения могут также включать любые или все признаки, проиллюстрированные на фиг.3. В частности, варианты воплощения настоящего изобретения могут включать адаптер 114, который использует модуль 135 универсальной последовательной шины (USB) для содействия установлению связи в соответствии со стандартом связи универсальной последовательной шины между контроллером 130 и внешним устройством, соединенным с портом 136 USB. Дополнительно, модуль 134 USB также соединен с модулем 132 питания, так что модуль 132 питания может быть перезаряжен или может иным образом получить энергию от модуля 134 USB, когда подходящее устройство соединено с портом 136 USB. Дополнительно, адаптер 114 может включать один или более модулей 138 протокола проводной связи технологического процесса, которые соединяются с проводными контактами 140, 142, чтобы позволить контроллеру 130 устанавливать связь в соответствии с одним или более протоколами проводной связи технологического процесса. Подходящие примеры таких модулей можно найти в принадлежащей настоящему правообладателю, совместно рассматриваемой родственной патентной заявке под номером 11/974917, зарегистрированной 16 октября 2007. Дополнительно, варианты воплощения настоящего изобретения могут включать адаптер 114, имеющий модуль 144 GPS-приемника, соединенный с контроллером 130. Модуль 144 GPS-приемника может соответствовать любой известной технологии GPS и может обеспечивать информацию о местоположении адаптера 114 в соответствии с известной технологией. Дополнительно, так как спутники GPS обеспечивают очень точную привязку ко времени, модуль 144 GPS-приемника может быть использован для установки или иной синхронизации временной оси модуля 114. Наконец, модуль 144 GPS может быть приспособлен к работе в соответствии с известной технологией дифференциального GPS, причем сеть стационарных, наземных станций используется для передачи разницы между местоположениями, указанными спутниковыми системами, и известными фиксированными местоположениями.

Контроллер 130 предпочтительно выполнен с возможностью содействия обновлениям программно-аппаратного/программного обеспечения через выбранные соединения, например, Bluetooth 124 или USB 134. Дополнительно, считается, что обновление такого программно-аппаратного/программного обеспечения позволит адаптеру 114 легче поддерживать другие и разработанные позднее сети связи технологического процесса, например, SP100 или Foundation Fieldbus с появлением доступных стандартов.

Хотя варианты воплощения настоящего изобретения описаны в отношении содействия установлению связи между поддерживающим Bluetooth переносным коммуникатором и беспроводным полевым устройством, специалисты в данной области техники оценят, что варианты воплощения настоящего изобретения могут быть реализованы на практике, причем информация от любого устройства в соответствии с протоколами 124, 126, 128 беспроводной связи преобразуется или иным образом адаптируется для установления связи в соответствии с протоколом беспроводной связи технологического процесса. Таким образом, компьютеры, например лэптоп или любое подходящее поддерживающее Bluetooth главное устройство, могут быть снабжены беспроводной связью с беспроводным полевым устройством.

Обеспечение беспроводного адаптера связи технологического процесса в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения облегчает некоторое количество задач, связанных с техническим обслуживанием. Такие задачи включают конфигурирование, калибровку, тестирование и выявление неисправностей беспроводных полевых устройств.

Полевые устройства, в общем, могут быть комплексными, имеющими много переменных, которые должны быть сконфигурированы для требуемого измерения и приложения. В обычные обязанности специалистов по техническому обслуживанию входит проверка параметров полевого устройства, проведение необходимых изменений в полевом устройстве с помощью подходящего инструмента для конфигурирования и документация конфигурации устройства и данных калибровки “до калибровки” до проверки и “после калибровки” по завершению проверки. Эти данные могут включать информацию об измерении, состояние полевого устройства и конфигурацию устройства. Эти данные “до/после калибровки” могут быть затем сохранены в переносном полевом инструменте для технического обслуживания или переданы тем или иным средством в базу данных устройства или пакет программ для управления ресурсами для более позднего обращения.

