CN101040231A - 分布式操作系统诊断系统 - Google Patents

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CN101040231A CNA2005800347196A CN200580034719A CN101040231A CN 101040231 A CN101040231 A CN 101040231A CN A2005800347196 A CNA2005800347196 A CN A2005800347196A CN 200580034719 A CN200580034719 A CN 200580034719A CN 101040231 A CN101040231 A CN 101040231A
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威廉·C·斯楚
大卫·P·卡尔伯特森
肯尼斯·F·芬尼沃德
路易斯·P·斯坦豪瑟尔
里昂·J·麦克纳特
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Abstract

本发明涉及一种分布式操作系统和操作方法，其中，系统包括集成诊断、位总线和现场总线。现场器件产生现场操作特性并且现场处理模块从现场器件接收现场操作特性。现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为在位总线上通信的现场通信部件。现场处理模块被配置为作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并接收现场操作数据。辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块还被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。

Description

分布式操作系统诊断系统
技术领域
本发明涉及分布式操作系统，特别是涉及具有集成诊断的分布式操作监视和控制系统。
背景技术
制造厂、装配厂、具有温度控制的建筑、半导体制造厂、具有能量管理系统的设施和加工厂具有实现一个或更多个相关的控制、维护和工厂自动化系统的有效操作的许多系统和操作过程。许多操作过程可被监视以保证适当的设备和处理功能并为过程控制、维护(包括预示维护)、监督控制和数据获取(SCADA)、试验和自动化系统提供反馈以识别过程问题或潜在的设备失效情况。被监视的过程可包含被传感器监视的温度、流量、压力、电平、电流、功率、移动、振动、流体性能和设备失效和有关数据等的测量。
电子传感器需要感测的变量的附加信号处理，包括被转换成指示特性并可被发送给系统的电压、电流、共振频率或数字词汇的变量或其它特性的转换。信号处理通常通过与传感器连接的发射器或直接通过导线或电缆与传感器连接或者无线连接的电子组件被实现。
作为一个例子，温度是制造过程的常常被测量的物理变量或特性。最常用的温度测量系统使用热电偶(TC)、电阻温度器件(RTD)、热电堆和/或热敏电阻以感测物理温度变量。其它的温度传感器作为例子可包含基于半导体的RTD、二极管、红外传感器和谐振石英传感器。
典型的传感器通过导线直接与输入/输出(I/O)设备的单信道连接。这种直接布线方法一般被称为点对点布线。在这种情况下，温度传感器提供出诸如电阻或电压的电参数以可重复的方式随温度变化而变化的电输出。I/O设备然后将电参数转换成与控制器或监视或控制设备的输入要求兼容的标准输出。I/O设备的输出可以为诸如电压或电流的模拟值，或者可以为诸如符合诸如以太网TCP/IP、EtherNet/IP、FDDI、ControlNet、ModbusTM(AEG SchneiderCorporation的商标)、Profibus、ProfiNet、IEEE 802.XX无线和各种现场总线(fieldbus)的数字总线标准或专有网络协议的数字信号或代码。用于温度系统的I/O设备一般仅转换来自温度传感器的一个参数，诸如提供物理变量温度的参数。除了将温度传感器电参数转换成可通过接口连接到控制器或监视或控制系统的标准输出，I/O设备还可提供附加的信号处理。这种信号处理可用于传感器的线性化、增加传感器的输出电平(增益)、去除杂散电噪声和/或提供与杂散电流的隔离。常规上温度I/O设备由诸如Action Instruments和RochesterInstruments的制造商提供。
温度传感器电参数的简单信号处理的功能是公知的，并由温度I/O设备产品的许多制造商执行。一种常用的温度感测系统使用位置邻近热过程(thermal process)的发射器。发射器被用于约50％的全部热系统中并提供电参数的信号处理、传感器与杂散电和机械噪声输入的电隔离、电输出的线性化和缩放(scaling)、和用于校准传感器和标准化输出的本地装置。常规的用于基于发射器的系统的标准化输出包含2导线4-20mA输出、10-50mA输出和1-5V输出。常规的温度发射器由诸如Rosemount、ABB Hartmann & Braun和Honeywell的公司制造。基于发射器的系统还与I/O设备导线连接，但是I/O设备仅提供标准化的电压或电流输入，不提供温度变量的附加信号处理。商用的标准I/O设备由诸如Siemens、Allen Bradley和Omron的可编程逻辑控制器供应商提供。数字控制系统供应商包括EmersonProcess、Honeywell、Siemens、Invensys、Yokogawa和ABB。第三方常提供用于数字控制系统(DCS)(诸如用于材料在导管中连续流动的诸如化工、精炼、电力的过程控制工厂中的控制系统)的输入/输出接口或用于可编程逻辑控制器(PLC)的输入/输出接口，诸如Opto22、Moore Industries、Action Instruments和Phoenix(PLC常用于控制诸如汽车或小机械的制造的离散事件的工厂或诸如制药的批量制造产品的加工工厂中)。I/O设备可执行多路复用功能，并可将温度信号转换成可被控制器、控制系统或监视系统使用的标准化输出。并且，来自I/O设备的输出主要是现场总线上的数字信号。
基于传感器-发射器的监视系统的另一种形式包括位于传感器上或其附近的微处理器。这些“智能发射器”首先在19世纪80年代被引入，并且已具备了在总线上输出或传达数字消息的能力。智能发射器通过使用具有嵌入或相关的软件程序的微处理器提供改进的信号处理和线性化。另外，数字输出在总线上被传达，并使得智能发射器能够以减少布线和用于特定的操作应用的I/O通道的数量的“多处下降(multi-dropped)”方式被接线。智能发射器可通过使用HART、Foundation Fieldbus、Profibus PA或诸如Honeywell DE、YokogawaBrain或Foxboro I/A的专用协议以数字方式与I/O通信。
与智能发射器一起使用的I/O设备将来自发射器的数字输入转换成与I/O设备的输出连接的控制器兼容的数字输出(通常以较高的波特率和/或以不同的协议)。数字I/O设备一般不提供发射器变量的信号调节，而是用作数据集中器和协议转换器。I/O中的一体化电源常可在发射器的导线上提供电力。
随着在19世纪80年代引入数字智能传感器，发射器和控制器制造商引入常称为现场总线的数字通信协议的过剩(plethora)。现场总线协议可与包含2和4导线的几种类型的物理介质、光学介质一起使用或以无线等方式使用。一般地，最低速度现场总线提供可用于数字集成传感器、致动器件、控制器、监视系统和具有操作或管理系统的设备的高速二导线通信协议。现场总线的特征在于低功耗和建立在标准开放协议上的32位消息传递能力。现场总线发射器和系统提供更高速度(波特率)的总线，并具有处理大量数据的能力。现场总线的典型数据速率为31.25Kbps。现场总线还限于传输相对较低水平的电力，以保证基于现场总线的发射器满足在可存在爆炸性气体的处理环境中安全操作所要求的本质上安全或增加安全性的电力工业标准的电力需求。
基于现场总线的发射器可与控制系统和使用来自发射器用于过程、系统、发射器或设备诊断的诊断信息的企业资产管理(EAM)系统。现场总线发射器具有在如本质安全的系统需要的那样将其功率消耗限于低水平的同时以达32kb/s的数据速率提供大量的数据的能力。一般地，制造商从他们的发射器产品提供诊断信息。诊断信息通过处理源自传感器的电气参数由本地发射器产生，以提供与传感器、过程、传感器布线、发射器电子组件、布线和数字现场总线有关的诊断。该诊断信息通常具有标准诊断参数以及对于各个制造商不同的诊断参数，但易于以数字方式在标准现场总线上向和从现场总线发射器传达到现场总线兼容的I/O设备。现场总线发射器的成本常比常规的发射器的价格多两倍，并且为传感器的价格的十到二十倍。
一个现场总线制造商Rosemount，Inc.开发了作为混合协议的称为HART(公路可寻址远程换能器(Highway Addressable RemoteTransducer))的协议。HART协议提供叠加在以前用作发射器标准的标准4-20mA模拟布线上的频移键控(FSK)数字信号。Rosemount，Inc.将HART协议捐赠给公共域(public domain)，现在所有的制造商都可通过HART通信基础(HARTCommunication Foundation)(HCF)使用HART。HART现在是最常用的发射器协议。如果用户只是想要温度参数，那么智能HART型发射器可替换常规的4-20mA发射器而不用改变布线或I/O设备。HART还可随着I/O设备的有关变化提供数字信息。随着智能数字通信发射器的出现，也可从发射器传达诸如现场器件(field device)标记号、制造商的ID、缩放比例因子、简单的电子组件诊断的附加信息。
还出现了诸如ModbusTM的其它数字协议，并且，最近引入了具有提供分布式计算能力的更高速度协议。诸如Foundation现场总线、ProfiNet和Profibus PA的一些现场总线协议提供用于诊断的标准化的消息传递和参数。其它系统提供诸如包含诊断报警的自确认传感器(SEVA)的诊断能力。
现场总线发射器常常比常规的发射器贵两倍，其部分原因是，处理更多的参数需要更复杂的电子组件，以及用于现场总线的通信信号处理较为复杂。许多操作或处理系统不需要现场总线的全部能力，并且没有证明必需高实现成本，特别是当监视简单、低成本的传感器、致动器件和诸如接点闭合、开关和/或数字开关器件的离散器件时。因此，需要提供可用现场总线技术得到的许多较高水平的诊断功能的简单、低成本的系统和方法。
用于低成本操作通信系统的一种这样的可选方案是“位总线(bitbus)”。位总线一般提供8位的消息传递信息。位总线可以以低成本承载相对较高速度的消息传递。一种这样的位总线是作为汽车数字总线Car Automation Network(CAN)的扩展的DeviceNetTM(OpenDeviceNetTM Vendors Association(ODVA)的商标)。第二种位总线AS-Interface(AS-i)在欧洲被开发，用于工厂自动化系统的简单的数字或逻辑输入，并且同样十分低廉。
一般地，当前的基于位总线的设备不包含广泛的诊断能力，不提供苛刻操作环境中常需要的信号调节，并且不能很好地通过接口与高级操作系统连接。由于位总线的有限的带宽，因此当前的位总线系统不包括包含于来自传感器或致动器件的数字位总线消息中的诊断参数的数字诊断信息处理。
发明内容
本发明的各个实施例提供改进的用于监视、控制、诊断或获取来自在位总线上操作并通过接口连接到现场总线上的现场器件的数据的分布式操作系统。
在本发明的一个方面中，一种具有集成诊断、位总线和现场总线的分布式操作系统包括用于产生现场操作特性的现场器件和用于从现场器件接收现场操作特性的现场处理模块。现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的现场通信部件。现场处理模块被配置为用于作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并接收现场操作数据。辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块还被配置为用于作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，一种具有集成诊断的分布式操作系统包括位总线、用于产生第一现场操作特性的第一现场器件和用于产生第二现场操作特性的第二现场器件。第一现场处理模块被配置为从第一现场器件接收第一现场操作特性并包含第一现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的第一现场通信部件。第一现场处理模块被配置为用于作为第一现场操作特性的函数产生包含第一现场诊断参数的第一现场操作数据。第二现场处理模块被配置为从第二现场器件接收第二现场操作特性并包含第二现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的第二现场通信部件。第二现场处理模块被配置为用于作为第二操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并从第一现场处理模块接收第一现场操作数据、从第二现场处理模块接收第二现场操作数据。辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为用于作为第一现场操作数据和第二现场操作数据中的至少一个的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，一种具有位总线并具有集成诊断的分布式操作系统，该系统包括：用于产生第一现场操作特性的第一现场器件和用于产生第二现场操作特性的第二现场器件。现场处理模块被配置为用于从第一现场器件接收第一现场操作特性并从第二现场器件接收第二现场操作特性并包含现场诊断部件和用于与位总线通信的现场通信部件。现场处理模块被配置为产生包含作为第一现场操作特性的函数的第一现场诊断参数或作为第二现场操作特性的函数的第二现场诊断参数中的至少一个的现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并接收产生的现场操作数据，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为作为接收的现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的一个方面中，一种温度感测和诊断系统，具有用于产生温度特性的温度传感器和位总线，该系统包括现场处理模块和辅助处理模块。现场处理模块适于与温度传感器耦合并用于从温度传感器接收温度特性。现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为在用于位总线上通信的现场通信部件并适于作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并接收现场操作数据，并包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块并被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，一种温度感测和诊断系统，具有用于产生感测的能量水平的温度传感器和位总线。现场处理模块适于与温度传感器耦合并用于从温度传感器接收感测的能量水平。现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为在用于位总线上通信的现场通信部件。现场处理模块适于将接收的感测的能量水平与预定的能量水平相比较，并在感测的能量水平和预定的能量水平之间的差值指示温度诊断事件时识别温度诊断事件。现场处理模块还适于作为识别的温度诊断事件的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并用于接收现场操作数据。辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，一种温度感测和诊断系统，具有用于产生温度特性的温度传感器和位总线。现场处理模块适于与温度传感器耦合并用于从温度传感器接收温度特性。现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为在用于位总线上通信的现场通信部件。现场处理模块适于作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并用于接收现场操作数据，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和被配置为用于将接收的位总线格式的现场操作数据转换成现场总线格式的辅助现场数据的网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上将辅助现场数据传达给与现场总线通信耦合的温度管理系统。
