从现场仪表设备后台收集诊断数据

摘要

在一种方法和系统中，设备标签允许自动配置过程控制系统以下载和高速缓存与一个或者多个过程控制现场设备关联的设备诊断数据。使用实时过程控制通信另外不需要的带宽来下载和高速缓存设备诊断数据。能够异步和／或根据低优先级、后台任务来轮询设备诊断数据。设备诊断数据包括一个或者多个非静态参数值。能够在显示例程、控制例程或者更新频率充分的任何例程中使用高速缓存的参数值。每个高速缓存的参数值也能够具有与其关联的状态。

说明书

技术领域

本公开内容主要地涉及过程控制系统并且更具体地涉及具有 可用于由运行时间操作者环境使用的高速缓存的诊断数据的过程控 制系统。

背景技术

过程控制系统、比如在化工、石油或者其它过程中使用的过程 控制系统通常包括通信地耦接到至少一个主机或者操作者工作站的 一个或者多个集中式或者分布式过程控制器。过程控制器也通常经 由模拟、数字或者组合的模糊／数字总线耦接到一个或者多个过程控 制和仪表设备、比如现场设备。能够是阀、阀定位器、开关、发送 器和传感器(例如温度、压强和流速传感器)的现场设备位于过程 工厂环境内并且在过程内执行功能、比如打开或者关断阀、测量过 程参数、增加或者减少流体流量等。智能现场设备、比如符合熟知 的基金会^TM现场总线(下文为“现场总线”)协议或者干线可寻址远 程发送器协议的现场设备也能够执行在过程控制器内普 遍实施的控制计算、报警功能和其它控制功能。

通常位于过程工厂环境内的过程控制器接收信号，这些信号指 示现场设备进行的或者与现场设备关联的过程测量或者过程变量和／ 或与现场设备有关的其它信息且执行控制器应用。控制器应用例如 实施不同控制模块，这些控制模块做出过程控制决策、基于接收的 信息生成控制信号并且与在现场设备、比如和现场总线现场 设备中执行的控制模块或者块协调。在过程控制器中的控制模块通 过通信线路或者信号路径向现场设备发送控制信号以便控制过程的 操作。

通常使来自现场设备和过程控制器的信息可用于一个或者多 个其它硬件设备、比如操作者工作站、维护工作站、个人计算机、 手持设备、数据记载设备、报告生成器、集中式数据库等以使操作 者或者维护人员能够执行关于过程的希望的功能、比如改变过程控 制例程的设置、修改在过程控制器或者智能现场设备内的控制模块 的操作、查看在过程工厂内的过程的或者特定设备的当前状态、查 看现场设备和过程控制器生成的报警、仿真过程的操作用于训练人 员或者测试过程控制软件并且诊断在过程工厂内的问题或者硬件故 障。

尽管典型过程工厂具有连接到一个或者多个过程控制器的许 多过程控制和仪表设备，比如阀、发送器、传感器等，但是有也对 于过程操作而言必需的或者与过程操作有关的许多其它支持设备。 这些附加设备例如包括位于典型工厂中的许多地方的功率供应装 备、功率生成和分布装备、旋转装备、比如涡轮机、马达等。尽管 这一附加装备未必创建或者使用过程变量并且在许多实例中未被控 制或者甚至未耦接到过程控制器用于影响过程操作，但是这一装备 却对于过程的恰当操作是重要的并且最终对于过程的恰当操作而言 是必需的。

正如所知，问题频繁地出现于过程工厂环境内、尤其是具有大 量现场设备和支持装备的过程工厂内。这些问题能够是断开或者故 障的设备、在不恰当模式中驻留的逻辑单元、比如软件例程、不恰 当地调节过程控制循环、在过程工厂内的设备之间的一个或者多个 通信故障等。这些和其它问题尽管在性质上繁多、但是一般造成过 程在异常状态中操作(即过程工厂在异常情形中)，这通常与过程 工厂的次优性能关联。

此外，许多现场设备并且尤其是智能现场设备包括让操作者和 维护人员感兴趣的诊断数据。一些这样的诊断数据能够包括设备是 否在服务中(计算状态信息)、校准到期日期、各种设备报警和提 醒等。其它这样的数据包括设备特有的信息、设备类型、制造商或 者设备在其中操作的过程控制系统。更多其它诊断数据包括源于现 场设备内的处理的统计数据。例如能够向现场设备配备或者编程从 在现场设备内的一个或者多个传感器收集数据并且处理该数据的一 个或者多个统计处理模块(SPM)。

通常通过通信连接、比如直接或者无线总线、以太网、调制解 调器、电话线路等连接到过程控制器的操作者工作站具有适于运行 软件、比如艾默生过程管理公司销售的DeltaV^TM和控制系 统的处理器和存储器。这些控制系统具有多个控制模块和控制循环 诊断工具。维护工作站也能够经由用于过程控制(OPC)连接、手 持连接等的对象链接和嵌入(OLE)通信地连接到过程控制设备。 工作站通常包括被设计用于向操作者提供用于控制操作的用户界面 的一个或者多个操作者应用以及被设计用于提供如下界面的一个或 者多个维护和／或诊断应用，该界面允许操作者查看在过程工厂内的 现场设备生成的维护报警和提醒、测试在过程工厂内的设备并且对 在过程工厂内的现场设备和其它设备执行维护活动。也已经开发诊 断应用以在过程工厂内的支持装备内诊断问题。

商用软件、比如来自艾默生过程管理公司的AMS^TM Suite：智 能设备管理器实现与现场设备通信并且存储涉及现场设备的数据以 断定和跟踪现场设备的操作状态。也参见标题为“Integrated  Communication Network for use in a Field Device Management System” 的第5,960,214号美国专利。在一些实例中，AMS^TM Suite：智能设备 管理器软件能够用来与现场设备通信以改变在现场设备内的参数、 使现场设备运行在本身上的应用、如比如自校准例程或者自诊断例 程、获得关于现场设备的状态或者健康的信息等。这一信息能够例 如包括状态信息(例如报警或者其它相似事件是否已经出现)、设 备配置信息(例如当前或者能够配置现场设备的方式和现场设备使 用的测量单元的类型)、设备参数(例如现场设备范围值和其它参 数)等。当然，维护技术人员能够使用这一信息以监视、维护和／或 诊断现场设备的问题。

相似地，许多工厂工厂包括装备监视和诊断应用、如比如CSI Systems提供的Machinery应用或者用来监视、诊断和优化各 种旋转装备的操作状态的任何其它已知应用。维护人员通常使用这 些应用以维护和监督在工厂中的旋转装备的性能、确定旋转装备的 问题并且确定何时和是否必须修理或者更换旋转装备。相似地，许 多过程工厂包括用于控制和维护功率生成和分布装备的功率控制和 诊断应用、比如由例如Liebert和ASCO公司提供的功率控制和诊断 应用。也已知在过程工厂内运行过程控制优化、如比如实时优化器 (RTO+)以优化过程工厂的控制活动。这样的优化应用通常使用过 程工厂的复杂算法和／或模型以预测如何能够改变输入以关于一些希 望的优化变量、如比如利润优化过程工厂的操作。

