CN1313966A - 用于查看过程控制系统中的数据的功能块装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从中心位置处监视具有分散控制功能的过程控制网络中当前的操作状态(如过程参数值)的方法和设备。在一个实施例中,本发明的方法和设备采用预定的定期通信方式将含有由现场设备产生的过程参数被测值的信号发送到一个中心查看设备中。查看设备接收此信号并保存至少一个过程参数值,必要的话可以保存多个过程参数值,从而对过程进行监视和控制。为了检索出保存的过程参数以进行查看,查看设备对来自用户接口的请求一个或多个保存参数保存数值的请求信息进行处理并对含有保存数值的应答信息进行传输。用户接口设备与查看设备可以是同一设备,也可以是用与现场设备用以与查看设备进行通信的通信协议相同或不同的通信协议与查看设备进行通信的单独设备。此外,请求和应答信息可以用不定期的排队通信方式在各设备之间传送。

Description

用于查看过程控制系统中的数据的功能块装置
发明领域
本发明总的来说涉及过程控制网络，更具体地说，涉及用于查看具有分散控制功能的过程控制网络中的数据的方法和装置。
相关技术的描述
大的过程如化工、石油、以及其他的制造和加工过程包括大量设置在各个不同位置、对过程参数进行测量和控制进而对整个过程实施控制的现场设备。这些现场设备可以是传感器如温度、压力和流速传感器以及控制元件如阀和开关。
在历史上，过程控制工业是采用手动操作如手动读数计、压力表、转动阀轮等来操作过程中的测量和控制现场设备。二十世纪初，过程控制工业开始采用现场气动控制，其中将现场气动控制器、变送器和阀位控制器安装在过程工厂的各个地方从而能对特定位置实施控制。随着二十世纪七十年代(1970′s)基于微处理器的分散控制系统(DCS)的出现，在过程控制工业当中，分散的电子过程控制成为了主流。
众所周知，DCS包括一个连接到位于整个过程中的、大量电子监视和控制设备如电子传感器、变送器、电流-压力变换器、阀位控制器等上的模拟或数字计算机如可编程逻辑控制器。DCS计算机能够保存并实现一个集中的、且通常是复杂的控制方案，从而使过程中的设备能够进行测量和控制操作，进而根据一些总的控制方案来对过程参数进行控制。但通常，由DCS实现的控制方案专属于DCS控制器的生产者，这使得DCS的扩展、升级、重新编程及维护都比较困难且比较昂贵，这是因为DCS的供应商必须全面参与完成所有工作。此外，任何特定DCS所用或连接在任何特定DCS中的设备由于DCS控制器的专属性以及DCS控制器供应商无法支持由其他生产者所生产的某些设备或设备功能这一事实而受到局限。
为了克服使用专属性DCS所存在的问题，过程控制工业开发了许多标准、开放的通信协议，有HART,PROFIBUS,WORLDFIP,LONWORK,Device-Net以及CAN协议，这此通信协议使由不同生产者生产的现场设备能共用于同一过程控制网络中。事实上，遵守这些协议之一的任何现场设备都可以用在一个过程中，与支持该协议的DCS控制器或其他控制器进行通信并由支持该协议的DCS控制器或其他控制器进行控制，即使这些设备是由DCS控制器生产者以外的不同生产者制造的也是如此。
另外，目前过程控制工业中的趋势是使过程控制分散，从而使DCS控制器简化或最大程度地取消DCS控制器。通过使过程控制设备如阀位控制器、变送器等实现一个或多个过程控制功能、之后将数据通过总线结构输送给其他过程控制设备实现其他控制功能时所用可获得分散控制。为了实现这些控制功能，每个过程控制设备都包括一个能够实现一项或多项控制功能并能利用一个标准开放的通信协议与其他过程控制设备进行通信的微处理器。以此方式，由不同生产者生产的现场设备能够在过程控制网络中互相连接从而相互通信、并在没有DCS控制器干预的情况下实现形成一个控制回路的一个或多个过程控制功能。现由现场总线协会(Fieldbus Foundation)推广使用的全数字、二线制总线协议：FOUNDATIONTM现场总线协议(下文当中称作“Fieldbus”)是一个开放的通信协议，它能使由不同生产者生产的设备借助一个标准总线互相操作和通信从而实现过程中的分散控制。
如上所述，过程控制功能的分散简化并一定程度上消除了专属性DCS控制器，从而使过程操作人员依靠DCS控制器生产者来改变或升级由DCS控制器所实现的控制方案这一需求降低。但分散控制使得在现场设备的中心位置编译和查看过程参数的实时数值变得更为困难。因此，在这种分散型控制方案当中，尽管减少或简化了过程操作人员的处理控制功能，但仍需要在中心或单独位置上监视过程控制网络中当前的操作状态。
在标准DCS环境以及在许多分散控制环境当中，主机设备通过向现场设备请求信息而积累实时信息。当过程操作人员想要查看一个或更多过程参数的当前值时，主机设备产生一个请求信息，向保存有操作人员所选参数的现场设备请求信息。该请求信息通过总线从主机设备传输到现场设备。现场设备一接收到该请求信息，便生成应答信息，此应答信息再通过总线传输回主机设备。因此，过程参数从现场设备传送到主机设备包括两项事务处理：信息请求和应答。
在许多情况下，主机从现场设备中请求的过程控制参数是用单独的总线事务处理从一个现场设备传输到另一现场设备的参数。每种情况都需在总线上传输同一信息的三个单独的总线事务处理。另外，主机监视来自许多现场设备的信息，监视操作使总线流通量增大。由监视操作导致的总线流通量增大使其他重要通信操作的通信贯通量降低，从而使过程控制网络总的应答性能降低。
总线监视器是DCS环境中无需再加总线流通量便能够积累数据的设备。总线监视器不能在总线上说出或发出请求，但它们总在监听总线，能捕捉到其所连接的总线分支上所产生的所有总线事务处理。当前公知的总线监视器被设计成能够监视总线流通量并能够评价通信协议和总线网络的性能。总线监视器不能监视过程数据，只能对过程数据进行滤波、分类和存储。例如，可以将一个总线监视器配置成能对一个特定协议信息类型-如所有请求信息或所有应答信息的所有信息进行滤波和存储，但监视器无法抽取、保存或操纵包含在滤波信息当中的过程数据。为了查看到特殊的过程数据，需要一个单独的设备对保存在总线监视器中的信息抽取、分类或操纵。因此，当前DCS环境中的总线监视器不利于访问过程控制网络中的当前操作状态。
发明概述
本发明提供了一种从中心位置处监视具有分散控制功能的过程控制网络中当前操作状态(如过程参数值)的方法和设备。在一个实施例中，本发明的方法和设备采用预定的周期性通信将含有现场设备所产生的被测过程参数值的信号发送给一个中心查看设备。该查看设备接收该信号后，至少保存一个过程参数值，如果需要的话，可以保存更多数值，以对过程进行监视和控制。为了检索到保存的过程参数以进行查看，查看设备处理来自用户接口设备的、请求一个或更多保存参数保存值的信息，并传输含有保存值的应答信息。用户接口设备与查看设备可以是同一设备，也可以是采用与现场设备用以与查看设备进行通信的通信协议相同或不同的通信协议与查看设备进行通信的单独设备。此外，请求和应答信息是用不定期排队通信方式在设备之间进行传送的。
用预定周期的通信方式来积累过程参数的实时数值，本发明的方法和设备无需在查看设备和现场设备之间传送单独的请求和应答信息便能存储过程参数的实时数值，从而降低网络中的通信流通量。不必将查看设备规定为含有被监视过程参数的信息的接收器而产生任何附加的总线流通量，便能够监视在总线上各个设备之间进行传输的过程参数。此外，所有现场设备都以相同的方式将信息传输到查看设备中，因此使积累过程参数实时数值的过程得以简化。
在另一实施例中，本发明的方法和设备用一个中心查看设备来捕获总线上所有的通信信息处理情况，识别出含有过程数据的信息，并积累现场设备所得到的被监视的过程参数值。查看设备接收到在总线上传输的通信信息处理情况，并滤出监视和控制过程所需的过程数据，特别是查看设备所要监视的一个或多个过程参数。为了检索到要进行查看的存储的过程参数，查看设备包括一个用户接口，它使用户能够在用户接口上显示出一个或多个存储参数的存储数值。通过捕获在总线上传输的信息，本发明的方法和设备能够存储过程参数的实时值，不必在查看设备和现场设备之间发送请求信息和应答信息，从而能够减少网络中的通信流量。
根据本发明的一个方面，在具有通信链接到一总线上的多个设备的过程控制网络中，实现了一种查看实时过程信息的方法。至少一个设备包括一个查看过程功能模块，该模块被配置成用于存储和检索过程参数值，但不能用该数值进行过程控制。响应于用户从多个可选过程参数中选出一个或多个过程参数时所产生的请求信息，可以从查看过程功能模块中检索出该数值。该方法包括以下步骤：配置查看过程功能模块，使其保存一个或多个过程参数的一个或多个数值；将与此过程参数相关联的过程功能模块的输出通信链接到查看过程功能模块的输入上；用预定周期的通信方式将来自过程功能模块的过程参数数值传输给查看过程功能模块；并将过程参数的该传输值保存在查看过程功能模块中。
查看过程功能模块可以是由第二过程功能模块将过程参数值传输至其中的多个过程功能模块之一。此外，查看过程功能模块也可以是现场总线协议中的查看功能块。
另外，过程控制网络可以包括一个用于检索和显示保存在查看过程功能模块中的数值的用户接口。在这种情况下，该方法包括：将具有一输出过程功能模块、带有一个用户接口的显示设备连接到总线上，将输出过程功能模块通信链接到查看过程功能模块中。该方法进一步包括：将向输出过程功能模块请求一个或多个过程参数的一个或多个数值的请求信息传输到查看过程功能模块中；将来自查看过程功能模块的、带有过程参数请求值的应答信息再传输给输出过程功能模块；并在用户接口上显示出该请求数值。显示设备和具有查看过程功能模块的设备可连接到第二过程控制网络的第二总线上，从而使第二网络上的用户能够查看到第一网络的实时过程信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于查看过程控制网络中过程参数实时数值的信息查看系统，其中过程控制网络具有通信链接到一总线上的多个设备；其特征在于：每一个设备都能够实现一个过程功能，并能利用定期通信方式在总线上进行通信。该信息查看系统包括：产生输入信号的第一信号发生器，输入信号包括与第一设备相关的过程参数值；连接到第一信号发生器上、配置成利用定期通信方式将该输入信号传送到第二设备的输入上的第一通信装置；配置在第二设备中接收输入信号的数据捕获单元；和配置在第二设备中并通信链接到数据捕获单元上的存储单元。存储单元用于保存一个或多个过程参数的一个或多个数值。
