ПОРТАТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ С ИМИТАЦИЕЙ ПОЛЕВОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ИЛИ ТИПОВЫХ ИСПЫТАНИЙ Российский патент 2015 года по МПК G05B19/42 

Предшествующий уровень техники

Известны портативные инструменты технического обслуживания в полевых условиях. Такие инструменты весьма полезны в области измерений и контроля технологических процессов, чтобы дать возможность операторам удобным образом осуществлять связь с полевыми устройствами и/или опрашивать полевые устройства в заданной технологической установке. Примеры таких технологических установок включают в себя нефтяные, фармацевтические, химические, целлюлозные и другие технологические установки. В таких установках сеть измерений и контроля технологического процесса может включать в себя десятки или даже сотни различных полевых устройств, которые периодически требуют технического обслуживания для гарантии того, что такие устройства функционируют должным образом и/или калиброваны. Более того, когда обнаружены одна или несколько ошибок в установке измерений и контроля технологического процесса, использование портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях позволяет техникам быстро диагностировать такие ошибки в полевых условиях. Портативные инструменты технического обслуживания в полевых условиях обычно используются для конфигурирования, калибровки и диагностики проблем в отношении интеллектуальных полевых устройств, используя цифровые протоколы связи технологического процесса.

Так как по меньшей мере некоторые технологические установки могут включать крайне неустойчивые и даже взрывоопасные среды, то часто полезно и даже необходимо для полевых устройств и портативных инструментов технического обслуживания в полевых условиях, используемых с такими полевыми устройствами, соответствовать требованиям искробезопасности. Эти требования помогают гарантировать, что совместимое электрическое устройство не будет формировать источник воспламенения даже в случае сбоев. Пример требований по искробезопасности 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, распространенном от Factory Mutual Research, Октябрь 1998. Пример портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, который соответствует требованиям искробезопасности включает в себя продаваемый под торговым знаком Model 475 Field Communicator, доступный от Emerson Process Management of Austin, Texas.

Сущность изобретения

Портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях включает в себя режим обучения. Портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях имеет модуль связи технологического процесса, эффективно подключенный к полевому устройству, пользовательский интерфейс и контроллер, подключенный к модулю связи технологического процесса и пользовательскому интерфейсу. Контроллер сконфигурирован для взаимодействия с пользователем через пользовательский интерфейс и сконфигурирован для обеспечения функции имитации, где по меньшей мере одна характеристика полевого устройства, отображенная через пользовательский интерфейс генерируется контроллером вместо полевого устройства.

Краткое описание чертежей

Фиг.1A и фиг.1B представляют собой схематические виды портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, в соответствии с которыми варианты осуществления изобретения являются особенно полезными.

Фиг.2 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях в соответствии, с которым варианты осуществления настоящего изобретения являются особенно полезными.

Фиг.3 представляет собой структурную схему портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, подключенного к полевому устройству для учебных целей в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, выполняющего учебную имитацию полевого устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, выполняющего учебную имитацию полевого устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 представляет собой структурную схему обучающего модуля в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, эксплуатирующегося в режиме учебной имитации или типовых испытаний в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

Фиг.1A и фиг.1B представляют собой схематические виды портативного инструмента 22 технического обслуживания в полевых условиях, подключенного к полевым устройствам 20, 23. Как показано на Фиг.1А, портативный инструмент 22 технического обслуживания в полевых условиях включает в себя пару выводов 25,27, подключенных к тестовым выводам 30,32, соответственно, которые затем подключаются к выводам 24 полевого устройства 20. Выводы 24 могут быть специализированными выводами, чтобы позволить такому портативному инструменту технического обслуживания в полевых условиях подключаться к устройству 20 и взаимодействовать с устройством 20. Использование выводов 25,27 для подключения к полевому устройству иллюстрирует пример проводного соединения между портативным инструментом 22 технического обслуживания в полевых условиях и полевым устройством 20.

