Системы и способы для инициализации конфигурирования устройств, работающих в средах промышленной автоматизации
Изобретение относится к промышленной автоматизации. Устройство, выполненное с возможностью работы в среде промышленной автоматизации, содержит модуль обработки; память; интерфейс промышленной связи и последовательный периферийный интерфейс. Модуль обработки, память и последовательный периферийный интерфейс расположены на основной электронной плате, подключенной к внешнему запоминающему устройству или периферийной плате. Устройство получает конфигурационные данные, связанные с функцией промышленной автоматизации устройства, через последовательный периферийный интерфейс и сохраняет полученные данные в памяти, когда последовательный периферийный интерфейс подключен к внешнему запоминающему устройству, и выполняет функции промышленной автоматизации в соответствии с полученными конфигурационными данными, когда последовательный периферийный интерфейс подключен к периферийной плате. Повышается скорость передачи данных. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится в целом к инициализации, или конфигурированию, устройств, которые выполняют функции промышленной автоматизации и осуществляют связь с внешними устройствами с использованием протоколов промышленной связи, а более конкретно - для передачи конфигурационных данных этим устройствам через шинный интерфейс общего назначения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы промышленной автоматизации, которые могут содержать системы управления технологическими процессами, используемые, например, в химической промышленности, а также роботизированных системах на предприятиях, как правило, содержат специализированные устройства, работающие в цехах или полевых условиях. Примерами таких устройств являются клапаны, датчики, позиционеры, контроллеры и т. д. В целом, эти устройства выполняют соответствующие функции промышленной автоматизации, такие как определение параметра процесса (например, температуры, давления, расхода, уровня жидкости), вычисление параметров процесса, контроль параметра процесса (например, открытие и закрытие клапанов, увеличение или уменьшение потока), генерирование аварийных сигналов и т.д.
Устройства, работающие в системах промышленной автоматизации, могут быть соединены проводным или беспроводным способом и осуществлять связь, используя протоколы промышленной связи, такие как FOUNDATION ™ Fieldbus, HART® или Profibus. Эти протоколы определяют форматы для передачи измерений, предупреждений и отчетов о состоянии, команды, которые влияют на переменные процесса или параметры автоматизации, команды для активации или деактивации устройств и т.д. Типичный протокол промышленный связи также поддерживает конфигурацию устройства через предопределенные команды или команды, определенные производителями для конкретных устройств в соответствии с синтаксисом протокола.
Инициализация устройств через протоколы промышленной связи могут занимать значительное количество времени из-за относительно низких скоростей передачи данных, поддерживаемых этими протоколами. Например, для загрузки пакета данных размером 15 КБ по каналу связи HART со скоростью 1200 бит/с требуется около 10 минут. С другой стороны, инструменты, которые позволяют репликацию прошивки через Joint Test Action Group (JTAG) или аналогичные протоколы, накладывают множество ограничений, таких как компиляция данных в прошивку, физический контроль (например, кнопка) для активации, поддержка специальных интерфейсов и протоколов связи и т.д.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с описанными ниже техническими решениями для инициализации, устройство выполнено с возможностью осуществления функции промышленной автоматизации, а также для осуществления связи с использованием протокола промышленной связи, такого как FOUNDATION ™ Fieldbus или HART®, при этом конфигурационные данные получают через шину общего назначения, например, последовательный периферийный интерфейс (SPI), со скоростью, значительно превышающей скорость передачи данных, поддерживаемую протоколом промышленной связи. Конфигурационные данные связаны с функцией промышленной автоматизации устройства и могут содержать, например, языковой пакет, состоящий из набора сообщений на одном или нескольких языках для отображения во время работы устройства, конфигурационные данные датчиков, например, таблицы плотности и т.д. Устройство может содержать основную электронную плату, соединенную с периферийной платой, например, датчиковой платой, и при этом конфигурационные данные в конечном счете могут находиться на основной электронной плате или периферийной плате.
Чтобы инициировать передачу конфигурационных данных в соответствии с одним примером сценария, основная электронная плата подключается к внешней памяти через шину общего назначения, и команда, соответствующая протоколу промышленной связи, отправляется на основную электронную плату. Основная электронная плата в ответ на команду извлекает конфигурационные данные через шину общего назначения. Внешняя память затем отключается от основной электронной платы, а периферийная плата подключается к основной электронной плате через шину общего назначения. Затем устройство работает в соответствии с данными конфигурации.