信息查看系统进一步包括：配置在一个设备当中的第二信号发生器，它能产生请求一个或多个过程参数的至少一个保存数值的请求信息；连接到第二信号发生器上、配置成利用不定期排队通信方式将请求信号传送到第二设备的输入上的第二通信装置，请求信号由数据捕获单元接收。此外，信息查看系统还包括：配置在第二设备中的数据传送单元，数据传送单元产生带有来自存储单元的过程参数请求值的应答信号；以及连接到数据传送单元上、配置成利用不定期排队通信方式将应答信号传送到第三设备输入上的第三通信装置。此外，信息查看系统还包括：接收应答信号的第二信号接收器，及配置在这些设备之一当中的、在用户接口上显示出过程参数数值的显示设备。
信息查看系统的数据传送单元可用于接收过程参数值，使存储单元用来自输入信号的数值对过程参数的存储值进行重写或追加在存储值之后，并使存储单元能够存储一个或多个过程参数及与该过程参数相关的信息。信息查看系统也可以配置成由多个设备产生多个输入信号的形式，由数据捕获单元、数据传送单元及存储单元来接收和处理每一个输入信号。
根据本发明的又一方面，在具有通信链接到一总线上的多个设备的过程控制网络中提供了一种能够在过程控制设备中实现的查看过程功能模块，该查看过程功能模块可以是现场总线协议中的一个功能块，且能用定期通信方式在总线上进行通信。该查看过程功能模块包括：从含有与过程功能模块相关的过程参数值的一个或多个过程功能模块中接收输入信号的数据捕获单元。查看过程功能模块进一步包括存储有一个或多个过程参数的至少一个数值的存储单元，及用来自输入信号的过程参数值对存储单元中过程参数值进行重写或追加到其上的数据传送单元。
此外，查看过程功能模块还包括一个输出主机接口，它接收用户向多个可选过程参数请求一个或多个过程参数值时产生的请求信号。该请求信号利用不定期排队通信方式进行传输，输出主机接口将该请求信号传送到数据传送单元中。数据传送单元从存储单元中检索出过程参数的请求数值，输出主机接口产生一个带有请求值的应答信号，并将该应答信号传输给请求设备。
根据本发明的另一方面，在具有通信链接到一总线上的多个设备的过程控制网络中实现了一种查看实时过程信息的方法。设备之一是一个查看总线监视器，它被配置成能够存储和检索过程参数值。查看总线监视器通过从总线上的所有通信信息中滤出过程数据而获得数值。响应用户从多个可选过程参数中选择一个或多个过程参数而产生的请求信息可检索出存储在查看总线监视器中的数值。该方法包括以下步骤：配置查看总线监视器，使其保存一个或多个过程参数的一个或多个数值；将含有过程参数值的过程数据信息传输到总线上；在查看总线监视器上捕获在总线上传输的通信信息；识别出含有由查看总线监视器所保存的过程参数值的过程数据信息；并将过程参数值存储在存储单元中。
此外，查看总线监视器可进一步包括一个内部或外部用户接口。当提供用户接口时，该方法进一步包括以下步骤：在用户接口上输入请求过程参数一个或多个保存数值的请求信号，从存储单元中检索出请求数值，将所请求的过程参数显示在用户接口上。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于查看过程控制网络中过程参数实时数值的信息查看系统，过程控制网络具有通信链接到一总线上的多个设备，其特征在于：每一个设备都能够实现一个过程功能，并能在总线上进行通信。该信息查看系统包括：生成含有一个或多个过程参数值的过程数据信息的信号发生器；连接到信号发生器上、将过程数据信息传输到总线上的第一通信装置；配置在查看总线监视器中、用以接收过程数据信息的数据捕获单元，及配置在查看总线监视器中并通信链接到数据捕获单元上的存储单元。查看总线监视器用于捕获总线上的发生的所有通信信息，数据捕获单元用于识别出过程数据信息。存储单元用于保存一个或多个过程参数的一个或多个数值。
该信息查看系统包括一个用于接收过程参数值的数据传送单元，使存储单元用来自过程数据信息的数值对所存储的过程参数值进行重写或追加到存储的过程参数值上，并使存储单元能够保存一个或多个过程参数及与过程参数相关的信息。信息查看系统也可以如此进行配置，即由多个设备生成多个过程数据信息，数据捕获单元、数据传送单元及存储单元能够接收和处理每一过程数据信息。此外，该信息查看系统包括一个用户接口，它生成请求过程参数一个或多个存储值的请求信息并显示过程参数的存储值。
根据本发明的又一个方面，一个能够在具有通信连接到总线上的多个设备的过程控制网络中实现的查看总线监视器，它包括用于捕获总线上所有传送信号并识别出含有过程参数值的过程数据信息的数据捕获单元；存储至少一个过程参数的至少一个数值的存储单元；用来自过程数据信息的过程参数值对存储单元中存储的过程参数值进行重写或追加到其上的数据传送单元。查看总线监视器能够接收多个过程数据信息，每一信息都是由现场设备产生并在总线上进行传输，并含有多个过程参数值。查看总线监视器也能够将多个过程参数的一个或多个值存储在存储单元中。
鉴于以下参考附图对优选实施例所进行的详细说明，本领域的普通技术人员对本发明的特征和优点将更为清楚，附图的简要说明如下。
附图的简单说明
图1是采用现场总线协议的过程控制网络的示意方框图；
图2是具有一组三种功能块的现场总线设备的示意方框图；
图3的示意方框图所示的是图1过程控制网络中一些设备当中的功能块；
图4是图1过程控制网络中一个典型过程控制回路的控制回路示意图；
图5是图1过程控制网络总线一个分支上一个循环的时间示意图；
图6是含有本发明查看功能块和查看总线监视器的过程控制网络的示意方框图；
图7是图6中查看功能块的示意性功能方框图；
图8是图6中查看总线监视器的示意性功能方框图。
优选实施例的详细说明
本发明的查看设备是结合用一组现场总线设备以分散方式实现过程控制功能的过程控制网络详细进行描述的，但应当注意，本发明的查看设备也能用于用其他类型现场设备和通信协议实现分散控制功能的过程控制网络中，所述其他类型的通信协议包括不是依靠二线总线的协议以及只支持模拟通信或模拟和数字通信都支持的协议。因此，本发明的查看设备能够用于实现分散控制功能的任何过程控制网络当中，即使该过程控制网络所用的是HART,PROFIBUS等通信协议或任何其他当前就有或有待将来进一步开发的通信协议，本发明的查看设备也适用。此外，本发明的查看设备也可以用于不能实现分散控制功能的标准过程控制网络如HART网络等当中，也可以用于任何必要的过程控制设备包括阀、定位器、变送器等。
在详细讨论本发明的查看设备之前，先对现场总线协议、据此协议配置的现场设备、以及用此现场总线协议的过程控制网络中的通信方式进行概括说明。但应当理解，由于现场总线协议是为过程控制网络所用的、相对来说比较新的全数字通信协议，此协议属公知技术，在公开出版、发行并可以从一个设在Austin,Texas的非盈利性组织总部Fieldbus Foundation处购买到的大量论文、小册子和说明书中都有详细说明。特别地，在来自Fieldbus Foundation的名称为Communication Technical Specification(通信技术手册)和User Layer TechnicalSpecification(用户层技术手册)的手册中都对现场总线协议、用现场总线协议进行通信及将数据存储在设备中的方式进行了详细地描述。在此只着重用其作为参考。
现场总线协议是一个全数字、串行、双工通信协议，它向二线回路或位于工厂或厂区的仪表测量设备或过程控制环境当中的总线互连“现场”设备如传感器、执行器、控制器、阀等提供了一个标准化的物理接口。现场总线协议为过程设备当中的现场仪表(现场设备)提供了一个局域网，它使这些现场设备能够在分散于整个过程的各个位置上实现控制功能，并能在实现这些控制功能前后相互进行通信以实现整个控制策略。因为现场总线协议能使控制功能分散在整个过程控制网络中，因此它能降低主要与DCS相关的中心过程控制器的复杂程度，或完全消除与DCS相关的中心过程控制器。
参见图1，采用现场总线协议的过程控制网络10包括：一主机12，主机12通过二线现场总线回路或总线34连接到许多其他设备如程序逻辑控制器(PLC)13、多个控制器14、另一主机设备15以及一组现场设备16、18、20、22、24、26、28、30和32上。网络10还包括其他设备，如总线监视器35，它随时监听总线34，收集用于评价网络10性能的通信和诊断信息。总线34包括由桥式设备30和32分开的不同部分或分支34a、34b和34c。每一分支34a、34b和34c能使连接到总线34上的一设备子组互连、从而使各设备之间能够以下述方式进行通信。当然，图1的网络只是例证性地示出了用现场总线协议构成的过程控制网络，过程控制网络也可以以许多其他方式构成。一般地，组态器位于设备之一如主机12中，用于对每一个设备进行设定或组态(它是“智能化”设备，其中包括能够进行通信、一些情况下有控制功能的微处理器)以及当新的现场设备连接到总线34上、当现场设备从总线34上取下时进行识别、接收由现场设备16-32所产生的一些数据、并与一个或多个用户终端进行联系，组态器位于主机12或以任何方式连接到主机12上的任何其他设备当中。
总线34支持或允许双向、纯数字通信，还可以向连接到其上的任一或所有设备如现场设备16-32提供电源信号。任一或所有设备12-32可以有自身电源，也可以通过一条单独的导线(未示出)连接到外部电源上。设备12-32如图1中所示以标准总线型连接方式连接到总线34上，其中大多设备连接到构成总线分支34a、34b和34c的同对导线上，现场总线协议也允许其他的设备/导线拓朴结构，有每个设备通过一条单独的二线对(类似于典型的4-20ma模拟DCS系统)连接到一个控制器或主机上的点一点连接，及每个设备连接到二线制总线一个公共点上的树或“齿”式连接，其中公共点是过程控制网络一个现场设备中的接线盒或终端区域。
根据现场总线协议，数据可以以相同或不同的通信波特率或速度在不同的总线分支34a、34b和34c上进行传送。例如，现场总线协议提供了31.25Kb/s的通信速率(H1)，如图所示为图1中的总线分支34b和34c所用；还提供了1.0Mb/s或2.5Mb/s(H2)的通信速率，该通信速率一般用于先进过程控制、远程输入/输出以及高速工厂自动化应用，如图所示由图1中的总线分支34a所用。同样，根据现场总线协议，可以用电压型信号或电流型信号在总线分支34a、34b和34c上对数据进行传送。当然，总线34每一分支的最大长度可以不受严格限制，但它应由该分支的通信速率、电缆类型、线宽、总线电源类型等确定。