在本发明的另一方面中，一种具有位总线并具有集成诊断的温度感测系统，包括用于产生温度特性的温度传感器和用于产生现场操作特性的现场器件。第一现场处理模块被配置为用于从第一温度传感器接收温度特性并包含第一现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的第一现场通信部件。第一现场处理模块被配置为用于作为温度操作特性的函数产生包含第一现场诊断参数的第一现场操作数据。第二现场处理模块被配置为用于从现场器件接收现场操作特性，第二现场处理模块具有第二现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的第二现场通信部件。第二现场处理模块被配置为用于作为第二操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并从第一现场处理模块接收第一现场操作数据、从第二现场处理模块接收第二现场操作数据。辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为用于作为第一现场操作数据和第二现场操作数据中的至少一个的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，一种具有位总线并具有集成诊断的温度感测系统，包括被配置为用于产生第一温度特性的第一温度传感器、被配置为用于产生第二温度特性的第二温度传感器和用于从第一温度传感器接收第一温度特性并从第二温度传感器接收第二温度特性的现场处理模块。现场处理模块包含现场诊断部件和用于与位总线通信的现场通信部件，并被配置为产生包含作为第一温度特性的函数的第一现场诊断参数或作为第二温度特性的函数的第二现场诊断参数中的至少一个的现场操作数据。辅助处理模块被配置为与位总线通信并接收产生的现场操作数据，并包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为作为接收的现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
本发明一个方面是一种用于诊断分布式操作系统的方法，所述操作系统具有现场器件、与现场器件耦合的现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块。该方法包括：在现场器件上产生现场操作特性；在现场处理模块上处理现场操作特性；和作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据。该方法还包括在位总线上将包含现场诊断参数的现场操作数据从现场处理模块传达给辅助处理模块。该方法还包括：作为接收的现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据和在现场总线上传达辅助现场数据。
本发明的另一方面是一种用于诊断分布式操作系统的方法，其中，操作系统包括第一现场器件、第二现场器件、与第一现场器件耦合的第一现场处理模块、与第二现场器件耦合的第二现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块。该方法包括：在第一现场器件上产生第一现场操作特性；在第二现场器件上产生第二现场操作特性；在第一现场处理模块上处理第一现场操作特性；和在第二现场处理模块上处理第二现场操作特性。该方法还包括：作为第一现场操作特性的函数产生包含第一现场诊断参数的第一现场操作数据；作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；和在位总线上将第一现场操作数据和第二现场操作数据传达给辅助处理模块。该方法还包括：作为接收的第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和在现场总线上传达辅助现场数据。
在另一方面中，本发明是一种用于诊断分布式操作系统的方法，所述操作系统包含第一现场器件、第二现场器件、与第一现场器件耦合的第一现场处理模块、与第二现场器件耦合的第二现场处理模块、第一位总线、第二位总线、现场总线和与第一位总线、第二位总线和现场总线通信的辅助处理模块。该方法包括：在第一现场器件上产生第一现场操作特性；在第二现场器件上产生第二现场操作特性；在第一现场处理模块上处理第一现场操作特性；和在第二现场处理模块上处理第二现场操作特性。该方法还包括：作为第一现场操作特性的函数产生包含第一现场诊断参数的第一现场操作数据；作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；在第一位总线上将第一现场操作数据传达给辅助处理模块；和在第二位总线上将第二现场操作数据传达给辅助处理模块。该方法还包括：作为接收的第一现场操作数据和接收的第二现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和在现场总线上传达辅助现场数据。
本发明的一个方面是一种用于诊断温度感测系统的方法，该系统具有温度传感器、与温度传感器耦合的现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块。该方法包括：在温度传感器上产生温度特性；在现场处理模块上处理温度特性；和作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据。该方法还包括：在位总线上将包含温度诊断参数的现场操作数据从现场处理模块传达给辅助处理模块；作为接收的现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，一种用于诊断温度感测系统的方法，该系统具有温度传感器、与温度传感器耦合的现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块，该方法包括以模拟格式在温度传感器上产生温度特性。该方法还包括：在现场处理模块上处理温度特性；和在现场处理模块中将模拟温度特性转换成数字格式。该方法还包括：作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的数字格式的现场操作数据；和压缩用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分。该方法还包括：在位总线上将包含温度诊断参数和现场操作数据的压缩部分的现场操作数据从现场处理模块传达给辅助处理模块；作为接收的现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和在现场总线上传达辅助现场数据。
本发明的另一方面是一种用于诊断温度感测系统的方法，该系统包含第一温度传感器、第二温度传感器、与第一温度传感器耦合的第一现场处理模块、与第二温度传感器耦合的第二现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块。该方法包括：在第一温度传感器上产生第一温度特性；在第一现场处理模块上处理第一温度特性；作为第一温度特性的函数产生包含第一温度诊断参数的第一现场操作数据；和在位总线上将包含第一温度诊断参数的第一现场操作数据从第一现场处理模块传达给辅助处理模块。该方法还包括：在第二温度传感器上产生第二温度特性；在第二现场处理模块上处理第二温度特性；作为第二温度特性的函数产生包含第二温度诊断参数的第二现场操作数据；和在位总线上将包含第二温度诊断参数的第二现场操作数据从第二现场处理模块传达给辅助处理模块。该方法还包括：作为接收的第一现场操作数据和第二现场操作数据中的至少一个的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，具有集成诊断的分布式操作系统包括诸如用于产生现场操作特性的传感器或致动器的现场器件。系统还包括用于从现场器件接收现场操作特性的与现场器件连接的现场处理模块。现场处理模块包含现场诊断部件和现场通信部件并被配置为作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据。系统还包括用于与现场处理模块通信并从现场处理模块接收现场操作数据的位总线。系统还包括与位总线通信并接收现场操作数据的辅助处理模块。辅助处理模块包含辅助诊断部件和包含现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为用于作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并用于在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，一种具有用于产生温度特性的温度传感器的温度感测和诊断系统，包括适于与温度传感器耦合并用于从温度传感器接收温度特性的现场处理模块。现场处理模块包含现场诊断部件和现场通信部件。现场处理模块适于作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据。该系统还包括用于与现场处理模块通信并从现场处理模块接收现场操作数据的位总线。该系统还包括用于与位总线通信并用于接收现场操作数据的辅助处理模块。辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并用于在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，与包括现场器件、与现场器件连接的现场处理模块、与现场处理模块通信的位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块的操作系统有关的方法包括在现场器件上产生现场操作特性和在现场处理模块上处理现场操作特性。该方法还包括作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据。该方法还包括在位总线上将包含现场诊断参数的现场操作数据从现场处理模块传达给辅助处理模块。该方法还包括作为接收的现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据和在现场总线上传达辅助现场数据。
在本发明的另一方面中，一种与包括温度传感器、与温度传感器连接的现场处理模块、与现场处理模块通信的位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块的温度感测系统有关的方法包括：在温度传感器上产生温度特性；和在现场处理模块上处理温度特性。该方法还包括：作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据；和在位总线上将包含温度诊断参数的现场操作数据从现场处理模块传达给辅助处理模块。该方法还包括：作为接收的现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和在现场总线上传达辅助现场数据。
从以下提供的详细说明，本发明的其它方面将变得十分明显。应当理解，虽然详细说明和特定的例子指示本发明的优选实施例，但其意图仅是解释而不是限定本发明的范围。
附图说明
从详细的说明和附图可以更全面的理解本发明。
图1是根据本发明的一个实施例的分布式诊断监视和控制系统的框图；
图2是根据本发明的另一实施例的现场处理模块监视和诊断系统的框图；
图3是根据本发明的一个实施例的包括在位总线上(peer-to-peerinter-working)点对点交互工作的现场处理模块系统的框图；
图4是根据本发明的一个实施例的具有多个辅助处理模块和操作处理管理系统的现场总线操作系统的框图；
图5是根据本发明的一个实施例的现场器件操作环境系统的框图；
图6是根据本发明的一个实施例的具有分布式诊断系统的操作环境的框图。
在这几个附图中，相应的附图标记表示相应的部分。
具体实施方式
以下的说明在本质上仅是示例性的，意图不在于限制本发明、其应用或用途。
在一个实施例中，具有集成诊断的分布式操作系统包括用于产生现场操作特性的现场器件。系统还包括用于从现场器件接收现场操作特性的与现场器件耦合的现场处理模块。现场处理模块包含现场诊断部件和现场通信部件并被配置为作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据。系统还包括用于与现场处理模块通信并从现场处理模块接收现场操作数据的位总线。系统还包括与位总线通信并接收现场操作数据的辅助处理模块。辅助处理模块包含辅助诊断部件和包含现场总线接口和网关或协议转换部件的辅助通信部件。辅助处理模块被配置为用于作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
参照图1，示出根据本发明的一个实施例的分布式监视、控制和诊断系统100。系统100可以为任意类型的需要监视和控制的系统，但作为例子可包括制造系统、生产系统、组装系统、处理系统、能量管理系统、预测维护系统、试验系统、包装系统和操作控制系统。系统100包括示为现场器件102A～102N的一个或更多个现场器件102、一个或更多个现场处理模块106A和106B、一个或更多个位总线112A～112N、辅助处理模块118和现场总线124。