Более конкретно, одним из примеров осуществления этих технических решений является устройство, выполненное с возможностью работы в среде промышленной автоматизации. Указанное устройство содержит модуль обработки, память, интерфейс промышленной связи для осуществления связи с внешним устройством по протоколу промышленной связи и последовательный периферийный интерфейс для осуществления связи с периферийной платой во время работы устройства. Когда последовательный периферийный интерфейс подключается к внешнему запоминающему устройству, устройство настраивается для приема конфигурационных данных, связанных с функцией промышленной автоматизации устройства, через последовательный периферийный интерфейс и хранения полученных конфигурационных данных в памяти. Когда последовательный периферийный интерфейс подключается к периферийной плате, устройство настраивается для работы по выполнению функции промышленной автоматизации в соответствии с полученными конфигурационными данными.
Другим примером осуществления этих технических решений является способ инициализации устройств, выполненных с возможностью осуществления связи с использованием протоколов промышленной связи и оснащенных шинами общего назначения для соединения компонентов устройства. Способ включает подключение с возможностью связи основной электронной платы устройства к внешней памяти через шину общего назначения, передачу конфигурационных данных, связанных с функцией промышленной автоматизации устройства, из внешней памяти на основную электронную плату через шину общего назначения, а затем для передачи конфигурационных данных, отсоединение внешней памяти и подключение с возможностью связи основной электронной платы к периферийной плате. Устройство выполняет функцию промышленной автоматизации в соответствии с полученными конфигурационными данными.
Еще одним типовым вариантом осуществления этих технических решений является система для инициализации устройств, работающих в среде промышленной автоматизации. Указанная система содержит основную электронную плату с модулем обработки, память, интерфейс промышленной связи для осуществления связи с внешними устройствами по протоколу промышленной связи и шину общего назначения. Система также содержит внешнее запоминающее устройство, выполненное с возможностью осуществления связи с основной электронной платой при подключении к ней через шину общего назначения, и периферийную плату, подключаемую к основной электронной плате через шину общего назначения и выполненную с возможностью осуществления функции определения или контроля в среде промышленной автоматизации. Когда основная электронная плата подключается к внешней памяти через шину общего назначения, система настраивается для передачи конфигурационных данных, относящихся к функции определения или контроля, от внешнего запоминающего устройства к основной электронной плате, при этом по меньшей мере основная электронная плата или периферийная плата использует конфигурационные данные во время работы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 изображена структурная схема известной системы для инициализации устройства, выполненного с возможностью осуществления связи с использованием протокола промышленной связи;
на фиг. 2 изображена структурная схема примерной системы для инициализации основной электронной платы и/или периферийной платы устройства, выполненного с возможностью осуществления связи с использованием протокола промышленной связи и оснащенного шиной общего назначения в соответствии с техническими решения из данного описания;
на фиг. 3 изображена блок-схема последовательности операций типового способа для инициализации устройства, выполненного с возможностью осуществления связи с использованием протокола промышленной связи, который может быть реализован в системе по фиг. 2; а также
на фиг. 4 изображена блок-схема типового способа для инициализации периферийной платы, выполненной с возможностью работы с устройством, которое осуществляет связь с использованием протокола промышленной связи, который может быть реализован в системе, показанной на фиг. 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В общем случае, способы и системы данного изобретения позволяют устройству, которое выполняет функцию промышленной автоматизации в цехах или в полевых условиях, быстро получать конфигурационные данные во время начальной сборки и настройки или в рамках обновления после запуска устройства. Как обсуждается ниже, технические решения из данного описания включают в себя использование шины SPI или другого подходящего типа шины общего назначения, чтобы временно связать основную электронную плату устройства с внешней памятью и загрузить конфигурационные данные в основную электронную плату со скоростью передачи данных, которая значительно превышает скорость передачи данных, поддерживаемую протоколом промышленной связи.
Для ясности, известный вариант исполнения для инициализации таких устройств кратко обсуждается со ссылкой на фиг. 1 и, более конкретно, для загрузки языкового пакета в системе, изображенной на фиг. 1, с использованием протокола связи HART.
Система 10 содержит устройство 12 и рабочую станцию 14 или другое подходящее устройство, которое поддерживает связи по протоколу HART. Устройство 12 содержит основную электронную плату 20 и датчиковую плату 22, которая может содержать, например, датчик давления. Основная электронная плата 20 оснащается памятью 30, в которой хранятся конфигурационные данные, включая языковые пакеты. Платы 20 и 22 в этом примере взаимосвязаны через SPI шину 24.