现场总线协议将能够连接到总线34上的设备分为三类，即基本设备，主链接设备和桥式设备。基本设备(如图1中的设备18,20,24和28)能够进行通信，即能将通信信号发送到总线34上并从总线34上接收通信信号，但不能控制总线34上产生通信的顺序或时间。主链接设备(如图1中的设备16,22和26及主机12)是能通过总线34进行通信并能控制总线34上通信信号的流量和时间的设备。桥式设备(如图1中的设备30和32)是被配置成能够在现场总线的各个部分或分支上进行通信、并使现场总线的各个部分或分支互连以形成更大的过程控制网络的设备。如果需要的话，桥式设备可以在总线34不同分支上所用的不同数据速度和/或不同数据信号格式之间进行转换，可放大在总线34各分支间传播的信号，可对在总线34不同分支间流动的信号进行滤波，并仅使指定由连接有桥式设备的总线分支上的设备接收的信号通过，和/或采取其他必要措施将总线34的不同分支链接起来。连接以不同速度进行操作的总线分支的桥式设备在桥式设备的低速分支侧必须具有主链接器能力。主机12和15、PLC13以及控制器14可以是任何类型的现场总线设备，但一般是主链接设备。
设备12-32都能够通过总线34进行通信，更重要地是，都能够利用由设备通过总线34上的通信信号从过程或不同设备中采集到的数据独立地完成一项或多项过程控制功能。因此，现场总线设备能够直接实现整个控制策略的一部分，这在过去是由DCS的中心数字控制器来实现的。为了实现控制功能，每个现场总线设备都包括一个或多个标准化的“块”，该“块”由设备中的微处理器来实现。特别地，每个现场总线设备都包括一个数据源块，包括零或多个功能块以及零或多个转换块，这些块统称为块对象。
数据源块存储和传送属于现场总线设备特征数据的特殊数据，例如设备类型、设备更新标识及从设备存储器中得到其他设备特殊信息的标识。不同的设备生产者在现场设备的数据源块中存储了不同类型的数据，所以遵守现场总线协议的每个现场设备都包括一个存储有一些数据的数据源块。
功能块限定并实现与现场设备相关的输入功能、输出功能或控制功能，因此功能块通常被称为输入、输出和控制功能块。目前存在或有待将来开发的还有其他类型类型的功能块如混合式功能块。每个输入或输出功能产生至少一个过程控制输入(如来自过程测量设备的过程变量)或过程控制输出(如传送到执行设备上的阀位置)，而每个控制功能块都能利用一种算法(可以是比例算法)从一个或多个过程输入和控制输入产生一个或多个过程输出。标准功能块的实例包括模拟输入(AI)，模拟输出(AO)，偏差(B)，控制选择器(CS)，离散输入(DI)，离散输出(DO)，手动输入(ML)，比例/微分(PD)，比例/积分/微分(PID)，比值(R)，和信号选择器(SS)功能块。但还有其他类型的功能块，也可以规定或生成新的功能块以在现场总线环境中进行操作。转换块将功能块的输入和输出连接到现场硬件设备如传感器和设备执行机构上，使功能块能够读取现场传感器的输出并能控制现场设备使其完成一个或多个功能如移动一个阀门件。转换块一般含有解释现场设备传送来的信号并准确控制现场硬件设备所需的信息，包括识别现场设备类型的信息、与现场设备相关的校正信息等。一个转换块一般与一个输入或输出功能块相关联。
大多功能块都能基于预定规则产生报警或事件指示，并能以不同的模式下进行不同的操作。总的来说，功能块可以在自动模式、操作人员模式、不工作模式、级联模式及一个或多个远程模式下进行操作，其中在自动模式时，功能块的算法自动进行操作；在操作人员模式时，功能块的输入或输出由手动控制；在不工作模式时，块不操作；在级联模式时，块的操作受其他块输出的影响(由其他块的输出确定)；远程模式时，远程计算机确定块的模式。在现场总线协议中还有其他操作模式。
重要地是，每一个块都能够利用由现场总线协议定义的标准信息格式、通过现场总线34与同一或不同现场设备当中的其他块进行通信。因此，相互结合的功能块(相同或不同设备中)之间互相通信从而产生一个或多个分散控制回路。例如，一个现场设备中的PID功能块通过总线34连接接收第二现场设备中AI功能块的输出，将数据传送给第三现场设备中的AO功能块，并接收AO功能块的输出作为反馈信号，从而形成一个独立的、脱离任何DCS控制器的过程控制回路。以此方式，功能块相互结合能够使控制功能转移至中心DCS环境以外，使DCS的多功能控制器只用于实现监控或协调功能，或完全不用DCS的多功能控制器。此外，因为这些功能块所使用的通信协议相一致，所以这些功能块提供了一个易于对过程进行组态的画面形式的、面向块的结构，能使功能分散在来自不同供货商的现场设备之间。
此处述及的块对象在现场总线协议中被称作“功能块”，本领域的普通技术人员很清楚：采用其他通信协议的过程控制网络包括类似于所述功能块的过程功能模块。因此，尽管下述说明书实例集中于现场总线协议，但本发明也适用采用其他通信协议的网络，不仅限于采用现场总线协议的过程控制网络。
除包含并实现块对象之外，每个现场设备还包括一个或多个其他对象，有链接对象，趋势对象，报警对象及查看对象等。链接对象定义了现场设备内及现场总线34之间的块(如功能块)的输入输出之间的链接关系。
趋势对象使功能块参数的局部趋势能够被其他设备如图1中的主机12或控制器14所访问。趋势对象保存有一些功能块参数的短期历史数据，并以一异步方式将此数据经由总线34报与其他设备或功能块。报警对象通过总线报告报警信息及事件信息。这些报警或事件信息可以是发生在一个设备当中或发生在设备一个块中的任何事件。查看对象是预先定义的、用于标准人/机接口的块参数组，可以传送到其他设备当中以备经常查看。
下面参见图2，现场总线设备一例如可以是图1中现场设备16-28当中的任何一个现场设备，如图所示包括三个数据源块48，三个功能块50,51,52和两个转换块53,54。功能块50(可以是一个输入功能块)通过转换块53连接到传感器55上，传感器55例如可以是温度传感器，设定点指示传感器等。第二功能块51(可以是输出功能块)通过转换块54连接到输出设备如阀56上。第三功能块52(可以是控制功能块)具有一个与其相关联的趋势对象57，趋势对象57用于得到功能块52的输入参数趋势。
链接对象58定义了每个相关块的块参数，报警对象59提供了每个相关块的报警或事件提示信息。查看对象60与功能块50,52和52相关联，包括其相关功能块的数据清单或对相关功能块的数据清单进行分组。这些清单含有定义每组不同图形时所需的信息。当然，图2仅是示例性图形，在任何现场设备中都可以有其他数目及类型的块对象、链接对象、报警对象、趋势对象及查看对象。
参见图3，给出了用作定位器/阀设备的设备16,18和24以及用作变送器的设备20,22,26和28的过程控制网络10的方框图还示出了定位器/阀16、变送器20和桥式设备30的相关功能块。如图3中所示，定位器/阀16包括数据源(RSC)块61，转换(XDR)块62，及包括模拟输出(AO)功能块63、两个PID功能块64和65、信号选择(SS)功能块69的多个功能块。变送器20包括一个数据源块61，两个转换块62，以及两个模拟输入(AI)功能块66和67。此外，桥式设备30包括一个数据源块61和一个PID功能块68。
可以理解，图3的不同功能块可以在许多控制回路中(通过在总线34上进行通信)一起操作，在图3中，含有定位器/阀16、变送器20和桥式设备30的功能块的控制回路由连接到这些功能块上的回路识别块进行识别。如图3中所示，定位器/阀16的AO功能块63和PID功能块64及变送器20的AI功能块66连接在标记为LOOP1控制回路中，而定位器/阀16的SS功能块69、变送器20的AI功能块67以及桥式设备30的PID功能块68连接在标记为LOOP2的控制回路中。定位器/阀16的另一PID功能块65连接在标记为LOOP3的控制回路中。
构成图3中控制回路LOOP1的互连功能块详细如图4所示，图4给出了此控制回路的示意图。由图4可以看出，控制回路LOOP1完全由定位器/阀16的AO功能块63和PID功能块64与变送器20的AI功能块66之间的通信链接所形成。图4的控制回路图用连接过程和这些功能块控制输入和输出的连线示出了这些功能块之间的通信互连情况。包括一个过程测量值或过程参数信号的AI功能块66的输出通过总线分支34b通信连接到PID功能块64的输入上，PID功能块64的输出包括一个通信连接到AO功能块63输入上的控制信号。包括指示阀16位置反馈信号的AO功能块63的输出连接到PID功能块64的控制输入上。PID功能块64用此反馈信号以及来自AI功能块66的过程测量信号对AO功能块63进行适当控制。当然，在有AO和PID功能块63和64且这些功能块都在同一现场设备(如定位器/阀16)中时，由图4控制回路中连线所示的连接关系可以在一个现场设备内部实现，或者也可用标准现场总线同步通信通过二线通信总线34来实现这此连接关系。其他控制回路由以其他结构通信互连的其他功能块实现。
为了实施并完成通信和控制行为，现场总线协议利用称为物理层、通信“栈”和用户层的三种基本技术。用户层包括在任何特殊过程控制设备或现场设备中以块(如功能块)和对象的形式提供的控制和组态功能。用户层一般由设备生产者以专门方式设计，但用户层必须能够根据由现场总线协议定义的标准信息格式来接收和发送信息，并能够由用户以标准方式进行组态。物理层和通信栈是利不同现场设备的不同块之间用二线总线34以标准化方式进行通信所必须的，物理层和通信栈可以由公知的开放系统互连(OSI)层接通信模型作成模型。
与OSI层1相对应的物理层嵌入在每个现场设备和总线34中，能够将从现场总线传输媒介(二线总线34)中接收到的电磁信号转换成可为现场设备通信栈所用的信息。可以将物理层看作是总线34，电磁信号在现场设备输入输出处的总线34上。
每个现场总线设备中的通信栈都包括一个对应于OSI层2的数据链接层、一个现扬总线访问子层和一个对应于OSI层6的现场总线信息规范层。现场总线协议中OSI层3-5没有对应结构。但应用现场总线设备时还包括层7，用户层是层8，都未在OSI协议中进行过定义。通信栈的每一层都用于对在现场总线34上传输的部分信息或信号进行编码或译码。因此，通信栈的每一层用于加上或去掉现场总线信号的特定部分如前同步码、开始分隔符和结束分隔符，并且在一些情况下，对现场总线信号的剥离部分进行译码从而识别出信息或信号的余下部分将被传送至何处，或者识别出由于该信号含有不再接收现场设备中的功能块信息或数据而是否应当放弃该信号。
数据链接层根据将在下文当中详述的、称作有效链接调度程序的确定集中总线调度程序对总线34上的信息传输进行控制，并处理总线34上的信息访问。数据链接层去掉传输媒介上信号的前同步码，用接收到的前同步码使现场设备的内部时钟与输入的现场总线信号相同步。同样地，数据链接层将通信栈上的信息转换成现场总线信号，并对这些带有时钟信息的信号进行编码，生成具有适当前同步码的、用于在二线总线34上进行传输的“同步串行”信号。在译码过程期间，数据链接层识别出前同步码中的特殊代码，如开始分隔符和结束分隔符，从而识别出特定现场总线信息的开头和结尾，实现校验和功能以核实从总线34上所接收到的信号或信息的完整性。同样地，数据链接层通过将开始和结束分隔符加至通信栈信息上并在适当时间将这些信号放置到传输媒介上而在总线34上传输现场总线信号。
