CN102768512A - 适用于数据采集，分析和控制的附加系统和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及适用于数据采集，分析和控制的附加系统和装置。一种附加系统包括多个附加装置，该附加装置适用于通过通讯网络在相互间和/或与工作站之间的协调来监测和/或控制过程。每个附加装置都可与一个或多个传感器和/或控制输出相通讯，并包括便于将附加装置安装在表面的外壳。

Description

适用于数据采集,分析和控制的附加系统和装置
本发明专利申请是申请日为2003年3月6日、申请号为03120252.7、名称为“适用于数据采集，分析和控制的附加系统和装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明主要涉及过程控制系统，更确切地说，涉及可以附加或附属于过程控制设备和/或其它部件，以进行数据采集操作、数据分析操作和/或过程控制操作的系统和装置。
背景技术
现代的过程控制系统一般都是基于微处理器的分布式控制系统（DCSs）。传统的DCS结构包括一个或多个用户接口装置，例如，工作站，它可以通过数据总线（例如以太网）来连接一个或多个控制器。实际上，控制器一般都处于靠近所控制过程的位置，并且连接着处于整个过程中的多个电子监测装置和现场装置，例如，电子传感器、变送器、电流压力变换器、阀位控制器，等等。
在传统的DCS中，控制任务通过在每个控制器中提供控制算法来进行分布。控制器单独执行控制算法，来控制与控制器相耦合的现场装置。这种控制任务的分散方法为整体系统提供了较大的灵活性。例如，如果用户希望对DCS增加新的过程或部分过程，用户只要增加与适用的传感器、致动器等相连接的附加控制器（具有适用的控制算法）。另外，如果用户希望改进现有的过程，可以通过，例如，数据总线从用户接口向适当的控制器下载信息控制参数或控制算法。
为了能提高模块性和中间制造商的兼容性，最近，过程控制制造商更趋向于进一步分散过程中的控制。这些最新的方案都是基于使用开放协议（例如，CAN，以及Fieldbus协议）通讯的智能现场装置。这些智能现场设备实质上是基于微控制器的设备，例如传感器、致动器等等。在一些情况下，例如Fieldbus设备，还执行一些通常由DCS控制器执行的控制环路操作。由于一些智能现场设备提高了控制功能并使用开放协议进行通信，出自各个制造商的现场设备都能在一公共数字数据总线上彼此进行通信，并且能合作执行控制环路，而不需要传统的DCS控制器。
众所周知，智能现场设备（例如，Fieldbus设备）可以包括一个或多个逻辑功能块，它们执行控制功能或控制功能的一部分。这些功能块可以，例如，执行模拟输入功能、模拟输出功能、比例-积分-微分（PID）控制功能，或任何其他想要的控制功能。智能现场设备中的这些功能块可以与该设备中的其他功能块通信链接，或与其他智能现场设备中的功能块链接以执行任何想要的控制功能。例如，模拟输入块可以用于通过流量传感器来监测流体流量，而PID块可以对模拟输入块提供的流体流量值进行处理以通过模拟输出块向致动器提供相应的信号，使致动器对阀塞位置进行调整。这样，这些功能块可以彼此通信链接以形成基于PID的控制环路来通过阀控制液体流。
众所周知，智能现场设备通过使系统设计师和操作者能以分层、模块化或构件化方式设计和配置相对较大的过程控制系统，来简化较大过程控制系统的设计和配置。换句话说，整个过程控制系统相对较小的部分可以单独进行设计和配置，并且链接在一起以形成整个系统的较大部分。然而，一旦完成和运行后，由于智能现场设备通常与在整个过程控制系统或设备中使用的装置、传感器等物理集成，因此，使用智能现场设备的过程控制系统可能相对比较难于重新配置或修改。例如，智能水阀可以具有管道，管道都是采用螺纹啮合、焊接等方法来连接其输入和输出接口，并且可以具有连接着它的电缆，在电缆中包含着可以提供功率和传递其它与阀门的监测和控制有关的信号的导线。同样，智能温度传感器可以具有温度探头部分，该温度探头部分可以用螺丝装在水管道，水箱，或在过程控制系统中的设备的任何其它段的内壁上。该智能温度传感器也可以具有与它相连接的电缆，在电缆中包含功率和/或其它从温度传感器延伸至其它装置的信号传递导线，其中其它装置可以包括诸如在过程控制系统或设备中的控制器或任何其它装置。
尽管在采用了智能现场装置的过程控制系统中一般都能看到的高度物理集成提供了高度的机械和电气的完整性，但是这类系统的安装和投入生产都是非常昂贵的，因为它们的安装一般都需要大量的技术工人（例如，电工，管工，等等）。此外，高度的机械集成一般也需要在系统或设备中所使用的过程控制设备，以提供能安装用于监测和/或控制设备所需的智能现场装置的机械接口。在某些情况下，设备制造商所提供的机械接口必须由合适的技术人员在现场改制，以便于智能现场装置的安装。在另外一些情况下，设备制造商可能不提供任何机械接口，而必须由技术人员在现场制造合适的机械接口。在这两种情况中，由于必须将智能现场装置机械集成在过程控制成套设备或系统中，一般都会带来大量的劳力和成本的问题。
对目前不具有任何这类智能现场装置的过程系统或成套设备来说，与增加智能现场装置有关，或更多与增加监测和/或自动系统有关的另一个困难是这些系统一般都缺乏必要的电气（例如，功率）和通讯的基础设施。因此，对这类系统增加智能装置一般都需要相当大的劳力和成本。在涉及到在遥远的地理位置以相对较少的参数测试和/或控制的监测和控制应用中，基础设施不充分或完全缺乏基础设施是一个特殊的问题。对于这类应用来说，实际上有可能根本不能安装支持智能现场装置使用所必须的电气和通讯的基础设施，即使有可能做到，但是与这类运行操作有关的成本也不可能合理。
在重新配置（例如，物理移动和/或增加智能现场装置和/或设备）采用公认的智能现场装置所实现的过程控制系统时，或者，在对目前不具有任何这类装置的系统或成套设备增加智能现场装置时，相关的较高安装成本和较大的困难（和高的成本）只能满足一些较大的过程控制系统或成套设备，这样高的成本一般是难以满足或不能满足较小的系统和成套设备。另外，对相对较小的过程控制成套设备或系统进行更新或增加智能现场装置也是一个特殊的问题，因为智能现场装置与系统或成套设备的物理集成一般都需要持续很长的时间关闭部分或全部的成套设备或系统。例如，目前仍不具有成套设备的自动系统的小型车间或工厂理论上也能通过对现有成套设备和系统进行基于智能现场装置的自动系统的更新来提高产量和质量。但是，对小型车间和工厂的这类自动系统更新的益处还不能明显地弥补与安装智能现场装置有关的较高成本，与持续很长时间减缓或关闭生产相关的成本以及可察觉到的与产量减少有关的商业风险，难以为客户提供商品，新的自动系统可能会产生难以预测的产量和质量的变化，等等。
