發明領域
本發明總體涉及工業控制設備的更換，并且具體涉及使系統停機時間和設備設置時間最小化的控制設備的快速更換。
發明背景
在過去，工業控制設備的更換已經要求將系統停機一段時間，同時將舊設備從其位置物理地移除，并且新設備被物理地安裝并且配置成以與被更換的設備相同的方式運行。可以在安裝之前、在安裝之后或者以二者結合的方式進行配置。這可能在任何情況下(特別是在更換設備要求手動配置的時候)造成系統大量的非生產性的停機時間。當使用通過網絡連接的控制系統的時候，在將新設備物理地安裝并且連接到網絡之后，其必須被啟用，然后可以同步設置。在其能夠被啟用之前，其必須具有一些預先識別其在系統中的網絡地址的方法。一些設備具有專用的存儲器模塊，用于記錄它們的設置、儲存的數據和運行參數。當要求被更換的時候，存儲器模塊必須從舊設備中移除并且然后被安裝到新設備中。根據存儲器模塊的位置和類型，可能需要在物理地安裝新設備之前完成這種轉移。在啟動時，能夠需要一些另外的步驟，以實際地將儲存的信息從存儲器模塊轉移到新控制設備。在很多方法中，甚至短暫的停機時間對于受控制的過程或者在過程中使用的設備也能夠是關鍵的。因此，將希望的是在相同位置利用完全相同的控制設備快速更換指定控制設備的方法，該方法要求最小系統停機時間。
發明概述
快速設備更換(fdr)的總體構思是使停機時間最小化。對于停機時間有很多因素；一個重要的因素是設置和配置參數到新的更換設備的轉移。本發明提供了用于以最小的停機時間直接更換和配置控制設備的系統和方法。
本發明的用于快速設備更換的系統包括：
控制設備，其具有近場通信(nfc)讀寫器；
支撐結構，其用于在支撐結構上的指定物理位置處支撐控制設備；
nfc標簽，其在支撐控制設備的支撐結構上的指定物理位置處或者緊鄰該指定物理位置附接于支撐結構或者緊鄰該支撐結構被附接；并且
其中，在指定物理位置處安裝的控制設備的nfc讀寫器在接收到電力的時候，從在指定物理位置處或者緊鄰指定物理位置附接的nfc標簽讀取針對安裝在指定物理位置處的控制設備的儲存的信息。
本發明的方法包括：
提供支撐結構，支撐結構具有用于支撐控制設備的指定位置；
將近場通信(nfc)標簽在用于支撐控制設備的指定物理位置處或者緊鄰指定物理位置附接在支撐結構上或者附接為緊鄰所述支撐結構；
將具有nfc讀寫器的控制設備安裝在用于支撐控制設備的指定位置處；
將電力施加于在指定位置處安裝的控制設備；以及
由在指定位置處安裝的控制設備的nfc讀寫器從在指定位置處或者緊鄰指定位置附接的nfc標簽讀取與在指定位置處安裝的控制設備相關的儲存的信息。
附圖簡述
圖1a-圖1e示出安裝有nfc標簽的din導軌裝置。
圖2示出安裝有nfc標簽的控制中心。
圖3是顯示使用本發明的方法用于控制設備的快速更換的步驟的流程圖。
實施例的具體描述
圖1a-圖1e示出本發明的快速設備更換(fdr)系統，其通常由參考數字10指示，如部署在安裝應用的din軌道14中。使用fdr系統的(共同由參考數字22指示的)幾個電子或者控制設備18、19、20和21被安裝在din軌道14上。要理解的是，雖然下文將會使用術語“控制設備”，但是它包括通常被分配了指定位置并且受到直接更換的所有類型的電子設備。din軌道14通常被安裝在垂直表面上，其出于這個討論的目的將會由參考數字26指示，諸如外殼的后壁或者側壁或者在電柜、控制室的墻壁上。在一些應用中，可以將din軌道14直接安裝在受到在din軌道14上安裝的控制設備22控制的裝置的表面26上。如可以在圖1a中看到的，已經將多個控制設備22安裝在din軌道14上。以上放置的標記控制設備22是出于這個討論的目的，但是可以被用于容易地識別位于din軌道14上的單獨的控制設備22所在的指定的物理位置。fdr系統10中的每個控制設備22包括近場(nfr)讀寫器30，并且與控制設備22中的指定的一個控制設備22關聯的每個指定的物理位置包括nfc標簽38(圖1b)。在這個具體實施例中，nfc讀寫器30被定位在控制設備22中的每個控制設備22的后表面34上或者附近。