На Фиг.1B показана альтернативная компоновка, где портативный инструмент 22 технического обслуживания в полевых условиях подключается непосредственно к контуру управления 34 технологическим процессом, к которому подключено полевое устройство 23. В любом случае проводное соединение между портативным инструментом технического обслуживания в полевых условиях и полевым устройством позволяет портативному устройству технического обслуживания в полевых условиях взаимодействовать с нужным полевым устройством 20, 23.

Фиг.2 представляет собой схематический вид портативного инструмента 102 технического обслуживания в полевых условиях, взаимодействующего с беспроводным полевым устройством 104. Система 100 включает в себя портативный инструмент 102 технического обслуживания в полевых условиях, взаимодействующий с полевым устройством 104. Портативный инструмент 102 технического обслуживания в полевых условиях осуществляет связь с полевым устройством 104 по линии 114 связи. Линия 114 связи может быть любой подходящей формы, включая проводные соединения, как показано на фиг.1A и фиг.1B, также как и способы беспроводной связи, которые используются в настоящее время или разрабатываются. Портативный инструмент 102 технического обслуживания в полевых условиях позволяет техникам взаимодействовать с полевым устройством 104 для конфигурирования, калибровки и/или диагностирования проблем полевого устройства 104, используя цифровой протокол связи технологического процесса, например FOUNDATION™ Fieldbus и/или HART® протокол. Портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях, такой как инструмент 102, может использоваться для сохранения данных конфигурации полевых устройств, таких как полевое устройство 104.

Полевое устройство 104 может быть любым устройством, которое воспринимает переменную в технологическом процессе и передает информацию, связанную с этой переменной по контуру связи технологического процесса; например, давление или температуру. Полевое устройство 104 может также быть устройством, которое принимает информацию из контура связи технологического процесса и устанавливает физический параметр, например закрытие клапана, основываясь на этой информации. Полевое устройство 104 изображается как промышленный датчик давления жидкости, имеющий подключенный к нему напорный коллектор 106 и корпус 108 для электроники. Полевое устройство 104 приведено только для иллюстративных целей. В действительности, полевое устройство 104 может быть любым промышленным устройством, таким как датчик температуры технологической текучей среды, датчик уровня технологической текучей среды, датчик расхода технологической текучей среды, контроллер клапана или любое другое устройство, которое может быть полезным для измерения и/или управления производственными процессами.

Портативный инструмент 102 технического обслуживания в полевых условиях обычно включает в себя пользовательский интерфейс, содержащий дисплей 120, а также набор кнопок 122 пользовательского ввода. Дисплей 120 может быть любым подходящим дисплеем, например, жидкокристаллический дисплей с активной матрицей, или любой другой подходящий дисплей, который способен обеспечить полезной информацией. Кнопки 122 могут содержать любое подходящее расположение кнопок относительно любого количества функций, для выполнения которых портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях может быть предназначен. Кнопки 122 могут представлять собой цифровую клавиатуру, алфавитно-цифровую клавиатуру, любое подходящее число пользовательских функций и/или навигационных кнопок, и/или любую их комбинацию.

Фиг.3 представляет собой структурную схему системного блока портативного инструмента технического облуживания в полевых условиях в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Предпочтительно, чтобы инструмент 52 соответствовал по меньшей мере одному требованию по искробезопасности, как приведено выше, в целях способствования обеспечению безопасности в потенциально взрывоопасных средах. Портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях включает в себя по меньшей мере один беспроводной модуль 121 связи технологического процесса. Подходящие примеры для беспроводного модуля 121 связи технологического процесса включают в себя модуль, который формирует и/или принимает соответствующие сигналы в соответствии с известным протоколом беспроводной связи, таким как известный протокол WirelessHART (IEC 62591). Другой протокол беспроводной связи технологического процесса изложен в ISAI00.I la. Хотя на фиг.3 показан один беспроводной модуль 121 связи технологического процесса, предполагается, что любое подходящее количество беспроводных модулей связи технологического процесса может использоваться для связи в соответствии с различными существующими протоколами беспроводной связи технологического процесса или находящимися в разработке.

Портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях также включает в себя по меньшей мере один вторичный модуль 123 протокола беспроводной связи. Модуль 123 протокола беспроводной связи может осуществлять связь в соответствии с одной или более опций, показанных на фиг.3 штриховыми линиями. В частности, модуль 123 протокола беспроводной связи может осуществлять связь в соответствии со спецификацией Bluetooth 124 (например, спецификацией Bluetooth 2.1, рассчитанной на 2 категорию электропитания); спецификацией Wi-Fi 126 (например, IEEE 802.1 I.a/b/g/n); известной спецификацией радиочастотной идентификации (RFID) 128; способами 130 сотовой связи (например, GSM/CDMA); и/или спутниковой связи 132. Эти способы связи и методики позволяют портативному инструменту 52 технического обслуживания в полевых условиях связываться непосредственно с беспроводным шлюзом или другим подходящим устройством, либо по прямой беспроводной связи, либо с использованием Интернет. Хотя один модуль 123 протокола беспроводной связи показан на Фиг.3, может быть использовано любое подходящее количество. Каждый из модуля 121 протокола беспроводной связи, и модуля 123 протокола беспроводной связи соединен с контроллером 130, который также подключен к модулю 138 проводной связи технологического процесса. Контроллер 130 предпочтительно является микропроцессором, который выполняет последовательность команд, хранящуюся в нем или в памяти, подключенной к контроллеру 130, для выполнения задач технического обслуживания в полевых условиях портативным устройством. Модуль 138 проводной связи технологического процесса позволяет портативному инструменту 52 технического обслуживания в полевых условиях быть физически подключенным проводной связью к выводам 142, 144 полевого устройства. Примеры подходящей проводной связи технологического процесса включают в себя магистральный адресуемый дистанционный датчик (HART®) протокол, FOUNDATION™ Fieldbus протокол, Profibus и другие.

Портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях включает в себя модуль 156 пользовательского интерфейса для формирования интерфейса с пользователем, используя дисплей 120 и кнопки 122. Модуль 156 может включать в себя подходящую схему 158 драйвера дисплея и/или память, чтобы взаимодействовать с дисплеем 120. Модуль 156 также включает в себя схему 160 ввода, которая настроена на взаимодействие с кнопками 122 для получения пользовательского ввода. Кроме того, в вариантах, где дисплей 120 включает в себя экран ввода касанием, модуль 160 может включать в себя схему формирования ввода входных пользовательских данных в контроллер 130, на основании пользовательских прикосновений и/или движений, принятых экраном ввода касанием.

Портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях может включать в себя ряд дополнительных элементов, которые способствуют дополнительной функциональности. В частности, инструмент 52 может включать в себя модуль определения местоположения, такой как GPS-модуль 150. GPS-модуль 150 может быть сконфигурирован для дополнительного использования широкозонной усиливающей системы (WAAS) для повышенной точности и/или может быть сконфигурирован для работы, с использованием дифференциальной GPS техники в соответствующих случаях. Модуль 150 подключен к контроллеру 130 для обеспечения контроллера 130 информацией о географическом положении инструмента 52. В то время как модуль 150 позиционирования предпочтительно является внутренним компонентом инструмента 52, он может быть внешним и осуществлять связь с ним, используя подходящий протокол беспроводной или проводной связи, например Bluetooth 124, радиочастотная идентификация (RFID) 128 и другие. Далее, в то время как модуль 150 позиционирования обычно описывается как GPS-модуль 150, другие способы для триангуляции положения портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, основываясь на относительной мощности сигнала беспроводной связи с беспроводными приемопередатчиками, фиксированное месторасположение которых известно, могут быть использованы. Примеры таких беспроводных способов триангуляции включают в себя триангуляцию положений портативного инструмента 52 технического обслуживания в полевых условиях, основанную на осуществлении связи с тремя или более фиксированными пунктами Wi-Fi связи, или точками доступа. Далее, как указано выше, варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя возможность использования одного или более модулей протокола беспроводной связи, таких как модуль 121. Такие способы триангуляции могут быть также использованы, если подходящее количество беспроводных взаимодействий с фиксированными беспроводными полевыми устройствами может быть достигнуто. Наконец, в то время как различные способы, предоставляемые для получения позиции портативного инструмента 52 технического обслуживания в полевых условиях, описаны выше, они также могут быть использованы в сочетании друг с другом, чтобы предоставить дополнительную точность и/или избыточность. Кроме того, инструмент 52 также предпочтительно содержит модуль 152 компаса, подключенный к контроллеру 130 так, чтобы инструмент 52 мог указать направление по компасу, в которое он указывает. Наконец, инструмент 52 также может включать в себя модуль 154 наклонения, подключенный к контроллеру 130 для обеспечения контроллера 130 информацией об угле наклона инструмента 52 по отношению к гравитации. Тем не менее, дополнительные оси измерения также рассматриваются.