这些和其它诊断和优化应用通常在系统范围基础上实施于操 作者或者维护工作站中的一个或者多个操作者或者维护工作站中并 且能够向操作者或者维护人员提供关于过程工厂或者在过程工厂内 的设备和装备的操作状态的预先配置的显示。典型显示包括接收在 过程工厂中的过程控制器或者其它设备生成的报警的报警显示、指 示在过程工厂内的过程控制器和其它设备的操作状态的控制显示、 指示在过程工厂内的设备的操作状态的维护显示等。类似地，这些 和其它诊断应用能够使操作者或者维护人员重新运行控制循环或者 重新设置其它控制参数、对一个或者多个现场设备运行测试以确定 那些现场设备的当前状态或者校准现场设备或者其它装备。

在现场设备(和其它过程控制装备)之间的变化一般需要专门 化的维护和诊断软件以完全利用可用诊断数据。专门化的软件在请 求或者需要时从关联过程控制装备下载信息从而潜在地延迟其它数 据的通信并且消耗系统原本能够用于发送和接收实时过程信号的通 信带宽。也就是说，诊断数据和其它过程控制数据并非总是容易可 用于由控制或者显示应用使用，因为经常需要第三方应用读取并且 向控制系统返回数据。

发明内容

在一种用于控制过程的方法中，该方法包括：经由输入／输出设 备将过程控制现场设备通信地耦接到过程控制器；获得用于现场设 备的设备标签；并且根据在设备标签中的数据配置输入／输出设备以 从现场设备取回设备诊断数据、高速缓冲缓存设备诊断数据并且向 一个或者多个应用提供对高速缓冲缓存的设备诊断数据的访问。该 方法也包括从现场设备取回设备诊断数据、高速缓冲缓存设备诊断 数据并且向一个或者多个应用提供高速缓冲缓存的设备诊断数据。 此外，获得用于现场设备的设备标签能够包括从现场设备取回设备 标签数据。在一些实施例中，从现场设备取回设备诊断数据能够包 括从现场设备取回用于至少一个非静态参数的值，并且在一些实施 例中，非静态参数能够是校准状态、校准到期日期、设备状态、提 醒状态、报警状态、设备健康状态、测量的过程参数、功能块的输 入和功能块的输出之一并且具体地能够是统计处理模块的块的输 出。在该方法的实施例中，从现在设备取回设备诊断数据能够包括： 利用实时过程控制通信另外不需要的带宽来轮询设备诊断数据、根 据异步调用轮询设备诊断数据和／或者根据低优先级、后台任务轮询 设备诊断数据。该方法也能够包括：确定用于一个或者多个高速缓 冲缓存的设备诊断数据值中的每个设备诊断数据值的数据状态；并 且存储确定的数据状态为与对应高速缓冲缓存的诊断数据值关联。 在该方法的一些实施例中，确定数据状态包括：确定自从取回高速 缓冲缓存的设备诊断数据值起流逝的时间、比较流逝的时间与预定 阈值、如果流逝的时间少于预定阈值则确定数据状态是良好并且如 果(1)流逝的时间大于预定阈值或者(2)活跃通信提醒对于从其 取回设备诊断数据值的现场设备存在则确定数据状态是不良。在该 方法的一些实施例中，高速缓冲缓存设备诊断数据能够包括在输入／ 输出设备的存储器设备中高速缓冲缓存设备诊断数据。

在一种过程控制系统中，过程控制器执行一个或者多个过程控 制例程以控制过程。输入／输出设备与过程控制器通信。多个现场设 备经由总线通信地耦接到输入／输出设备并且经由输入／输出设备通 信地耦接到过程控制器。多个现场设备中的至少一个现场设备生成 设备诊断数据。该系统也包括设备标签，该设备标签与至少一个现 场设备关联并且存储用于配置输入／输出设备以从至少一个现场设备 取回设备诊断数据的数据。在第一存储器设备上存储为指令的第一 例程可操作用于取回至少一个现场设备生成的设备诊断数据。高速 缓存存储从至少一个现场设备取回的设备诊断数据。系统还包括： 第二例程，可操作用于从高速缓存读取存储的设备诊断数据并且使 用设备诊断数据来执行过程控制功能。设备标签在一个实施例中能 够存储于现场设备中。在一些实施例中，至少一个现场设备生成的 设备诊断数据包括用于至少一个非静态参数的值，该至少一个非静 态参数能够是校准状态、校准到期日期、设备状态、提醒状态、报 警状态、设备健康状态、测量的过程参数、功能块的输入和功能块 的输出。功能块的输出能够包括统计处理模块的块的输出。在一些 实施例中，第一例程可操作用于使用实时过程控制通信另外不需要 的带宽来轮询至少一个现场设备、是异步轮询例程和／或是低优先级、 后台任务。在高速缓存中存储的设备诊断数据能够包括一个或者多 个设备诊断数据值和与一个或者多个设备诊断数据值中的每个设备 诊断数据值对应的数据状态，数据值中的每个数据值与对应设备诊 断数据参数关联。高速缓存设备在一些中能够设置于输入／输出设备 中。第二例程在一个实施例中能够是设备细节显示例程、报警显示 例程和／或设备面板显示例程。

附图说明

图1描绘根据当前描述的系统和方法的示例过程工厂；

图2A是描绘图1的过程控制系统的附加细节的框图；

图2B是描绘图1的过程控制系统的进而更多细节的框图；

图2C描绘能够用来配置前图的过程控制系统的示例用户界 面；

图3描绘根据本描述的一个实施例的示例设备细节显示；

图4描绘已经选择不同显示标签页的图3的示例设备细节显 示；

图5描绘已经选择更多不同显示标签页的图3和4的示例设备 细节显示；

图6A和图6B描绘根据当前描述的系统和方法的配置对话框 的相应标签页；

图7图示其中能够根据当前描述的系统和方法使用设备诊断 数据的一个视图；

图8描绘另一示例显示，该示例显示图示其中能够使用设备诊 断数据的第二视图；并且

图9是描绘根据本描述的示例方法的流程图。

具体实施方式

现在参照图1，其中能够实施后台收集诊断数据的示例过程工 厂10包括经由一个或者多个通信网络与支持装备互连在一起的多个 控制和维护系统。过程控制系统12能够是传统过程控制系统、比如 PROVOX或者RS3系统或者任何其它控制系统，该其它控制系统包 括耦接到控制器12B和输入／输出(I／O)卡12C的操作者界面12A， 该控制器和这些I／O卡又耦接到各种现场设备、比如模拟和现场设备15。能够是分布式过程控制系统的过程控制系统14包括经 由总线、比如以太网总线耦接到一个或者多个分布式控制器14B的 一个或者多个操作者界面14A。控制器14B能够例如是Austen，Tex. 的艾默生过程管理公司销售的DeltaV^TM控制器或者任何其它希望的 类型的控制器。控制器14B经由I／O设备连接到一个或者多个现场 设备16、如比如或者现场总线现场设备或者任何其它智能 或者非智能现场设备，这些其它智能或者非智能现场设备例如包括 使用AS界面和CAN协 议的智能或者非智能现场设备。正如所知，现场设备16能够向控制 器14B提供与过程变量以及与其它设备信息有关的模拟或者数字信 息。操作者界面14A能够存储和执行可用于过程控制操作者用于控 制过程的操作的工具17、19，这些工具例如包括控制优化器、诊断 专家、神经网络、调节器等。

进而另外，维护系统、比如执行以上描述的AMS^TM Suite：智 能设备管理器应用和／或以下描述的监视、诊断和通信应用的计算机 能够连接到过程控制系统12和14或者在其中的个别设备以执行维 护、监视和诊断活动。例如维护计算机18能够经由任何希望的通信 线路或者网络(包括有线或者手持设备网络)连接到控制器12B和／ 或设备15以与设备15通信并且在一些实例中对设备15重新配置或 者执行其它维护活动。相似地，维护应用、比如AMS^TM Suite：智能 设备管理器应用能够安装于分布式过程控制系统14中并且由与分布 式过程控制系统14关联的用户界面14A中的一个或者多个用户界面 执行以执行包括与设备16的操作状态有关的数据收集的维护和监视 功能。