有些制造商企图通过提供能够更容易地更新设备的检测装置来解决上述问题。然而，这些装置一般都不能进行过程控制操作，因为它们不能连续地、周期性地或实时地提供信息（例如，监测参数、处理条件，等等）。换句话说，即使这些装置能够监测到与此相连接设备的信息，过程参数，等等，但它们一般都不能在信息第一有效时向整个过程控制程序及时提供这些信息。而这些装置的大多数，或者是全部，收集了大量的信息，并且在已经收集到这些信息的较长时间之后向工作站或类似物发出摘要或综合报告。例如，控制系统国际（CSI）所制造的用于旋转设备（例如，电动机，涡轮机，等等）的诊断系统。CSI系统包括振动监测器，它可以直接附加于电动机，或任何其它结构。CSI振动监测器以较长的时间周期收集和存储振动信息并将这些振动信息或数据传递给工作站或其它计算机系统，工作站或其它计算机系统利用长期的振动信息或数据来诊断被监测设备的各部分的状况。遗憾的是，CSI系统只具有脱机诊断系统的功能，因此就不能有效地应用于过程控制、实时或周期性的监测等操作中。
发明内容
本文所讨论的附加系统和装置可以附加在能进行数据采集操作，数据分析操作和/或过程控制操作的过程控制设备和/或其它部件上。一般来说，本文所讨论的附加设备和装置都可以用于提供高精度的监测和/或控制的系统，该系统能够非常方便地以成本有效方式来增加，附加或更新一个新的过程系统或建立过程系统。此外，本文所讨论的附加系统和装置提供了相对较高程度的应用灵活性，例如，可以通过控制系统的快捷的结构改进和/或重新配置，例如，增加和/或结构改动与过程控制系统有关的传感器、致动器、设备等等。
一方面，附加的装置可以包括：适用于表面安装的外壳，设置在外壳内的存储器，以及设置在外壳内的输入/输出接口。输入/输出接口可以适用于与附加装置实施耦合的传感器和控制输出之一进行通讯。附加的装置也可以包括设置在外壳内并与存储器通讯耦合的处理器。处理器可以编程，实现与输入/输出接口的通讯以及当信息变得有效时，处理器通过通讯网络与其它装置交换与传感器和控制输出之一有关的信息。因为本文所讨论的附加装置能够在当信息变得有效时与其它装置、工作站等交换信息，该附加装置可以有效地应用于过程控制操作、实时数据监测操作，等等。
另一方面，附加的装置可以包括：天线、与天线通讯耦合的收发器，以及与收发器通讯耦合的处理器。处理器可以编程以执行周期性数据监测操作和过程控制操作之一。附加的装置也可以包括与处理器通讯耦合的存储器，适用于使处理器与传感器和控制输出之一实施耦合的输入/输出接口，以及可容纳收发器、处理器、存储器和输入/输出接口的外壳。外壳适用于表面安装。
又一方面，适用于控制过程的附件系统可以包括多个附加的装置。每一个附加装置都包括：天线、收发器、处理器、存储器、适用于能使处理器与传感器和控制输出之一通讯的输入/输出接口，以及适用于便于附加装置表面安装的外壳。附加系统也可以包括计算机系统，它适用于与多个附加装置之一个或多个装置相通讯，以便于多个附加装置的第一个附加装置监测过程的第一个参数并且多个附加装置的第二个附加装置能根据第一个检测到的参数来控制过程的第二个参数。
附图说明
图1是能够进行数据采集操作，数据分析操作和/或过程控制操作的附加或附属装置的示意方框图；
图2是将一个或多个，类似或相同于图1所示的附加装置应用于自动过程控制系统或成套设备的一种方式的图解示意图；
图3是描述图2所示工作站的一种可能的逻辑结构的功能方框示意图；
图4是描述能够用于使用图1至3所示的附加系统和装置来实施过程监测的示范系统和/或的控制系统的示范系统拓扑方框图。
具体实施方式
本文所讨论的附加系统和装置可以附加在能进行数据采集操作、数据分析操作和/或过程控制操作的过程控制设备和/或其它部件上。一般来说，本文所讨论的附加设备和装置都可以用于提供高精度的监测和/或控制的系统，该系统能够非常方便地以成本有效方式来增加，附加或更新给一个过程系统或成套设备。此外，该附加系统和装置提供了相对高程度的应用灵活性，例如，可以通过简化控制系统的结构改进和/或重新配置控制系统，这可以涉及增加和/或物理移动与过程控制系统有关的传感器、致动器、设备等等。
更具体地说，附加系统和装置可以相对非侵入（non-invasive）方式物理安装，附属或附加在新的或已建立的过程控制成套设备或系统中的设备的一个或多个表面或部件上。特别是，所构成的附加或附属的装置便于为设备进行简单的现场安装和更新设备，而不需要关闭该设备和/或关闭该设备所在的过程成套设备。这种简单的和成本效率较高的安装可以采用机械固定方法，例如，带式夹具，VelcroTM、磁铁、自扎紧带和自攻螺丝、粘合剂等等，这些方法一般都不需要技术工人（例如，电工、管工、管道安装工等）的服务。另外，附加装置可以可以采用例如超能电容器、内部电池、由安装，附加或附加了该装置的设备感应的振动、光电阵、磁场感应的电流等方法取得或产生它们的功率，并且，附加装置可以采用任何合适的无线通讯方法，媒体和/或协议实现相互间通讯或与控制器、工作站、计算机系统等的通讯，从而减小或消除对现有电气和通讯基础设施的需要，减小或消除对侵入的电气连接和关闭设备和/或系统或成套设备以及电工或其它技术工人的高成本服务的需要。
在本文所述的附加系统和装置结合过程控制应用的讨论中，所附加的系统和装置可以用于一些不是太复杂的应用中，例如，简单的数据采集和/或监测应用，简单的单一环路的控制应用，简单的报警应用等等。另外，这里所讨论的附加系统和装置可以集成在较复杂的过程控制系统中，该过程控制系统可以控制分布在广阔地域范围中的一个或多个大型过程控制成套设备。例如，附加系统和装置可以与DeltaVTM过程控制系统集成，如果需要，也可以与任何其它类似的或不同的过程控制系统集成。
图1是附加或附属装置10的示意方框图，该装置可以用于进行数据采集操作、数据分析操作和/或控制操作，例如，监测或控制一部分设备的处理和/或系统。正如图1所示，附加装置10包括外壳12，以及设置在外壳中的收发器14、处理器16、存储器18和输入/输出（I/O）接口20。附加装置10也可以包括内部功率电源22、天线24、一个或多个内部传感器26和28以及一个或多个外部传感器30和32。另外，一个或多个传感器34和36和/或其它装置可以现场连接或者通过连接或端口部分38与附加装置10相耦合。连接或端口部分38能够使现场的技术人员或其它人员将新增的或不同的传感器或其它装置与附加装置10相连接，以取代受损的或出现故障的传感器或其它装置等等。另外，一个或多个控制输出40和42（例如，继电器、接触器、模拟电压或电流输出、频率输出等等）都可以直接或通过端口部分38与附加装置10相连接。