现场总线信息规范层使用户层(即现场设备的功能块、对象等)能够用一组标准的信息格式通过总线34进行通信，并对建立放置到通信栈上并提供给用户信息所需的通信服务、信息格式及协议特性进行了描述。因为现场总线信息规范层为用户层提供了标准化通信，所以为上述每类对象都规定了特定的现场总线信息规范通信服务。例如，现场总线信息规范层包括对象字典服务，它使用户能够阅读设备的对象字典。对象字典存储有用以描述或识别出设备每一个对象(如块对象)的说明书。现场总线信息规范层还提供相互间关系的管理服务，它使用户能够读取和改变与一个或多个设备对象相关的、将在下文当中进行描述的称作虚拟通信关系(VCRs)的通信关系。更进一步地，现场总线信息规范层还提供有变量存取服务、事件服务、加载及卸载服务及程序调用服务，所有这些都是现场总线协议中的公知技术，因而在此不再详述。现场总线访问子层将现场总线信息规范层映射到数据链接层中。
为允许或使这些层进行操作，每一个现场总线设备都包括一个管理信息数据库(MIB)，它是用于存储VCRs、动态变量、统计数据、有效链接调度程序的时间表、功能块执行时间表、设备标识和地址信息的数据库。当然，任何时间都可以用标准的现场总线信息或命令来存取或改变MIB中的信息。此外，通常为每一个设备都提供一份设备说明书以使用户或主人能够更广泛地了解VFD当中的信息。一般特别注明为用户所用的设备说明书存储有用户理解设备VFDs当中数据含义的必要信息。
应当理解，为用分散在整个过程控制网络中的功能块实现任何控制策略，必须根据特殊控制回路中其他功能块的执行情况精确地制定出该功能块的执行情况。同样地，在总线34上必须准确地确定出不同功能块之间的通信联系，以能在块执行前为每个功能块提供合适的数据。
下面将参考图1对不同现场设备《及现场设备中不同的块)通过现场总线传输媒介进行通信的方式进行描述。在进行通信时，总线34每一分支上的主链接设备(如设备12,16和26)用作为有效链接调度器(LAS)，对总线34相关分支上的通信进行有效地调度和控制。总线34每一分支上的LAS存储并更新一通信进度表(有效链接进度表)，此通信进度表含有每一设备每个功能块预定在总线34上开始周期性通信行为的时间以及此通信行为的持续时间长度。总线34每一分支上可有一个且只有一个有效LAS设备，所以其他的主链接设备(如分支34b上的设备22)也可以用作备用LASs，当当前的LAS失灵时，备用LASs工作。基本设备任何时候都不能变成LAS。
总的来说，总线34上的通信行为被分为多个循环周期，每一个循环周期包括每一功能块在总线34任何分支上有效的一个同步通信以及一个或多个功能块或设备在总线34一个分支上有效的一个或多个异步通信。一个设备即使通过总线34上桥式设备及LASs连接到总线34的不同分支上，它也能够有效地进行工作，即将数据发送到总线34的任一分支上并从总线34的任一分支上接收到数据。
在每一个循环周期期间，在总线34特定分支上有效的功能块通常从不同的、但准确规定(同步)的时间开始执行，并在另一准确规定的时间时、响应由适当LAS产生的强制数据指令而将其输出数据发布到总线34的该分支上。优选地，规定每一功能块应在执行周期结束之后立即发布输出数据。此外，应顺序确定不同功能块的数据发布时间，从而使总线34一个分支上的两个功能块不会同时发布数据。在没有同步通信时，用令牌驱动通信使每一现场设备以异步方式依次传输报警数据、查看数据等。执行时间和功能块执行完所需的时间量保存在设备的管理信息数据库(MIB)中，其中驻留有功能块，如上所述，将强制数据指令发送到总线34分支设备中的时间也保存在该分支LAS设备的MIB中。这些时间一般都保存成差值时间，因为它们识别出的时间都是从“绝对链接进度开始时间”开始、功能块要执行或发送数据的时间差值，这一点，连接到总线34上的所有设备都知道。
为了在每一个循环周期期间都能够有效地进行通信，LAS如总线分支34b的LAS16根据保存在有效链接进度表中的传输时间表将强制数据指令发送到总线分支34b每一设备中。一接收到强制数据指令，设备的一个功能块便将其输出数据发布到总线34上一段时间。因为每一个功能块都是按预定进度执行的，所以在块接收到强制数据指令之前应尽快完成块执行过程，响应强制数据指令而发布的数据应是功能块的最新输出数据。而如果功能块执行缓慢，当它接收到强制数据指令时还未锁存好新的输出，则功能块所发布的是功能块上一周期运行期间所产生的输出数据，并用时间标记显示出所发布的数据是旧数据。
当LAS将强制数据指令发送给总线34某一分支上所有功能块之后，且在功能块执行期间，LAS可以产生异步通信行为。为使异步通信能够有效进行，LAS将一个通过令牌信息发送给一个特殊的现场设备。当现场设备接收到该通过令牌信息时，该现场设备能够全面访问总线34(或其分支)并能发送出异步信息如报警信息、趋势数据、操作人员设定点改变等，直到信息结束或直到所分配的最大“令牌保持时间”结束时止。之后该现场设备脱离开总线34(或其任一分支)，LAS将通过令牌信息发送给另一设备。这一过程重复进行直到循环周期结束或直到规定LAS发送一个进行同步通信的强制数据指令时为止。当然，在每一个循环周期期间，不是每一个设备都能接收到一个通过令牌信息，这取决于信息流量以及连接到总线34特定分支上的设备和块数目。
图5所示的示意性时间表给出了：在总线分支34b每一循环周期期间、图1总线分支34b上功能块的执行时间，以及在总线分支34b每一循环周期期间、同步通信的时间。在图5的时间进度表中，时间示于水平轴上，与定位器/阀16和变送器20(图3)的不同功能块相关的行为如垂直轴所示。在图5中，功能块在其中进行操作的控制回路以脚标形式给出。因此AILOOP1指的是变送器20的AI功能块66,PIDLOOP1指的是定位器/阀16的PID功能块64等。在图5中，所示功能块的块执行时间都是由一个交叉阴影线盒来表示，而预定的同步通信如垂直棒所示。
因此，根据图5的时间进度表，在分支34b(图1)的任一特定循环周期中，AILOOP1首先执行盒70所规定的时间周期。接着，在垂直棒72所示的时间周期内，AILOOP1功能块的输出响应来自总线分支34b上LAS的强制数据指令而发布到总线分支34b上。同样地，盒74、76、78、80和81分别表示功能块PIDLOOP1、AILOOP2、AOLOOP1、SSLOOP2、PIDLOOP3的执行时间(不同功能块时间不同)，而垂直棒82、84、86、88和89分别表示功能块PIDLOOP1、AILOOP2、AOLOOP1、SSLOOP2、PIDLOOP3向总线分支34b发布数据的时间。
很清楚，图5的示意时间进度表还给出了异步通信时间，它可以是在功能块的执行时间期间，也可以是在功能块不执行且在总线分支34b上没有同步通信时的循环周期结束时间期间。当然，如果需要的话，可以规定不同的功能块同时执行，且并非所有的功能块都必须向总线上发布信息，例如如果其他设备接收不到功能块所产生的数据的话，则该功能块不必向总线上发布信息。
现场设备能够利用在每一现场设备栈的现场总线访问子层中定义的三种虚拟通信关系(VCRs)之一在总线34上发布或传输数据和信息。用户/服务器(client/server)VCR用于总线34上设备之间进行排队、不定期、用户启动、一对一的通信。这种排队信息按提交传输的顺序、根据其优先级别进行发送和接收，并且不覆盖先前的信息。因此当现场设备从LAS接收到一个通过令牌信息而将一个应答信息发送到总线34上的另一个设备中时，可以用用户/服务器VCR。请求者被称为“用户”，接收请求信号的设备被称为“服务器”。当服务器接收到来自LAS的一个通过令牌信息时，就会发出一个应答信息。例如，用户/服务器VCR可以用于使操作人员所发出的请求信息如设定点改变、调谐参数的访问和修改、报警信号的确认及设备加载和卸载等有效进行。报告发布型VCR用于排队、不定期、用户启动、一对多通信。例如，当具有事件或趋势报告的现场设备从LAS中接收到一个通过令牌时，该现场设备便将其信息发送到一个在该设备通信栈现场总线访问子层中定义的“组地址”中。被配置成对此VCR进行监听的设备接收到此报告。报告发布VCR一般由现场总线设备用来向操作人员控制台发送报警提示信号。
发布/接收VCR用于缓冲型、一对多通信。缓冲通信只保存和发送最新数据，新数据完全覆盖原先的数据。例如功能块输出当中包括缓冲数据。当发布器设备从LAS或从一个接收器设备当中接收到一个强制数据信息时，“发布”现场设备利用发布/接收VCR将信息发布或广播到总线34上的所有“接收器”现场设备中。发布/接收器关系是预定的，定义并保存在每一现场设备通信栈的现场总线访问子层中。
为了确保能够通过总线34进行正确的通信，每一LAS定期地向连接在总线34分支上的所有现场设备发送一个时间分配信息，它使接收设备能调节其当前运行时间以互相同步。在这些同步信息之间，基于其内部时钟的时钟时间独立保存在每一设备中。当生成数据时，时钟同步信号可以用整个现场总线网络当中的时间标记数据来表示该现场设备。
此外，每一总线分支上的每一LAS(及其他主链接设备)都存储有一个“实况清单(1ive list)”，它是连接到总线34该分支上、即能够准确响应通过令牌信息的所有设备的清单。LAS通过定期地发出搜索节点信息而不断地识别出新加到总线分支上的设备，确定这些设备不在实况清单上。事实上，当每一LAS将通过令牌信息发送给实况清单上的所有现场设备之后，要求LAS查明至少一个地址。如果现场设备就在被查地址上并接收到搜索节点信息的话，设备立即返回一个检索应答信息。一接收到该检索应答信息，LAS便将该设备加到实况清单中并向所查到的现场设备发送一个有效节点信息以进行确认。一个现场设备只要能够准确地响应通过令牌信息便能够保持在实况清单上。而如果接连三次测试之后现场设备仍既不能使用令牌也不能立即将令牌返回给LAS的话，LAS将从实况清单中去掉该现场设备。当现场设备加到实况清单上或从实况清单上取消时，LAS将该实况清单中的变化情况报告给总线34相应分支上的所有其他主链接设备，以使每一主链接设备都保留一份实况清单的当前拷贝。
如上所述，现场设备和其功能块之间的通信互连是由过程工程师确定的，是利用位于主机12中的组态应用程序在过程控制网络10中实现的。组态完成后，过程控制网络10可以不编译用以在显示设备上进行查看的过程参数实时数值，而直接进行操作。因为处理被分散在过程控制网络10中，所以单个设备无法接收到过程控制网络10的所有过程参数实时数值。当用户想要积累和查看实时信息时，用户可以有几种选择方案来得到信息，每种选择方案都会增加网络的复杂性和总线的信息流量。