Модуль 150 позиционирования, модуль 152 компаса и модуль 154 наклонения особенно полезны, когда портативный инструмент технического облуживания в полевых условиях помогает технику или инженеру найти физическое местоположение беспроводного полевого устройства в поле. Нефтеперерабатывающий завод - это зачастую очень большая технологическая установка со многими полевыми устройствами, расположенными в разных местах, некоторые из которых могут быть не легко заметны.

Надлежащее техническое обслуживание в полевых условиях требует хорошо обученного техника. Такое обучение является очень строгим в отношении того, что техники могут быть подвержены воздействию множества полевых устройств и различных типов условий и сценариев относительно каждого такого полевого устройства. Необходимо, чтобы техник мог не только эффективно устанавливать, калибровать и/или вводить в эксплуатацию полевое устройство в случае, если полевое устройство требует технического обслуживания, но и чтобы техник мог быстро определять какой вид технического обслуживания требуется и оперативно выполнять такое техническое обслуживание. Соответственно, обучение техника является чрезвычайно важным аспектом надлежащего технического обслуживания в полевых условиях. Обучение техника конфигурированию и устранению неисправностей полевых устройств технологического процесса, как правило, требует значительных аудиторных занятий и лабораторных занятий, когда студенты работают непосредственно с полевыми устройствами технологического процесса. Хотя эта среда является неотъемлемой частью обучения студентов, так как полевые устройства, с которыми студенты обучаются, как правило, в очень хорошем рабочем состоянии, студенты не получают представления о ручном поиске и устранении неисправностей полевых устройств. Чаще студенты узнают о поиске и устранении неисправностей в классе и не могут непосредственно столкнуться с «проблемным» полевым устройством, пока они не сталкиваются с реальной неисправностью в работающей технологической установке. Даже если «проблемные» полевые устройства были доступны для студентов, для устранения неполадок, типы отказов, как правило, должны быть крайне ограничены. Например, отключенный датчик.

Варианты осуществления настоящего изобретения, как правило, обеспечивают портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях возможностью имитации взаимодействия с полевым устройством для облегчения обучения и/или оценки. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения контроллер 130 включает в себя или в противном случае хранит набор программ, которые выполняясь, обеспечивают функции программного приложения, которое генерирует режим имитации на портативном инструменте технического обслуживания в полевых условиях. Когда портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях работает в режиме имитации, его дисплей будет предпочтительно идентичен тому, что техник будет видеть, если техник подключился к реальному устройству. Для дальнейшего повышения опыта варианты осуществления настоящего изобретения позволяют студенту даже возможность подключения портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях к реальному устройству. В таких вариантах переход от работающего устройства к имитации предпочтительно осуществляется без оповещения пользователя. Соответственно пользователь или студент считает, что он или она взаимодействует с реальным физическим полевым устройством, а на самом деле студент вовлечен в имитацию. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения обеспечен модуль имитации, который физически подключен к проводным связям технологического процесса портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях. Предпочтительно, физический модуль также включает в себя дополнительные проводные связи технологического процесса такие, что пользователь или студент может по-прежнему осуществлять физические соединения с реальным устройством. Тем не менее, модуль имитации является посредником между портативным инструментом технического обслуживания в полевых условиях и реальным полевым устройством, и может генерировать сымитированные ответы для целей обучения и/или типовых испытаний, как будет более подробно описано ниже.