Для загрузки языкового пакета 32 в память 30 из памяти рабочей станции 14, оператор активирует аппаратное или программное управление на рабочей станции 14. Используя модем HART (не показан, чтобы избежать визуального беспорядка) и программный модуль, который поддерживает протокол HART, рабочая станция 14 устанавливает канал 26 связи HART и передает языковой пакет 32 в устройство 12 по этому каналу.
Канал 26 связи HART поддерживает только относительно низкую скорость передачи данных. Более конкретно, языковой пакет в 15 КБ занимает около 10 минут для загрузки через канал 26 связи HART со скоростью 1200 бит/с. В общем случае, языковой пакет содержит набор сообщений на одном или нескольких языках, которые устройство 12 может выводить для операторов во время работы. Поскольку можно ожидать роста языковых пакетов в целом, размер языкового пакета может достигать 64 кБ, и в этом случае загрузка может занять около 40 минут. Во время производства, когда большое количество устройств 12 инициализируются для ввода в действие, это затраченное время, может значительно увеличить стоимость производства, задержки выпуска, ограничить производственные мощности и т.д. Кроме того, когда операторы обновляют устройства в полевых условиях, вариант исполнения на фиг. 1, может потребовать, чтобы система автоматизации или технологическая установка были отключены от сети в течение длительного времени.
Напротив, в системе 100, изображенной на фиг. 2, языковой пакет в 15 кБ или 64 кБ может быть загружен в устройство примерно через 10 и 40 секунд, соответственно. Компоненты этой системы обсуждаются далее, за этим следует обзор нескольких типовых способов, которые могут быть реализованы или использованы с системой по фиг. 1.
Система 100 содержит устройство 101, в котором основная электронная плата 102 выполнена с возможностью осуществления связи с датчиковой платой 104 во время нормальной работы. Устройство 101 реализует функцию промышленной автоматизации, такую как измерение параметра процесса и предоставление результатов измерений расположенному удаленно контроллеру через протокол промышленной автоматизации. Во время первоначальной инициализации или обновления, основная электронная плата 102 подключена к внешней памяти 108. Основная электронная плата 102 подключается как к датчиковой плате 104, так и к другой подходящей периферийной плате, а также к внешней памяти 108 через шину общего назначения 106. Основная электронная плата 102 не обязательно должна быть способна в одно и то же время подключаться к датчиковой плате 104 и внешней памяти 108; на самом деле, для экономии средств, шина общего назначения 106 в типовом варианте осуществления изобретения поддерживает только одно соединение между основной электронной платой 102 и другим модулем. Подобно устройству 10, рассмотренному со ссылкой на фиг. 1, устройство 101 также поддерживает связи в соответствии с одним или несколькими протоколами промышленной автоматизации.
Основная электронная плата 102 содержит модуль обработки 110, память 112, интерфейсный модуль общего назначения 114 и модуль 116 интерфейса промышленной связи. Основная электронная плата 102 в других вариантах осуществления изобретения также может содержать дополнительные модули, компоненты или интерфейсы.
Модуль обработки 110 может содержать один или несколько процессоров общего назначения, например, центральные обрабатывающие устройства (CPUs). В качестве одного из вариантов, модуль обработки 110 может содержать ориентированную на конкретное приложение интегральную схему (ASIC). В качестве еще одной альтернативы, модуль обработки 110 может быть реализован с использованием матрицы логических элементов с эксплуатационным программированием (FPGA). Функциональная возможность обработки основной электронной платы 110 также может быть распределена между несколькими компонентами, такими как модуль обработки 110 и модуль интерфейса промышленной связи 116. В более общем плане, модуль обработки 110 может содержать любые подходящие компоненты для реализации функциональных возможностей, обсуждаемых ниже.