过程工厂10也包括经由一些持久或者暂时通信链路(比如连 接到装备20以取得读数、然后去除的总线、无线通信系统或者手持 设备)连接到维护计算机22的各种旋转装备20、比如涡轮机、马达 等。维护计算机22能够存储和执行任何数目的监视和诊断应用23， 这些监视和诊断应用包括可商用的应用、比如CSI(艾默生过程管理 公司)提供的应用以及以下描述的应用、模块和工具以诊断、监视 和优化在工厂中的旋转装备20和其它装备的操作状态。维护人员通 常使用应用23以维护和监督在工厂10中的装备20的性能、确定旋 转装备20的问题并且确定何时和是否必须修理或者更换装备20。在 一些情况下，外界咨询者或者服务组织能够暂时获取或者测量与旋 转装备20有关的数据并且使用这一数据以执行对于旋转装备20的 分析以检测影响旋转装备20的问题、不良性能或者其它难点。在这 些情况下，运行分析的计算机能够未经由任何通信线路连接到系统 10的其余部分或者能够仅暂时连接。

相似地，具有与工厂10关联的功率生成和分布装备25的功率 生成和分布系统24例如经由总线连接到另一计算机26，该另一计算 机允许和监督在工厂10内的功率生成和分布装备25的操作。计算 机26能够执行已知的功率控制和诊断应用27、比如由例如Liebert 和ASCO或者其它公司提供的功率控制和诊断应用以控制和维护功 率生成和分布装备25。同样在许多情况下，外界咨询者或者服务组 织能够使用服务应用，这些服务应用暂时获取或者测量与装备25有 关的数据并且使用这一数据以执行对于装备25的分析以检测影响装 备25的问题、不良性能或者其它难点。在这些情况下，运行分析的 计算机(比如计算机26)能够未经由任何通信线路连接到系统10 的其余部分或者能够仅暂时连接。

如图1中所示，计算机系统30实施过程控制配置系统35的至 少部分，并且具体而言，控制系统30存储和实施配置应用38并且 可选地实施异常操作检测系统42。此外，计算机系统30能够实施提 醒／报警应用43。

一般而言，过程控制配置系统35能够与现场设备15、16、控 制器12B、14B、旋转装备20或者它的支持计算机22、功率生成装 备25或者它的支持计算机26以及在过程工厂10内的任何其它希望 的设备和装备和／或在计算机系统30中的异常操作检测系统42通信 以配置过程控制系统。过程控制配置系统35能够经由硬接线总线45 通信地连接到在工厂10内的计算机或者设备中的至少一些计算机或 者设备中的每个计算机或者设备或者可选地能够经由任何其它希望 的通信连接来连接，这些通信连接例如包括无线连接、使用OPC的 专用连接、间歇连接、比如依赖于手持设备以收集数据的连接等。 另外，过程控制配置系统35能够经由例如包括以太网、Modbus、 HTML、XML、专有技术／协议等的多种技术和／或协议通信地连接到 在工厂10中的计算机／设备。因此，虽然这里描述使用OPC以将过 程控制配置系统35通信地耦接到在工厂10中的计算机／设备的具体 示例，但是本领域普通技术人员将认识也能够使用将过程控制配置 和操作系统35耦接到在工厂10中的计算机／设备的多种其它方法。

图2A在附加细节中描绘过程控制系统、比如图1中所示过程 工厂10的过程控制系统14。过程控制系统14包括工厂人员、比如 过程控制操作者、维护人员、配置工程师等可访问的(能够是任何 类型的个人计算机、工作站等的)一个或者多个主机工作站、计算 机或者用户界面16。在图2A中所示示例中，示出两个工作站16为 经由公共通信线路或者总线52连接到过程控制节点48以及配置数 据库50和数据记载数据库51。能够使用任何希望的基于总线或者非 基于总线的硬件、使用任何希望的硬接线或者无线通信结构并且使 用任何希望或者适当的通信协议比如以太网协议来实施通信网络 52。

在图2A中图示节点48为包括过程控制器54(该过程控制器 能够是包括冗余控制器55的冗余控制器对)以及一个或者多个过程 控制系统输入／输出(I／O)设备56、58和60。过程控制系统I／O设 备56、58和60中的每个过程控制系统I／O设备通信地连接到在图 2A中图示为现场设备62、63A-C和64A-D的与过程控制有关的现 场设备集合。过程控制器54、I／O设备56、58和60以及控制器现场 设备62、63A-C和64A-D一般组成图2A的过程控制系统14。当然， 尽管图2仅描绘在单个节点48中的单个过程控制器54(和冗余过程 控制器55)，但是过程工厂能够具有包括任何数目的过程控制器的 任何数目的节点。

过程控制器54——仅为举例，该过程控制器能够是艾默生过 程管理公司销售的DeltaV^TM控制器或者任何其它希望的类型的过程 控制器——被编程用于使用I／O设备56、58和60以及现场设备62、 63A-C和64A-D来提供过程控制功能(使用普遍称为控制模块的模 块)。具体而言，控制器54实施或者监督在其中存储或者另外与之 关联的一个或者多个过程控制例程66(也称为控制模块)并且与现 场设备62、63A-C和64A-D以及工作站16通信以用任何希望的方 式控制在过程工厂10中操作的过程或者过程的部分。现场设备62、 63A-C和64A-D能够是任何希望的类型的现场设备、比如传感器、 阀、发送器、定位器等并且能够符合任何希望的开放、专有或者其 它通信或者编程协议，聊举数例，该其它通信或者编程协议例如包 括HART或者4-20ma协议(如对于现场设备62所示)、任何现场 总线协议、比如基金现场总线协议(如对于现场设备63A-C和 64A_-D所示)或者CAN、Profibus、AS-接口协议。相似地，I／O设 备56、58和60能够是使用任何适当通信协议的任何已知类型的过 程控制I／O设备。

公共底板68(由经过控制器和I／O设备56、58和60的虚线指 示)将控制器54连接到过程控制I／O卡56、58、60。控制器54也 通信地耦接到I／O设备56、58和60中的每个I／O设备并且作为用于 总线52的总线仲裁器操作以使I／O设备56、58和60中的每个I／O 设备能够经由总线52与工作站16中的任何工作站通信。

图2A的示例过程控制系统14包括能够用来配置用于示例过 程控制系统14的输入和输出的工作站16。作为示例， Fisher-Rosemount Systems，Inc.、艾默生过程管理公司销售的 DeltaV^TM控制系统支持使用模块和／或单元类对象来配置过程控制功 能。在配置这样的对象期间，现场设备标签被配置每个对象的每个 输入和／或输出块(例如与之关联)。如这里所用，现场设备标签是 包括如下信息的逻辑实体，该信息标识现场设备的类型和用于现场 设备的指派的名称(即标签)。然而在一些实施例中，现场设备标 签也包括与关于现场设备的或者现场设备生成的其它信息有关的配 置信息、例如而不限于校准数据、校准状态、设备状态、默认情景 显示和／或菜单、归档、功能块输入和／或输出数据(包括一个或者多 个统计过程模块(SPM)功能块的输出)、发送器数据等。在一些 示例中，配置也包括向输入／输出(I／O)网关的特定I／O端口和／或I／O 通道指派现场设备标签。在其它示例中，自动完成将现场设备标签 绑定和／或关联到I／O网关的特定I／O端口和／或I／O通道。如果配置 对象包括向I／O端口和／或I／O通道指派现场设备标签，则现场设备 标签能够如以下描述的那样用来比对现场设备到I／O端口和／或I／O 通道的实际布线验证配置的I／O端口和／或I／O通道指派。例如现场 设备标签能够被配置用于通过以电子表格、逗号分离的值和／或电子 扩展标记语言(XML)文件的形式导入仪器列表来处理控制模块。 这样的仪器列表也能够用来向I／O设备配置用于附着的现场设备62、 63A-C、64A-C的设备标签。