一般来说，为了进行数据采集或监测操作、数据分析操作和/或控制操作，处理器16可以执行存储于存储器18中的一个或多个软件程序44。例如，一个或多个传感器26至36可以通过I/O接口20向处理器16传输电信号或信息。接着，处理器16可以处理这些电信号或信息，并且正如参照图2所做的详细讨论，它还可以通过收发器14和天线24将部分或全部的处理结果发送给控制器或工作站和/或一个或多个其它附加装置。另一种方法是处理器16可以将控制信号或其它信号通过I/O接口20发送至一个或多个控制输出40和42，以进行控制操作，例如，启动或关闭电动机，改变电动机的速度，开启或关闭阀门，挡板控制器或一些其它操作机构等。
存储于存储器18中的软件程序44也能使附加装置10执行报警功能（例如，提示操作者和/或在控制系统中控制参数已经在预定范围之外，已经超出了阈值等等的其它装置）和自诊断功能（例如，正在发生故障和已经发生故障的传感器的监测，通讯问题，等等）。此外，如果需要，软件程序44也可以使附加装置10执行安全功能，例如，通讯加密，用户授权（即，鉴别用户，使用户获得所要求的访问权限等等）等，以防止未经授权的人员访问信息和/或影响附加装置10的操作。
如图1所示，附加装置10可以包括一个或多个内部传感器，例如传感器26和28，和/或接收来自一个或多个外部传感器（例如，传感器30至36）的信号。在任何情况下，各种类型的传感器和/或传感器的组合都可以根据特殊应用的需要来使用。例如，一组传感器或传感器的组合可以检测一个或多个参数，例如，振动、加速度、温度、湿度、酸度、混浊度、一种或多种化学品的存在和/或浓度以及气体、流体、高度、地理位置、方向或方位、厚度、腐蚀率、彩色、水平高度、角速度、速度、压力、脉冲率或任何其它所要求的参数。在某些情况下，一组能检测特定参数组合的传感器可以是非常有益的。例如，能检测角速度、角加速度和振动的传感器对于监测大型电动机或引擎的输出偏移或驱动机械结构以确定是否需要轴承的维护，是否存在潜在危险情况等等都是特别有用的。采用这种方式组合检测的参数可以减少进行指定应用所需附属或附加装置和/或传感器的数量，并可以更加有效地使用接近或在被监测和/或控制设备上的可用空间。
另外，对于某些应用来说，检测特定参数的传感器可以安装在内部（例如，传感器26和28），而检测其它参数的其它传感器可以通过端口部分38或直接通过导线与附加装置10外部连接，例如，如外部传感器30和32的情况所示。例如，在某些应用下，将加速度传感器或振动传感器安装在装置10内可以有利于避免将装置10和单独传感器安装在部分设备的需要。然而，在某些应用下，空间限制使得不可能将装置10物理直接安装在需要监测的设备部分上。在这种情况下，加速度或振动传感器可以是装置外部的传感器（例如，传感器30至36之一），从而能单独安装装置10和传感器。在电动机的情况下，例如，装置10（即，它的外壳12）可以附属于壁上或金属薄板表面等靠近电动机的地方，而外部加速度或振动传感器的安装可以接近于电动机的轴或轴承处。
此外，附加装置10可以连接着或可以包括（即，可以内部安装）一个或多个控制输出，例如，控制输出40和42。这些控制输出可以包括单独的或组合的输出，例如，高电压和/或低电压干式接点输出、接触器、继电器，诸如4－20毫安（mA）及0－10伏模拟输出等，数字输出、可变频率和/或脉宽信号、数字和/或较复杂的数字消息或信息等等。在任何情况下，外部控制部分40和42都可以很方便地将控制输出40和42固定在设备的特定部位附近和/或部分设备上。例如，在控制输出是继电器或接触器的情况下，控制输出可以安装在接近电动机的地方，以便于继电器或接触器能作为一个用于控制提供电动机功率的电源的机构。另外，或另一种选择是，可以在附加装置10的内部安装一个或多个控制输出，并且外部设备和/或其它装置与这些控制输出的连接可以通过连接部分38、导线等等来实现。
在外部传感器30至36和控制输出40和42之间的电连接可以采用任何所要求的技术来实现。顺便说的例子是，传感器30和32以及控制输出40可以通过导线和电缆46与附加装置10相连接或相耦合，其中每个都根据要求可以包括一个或多个单独的导线或导体。另外，每一个导线和电缆46都包括电屏蔽，以减小或消除影响传感器30和32以及控制输出40性能的干扰或噪声的效应。电缆46可以由任何所要求的适合于与特定应用有关的环境特性（例如，温度、湿度等）和/或适合于电缆46传输信号的特性（例如，高电流、高电压、低电平信号、高频信号等）的材料制成。为了使环境耐久性最大化，电缆或导线46可以采用钎焊、熔焊、卷边等方法永久地与各自传感器和控制输出以及附加装置10固定在一起。例如，传感器30和32之一个或两个都用于检测加速度或振动的情况下，就可以要求将和这些传感器相关的电缆永久地钎焊或熔焊在一起，以便于消除或减小在装置10与传感器30和32之间电连接出现故障（例如，断路或开路）的可能性。一般来说，对在不利的环境特性的条件（例如，高湿度等级、冷凝、高振动等级、过分的冲击和碰撞等等）下的这些应用可以推荐熔焊或钎焊的连接，因为这种环境特性容易降低或危及其它类连接（例如，插入式连接器、卷边连接器等等）的安全。
或者，电缆或导线46可以包括插入式或模块式的连接器（未显示），这种连接器便于与装置10有关的传感器、控制输出等等的现场固定和替换。这类插入式连接器可以定位在电缆或导线46的两端，或定位在电缆或导线46两端之间的某些位置上。举一个例子，电缆46远离装置10的端点可以安装半个插入式连接器（即，插头或插座），而在传感器和/或控制输出一端可以安装另一半，即连接器互补的另一半。采用这种方式，传感器和控制输出可以根据需要与电缆或导线46相连接，传感器可以被替换，维修或更新等等。当然，部分或所有的插头和插座的连接器部分都可以固定在传感器和控制输出以及装置10之间，使得插头和插座的连接器部分的连接可以出现在传感器或控制输出以及装置10之间的任何位置上。或者，部分或所有的连接器部分都可以设置在装置10上（例如，固定在外壳12上），使得连接可以出现在装置10上或接近于装置10的位置。
导线或电缆46可以是，或可以包括引线排列，使从各个传感器或控制输出延伸的引线（即，一根或多根导线）可以通过金属丝帽、卷边连接器、焊接和缩性管道等方法与对应的从装置10延伸的引线相连接。或者，传感器和控制输出可以包括螺丝端头、焊盘、插头座（例如，RCA类型、香蕉型等）或设计成能接收导线或电缆的任何其它适用的连接器。