Память 112 может быть любой подходящей непереходной памятью с возможностью ее чтения модулем обработки 110, и может содержать постоянный (например, жесткий диск, флэш-память, сегнетоэлектрическое оперативное запоминающее устройство (FRAM), электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM)) и/или непостоянный (оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM) и т.д.), компоненты. Память 112 может хранить команды, которые составляют: прошивку 120 устройства 101, языковой пакет 122 и другие конфигурационные данные, относящиеся к работе основной электронной платы 102, дополнительные конфигурационные данные, относящиеся к работе датчиковой платы 104, данные параметров технологического процесса, такие как показания датчиков, собранные во время работы устройства 101, данные оповещения и диагностики и т.д. Прошивка 120 содержит набор инструкций, исполняемых модулем обработки 110. Инструкции прошивки 120 в целом являются трудно модифицируемыми, но в некоторых вариантах реализации изобретения новая версия прошивки 120 может быть загружена в память 112 (такие обновления прошивки обычно соответствуют большим передачам данных в память 112 и обычно требуют, чтобы устройство 101 было отключено от сети). Подобно языковому набору, изображенному на фиг. 1, язык 122 содержит набор строк на одном или нескольких языках, которые устройство 101 может выводить для операторов во время работы. Эти сообщения могут содержать предупреждения, сигналы тревоги, единицы измерений, показывающие такую информацию как, например, «температура жидкости составляет 120 градусов Цельсия», запросы на ввод и т.д. Следует отметить, что языковой пакет 122 рассматривается в данном описании только в качестве примера, и что технические решения для загрузки конфигурационных данных, которые реализует система 100, могут применяться к другим типам данных, таким как таблицы, специфичные для датчика, и даже прошивка, если это необходимо.
Модуль интерфейса общего назначения 114 и модуль интерфейса промышленной связи 116 могут поддерживать связь в соответствии с соответствующими протоколами или наборами протоколов с их соответствующими скоростями передачи данных. Шина общего назначения 106 может быть, например, шиной SPI. В типовом варианте реализации изобретения модуль интерфейса общего назначения 114 работает с тактовой частотой 1,84 МГц, и, соответственно, шина общего назначения 106 может поддерживать скорость передачи данных выше 1 Мбит/с. Модуль интерфейса промышленной связи 116 может поддерживать протоколы FOUNDATION ™ Fieldbus, HART®, Profibus и т. д. В некоторых вариантах реализации изобретения модуль интерфейса промышленной связи 116 может быть предусмотрен за пределами основной электронной платы 102 и соединен с основной электронной платой 102 посредством подходящей шиной. Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения модули интерфейса 114 и 116 могут поддерживать как физические, так и логические уровни соответствующего стека протоколов. В других вариантах реализации изобретения прошивка 120 обеспечивает некоторую поддержку протокола. Например, модуль интерфейса промышленной связи 116 может содержать схему для модуляции напряжения по сигналу 4-20 мА в соответствии с более низкими уровнями стека протокола HART, тогда как прошивка 120 может поддерживать кодирование и декодирование цифровых сообщений на более высоких уровнях стека протокол HART. В качестве еще одного примера, модуль интерфейса промышленной связи 116 представляет собой радиосхему для передачи и приема кадров радиосвязи в соответствии с протоколом беспроводной связи HART, а в то же время прошивка 120 может поддерживать более высокие уровни протокола беспроводной связи HART, аналогично приведенному выше примеру.
Как изображено на фиг. 2, датчиковая плата 104 может содержать датчик 130 для определения переменной процесса или параметров автоматизации, таких как температура, давление или скорость потока. Хотя датчиковая плата 104 содержит один модуль датчика в этом примере, датчиковая плата 104 в общем случае может включать любое подходящее количество датчиков одного и того же или разных типов. Даже в более общем плане, датчиковая плата 104 может быть любой подходящей периферийной платой с компонентами, которые реализуют или поддерживают функцию промышленной автоматизации устройства 101. Память 132 сохраняет конфигурационные данные 134 датчика. Датчик 130 или модуль обработки, расположенный на датчиковой плате 104 отдельно от датчика 130, может получить доступ к конфигурационным данным 134 датчика.
В одном типовом сценарии устройство 101 представляет собой цифровой контроллер уровня, в котором датчик 130 измеряет удельный вес жидкости, также называемый «плотность». Устройство 101 работает в среде контроля технологического процесса, например, нефтеперерабатывающего завода. Датчик 130 в этом примере содержит электронные, а также механические или электромеханические компоненты, такие как вытеснитель, на который рабочая жидкость оказывает выталкивающее усилие во время работы, вал карданной трубы, аналого-цифровой преобразователь и т. д. Конфигурационные данные 134 датчика в этом примере могут хранить таблицу плотности.