参照图2A和2B，示例过程控制系统14包括一个或者多个过 程控制节点(在图2A和2B中用标号48图示其中的一个过程控制 节点)，该一个或者多个过程控制节点包括经由一个或者多个I／O 网关89通信地耦接到示例工作站16和示例现场设备62、63A-C、 64A-D的一个或者多个过程控制器54。I／O网关89包括经由在底板 68上的连接97、98将I／O网关89通信地耦接到I／O设备56、58、 60的一个或者多个I／O端口90、92。I／O端口90、92将从现场设备 62、63A-C、64A-D接收的信息转译成与过程控制器54兼容的信号、 格式和／或协议和／或将来自过程控制器54的信息转译成与现场设备 62、63A-C、64A-D兼容的信号、格式和／或协议。每个I／O端口90、 92能够处理用于多于一个现场设备62、63A-C、64A-D的输入和／或 输出信号。这样，每个I／O端口90、92向I／O端口90、92的不同I／O 通道指派不同现场设备62、63A-C、64A-D。

图2A和2B的示例过程控制器54通过执行经由示例工作站16 构造和／或配置的并且在过程控制器中存储的一个或者多个过程控制 策略和／或例程66来自动化现场设备62、63A-C、64A-D的控制。例 如示例过程控制策略和／或例程66之一能够涉及到使用压强传感器 现场设备(例如示例现场设备62)来测量压强并且向阀定位器(例 如示例设备64A-D)自动发送命令以基于压强测量打开或者关闭流 体控制阀(64B)。为了正确控制现场设备62、63A-C、64A-D，向 示例过程控制器54和示例I／O网关89配置参数，这些参数指定哪个 现场设备62、63A-C、64A-D在I／O网关89电和／或通信地耦接到哪 个I／O端口90、82和／或I／O端口90、92的哪个I／O通道。

公共底板68使过程控制器54能够经由I／O设备56、58、60 与在过程节点中的一个或者多个过程节点(例如过程控制节点48) 中的现场设备62、63A-C、64A-D中的一个或者多个现场设备通信， 这些I／O设备用来在示例现场设备62、63A-C、64A-D与I／O端口 90、92中的一个或者多个I／O端口之间转译、排列、组织或者路由 信号。图2A和2B的示例I／O设备56、58、60是能够用关于通信地 耦接的现场设备62、63A-C、64A-D的信息编程的和／或自动获得该 信息的智能设备。例如示例I／O设备56、58、60被配置用于存储标 识耦接的现场设备62、63A-C、64A-D的类型的值和／或串和／或唯一 标识现场设备62、63A-C、64A-D的设备标签。例如示例I／O设备 60包含如下信息，该信息标识示例现场设备64A为具有设备标签 “TT-101”的温度发送器。

如以上描述的那样，设备标签用来向特定现场设备62、63A-C、 64A_-D逻辑地关联和／或指派控制模块的输入和／或输出块。一旦设备 白哦前与特定I／O端口90、92和／或I／O通道关联，现场设备62、 63A-C、64A-D变成向控制模块绑定。这样的过程控制系统I／O绑定 能够基于在I／O网关89感测I／O设备56、58、60和／或现场设备62、 63A-C、64A-D自动出现。附加地或者备选地，这样的绑定能够在配 置过程控制模块期间出现。在绑定在配置控制模块期间出现时，示 例I／O网关89能够用来感测耦接到I／O网关89的I／O设备56、58、 60和／或现场设备62、63A-C、64A-D、由此允许验证过程控制模块 向它们的相应现场设备62、63A-C、64A-D的恰当绑定。

手持编程器和／或标签器(未示出)能够向图2A的示例I／O设 备56、58、60编程现场设备62、63A-C、64A-D的设备标签。标签 能够通信地耦接到I／O设备56、58、60并且用来向I／O设备56、58、 60中编程信息。在一些实施例中，在现场设备62、63A-C、64A-D 中的每个现场设备接线到I／O设备56、58、60时对I／O设备56、58、 60编程。然而能够使用将现场设备62、63A-C、64A-D编程到I／O 设备56、58、60并且对I／O设备56、58、60编程的任何序列。附加 地或者备选地，I／O设备56、58、60能够从智能现场设备62、63A-C、 64A-D(例如现场总线设备)直接获得现场设备62、63A-C、64A-D 的设备类型和／或逻辑标签。

在所示示例中，(例如在过程控制器54中的)示例I／O端口 中的每个I／O端口包括数据结构94、96，该数据结构存储用于现场 设备(例如现场设备62、63A-C、64A-D)的设备标签，这些现场设 备被指派用于经由它的相应通用I／O总线与I／O端口90、92通信。 工程师、操作者和／或用户能够例如使用配置应用(例如配置应用76) 经由工作站16填充数据结构94、96。在一些实施例中，能够在将现 场设备连接到I／O设备56、58、60时自动填充数据结构94、96。

附加地或者备选地，工作站16能够自动生成数据结构94、96。 例如能够指引示例I／O网关89自动感测哪个I／O设备56、58、60通 信地耦接到它的I／O端口90、92以获得用于通信地耦接到感测的I／O 56、58、60的每个现场设备62、63A-C、64A-D的现场设备白哦前。 例如从DeltaV^TM Explorer^TM，工作站16的用户能够(例如经由按钮、 菜单等)执行功能，该功能使I／O网关89执行自动感测。I／O网关 89也获得和／或确定输送用于感测的现场设备62、63A-C、64A-D的 现场设备数据的通用I／O总线的I／O通道和／或槽。示例I／O网关89 向工作站16报告收集的信息。

由于设备标签能够包括、自动配置除了标签名称和与设备类型 有关的信息、比如设备诊断数据之外的信息或者使该信息被自动配 置，所以数据结构94、96也能够存储设备诊断数据。在一个实施例 中，设备标签并且因此在数据结构94、96中存储的数据也能够例如 包括而不限于以下数据中的一些或者所有数据：用于配置、操作和 维护上下文的上下文菜单选择；销售商归档或者指向该销售商归档 的链接；诊断信息；维护信息；提醒配置；控制信息、比如功能块、 统计处理模块的块等；控制和／或维护视图(例如面板视图)等。信 息中的一些信息能够是静态信息(即在运行时间中未改变的信息)、 比如标签名称(例如FY-101、TT-101等)、描述(例如“我最喜欢 的阀”)、设备制造商(例如Rosemount、Fisher等)、型号(3051、 DVC600等)、修订(例如rev6)、设备类型(例如压强发送器、 阀等)或者用户可定义串(例如设备位置-“大楼3第4层”)。在设 备标签中包括并且在数据结构94、96中存储的其它信息能够是动态 (即非静态)的、因此能够在运行时间期间改变。这样的信息的示 例包括功能块数据(例如统计处理模型(SPM)块生成的数据)、 提醒和／或报警数据、诊断信息和／或维护信息。其取回由设备标签配 置和／或存储于数据结构94、96中的动态数据这里称为“设备诊断数 据”。