Исторически получение данных из полевого устройства подразумевало физическое соединение устройства с подходящим полевым инструментом для технического обслуживания или, в наиболее трудном случае, удаление полевого устройства из технологического процесса для проверки требуемых деталей на рабочем месте. Создание физического соединения с контактами полевого устройства для получения доступа к требуемым данным может быть сложным в зависимости от местоположения и монтажа полевого устройства или просто невозможным из-за невозможности открытия устройства на заводе из соображений безопасности. В соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения беспроводной полевой адаптер для технического обслуживания позволяет передавать сигналы от беспроводного полевого устройства на переносной полевой инструмент для технического обслуживания, который предпочтительно является внутренне безопасным. Дополнительно, сигналы могут быть переданы с переносного полевого инструмента для технического обслуживания на беспроводное полевое устройство или беспроводную сеть для определения и/или записи данных “до/после калибровки” для беспроводного полевого устройства. Сигналы, преобразованные беспроводным адаптером связи технологического процесса, могут быть запросами с переносного полевого инструмента для технического обслуживания для беспроводного полевого устройства или данными с беспроводного полевого устройства.

В соответствии с одним вариантом воплощения адаптер 114 может быть физически соединен с помощью модуля 138 проводной связи технологического процесса и контактов 140, 142 с проводными контактами переносного полевого инструмента для технического обслуживания. Следовательно, в таком варианте воплощения адаптер 114 принимает сигналы с переносного полевого инструмента для технического обслуживания через контакты 140, 142 и генерирует беспроводную связь HART® с беспроводным полевым устройством для определения и/или записи данных “до/после калибровки” для беспроводного полевого устройства. Следовательно, в данном варианте воплощения адаптер 114 преобразует или иным образом адаптирует беспроводные сигналы HART® с поддерживающего беспроводной протокол HART® полевого устройства или сети в сигналы HART®, которые могут быть обработаны переносным полевым инструментом для технического обслуживания.

В другом варианте воплощения, в котором переносной полевой инструмент для технического обслуживания может иметь возможность установления связи в соответствии с протоколом относительно маломощной, радиочастотной связи, например Bluetooth, адаптер 114 не требуется физически соединять с переносным полевым инструментом для технического обслуживания или беспроводным полевым устройством. В данном варианте воплощения адаптер 114 преобразует сигналы Bluetooth с переносного полевого инструмента для технического обслуживания в сигналы беспроводной связи технологического процесса, например в соответствии с беспроводным протоколом HART®, которые затем передаются на поддерживающее беспроводную связь полевое устройство или сеть связи технологического процесса. Адаптер 114 также преобразует сигналы беспроводной связи технологического процесса с поддерживающего беспроводную связь полевого устройства или сети в сигналы Bluetooth, которые могут быть обработаны и/или сохранены переносным полевым инструментом для технического обслуживания. Предпочтительно, и переносной полевой инструмент для технического обслуживания, и адаптер 114 конструируют с учетом подчинения требованиям внутренней безопасности, например вышеупомянутым требованиям.

Фиг.4 изображает блок-схему последовательности операций способа определения и/или записи данных “до/после калибровки”, относящихся к беспроводному полевому устройству, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретении. Способ 200 начинается на блоке 202, на котором беспроводной полевой адаптер для технического обслуживания соединяют с переносным полевым инструментом для технического обслуживания. Соединение, осуществляющееся на блоке 202, может быть выполнено или физически 204, или посредством сопряжения 206 Bluetooth. Каждая из этих технологий описана выше. Способ 202 продолжается на блоке 208, на котором техник взаимодействует с переносным полевым устройством для технического обслуживания для генерации запроса на данные “до/после калибровки”. Далее, на блоке 210 переносное полевое устройство для технического обслуживания взаимодействует с беспроводным адаптером для технического обслуживания для установления связи с беспроводным полевым устройством, чтобы определить и/или записать данные “до/после калибровки”. Дополнительно может быть сохранена любая подходящая дополнительная информация, относящаяся к измерению, состоянию беспроводного полевого устройства, конфигурации устройства, или любая другая подходящая информация. Дополнительная информация может включать отметку времени и/или даты, а также индикацию местоположения, указанную датчиком GPS беспроводного полевого устройства. Способ 200 продолжается на блоке 212, на котором сохраняют данные “до/после калибровки”. Как показано на фиг.4, эти данные могут быть сохранены или на переносном полевом инструменте для технического обслуживания, как показано на блоке 214, или через базу данных устройства или пакет программ для управления ресурсами, как показано на блоке 216.