Корпус 140 в зависимости от варианта реализации изобретения может вмещать только основную электронную плату 102 или как основную электронную плату 102, так и сенсорную плату 104. Соответственно, когда платы 102 и 104 предусмотрены как интегральный модуль в корпусе 140, модуль интерфейса общего назначения 114 необязательно должен иметь внешний порт. В этом варианте реализации изобретения оператору может потребоваться частично или полностью удалить корпус 140 для соединения основной электронной платы 102 с модулем памяти 108. С другой стороны, когда корпус 140 вмещает только основную электронную плату 102, модуль интерфейса общего назначения 114 содержит внешний порт, к которому, используя стандартный кабель, может быть подключена датчиковая плата 104 или внешняя память 108.
Еще со ссылкой на фиг. 2, устройство 101 также может содержать пользовательский интерфейс (UI), такой как экран. Пользовательский интерфейс также может содержать аппаратные или программные кнопки для оператора для подачи команд и другого ввода. Компоненты ввода и вывода пользовательского интерфейса UI опущены на фиг. 2, чтобы избежать помех.
Как дополнительно изображено на фиг. 2, память хранит модуль загрузчика 150, который может быть реализован в виде набора инструкций, которые составляют прошивку 120 или в виде отдельного программного модуля, в зависимости от варианта осуществления изобретения. Модуль загрузчика 150 может инициировать загрузку языкового пакета 122 из внешней памяти 108, используя различные подходящие технические решения. В одном типовом варианте реализации изобретения модуль загрузчика 150 автоматически инициирует загрузку языкового пакета 122 при обнаружении того, что внешняя память 108 подключена к основной электронной плате 102 через шину общего назначения 106. В другом типовом варианте реализации изобретения модуль загрузчика 150 инициирует загрузку языкового пакета 122 в ответ на команду, принятую через интерфейс промышленной связи 116 и удовлетворяющую соответствующему протоколу промышленной связи.
Более конкретно, протокол промышленной связи, который позволяет устройству 101 задавать команду для загрузки конфигурационных данных, таких как языковой пакет 122. Протокол промышленной связи, альтернативно обеспечивающий возможность оставлять ряд команд для определения и использования конкретными производителями. Эти команды соответствуют синтаксису протокола промышленной связи (например, HART) и, как таковые, могут рассматриваться как части или расширения протокола промышленной связи. В любом случае, протокол промышленной связи может определять процедуру инициирования и проведения загрузки конфигурационных данных, например, языкового пакета 122, в основную электронную плату 102, для того, чтобы устройство 101 обеспечивало возможность в случае необходимости использовать эту процедуру для загрузки конфигурационных данных через интерфейс протокола промышленной связи 116.
В случае необходимости, модуль загрузчика 150 самостоятельно также может быть загружен с использованием команд протокола промышленной связи. Таким образом, производитель или оператор может создавать модули загрузчика 150 для любой желаемой цели, например, загружать конкретные координаты местоположения в программе, новые конфигурационные данные, конфигурационные данные датчика и т. д.
В некоторых вариантах реализации изобретения, модуль загрузчика 150 дополнительно реализует процедуру аутентификации, чтобы гарантировать, что устройство не обновляется без надлежащей авторизации или каким-либо иным образом изменено, например, во время работы устройства в полевых условиях. С этой целью модуль загрузчика 150 может требовать, чтобы логин, пароль или любая другая информация аутентификации были предоставлены как часть процедуры инициализации загрузки. Модуль загрузчика 150 может запретить загрузку языкового пакета 122 или других конфигурационных данных на основную электронную плату 102, когда предоставленная аутентификационная информация не пройдет проверку. Модуль загрузчика 150 может реализовать любой подходящий механизм проверки, включая известные в данной области техники. Кроме того, модуль загрузчика 150 может реализовать механизм верификации или проверки ошибок, такой, например, как циклический избыточный контроль (CRC), чтобы гарантировать, что данные доставляются на устройство 101 без ошибок.
Как указано выше, модуль загрузчика 150 не загружает конфигурационные данные через интерфейс протокола промышленной связи 116 и вместо этого загружает языковой пакет 122 через модуль интерфейса общего назначения 114. Модуль загрузчика 150, однако, в некоторых случаях загружает конфигурационные данные через модуль интерфейса общего назначения 114 в ответ на команду, принятую через интерфейс протокола промышленной связи 116. Хотя это не изображено на фиг. 2, устройство, из которого такая команда может быть инициирована через интерфейс протокола промышленной связи 116, может содержать рабочую станцию, карманное устройство или другое подходящее устройство, которое поддерживает соответствующий протокол промышленный связи.