现场器件102可以为任意类型的用于放置在操作系统或过程中的器件。现场器件102作为例子可包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、液体检测传感器、应力传感器、移动传感器、位置传感器、电压传感器、电流传感器、化学性能传感器、致动器、泄漏传感器、加速计、速度计、阀定位器、阀位置传感器、RFID标记、智能卡、包含压力计的测量仪器、螺线管、电源、加热器、包含电磁阀的阀、计量器、马达、泵、包含热开关的开关、霍耳效应传感器、磁场强度传感器、气体传感器、警报、熔线、RFID标记、智能卡、存储器、在工厂、加工厂和半导体制造设施中使用的其它器件。这些现场器件102也可包含现场器件存储器(未示出)或存储与现场器件102或其应用有关的数据或参数的标记。如示出的那样，在操作实现中，多个现场器件102A～N通过一个或更多个现场器件设施104A或通信线路被展开用于感测、致动和产生一个或更多个现场操作或操作特性105A～105N。现场器件102和现场器件设施104A可以为模拟或数字类型。
一个或更多个操作特性105A～105N可以为任意类型的由上面识别的现场器件102中的一个提供的特性。现场操作特性105作为例子其一种形式或另一种形式可包含电阻、电流、电压、霍耳效应电压、能量、质量、包含电力的功率、电容、电感、磁阻、相位、定时、频率、时间、模式、状况、失效、位置、状态、磁场强度、数据和参数。在一些实施例中，一个或更多个这种操作特性可代表一个或更多个其它的操作特性。例如，当现场器件102为诸如电阻温度检测器(RTD)、热电堆、谐振温度传感器、红外传感器和热敏电阻的温度传感器时，操作特性105可为指示感测的温度的电阻。另外，现场器件102可操作为产生被编码的现场操作特性105，使得代码代表诸如以条形码格式、射频识别格式、数据矩阵或智能卡格式编码的现场操作特性105。
现场器件102可与诸如130A～130N和132所示的一个或更多个操作过程或系统有关。现场器件102将与现场器件102和/或操作过程或系统130和132有关的现场操作特性105传达给现场处理模块106。现场处理模块106包含具有与现场器件102通信并接收现场操作特性105的接口的现场器件通信模块108。现场处理模块106还包含用于与位总线102连接和通信的位总线模块或接口110，该位总线模块或接口可包含位总线调制解调器。现场处理模块106还可包含未示出的其它部件，包含将在后面讨论的处理器、存储器和软件代码或程序。
现场处理模块106产生包含作为现场操作特性105的函数的现场诊断参数113的现场操作数据111。在一些实施例中，现场诊断参数113可被存储在与现场处理模块106相关的存储器中或可被存储在与现场器件102相关的存储器中。现场操作数据111可被配置为任意类型的配置或格式，并且，在一个实施例中，可符合诸如IEEE 1451和IEEE 1451.4的已知的工业标准。在另一实施例中，现场处理模块106和现场器件102为单一部件、物理结构或在图3中示为组合单元302的机械集成单元。
位总线112可以为任何位总线，包含符合通信接口的位总线。位总线112可作为模拟型、数字型或两者的组合工作。在一些实施例中，位总线112被配置为单导线通信介质。已知的位总线系统的例子包含Dallas Semiconductor一导线协议、Seriplex、传感器总线(sensor bus)、DeviceNetTM总线、FMS、Lon Works、Car Automotive Network(CAN)、Interbus S、SDLC、AS Interface(AS-i)、Local Interconnect总线(LIN总线)和IEEE-1118总线。在一个实施例中，位总线112为包含小于或等于8位的通信格式。在另一实施例中，位总线协议中的单一的位代表现场诊断参数、现场操作数据111或现场操作特性105。
现场处理模块106还可包含现场模块存储器114、现场诊断部件115和现场模块处理器116或处理单元。现场存储器114可存储一个或更多个现场管理参数并可包含两个有关的诸如现场诊断参数的现场管理参数。另外，现场存储器114可存储接收的现场操作特性105。现场模块处理器116可包含用于处理现场操作特性的微处理器和包含算法、程序、人工智能模块、神经网络、建模模块、映射、图形分析、规则、模糊规则、神经模糊模型、微波、比较器和查找表中的至少一种的现场诊断部件。现场诊断部件115可包含算法、程序、人工智能模块、神经网络、建模模块、映射、图形分析、规则、模糊规则、神经模糊模型、比较器和查找表。它们可包含任何数量的操作或计算操作。例如，在现场诊断部件115的一个实施例中，现场诊断部件115可以为算法、神经网络、经验数据、数值数据、查找表、模糊逻辑电路、微波、神经模糊电路、多项式算法、剩余寿命算法、人工智能模块、建模模块、统计功能和/或回路电流阶跃响应。
现场处理模块106被配置为接收现场操作特性105并作为现场操作特性105的函数产生包含现场诊断参数113的现场操作数据111。现场操作数据可任选地包含现场操作特性105。现场处理模块106在位总线接口110上将操作数据111传达给位总线112。
现场诊断参数可以为任意类型的参数，包括操作诊断、器件校准、设备诊断、过程诊断、系统管理诊断或命令和系统操作。另外，现场诊断参数可以为任意诊断参数，包含事件、状况、失效、警报、模式和状态。现场处理模块106可被配置为作为接收的现场操作特性105的函数确定现场诊断参数。
此外，现场处理模块106可被配置为执行与现场器件102、现场处理模块106、位总线112和系统100中的一个有关的一个或更多个操作功能。现场处理模块106可执行其中作为例子包含器件供电、诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定(setting)、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、系统或结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、模型或算法的操作功能。
例如，在现场器件102是温度传感器的情况下，现场处理模块106可被配置为作为现场操作特性105和现场温度诊断参数的函数确定感测的温度。现场处理模块106可作为由现场或温度诊断参数限定的EMF-温度关系的函数确定感测的温度。另外，现场处理模块106可作为现场操作特性105的函数确定现场器件102的热特性。这里，现场操作特性105可以为指示感测的能量水平的温度特性。这样，现场处理模块106可将感测的能量水平与预定的能量水平相比较，并在感测的能量水平和预定的能量水平之间的差值指示温度诊断事件时识别温度诊断事件。类似地，现场诊断部件可被配置为确定等热熵的变化。
在另一实施例中，现场器件102可以为加热器，现场操作特性105可以为加热器特性。
在另一实施例中，现场处理模块106响应现场操作事件或出现产生现场操作数据111，或者可连续提供现场操作数据111。在一个任选的实施例中，现场处理模块106被配置为确定操作事件、管理事件和/或维护事件中的至少一个的出现。现场操作事件的例子作为例子包含状态的变化、模式的变化、状况的变化、失效、现场参数的变化、现场操作特性的变化、温度特性的时间变化率(第一导数)、超过阈值的现场参数的值和超过阈值的现场操作特性的值。
在其它的实施例中，现场处理模块106可包含一个或更多个诸如模数转换部件(未示出)的其它操作部件。在这种情况下，现场器件102可产生模拟格式的现场操作特性105。现场处理模块106接收模拟格式并产生数字格式的现场操作数据111。现场处理模块106还可包含用于压缩用于在位总线112上通信的现场操作数据中的一部分或全部的数据压缩部件。这种数据压缩可包含表映射、算法和/或编码。现场处理模块106还可包含用于在位总线112上传送的一些或全部数据进行加密的数据加密部件。在另一实施例中，现场处理模块106在现场器件102与现场处理模块106数字通信时提供数模转换。
作为编码的例子，数据压缩部件被配置为用于将现场诊断参数映射到用于在位总线112上通信的质数。在这种情况下，诊断字符映射或编码可增加现场器件102和现场处理模块106之间的位总线112的数据传送带宽。两个或更多个诊断参数与现场器件102或现场处理模块106的两个或更多个诊断条件有关。现场处理模块106用于将各个诊断参数映射到现场处理模块106中的单独质数。当现场处理模块106确定存在一个或更多个诊断条件时，用于那些诊断条件的相关质数中的每一个被存储并被相乘以确定可应用的质数中的每一个的乘积数。乘积数在位总线112上被传送到辅助处理模块118。在辅助处理模块118上，单一的乘积数被接收并被化为因子，以确定各个质数并因此确定由现场处理模块106识别的可应用的诊断条件。通过乘以各个可应用的质数并传送单一的乘积数，本系统在位总线112的受限带宽内提供全套诊断条件的通信。
在另一实施例中，现场处理模块106可被配置为产生现场管理参数142并将现场管理参数142传达给现场器件102。现场处理模块106也可使用具有标准化和/或定制的参数的嵌入功能块。现场管理参数142可以为任意类型的参数，包括请求、询问或与现场器件102的管理或操作有关的命令。在这种实施例中，现场器件102通过作为接收的现场管理参数142的函数产生现场操作特性105进行响应。在操作中，现场处理器模块106可响应操作事件、管理事件和/或维护事件等产生现场管理参数142。现场管理参数142可为以指令和/或询问。作为替代方案，现场处理模块106可响应在位总线112上从诸如另一现场处理模块106或辅助处理模块118的另一实体接收辅助管理参数产生现场管理参数142。
在另一实施例中，系统100包括第一现场处理模块106A和第二现场处理模块106B。第二现场处理模块106B产生第二现场操作数据111B并与位总线112通信。第二现场处理模块106B在点对点现场处理模块通信中在位总线112上将第二现场操作数据111B传达给第一现场处理模块106A。另外，作为辅助处理模块118与位总线112耦合。辅助处理模块118可监视两个或更多个现场处理模块106之间的点对点现场处理模块通信。在这种实施例中，辅助处理模块118可响应监视的点对点现场处理模块通信初始化管理动作、命令或消息。
类似地，第二现场器件102B产生第二现场操作特性105B。第二现场处理模块106B从第二现场器件102B接收第二现场操作特性105B。第二现场处理模块106B具有第二现场诊断部件115B和第二现场通信部件。第二现场处理模块106B与第一现场处理模块106A、第二管理参数、第二现场操作数据111B、第二现场诊断参数和/或第二现场操作特性105B通信。另外，如上所述，辅助处理模块118可监视管理参数和/或操作数据的通信并响应监视的管理参数和/或操作数据通信初始化管理动作、命令或消息。如下面将要讨论的那样，在替代性实施例中，如图3中的系统300所示，其它现场处理模块106与现场处理模块106点对点交互工作和交互作用是可能的。
如图1所示，在另一实施例中，第一现场器件102A和第二现场器件102B可与单一或同一现场处理模块106A耦合。第二现场器件102B产生第二现场操作特性105B，并且现场处理模块106A接收第二现场操作特性105B并将第二现场操作特性105B传达给第一现场器件102A。图2示出根据本发明的一些附加实施例的包含各种点对点现场器件102交互工作的系统200。
重新参照图1，辅助处理模块118包含用于与位总线112连接并在其上进行通信的位总线通信部件120。另外，辅助处理模块118包含用于与现场总线124连接并在其上进行通信的现场总线通信部件122(或网络通信部件)。辅助处理模块118可包含辅助模块处理器126、辅助模块存储器128、辅助诊断部件134和辅助网关部件136。辅助处理模块118与用于接收现场操作数据111的位总线112通信。辅助处理模块118被配置为作为由现场处理模块106产生的现场操作数据111的函数产生辅助现场数据138并在现场总线124上传达辅助现场数据138。任选地，辅助处理模块118可包含辅助诊断参数，并作为辅助诊断参数的函数产生辅助现场数据138。在这种情况下，辅助现场数据138可包含辅助诊断参数。辅助诊断参数可以为操作诊断、器件校准、系统管理和系统操作。同样任选地，辅助处理模块118还可产生辅助管理参数和/或在位总线112将其传达给现场处理模块106。
辅助模块处理器126可以为具有包含算法、规则、人工智能模块、建模模块、映射、图形分析、比较器和查找表中的至少一个的计算机可读指令的微处理器。辅助处理模块118可包含算法或类似的功能电路或可包含神经网络、经验数据、数值数据、查找表、模糊逻辑电路、神经模糊电路、微波、多项式算法、剩余寿命算法、人工智能模块、建模模块和统计功能的程序。在另一实施例中，辅助诊断部件134可包含算法、规则、人工智能模块、建模模块、映射、图形分析、比较器和查找表。辅助模块存储器128可存储诸如辅助诊断参数的辅助参数。
使用这些实施例中的一个或更多个，辅助处理模块118可被配置为执行与现场器件102、现场处理模块106、位总线112、辅助处理模块118、现场总线124和系统100相关的操作功能。操作功能可以为包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、警报、警告、比较、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、系统或结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理和自调整规则的任意操作功能。
辅助处理模块118可产生辅助管理参数和/或在位总线112将其传达给现场处理模块106。辅助管理参数的这种产生可响应辅助管理事件或在现场总线124上接收的管理指令。辅助处理模块118还可向连接器件的位总线提供电力。
辅助处理模块118还可包含协议转换器部件、数据集中器部件、管理部件、加密部件和现场间(inter-field)处理模块通信部件。协议转换器部件可包含用于从位总线格式转换成一个或更多个现场总线或网络协议的能力。为了集中在位总线112或现场总线124上传送的数据，数据集中器部件可通过编码或映射或算法提供集中数据。另外，辅助处理模块118也可包含提供加密数据以在工厂和处理控制系统中提供更高的安全性的数据加密部件。
现场总线124可包含比8位大的通信格式。例如，现场总线124可包含Profibus、包含以太网TCP/IP的企业通信总线、因特网、令牌网LAN、以太网LAN、FDDI网络、专有数据网络、ISDN、诸如IEEE 802.11a、802.11b或802.11g、Zigbee或WiMax和VPN的无线网络。另外，辅助位总线通信部件120可包含位总线调制解调器，并且辅助现场总线通信部件122可包含现场总线调制解调器。现场总线124可利用包含导线、光纤和无线系统的各种物理层系统。
另外，由于现场处理模块106和辅助处理模块118均在位总线112上通信，因此它们可分别被配置为协同操作，以在代表现场器件102、现场处理模块106、辅助处理模块118、位总线112和系统100或与它们相关的分布式基础上执行操作功能。协作的操作功能可以为诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、警告、比较、警报、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、生物学识别、识别、理论建模、自管理、自调整规则。
