用于过程控制系统中的长范围RFID通信的方法和装置制造方法及图纸

公开了用于过程控制系统中的长范围RFID通信的方法和装置。示例性的装置包括可通信地耦接到过程控制系统的现场设备的射频标识标签。射频标识标签具有处理器、板载存储器和天线。板载存储器存储从现场设备接收的要被发送到无线射频标识读取器的数据。从与现场设备相关联的控制系统功率向处理器和板载存储器供电。

【技术实现步骤摘要】
用于过程控制系统中的长范围RFID通信的方法和装置
本公开总体涉及过程控制系统，并且更具体地涉及用于过程控制系统中的长范围RFID通信的方法和装置。
技术介绍
过程控制系统(例如在化工、石油或其他过程中使用的那些)通常包括一个或多个过程控制器，该一个或多个过程控制器经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线与一个或多个现场设备可通信地耦接。例如可以是仪器、阀定位器、开关和发送器(例如温度、压力和流速传感器)的现场设备执行过程内的过程控制功能，例如打开或关闭阀和测量过程控制参数。过程控制器接收指示由现场设备进行的过程测量的信号，并且随后处理该信息，以生成控制信号来实现控制例程，以进行其他过程控制决定，并发起过程控制系统警报。 通常使得来自现场设备和/或控制器的信息通过数据高速公路或通信网络对于一个或多个其他设备或系统可用，该设备或系统例如是操作员工作站、个人计算机、数据历史库、报告生成器、中央数据库等等。这些设备或系统通常位于远离严酷的工厂环境的控制室中和/或其他位置。这些设备或系统例如运行使得操作员能够相对于由过程控制系统实现的过程执行各种功能中的任何一种，例如观看过程的当前状态、改变操作状态、改变过程控制例程的设置、修改过程控制器和/或现场设备的操作、观看现场设备和/或过程控制器生成的警报、出于训练人员和/或评估过程的目的模拟过程的操作等。
技术实现思路
公开了用于过程控制系统中的长范围RFID通信的方法和装置。示例性的装置包括与过程控制系统的现场设备可通信地耦接的射频标识标签。射频标识标签具有处理器、板载存储器和天线。板载存储器存储从现场设备接收的、要被传送到射频标识读取器的数据。从与现场设备相关联的控制系统向该处理器和板载存储器供电。 另一个示例性的装置包括与过程控制系统的现场设备可通信地耦接的射频标识标签。该射频标识标签以半无源模式进行操作。示例性的装置还包括可通信地耦接在射频标识标签和现场设备之间的功率管理器。功率管理器将从过程控制系统的控制系统功率中汲取的功率提供给射频标识标签。 示例性的方法包括从被提供给现场设备的控制系统电源向与过程控制系统的现场设备可通信地耦接的射频标识标签供电。示例性的方法还包括在该射频标识标签上存储从现场设备获取的数据。示例方法还包括将数据无线发送到射频标识读取器。 【附图说明】 图1是其中实现了本公开的教导的示例性的过程控制系统的示意图。 图2说明了实现图1的示例性的RFID设备的示例方式。 图3说明了实现图1的示例性的RFID设备的另一个示例方式。 图4说明了在图2和/或图3的示例性RFID设备中实现加密数据记录的示例性的方式。 图5说明了图2和/或图3的示例性的RFID设备要经由阀控制器耦接到致动器以控制阀的特定实现。 图6是表示用于实现图2的示例性的RFID设备以将数据从现场设备无线传送到本地RFID读取器/写入器的示例方法的流程图。 图7是表示用于实现图3的示例性的RFID设备以将数据从现场设备无线传送到本地RFID读取器/写入器的示例方法的流程图。 图8是表示用于实现图1、2和/或3的示例性的RFID设备以从现场设备提供经由RFID读取器/写入器本地请求的数据的示例方法的流程图。 图9是表示用于实现图1、2和/或3的示例性的RFID设备以向与现场设备相关联的RFID设备提供经由RFID读取器/写入器本地产生的数据的示例方法的流程图。 图10是表示使用图1、2和/或3的示例性的RFID设备来将示例性的过程控制系统100中的第一现场设备替换为第二替换现场设备以自动配置第二替换现场设备的示例方法的流程图。 图11是可以用于和/或编程为执行图6-10的示例方法和/或更一般性而言，实现图1、2和/或3的示例RFID设备的示例性处理器平台的示意图。 【具体实施方式】 虽然可以从中央的、位于远程的控制室监视位于过程控制系统中的各处的现场设备以及它们的对应参数，但是还存在一些情况，其中操作员、工程师和/或其他工厂人员在例如检查、维护和/或维修现场设备或过程工厂中的其他控制单元期间位于现场设备附近的区域中。通常，维护和维修是一种依赖于对详细的工厂信息的快速访问的计划和时间驱动的工厂活动。当现场设备和/或最终控制单元故障时，在工厂人员位于这样的组件附近的现场时无法访问完成维修所需的技术信息会导致成本上的浪费和/或产品损失。在需要访问健全的维护和维修信息的当前的维护概念中，目标是通过预知算法获得更可靠的设备和预测性的维护。 这样的维护程序通常被包含有错误归档、过期、不完整和/或不正确记录的记录和部件预订系统所困扰。此外，在没有集成企业方案的情况下，数据可能会位于多个物理位置处和/或包括在电子数据记录中，无法在走动(walk-down)期间被维护人员快速地访问。作为典型的走动的一部分，检查每个设备，并且记录诸如型号和序列号之类的铭牌规格。还收集每个类型的设备的详细的属性集。 此外，在需要本地替换现场设备的维护情况下，设备配置和调试可能变为重要的事情。具体而言，包括嵌入的微处理器和/或微控制器的现场设备可能具有复杂配置，该复杂配置需要维护技师参考在整个企业方案中远程存储的技术数据。在许多这样的情形中，技师可以依赖写下的可能并未更新和/或不完整的记录。此外，在技师连接到企业方案以获取所需的技术数据的情形下，对数据的访问可能较慢(例如，基于在整个企业中实现的用来传输数据的通信协议)。相应地，在这样的情形中，在工厂人员位于现场设备本地的其他情形中，期望使得工厂人员能够与能够本地存储相关技术数据的现场设备进行通信，以不用依赖于缓慢的通信速度来提供完整和更新的信息以获取在远程地点处存储的相同信肩、O 在一些情形中，工厂人员携带便携式手持通信器，利用该通信器，工厂人员可以与感兴趣的设备进行通信和/或询问感兴趣的设备。然而，在许多这样的情形中，将便携式通信器设备物理连接到现场设备需要工厂人员例如拧下和去除现场设备的终端帽。结果是，访问通常限于停止服务的现场设备，这是因为从当前运行的现场设备(即处于服务中的现场设备)去除终端帽会违反工厂安全标准。为了克服这个障碍，已经实现了内在安全的无线收发机，以与现场设备进行通信，并且随后例如在别处(例如由附近的工厂人员携带的手持无线接收机)无线发送数据。 尽管无线收发机是一个改进，但当前已知的无线收发机存在许多限制。例如，许多已知的无线收发机依赖于从控制系统提供给对应的现场设备的功率(例如环路功率(looppower))以对电池和/或电容器进行充电，以向无线传输供电。由于作为通过来自控制系统的功率提供的低电压信号的结果，实现许多现场设备的功率预算较紧，因此许多已知的无线收发机的无线通信限于具有充足的功率可用的时间段和/或在从被提供给现场设备的控制系统功率中已经获得了充足的功率的时间段之后。因此，许多已知的无线收发机并不适用于高速通信和/或传输大量数据。此外，许多已知的无线收发机与关联于用于实现过程控制系统中的现场设备的交互的特定通信协议的有线调制解调器串行通信。结果是，无线收发机的通信速度限于对应协议的通信速度，其可能相对较低(例如，公知的HART协议限于1200波特)。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：可通信地耦接到过程控制系统的现场设备的射频标识标签，所述射频标识标签具有处理器、板载存储器和天线，所述板载存储器用于存储从所述现场设备接收的要被传送到射频标识读取器的数据，其中将来自与所述现场设备相关联的控制系统功率的功率提供给所述处理器和所述板载存储器。