再次参照图2A，工作站16中的每个工作站包括处理器70和 存储器72，该存储器能够存储用于在处理器70上执行的任何数目的 应用74，这些应用例如包括而不限于用户界面应用、配置应用、诊 断和／或查看应用、设备管理应用、诊断数据轮询应用、数据记载应 用等。图2A图示工作站16之一的存储器。图示存储器72为包括配 置应用76、一个或者多个第三方诊断应用78、操作者界面应用80、 记载应用82、资产管理应用84、一个或者多个插件应用86和诊断 数据轮询应用88。然而如果希望则能够在工作站16中的不同工作站 中或者在与过程工厂10关联的其它计算机中存储和执行这些应用中 的一个或者多个或者所有应用。

一般而言，配置应用76向配置工程师提供配置信息并且使配 置工程师能够配置过程工厂10的一些或者所有单元并且在配置数据 库50中存储该配置。作为配置应用76执行的配置活动的部分，配 置工程师能够创建用于过程控制器54的控制例程或者控制模块并且 能够经由总线52和控制器54向过程控制器54下载这些不同控制模 块。相似地，配置应用76能够用来创建并且向I／O设备56、58、60、 向现场设备62、63A-C和64A-D中的任何现场设备等下载其它程序 和逻辑。如将理解的那样，用于过程控制系统的这些过程控制模块 能够与将在其中执行这些模块的设备独立地来创建并且能够通过直 接相互引用来通信地连结在一起以由此使过程控制系统逻辑能够在 被向任何特定设备指派之前通信。这一特征使过程控制器模块能够 被创建和存储为模板、提供在改变、去除等在过程工厂内的设备时 更容易移植这些模块并且一般允许过程控制系统12在与这些系统关 联的物理设备被放置就位之前的逻辑配置。

现在转向图2C，能够作为例如配置应用76的部分显示的示例 用户界面250显示向功能块指派和／或配置设备标签。为了显示控制 模块分级，图2C的示例用户界面250具有左手部分255。示例左部 分255显示用于名称为“区域_A”的过程区域265的单元260列表。

为了显示功能块和参数，图2C的示例显示250包括右手部分 270。图2C的示例右手部分270显示与单元260中的选择的单元、 例如示例“MOD1”单元275关联的功能块和／或参数的列表。对于示 例MOD1单元275的每个功能块280，示例右手部分270包括设备 标签285。例如已经向具有设备标签“TT-101”的现场设备64A配置 示例功能块AI1。如在第号7,043，311中描述的那样，能够通过以电 子表格、逗号分离的值和／或XML文件的形式导入仪器列表来向功 能块配置和／或指派现场设备标签。

本领域普通技术人员将容易理解，图2C的示例左手部分255 中所示示例分级仅为示例并且能够用任何数目的方式来修改。例如 能够省略图2C中所示示例端口和通道部件300，从而现场设备无需 与I／O网关89关联。I／O网关89能够使用任何数目和／或类型的寻址 方案以标识特定现场设备62、63A-C、64A-D和／或与特定现场设备 62、63A-C、64A-D通信。然而能够用安装者和／或操作者的知识和／ 或参与来实施这样的寻址方案。另外，这样的寻址方案无需连结到 I／O端口90、92和／或I／O端口的通道的使用。

仍然参照图2A，资产管理应用84能够是被设计用于与过程控 制系统的其它应用、比如与配置应用76、操作者界面应用80和数据 记载应用82操作的本机诊断应用。资产管理应用——该资产管理应 用能够例如是艾默生过程管理公司管理和销售的资产管理解决方案 (AMS)工具——能够用于这一目的以与设备通信、获得其特有信 息并且实施与设备关联的诊断。当然，也能够使用其它第三方诊断 工具。

如果希望则一个或者多个第三方诊断应用78能够向用户、比 如向过程控制操作者、安全操作者等提供包括关于过程控制系统12 的状态的信息的一个或者多个显示。尽管图示为第三方应用，但是 一个或者多个诊断应用78能够是除了资产管理应用84之外的任何 诊断应用。例如诊断应用78能够是接收并且向操作者显示报警指示 的报警显示应用。如果希望则这样的报警查看应用能够采用如在均 向本专利的受让人转让并且通过这里的引用而明确地结合于此、如 在标题为“Process Control System Including Alarm Priority  Adjustment”、第5,768，119号美国专利和标题为“Integrated Alarm  Display in a Process Control Network”的第号09／707,580号美国专利 申请中公开的形式。

操作者界面应用80能够是任何类型的界面，该界面例如让用 户能够操纵数据值(例如执行读取或者写入)以由此变更在控制系 统内的控制模块的操作而又提供正确水平和类型的安全性。因此， 例如如果指定向与控制系统12关联的控制模块、比如向控制模块54 或者向现场设备62之一进行写入，则应用80实行正确安全过程以 使该写入能够发生。

数据记载应用82能够经由计算机16和通信总线52连接到记 载数据库51以收集和存储异常情形防止数据，该数据包括在过程工 厂10内的现场设备64A-D和66收集的统计数据、根据现场设备 64A-D和66收集的过程变量确定的统计数据以及任何一个或者多个 其它类型的如下数据，对于该数据，历史数据能够可用来检测、诊 断和／或防止异常情形、优化过程等。当然，数据库50和51尽管在 图2中图示为分离、但是能够被组合使得单个数据库存储配置信息 以及在线过程变量数据、参数数据、状态数据以及与在过程工厂10 内的过程控制器54以及现场设备62、63A-C和64A-D关联的其它 数据。因此，数据库51能够作为配置数据库操作以存储包括过程配 置模块的当前配置以及如向过程控制器54以及现场设备62、63A-C 和64A-D下载并且在过程控制器54以及现场设备62、63A-C和 64A-D内存储的用于过程控制系统12的控制配置信息。类似地，数 据库50能够如关于数据库51描述的那样存储历史数据。

一个或者多个插件应用86能够包括可与配置应用76、诊断应 用78、操作者界面80、资产管理应用84或者其它有关应用使用的 任何插件应用。例如在Emerson Process Management销售的DeltaV 系统中，能够向DeltaV系统导入插件以在设备库中创建新设备类型。 例如ValveLink插件能够扩展现有设备信息以添加ValveLink归档、 ValveLink维护上下文选择、ValveLink维护信息、ValveLink提醒信 息和默认配置等。

诊断数据轮询应用88能够操作以使用可用同步或者异步调用 来轮询设备诊断数据。诊断数据轮询应用88也能够高速缓存取回的 设备诊断数据用于由应用76-86中的一个或者多个应用使用。当然， 无需必然地实施诊断数据轮询应用88为分离应用。取而代之，能够 实施诊断数据轮询应用88为例如包括操作者接口应用80、在控制例 程66中的一个或者多个功能块、在I／O设备56、58、60上执行的一 个或者多个例程等的一个或者多个其它应用的部分。执行诊断数据 轮询应用88的处理器70能够在记载数据库51中和／或在存储器72 中和／或在数据结构94、96中高速缓存取回的设备诊断数据。在其中 多个工作站16执行应用中的各种应用或者其中多个工作站16执行 一个或者多个应用的多个副本的过程工厂中，能够在记载数据库51 中和／或在数据结构94、96中存储取回的设备诊断数据用于由工作站 16和／或应用76-78中的每个工作站和／或应用访问。也能够在一些实 施例中在与工作站16关联的存储器72中的一个或者多个存储器中 复制和／或同步取回的设备诊断数据。