一种选择方案是，过程控制设备如图3的控制器14或主机15配置有一个用户接口，该用户接口使用户能从过程控制网络10的一个或多个现场设备中请求实时信息。接收到来自用户接口的请求信息后，过程控制设备对每一个现场设备的请求信息进行排队(一般用异步通信)。当过程控制设备从其相关LAS中接收到一个通过令牌信息时，该设备利用用户/服务器VCRs将请求信息发送到现场设备中。现场设备接收到请求信息后，用被请求过程参数的当前值来对应答信息进行格式化，并且当从其相关LASs中接收到通过令牌信息时传输所述应答信息。在此方案中，生成一个检索实时信息的总线流通量。保存被请求过程参数的每个现场设备都生成两个附加信息，一个请求信息和一个应答信息。此外，因为此方案中所用的是异步通信方式，所以在发送请求信息和接收到相应的应答信息之前，已经经过了几个循环周期，从而使过程控制设备显示被请求信息当前值的响应时间变慢。另外，现场设备是低功率设备，没有多余的CPU周期供查看过程参数之用。
在另一方案中，现场设备中的趋势对象将含有过程数据的特定数目信息存储在缓冲器中，再通过总线将缓冲信息包传输给其他设备。趋势对象存储有由该现场设备中的功能块产生或由其他现场设备中的功能块产生的一个或多个过程参数值并通过总线对这些参数值进行传输。趋势对象的缓冲器一旦满了，便响应请求趋势数据的信息或自动接收现场设备通过令牌信息而用异步通信来对缓冲数据进行传输。对于沿总线从一个现场设备传送到另一现场设备趋势对象中的过程参数来说，当缓冲信息包从趋势对象传输到另一现场设备时，需要一个或两个附加的信息处理业务。对于从一个功能块传送到同一现场设备趋势对象中的过程参数来说，形成数据趋势不是很有效，需要多个CPU周期而不是马上发布。在任一种方案中，趋势操作都会降低总线效率。
为了克服现场总线过程控制网络中的这些问题，本发明提供了一种新型的功能块，能够得到多种过程参数的实时数值并在查看接口上显示出这些数值。本发明的查看功能块或信息访问功能块被配置成能用同步周期通信(如现场总线协议的发布胺收VCR)通过总线34与其他设备的功能块进行通信，以获得过程参数重要部分或相关子组的实时数值，保存一个或多个过程参数值，并能用异步通信(如现场总线协议中的用户/服务器VCR或不同协议中的等效通信关系)通过总线34与过程控制设备的功能块进行通信，从而当用户通过接口进行请求时，能够对所存储的信息进行分配。所保存的数值也可以传送给外部设备，其中这些外部设备通过其他一些通信协议或其他一些媒介如以太网连接到含有查看功能块的现场设备上并与含有查看功能块的现场设备进行通信。查看功能块以此方式能够得到过程参数的实时数值，而不必将请求信息传输给每一个现场设备。此外，用户从显示设备向查看功能块发出一个请求信息，便可以检索到相关的所有过程参数当前值。
参见图6，查看功能块100如图所示位于图3的主机12中。查看功能块100一般位于主机设备或其他用户接口设备中。主机12的通信栈将查看功能块100通信链接到总线34上，使查看功能块100能够与过程控制网络10中的所有其他设备进行通信。例如，过程控制网络10的用户可以访问保存在AO功能块63中的定位器/阀16阀杆位置的实时数值。为了传送阀杆位置的最新测量值，需在AO功能块63和查看功能块100之间建立一个发布/接收VCR。AO功能块63被称为定位器/阀16通信栈现场总线访问子层中的“发布”现场设备。相对应地，查看功能块100被称为主机12通信栈现场总线访问子层中的“接收”现场设备。查看功能块100可以是每一条发布信息的许多接收器之一。
理想情况是，查看功能块100是已经在总线分支34a上传输的被发布信息的接收器。例如在总线分支34c上，阀24中的PID功能块可从PID功能块64中获得一个过程参数值以控制阀24的操作。为了传送过程参数值，在PID功能块64和阀24当中的PID功能块之间建立一个发布/接收VCR。在每一循环周期期间，PID功能块64都响应由其相关LAS产生的强制数据指令、而在总线34上发布一条具有过程参数值的信息。信息从分支36b传输到分支34a和分支34c，其中在分支34a和34c上由阀24的通信栈对信息进行检测。查看功能块100被确定为来自PID功能块64的信息的附加接收器。以此方式进行组态，主机12的通信栈能够检测出分支34a上的信息并将此信息传送给查看功能块100。查看功能块100可以用来自发布信息的数值来代替或重写保存在其中的过程参数的先前值。参数的新值保存在查看功能块100中，直到PID功能块64发布下一条信息时止。另外，查看功能块100可以保存多个参数值，并且可以将新值追加到已有存储值上。在这种情况下，查看功能块100能够监视过程参数，但不会产生附加的总线流量。
在一些情况下，查看功能块100无法访问不在其相关总线分支34a上传输的信息。例如，在定位器/阀16的AO功能块63和变送器20的功能块之间传递的信息只在总线分支34b上传输。类似地，在同一现场设备的两个功能块之间如在定位器/阀16的PID功能块64和AO功能块63之间传递的信息也不在任何总线分支上进行传输。为了得到这些情况下交换的过程参数值，将查看功能块100设置成能够接收PID功能块64所发布的信息的附加接收器。经过如此配置以后，信息经分支34b传输到分支34a，此时主机12的通信栈检测到该信息并将该信息传送到查看功能块100中。这种结构使总线通信量增大，但不要求现场设备用另外的CPU周期来发送附加信息，从而，由于现场设备已经从PID功能块64向内部的AO功能块63或向外部变送器20中的功能块发布了信息，所以不会增加现场设备的工作负载。
查看功能块100偶尔被配置成监视不在功能块之间传输的过程参数的数值。例如，AO功能块可存储不被过程控制网络10中其他功能块所用但由查看功能块100监视的用于定位器/阀的过程参数。在这种情况下，需在AO功能块63和查看功能块100之间建立一个单独的发布/接收VCR。响应强制数据指令，AO功能块63发出一条带有过程参数值的信息，该过程参数值由主机12的通信栈进行检测，并传送到查看功能块100中。由于需要传送附加信息，有时会稍微增加现场设备的总线通信量和工作负载。
查看功能块100被配置成能够满足过程控制网络10用户的需要。可以将查看功能块100配置成能够同时接收和存储来自过程控制网络10多个功能块的数据。包括来自所有功能块、来自功能块重要部分或来自功能块相关子组的数据。此外，也可以将查看功能块100配置成能够接收和存储来自任何单个功能块的多个过程参数。另外，过程控制网络10可包括多个查看功能块，每一查看功能块接收和存储网络过程参数的一个相关子组。
用户在用户接口设备如主机12、15、连接到总线34上的显示设备或通过以太网或其他通信协议连接到主机12并与主机12进行通信的外部显示设备104之一上、通过请求一个或多个过程参数值可以检索存储在查看功能块100中的信息。例如，用户在显示设备102上用用户接口或用户画面接口选择一个或多个过程参数进行查看，过程参数可以是定位器/阀16的阀杆位置。包括一个通信栈的显示设备102对查看功能块100的请求信息进行格式化并使信息排队以进行非同步通信。当显示设备102从相关LAS中接收到一个通过令牌时，显示设备102便将信息传输到总线34上。主机12接收到请求信息后便将其传送给查看功能块100。查看功能块100检索出存储在其中的被请求信息如阀杆位置，并对应答信息进行格式化和排队。当主机从相关LAS中接收到查看功能块100的通过令牌信息时，主机12将该信息传输到总线34上。显示设备102接收到应答信息并在用户接口上显示出包括阀杆位置在内的过程参数。
如图7中所详示，查看功能块100包括一个数据传送单元112，该数据传送单元112接收多种现场设备所发布的过程参数并对其进行译码，将所发布的过程参数值保存在一个存储单元114中，从存储单元114中调用被请求的过程参数并将其传输到请求查看设备中，并控制查看功能块100的操作。数据传送单元112使数据捕获单元116能够收集并传送由过程控制网络10中其他功能块所发布的过程参数，并利用定期通信方式将其发送到查看功能块100中。可以理解，根据查看功能块100的配置方式，可以将任何数量的过程参数传送到数据捕获单元116中。
存储单元114是用于存储由现场设备所发布的过程参数的存储器。存储单元114具有适合监视多种过程参数的容量，其大小取决于被监视的过程参数数量、要存储的被监视参数数值的数目、与被监视参数同时存储的与被监视参数相关的信息量、被存储数据的分辨或采样率以及等等诸如此类的因素。每一循环期间，功能块都对数值进行更新，并发布相应的过程参数信息。在一些情况下，查看功能块100以高分辨率监视过程参数，数据传送单元112经常更新存储单元114中的参数值。每一个循环期间都要更新一次，从而使所有发布参数值都保存在存储单元114中。在其他情况下，查看功能块110以低分辨率监视过程参数，其数据传送单元112不是在每一循环都更新存储单元114中的参数值，因此所发布的参数值不都存储在存储单元114中。在任一情况下，表示数值测量时间的时间标记与过程参数值一起存储在存储单元114中。此外，存储单元114还存储有与被监视过程参数相关的存储算法。该存储算法可以用于被监视过程参数上实现滤波、抗混淆、数据压缩等功能。
如上所述，数据传送单元112可以对存储单元114中的存储空间进行管理。对于任何给定的过程参数来说，数据传送单元112在存储单元114中都为其分配了足够的空间以存储一个或多个过程参数数值。当数据传送单元112通过数据捕获单元116从相关现场设备中接收到过程参数值时，数据传送单元112用来自发布信息的数值对存储单元114中过程参数的存储值进行重写，或者将来自该信息的数值追加在已存储于其中的数值之后。数据传送单元112通过执行与参数相关并保存在存储单元114中的存储算法来对过程参数进行控制。当数据传送单元112从查看设备中接收到请求过程参数的请求信号时，数据传送单元112从存储单元114中检索出存储值或过程参数值，并将其以应答信息的形式传送给查看设备。如果需要的话，可以将与所存储的过程参数相关的时间标记或其他信息也保存有存储单元114中，并由数据传送单元112检索出来。
查看功能块100中的输入主机接口118接收由用户在主机12的用户接口处输入的组态信息。组态信息包括被保存过程参数、与过程参数相关的现场设备和/或功能块、参数单位、参数所需存储量的识别信息，还可以包括任何其他相关数据及数据传送单元112进行操作所需的用于任何过程参数数据处理的指令或存储算法。输入主机接口118将组态信息传送给数据传送单元112，数据传送单元再在存储单元114中分配出该过程参数和相关信息的空间。组态信息也可以包括查看功能块100当前所保存过程参数的修正信息，例如，现场设备如定位器/阀16由不同厂家的高级定位器/阀或阀所取代时，组态信息中包括修正信息。另外，如果是从过程控制网络10中去掉一个现场设备的情况，则组态信息还包括停止保存过程参数并重新分配存储单元114中空间的指令。