一般来说，导线或电缆46可以在制造装置10时以固定的长度来提供（针对特定应用也可以提供多种不同的长度），从而减小或消除必须将传感器、控制输出等和在需监测和/或控制的设备或系统附近现场的装置10相连接有关的劳力和成本。而这种固定长度的电缆和导线46能够减小或消除劳力，特别是，诸如电工的昂贵技术劳力；在某些情况下，这种固定长度就可能难以或者是不可能以它们各自理想的或最佳的位置来安装附加装置和一个或多个传感器和控制输出。例如，对于在传感器或控制输出和装置10之间的所希望和要求的安装距离来说，最长的有效电缆46可能太短。另一方面，太短的有效电缆可能提供过量的额外电缆和导线，它占用了设备部件周围的一些不希望被占用的空间或不可用的空间。
连接点或端口部分38可以包括多个螺丝端点，可以部分或全部卸去或拧上。这种螺丝端点可配置为接受薄片型连接器、导线端头等等。或者，端口部分38可以包括一个或多个插头座，例如，RCA类型、香蕉型插座等。推荐（但并不是必需的）端口部分38集成固定在装置10的外壳12上或与装置的外壳12一起制成，以提供出气口，从而保护电气端点免于装置10周围环境等的影响。
内部传感器（例如，传感器26和28）和内部控制输出（未显示）可以安装在印刷电路板上和/或可以固定在外壳12上。例如，外壳12可以包括轴套、支座绝缘子、塑料揿钮等，以便传感器可以直接安装或固定在外壳上和/或印刷电路板（具有安装在板上的传感器和/或控制输出）也可直接安装或固定在外壳12上。或者，内部传感器和控制输出可以是密封、粘结的或以别的方式固定在外壳12上。
正如图1所示，电源22设置在附加装置10的外壳12内。电源22可以采用适当的技术和/或技术来实现。例如。电源22可以是电池（可充电的或一次性），可以是基于超能电容器的，可以是基于光电电池或电池阵的，可以是振动驱动发电机，可以是感应式电源等等。在基于振动模式的电源的情况下，电源22可以充电和/或提供电力输出，只要装置保持振动且振动的幅度大于预定水平且振动频率大于预定频率。这类基于振动的电源能使装置10安装在旋转设备的部件上，以旋转设备所产生的振动来取得它的功率。因此，这类基于振动的电源消除了对安装外部电源导线或电缆的需要，这一点特别有利于被监测的和/或被控制的设备实际相距较远的状况，和/或难以采用装置10适用的电源的情况。
在电源22利用感应来产生装置10所使用能源的情况下，线圈、导线的环路等都可以用于响应装置10所感应磁场的变化来产生电流。线圈、导线的环路等都可以利用导体走线与印刷电路板一起集成制成，它可以使用导电墨水、腐蚀铜等方法来制成，和/或是固定在印刷电路板上或固定在外壳12内的分立的环路或线圈，等等。当然，天线24可以用于通讯功能（例如，接收和发送通讯信号）和功率产生功能，该功能中利用了天线24所感应的磁场，天线24也可以或不可以承载任何通讯信息，磁场在天线24中引起由电源22所处理的电流，以便为装置10中的电路提供适当的电压和电流。当然，电源22可以包括多种或组合的功率产生技术和技术。例如，光电电池或电池阵、振动功率电源或感应式器件都可以在超能电容器或可充电电池中存储装置10所使用的能量。
在图1所描述的电源22安装在附加装置10中时，电源22也能够安装在外壳12的外面，以便于根据需要替换电源22。另外，附加装置10可以采用从外部电源接收功率的方法，例如，外部变压器或提供交流电（AC）或直流电（DC）的电源，容易得到的线电压（例如，120V AC），等等，在这种情况下，将需要外部电源与装置10之间的现场连线。
处理器16可以是专用处理单元，例如，专用集成电路（ASIC），可以是微控制器或可以是通用微处理器单元。存储器18可以是图1所示分开的单元或器件，或可以与微控制器、ASIC等集成在一起，以完成处理器16的功能。或者，存储器18可以分布在一个或多个其它块中，如图1所示。任何适合类型的存储器技术或存储器技术的组合都可以使用，包括，随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存存储器、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、磁存储介质、光存储介质等等。
一般来说，I/O接口20能使处理器16与传感器26、28和30至36以及控制输出40和42通讯。更具体地说，I/O接口20包括模拟-数字（A/D）变换器、一个或多个放大器、滤波器（例如，防混淆，噪声减小等），电绝缘器件（例如，光隔离器、变压器等），无源和/或有源保护电路（例如，瞬间抑制和静电放电保护器件，等）。虽然，I/O接口20如图1中的单个功能块所示，I/O接口20所完成的部分或全部功能可以集成于处理器16中。例如，在处理器16所完成的功能是利用微控制器来实现的情况下，微控制器也可以包括板载的A/D变换器。
收发器14可以使用任何所要求的无线通讯技术和协议。例如，收发器14可以采用扩展频谱通讯技术，这是一种公知的通讯技术，因此这里不再作更详细的讨论。另外，收发器14可以利用一种或多种技术来提高装置10发送和/或接收信息的完整性和/或质量。例如，可以采用误差检测和校正技术，例如，Bose－Chadhuri-Hocquenghem（BCH）或法尔编码（fire coding）来提高处理器16处理的信息和/或处理器16向其它系统和装置所发送的信息的质量。此外，收发器14可以使用冗余传输技术（例如，多次消息传输）和/或n－级奇偶技术来提高通讯的质量和完整性。正如上述所讨论的I/O接口20，收发器14能完成的一种或多种功能可以由执行处理器16功能的装置来完成。例如，程序44可以包括一种软件，在由处理器16执行时，来执行一个或多个误差检测技术。
天线24能使装置10与其它类似或相同于装置10的附加装置、其它控制器、工作站等等或任何其它无线通讯设备，例如蜂窝电话、呼机、手持计算机（即，个人数据助理）、膝上计算机等一起来执行无线通讯操作。更具体地说，天线24可以对特殊的频率或特殊的频率范围，对特殊的干扰响应特性进行优化，使之能更普遍地适用于任何特殊应用。天线24可以利用安装在外壳12上和/或安装在外壳12内电路板上的绞线来实现。或者，天线24可以利用集成在外壳12内或外壳12内的电路板上的一个或多个导线的环路或导体走线来实现。
装置10的外壳12内所示的各个功能模块和器件都可以采用任何适用类型的技术或技术组合来实现。例如，需要实现装置10中所示功能块的电路可以采用分立部件，一个或多个ASIC电路，集成电路等来实现，这些电路可以安装在具有一层或多层的印刷电路板上，用于制造混合电路的陶瓷基片上。在电路是采用集成电路来实现的情况下，一个或多个集成电路可以采用下面压模（die-down）的结构来安装在电路基片上，在该压模技术中，硅压模安装在该结构中且直接引线键合连接电路基片并随后密封在硅胶、环氧或类似材料中以保护电路和环境敏感引线键合的连接。另外，在装置10中的电路可以使用多种电路基片来实现，多种基片可通过引线、插头座连接器、可焊接的接头等等进行互相间的连接。为了保护装置10中的电路免受环境应力（例如，振动、冲击、湿气等等）的影响，该电路可以在环氧、硅胶、氨基甲酸酯浸渍或喷雾等中进行密封或罐装。