在一些实施例中，诊断数据轮询应用88配置取回设备诊断数 据作为更低优先级任务和／或作为后台任务出现。也就是说，能够配 置诊断数据轮询应用88使得取回设备诊断数据未不利地影响和控制 操作。设备诊断数据通信能够由此利用实时过程控制通信另外不需 要的带宽。另外，根据如何使用设备诊断数据，无需必然地用可重 复或者周期性时间表轮询设备诊断数据。取而代之，更新协议能够 依赖于设备协议和／或总线负载。在这样的实例中，活动、比如AMS 直传通信和设备下载活动能够接收较诊断参数更新而言的优先级并 且可能引起对更新的显著延迟。例如能够可接受的是仅在有在总线 上可用的带宽时更新来自现场总线换能器或者资源块的设备诊断数 据。

周期性地轮询和高速缓存设备诊断信息允许将设备诊断数据 用于该信息先前不可用于的许多目的。例如在一些实施例中，能够 向控制系统中集成设备诊断数据而无需配置工程师显式地配置传达 用于每个设备的设备诊断数据。有利地并且与先前系统对照，能够 取回和高速缓存设备诊断数据而无需执行除了操作者界面应用80之 外的应用、比如第三方诊断应用78或者资产管理系统84。这一方式 消除或者至少部分减轻如下方式引起的通信延迟、处理要求和存储 器约束，在该方式中必须执行专门化的应用以读取和／或存储在设备 诊断数据中包括的数据。

与在运行时间器件未改变的静态设备信息、比如标签名称、描 述、设备制造商、型号、修订、设备类型等对照，设备诊断数据能 够是静态或者动态的。设备诊断数据能够仅不频繁地改变(例如校 准到期日期)或者能够更频繁地改变(例如设备健康数据、报警状 态、提醒状态、设备状态等)。在任何情况下，在一些实施例中， 与过程控制系统兼容的每个设备能够在配置库53中(例如在配置数 据库50中)具有与它关联的用于配置过程控制系统与关联现场设备 操作的设备标签。设备标签能够包括用于现场设备的设备诊断数据 的配置。例如配置库53能够包括与阀类型对应的设备标签并且在向 阀类型的特定实例绑定时能够向过程控制系统配置设备标签数据和 设备诊断数据。具体而言，过程控制系统能够被配置阀名称、描述 和类型并且也能够被配置用于访问阀的校准数据、阀的校准状态、 阀的设备状态、在阀中的SPM模块输出的数据等。

在一些实施例中，智能现场设备能够具有在现场设备中的存储 器设备中存储的设备标签。能够在将现场设备连接到过程控制系统 时从现场设备的存储器自动取回设备标签，并且过程控制系统能够 被自动配置用于与现场设备操作。包括设备标签数据和设备诊断数 据的设备标签能够向现场设备被自动绑定并且能够在存储器72中和 ／或在数据结构94、96中存储和／或高速缓存设备标签。

与设备标签关联的所有设备信息、包括设备标签数据、用于配 置设备诊断数据的数据和设备诊断数据本身能够包括描述、值和值 状态。在一些实施例中，能够例如基于用于以及时方式更新值的能 力确定设备诊断数据的值状态。例如对于设备诊断数据值，如果系 统不能在给定的时间段(例如30分钟)内更新设备诊断数据值则数 据状态能够指示“不良”，或者如果有用于设备的活跃通信提醒则能 够指示“未知”，或者如果有在配置的设备的版本与实际设备的版本 之间的未匹配则为“不确信”，并且如果成功更新数据则能够指示“良 好”等。在一些实施例中，设备诊断数据状态能够由现场设备确定。 在示例中，如果已经在预定时间段(例如30分钟、1小时等)内更 新校准状态值则校准状态值能够是“已校准”并且校准状态值状态能 够指示“良好”，但是如果在预定时间段内尚未更新校准状态值则能 够指示“不良”。预定时间段能够根据特定设备诊断数据值变化。在 另一示例中，如果已经在不同预定时间段(例如五分钟、10分钟、1 分钟等)内更新统计过程模块(SPM)块的输出的值则与SPM块的 输出对应的值的值状态能够指示“良好”，但是如果在该时间段内尚 未更新SPM块的输出的值则能够指示“不良”。

由于设备诊断数据值能够可由多个应用并且具体由配置和操 作者界面应用访问，则能够实施设备诊断数据值为控制信号，从而 能够在控制策略中使用数据值。在实施设备诊断数据值为控制信号 时，它能够具有与其它控制信息相同的更新要求。当然，各种通信 协议能够限制更新能够通过协议出现的速率。

在一些实施例中，操作者、维护技术人员、配置工程师等能够 查看设备细节显示，该设备细节显示揭示设备提醒条件、设备参数、 和公共维护信息。设备细节显示能够在操作者界面应用80、诊断应 用78之一、配置应用76和资产关联应用84中的一个或者多个应用 中可用。图3图示示例设备细节显示100。显示100的区域102提供 用于显示100涉及的现场设备的标准、静态信息(例如设备标签数 据)。例如区域102能够包括设备标签名称104、设备描述106、设 备制造商108、设备类型110和设备修订112。尽管在显示100中未 显示，但是显示100也能够包括设备型号编号和／或一个或者多个用 户可定义值。

显示100也能够提供包括提醒信息标签页114、诊断信息标签 页116和／或维护信息标签页118的一个或者多个信息页面或者标签 页。图3描绘让提醒标签114被选择的显示100。在被选择时，提醒 标签页114能够显示活跃条件列表120和阻止条件列表122中的一 个或者两个列表。列表120和122中的每个列表能够示出关于显示 的各种提醒条件的细节。例如列表120描绘用于每个列举的提醒的 时间124、类别126、具体条件128(例如故障、校准到期等)和提 醒类型130(例如失败、维护、偏离规范、检查、建议等)。列表 120和122中的每个列表也能够包括用于选择显示的提醒类型的控 件132(例如复选框、切换按钮等)。显示100也能够包括用于显示 的信息的上次更新时间的指示133。

现在参照图4，诊断标签页116在被选择时使显示100描绘选 择的设备的诊断参数136的列表134。仅作为一个示例，图4中描绘 的显示示出对于选择的磁鼓级主发送器，诊断参数包括压强、温度、 零微调、传感器微调低和传感器微调高。当然，显示的参数能够是 可用于选择的设备的任何诊断参数。对于显示的诊断参数136中的 每个诊断参数，显示100也描绘值138和描述140。

对于在设备细节显示100中可用的设备特有参数中的每个设 备特有参数，将从设备周期性地取回并且在数据结构94、96中高速 缓存参数值，并且将确定和存储参数值状态。设备显示100将显示 参数而无需任何用户配置。取而代之，每个设备将具有在设备标签 中(即在配置库53中或者在现场设备上存储)的设备定义中定义的 诊断参数和值集合。每个诊断参数具有名称并且支持当前值(CV) 域、描述域、值状态域和可能其它域。每个设备能够具有制造商为 它定义的能够由维护应用显示的上下文屏幕。