查看功能块100进一步包括用于处理来自查看设备的请求信息的输出主机接口120。主机12接收到的请求信息包括请求一个或多个过程参数、请求变换过程参数的单位，和/或用于格式化检索到的过程参数的指令。输出主机接口120接收来自主机12的请求信号，并把将由数据传送单元112进行处理的部分请求信号传送到数据传送单元112中。例如，数据传送单元112只处理从存储单元114中检索出过程参数值，输出主机接口120完成所有的转换和格式化功能。在这种情况下，输出主机接口120将过程参数请求信号传递到数据传送单元112中，一从数据传送单元112接收到过程参数值，输出主机接口120便进行必要的转换和格式化操作。或者，数据传送单元112可以从存储单元114中检索出过程参数值并进行转换和格式化操作。在这种情况下，输出主机接口120将整个请求信息传递到数据传送单元112中，数据传送单元112对请求信息进行处理后，将应答信息输出到主机12的通信栈上用以传输到总线34的查看设备中。
关于这一点，应当注意，图7给出了用以描述查看功能块100功能的功能块图。此处所述的功能可以分配在查看功能块100的各个元件之间。例如，由数据捕获单元116实现的功能可以全都包括在数据传送单元112的功能当中。输入主机接口118和输出主机接口120的功能可以结合在能够同时处理输入和输出信息的单一主机接口中。此外，此处所述的部分功能还可以在过程控制网络10的查看功能块100和其他设备之间再行分配。例如，查看功能块100完全用于存储过程参数的当前值，而现场设备实现任何所需的转换操作，查看设备实现所有的显示格式化功能。此外，请求过程参数的查看设备可以包括一个预先格式化的屏幕，因而，只需查看功能块100提供所存储的过程参数值而无需对所请求的数据进行任何其他处理。其他的功能分配和分散对本领域的技术人员也都是很明显的，本发明人设想将其用于本发明的查看功能块。
尽管此处所述的查看功能块100只用于存储和传输由定位器/阀16的PID功能块所提供的阀杆位置，但如果需要，本发明的查看功能块100可以与其他功能块和其他现场设备结合使用，能够在图6所示结构以外的其他结构过程控制网络中实现。因此，查看功能块100能够存储来自过程控制网络中部分或全部功能块的过程参数，并能将所存储的部分或全部过程参数传输到每个查看设备中。
此外，此处所述的查看功能块是以现场总线“功能块”形式实现的，但应注意，本发明的查看功能也能用与其他类型控制系统和/或通信协议相关的其他类型的块、硬件、固件等来实现。实际上，现场总线协议用术语“功能块”来描述一个能够完成过程控制功能的特殊类型整体，但应当注意，此处的术语“功能块”不受局限，可包括能以任何方式在过程控制网络中任何分散位置处实现过程控制功能的任何类型的设备、程序、例行程序或其他整体。因此，此处所述并要求保护的查看功能块也能够在其他过程控制网络中或者利用其他过程控制通信协议或方案(还不存在或者将来能够开发出来)来实现，其中其他过程控制通信协议或方案只要能在过程各个分散位置上实现控制功能，就不用现场总线协议所严格定义的“功能块”。
此外，此处所述的查看功能块是用于存储和传输定位器/阀设备的过程参数，但应当注意，这些功能块也能够存储和传输其他类型设备如阻尼器、风扇、传感器、主机设备、控制器、桥式设备、接口或是过程控制网络一部分的任何其他设备。
此外，尽管此处所述的查看功能优选地是由存储在过程控制设备中的软件来实现的，但如果需要的话，也可以在硬件、固件等当中实现。如果是在软件中实现，本发明的查看功能块可以保存在任何计算机可读的存储器如磁盘、激光盘或其他存储媒介中，也可以保存在计算机的RAM或ROM等当中。同样地，该软件可以通过任何公知的或必要的发送方法如通过电话线、因特网等通信通道传输给用户或设备。
在本发明的另一实施例中，提供了一种新型的总线监视器，以获得并显示出多种过程参数的实时数值。已有的总线监视器收集通信和诊断信息来评价总线网络的性能，本发明的查看总线监视器能够收集、存储并显示在总线上传输的、用于评价过程控制网络性能的过程数据。过程数据被称作是与过程的操作和控制相关的、使设备与过程直接相联的独特参数。过程数据包括但不局限于设定点、过程变量、报警、趋势信息等数据或其他任何直接涉及过程动作或过程传感器或直接连接到过程中的设备的信息。
本发明的查看总线监视器配置成能捕获在总线34上进行传输的所有数据，并对所捕获的数据进行滤波从而得到过程数据并去掉通信及诊断信息。对所获得的过程数据进一步进行滤波从而得到过程参数重要部分或相关子组的实时数值。查看总线监视器存储有一个或多个过程参数值，当用户通过用户接口进行请求时便显示出所存储的信息。由此方式，查看总线监视器无需将请求信息传输到每一现场设备便能获得过程参数的实时数值。而且，用户在查看总线监视器的用户接口上请求信息便能检索到所有相关过程参数的当前值。
返回参见图6，查看总线监视器130如图所示连接在总线34的分支34b上。查看总线监视器130时刻监听分支34b上的总线流通量并捕获在分支34b上传输的所有信息。查看总线监视器130删除掉总线流通量中的通信及诊断信息并去掉含有过程数据的信息的头、尾等。余下的过程数据再经查看总线监视器130进行滤波或分类从而便可得到由查看总线监视器130所监视的过程参数、过程参数的重要部分或过程参数的相关子集的实时数值。查看总线监视器130通信链接到总线34上，使得查看总线监视器130能够捕获总线34上由过程控制网络10所有其他设备传输的信息。例如过程控制网络10的用户可以访问定位器/阀16阀杆位置的实时数值，该数值存储在AO功能块63中并被传输到定位器/阀24的功能块中。为了捕获最新测得的阀杆位置值，查看总线监视器130被配置成能够识别出含有从AO功能块传输到定位器/阀24的阀杆位置的信息。当AO功能块63传输该信息时，查看总线监视器130捕获该信息，将该信息从其他通信、诊断及过程数据信息中区分出来，并将含有阀杆位置值的数值存储起来。
查看总线监视器130被配置成能够满足过程控制网络10用户的需要。可以将查看总线监视器130配置成能够同时接收和存储来自过程控制网络10多种功能块的数据。包括来自所有功能块、来自功能块重要部分或来自功能块相关子组的数据。此外，也可以将查看总线监视器130配置成能够接收和存储来自任何单个功能块的多种过程参数。另外，过程控制网络10可包括多个查看总线监视器，每一查看总线监视器接收和存储网络过程参数的一个相关子组。用户在查看总线监视器130的用户接口上通过请求一个或多个过程参数值可以检索到存储在查看总线监视器130中的信息。例如，用户在查看总线监视器130上用用户接口或用户画面接口选择一个或多个过程参数进行查看，过程参数可以是定位器/阀16的阀杆位置。从查看总线监视器130的存储器中检索出所选过程参数的存储数值并将其显示在用户接口上。
如图8中所详示，查看总线监视器130包括一个数据传送单元132，该数据传送单元112通常用于控制查看总线监视器130的操作。数据传送单元132使数据捕获单元134能够捕获总线34上总线流通量中的信息，并删除其中的通信及诊断信息，且仅将过程控制网络10中功能块所发布的过程数据信息传送到数据传送单元132中。数据传送单元132从数据捕获单元中接收到过程数据信息后，删除掉过程数据信息的分量如头、尾、时间信息等。数据传送单元132滤出查看总线监视器130要监视的过程参数值并将发布的过程参数值存储在存储单元136中。接收到来自用户接口138或140的请求信息后，数据传送单元132便将请求信息从存储单元136中调用出来并传输到请求用户接口138或140上进行显示。
存储单元136是用于存储从过程数据信息中抽取的过程参数的存储器。存储单元136具有适于监视多种过程参数的容量，其大小取决于被监视过程参数的数量、要存储的被监视参数值的数量、与被监视参数同时存储的与被监视参数相关的信息量、被存储数据的分辨或采样率以及等等诸如此类的因素。每一循环期间，功能块都对数值进行更新，并发布相应的过程参数信息。在一些情况下，查看总线监视器130以高分辨率监视过程参数，数据传送单元132时时更新存储单元134中的参数值。每一循环周期都更新一次，使得每一发布值都保存在存储单元134中。在其他情况下，查看总线监视器130以低分辨率来监视过程参数，其数据传送单元132不是在每一循环周期中都更新存储单元134中的参数值，因此所发布的参数值不都保存在存储单元134中。在任一情况下，表示数值测量时间的时间标记都与过程参数值一起存储在存储单元134中。此外，存储单元136还存储有与被监视过程参数相关的存储算法。该存储算法可以对被监视过程参数进行滤波、抗混淆、数据压缩等操作。
如上所述，数据传送单元132可以对存储单元136中的存储空间进行管理。对于任何给定的过程参数来说，数据传送单元132都在存储单元136中分配了足够的空间用以存储一个或多个过程参数数值。当数据传送单元132从数据捕获单元134传送来的过程数据信息中抽取出过程参数值时，数据传送单元132用来自发布信息的数值对存储单元136中保存的过程参数值进行重写，或者将来自该发布信息的数值追加在已存储于其中的数值之后。数据传送单元132通过执行与该参数相关并存储在存储单元136中的存储算法而对过程参数进行控制。当数据传送单元132从用户接口138、140接收到过程参数请求信号时，数据传送单元132从存储单元136中检索出存储值或过程参数值，并将其发送到用户接口138或140上进行显示。如果需要的话，可以将与被存储的过程参数相关的时间标记或其他信息也保存在存储单元136中，并由数据传送单元132检索出来。
查看总线监视器130中的用户接口138用于用户输入查看总线监视器130的组态信息。组态信息包括被保存过程参数、与过程参数相关的现场设备和/或功能块、参数单位、参数所需存储量的识别信息，还包括任何其他相关的数据及数据传送单元132进行操作所需的用于过程参数任何数据处理的指令或存储算法。用户接口138将组态信息传送给数据传送单元132，数据传送单元再在存储单元136中分配出用于过程参数和相关信息的空间。组态信息还可包括查看总线监视器130当前所保存的过程参数的修正信息，例如，现场设备如定位器/阀16由不同厂家的高级定位器/阀或阀所取代。另外，如果是从过程控制网络10中去掉一个现场设备的情况，则组态信息还包括停止存储过程参数并重新分配存储单元136中空间的指令。