如上所述，在一些实施例中，系统100包含第一现场器件102A、第一现场处理模块106A、产生第二现场操作特性105B的第二现场器件102B、同样与位总线112通信的第二现场处理模块106B。第二现场处理模块106B从第二现场器件102B接收第二现场操作特性105B并作为第二现场操作特性105B的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据111B。辅助处理模块118接收第二现场操作数据111B。辅助处理模块118还包含作为第一现场操作数据111A和第二现场操作数据111B的函数产生监督数据的监督模块。辅助处理模块118在现场总线124监督数据。
在另一实施例中，系统100包含与第二现场器件102B耦合的第二现场处理模块106B并与第二位总线112B耦合。第二位总线112B也可与和第一位总线112A耦合的同一辅助处理模块118耦合。辅助处理模块118与第二位总线112B和第一位总线112A通信。辅助处理模块118向第一现场处理模块106A传达第二管理参数、第二现场操作数据111B、第二现场诊断参数、第二现场操作特性105B和现场管理参数142中的一个或更多个。
参照图4，根据本发明的一个实施例的具有多个辅助处理模块118和操作过程管理系统的现场总线操作系统400。如图所示，第一辅助处理模块118A和第二辅助处理模块118B分别与现场总线124耦合。在这种情况下，第二辅助处理模块118B可产生管理指令并在现场总线124上将管理指令传达给第一辅助处理模块118A。
在一个实施例中，系统400具有第一现场器件102A、第一位总线112A、第一现场处理模块106A和第一辅助处理模块118A。系统400还具有产生第二现场操作特性105B的第二现场器件102B、作为第二现场操作特性105B的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据111B的第二现场处理模块106B。系统400还具有与第二现场处理模块106B通信的第二位总线112B。第二辅助处理模块118B与第二位总线112B通信并具有用于在现场总线124上通信的第二现场总线接口通信部件122B或接口。在这种实施例中，第二现场处理模块106B通过第二位总线112B、第二辅助处理模块118B、现场总线124、第一辅助处理模块118A和第一位总线112A与第一现场处理模块106A通信。
另外，辅助处理模块118A和118B可被配置为用于在现场总线124上将辅助现场数据138传达给同样与现场总线124耦合的现场操作管理系统402。现场操作管理系统402可以为任意类型的用于管理操作系统、操作环境或系统100的一个或更多个操作功能的管理系统。例如，它可以用于接收和管理多个温度传感器的温度管理系统。
现场操作管理系统402可包含现场总线接口或通信模块404、处理器406、存储器408、监视模块410、诊断模块412、操作系统模块或接口414。操作系统接口414与和操作系统416通信的通信设施418或操作系统接口链路连接。操作系统416可以为任意操作、管理、控制或监视系统，包含工厂中已知的那些，作为例子包括AssetManagement System、SCADA系统、构建能量管理系统和试验系统。
现场操作管理系统402可被配置为接收辅助现场数据138并作为接收的辅助现场数据138的函数产生现场器件控制指令。现场操作管理系统402也可被配置为执行与现场器件102和/或系统100相关的操作功能，诸如诊断、问题解答、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、警报、比较、警告、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、生物学识别、识别、理论建模、自管理、自调整规则和操作器件控制。例如，现场操作管理系统402可向一个或更多个辅助处理模块118、现场处理模块106或现场器件102产生管理指令。
现在参照5，示出现场器件操作环境系统500。现场器件102可以如与过程130A有关的102A所示邻近现场过程或系统130，或者如过程130B中的102B所示位于过程上或过程中。在本实施例中，过程130A通过控制设施502与用于接收操作控制指令或命令503的操作系统416A耦合。操作系统416A通过通信设施418与操作管理系统402耦合，并与操作通信设施504耦合，该操作通信设施504用于与诸如用于接收指令或命令505A的操作系统416B的其它操作系统连接。
类似地，现场过程130B通过用于接收过程输入507的操作链路506与操作系统416B耦合。操作系统416还与用于接收指令505B的操作通信设施504耦合。另外，操作系统416B通过过程输入源508与过程源510耦合。操作系统416B通过作为过程输入507的操作链路506向过程系统130B提供过程输入源508的一部分。
现在参照图6，作为一个实施例示出具有分布式诊断系统600的操作环境。操作管理系统602与多个操作系统416B和416C、现场器件控制器604B和辅助处理模块118通信。
在一个实施例中，操作系统可以为与用于从电源接收加热功率的加热器功率电路耦合的加热器。加热器功率电路具有第一接口、第二接口以及第一接口和第二接口之间的中间部分。功率控制器关于加热器功率电路的中间部分被耦合。功率控制器具有至少两种状态：用于向加热器提供功率的一部分的第一状态和用于终止向加热器提供功率的第二状态。功率控制器包含现场器件102和现场处理模块106。在这种实施例中，加热器与可以为温度传感器的现场器件102热接近。现场处理模块106的现场诊断部件115可被配置为作为温度特性的函数确定加热器中的质量流量。
在操作中，本发明的实施例可由诊断分布式操作系统的方法实现。在这种情况下，该方法可包含在现场器件102上产生现场操作特性105和在现场处理模块106上处理现场操作特性105。该方法还包括作为现场操作特性105的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据111和在位总线112上将包含现场诊断参数的现场操作数据111从现场处理模块106传达给辅助处理模块118。该方法还包括作为接收的现场操作数据111的函数在辅助处理模块118上产生辅助现场数据138和在现场总线124上传达辅助现场数据138。
在另一实现中，诊断温度感测系统的方法包括产生现场操作特性105的温度传感器现场器件102。现场处理模块106作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据111和在位总线112上将包含温度诊断参数的现场操作数据111传达给辅助处理模块118。该方法还包括作为接收的现场操作数据111的函数在辅助处理模块118上产生辅助现场数据138和在现场总线124上传达辅助现场数据138。
本发明的一些实施例提供现有技术不能得到的分布式诊断计算结构。现场器件数字信息被位总线112的较小的消息尺寸和带宽限制。通过提供被现场处理模块106和包含网关功能的辅助处理模块118处理的与传感器、过程、电路或热回路有关的低电平数据，克服位总线112的限制。辅助处理模块118中的诊断电路可包含微处理器、存储器或一个或更多个用于处理位电平(bit level)诊断参数的算法。位水平参数被可包含神经网络、查找表、模糊逻辑电路、神经模糊电路、多项式算法、剩余寿命算法和/或统计功能的诊断电路和算法处理。辅助处理模块118还可与多个传感器或致动器连接并接触多个诊断电路。
现场处理模块106和结合位总线112工作的辅助处理模块118为操作系统提供成本大大降低的监视和控制方案，并可包含利用以前安装的位总线通信系统。本发明的实施例可在不完全替换和重新布设有时较为复杂的系统和实现的情况下对现有的监视和控制系统提供增值价值和诊断功能。
本发明的实施例中的一个或更多个提供现场器件102或传感器、现场处理模块106、辅助处理模块118之间的诊断信息处理的分布，以在不需要实现和展开昂贵的现场总线系统的情况下简化位于操作过程或系统中的传感器。该系统提供位总线112的用途，以传输对于感测系统的诊断所需要的参数。
上述一个或更多个实施例可以在各种操作环境或情况下工作。例如，系统100的一种实现包含能量平衡应用。在这种实现中，现场器件102监视操作系统的能量流量出入。现场处理模块106确定在操作系统内转换的量并在现场存储器114中存储效率参数。现场处理模块106通过使用诊断模块或包含算法的电路比较能量入、能量出和转换的能量，并识别操作系统或系统100中的能量不平衡。例如，当能量之一或能量不平衡大于预定的能量阀值时，能量事件可被识别。当出现这种不平衡时，现场处理模块106可产生向辅助处理模块118提供消息的警告，包含指示不平衡的源和与其有关的详细数据。
在另一例子中，系统100可操作为确定等热熵变化。在这种实现中，现场器件102测量诸如用于保持物品的容器的现场工作单元的温度，该容器用于保持理想地接近它们的冷冻点的物品。现场器件102和/或现场处理模块106表征出入容器的能流。现场处理模块106比较能流与容器的温度变化率，并识别能流条件，使得能流比与容器温度变化对应的能流阈值大。
在另一例子中，系统100可操作为确定具有质量流量的加热器系统中的能流。在这种实现中，系统100测量具有质量流量的过程的温度。系统可提供过程的加热和得到的过程的质量流量的测量。现场处理模块106在位总线112上将测量的温度和测量的质量流量传送给辅助处理模块118。辅助处理模块118将计算的温度上升与给定的加热器功率输入相比，并产生用于指示计算的温度和测量的温度之间的不匹配的状态消息或警报消息。
在系统100的另一例子中，系统100操作回路电流跃阶响应(LCSR)方法。在这种实现中，温度传感器作为管理动作被加热。回路电流跃阶响应试验被执行，并产生测量值或现场操作特性105。现场处理模块106接收试验结果并通过利用算法用至少第一阶时间常数表征自加热数据。现场处理模块106将来自表征的第一阶时间常数存储在现场存储器114中。现场处理模块106将存储的时间常数与来自LCSR试验的当前的时间常数相比较。诸如当比较指示变化事件或来自初始条件的变化时，可以产生消息、状态或信号。
一般地，现场处理模块106和辅助处理模块118包含可包含计算机系统的操作环境，该计算机系统具有包含与存储系统结合的至少一个中央处理单元(CPU)、输入设备和输出设备的计算机。这些元件通过至少一个总线结构互连。
CPU可以为熟悉的设计，并包含用于执行计算的算法逻辑单元(ALU)、用于暂时存储数据和指令的寄存器的集成、和用于控制系统的操作的控制单元。对于CPU，同样优选包含至少来自DigitalEquipment、Sun、MIPS、Atmel、Motorola、NEC、Intel、Cyrix、AMD、HP和Nexgen的处理器的各种处理器中的任一种。本发明解释的实施例在被设计为对于这些处理平台中的任一种便于携带的操作系统上工作。
存储系统一般可包含诸如随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)半导体器件的介质的形式的高速主存储器和诸如软盘、硬盘、磁带、CD-ROM、快速存储器和通过使用电、磁、光或其它记录介质存储数据的其它器件的长期存储介质的形式的二次存储器。主存储器也可包含用于通过显示器件显示图像的视频显示存储器。本领域技术人员可以理解，存储系统可包含具有各种存储容量的各种替代性部件。
输入设备作为例子可包含键盘、鼠标、智能卡、声音激活模块和物理换能器(例如，麦克风)。输出设备可包含显示器、打印机、换能器/扬声器。一些设备，诸如网络适配器或调制解调器，可被用作输入和/或输出设备。
本领域技术人员熟悉，计算机系统还包含操作系统和至少一个应用程序。应用可执行上述功能中的一个或更多个。操作系统是控制计算机系统的操作和资源分配的一套软件。应用程序是通过使用通过操作系统可用的计算机资源执行用户希望的任务的一套软件。两者均驻留在解释的存储系统中。
根据计算机编程领域技术人员的实践，上面参照由计算机系统执行的操作的象征性表示说明本发明的实施例。这些操作有时被称为计算机执行或计算机可执行指令。应当理解，象征性表示的操作包含由CPU进行的对代表数据位的电信号进行的操作和数据位在存储系统中的存储位置中的维护以及信号的其它处理。保持数据位的存储位置是具有与数据位对应的特定电、磁或光性能的物理位置。可在包含存储在计算机可读介质上的一系列指令的程序或多个程序中实现本发明。计算机可读介质可以为上面与存储系统结合说明的器件或器件的组合中的任一种。
另外，位总线112和现场总线124和上面识别的通信模块和/或接口中的每一种可与硬布线电通信设施、光设施、无线设施、无线电话设施和卫星设施兼容。
当引入本发明的各个方面或它们的实施例时，冠词“一个”、“该”和“所述”意图是意味着存在一个或更多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是包括一切在内，并且意味着可以存在列出的元件以外的其它元件。
鉴于以上说明，可以看出，实现了几种优点并获得其它的有利的结果。由于可在不背离本发明的范围的条件下在上述示例性结构和方法中提出各种变化，因此在上述说明中包含或在附图中示出的所有内容均应被解释为解释性的而非限制性的。
还应理解，这里说明的过程或步骤不应被解释为必须以讨论或解释的特定次序执行它们。应当理解，可以使用附加或替代性的过程或步骤。

Claims (229)

1.一种具有集成诊断的分布式操作系统，具有位总线和现场总线，该系统包括：
用于产生现场操作特性的现场器件；
用于从现场器件接收现场操作特性的现场处理模块，该现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的现场通信部件，所述现场处理模块被配置为用于作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据；和
被配置为与位总线通信并接收现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件，所述辅助处理模块被配置为用于作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
2.根据权利要求1的系统，其中，系统选自包含制造系统、包装系统、工程管理系统、半导体工具、制造系统、组装系统、处理系统、操作控制系统、资产管理系统、包含预测维护系统的维护系统和监督控制和数据获取(SCADA)系统的组。
3.根据权利要求1的系统，其中，现场操作特性选自包含电阻、电流、电压、霍耳效应电压、能量、质量、包含电力的功率、电容、电感、磁阻、相位、定时、频率、时间、模式、状况、失效、位置、警报、警告、比较、状态、磁场强度、数据和参数的组。
4.根据权利要求1的系统，其中，现场器件选自包含温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、泄漏检测传感器、应力传感器、移动传感器、位置传感器、电压传感器、电流传感器、化学性能传感器、致动器、泄漏传感器、加速计、速度计、阀定位器、阀位置传感器、RFID标记、智能卡、包含压力计的测量仪器、螺线管、电源、加热器、包含电磁阀的阀、计量器、马达、泵、包含热开关的开关、霍耳效应传感器、磁场强度传感器、气体传感器、熔线、RFID标记、智能卡和存储器件的组。