在一些实施例中，与设备标签关联的信息将支持和／或配置为 所有设备提供信息的附加管理信息。例如能够添加维护模式参数以 允许操作者标识关联设备是否可用于联系维护活动。在设备“在服务 中”时，I／O设备56、58、60经由向设备的直传通信的写入命令以防 止在设备在服务中之时不适当操纵它。例如在发送器(例如示例显 示100的LTE-201发送器)“在服务中”时，能够禁用和防止校准命 令到达设备，而能够允许(例如用于读取参数值的)读取命令。在 一些实施例中，也能够支持附加维护锁定或者状态。该参数能够允 许设备置于维护状态中以提供设备可用于维护的确认或者如果该参 数指示设备未在维护状态中则设备可用于服务(在过程中)的确认。

作为另一示例，能够添加校准到期日期以允许运行时间系统和 操作者确定设备是否在校准中或者迫近它的校准到期日期。类似地， 也能够在设备标签中的参数之中包括校准状态。能够在设备脱离校 准时将校准状态设置成真。在设备标签本机地支持校准到期日期参 数时，设备标签能够从设备读取日期并且允许维护软件正常管理设 备。对于所有其它设备，该域能够可用于用户并且能够通过设备细 节显示来人工设置或者从分离应用有计划地设置。

对于如下设备，这些设备包括对于设备诊断数据、比如来自一 个或者多个统计处理模块(SPM)块(有时也称为高级诊断块(ADB)) 的数据的本机支持(即如下设备，这些设备存储可操作用于配置设 备诊断数据的机载设备)，也能够从SPM块周期性地取回和存储并 且能够在细节显示中显示设备诊断数据值(例如均值、标准偏差等) 而无用户需要的配置。

图5图示具有让维护标签页118被选择的示例显示100。在被 选择时，维护标签页118显示与公共维护任务有关的信息和设备制 造商定义的维护信息。该信息能够包括设备状态的指示142、校准到 期日期的指示144、一个或者多个高级诊断参数或者值146(比如统 计处理模块(SPM)功能块输出的值)、设备的映像148、校准状态 150或者任何其它可用设备维护信息。在维护标签页上显示的信息中 的一些信息能够可由用户修改。例如设备状态指示142能够可修改 以指示设备在服务中或者指示设备脱离服务，并且校准到期日期144 能够可修改以在执行校准之后设置新日期。用于修改值的控件能够 是任何已知的界面控件、比如下拉菜单、单选按钮、弹出窗口、文 字录入框、复选框等。

如以上描述的那样，高速缓存取回的设备诊断数据，从而它可 用而无需与对于查看或者使用数据的请求并行取回数据。也就是说， 如以上描述的那样，设备诊断数据能够未如控制数据一样被规律地 更新、因此一般未用于控制(然而在一些实例中，它能够用于控制)。 然而运行时间应用、比如显示、历史、控制模块等能够具有对设备 标签信息(即设备标签数据和／或设备诊断数据)的完全访问而无需 存在配置数据库50。

在一些实施例中，需要来自系统工程师的很少输入或者无需输 入以配置设备提供设备诊断数据。取而代之，在配置系统器件从配 置库53向每个设备指派对应设备定义，该设备定义在设备中自动配 置设备提醒和诊断参数。设备标签采用向设备给予的名称，并且在 控制策略和图形中用该标签引用提醒和诊断参数。因此，配置工程 师无需为设备定义可用于的现场设备配置诊断参数路径。在一些实 施例中，设备定义信息包括设备中的在运行时间器件动态更新的任 何可用诊断值。在设备定义中也定义设备细节显示100中的所有细 节。

配置工程师能够通过提供描述和主控制显示来完成设备标签 配置。图6A和6B描绘配置对话框160的相应标签页，该配置对话 框允许配置工程师对设备标签描述的各种方面修改或者编程。在图 6A中，配置对话框160让一般标签页162被选择。一般标签页162 包括对象类型的指示164、何时修改设备属性的指示166和上次修改 设备属性的操作者或者工程师的指示168。域170与描述域174、设 备ID域176和地址域178一起用操作者或者配置工程师能够修改的 设备标签页172填充。三个域180、182、184自动填充以分别反映 设备制造商、设备类型和设备修订。

图6B描绘报警和显示标签页186被选择的配置对话框160。 在报警和显示标签页186上，配置工程师能够设置各种显示以与设 备关联、包括设置域188中的主控制显示、域190中的细节显示和 域192中的面板显示。在选择设备定义时，能够默认用对应显示自 动填充域188、190和192中的每个域。也能够在选择设备定义时自 动设置用于分别有选择地启用设备报警和设备提醒重新通报的域 194和196。

在一些实施例中，诊断标签页198能够包括定义设备的所有可 能设备诊断数据参数的字段(未示出)。设备诊断数据参数中的每 个设备诊断数据参数能够具有用于有选择地启用参数以在运行时间 器件被活跃地取回的关联控件(未示出)。配置工程师能够从参数 列表选择添加或者从设备的活跃取回中去除参数。选择的参数能够 通过维护应用而可用。

现在参照图7，示例显示图示其中能够使用设备诊断数据的一 个视图。具体而言，图7图示过程报警摘要显示200。报警摘要显示 200取回高速缓存的设备诊断数据并且允许操作者或者维护技术人 员容易查看用于各种设备的所有活跃／阻止报警／提醒条件。显示200 能够具有多列，没列能够显示与过程控制系统关联的诊断数据或者 其它数据。显示200例如包括列202，该列用图标204指示报警／提 醒是否为警告、失败、维护条件等。列206指示生成报警／提醒的日 期和时间。列208指示与报警／提醒关联的设备标签。列210指示标 签的描述。列212指示标签的类别(例如设备、过程、系统)。列 214指示报警／提醒(例如失败、维护等)。列216指示与报警／提醒 关联的消息(例如不良传感器、高流量、低流量、阀粘着、阀粘着 提醒等)。能够根据过程、操作者、维护技术人员或者参与过程的 其它人员的独特需要在显示200中包括其它列(未示出)。

图8描绘另一示例显示，该示例显示图示其中能够使用以上诊 断数据的第二视图。具体而言，图示设备的控制面板220。控制面板 220列举控制模块引用的设备(222)和用于每个设备的最高优先级 活跃提醒(224)。尽管能够实时呈现控制面板220中的一些信息、 比如用于控制循环的当前值226(例如因为它们是控制例程的部分)， 但是也能够在面板220中呈现设备诊断数据、比如活跃提醒224而 未另外影响控制例程的操作。也就是说，由于在后台中而未实时下 载设备诊断数据，所以无论总线是否自由下载报警／提醒的实时状态 都能够例如在控制面板220中向操作者呈现设备报警／提醒数据。

图9描绘用于根据当前描述的实施例控制过程的方法250。能 够体现该方法为在有形、非瞬态存储介质上存储并且可由一个或者 多个处理器执行以使该方法被执行的机器可读指令集。备选地，在 一些实施例中，能够在硬件中(例如在现场可编程门阵列(FGPA) 或者专用集成电路(ASIC))中对指令编程。参照图9，过程控制 现场设备(例如现场设备62、63A-C、64A-D之一)经由输入／输出 设备、比如I／O设备56、58、60通信地耦接到过程控制器、比如过 程控制器54(块252)。获得用于现场设备62、63A-C、64A-D的 设备标签(块254)并且使用该设备标签以配置I／O设备56、58、60 (块256)。配置I／O设备56、58、60能够包括配置一个或者多个 例程(该一个或者多个例程也能够是在有形、非瞬态存储介质上存 储的计算机可读指令或者备选地能够是在硬件、比如FPGA中编程 的指令)以从现场设备62、63A-C、64A-D取回设备诊断数据、(例 如在数据结构94、96中)高速缓存设备诊断数据并且向一个或者多 个应用提供对高速缓存的设备诊断数据的访问。从现场设备62、 63A-C、64A-D取回(块258)并且高速缓存设备诊断数据(块260)。 向一个或者多个应用提供高速缓存的设备诊断数据(块262)。