外壳12可以是任何适用形状或几何尺寸，以便于装置10能安装在或固定在各类设备、表面等上。例如，外壳12可以具有圆柱或类似园盘的几何形状，可以具有立方形或类似盒子的几何形状，以及可以具有任何其它所要求的形状。外壳12可以含有多个部分或元件，它们可以采用粘合，超声焊接，螺丝紧固件、铆钉等方法固定在一起，或形成基本单一的结构。任何使用的材料或材料的组合都可以用于制造外壳12。例如，外壳12可以采用塑料制成，它可以采用注塑成型的方法，或者采用金属制成，可以采用浇铸，冲压和/或焊接等方法。当然，外壳12可以采用多种材料制成，使得外壳12的特殊部分能采用最好适用于外壳12这些部分实现其功能的材料来制成。例如，外壳12可以包括基板或安装基板部分（未显示），由大尺寸的模压的钢制成，以提供具有较高刚性的部分，以便用螺丝、螺钉、铆钉等装在设备部分、金属薄板表面等上，而不会损害装置10或安装基板。除了刚性的安装基板以外，外壳12还可以包括塑料的盖子或帽子（未显示），它的刚性可以比安装基板稍差些，它只是盖住电路、天线24或装置10的其它内部部分，以避免灰尘、指、螺丝起子、金属锉等损害或影响装置10内电路的工作。更普遍的是，外壳12的材料和形状可以选择适用于任何特殊的应用。例如，涉及危险环境（例如，易爆条件、腐蚀性气体，等）或条件恶劣的环境（例如，高震动、冲击、加速度、振动、液态水等）的应用可以要求能完全密封装置10中的电路的外壳。另一方面，涉及在比较良好的自然环境条件（例如，测量办公室内的温度）的应用可以只要求外壳12能具有防止碎片或灰尘，指甲和/或其它物体直接接触敏感电路。
外壳12配置为可以便于装置10安装在设备的部分上。例如，外壳12可以具有一些通孔、安装底座、采用通孔的接头、插槽等，能便于现场技术人员使用自收紧螺丝或自攻螺丝、铆钉等将装置10固定在金属薄板表面或其它适当的表面上。或者，外壳12可以包括能使用带收紧、缠绕带或类似的方法将装置10固定在设备的部分上或固定在与设备部分相接近的物体上的特性。此外，外壳12可以包括一个表面，多个表面或某些能使用粘合剂、双面带收紧、VelcorTM、磁铁、抛钉铆钉等方法将装置10固定或附属在设备部分或表面上。此外，外壳12和装置10可以构成能使装置10采用简单放置和搁置的方法将其安装在设备部分上，从而消除另外固定和/或配属机械机构的需要。
图2是说明可以使用一个或多个附加装置，诸如图1所示的装置10，以自动运行过程控制系统或成套设备100的方法的方框示意图。顺便说下这个例子，图1所示的成套设备100是生产甜饼面包店的一部分。当然这里所讨论的附加装置，例如图1所示的示范的装置10，可以用于复杂程度比图2所示的系统100更高或更低的任何其它类型的系统或成套设备中。
更具体地说，图1所示的成套设备100包括了甜饼生产处理或部分102、该部分又包括了面团揉和处理或部分104，烘烤处理或部分106，以及包装处理或部分108。甜饼生产处理102也可以包括其它处理，部分或子系统，例如，甜饼的切割或成型处理、质量控制处理、装饰表面的处理等，出于简化的目的，这些都未在图2中显示。
一般来说，甜饼生产处理或部分102的操作可以通过工作站110或其它适用类型的计算机系统来控制。正如图2所示，工作站110可以包括收发器112，它能使工作站110能采用任何所要求的无线通讯技术和协议与一个或多个附加装置（例如，装置10）进行通讯。工作站110也可以包括一个或多个软件程序114，当在工作站110中由处理器（未显示）执行时，能使工作站110以所要求的方式来监测，分析和/或控制甜饼生产处理102，以及成套设备100中的其它处理（例如，面团揉和处理104，包装处理108，等）或在其它成套设备（未显示）上的操作。
正如图2所显示的，面团揉和处理104提供未成品的甜饼116给烘烤处理106，随后烘烤处理106又将烘烤处理后的甜饼提供给包装处理108，该处理一般分类甜饼并将预定数量的分类后的甜饼放置在一个或多个款式和尺寸的包装中，以便于能方便地运出和售出这些甜饼118。正如图2所示，烘烤处理或部分106可包括传输带120以及烘箱124，传输带120由电动机122驱动，在烘箱124内有加热元件126和128。另外，烘烤处理或部分106还包括了多个附加装置130至142，这些装置都与烘箱124，电动机122等和/或烘烤处理106的其它部分有关，以下将作详细的讨论。
附加装置130和132可以配置为采用各个温度检测元件144和146来检测温度，正如图2所示，这些元件都是在装置的外部且远离装置130和132。推荐的但并不一定必须的，温度检测元件144和146可以安装在烘箱124内，以便最好地检测甜饼经过整个烘箱124过程中周围的环境温度。此外，因为有两个单独的加热元件（即，加热元件126和128）用于烘箱124中，可以建立两个环境温度区域，并且检测元件144和146每个都可以仅测量它们各自区域内的温度。
装置130和132可以以任何要求的方式附加或附属于烘箱124。例如，在装置130和132要附属在金属薄板表面的情况下，可使用自收紧螺丝或自攻螺丝将装置130和132安装在烘箱124上。或者，可以使用双面带或任何其它适用的粘合剂，VelcorTM等将装置130和132安装在烘箱124上。温度检测元件144和146可以作为烘箱124的一部分提供，在这种情况下，装置130和132可以包含通过引线（即，导线）的合适输入连接和/或具有螺丝端口的端口部分，以便于温度检测元件144和146与它们各自的装置130和132的电性能连接。如果烘箱124不能提供一个或这两个温度检测元件144和146，则可以由装置130和132来提供一个或这两个温度检测元件144和146（即通过导线永久附加，采用模块连接器、端口部分等附加）。
附加装置134和136包括控制输出，它配置用于控制通过各个加热元件126和128的功率流量，从而控制由元件126和128所产生的热量以及烘箱124内的环境温度。例如，如果加热元件126和128是电加热元件，则装置134和136就可以提供由装置134和136操作的干式接触输出，来控制加热元件126和128的电流流量。如同装置130和132一样，装置134和136可以以任何想要的方式附加在或固定在烘箱124上。然而，因为装置134和136是设置在烘箱124的水平方向表面，所以可以通过简单的将装置134和136搁置在烘箱124上面而不需要任何额外的固定，粘结等方法，使装置134和136安装在烘箱124上。另外，加热元件126和128、它们各自的装置134和136以及电功率源之间的电连接可以采用任何要求的技术来实现，这些技术可包括引线或导线的插头、螺丝端口、模块连接器等等。