5.根据权利要求1的系统，其中，现场操作特性指示感测的温度，并且现场器件是选自包含热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热电堆、二极管、半导体传感器、谐振温度传感器、红外传感器和热敏电阻的组的温度传感器。
6.根据权利要求5的系统，其中，现场处理模块被配置为用于作为现场操作特性和现场诊断参数的函数确定感测的温度。
7.根据权利要求5的系统，其中，感测的温度作为由现场诊断参数限定的EMF-温度关系的函数被确定。
8.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块被配置为用于作为现场操作特性的函数确定现场器件的热特性。
9.根据权利要求1的系统，其中，现场器件被配置为产生被编码成条形码格式、射频识别格式、数据矩阵和智能卡格式中的至少一种的现场操作特性。
10.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块响应现场操作事件产生现场操作数据。
11.根据权利要求10的系统，其中，现场操作事件选自包含状态的变化、模式的变化、状况的变化、失效、现场参数的变化、现场操作特性的变化、温度特性的时间变化率(第一导数)、超过阈值的现场参数的值、警告、比较、警报、超过阈值的现场操作特性的值的组。
12.根据权利要求1的系统，其中，现场操作数据包含现场操作特性。
13.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块包含用于存储一个或更多个现场管理参数的现场存储器。
14.根据权利要求13的系统，其中，存储器包含两个有关的现场管理参数。
15.根据权利要求14的系统，其中，现场管理参数中的至少一个是现场诊断参数。
16.根据权利要求14的系统，其中，存储器被配置为存储接收的现场操作特性。
17.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块包含微处理器。
18.根据权利要求1的系统，其中，现场诊断部件包含算法、程序、人工智能模块、建模模块、映射、图形分析、规则、比较器和查找表中的至少一个。
19.根据权利要求1的系统，其中，现场诊断部件包含选自包含神经网络、经验数据、数值数据、查找表、模糊逻辑电路、神经模糊电路、多项式算法、剩余寿命算法、人工智能模块、微波、建模模块和统计功能的组的算法。
20.根据权利要求1的系统，其中，现场诊断参数选自包含操作诊断、器件校准、系统管理和系统操作的组。
21.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块被配置为作为接收的现场操作特性的函数确定现场诊断参数。
22.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块被配置为执行与现场器件、现场处理模块、位总线和系统中的至少一个相关的操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组。
23.根据权利要求1的系统，其中，现场诊断参数选自包含现场操作特性、事件、状况、失效、模式和状态的组。
24.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块包含模数转换部件，并且，其中现场器件被配置为产生模拟格式的现场操作特性，并且现场处理模块产生数字格式的现场操作数据。
25.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块包含数据压缩部件，所述现场处理模块被配置为用于压缩用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分。
26.根据权利要求25的系统，其中，数据压缩部件包含表映射、算法和编码中的至少一个。
27.根据权利要求25的系统，其中，数据压缩部件被配置为用于将现场诊断参数映射到用于在位总线上通信的质数。
28.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块包含数据加密部件，所述现场处理模块被配置为用于对用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分进行加密。
29.根据权利要求1的系统，其中，现场操作数据包含多个质数的乘积，其中，多个质数中的至少一个代表现场诊断参数。
30.根据权利要求1的系统，其中，现场通信部件包含位总线通信接口，使得现场操作数据以位总线协议被传达到位总线。
31.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块被配置为用于产生现场管理参数并将现场管理参数传达到现场器件，并且，其中，现场器件作为接收的现场管理参数的函数产生现场操作特性。
32.根据权利要求31的系统，其中，现场处理模块响应操作事件、管理事件和维护事件中的至少一个产生现场管理参数。
33.根据权利要求31的系统，其中，现场管理参数是指令和询问中的至少一种。
34.根据权利要求31的系统，其中，现场处理模块响应在位总线上接收辅助管理参数产生现场管理参数。
35.根据权利要求1的系统，其中，现场器件包含存储第二现场诊断参数的现场器件存储器，并且其中，现场器件向现场处理模块提供第二现场诊断参数。
36.根据权利要求1的系统，其中，现场操作数据根据IEEE 1451和IEEE 1451.4中的至少一个被格式化。
37.根据权利要求1的系统，其中，现场器件和现场处理模块被配置为机械集成单元。
38.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块是第一现场处理模块，该系统还包括被配置为产生第二现场操作数据并与位总线通信的第二现场处理模块，所述第二现场处理模块在位总线上将第二现场操作数据传达给第一现场处理模块。
39.根据权利要求1的系统，其中，所述现场器件是第一现场器件，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，该系统还包括：
用于产生第二现场操作特性的第二现场器件；
用于与位总线通信的第二现场处理模块，所述第二现场处理模块用于从第二现场器件接收第二现场操作特性，第二现场处理模块具有第二现场诊断部件和第二现场通信部件，
其中，第二现场处理模块适于向第一现场处理模块传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数和第二现场操作参数中的至少一种。
40.根据权利要求1的系统，其中，所述现场器件是第一现场器件，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，该系统还包括：
用于产生第二现场操作特性的第二现场器件；和
用于与位总线通信的第二现场处理模块，所述第二现场处理模块用于从第二现场器件接收第二现场操作特性，第二现场处理模块具有第二现场诊断部件和第二现场通信部件，所述第二现场处理模块被配置为用于作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据，
其中，辅助现场处理模块适于接收第二现场操作数据，并且其中，所述辅助现场处理模块包含作为第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数产生监督数据的监督模块，所述辅助现场处理模块被配置为在现场总线上传达监督数据。
41.根据权利要求1的系统，其中，所述现场器件是第一现场器件，所述位总线是第一位总线，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，该系统还包括：
用于产生第二现场操作特性的第二现场器件；
用于从第二现场器件接收第二现场操作特性的第二现场处理模块，第二现场处理模块具有第二现场诊断部件和第二现场通信部件，第二现场处理模块被配置为用于作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；和
用于与第二现场处理模块通信的第二位总线，
其中，辅助处理模块适于与第二位总线和第一位总线通信，辅助处理模块被配置为向第一现场处理模块传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数、第二现场操作特性和现场管理参数中的至少一个。
42.根据权利要求1的系统，其中，所述现场器件是第一现场器件，该系统还包括用于产生第二操作特性的第二现场器件，其中，现场处理模块被配置为接收第二操作特性，现场处理模块被配置为向第一现场器件传达接收的第二操作特性。
43.根据权利要求1的系统，其中，位总线、现场通信部件和辅助通信部件分别选自包含硬布线电通信接口、光接口、无线接口和卫星接口的组。
44.根据权利要求1的系统，其中，现场通信部件和辅助通信部件被配置为在位总线上用位总线协议通信。
45.根据权利要求1的系统，其中，现场通信部件和辅助通信部件每个为位总线调制解调器。
46.根据权利要求1的系统，其中，位总线、现场通信部件和辅助通信部件分别符合选自包含Dallas Semiconductor一导线协议、Seriplex、传感器总线、DeviceNetTM总线、FMS、Lon Works、CarAutomotive Network(CAN)、Interbus S、SDLC、AS接口(AS-i)、Local Interconnect总线(LIN总线)和IEEE-1118总线的组的通信接口。
47.根据权利要求1的系统，其中，位总线被配置为以小于或等于8位的格式通信，并且现场总线被配置为以大于8位的格式通信。
48.根据权利要求1的系统，其中，单一的位代表现场诊断参数。
49.根据权利要求1的系统，其中，位总线被配置为单一的导线通信介质。
50.根据权利要求1的系统，其中，现场总线选自包含Profibus、IEEE 802无线网络、包含以太网TCP/IP的企业通信总线、因特网、令牌网LAN、以太网LAN、FDDI网络、专有数据网络、ISDN和VPN的组。
51.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块包含用于存储至少一个辅助参数的辅助存储器，所述至少一个辅助参数包含至少一个辅助诊断参数。
52.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块包含微处理器。
53.根据权利要求1的系统，其中，辅助诊断部件包含算法、人工智能模块、建模模块、映射、图形分析、规则、比较器和查找表中的至少一个。
54.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块包含辅助诊断参数，辅助处理模块被配置为作为辅助诊断参数的函数产生辅助现场数据。
55.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块包含辅助诊断参数，并且其中辅助现场数据包含辅助诊断参数。
56.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块包含选自包含操作诊断、器件校准、系统管理和系统操作的组的辅助诊断参数。
57.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块被配置为执行与现场器件、现场处理模块、位总线、辅助处理模块、现场总线和系统中的至少一个相关的操作功能，操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组。
58.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块包含选自包含神经网络、经验数据、数值数据、查找表、模糊逻辑电路、神经模糊电路、多项式算法、剩余寿命算法、微波、人工智能模块、建模模块和统计功能的组的算法。
59.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块被配置为用于在现场总线上将辅助现场数据传达给与现场总线耦合的现场操作管理系统。
60.根据权利要求59的系统，其中，现场操作管理系统被配置为用于接收辅助现场数据并用于作为接收的辅助现场数据的函数产生现场器件控制指令。
61.根据权利要求59的系统，其中，现场操作管理系统被配置为执行与现场器件和系统中的至少一个相关的操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组。
62.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块被配置为在位总线上将辅助管理参数传达给现场处理模块。
63.根据权利要求62的系统，其中，辅助处理模块被配置为响应辅助管理事件产生辅助管理参数。
64.根据权利要求62的系统，其中，辅助处理模块被配置为响应在现场总线上接收的管理指令产生辅助管理参数。
65.根据权利要求64的系统，其中，与现场总线耦合的现场操作管理系统被配置为产生管理指令。
66.根据权利要求62的系统，其中，所述辅助处理模块是第一辅助处理模块，该系统还包括：
与现场总线耦合的第二辅助处理模块，所述第二辅助处理模块被配置为产生管理指令并在现场总线上将管理指令传达给第一辅助处理模块。
67.根据权利要求1的系统，其中，所述现场器件是第一现场器件，所述位总线是第一位总线，所述现场处理模块是第一现场处理模块，并且所述辅助处理模块是第一辅助处理模块，该系统还包括：
用于产生第二现场操作特性的第二现场器件；
与第二现场器件耦合的第二现场处理模块，第二现场处理模块包含第二现场诊断部件和第二现场通信部件，第二现场处理模块被配置为从第二现场器件接收第二现场操作特性并作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；
适于与第二现场处理模块通信的第二位总线；和
用于与第二位总线通信并具有用于在现场总线上通信的第二现场总线接口的第二辅助处理模块，
其中，所述第二现场处理模块被配置为通过第二位总线、第二辅助处理模块、现场总线、第一辅助处理模块和第一位总线与第一现场处理模块通信。
68.根据权利要求67的系统，其中，所述第二现场处理模块被配置为向第一现场处理模块传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数和第二现场操作特性中的至少一个。
69.根据权利要求1的系统，其中，辅助处理模块包含协议转换器部件、数据集中器部件、加密部件、管理部件和现场间处理模块通信部件中的至少一个。
70.根据权利要求1的系统，该系统还包括：
与用于从电源接收加热功率的加热器功率电路耦合的加热器，加热器功率电路具有第一接口、第二接口以及第一接口和第二接口之间的中间部分；和
关于加热器功率电路的中间部分耦合的功率控制器，功率控制器具有至少两种状态：用于向加热器提供功率的至少一部分的第一状态和用于终止向加热器提供功率的第二状态，所述功率控制器包含现场器件和现场处理模块。