Фиг.4 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, подключенного к полевому устройству для учебных целей. Портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях показан подключенным через проводное соединение 200 к выводам 24 полевого устройства 20. Когда режим имитации портативного инструмента 52 технического обслуживания в полевых условиях вызван или иначе введен, контроллер 130 в портативном инструменте 52 технического обслуживания в полевых условиях предоставляет пользовательский интерфейс студенту таким образом, что студент считает, что он или она на самом деле взаимодействует с полевым устройством 20. Хотя это и предпочтительный случай, варианты осуществления настоящего изобретения могут также предоставлять пользовательский интерфейс с заголовком, который указывает, что пользователь находится в режиме обучения. Независимо от этого, в режиме имитации, программа, хранящаяся в контроллере 130 или подходящей памяти, подключенной к контроллеру 130, побуждает портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях взаимодействовать со студентом во многом таким же образом, как активный портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях будет взаимодействовать с техником в поле. Кроме того, портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях может включать в себя команды, хранящиеся в нем, которые когда исполняются, побуждают режим имитации выполнять один или более сценариев технического обслуживания. Например, сценарием технического обслуживания может быть индикация ошибки или проблемы в отношении полевого устройства. Затем технику потребуется исследовать полевое устройство (сымитированное полевое устройство), используя портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях для диагностики и потенциального исправления проблемы. Предпочтительно, нажатия клавиш и другие взаимодействия студента во время имитации записываются так, что они могут быть рассмотрены позднее, чтобы классифицировать или в противном случае оценить производительность студента. В режиме имитации, портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях может отображать на дисплее 120 некоторую фактическую активную связь с полевым устройством 20. Однако в процессе имитации по меньшей мере некоторые из ответов, отображенные студенту через дисплей 120 не основаны на фактических взаимодействиях с полевым устройством 20. Вместо этого, подобные ответы являются частью одного или более сценариев, которые выполняются в процессе имитации.

Фиг.5 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, выполняющего имитацию устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.5 имеет много сходств с фиг.4 и компоненты пронумерованы аналогично. Основным отличием между вариантами, показанными на фиг.4 и фиг.5 является использование беспроводной связи между портативным инструментом технического 52 обслуживания в полевых условиях и учебной рабочей станицей 202. Как описано выше, в отношении фиг.3 портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях предпочтительно включает в себя модуль 123 протокола беспроводной связи. Это позволяет портативному инструменту 52 технического обслуживания в полевых условиях осуществлять связь с учебной рабочей станцией 202, используя любой подходящий протокол беспроводной связи. Использование беспроводной связи между портативным инструментом 52 технического обслуживания в полевых условиях и учебной рабочей станцией 202 позволяет преподавателю, расположенному у рабочей станции наблюдать за имитацией в реальном времени. Кроме того, пока преподаватель наблюдает за имитацией, преподаватель также имеет возможность корректировать имитацию в ходе обучения и/или в ответ на определенные виды деятельности или действия, выполняемые студентом. В некоторых удаленных вариантах преподаватель будет иметь возможность рассмотреть этапы выполненные студентом только после завершения данного сценария обучения.