附加装置138可以配置为检测烘烤后的甜饼118的颜色（即，熟的程度）。装置138可以包括，例如，内部安装的电荷耦合器件（CCD），它可以通过装置138外壳中的孔或开口部分来捕获烘烤后的甜饼118的数字图像。如下将更详细的讨论，有关烘烤后的甜饼118成熟程度信息可以用来更好地控制烘烤处理106，使之更有效地生产更高质量甜饼。
附加装置140配置为提供控制输出，它可以改变电动机122的速度，而附加装置142可配置为检测传输带120的旋转速度。如同其他附加的装置130至138一样，装置140和142可以使用本文所讨论的任何技术物理固定或电气互连到烘烤处理106的各个部分。
每个附加的装置130至142都具有天线，它能使装置以任何所要求的无线通讯技术与装置130至142中的另一个装置通讯和/或与工作站110通讯。另外，尽管图2中并未显示，但附加装置130至142和/或工作站110都可以配置为与蜂窝电话、呼机、膝上计算机、手持计算机或任何其它能够无线通讯的装置进行通讯。同样，附加装置130至142都可配置为与其它工作站或附加装置进行无线通讯，这些装置可以设置在甜饼的生产处理102的其它部分，车间或面包店100的其它部分，其它成套设备上等等。
在操作中，附加装置130至142可以与工作站110相互协调，来控制甜饼的生产处理102，以及，特别是，烘烤处理或部分106。更具体的说，附加装置138，它用于测量或检测烘烤后的甜饼118颜色，可以通过无线通讯链路向工作站110提供颜色信息。随后，工作站110可以分析所接收到的颜色信息并且可以通过向附加装置134，136，和140发出命令和/或其它信息来控制烘烤处理106，其中附加装置134，136，和140配置作为控制输出的装置且它们可以变化烘箱124内的环境温度和/或传输带120的速度，来控制甜饼经过烘箱124烘烤的程度（即，甜饼的熟的程度）。
例如，工作站110可以接收到来自装置138的颜色信息，该信息表示烘烤后的甜饼118颜色是咖啡色的。在这种情况下，工作站110在分析了颜色的信息之后，可以向装置140和/或装置142发出控制信息、消息或命令，使传输带120的速度增加，从而使甜饼在烘箱124内暴露的时间能短些以减少烘烤的时间。另一方面，如果工作站110从装置138接收的颜色信息表示烘烤后的甜饼118的颜色是淡棕褐色，则工作站110可以发出使传输带120的速度变慢的控制信息、消息或命令，从而增加烘烤的时间。当然，工作站110可以采用任何所要求的控制环路技术以适当的方式来控制烘烤的时间（即，传输带的速度）。例如，如果需要，可以使用具有比例积分和/或微分（PID）控制参数的控制环路。这类基于PID的控制环路或技术也都是公知的，因此，本文不再作更详细的讨论。
可以有许多方法使工作站110和装置140和142能协调控制传输带120的速度。例如，工作站110可以向附加装置142发出命令信息、控制信息等，指示装置142能将传输带120的速度控制在特定的速度上。装置142随后测试传输带120的速度并向装置140发出命令、消息以及控制信息等，随之装置140根据要求来增加或减小电动机122的速度，使之能保持在装置142所希望的传输带的速度。这里只作为一个例子，装置140可以包括4－20mA控制输出器件，并且装置142能向装置140发出控制信息、命令等，使得装置140能向电动机122提供对应于装置142所希望的旋转速度的特定电流。于是，正如从上述例子中所看到的那样，工作站110不需要直接涉及与装置140和装置142的通讯来控制电动机122的速度。相反，可配置工作站110与装置142直接进行通讯，并且装置142可配置为直接与装置140通讯来进行电动机122和传输带120的闭环速度控制。
如同上述所讨论的传输带的速度和烘烤的时间控制一样，烘烤处理106的烘箱温度或烘烤温度都可以通过附加装置130至138和工作站110的协调来控制。例如，装置138可以向工作站110发出颜色信息，该信息表示烘烤后的甜饼118的颜色是相对较深（即烘烤过头）或相对较淡（即，烘烤不够）。工作站110随后可以与装置130和132相互通讯以测量烘箱124内的环境温度，并可以向装置134和136发出适当的控制消息、命令等，以减少或增加提供给加热元件126和128的功率，从而降低或增加烘箱124内的环境温度。工作站110可以继续来自装置130和132的烘箱温度信息，也可以继续向装置134和136发出命令、消息或其它信息，来改变提供加热元件126和128的功率，直到温度检测元件144和146测量到的温度达到所要求的烘烤温度。当然，工作站110可以使用任何所要求的控制环路技术，包括基于PID的控制，以适当的方式来控制烘箱124内的烘烤温度。
如同传输带速度的控制一样，工作站110不需要直接与所有的装置130至136相通讯，来控制烘箱124内的环境温度。相反，工作站110可以接收来自装置138的颜色信息（即，成熟的程度），并且可以向装置130和132发出与特定要求烘烤温度有关的命令，消息或其它信息作为响应。随后，装置130和132可以向它们所控制的各个控制输出装置134和136发出命令、消息等，使其能向加热元件126和128提供更多或更少的功率。
当然，因为加热元件126和128是单独控制的，所以对应于温度检测元件144和146的烘箱124内的温度区域可以控制在相同的或不同的温度，以适应特殊甜饼烘烤的应用。另外，应该意识到，对某些应用来说，可以要求将整个烘箱的区域保持在恒定的温度，并只改变传输带的速度，来控制甜饼的烘烤程度。在另一些应用中，例如只是要求变化烘烤的温度而保持恒定的传输带的速度，特别是在上游和下游生产处理（即，面团揉和、包装等）要求特定的速率和线速度，以便甜饼的整个生产处理102能有效地工作。其它应用也可以烘箱温度和传输带速度都变化，使得甜饼的质量，生产效率和任何其它要求参数能最佳化。
在操作过程中，附加装置130至142可以向工作站110和/或直接相互间发出报警消息或提示信息。例如，检测烘箱124内温度的装置130和132之一个或两个都可能检测到超出范围的温度情况（例如，温度已经超出或不到预定的温度限定）并可以向工作站110发出适当的报警信号。工作站110随后可以通过报警屏幕或标语或使用任何其它所要求的显示技术向系统用户或操作者显示超出范围的温度情况。或者，报警信息可以直接与一个或两个装置134和136通讯，随后可以根据报警信息作出响应，例如，终止向加热元件126和128提供功率电流。