Другой обычной обязанностью при техническом обслуживании, которая значительно облегчается беспроводным полевым адаптером для технического обслуживания по варианту воплощения настоящего изобретения, является проверочное тестирование контуров и сегментов связи технологического процесса. Обычной обязанностью специалиста по техническому обслуживанию является “проверочное тестирование” контура управления или сегмента для проверки того, что полевые устройства, установленные в нем, правильно подключены, что проводка является полной и точной, что энергия доступна и что сигнальные устройства правильно установлены и сконфигурированы в соответствии с требованиями. Это проверочное тестирование часто выполняют, используя переносной полевой инструмент для технического обслуживания, например переносной коммуникатор или лэптоп, в который загружено требуемое программное обеспечение, которое может вызвать требуемый отклик от различных полевых устройств для тестирования других полевых устройств, например измерителей, регистраторов или сигнальных устройств в контуре связи технологического процесса.

Исторически проведение проверочного тестирования с помощью переносного полевого инструмента для технического обслуживания требовало получения доступа к полевому устройству или контуру связи технологического процесса с помощью физического соединения из диспетчерской или на заводе. Проведение такого тестирования позволяет технику проверить требуемый отклик (например, индикацию измерителя или звуковую сигнализацию) от других устройств в контуре. Тем не менее, создание физического соединения может быть сложным или трудоемким в зависимости от местоположения точек доступа в контуре.

В соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения сигналы могут быть переданы с переносного полевого инструмента для технического обслуживания, который предпочтительно является внутренне безопасным, на полевое устройство или межсетевой интерфейс в контуре связи технологического процесса для “проверочного тестирования” контура управления или сегмента для проверки, например того, что устройства правильно установлены, проводка является полной и точной, энергия доступна и сигнальные устройства правильно установлении и сконфигурированы в соответствии с требованиями.

В одном варианте воплощения адаптер 114 физически соединен с проводными контактами переносного полевого инструмента для технического обслуживания. Например, контакты 140, 142 могут быть физически соединены с контактами переносного полевого инструмента для технического обслуживания. Адаптер 114, следовательно, по существу, преобразует сигналы проводного HART® с переносного полевого инструмента для технического обслуживания, используя модуль 138 проводной связи технологического процесса, в сигналы, которые могут быть переданы на беспроводное полевое устройство через модуль 120 протокола беспроводной связи технологического процесса. Адаптер 114 может также преобразовывать или иным образом адаптировать сигналы беспроводной связи технологического процесса из поддерживающего беспроводную связь полевого устройства или межсетевого интерфейса в проводные сигналы технологического процесса, которые могут быть обработаны переносным полевым инструментом для технического обслуживания. Предпочтительно, как переносной полевой инструмент для технического обслуживания, так и адаптер 114 конструируют в соответствии, по меньшей мере, с одной спецификацией, касающейся внутренней безопасности.

В другом варианте воплощения адаптер 114 может быть разнесен с переносным полевым инструментом для технического обслуживания. В данном варианте воплощения адаптер 114 принимает маломощные радиочастотные сигналы, например сигналы Bluetooth, с переносного полевого инструмента для технического обслуживания, и с использованием подходящей конфигурации и/или программных команд контроллер 130 может преобразовывать такие сигналы в подходящие сигналы беспроводной связи технологического процесса. Например, сигналы Bluetooth могут быть преобразованы в беспроводные сигналы HART®. Эти сигналы беспроводной связи технологического процесса могут быть переданы на поддерживающее беспроводную связь полевое устройство или межсетевой интерфейс. Адаптер 114 также сконфигурирован с возможностью преобразования сигналов беспроводной связи технологического процесса в сигналы Bluetooth, которые могут быть обработаны переносным полевым инструментом для технического обслуживания.