В примерном сценарии оператор хочет быстро загрузить новый языковой пакет на устройство Wireless HART, работающее в полевых условиях, с минимальным прерыванием технологического процесса, в котором работает устройство. Язык хранится на внешнем модуле памяти, который оборудован портом SPI. Оператор снимает корпус, отсоединяет датчиковую плату от основной электронной платы и вместо этого подключает внешний модуль памяти к основной электронной плате через порт SPI. Затем оператор использует портативный коммуникатор HART для отправки соответствующей команды на устройство HART через интерфейс Wireless HART. В ответ устройство быстро извлекает языковой пакет из внешней памяти через шину SPI. Затем оператор отключает внешний модуль памяти, повторно подключает датчиковую плату к основной электронной плате и устанавливает на место корпус. Затем оператор возвращает устройство обратно для работы в сети.
В результате устройство быстро и эффективно получает новый языковой пакет. Отмечается, что этот вариант исполнения позволяет загружать языковой пакет через шину общего назначения отдельно от прошивки. Другими словами, обновление сценария в этом примере не требует, чтобы все прошивки для устройства 101 были реплицированы для обновления только языкового пакета, который может составлять лишь малую часть образа прошивки. Кроме того, этот вариант исполнения устраняет необходимость иметь специализированные интерфейсы или аппаратные компоненты и приспособления, такие как аппаратная кнопка для активации загрузки. Кроме того, такой вариант исполнения не требует специализированной аппаратуры или поддержки специализированных протоколов, таких как JTAG, Spy-by-Wire (SBW) или, например, программа начальной загрузки (BSL).
Описанные выше технические решения сокращают время и, соответственно, затраты на изготовление устройств, работающих в средах промышленной автоматизации. Эти технические решения применимы как при изготовлении/ первоначальной инициализации, так и при последующем использовании устройства в полевых условиях, даже если требуется несколько загрузок. Таким образом, настройка и обновления, такие как загрузка больших языковых пакетов, влекут затраты малого количества времени.
Для большей ясности, на фиг. 3 изображена блок-схема примерного способа 300 инициализации устройства, выполненного с возможностью осуществления связи с использованием протокола промышленной связи. Способ 300 может быть реализован в системе по фиг. 1 или в аналогичной среде.
Способ 300 начинается на этапе 302, когда обнаружено подключение основной электронной платы устройства к внешней памяти через шину общего назначения. Как обсуждалось выше, основная электронная плата может обнаруживать подключение автоматически или, например, соответствующая команда может быть подана на основную электронную плату, используя протокол промышленной связи.
Затем на этапе 304 конфигурационные данные могут быть загружены в основную электронную плату из внешней памяти через шину общего назначения. Конфигурационные данные в соответствии с этими техническими решениями преимущественно загружаются отдельно от прошивки, тем самым уменьшая объем данных, подлежащих передаче в определенных сценариях. Например, конфигурационные данные могут быть языковым пакетом или таблицей плотности для использования датчиковой платой.
На этапе 306 основная плата отключается от внешней памяти, и на этапе 308 обнаруживается подключение основной платы к датчиковой плате через шину общего назначения. Подобно этапу 302, разъединение и подключение к датчиковой плате в определенных вариантах реализации изобретения обнаруживаются автоматически. После подключения основной платы к датчиковой плате, соответствующее устройство может использоваться в соответствующей среде промышленной автоматизации. Если способ 300 выполняется для обновления устройства, то устройство может быть возращено обратно для работы в сети после выполнения этапа 308.
Более того, в определенных случаях технические решения рассмотренные выше, могут быть использованы для эффективного создания нескольких датчиковых плат, которые затем подключаются к основными платами. Например, обращаясь к фиг. 2, система 100 может использоваться для эффективной инициализации периферийных плат, таких как датчиковые платы 104, вместо того, чтобы инициализировать основную плату, такую как основная электронная плата 102. Основная электронная плата 102 в этих примерах сценариев может использоваться как «главная» плата, через которую инициализируются несколько экземпляров датчиковых плат 104.