在图2所示的附加装置130至142作为提供单一控制输出或单一检测输入来讨论时，部分或所有的装置130至142都可以具有多个检测输入和控制输出或它们的组合。例如，具有温度检测器输入和干式接触输出的单个附加装置可以替代装置130和134以及装置132和136，从而减小了必须安装或固定于烘箱124的附加装置的数量，这就明显地减小了安装的劳力和成本，以及更有效地利用烘箱124上的有效安装区域。类似的，具有速度检测输入和4-20mA控制输出的单个附加装置可以替代装置140和142。更普遍的是，一个具有，例如，温度输入、干式接触控制输出、4-20mA控制输出、颜色检测输入以及速度检测输入的单个多用途或通用附加装置可以用于实现图2所示的系统。这类通用或普通附件装置能通过三个或四个这类普通的附加装置来控制烘烤处理106，而不需要图2所示的七个装置。当然，这里所讨论的附加装置可以制成包括任何所要求数量的检测输入和控制输出和它的组合。
必须认识到，在结合图2所讨论的烘烤处理106配置为能在附加装置130至142和工作站110之间，通过工作站110在附加装置130至142之间（即，工作站110成为一个通讯的集线器），直接在装置之间（即，没有使用工作站110作为通讯集线器）进行无线通讯，除了图2所示的完全无线系统外，使用硬件网络和技术的其它类型通讯方案也可以采用。例如，图2所示的部分或全部装置130至142可以通过以太网相互连接起来以及与工作站110相连接，也可以使用任何所要求通讯协议进行相互间的通讯，协议可包括：例如，PROFIBUS协议，Foundation Fieldbus协议等。
另外，在图2中描述了甜饼生产处理102使用单个工作站（即，工作站110）作为控制的同时，也可以采用另外的工作站。在这种情况下，软件程序114所执行的功能可以分散到多个工作站之间并且可以由这些工作站完成。另一种选择是，除了工作站110之外，也可以使用诸如DeltaVTM类型控制器作为控制器。另外，工作站和/或控制器也可以完全不使用，并且装置130至142可以配置为采用，例如，对等的通讯方案进行相互间通讯。在这种情况下，由软件程序114所执行的功能可以分散在装置130至142之间，它们能够执行或能够最适合执行这些功能。
尽管图2所示的系统或成套设备100被描述成具有只能控制甜饼生产处理102部分（即，烘烤处理106）的工作站110和附加装置130至142，但是，诸如在甜饼生产处理102中的面团揉和处理104和包装处理108的其它处理，或在成套设备100中的任何其它处理或装置都可以采用类似的方式来控制。
这里所讨论的附加装置除了图2所示的示范应用之外，还可以用于广泛的各种应用中。一般来说，这里所讨论的附加装置和系统都可以用于执行任何类型的过程控制操作、数据管理服务、预测的控制监测等。更具体地说，这里所讨论的附加装置和系统特别适用于监测和/或控制葡萄园的操作。例如，多个附加装置可以分布在葡萄树中间，来测量葡萄园土壤的湿度和酸度并且可以指导葡萄园的管理者去（或自动地）向葡萄树施加适当类型和数量的肥料，向葡萄树浇水等。在另一个例子中，多个附件装置具有内部位置检测器（例如，全球定位单元）可以附加在一个牧群或多个牧群中的牛和马上，并可以为牧场主监测和追踪牧群的移动。牧场主可以使用这类牧群位置信息来开发放牧区域的维护计划，确定到牧群最快的路径等。在另外一些示范应用中，附加装置可以附属于医院或其他机构中的人员或病人或动物，以便于能远距离地监测病人的生理情况、病人位置、病人状况（例如，睡眠，运动，苏醒，等）等等。在还有一个示范的应用中，多个附加装置可以用于监测和/或自动控制在洪水排水系统中的水位。在这种应用中，每个附加装置可以控制特定水门的操作和/或报警信号（即，闪光灯、警报器等）并且可以向其它附加装置和/或中央设备（即，市政设备）通知它的水位、门的位置、报警情况等等。采用这种方式，市政当局可以更好地避免潜在的洪水威胁情况，或在洪水难以预防的条件下，可以能更快地派遣救援人员去洪水区域，以减小或避免遇难者。
图3是描述图2所示工作站110一种可能逻辑结构200的示范功能方框图。在该例子中，工作站110配置为网络服务器，它具有配置服务器202、实时数据服务器204、通讯模块206、控制模块208、数据库210以及事件服务器212。另外，服务器110可以接收来自一个或多个附加装置的装置分布和/或配置信息214。
配置服务器202可以包括的功能有能使工作站110自动检测到附加装置的存在以及自动更新与这些检测到的装置有关的分布214，并且将该配置和/或装置的分布信息存储于数据库210中。这里所讨论的附加装置可以在配置处理的过程中是自暴露的，于是可以适用于向配置服务器202提供信息，例如，装置的版本、与装置有关的唯一的标签或标识符、与装置有关的制造商名称、装置的位置等等。配置服务器202也可以提供图形用户接口或入口，使得系统用户或操作者能观看到在系统中或成套设备中所使用的附加装置、其它类型装置、工作站、控制器等之间的逻辑相互关系。
实时数据服务器204可以使服务器110连续监测由一个或多个附加装置所检测到的参数，在过程或设备中所使用的任何装置的状态等。实时数据服务器204也可以提供图形界面，使系统用户或操作者能够以图形的格式观看到实时数据，从而能使用户或系统操作者了解趋势，误差控制性能，紧急的危险条件等等。
通讯模块206可以使用任何所要求的通讯技术，使服务器110与附加装置或任何其它装置，系统等等相互通讯，这些附加装置或任何其它装置以及系统等可以分布在工厂中，或在工厂之间等。例如，通讯模块206可以采用符合公认的TCP/IP通讯协议来通讯，并且可以采用已经根据扩展的标记语言（如XML）格式化的消息来发送和接收信息。当然，任何其它适用的通讯协议和消息格式也是可以采用的。另外，通讯模块206可以执行安全功能，例如，通讯加密、版权注册等。
通讯模块206也可以存储通讯路径和路程信息，这些信息能使附加装置通过它们自身所提供的一系列通讯链路进行装置相互之间和/或与中央工作站或计算机之间的通讯。例如，一个特定附加装置可以通过一系列涉及到一个或多个中间附加装置的通讯链路与另一个附加装置相互通讯。正如以下更详细的讨论那样，通过使这里所讨论的附加装置作为转发器、中继站等，相互间相距很远的附加装置都可以通过其他附加装置在相互之间间接通讯，这样就减小了各个附加装置为发送信息所需要的功率。另外，通讯模块206可以用于确定最佳的通讯路径（即，一系列通讯链路），使得在具有多个附加装置的系统中任何两个接点或装置之间能够通讯。在通讯模块206确定最初选择的通讯路径已经被损坏（即，一个或多个接点或附加装置不能起到中继器或转发器的功能）的情况中，通讯模块206可以通过确定一个仅使用那些能具有转发器或中继器功能的接点或装置的新的最佳通讯路径来自我修复通信。