71.根据权利要求1的系统，其中，现场处理模块和辅助处理模块分别被配置为协同操作，以对于现场器件、现场处理模块、辅助处理模块、位总线和系统中的至少一个执行操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组。
72.一种具有集成诊断的分布式操作系统，具有位总线、用于产生第一现场操作特性的第一现场器件和用于产生第二现场操作特性的第二现场器件，该系统包括：
用于从第一现场器件接收第一现场操作特性的第一现场处理模块，该第一现场处理模块包含第一现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的第一现场通信部件，所述第一现场处理模块被配置为用于作为第一现场操作特性的函数产生包含第一现场诊断参数的第一现场操作数据；
用于从第二现场器件接收第二现场操作特性的第二现场处理模块，该第二现场处理模块具有第二现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的第二现场通信部件，所述第二现场处理模块被配置为用于作为第二操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；
被配置为与位总线通信并从第一现场处理模块接收第一现场操作数据、从第二现场处理模块接收第二现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件，所述辅助处理模块被配置为用于作为第一现场操作数据和第二现场操作数据中的至少一个的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
73.根据权利要求72的系统，其中，辅助现场处理模块包含作为第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数产生监督数据的监督模块，所述辅助现场处理模块被配置为在现场总线上传达监督数据。
74.根据权利要求72的系统，其中，所述位总线是第一位总线，该系统还包括第二位总线，其中，第一现场通信部件被配置为与第一位总线通信并且第二现场通信部件被配置为与第二位总线通信，辅助处理模块被配置为与用于接收第一现场操作数据的第一位总线通信并被配置为与用于接收第二现场操作数据的第二位总线通信。
75.根据权利要求74的系统，还包括用于与第二位总线通信并具有用于在现场总线上通信的第二现场总线接口的第二辅助处理模块，其中，所述第二现场处理模块被配置为通过第二位总线、第二辅助处理模块、现场总线、第一辅助处理模块和第一位总线与第一现场处理模块通信。
76.根据权利要求72的系统，其中，第一现场处理模块被配置为接收第二现场操作数据并且至少部分作为接收的第二现场操作数据的函数在位总线上发送第二现场操作数据。
77.一种具有集成诊断的分布式操作系统，具有位总线，该系统包括：
用于产生第一现场操作特性的第一现场器件；
用于产生第二现场操作特性的第二现场器件；
用于从第一现场器件接收第一现场操作特性并从第二现场器件接收第二现场操作特性的现场处理模块，现场处理模块包含现场诊断部件和用于与位总线通信的现场通信部件，现场处理模块被配置为产生包含作为第一现场操作特性的函数的第一现场诊断参数和作为第二现场操作特性的函数的第二现场诊断参数中的至少一个的现场操作数据；
被配置为与位总线通信并接收产生的现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件，所述辅助处理模块被配置为作为接收的现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
78.根据权利要求77的系统，其中，现场处理模块被配置为将接收的第二操作特性传送给第一现场器件。
79.一种温度感测和诊断系统，具有用于产生温度特性的温度传感器和位总线，该系统包括：
适于与温度传感器耦合并用于从温度传感器接收温度特性的现场处理模块，现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为在用于位总线上通信的现场通信部件，所述现场处理模块适于作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据；和
被配置为与位总线通信并接收现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件，所述辅助处理模块被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
80.根据权利要求79的系统，其中，辅助处理模块被配置为将诊断参数传送给现场处理模块，并且现场处理模块被配置为响应接收的诊断参数在位总线上传达现场操作数据。
81.根据权利要求79的系统，其中，温度特性选自包含回路电阻、能量、功率、频率、电流和电压的组。
82.根据权利要求79的系统，其中，温度特性是感测的能量水平，并且其中，现场处理模块适于将感测的能量水平与预定的能量水平相比较，并在感测的能量水平和预定的能量水平之间的差值指示温度诊断事件时识别温度诊断事件。
83.根据权利要求79的系统，其中，现场诊断部件被配置为确定等温熵的变化。
84.根据权利要求79的系统，其中，现场诊断部件被配置为用于作为温度特性的函数确定加热器中的质量流量，该加热器处于系统中并与温度传感器相关。
85.根据权利要求79的系统，其中，现场诊断部件包含回路电流阶跃响应。
86.根据权利要求79的系统，其中，辅助处理模块被配置为用于将接收的位总线格式的现场操作数据转换成现场总线格式的辅助现场数据，并用于在现场总线上将辅助现场数据传达给与现场总线耦合的温度管理系统。
87.根据权利要求79的系统，还包括用于产生现场操作特性的现场器件，所述现场处理模块被配置为用于接收现场操作特性并用于进一步作为现场操作特性的函数产生现场操作数据。
88.根据权利要求87的系统，现场器件选自包含温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、泄漏检测传感器、应力传感器、移动传感器、位置传感器、电压传感器、电流传感器、化学性能传感器、致动器、泄漏传感器、加速计、速度计、阀定位器、阀位置传感器、RFID标记、智能卡、包含压力计的测量仪器、螺线管、电源、加热器、包含电磁阀的阀、计量器、马达、泵、包含热开关的开关、霍耳效应传感器、磁场强度传感器、气体传感器、熔线、RFID标记、智能卡和存储器件的组。
89.根据权利要求87的系统，其中，现场器件包含存储现场器件诊断参数的现场器件存储器，并且其中，现场器件被配置为向现场处理模块提供现场器件诊断参数。
90.根据权利要求79的系统，其中，温度传感器选自包含热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热电堆、二极管、半导体传感器、谐振温度传感器、红外传感器和热敏电阻的组。
91.根据权利要求79的系统，其中，现场处理模块被配置为用于作为温度特性和温度诊断参数的函数确定感测的温度。
92.根据权利要求91的系统，其中，感测的温度作为由温度诊断参数限定的EMF-温度关系的函数被确定。
93.根据权利要求79的系统，其中，现场处理模块被配置为响应选自包含状态的变化、模式的变化、状况的变化、失效、现场参数的变化、现场操作特性的变化、温度特性的时间变化率(第一导数)、超过阈值的现场参数的值、警告、比较、警报、超过阈值的现场操作特性的值的组的现场操作事件产生现场操作数据。
94.根据权利要求79的系统，其中，现场操作数据包含温度诊断参数。
95.根据权利要求79的系统，其中，辅助处理模块包含辅助诊断参数，辅助处理模块被配置为作为辅助诊断参数的函数产生辅助现场数据。
96.根据权利要求79的系统，其中，辅助处理模块包含辅助诊断参数，并且其中，辅助现场数据包含辅助诊断参数。
97.根据权利要求79的系统，其中，辅助处理模块包含选自包含操作诊断、器件校准、配置、控制器动作、系统管理和系统操作的组的辅助诊断参数。
98.根据权利要求79的系统，其中，辅助处理模块被配置为执行与温度传感器、现场处理模块、位总线、辅助处理模块、现场总线和系统中的至少一个相关的操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组。
99.根据权利要求98的系统，其中，温度传感器和现场处理模块被配置为机械集成单元。
100.根据权利要求79的系统，其中，温度传感器包含存储温度传感器诊断参数的温度传感器存储器，并且其中，温度传感器被配置为向现场处理模块提供温度传感器诊断参数。
101.一种温度感测和诊断系统，具有用于产生感测的能量水平的温度传感器和位总线，该系统包括：
适于与温度传感器耦合并用于从温度传感器接收感测的能量水平的现场处理模块，现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为在用于位总线上通信的现场通信部件，现场处理模块适于将接收的感测的能量水平与预定的能量水平相比较，并在感测的能量水平和预定的能量水平之间的差值指示温度诊断事件时识别温度诊断事件，并适于作为识别的温度诊断事件的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据；和
被配置为与位总线通信并接收现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件，所述辅助处理模块被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
102.一种温度感测和诊断系统，具有用于产生温度特性的温度传感器和位总线，该系统包括：
适于与温度传感器耦合并用于从温度传感器接收温度特性的现场处理模块，现场处理模块包含现场诊断部件和被配置为在用于位总线上通信的现场通信部件，所述现场处理模块适于作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据；和
被配置为与位总线通信并接收现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和被配置为用于将接收的位总线格式的现场操作数据转换成现场总线格式的辅助现场数据的网关部件的辅助通信部件，辅助处理模块被配置为作为现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上将辅助现场数据传达给与现场总线通信耦合的温度管理系统。
103.根据权利要求102的系统，其中，温度传感器被机械集成到现场处理模块中，使得温度传感器和现场处理模块被配置为机械集成单元。
104.一种具有集成诊断的温度感测系统，具有位总线、用于产生温度特性的温度传感器和用于产生现场操作特性的现场器件，该系统包括：
用于从第一温度传感器接收温度特性的第一现场处理模块，第一现场处理模块包含第一现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的第一现场通信部件，所述第一现场处理模块被配置为用于作为温度操作特性的函数产生包含第一现场诊断参数的第一现场操作数据；
用于从现场器件接收现场操作特性的第二现场处理模块，第二现场处理模块具有第二现场诊断部件和被配置为用于在位总线上通信的第二现场通信部件，所述第二现场处理模块被配置为用于作为第二操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；
被配置为与位总线通信并从第一现场处理模块接收第一现场操作数据、从第二现场处理模块接收第二现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件，所述辅助处理模块被配置为用于作为第一现场操作数据和第二现场操作数据中的至少一个的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
105.根据权利要求104的系统，其中，辅助现场处理模块包含作为第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数产生监督数据的监督模块，所述辅助现场处理模块被配置为在现场总线上传达监督数据。
106.根据权利要求104的系统，其中，所述位总线是第一位总线，该系统还包括第二位总线，其中，第一现场通信部件被配置为与第一位总线通信并且第二现场通信部件被配置为与第二位总线通信，辅助处理模块被配置为与用于接收第一现场操作数据的第一位总线通信并被配置为与用于接收第二现场操作数据的第二位总线通信。
107.根据权利要求106的系统，还包括用于与第二位总线通信并具有用于在现场总线上通信的第二现场总线接口的第二辅助处理模块，其中，所述第二现场处理模块被配置为通过第二位总线、第二辅助处理模块、现场总线、第一辅助处理模块和第一位总线与第一现场处理模块通信。
108.根据权利要求104的系统，其中，第一现场处理模块被配置为接收第二现场操作数据并且至少部分作为接收的第二现场操作数据的函数在位总线上发送第二现场操作数据。
109.根据权利要求104的系统，其中，所述温度传感器是用于产生第一温度特性的第一温度传感器，现场器件是第二温度传感器，并且现场操作特性是第二温度特性。
110.一种具有集成诊断的温度感测系统，具有位总线，该系统包括：
被配置为用于产生第一温度特性的第一温度传感器；
被配置为用于产生第二温度特性的第二温度传感器；
用于从第一温度传感器接收第一温度特性并从第二温度传感器接收第二温度特性的现场处理模块，现场处理模块包含现场诊断部件和用于与位总线通信的现场通信部件，现场处理模块被配置为产生包含作为第一温度特性的函数的第一现场诊断参数或作为第二温度特性的函数的第二现场诊断参数中的至少一个的现场操作数据；和
被配置为与位总线通信并接收产生的现场操作数据的辅助处理模块，所述辅助处理模块包含辅助诊断部件和具有现场总线接口和网关部件的辅助通信部件，所述辅助处理模块被配置为作为接收的现场操作数据的函数产生辅助现场数据并在现场总线上传达辅助现场数据。
111.根据权利要求110的系统，其中，现场处理模块被配置为将接收的第二温度特性传送给第一现场温度传感器。
112.一种用于诊断分布式操作系统的方法，所述操作系统包含现场器件、与现场器件耦合的现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块，该方法包括：
在现场器件上产生现场操作特性；
在现场处理模块上处理现场操作特性；
作为现场操作特性的函数产生包含现场诊断参数的现场操作数据；
在位总线上将包含现场诊断参数的现场操作数据从现场处理模块传达给辅助处理模块；
作为接收的现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和
在现场总线上传达辅助现场数据。
113.根据权利要求112的方法，还包括作为现场操作特性和现场诊断参数的函数确定感测的温度。
114.根据权利要求113的方法，其中，确定感测的温度是由现场诊断参数限定的EMF-温度关系的函数。
115.根据权利要求112的方法，还包括作为现场操作特性的函数确定现场器件的热特性。
116.根据权利要求112的方法，其中，产生现场操作特性响应现场操作事件。