В другом варианте воплощения адаптер 114 может быть физически соединен с или удален от поддерживающего технологию Bluetooth компьютера, на котором запущено требуемое программное обеспечение для выполнения тестирования контура и/или тестирования сегмента. В данном варианте воплощения адаптер 114 преобразует сигналы Bluetooth от компьютера в сигналы беспроводной связи технологического процесса, например, беспроводные сигналы HART®, которые затем передают на поддерживающее беспроводную связь полевое устройство или межсетевой интерфейс. Адаптер 114 также работает в обратном направлении, т.е. сигналы беспроводной связи технологического процесса с поддерживающего беспроводную связь полевого устройства или межсетевого интерфейса преобразуются адаптером 114 в сигналы Bluetooth, которые могут быть обработаны компьютером.

В еще одном варианте воплощения адаптер 114 может быть физически соединен с портом USB на компьютере. Компьютер, следовательно, выполняет подходящее программное обеспечение для выполнения тестирования контура и/или сегмента на беспроводных полевых устройствах. В данном варианте воплощения адаптер 114 преобразует информацию, принятую через модуль 134 USB, в подходящие сигналы беспроводной связи технологического процесса для передачи через модуль 120 беспроводной связи технологического процесса. Адаптер 114 также работает в обратном направлении, т.е. сигналы беспроводной связи технологического процесса, принятые с модуля 120, могут быть переданы на компьютер через модуль 134. Дополнительно, в вариантах воплощения, в которых адаптер 114 включает модуль 144 GPS, тестирование контура и/или тестирование сегмента может быть дополнено дополнительными данными, относящимися к местоположению адаптера 114.

Фиг.5 изображает блок-схему последовательности операций способа выполнения тестирования контура и/или сегмента для контура беспроводной связи технологического процесса и/или устройств в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Способ 250 начинается на блоке 252, на котором переносной полевой инструмент для технического обслуживания или подходящее вычислительное устройство соединяют с беспроводным адаптером связи технологического процесса. Это соединение может быть выполнено физически 254, например, используя проводное соединение 256 технологического процесса или используя соединение 258 USB. Дополнительно или альтернативно, соединение может быть беспроводным 260. Способ 250 продолжается на блоке 262, на котором инициируют тестирование контура/сегмента. Далее, выполняют блок 264, на котором переносной полевой инструмент для технического обслуживания или персональный компьютер взаимодействует через беспроводной адаптер связи технологического процесса с беспроводным контуром связи технологического процесса и/или одним или более беспроводными полевыми устройствами. Когда взаимодействие на блоке 264 завершено, результаты тестирования записывают на блоке 266. Результаты тестирования могут быть записаны в переносной полевой инструмент для технического обслуживания и/или сохранены в беспроводном адаптере для технического обслуживания для последующей передачи в подходящую базу данных, систему управления ресурсами или другое подходящее приложение программного обеспечения.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты воплощения, специалистам в данной области техники ясно, что могут быть сделаны изменения в форме и деталях без отклонения от сущности и объема изобретения.

Настоящее изобретение относится к переносному инструменту для технического обслуживания с возможностью установления беспроводной связи. Беспроводной полевой адаптер (114) для технического обслуживания включает источник (132) питания, контроллер (130), маломощный радиочастотный модуль (122) связи и модуль (120) протокола беспроводной связи технологического процесса. Контроллер (130) соединен с источником (132) питания. Маломощный радиочастотный модуль (122) связи также соединен с контроллером (130). Модуль (120) протокола беспроводной связи технологического процесса соединен с контроллером (130). Контроллер (130) сконфигурирован с возможностью установления связи через модуль (120) протокола беспроводной связи технологического процесса на основе информации, принятой с маломощного радиочастотного модуля (122) связи. Технический результат изобретения заключается в упрощении проведения проверочного тестирования при техническом обслуживании. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Беспроводной полевой адаптер для технического обслуживания, содержащий:
источник питания;
контроллер, соединенный с источником питания;
маломощный радиочастотный модуль связи, соединенный с контроллером;
модуль протокола беспроводной связи технологического процесса, соединенный с контроллером; при этом контроллер сконфигурирован с возможностью установления связи через модуль протокола беспроводной связи технологического процесса на основе информации, принятой с маломощного радиочастотного модуля связи.

2. Беспроводной полевой адаптер по п.1, в котором контроллер дополнительно сконфигурирован с возможностью установления связи через маломощный радиочастотный модуль связи на основе информации, принятой с модуля протокола беспроводной связи технологического процесса.