控制模块208提供了控制器的功能，于是，一般可以作为虚拟控制器来讨论。因此，控制模块208可以执行一个或多个过程控制环路，可以执行各种类型的数据分析，等等。事件服务器212可以处理报警或变更信息以及产生相应的提示。可以使用电子邮件、打印报告、或使用任何其它媒体或技术将该提示传递给适当的部件。例如，该提示可以通过无线媒体发送给呼机、蜂窝电话、手持计算机、膝上计算机、其它工作站或计算机等。
图4描述了示范系统拓扑300的方框图，它可以用于使用这里所讨论的附加系统和装置实现过程监测和/或控制系统。正如图4所示，拓扑300包括多个本地站302、304和306，它们都可以通过各个无线通讯链路312至320和无线通讯网络322与中央监测、报告和控制站308以及一个或多个用户310通讯联系。
本地站302包括多个节点或一组节点324、326和328，每一个节点通过各自的无线通讯链路330、332和334与本地区域网络336通讯联系。一个和多个工作站或其它计算机系统338和340可以与本地区域网络336通讯联系。节点324至328中的每个可以包括一个或多个这里所讨论的附加装置以及正被监测和/或控制的成套设备或过程设备或任何其它部件。于是，每一个节点324至328都可以，例如，表示为整个过程控制系统或成套设备中的一个部分，在发生监测和/或控制操作的一个特定地理区域等等。工作站338和340可以编程来完成本地配置操作、诊断操作、监测操作、控制操作等。另外，一个或多个工作站338和340可以配置通过无线通讯链路312通讯，从而使本地站302能与其它本地站304和306、中央站308和/或一个或多个用户310通讯。虽然在图4中没有详细显示，但是本地站304和306可以采用与本地站302类似的或相同的结构。
无线通讯网络322可以使用任何所要求的技术和技术的组合来实现。例如，通讯网络322可以使用基于电路交换通讯和/或包交换通讯的蜂窝通讯技术。或者，通讯网络322可以对部分或所有的通讯使用互联网。
中央站308可以包括一个或多个工作站或其它计算系统（未显示），它们执行着通讯路由选择操作，过程监测操作，过程控制操作，报告操作等。一般来说，中央站308可以配置或编程为调整在本地站302至306之间的相互作用和在用户310和本地站302至306之间的相互作用。当然，中央站308也可以调整在一个或多个本地站302至306中的操作。
用户310可以包括服务技术人员、工程师、设备管理人员等，他们一般需要访问在本地站302至306中有关操作的信息。另外，用户310可以要求远距离影响操作（例如，改变控制策略、参数等），于是用户310可以与一个或多个本地站302至306通讯（可直接通过网络322和链路312至316和320或间接通过网络322、中央站308和链路312至318和320）来影响它们的操作变化。每个用户310所采用的硬件平台可以是任何要求的类型。例如，蜂窝电话、膝上计算机、手持电脑、呼机等都可以用于适合的特殊类用户的需要，用户的地理位置的需要等等。
如果以软件的方式来实现，这里所讨论的功能模块和软件程序可以存储于任何计算机的可读存储器中，例如，磁盘、激光盘或其它存储介质，或在计算机、控制器、现场装置的RAM或ROM中等。同样，该软件可以通过任何公认的或要求的传递方法传递给用户或装置，例如，通过诸如电话线、互联网等的通讯信道。
在参考特殊例子讨论本发明的同时，这些例子只是用于说明而不是限制本发明，很显然，本领域的一般技术人员都可以在不脱离本发明的精神和范围下对所披露的实施例进行变更，增加和删除。

Claims (12)

1.一种可附加的装置，它包括：
适用于安装在闭环过程控制系统中的一个部件的表面上的外壳；
设置在外壳内的存储器；
外部传感器或控制输出中的至少一个，所述外部传感器被设置在所述外壳外部，并且连接到所述外壳以检测所述部件的参数，所述参数用于所述闭环过程控制系统的控制环路中，所述控制输出被设置在所述外壳外部，并且连接到所述外壳以使用所述闭环过程控制系统的控制环路的参数来进行控制操作；
设置在外壳内的输入/输出接口，其中，所述输入/输出接口适用于与和可附加装置操作耦合的所述传感器和所述控制输出之一相通讯；以及
设置在外壳内且与存储器相通信耦合的处理器，其中，所述处理器可编程为与输入/输出接口相通讯，并且当获得与所述传感器和所述控制输出之一有关的参数时，将这些信息通过通讯网络传送给其它装置，所述其它装置是可附加的装置、控制器或工作站中的一个；
其中所述处理器被进一步编程为在与所述传感器和所述控制输出之一有关的参数变得可用时将该信息发送给闭环过程控制系统中的工作站以执行至少一部分检测所述闭环过程控制系统的控制环路的参数或执行至少一部分使用所述闭环过程控制系统的控制环路的参数的控制活动。
2.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，所述处理器可以进一步编程为诊断与附加装置和与附加装置相关的过程之一相关的情况。
3.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，所述处理器可以进一步编程为检测报警条件，并响应于检测到报警条件，通过通讯网络向其它装置发出报警信息。
4.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，所述其它装置可以是无线手持设备。
5.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，所述处理器可以进一步编程，使得附加装置能用作另一个附加装置通讯路径的一部分。
6.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，所述传感器和控制输出之一与设置在外壳内的附加装置操作耦合。
7.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，所述通讯网络使用无线和硬布线通讯技术之一。
8.如权利要求7所述的可附加装置，其特征在于，所述无线或硬布线通讯技术中的一个包括互联网的使用。
9.如权利要求1所述的可附加装置，进一步包括设置在外壳内的电源，它适用于响应表面的振动来产生功率。
10.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，进一步包括设置在外壳内的电源，其中所述电源使用电容器、电池、光和磁场之一，向附加装置提供功率。
11.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，所述外壳通过使用粘合剂、螺丝、夹具、缠绕带或磁铁中的一种来安装在表面上。
12.如权利要求1所述的可附加装置，其特征在于，所述外壳适合于安装在条件恶劣的环境和危险的环境之一。
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