Фиг.6 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, выполняющего учебную имитацию в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.6 имеет некоторые сходства с фиг.5 и компоненты пронумерованы аналогично. В отличие от варианта, показанного на фиг.5, на фиг.6 показан портативный инструмент 252 технического обслуживания в полевых условиях, подключенный к внешнему обучающему модулю 254 через который осуществляется проводная связь 200 с полевым устройством 20. Предпочтительно, обучающий модуль 254 и электрически подключен к выводам проводов технологического процесса портативного инструмента 252 технического обслуживания в полевых условиях, и также механически поддерживается таким подключением. Примеры подходящих электрических соединений включают в себя использование хорошо известных вилок штекерного типа. Обучающий модуль 254, таким образом, электрически установлен между портативным инструментом 252 технического обслуживания в полевых условиях и полевым устройством 20. В то время как портативный инструмент 252 технического обслуживания в полевых условиях может быть таким же, как портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях, описанный выше, это может также быть устаревший портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях, который не включает в себя возможности имитации устройства. Примером такого инструмента является модель 275 HART-коммуникатора. В варианте, показанном на фиг.6 функция обучения полностью встроена в модуль 254. Модуль 254 способен выборочно разрешить связь с полевым устройством 20, и может также выборочно отключить от полевого устройства 20 (знает об этом студент или нет) для проведения учебной имитации. Предпочтительно, вся цифровая связь от портативного инструмента 252 технического обслуживания в полевых условиях сохраняется для оценки преподавателем. В то время как вариант, показанный на фиг.6 может быть не таким оптимальным, как варианты, показанные на фиг.4 и 5, где все отдельные нажатия клавиш, введенные в портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях регистрируются для последующей оценки, вариант, показанный на фиг.6 полезен в том, что выходная информация портативного инструмента 252 технического обслуживания в полевых условиях может быть зарегистрирована для оценки. Кроме того, важной особенностью варианта показанного на фиг.6 является то, что он может быть использован с портативными инструментами технического обслуживания в полевых условиях или другими коммуникаторами и инструментами полевого технического обслуживания, для которых учебная имитация недоступна, как родное приложение или программный продукт.

Фиг.7 представляет собой структурную схему обучающего модуля 254 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Обучающий модуль 254 включает в себя собственный контроллер 256, который предпочтительно подключен к программируемому порту 258, такому как USB-порт. Модуль 254 обучения также включает в себя блок 260 проводного доступа к среде технологического процесса, подключенный к контроллеру 256. Примером блока проводного доступа к среде технологического процесса является блок доступа к среде протокол HART®, блок доступа к среде Profibus или блок доступа к среде FOUNDATION™ Fieldbus. Блок 260 проводного доступа к среде подключен посредством одной или более связей к модулю 262 коммутации, который также подключен к контроллеру 256. Модуль 262 коммутации электрически установлен между выходными выводами 264 и входными выводами 266. Соответственно, под управлением контроллера 256, коммутатор 262 может выборочно позволять модулю 254 обучения электрически устанавливать себя в место проводной связи технологического процесса 200 в случае необходимости. Предпочтительно, контроллер 256 запрограммирован или иначе в него загружен один или более сценариев обучения относительно одного или более сымитированных полевых устройств. Предпочтительно, такое программирование осуществляется через USB-порт 258, однако любая подходящая связь с контроллером 256 может быть использована. Например, в некоторых примерах блок 268 беспроводного доступа к среде подключен к контроллеру 256 так, что беспроводная связь, такая как Wi-Fi, Bluetooth и т.д., может использоваться для связи с контроллером 256. Кроме того, в вариантах, где блок 268 беспроводного доступа к среде обеспечен, внешнее устройство, такое как учебная рабочая станция 202 может осуществлять связь непосредственно с контроллером 256 для мониторинга и/или корректировки сценария обучения или навыков студента.