用户接口138使用户能够输入显示存储在查看总线监视器130中的信息的请求信息。请求信息可以包括请求一个或多个过程信息、请求变换过程参数的单位的请求信息，和/或用于格式化检索到的过程参数的指令。用户接口138把将由数据传送单元132进行处理的部分请求信号传送到数据传送单元132中。例如，数据传送单元132只处理从存储单元136中检索过程参数值，用户接口138处理所有的转换和格式化功能。在这种情况下，用户接口138将所有的过程参数请求信号传递到数据传送单元132中，一从数据传送单元132接收到过程参数值，用户接口138便进行必要的转换和格式化操作。或者，数据传送单元132从存储单元136中检索出过程参数值并进行转换和格式化操作。在这种情况下，用户接口138将全部请求信息都传递到数据传送单元132中，在数据传送单元132对请求信息进行处理后，在查看总线监视器130的显示器上显示出经过变换及格式化的信息。
外部用户接口140使用户从远离查看总线监视器130的位置处即可输入组态信息、请求信息或者既输入组态信息又输入请求信息。外部用户接口140与上述内部用户接口138以同样的方式进行操作。用户接口140可以由公知的媒介连接到查看总线监视器130上，并与数据传送单元132进行通信，用公知的数据传送协议如TCPIP、数据流、以太网等传送数据。此外，如图8中所示，查看总线监视器130可以包括内部用户接口138和外部用户接口140，也可以只有用户接口138或140，根据不同的需求可以进行不同的选择。
关于这一点，应当注意，图8给出了用以描述查看总线监视器130功能的功能块图。此处所述的功能可以分配在查看总线监视器130的各个不同元件中。例如，由数据捕获单元134实现的功能可以总体结合到数据传送单元132的功能当中。再有，由数据捕获单元134和用户接口138实现的功能可以以上述方式或以其他结构形式进行分配。其他的功能分配和分散对本领域的技术人员也都是很明显的，本发明人设想将其用于本发明的查看功能块。
尽管此处是以存储和传送由定位器/阀16的PID功能块64所提供的阀杆位置来对查看总线监视器130进行描述的，但本发明的查看总线监视器130可以与其他功能块和其他现场设备结合使用，能够在图6所示结构以外的其他结构过程控制网络中实现。因此，查看总线监视器130能够被配置成存储来自过程控制网络中部分或所有功能块的过程参数，并能将所存储的部分或所有过程参数显示在用户接口138、140中。
此外，此处所述的查看总线监视器是在现场总线协议下操作的过程控制网络中实现的，但应注意，本发明的查看功能也能用与其他类型控制系统和/或通信协议相关的其他类型的块、硬件、固件等来实现。实际上，虽然现场总线协议用术语“功能块”来描述一个能够实现过程控制功能的特殊类型整体，但应当注意，此处的“功能块”术语不受局限，包括任何类型的设备、程序、例行程序或其他能够在过程控制网络中以任何方式实现过程控制功能的实体。因此，此处所述并要求保护的查看总线监视器也能够在利用其他过程控制通信协议或方案(还不存在或者将来能够开发出来)的其他过程控制网络中得以实现，只要这些网络或协议能够为过程中各分散位置提供控制功能并能使该控制功能得以实现即可。
进而，此处所述的查看总线监视器用于存储和传送定位器/阀设备的过程参数，应当注意这些总线监视器还能用于存储和传输其他类型设备如阻尼器、风扇、传感器、主机设备、控制器、桥式设备、接口或作为过程控制网络一部分的其他设备的过程参数。
基于此，本说明书参考只是示例性的、不对本发明构成限制的特定实例对本发明进行了描述，本领域的普通技术人员应当清楚：在不背离本发明实质和范围的情况下，可以对所公开的实施例进行改变、添加或删除。

Claims (44)

1．一种查看过程控制网络中实时过程信息的方法，过程控制网络具有多个通信链接到一总线上的设备，其特征在于：每一个设备包括至少一个过程功能模块，该过程功能模块能够利用过程参数来实现过程控制网络中的过程控制功能，并能够利用预定通信周期的通信方式在总线上进行通信，且这些设备当中的至少一个设备包括一个查看过程功能模块，该查看过程功能模块能够保存过程参数值而不用该过程参数值进行过程控制，能够被用户配置成保存至少一个过程参数，能够响应用户从多个可选过程参数中选择出至少一个过程参数时产生的请求信号检索出过程参数值，该方法包括以下步骤：
配置查看过程功能模块，使其保存至少一个过程参数的至少一个数值，每一过程参数都与一个过程功能模块相关联；
利用预定通信周期的通信方式将与每个过程参数相关的过程功能模块的输出链接到查看过程功能模块的输入上；
利用预定通信周期的通信方式将来自相关过程功能模块的至少一个过程参数的数值传输到查看过程功能模块中；以及
将传输来的至少一个过程参数值保存在查看过程功能模块中。
2．根据权利要求1所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，其特征在于至少一个过程参数也可以是多个过程参数。
3．根据权利要求1所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
将查看过程功能模块配置成保存至少一个过程参数的相关信息；以及
将至少一个过程参数的相关信息与该至少一个过程参数值同时传输到查看过程功能模块中。
4．根据权利要求1所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，其特征在于传输步骤进一步包括下述步骤：即利用预定通信周期的通信方式将来自相关过程功能模块的至少一个过程参数值传输到多个过程功能模块中。
5．根据权利要求1所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，其特征在于查看过程功能模块是现场总线协议中的查看功能块。
6．根据权利要求1所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，进一步包括以下步骤：
将至少一个包括一输出过程功能模块的设备连接到总线上，输出过程功能模块具有一个用户接口；
利用不定期排队通信方式将至少一个输出过程功能模块的输出通信链接到查看过程功能模块上；
利用不定期排队通信方式、将向至少一个输出过程功能模块请求至少一个过程参数的至少一个保存数值的请求信息传输到查看过程功能模块中；
利用不定期排队通信方式将查看过程功能模块的输出通信链接到至少一个输出过程功能模块的输入上；
利用不定期排队通信方式将来自查看过程功能模块的、含有至少一个过程参数的至少一个保存数值的应答信息传输到至少一个输出过程功能模块中；以及
在至少一个输出过程功能模块的用户接口上显示出过程参数的至少一个保存数值。
7．根据权利要求6所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，其特征在于，至少一个显示设备也可以是多个显示设备，每一显示设备包括一具有一用户接口的输出过程功能模块。
8．根据权利要求6所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，其特征在于所述的至少一个显示设备至少是包括查看过程功能模块的设备之一。
9．根据权利要求1所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，进一步包括以下步骤：
将至少一个设备连接到第二过程控制网络的第二总线上，其中连接到第二总线上的每一设备都能够利用不定期排队通信方式在第二总线上进行通信；
将包括具有一用户接口的输出过程功能模块的显示设备连接到第二过程控制网络的第二总线上；
利用不定期排队通信方式将输出过程功能模块的输出通信链接到查看过程功能模块上；
利用不定期排队通信方式、将向输出过程功能模块请求至少一个过程参数的至少一个保存数值的请求信息传输到查看过程功能模块中；
利用不定期排队通信方式将查看过程功能模块的输出通信链接到输出过程功能模块的输入上；
利用不定期排队通信方式传输来自查看过程功能模块的、含有至少一个过程参的至少一个保存数值的应答信息；以及
在用户接口上显示出至少一个过程参数的至少一个保存数值。
10．一种用于查看过程控制网络中过程参数实时数值的信息查看系统，过程控制网络具有多个通信链接到总线上的设备，其特征在于：每一个设备都能够完成一个过程功能，并能利用定期及不定期通信方式在总线上进行通信，该信息查看系统包括：
配置在第一设备中生成输入信号的第一信号发生器，输入信号包括与第一设备相关的至少一个过程参数值；
连接到第一信号发生器上、配置成利用定期通信方式将该输入信号发送到第二设备的输入上的第一通信装置；
配置在第二设备中接收输入信号的数据捕获单元；
配置在第二设备中并通信链接到数据捕获单元上的存储单元，该存储单元用于保存至少一个过程参数的至少一个数值，不用该数值进行过程控制；
配置在第一设备、第二设备和第三设备之一当中的第二信号发生器，它能生成请求信息，其中请求信息所请求的是保存在存储单元中的、至少一个过程参数值；其中请求信息是响应用户从多个可选过程参数中选出过程参数而产生的；
连接到第二信号发生器上、配置成利用不定期排队通信方式将请求信息发送到第二设备的输入上的第二通信装置，请求信息由数据捕获单元接收；
配置在第二设备中、产生包括从存储单元中请求至少一个过程参数的至少一个数值的应答信息的数据传送单元；
连接到数据传送单元上、配置成利用不定期排队通信方式将应答信息发送到第一设备、第二设备和第三设备之一的输入上的第三通信装置；
一个接收由数据传送单元所产生的应答信息的信号接收器；和配置在第一设备、第二设备和第三设备之一当中的显示设备，它能在用户接口上显示出至少一个过程参数的请求值。
11．根据权利要求10所述的信息查看系统，其特征在于数据传送单元通信链接到数据捕获单元和存储单元上，用于从数据捕获单元中接收至少一个过程参数值并使存储单元利用所接收的数值对至少一个过程参数的保存值进行重写。
12．根据权利要求10所述的信息查看系统，其中数据传送单元用于将存储单元配置成保存至少一个过程参数的至少一个数值，进一步包括配置在第二设备中且通信链接到数据传送单元上的输入主机接口，其中输入主机接口用于将过程参数组态指令传送到数据传送单元中，过程参数组态指令使数据传送单元将存储单元配置成能保存至少一个过程参数的至少一个数值。
13．根据权利要求10所述的信息查看系统，其特征在于，至少一个过程参数也可以是多个过程参数，且信息查看系统进一步包括多个第一设备，每一个第一设备都有一个配置于其中的第一信号发生器，该第一信号发生器产生包括第一设备相关参数值的输入信号，数据捕获单元接收每一输入信号，且存储单元用由相关第一设备在相应输入信号中传送的过程参数值来对过程参数的保存值进行重写或追加在过程参数的保存值上。
14．根据权利要求10所述的信息查看系统，其特征在于，输入信号包括至少一个过程参数的相关信息，且存储单元用输入信号中的相关信息值对存储于其中的相关信息保存值进行重写并追加在保存值上。