117.根据权利要求116的方法，其中，现场操作事件选自包含状态的变化、模式的变化、状况的变化、失效、现场参数的变化、现场操作特性的变化、温度特性的时间变化率(第一导数)、超过阈值的现场参数的值、警告、比较、警报、超过阈值的现场操作特性的值的组。
118.根据权利要求112的方法，其中，产生现场操作特性包含以条形码格式、射频识别格式、数据矩阵和智能卡格式中的至少一种产生现场操作特性。
119.根据权利要求112的方法，其中，产生现场操作数据包含产生现场诊断参数。
120.根据权利要求112的方法，还包含在现场处理模块的存储器中存储至少一个现场管理参数。
121.根据权利要求120的方法，其中，在存储器中存储包含存储两个有关的现场管理参数。
122.根据权利要求120的方法，其中，存储的现场管理参数中的至少一个是现场诊断参数。
123.根据权利要求120的方法，还包括在存储器中存储现场操作特性。
124.根据权利要求112的方法，其中，现场处理模块包含被配置为用于处理现场操作特性的微处理器和包含算法、程序、人工智能模块、建模模块、映射、图形分析、规则、比较器和查找表中的至少一个的现场诊断部件。
125.根据权利要求112的方法，其中，产生现场操作数据由现场处理模块执行，并且其中，产生现场操作数据包含作为选自包含神经网络、经验数据、数值数据、查找表、模糊逻辑电路、神经模糊电路、多项式算法、剩余寿命算法、人工智能模块、微波、建模模块和统计功能的组的算法的函数产生现场诊断参数。
126.根据权利要求112的方法，其中，现场诊断参数选自包含操作诊断、器件校准、系统管理和系统操作的组。
127.根据权利要求112的方法，还包括在现场处理模块上执行选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理和自调整规则的组的操作功能。
128.根据权利要求127的方法，其中，操作功能与现场器件、现场处理模块、位总线和分布式操作系统中的至少一个相关。
129.根据权利要求112的方法，其中，现场诊断参数选自包含现场操作特性、事件、状况、失效、模式、警告、比较、根本原因、警报和状态的组。
130.根据权利要求112的方法，其中，产生现场操作特性包含产生模拟格式的现场操作特性，并且产生现场操作数据是产生数字格式的现场操作数据，该方法还包括在现场处理模块中将模拟现场操作特性转换成数字格式。
131.根据权利要求112的方法，还包括压缩用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分，所述压缩包含表映射、算法、规则和编码中的至少一个。
132.根据权利要求112的方法，还包括对用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分进行加密。
133.根据权利要求112的方法，还包括在现场处理模块上产生现场管理参数和将现场管理参数传达给现场器件，其中，产生现场操作特性响应产生的现场管理参数。
134.根据权利要求133的方法，还包括确定操作事件、管理事件和维护事件中的至少一个的发生，其中，产生现场管理参数响应确定发生。
135.根据权利要求133的方法，其中，现场管理参数是指令和询问中的至少一个。
136.根据权利要求133的方法，还包括在辅助处理模块上产生辅助管理参数和在现场处理模块上接收辅助管理参数，其中，产生现场管理参数响应接收辅助管理参数。
137.根据权利要求112的方法，其中，所述现场处理模块是第一现场处理模块，并且分布式操作系统还包括与位总线通信的第二现场处理模块，该方法还包括在位总线上将来自第二处理模块的第二现场操作数据传达给第一现场处理模块。
138.根据权利要求112的方法，其中，所述现场器件是第一现场器件，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，分布式操作系统还具有第二现场器件和与位总线通信的第二现场处理模块，所述第二现场处理模块与第二现场器件耦合，该方法还包括：
在第二现场器件上产生第二现场操作特性；
在第二现场处理模块上处理第二现场操作特性；
作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；和
在位总线上从第二现场处理模块向第一现场处理模块传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数和第二现场操作特性中的至少一种。
139.根据权利要求112的方法，其中，所述现场器件是第一现场器件，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，并且其中，分布式操作系统还包含第二现场器件和与位总线通信的第二现场处理模块，该方法还包括：
在第二现场器件上产生第二现场操作特性；
在第二现场处理模块上处理第二现场操作特性；
作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；和
在辅助现场处理模块上接收第二现场操作数据；
作为第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数在辅助现场处理模块上产生监督数据；和
在现场总线上传达监督数据。
140.根据权利要求112的方法，其中，所述现场器件是第一现场器件，所述位总线是第一位总线，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，所述系统还包括第二现场器件、与第二现场器件耦合的第二现场处理模块、与第二现场处理模块通信的第二位总线，该方法还包括：
在第二现场器件上产生第二现场操作特性；
作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据，所述产生发生在第二现场处理模块中；和
向第一现场处理模块传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数、第二现场操作特性和现场管理参数中的至少一个。
141.根据权利要求112的方法，其中，所述现场器件是第一现场器件，并且其中，分布式操作系统还包含与现场处理模块耦合的第二现场器件，该方法还包括：
在第二现场器件上产生第二操作特性；和
将第二操作特性从第二现场器件传达给第一现场器件。
142.根据权利要求112的方法，其中，传达现场操作数据是在位总线上传达位总线协议。
143.根据权利要求112的方法，其中，在位总线上传达现场操作数据是以小于或等于8位的格式传达，并且在现场总线上传达辅助现场数据是以大于8位的格式传达。
144.根据权利要求112的方法，还包括在辅助处理模块的辅助存储器中存储至少一个辅助参数，所述至少一个辅助参数包含至少一个辅助诊断参数。
145.根据权利要求112的方法，其中，辅助处理模块包含微处理器和具有包含算法、人工智能模块、建模模块、映射、图形分析、规则、比较器和查找表中的至少一个的计算机可读指令的现场诊断部件。
146.根据权利要求112的方法，其中，辅助处理模块包含辅助诊断参数，该方法还包括作为辅助诊断参数的函数产生辅助现场数据。
147.根据权利要求146的方法，其中，辅助诊断参数选自包含操作诊断、器件校准、系统管理和系统操作的组。
148.根据权利要求112的方法，其中，辅助处理模块包含辅助诊断参数，并且其中，产生的辅助现场数据包含辅助诊断参数。
149.根据权利要求112的方法，其中，辅助处理模块作为接收的现场操作数据的函数确定辅助诊断参数。
150.根据权利要求112的方法，还包括在辅助处理模块中执行与现场器件、现场处理模块、位总线和分布式操作系统中的至少一个相关的操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理和自调整规则的组。
151.根据权利要求112的方法，其中，辅助处理模块具有包含算法的现场诊断部件，该算法选自包含神经网络、经验数据、数值数据、模糊逻辑电路、神经模糊电路、多项式算法、剩余寿命算法、人工智能模块、建模模块、规则和统计功能的组。
152.根据权利要求112的方法，其中，传达辅助现场数据包含在现场总线上将辅助现场数据传达给与现场总线耦合的现场操作管理系统。
153.根据权利要求152的方法，还包括：
在现场操作管理系统上接收辅助现场数据；和
作为接收的辅助现场数据的函数产生现场器件控制指令。
154.根据权利要求153的方法，还包括在现场操作管理系统上对现场器件和系统中的至少一个执行操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组。
155.根据权利要求112的方法，还包括在位总线上将辅助管理参数从辅助处理模块传达给现场处理模块。
156.根据权利要求155的方法，其中，产生辅助管理参数响应辅助管理事件。
157.根据权利要求155的方法，其中，产生辅助管理参数响应在现场总线上接收的管理指令。
158.根据权利要求157的方法，还包括在与现场总线耦合的现场操作管理系统上产生管理指令。
159.根据权利要求155的方法，其中，所述辅助处理模块是第一辅助处理模块，并且分布式操作系统还包括与现场总线耦合的第二辅助处理模块，该方法还包括：
在第二辅助处理模块上产生管理指令；和
在位总线上将管理指令从第二辅助处理模块传达给第一辅助处理模块。
160.根据权利要求112的方法，其中，所述现场器件是第一现场器件，所述位总线是第一位总线，所述现场处理模块是第一现场处理模块，并且所述辅助处理模块是第一辅助处理模块，并且其中，分布式操作系统还包括第二现场器件、与第二现场器件耦合的第二现场处理模块、与第二现场处理模块通信的第二位总线、与第二位总线和现场总线通信的第二辅助处理模块；该方法还包括：
在第二现场器件上产生第二现场操作特性；
作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；和
通过第二位总线、第二辅助处理模块、现场总线、第一辅助处理模块和第一位总线从第二现场处理模块传达给第一现场处理模块。
161.根据权利要求160的方法，其中，从第二现场处理模块传达包含传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数和第二现场操作特性中的至少一个。
162.根据权利要求112的方法，其中，辅助处理模块包含协议转换器部件、数据集中器部件、加密部件、管理部件和现场间处理模块通信部件中的至少一个。
163.根据权利要求112的方法，其中，分布式操作系统还包括：与加热器功率电路耦合并从电源接收加热器功率的加热器，加热器功率电路具有第一接口、第二接口以及第一接口和第二接口之间的中间部分；和关于加热器功率电路的中间部分耦合的功率控制器，功率控制器具有至少两种状态：用于向加热器提供功率的至少一部分的第一状态和用于终止向加热器提供功率的第二状态，所述功率控制器包含现场器件和现场处理模块。
164.根据权利要求112的方法，其中，现场处理模块和辅助处理模块分别协同操作，以对于现场器件、现场处理模块、辅助处理模块、位总线和系统执行操作功能，所述至少一个操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则和操作器件控制的组。
165.根据权利要求112的方法，其中，分布式操作系统选自包含制造系统、包装系统、建造控制系统、能量管理系统、制作系统、组装系统、处理系统和操作控制系统的组。
166.根据权利要求112的方法，其中，现场操作特性选自包含电阻、电流、电压、霍耳效应电压、能量、质量、包含电力的功率、电容、电感、磁阻、相位、定时、频率、时间、模式、状况、失效、位置、警报、状态、磁场强度、数据和参数的组。
167.根据权利要求112的方法，其中，现场器件选自包含温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、泄漏检测传感器、应力传感器、移动传感器、位置传感器、电压传感器、电流传感器、化学性能传感器、致动器、泄漏传感器、加速计、速度计、阀定位器、阀位置传感器、RFID标记、智能卡、包含压力计的测量仪器、螺线管、电源、加热器、包含电磁阀的阀、计量器、马达、泵、包含热开关的开关、霍耳效应传感器、磁场强度传感器、气体传感器、熔线、RFID标记、智能卡和存储器件的组。
168.根据权利要求112的方法，其中，现场操作特性指示感测的温度，并且现场器件是选自包含热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热电堆、二极管、半导体传感器、谐振温度传感器、红外传感器和热敏电阻的组的温度传感器。
169.根据权利要求112的方法，其中，现场器件和现场处理模块被配置为机械集成部件，所述集成部件执行现场操作特性的产生和处理。
170.根据权利要求112的方法，还包括作为接收的现场操作特性的函数确定现场诊断参数。
171.一种用于诊断分布式操作系统的方法，所述操作系统包含第一现场器件、第二现场器件、与第一现场器件耦合的第一现场处理模块、与第二现场器件耦合的第二现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块，该方法包括：
在第一现场器件上产生第一现场操作特性；
在第二现场器件上产生第二现场操作特性；
在第一现场处理模块上处理第一现场操作特性；
在第二现场处理模块上处理第二现场操作特性；
作为第一现场操作特性的函数产生包含第一现场诊断参数的第一现场操作数据；
作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；
在位总线上将第一现场操作数据和第二现场操作数据传达给辅助处理模块；
作为接收的第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和
在现场总线上传达辅助现场数据。
172.根据权利要求171的方法，还包括：从第二处理模块、辅助处理模块和第一处理模块在位总线上将第二现场操作数据从第二处理模块传达给第一现场处理模块。
173.根据权利要求171的方法，还包括：
作为第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数在辅助现场处理模块上产生监督数据；和
在现场总线上传达监督数据。
174.根据权利要求171的方法，其中，分布式操作系统包含与第一现场处理模块耦合的第一现场器件，该方法还包括在第三现场器件上产生第三现场操作特性和在第一现场器件上接收第三现场操作特性。
175.一种用于诊断分布式操作系统的方法，所述操作系统包含第一现场器件、第二现场器件、与第一现场器件耦合的第一现场处理模块、与第二现场器件耦合的第二现场处理模块、第一位总线、第二位总线、现场总线和与第一位总线、第二位总线和现场总线通信的辅助处理模块，该方法包括：
在第一现场器件上产生第一现场操作特性；
在第二现场器件上产生第二现场操作特性；
在第一现场处理模块上处理第一现场操作特性；
在第二现场处理模块上处理第二现场操作特性；
作为第一现场操作特性的函数产生包含第一现场诊断参数的第一现场操作数据；
作为第二现场操作特性的函数产生包含第二现场诊断参数的第二现场操作数据；
在第一位总线上将第一现场操作数据传达给辅助处理模块；
在第二位总线上将第二现场操作数据传达给辅助处理模块；