当前描述的系统和方法的各种实施例能够包括以下方面中的 任何方面。

1.一种用于控制过程的方法，方法包括：

经由输入／输出设备将过程控制现场设备通信地耦接到过程控 制器；

获得用于现场设备的设备标签；

根据在设备标签中的数据配置输入／输出设备以：

从现场设备取回设备诊断数据；

高速缓存设备诊断数据；

向一个或者多个应用提供对高速缓存的设备诊断数据的访问；

从现场设备取回设备诊断数据；

高速缓存设备诊断数据；并且

向一个或者多个应用提供高速缓存的设备诊断数据。

2.根据方面1的方法，其中，获得用于现场设备的设备标签 包括从现场设备取回设备标签数据。

3.根据方面1的方法，其中，获得用于现场设备的设备标签 包括在配置应用中接收对用于与现场设备关联的设备标签的选择。

4.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，从现场设备取 回设备诊断数据包括从现场设备取回用于至少一个非静态参数的 值。

5.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，从现场设备取 回用于至少一个非静态参数的值包括取回由以下各项构成的组中的 至少一项的值：校准状态；校准到期日期；设备状态；提醒状态； 报警状态；设备健康状态；测量的过程参数；功能块的输入；以及 功能块的输出。

6.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，取回功能块的 输出的值包括取回统计处理模块(SPM)块的输出的值。

7.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，从现场设备取 回设备诊断数据包括利用实时过程控制通信另外不需要的带宽来轮 询设备诊断数据。

8.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，从现场设备取 回设备诊断数据包括根据异步调用轮询设备诊断数据。

9.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，从现场设备取 回设备诊断数据包括根据低优先级、后台任务轮询设备诊断数据。

10.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，高速缓存设备 诊断数据还包括：

确定用于一个或者多个高速缓存的设备诊断数据值中的每个 设备诊断数据值的数据状态；并且

存储确定的数据状态为与对应的高速缓存的诊断数据值关联。

11.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，确定数据状态 包括：

确定自从取回高速缓存的设备诊断数据值起流逝的时间；

将流逝的时间与预定阈值作比较；

如果流逝的时间少于预定阈值则确定数据状态是良好；并且

如果(1)流逝的时间大于预定阈值或者(2)对于从其取回设 备诊断数据值的现场设备存在活跃通信提醒则确定数据状态是不 良。

12.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，用于一个或者 多个高速缓存的设备诊断数据值中的第一设备诊断数据值的流逝的 时间与之比较的预定阈值不同于用于一个或者多个高速缓存的设备 诊断数据值中的第二设备诊断数据值的流逝的时间与之比较的预定 阈值。

13.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，高速缓存设备 诊断数据包括在输入／输出设备的存储器设备中高速缓存设备诊断数 据。

14.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，向一个或者多 个应用提供高速缓存的设备诊断数据包括向由以下各项构成的组中 的至少一项提供高速缓存的设备诊断数据：设备细节显示；报警显 示；以及设备面板。

15.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，向一个或者多 个应用提供高速缓存的设备诊断数据包括向控制例程提供设备诊断 数据。

16.根据前述方面中的任一方面的方法，其中，向一个或者多 个应用提供高速缓存的设备诊断数据包括维护显示和操作者控制显 示，维护显示和操作者控制显示各自包括高速缓存的设备诊断数据， 并且方法还包括：

在使用维护显示时标识过程的问题；并且

使用操作者控制显示来修复过程的问题。

17.一种过程控制系统，包括：

过程控制器，其执行一个或者多个过程控制例程以控制过程；

输入／输出设备，其通信地耦接到过程控制器；

多个现场设备，其经由总线通信地耦接到输入／输出设备并且 经由输入／输出设备通信地耦接到过程控制器，多个现场设备中的至 少一个现场设备生成设备诊断数据；

设备标签，其与至少一个现场设备关联并且存储用于配置输入 ／输出设备以从至少一个现场设备取回设备诊断数据的数据；

第一例程，其在第一存储器设备上存储为指令，例程可操作用 于取回至少一个现场设备生成的设备诊断数据；

高速缓存，其存储从至少一个现场设备取回的设备诊断数据； 以及

第二例程，其可操作用于从高速缓存读取存储的设备诊断数据 并且使用设备诊断数据来执行过程控制功能。

18.根据方面17的过程控制系统，其中，至少一个现场设备 的设备标签存储于在至少一个现场设备内设置的存储器设备中。

19.根据方面17的过程控制系统，其中，设备标签存储于配 置数据库中并且根据经由配置应用接收的输入与至少一个现场设备 关联。

20.根据方面17至19中的任一方面的过程控制系统，其中， 至少一个现场设备生成的设备诊断数据包括用于至少一个非静态参 数的值。

21.根据方面17至20中的任一方面的过程控制系统，其中， 至少一个非静态参数是由以下各项构成的组中的一项：校准状态； 校准到期日期；设备状态；提醒状态；报警状态；设备健康状态； 测量的过程参数；功能块的输入；以及功能块的输出。

22.根据方面17至21中的任一方面的过程控制系统，其中， 至少一个非静态参数是功能块的输出，并且功能块的输出包括统计 处理模块(SPM)块的输出。

23.根据方面17至22中的任一方面中的任一方面的过程控制 系统，其中，第一例程可操作用于使用实时过程控制通信另外不需 要的带宽来轮询至少一个现场设备。

24.根据方面17至23中的任一方面中的任一方面的过程控制 系统，其中，在高速缓存中存储的设备诊断数据包括：

一个或者多个设备诊断数据值，设备值中的每个设备值与对应 设备诊断数据参数关联；以及

数据状态，与一个或者多个设备诊断数据值中的每个设备诊断 数据值对应。

25.根据方面17至24中的任一方面的过程控制系统，其中， 根据自从取回对应设备诊断数据值起流逝的时间与预定阈值的比较 来确定数据状态。

26.根据方面17至25中的任一方面的过程控制系统，其中， 用于一个或者多个高速缓存的设备诊断数据值中的第一设备诊断数 据值的流逝的时间与之比较的预定阈值不同于用于一个或者多个高 速缓存的设备诊断数据值中的第二设备诊断数据值的流逝的时间与 之比较的预定阈值。

27.根据方面17至26中的任一方面的过程控制系统，其中， 在输入／输出设备的存储器设备上存储高速缓存。

28.根据方面17至27中的任一方面的过程控制系统，其中， 第二例程是设备细节显示例程、报警显示例程或者设备面板显示例 程。

29.根据方面17至28中的任一方面的过程控制系统，其中， 第二例程是控制例程。

30.根据方面17至中的任一方面的过程控制系统，其中，第 二例程是包括在高速缓存中存储的设备诊断数据的维护显示例程并 且还包括：

操作者控制显示例程，包括用户界面部件，用户界面部件动态 地链接到一个或者多个过程控制例程以经由与用户界面部件的用户 交互控制过程的操作，从而使用可访问的操作者控制显示例程来修 复在维护显示例程中标识的过程的问题。

31.根据方面17至29中的任一方面的过程控制系统，其中， 第一例程是异步轮询例程。

32.根据方面17至31中的任一方面的过程控制系统，其中， 第一例程是低优先级、后台任务。