Как показано на фиг. 4, примерный способ 350 для инициализации периферийных плат таким же образом начинается на этапе 352, когда обнаружено подключение основной электронной платы устройства к внешней памяти через шину общего назначения. На этапе 354 конфигурационные данные могут быть загружены в основную электронную плату из внешней памяти через шину общего назначения. Основная плата отключается от внешней памяти на этапе 356. Эти этапы являются аналогичными этапам 302-306, рассмотренные выше со ссылкой на фиг. 3.
На этапе 358 обнаруживается подключение основной электронной платы к периферийной плате через шину общего назначения. В ответ на этапе 360 конфигурационные данные загружаются с основной электронной платы на периферийную плату. В некоторых вариантах реализации изобретения модуль загрузчика, такой как модуль загрузчика 150 по фиг. 2, может получать конфигурационные данные из внешней памяти через шину общего назначения в ответ на первую команду протокола промышленной связи и передавать конфигурационные данные в периферийную плату через шину общего назначения в ответ на вторую команду протокола промышленной связи. Эти команды могут быть получены через интерфейс протокола промышленной связи.
Этапы 358 и 360 могут выполняться несколько раз для инициализации нескольких периферийных плат, которые затем могут работать на соответствующих устройствах.
По меньшей мере некоторые из этапов способов 300 и 350 могут быть реализованы с использованием программного обеспечения и/или инструкций прошивки. Более конкретно, способ 300 может быть реализован в модуле загрузчика 150.
Дополнительные замечания
Если конкретно не указано иное, дискуссии, в которых используются такие слова, как «обработка», «расчет», «вычисление», «определение», «идентификация», «представление», «отображение» или тому подобное, могут ссылаться на действия или процессы (например, компьютер), которые оперируют или преобразуют данные, представленные в виде физических (например, электронных, магнитных или оптических) величин в одной или нескольких памятей (например, энергозависимой памяти, энергонезависимой памяти или их комбинации), регистров, или других компонентов машины, которые принимают, хранят, передают или отображают информацию.
При реализации в программном обеспечении любое из приложений, сервисов, движков, подпрограмм и модулей, описанных здесь, может храниться в любой материальной, непереходной компьютерной читаемой памяти, например, на магнитном диске, лазерном диске, твердотельном запоминающем устройстве, молекулярном запоминающее устройство памяти, оптическом диске или другом носителе данных в ОЗУ или ПЗУ компьютера или процессора и т.д. Хотя описанные в данной заявке примеры систем раскрыты как содержащие, среди других компонентов, программное обеспечение и/или прошивку, выполненную на аппаратуре, следует отметить, что такие системы являются лишь иллюстративными и не должны рассматриваться как ограничивающие. Например, предполагается, что любая или вся эта аппаратура, программное обеспечение и компоненты прошивки могут быть реализованы исключительно аппаратно, исключительно в программном обеспечении или в любой комбинации аппаратуры и программного обеспечения. Соответственно, специалисты в данной области легко поймут, что представленные примеры не являются единственным способом реализации таких систем.
Таким образом, хотя технические решения из данного описания были раскрыты со ссылкой на конкретные примеры, которые предназначены только для иллюстрации и не должны ограничивать изобретение, специалистам в данной области техники будет очевидно, что изменения, дополнения или исключения могут быть сделаны в описанные варианты осуществления изобретения без отхода от сущности и объема изобретения.
1. Устройство, выполненное с возможностью работы в среде промышленной автоматизации, которое содержит:
модуль обработки;
память;
интерфейс промышленной связи для осуществления связи с внешним устройством по протоколу промышленной связи;
и последовательный периферийный интерфейс для осуществления связи с периферийной платой во время работы устройства,
причем модуль обработки, память и последовательный периферийный интерфейс расположены на основной электронной плате, подключенной к внешнему запоминающему устройству или периферийной плате посредством набора проводов, определяющих последовательную периферийную шину;
при этом устройство выполнено с возможностью:
получать конфигурационные данные, связанные с функцией промышленной автоматизации устройства, через последовательный периферийный интерфейс и сохранять полученные конфигурационные данные в памяти, когда последовательный периферийный интерфейс подключен к внешнему запоминающему устройству,
и работать для выполнения функции промышленной автоматизации в соответствии с полученными конфигурационными данными, когда последовательный периферийный интерфейс подключен к периферийной плате.
2. Устройство по п.1, в котором протокол промышленной связи предусматривает команду для передачи конфигурационных данных, и при этом устройство выполнено с возможностью приема конфигурационных данных через последовательный периферийный интерфейс в ответ на эту команду.