作为接收的第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和
在现场总线上传达辅助现场数据。
176.根据权利要求175的方法，其中，所述辅助处理模块是第一辅助处理模块，并且操作系统包括与现场总线通信的第二辅助处理模块，该方法还包括在现场总线上从第二现场处理模块向第一现场处理模块传送第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数、第二现场操作特性和现场管理参数中的至少一个。
177.根据权利要求175的方法，还包括在第二位总线和第一位总线上通过第二现场处理模块、辅助处理模块和第一现场处理模块从第二现场器件向第一现场器件传达第二操作特性。
178.根据权利要求175的方法，还包括通过辅助处理模块从第二现场处理模块向第一现场处理模块传送第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数、第二现场操作特性和现场管理参数中的至少一个。
179.一种用于诊断温度感测系统的方法，该系统包含温度传感器、与温度传感器耦合的现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块，该方法包括：
在温度传感器上产生温度特性；
在现场处理模块上处理温度特性；
作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的现场操作数据；
在位总线上将包含温度诊断参数的现场操作数据从现场处理模块传达给辅助处理模块；
作为接收的现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和
在现场总线上传达辅助现场数据。
180.根据权利要求179的方法，还包括作为温度特性和温度诊断参数的函数确定感测的温度。
181.根据权利要求180的方法，其中，感测的温度作为至少部分由温度诊断特性限定的EMF-温度关系的函数被确定。
182.根据权利要求179的方法，还包括作为温度特性的函数确定温度传感器的热特性。
183.根据权利要求179的方法，其中，产生温度特性响应现场操作事件。
184.根据权利要求179的方法，其中，现场操作事件选自包含状态的变化、模式的变化、状况的变化、失效、现场参数的变化、现场操作特性的变化、温度特性的时间变化率(第一导数)、超过阈值的现场参数的值、警告、比较、警报、超过阈值的现场操作特性的值的组。
185.根据权利要求179的方法，其中，产生温度特性是以条形码格式、射频识别格式、数据矩阵和智能卡格式中的至少一种产生现场操作特性。
186.根据权利要求179的方法，其中，产生现场操作数据以包含温度诊断参数。
187.根据权利要求179的方法，还包含在现场处理模块的存储器中存储至少一个现场管理参数。
188.根据权利要求187的方法，其中，在存储器中存储包括存储两个有关的现场管理参数。
189.根据权利要求187的方法，其中，存储的现场管理参数中的至少一个是温度诊断参数。
190.根据权利要求187的方法，还包括在存储器中存储温度特性。
191.根据权利要求179的方法，其中，现场处理模块包含用于处理温度特性的微处理器和包含算法、程序、人工智能模块、建模模块、映射、图形分析、规则、比较器和查找表中的至少一个的现场诊断部件。
192.根据权利要求179的方法，其中，处理温度特性是在现场处理模块内，并且产生现场操作数据包含作为选自包含神经网络、经验数据、数值数据、查找表、模糊逻辑电路、神经模糊电路、多项式算法、剩余寿命算法、人工智能模块、微波、建模模块和统计功能的组的算法的函数产生温度诊断参数。
193.根据权利要求179的方法，其中，温度诊断参数选自包含操作诊断、器件校准、系统管理和系统操作的组。
194.根据权利要求179的方法，还包括在现场处理模块上执行选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组的至少一种操作功能。
195.根据权利要求194的方法，其中，操作功能与温度传感器、现场处理模块、位总线和温度感测系统中的至少一个相关。
196.根据权利要求179的方法，其中，产生温度特性包含产生模拟格式的温度特性，并且产生现场操作数据是产生数字格式的现场操作数据，该方法还包括在现场处理模块中将模拟温度特性转换成数字格式。
197.根据权利要求179的方法，还包括压缩用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分，所述压缩包含表映射、算法和编码中的至少一个。
198.根据权利要求179的方法，还包括对用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分进行加密。
199.根据权利要求179的方法，还包括确定操作事件、管理事件和维护事件中的至少一个的发生，其中，产生现场操作数据是去顶的发生的函数。
200.根据权利要求179的方法，还包括在辅助处理模块上产生辅助管理参数和在现场处理模块上接收辅助管理参数，其中，产生现场操作数据响应接收辅助管理参数。
201.根据权利要求179的方法，其中，所述现场处理模块是第一现场处理模块，并且温度感测系统还包括与位总线通信的第二现场处理模块，该方法还包括在位总线上将来自第二处理模块的第二现场操作数据传达给第一现场处理模块。
202.根据权利要求179的方法，其中，所述温度传感器是第一温度传感器，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，温度感测系统还包含第二温度传感器和与位总线通信的第二现场处理模块，所述第二现场处理模块与第二温度传感器耦合，该方法还包括：
在第二温度传感器上产生第二现场温度特性；
在第二现场处理模块上处理第二温度特性；
作为第二温度特性的函数产生包含第二温度诊断参数的第二现场操作数据；和
在位总线上从第二现场处理模块向第一现场处理模块传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二温度诊断参数和第二温度特性中的至少一种。
203.根据权利要求202的方法，其中，第二温度传感器为与第一温度传感器不同的类型。
204.根据权利要求179的方法，其中，所述温度传感器是第一温度传感器，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，并且其中，温度感测系统还包含第二温度传感器和与位总线通信的第二现场处理模块，
在第二温度传感器上产生第二温度特性；
在第二现场处理模块上处理第二温度特性；
作为第二温度特性的函数产生包含第二温度诊断参数的第二现场操作数据；和
在辅助现场处理模块上接收第二现场操作数据；
作为第一现场操作数据和第二现场操作数据的函数在辅助现场处理模块上产生监督数据；和
在现场总线上传达监督数据。
205.根据权利要求179的方法，其中，所述温度传感器是第一温度传感器，所述位总线是第一位总线，并且所述现场处理模块是第一现场处理模块，所述温度感测系统还包括第二温度传感器、与第二温度传感器耦合的第二现场处理模块、与第二现场处理模块通信的第二位总线，该方法还包括：
在第二温度传感器上产生第二温度特性；
作为第二温度特性的函数产生包含第二温度诊断参数的第二现场操作数据，所述产生发生在第二现场处理模块中；和
从第二现场处理模块向第一现场处理模块传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二温度诊断参数、第二温度特性和现场管理参数中的至少一个。
206.根据权利要求179的方法，其中，所述温度传感器是第一温度传感器，并且其中，温度感测系统还包含与现场处理模块耦合的第二温度传感器，该方法还包括：
在第二温度传感器上产生第二温度特性；和
将第二温度特性从第二温度传感器传达给第一温度传感器。
207.根据权利要求179的方法，其中，在位总线上传达现场操作数据是以小于或等于8位的格式传达，并且其中在现场总线上传达辅助现场数据是以大于8位的格式传达。
208.根据权利要求179的方法，还包括在辅助处理模块上执行与现场器件、现场处理模块、位总线和温度感测系统中的至少一个相关的操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组。
209.根据权利要求179的方法，其中，辅助处理模块包括具有算法的辅助诊断部件，该算法选自包含神经网络、经验数据、数值数据、模糊逻辑电路、神经模糊电路、多项式算法、剩余寿命算法、人工智能模块、建模模块和统计功能的组。
210.根据权利要求179的方法，其中，传达辅助现场数据包含在现场总线上将辅助现场数据传达给与现场总线耦合的温度管理系统。
211.根据权利要求210的方法，还包括：
在温度管理系统上接收辅助现场数据；和
作为接收的辅助现场数据的函数产生现场器件控制指令。
212.根据权利要求179的方法，还包括在与现场总线耦合的现场操作管理系统上对温度传感器、现场器件、操作器件、现场处理模块、位总线、辅助处理模块、现场总线和系统中的至少一个执行操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则、操作器件控制的组。
213.根据权利要求179的方法，还包括在位总线上将辅助管理参数从辅助处理模块传达给现场处理模块，其中，产生辅助管理参数响应辅助管理事件和在现场总线上接收的管理指令中的至少一个。
214.根据权利要求179的方法，其中，所述辅助处理模块是第一辅助处理模块，并且温度感测系统还包括与现场总线耦合的第二辅助处理模块，该方法还包括：
在第二辅助处理模块上产生管理指令；和
在位总线上将管理指令从第二辅助处理模块传达给第一辅助处理模块。
215.根据权利要求179的方法，其中，所述温度传感器是第一温度传感器，所述位总线是第一位总线，所述现场处理模块是第一现场处理模块，并且所述辅助处理模块是第一辅助处理模块，并且其中，温度感测系统还包括第二温度传感器、与第二温度传感器耦合的第二现场处理模块、与第二现场处理模块通信的第二位总线、与第二位总线和现场总线通信的第二辅助处理模块；该方法还包括：
在第二温度传感器上产生第二温度特性；
作为第二温度特性的函数产生包含第二温度诊断参数的第二现场操作数据；和
传达第二管理参数、第二现场操作数据、第二现场诊断参数和第二现场操作特性中的至少一个，所述传达是通过第二位总线、第二辅助处理模块、现场总线、第一辅助处理模块和第一位总线从第二现场处理模块到第一现场处理模块的传达。
216.根据权利要求179的方法，其中，辅助处理模块包含协议转换器部件、数据集中器部件、数据加密部件、管理部件和现场间处理模块通信部件中的至少一个。
217.根据权利要求179的方法，其中，温度感测系统还包括：与加热器功率电路耦合并从电源接收加热功率的加热器，加热器功率电路具有第一接口、第二接口以及第一接口和第二接口之间的中间部分；和关于加热器功率电路的中间部分耦合的功率控制器，功率控制器具有至少两种状态：用于向加热器提供功率的至少一部分的第一状态和用于终止向加热器提供功率的第二状态，所述功率控制器包含温度传感器和现场处理模块。
218.根据权利要求179的方法，其中，现场处理模块和辅助处理模块协同操作，以对于温度传感器、现场处理模块、辅助处理模块、位总线和温度感测系统执行操作功能，所述操作功能选自包含诊断、问题解决方法、统计过程控制(SPC)计算参数、故障检测、故障隔离、根本原因、设定、极限、阈值、校准、失效预测、维护过程、确认、核查、可追溯性、自动配置、结构对准、指纹、识别、生物学识别、理论建模、自管理、自调整规则和操作器件控制的组。
219.根据权利要求179的方法，其中，温度特性选自包含电阻、电流、电压、能量、质量、功率、电容、电感、磁阻、相位、定时、频率、时间、模式、状况、失效和状态的组。
220.根据权利要求179的方法，其中，温度传感器选自包含热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热电堆、二极管、半导体传感器、谐振温度传感器、红外传感器和热敏电阻的组。
221.根据权利要求179的方法，其中，温度传感器和现场处理模块被配置为机械集成部件。
222.根据权利要求179的方法，还包括作为接收的温度特性的函数确定温度诊断参数。
223.一种用于诊断温度感测系统的方法，该系统包含温度传感器、与温度传感器耦合的现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块，该方法包括：
以模拟格式在温度传感器上产生温度特性；
在现场处理模块上处理温度特性；
在现场处理模块中将模拟温度特性转换成数字格式；
作为温度特性的函数产生包含温度诊断参数的数字格式的现场操作数据；
压缩用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分；
在位总线上将包含温度诊断参数和现场操作数据的压缩部分的现场操作数据从现场处理模块传达给辅助处理模块；
作为接收的现场操作数据的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和
在现场总线上传达辅助现场数据。
224.根据权利要求223的方法，其中，压缩包含表映射、算法处理和编码中的至少一个。
225.根据权利要求223的方法，还包括对用于在位总线上通信的现场操作数据的至少一部分进行加密。
226.根据权利要求223的方法，其中，所述温度传感器是第一温度传感器，并且，系统还包含与现场处理模块耦合的第二温度传感器，该方法还包括在第二温度传感器上产生第二温度特性和在第一温度传感器上接收第二温度传感器。
227.一种用于诊断温度感测系统的方法，该系统包含第一温度传感器、第二温度传感器、与第一温度传感器耦合的第一现场处理模块、与第二温度传感器耦合的第二现场处理模块、位总线、现场总线和与位总线和现场总线通信的辅助处理模块，该方法包括：
在第一温度传感器上产生第一温度特性；
在第一现场处理模块上处理第一温度特性；
作为第一温度特性的函数产生包含第一温度诊断参数的第一现场操作数据；
在位总线上将包含第一温度诊断参数的第一现场操作数据从第一现场处理模块传达给辅助处理模块；
在第二温度传感器上产生第二温度特性；
在第二现场处理模块上处理第二温度特性；
作为第二温度特性的函数产生包含第二温度诊断参数的第二现场操作数据；
在位总线上将包含第二温度诊断参数的第二现场操作数据从第二现场处理模块传达给辅助处理模块；
作为接收的第一现场操作数据和第二现场操作数据中的至少一个的函数在辅助处理模块上产生辅助现场数据；和
在现场总线上传达辅助现场数据。
228.根据权利要求227的方法，还包括在位总线上将第二现场操作数据从第二现场处理模块传达给第一现场处理模块。
229.根据权利要求227的方法，其中，所述辅助处理模块是第一辅助处理模块，并且操作系统包括与现场总线通信的第二辅助处理模块，该方法还包括在现场总线上从第一辅助处理模块向第二辅助处理模块传送第一管理参数、第一温度特性、第一现场操作数据、第一温度诊断参数、辅助现场数据和第二现场管理参数中的至少一个。
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