15．根据权利要求10所述的信息查看系统，其特征在于第一通信装置被配置成能利用定期通信方式将输入信号发送到多个设备上。
16．根据权利要求10所述的信息查看系统；进一步包括多个第三设备，每一设备具有配置于其中的第二信号发生器，它能产生请求信号，请求包含在存储单元中的至少一个过程参数的一个或更多数值。
17．根据权利要求10所述的信息查看系统；其特征在于第三设备由第二过程控制网络的第二总线连接到第二设备上，每一设备都能用不定期排队通信的方式在第二总线上进行通信。
18．一个查看过程功能模块，能够在过程控制设备中实现，且能用于具有通信连接到一总线的多个设备的过程控制网络，其特征在于每一设备包括至少一个过程功能模块，该过程功能模块能够实现过程控制网络中的输入功能、输出功能或控制功能，且能够利用定期和不定期通信方式在总线上进行通信，所述的查看过程功能模块包括：
接收输入信号的数据捕获单元，其中输入信号是由一个过程功能模块生成的，含有相关于该过程功能模块的过程参数值，并利用定期通信方式进行传送；
存储有至少一个过程参数的至少一个数值的存储单元，不用该数值进行过程控制；
使输入信号中过程参数的数值存储在存储单元中的数据传送单元；
一个输出主机接口，它接收用户向多个可选过程参数请求至少一个过程参数的至少一个存储数值时产生的请求信号，请求信号由至少一个设备生成，利用不定期排队通信方式进行传送，其中输出主机接口将请求信号发送给数据传送单元；
其中数据传送单元从存储单元中检索出至少一个过程参数的至少一个存储数值，并响应每一个请求信号将该存储数值传送到输出主机接口中；和
输出主机接口产生含有至少一个过程参数的至少一个存储数值的应答信号，并响应于每一请求信号将该应答信号发送给第二设备。
19．根据权利要求18所述的查看过程功能模块，其中数据捕获单元接收由多个设备产生并用定期通信方式进行发送的、含有多个过程参数值的多个输入信号，其中存储单元至少存储一个过程参数值，且其中请求信号请求至少一个过程参数的至少一个存储数值。
20．根据权利要求18所述的查看过程功能模块，其特征在于，由第一设备产生的输入信号是用定期通信方式传送给多个设备的。
21．根据权利要求18所述的查看过程功能模块，其特征在于，存储单元存储有至少一个过程参数的相关信息。
22．根据权利要求18所述的查看过程功能模块，其特征在于，查看过程功能模块是现场总线协议中的查看功能块。
23．根据权利要求18所述的查看过程功能模块，其特征在于，第二设备是在其中实现查看过程功能模块的过程控制设备。
24．一个查看过程功能模块，能够在过程控制设备中实现，且能用于具有通信链接到一总线的多个设备的过程控制网络，其特征在于每一设备包括一个或多个过程功能模块，该过程功能模块能够实现过程控制网络中的输入功能、输出功能或控制功能，且能够利用定期通信方式在总线上进行通信，所述的查看过程功能摸块包括：
接收多个含有至少一个过程参数值的输入信号的数据捕获单元，其中输入信号由一个或多个设备中的多个过程功能模块产生，并利用定期通信方式进行传送；
存储有至少一个过程参数的至少一个数值的存储单元，不用该数值进行过程控制；和
用来自输入信号的至少一个过程参数值来对存储单元中的至少一个过程参数的存储数值进行重写并追加到存储值上的数据传送单元。
25．根据权利要求24所述的查看过程功能模块，其特征在于，由第一设备产生的输入信号是用定期通信方式发送给多个设备的。
26．根据权利要求24所述的查看过程功能模块，其特征在于，存储单元存储有至少一个过程参数的相关信息。
27．根据权利要求24所述的查看过程功能模块，其特征在于，查看过程功能模块是现场总线协议中的查看功能块。
28．根据权利要求24所述的查看过程功能模块，其特征在于，每一个设备都能够用不定期排队通信方式在总线上进行通信，查看过程功能模块进一步包括：
一个输出主机接口，它接收用户向多个可选过程参数请求至少一个过程参数的至少一个存储数值时产生的请求信号，请求信号由至少一个设备生成，利用不定期排队通信方式进行传送，输出主机接口将请求信号发送给数据传送单元；
数据传送单元从存储单元中检索出至少一个过程参数的至少一个存储数值，并将该存储数值传送到输出主机接口中；和
输出主机接口产生含有至少一个过程参数的至少一个存储数值的应答信号，并用不定期排队通信方式将该应答信号发送给请求设备。
29．一种查看过程控制网络中实时过程信息的方法，过程控制网络具有多个通信链接到一总线上的设备，其特征在于：每一个设备包括至少一个过程功能模块，该过程功能模块能够利用过程参数来实现过程控制网络中的过程控制功能，并能够在总线上进行通信，一个查看总线监视器通信链接在总线上，它能够由总线传输信息当中滤出过程数据，能够存储过程参数值，能够由用户配置成存储至少一个过程参数，能够响应用户从多个可选过程参数中选出过程参数时产生的请求信号来检索出该过程参数值，该方法包括以下步骤：
配置查看总线监视器，使其保存至少一个过程参数的至少一个数值，每一过程参数都与一个过程控制功能模块相关联；
将含有至少一个过程参数值的过程数据信息传输到总线上；
在查看总线监视器上捕获总线上传输来的信息；
在查看总线监视器上识别出含有至少一个过程参数值的过程数据信息；以及
将至少一个过程参数值存储在查看总线监视器中。
30．根据权利要求29所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，其特征在于至少一个过程参数也可以是多个过程参数。
31．根据权利要求29所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，进一步包括以下步骤：
将查看总线监视器配置成保存至少一个过程参数的相关信息；以及将过程数据信息中的相关信息与该至少一个过程参数的数值一起进行传输。
32．根据权利要求29所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，其中查看总线监视器包括一个用户接口，该方法进一步包括以下步骤：
在用户接口上输入请求至少一个过程参数至少一个存储数值的请求信息；
从查看总线监视中检索出该至少一个过程参数的至少一个存储数值；以及
在用户接口上显示出来自查看总线监视器的至少一个过程参数的至少一个存储数值。
33．根据权利要求29所述的查看过程控制网络中实时过程信息的方法，进一步包括以下步骤：
将用户接口连接到第一设备上；
在用户接口上输入请求至少一个过程参数的至少一个存储数值的请求信息；
从存储单元中检索出该至少一个过程参数的至少一个存储数值；及
在用户接口上显示出来自存储单元的所述至少一个过程参数的至少一个存储数值。
34．一种用于查看过程控制网络中过程参数实时数值的信息查看系统，过程控制网络具有多个通信链接到总线上的设备，其特征在于：每一个设备都能够完成一个过程功能，并能在总线上进行通信，该信息查看系统包括：
配置在第一设备中、生成含有至少一个过程参数值的过程数据信息的第一信号发生器；
连接到第一信号发生器上、配置成将该过程数据信息传输到总线上的第一通信装置；
配置在查看总线监视器中、用以识别出过程数据信息的数据捕获单元，其中查看总线监视器能够捕获总线上的所有传传输信息；
配置在查看总线监视器中并通信链接到数据捕获单元上的存储单元，该存储单元用于保存至少一个过程参数的至少一个数值，不用该数值进行过程控制；
能向存储单元中至少一个过程参数的至少一个数值发出请求信息的用户接口，其中请求信息是由用户从多个可选过程参数中选出至少一个过程参数时而产生的；
其中至少一个过程参数的至少一个数值是从存储单元中检索出来并显示在用户接口上的。
35．根据权利要求34所述的信息查看系统，进一步包括配置在查看总线监视器中并通信链接到数据捕获单元和存储单元上的数据传送单元，其中数据传送单元用于从数据捕获单元中接收至少一个过程参数值，使存储单元用在相应过程数据信息中传输的至少一个过程参数值来对至少一个过程参数的存储数值进行重写并追加到所述存储值上。
36．根据权利要求35所述的信息查看系统，其特征在于数据传送单元用于将存储单元配置成存储至少一个过程参数值；用户接口通信链接到数据传送单元上，用于将过程参数组态指令传送给数据传送单元，从而过程参数组态指令使数据传送单元将存储单元配置成存储至少一个过程参数的至少一个数值。
37．根据权利要求34所述的信息查看系统，其中用户接口配置在查看总线监视器中。
38．根据权利要求34所述的信息查看系统，其特征在于，至少一个过程参数也可以是多个过程参数，该信息查看系统进一步包括多个第一设备，该第一设备具有配置于其中的、产生含有第一设备相关过程参数值的过程数据信息的第一信号发生器，其中数据捕获单元捕获每个过程数据信息，且存储单元用相关第一设备在相应过程数据信息当中传输的过程参数值来对过程参数的存储值进行重写并追加在存储值上。
39．根据权利要求34所述的信息查看系统，其中过程数据信息包括过程参数的相关信息，且存储单元用过程数据信息中的相关信息值来对存储于其中的相关信息的存储数值进行重写。
40．一个用于过程控制网络中的查看总线监视器，过程控制网络具有通信连接到一总线上的多个设备，其特征在于：每一设备包括至少一个过程功能模块，该过程功能模块能够实现过程控制网络中的输入功能、输出功能或控制功能，且能够在总线上进行通信，用户接口通信链接到查看总线监视器上，查看总线监视器包括：
用于捕获总线上所有传输信息并识别出含有由查看总线监视器所监视的过程参数值的过程数据信息的数据捕获单元，所述过程数据信息由至少一个设备产生并在总线上进行传输；
配置成存储至少一个过程参数的至少一个数值的存储单元，不用该数值进行过程控制；
使至少一个过程参数值存储在存储单元中的数据传送单元；其中数据传送单元从用户接口中接收至少一个过程参数的至少一个存储数值的请求信号；和
数据传送单元从存储单元中检索出至少一个过程参数的至少一个存储数值，并响应请求信号将该至少一个存储数值传送到用户接口上进行显示，
41．根据权利要求40所述的查看总线监视器，其特征在于：数据捕获单元接收由多个设备产生的、含有多个过程参数数值的多个过程数据信息，并在总线上进行传输，其中存储单元存储多个过程参数的至少一个数值，且其中每一请求信号含有请求至少一个过程参数至少一个存储数值的请求信息。
42．根据权利要求40所述的查看总线监视器，其中存储单元存储的是至少一个过程参数的相关信息。
43．根据权利要求40所述的查看总线监视器，其特征在于用户接口配置在查看总线监视器中。
44．根据权利要求40所述的查看总线监视器，其中至少一个过程参数也可以是多个过程参数。
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