3. Устройство по п.1, выполненное с возможностью автоматического приема конфигурационных данных в ответ на обнаружение подключения внешнего запоминающего устройства к последовательному периферийному интерфейсу.
4. Устройство по п.1, выполненное с возможностью получения конфигурационных данных отдельно от прошивки устройства.
5. Устройство по п.1, дополнительно содержащее пользовательский интерфейс, в котором конфигурационные данные содержат языковой пакет, составленный из множества сообщений на одном или нескольких языках, причем устройство выполнено с возможностью отображения сообщений, выбранных из указанного множества сообщений в языковом пакете во время работы устройства.
6. Устройство по п.1, выполненное с возможностью применения по меньшей мере (i) функции аутентификации или (ii) функции обнаружения ошибок для принятых конфигурационных данных.
7. Способ инициализации устройств, выполненных с возможностью осуществления связи с использованием протоколов промышленной связи и оснащенных шинами общего назначения для взаимного подключения компонентов устройства, который включает:
подключение с возможностью связи основной электронной платы устройства к внешней памяти через шину общего назначения;
передачу конфигурационных данных, связанных с функцией промышленной автоматизации устройства через шину общего назначения;
передачу прошивки на основную электронную плату независимо от конфигурационных данных;
после этапа передачи конфигурационных данных, отсоединение внешней памяти и подключение с возможностью связи основной электронной платы с периферийной платой;
при этом устройство выполняет функцию промышленной автоматизации в соответствии с полученными конфигурационными данными.
8. Способ по п.7, в котором протокол промышленный связи предусматривает команду для передачи конфигурационных данных, при этом способ дополнительно включает: получение указанной команды на основную электронную плату, причем передача конфигурационных данных происходит в ответ на эту команду.
9. Способ по п.7, в котором передача конфигурационных данных происходит автоматически в ответ на обнаружение подключения внешней памяти к основной электронной плате.
10. Способ по п.7, в котором передача конфигурационных данных через шину общего назначения включает передачу конфигурационных данных через последовательный периферийный интерфейс (SPI).
11. Способ по п.7, в котором передача конфигурационных данных включает передачу языкового пакета с набором сообщений на одном или нескольких языках, причем устройство отображает по меньшей мере некоторые сообщения через пользовательский интерфейс во время работы.
12. Способ по п.7, в котором передача конфигурационных данных через шину общего назначения включает: предоставление данных проверки на устройство и предотвращение передачи конфигурационных данных, когда предоставленные данные проверки не проходят проверку на устройстве.
13. Система для инициализации устройств, работающих в среде промышленной автоматизации, которая содержит:
основную электронную плату, содержащую: модуль обработки, память, интерфейс промышленной связи для осуществления связи с внешними устройствами через протокол промышленный связи и шину общего назначения;
причем система дополнительно содержит:
устройство внешней памяти, выполненное с возможностью связи с основной электронной платой при подключении к ней через шину общего назначения;
и периферийную плату, подключаемую к основной электронной плате через шину общего назначения и выполненную с возможностью осуществлять функции определения или контроля в среде промышленной автоматизации;
при этом система выполнена с возможностью:
передачи конфигурационных данных, относящихся к функции определения или контроля, от внешнего запоминающего устройства к основной электронной плате, когда основная электронная плата подключена к внешней памяти через шину общего назначения, причем по меньшей мере основная электронная плата или периферийная плата использует конфигурационные данные во время работы,
и побуждения основной электронной платы передавать конфигурационные данные на периферийную плату через шину общего назначения, когда основная электронная плата отсоединена от внешней памяти и подключена к периферийной плате.
14. Система по п.13, которая для передачи конфигурационных данных из внешнего запоминающего устройства на основную электронную плату выполнена с возможностью предоставления команды основной электронной плате, причем эта команда соответствует протоколу промышленной связи.
15. Система по п.14, выполненная с возможностью предоставления указанной команды основной электронной плате через интерфейс промышленной связи.
16. Система по п.13, дополнительно выполненная с возможностью передачи конфигурационных данных на основную электронную плату в ответ на обнаружение подключения периферийной платы к основной электронной плате через интерфейс общего назначения.
17. Система по п.13, дополнительно выполненная с возможностью передачи конфигурационных данных на основную электронную плату отдельно от прошивки для основной электронной платы.