Фиг.8 представляет собой схематический вид портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, эксплуатирующегося в режиме учебной имитации или типовых испытаний в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях посредством своего модуля 121 протокола беспроводной связи технологического процесса (показан на фиг.3) способен осуществлять связь с беспроводными полевыми устройствами, такими как WirelessHART полевые устройства. В варианте, показанном на фиг.8 беспроводная связь между либо учебной рабочей станцией 270 либо учебным карманным компьютером 272 соответствует протоколу беспроводной связи технологического процесса, такому как WirelessHART. Таким образом, студент, используя портативный инструмент 52 технического обслуживания в полевых условиях, может поверить, что он или она на самом деле взаимодействует с беспроводным полевым устройством, когда на самом деле реальное взаимодействие осуществляется с учебной рабочей станицей 270 или учебным карманным компьютером 272. Кроме того, или в качестве альтернативы, по меньшей мере некоторые из сценариев обучения или взаимодействий предоставленные пользователю с помощью портативного инструмента 52 технического обслуживания в полевых условиях могут использовать локальное приложение учебной имитации или резидентную программу в портативном инструменте 52 технического обслуживания в полевых условиях.

В то время как многие варианты осуществления настоящего изобретения как правило описаны в отношении полевого устройства, подключенного либо физически, либо через беспроводную связь к портативному инструменту технического обслуживания в полевых условиях для обучающих целей, варианты осуществления настоящего изобретения на самом деле не требуют такого подключения. Вместо этого, резидентное приложение обучения, выполняющееся в портативном инструменте технического обслуживания в полевых условиях, может просто эмулировать одно полевое устройство или более для целей обучения. Кроме того, в вариантах, в которых модуль обучения физически подключен к портативному инструменту технического обслуживания в полевых условиях, модуль обучения сам по себе может, в некоторых вариантах, предоставлять все необходимые взаимодействия с портативным инструментом технического обслуживания в полевых условиях так, что физическое подключение к реальному полевому устройству не требуется.

Одно особое преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения, которое использует беспроводную связь, заключается в том, что преподаватель, использующий учебную рабочую станцию 202, 270 или карманный компьютер 272 может взаимодействовать более чем с одним студентом одновременно. Таким образом, преподаватель будет иметь возможность запросить один и тот же сценарий на нескольких портативных инструментах технического обслуживания в полевых условиях или различные сценарии на каждом для ситуаций, в которых существует более одного студента. Это особенно полезно в больших учебных классах.

Изобретение относится к инструментам в области измерений и контроля технологических процессов. Технический результат - повышение искробезопасности. Портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях включает режим обучения. Портативный инструмент технического обслуживания в полевых условиях имеет модуль связи технологического процесса, эффективно подключенный к полевому устройству, пользовательский интерфейс и контроллер, подключенный к модулю связи технологического процесса и пользовательскому интерфейсу. Контроллер сконфигурирован для взаимодействия с пользователем через пользовательский интерфейс и сконфигурирован для обеспечения функции имитации, где по меньшей мере одна характеристика полевого устройства, отображенная через пользовательский интерфейс генерируется контроллером вместо полевого устройства. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Обучающий модуль портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях, содержащий:
первую пару выводов, подключенную к соответствующей паре выводов портативного инструмента технического обслуживания в полевых условиях;
вторую пару выводов, подключенную к полевому устройству;
блок доступа к среде технологической связи;
коммутатор, имеющий первый режим, в котором первая и вторая пара выводов соединены между собой, и второй режим, в котором первая пара выводов подключена к блоку доступа к среде технологической связи; и
контроллер, подключенный к коммутатору и блоку доступа к среде технологической связи, при этом контроллер сконфигурирован для управления коммутатором для выборочной имитации полевого устройства.

2. Обучающий модуль по п. 1, дополнительно содержащий блок беспроводного доступа к среде, подключенный к контроллеру, который позволяет контроллеру осуществлять связь с удаленным беспроводным устройством.

3. Обучающий модуль по п. 1, дополнительно содержащий программируемый порт, подключенный к контроллеру.

4. Обучающий модуль по п. 3, в котором программируемый порт - это Универсальная Последовательная Шина (USB) порт.