3. Беспроводной полевой адаптер по п.1, в котором маломощный радиочастотный модуль связи устанавливает связь в соответствии со спецификацией Bluetooth.

4. Беспроводной полевой адаптер по п.1, в котором модуль протокола беспроводной связи технологического процесса устанавливает связь в соответствии со спецификацией Wireless HART.

5. Беспроводной полевой адаптер по п.1, в котором источником питания является перезаряжаемый аккумулятор.

6. Беспроводной полевой адаптер по п.1, который дополнительно содержит модуль связи USB, функционально соединенный с источником питания и контроллером.

7. Беспроводной полевой адаптер по п.1, который дополнительно содержит модуль протокола проводной связи технологического процесса, расположенный между множеством контактов и контроллером.

8. Беспроводной полевой адаптер по п.7, в котором модуль протокола проводной связи технологического процесса является модулем протокола HART связи технологического процесса.

9. Беспроводной полевой адаптер по п.1, который дополнительно содержит GPS-приемник, соединенный с контроллером для обеспечения индикации географического местоположения адаптера для контроллера.

10. Беспроводной полевой адаптер по п.1, в котором контроллер имеет программно-аппаратное обеспечение, которое обеспечивает обновление.

11. Беспроводной полевой адаптер по п.1, который дополнительно содержит дополнительный маломощный радиочастотный модуль связи, соединенный с контроллером.

12. Беспроводной полевой адаптер по п.11, в котором контроллер дополнительно сконфигурирован с возможностью преобразования сигналов между множеством маломощных радиочастотных модулей связи.

13. Беспроводной полевой адаптер по п.1, который дополнительно содержит дополнительный модуль протокола беспроводной связи технологического процесса, а множество модулей протокола беспроводной связи технологического процесса сконфигурированы с возможностью установления связи в соответствии с различными протоколами беспроводной связи технологического процесса.

14. Способ определения информации для тестирования as found/as left (до испытаний/после испытаний) для беспроводного полевого устройства, содержащий этапы, на которых
соединяют переносной полевой инструмент для технического обслуживания с беспроводным полевым адаптером для технического обслуживания;
генерируют запрос с помощью переносного полевого инструмента для технического обслуживания для данных as found/as left;
формируют беспроводные сигналы связи технологического процесса на основе запроса и передают такие сигналы на беспроводное полевое устройство;
принимают данные as found/as left с беспроводного полевого устройства в качестве информации беспроводной связи технологического процесса; и
сохраняют данные as found/as left.

15. Способ по п.14, в котором для соединения переносного полевого инструмента для технического обслуживания с беспроводным полевым адаптером для технического обслуживания осуществляют физическое соединение переносного полевого инструмента для технического обслуживания с беспроводным полевым адаптером для технического обслуживания.

16. Способ по п.14, в котором для соединения переносного полевого инструмента для технического обслуживания с беспроводным полевым адаптером для технического обслуживания включает сопряжение двух устройств вместе в соответствии с процессом с подтверждением установления беспроводной связи.

17. Способ проведения проверочного тестирования контура или сегмента связи технологического процесса с использованием переносного полевого инструмента для технического обслуживания, содержащий этапы, на которых:
соединяют переносной полевой инструмент для технического обслуживания с беспроводным полевым адаптером для технического обслуживания;
инициируют проверочное тестирование с помощью переносного полевого инструмента для технического обслуживания;
взаимодействуют, по меньшей мере, с одним беспроводным устройством технологического процесса с помощью беспроводного полевого адаптера для технического обслуживания; и
записывают результаты проверочного тестирования.

18. Способ по п.17, в котором для соединения переносного полевого инструмента для технического обслуживания с беспроводным полевым адаптером для технического обслуживания осуществляют физическое соединение переносного полевого инструмента для технического обслуживания с беспроводным полевым адаптером для технического обслуживания.

19. Способ по п.18, в котором физическое соединение выполняют посредством модуля проводной связи технологического процесса в беспроводном полевом адаптере для технического обслуживания.

20. Способ по п.18, в котором физическое соединение выполняют посредством соединения с универсальной последовательной шиной (USB).