【技术特征摘要】
2013.06.07 US 61/832,524;2014.04.09 US 61/977,3981.一种装置，包括: 可通信地耦接到过程控制系统的现场设备的射频标识标签，所述射频标识标签具有处理器、板载存储器和天线，所述板载存储器用于存储从所述现场设备接收的要被传送到射频标识读取器的数据，其中将来自与所述现场设备相关联的控制系统功率的功率提供给所述处理器和所述板载存储器。2.如权利要求1所述的装置，其中所述射频标识标签能够在高达大约90英尺的距离与所述射频标识读取器进行通信。3.如权利要求1所述的装置，其中当所述控制系统功率不可用时，所述射频标识标签在至多大约I英尺的距离内与所述射频标识读取器进行通信，所述射频标识标签由所述射频标识读取器经由电磁感应供电。4.如权利要求1所述的装置，还包括功率管理器，所述功率管理器从与所述现场设备相关联的控制系统功率中汲取被提供给所述处理器和板载存储器的功率。5.如权利要求4所述的装置，其中所述功率管理器包括信号调节器，所述信号调节器使得所述功率管理器能够汲取所述功率而不扰乱在信号线上传送的信号。6.如权利要求1所述的装置，其中所述控制系统功率对应于环路功率。7.如权利要求1所述的装置，其中所述控制系统功率对应于网络功率。8.如权利要求1所述的装置，其中所述板载存储器是磁阻随机存取存储器。9.如权利要求1所述的装置，还包括电容器，所述电容器存储从与所述现场设备相关联的控制系统功率获得的功率。10.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·K·洛弗尔，K·W·江克，
申请(专利权)人：费希尔控制国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US