現在參考圖1b，選擇更換與標記1關聯的控制設備18。在已經斷開對于選擇出的控制設備18的供電之后，可以從din軌道14移除控制設備18。nfc標簽38在與控制設備18和標記1相關聯的指定物理位置處被定位在表面26上或者din軌道14上。定位在與控制設備18相關聯的指定物理位置處的nfc標簽38可以具有近來儲存的針對被更換的選擇出的控制設備18的信息。在圖1c中，已經從din軌道14移除了控制設備18，并且清晰地看到與控制設備18關聯的指定物理位置處的nfc標簽38的可能的位置。
現在參考圖1d，正在安裝新的恰好的更換控制設備42，以更換在與控制設備18和標記1關聯的指定物理位置處的控制設備18。新的控制設備42包括在其后表面34上的或者附近的nfc讀寫器30。
現在參考圖1e，新的控制設備42已經被安裝在之前與控制設備18和標記1關聯的、并且現在由新的更換控制設備42占據并且關聯的指定物理位置處。當將電力重新連接到控制設備42的時候，控制設備42中的nfc讀寫器30將會立即檢查曾經安裝控制設備18的并且現在安裝新的控制設備42的指定物理位置處所定位的nfc標簽38上儲存的信息。
圖2示出了本發明的快速設備更換(fdr)系統10，其被布置在電動機控制中心中，包圍有電殼體或者柜(下文中通常將其稱為外殼，并且由參考數字46指示)。外殼46通常設有機架50或者托盤54，在機架50或者托盤54上裝配了控制設備22。機架50通常是打開的、類似框架的結構，而托盤54是具有側壁58的較封閉的結構。控制設備22在指定物理位置處被裝配在機架50上。當使用機架50的時候，nfc標簽38可以在指定物理位置(諸如，與控制設備66和70的指定物理位置一致的r1、r2、r3、l1、l2和l3)處附接于外殼46壁的內表面62。在圖2中，nfc標簽38被安裝在外殼46墻壁的表面62上的由標記r3指示的指定物理位置處，使得當機架50處于其運行位置時，nfc標簽38將會與控制設備66的指定物理位置一致。在一些情況下，控制設備22的指定物理位置并不是使得nfc標簽38可以被放置為緊鄰控制設備22的指定物理位置。控制設備70的指定物理位置使得nfc標簽38不能被放置成與其指定物理位置一致。因此，與控制設備70連接的遠程nfc天線74在指定物理位置處被附接到機架50，當機架50處于其運行位置時，該指定物理位置與和外殼46的內表面62上的標記l3關聯的nfc標簽38的指定物理位置一致。
當使用托盤54的時候，nfc標簽38可以在托盤54上安裝的控制設備22的指定物理位置處或者緊鄰托盤54上安裝的控制設備22的指定物理位置或者通過使用遠程nfc天線74被附接至托盤側部58的內表面78。
如果可以準確地確定控制設備22的指定物理位置，那么可以將nfc標簽38預先安裝在din軌道14上、以及安裝在外殼的內表面62上、以及安裝在托架54的內表面78上。可以采用與將會安裝在特定nfc標簽38的指定物理位置處的特定控制設備22相關的指定運行參數和信息來容易地預先編程預先安裝的nfc標簽38。使用預先安裝的預先編程的nfc標簽38可以降低調試時間。
現在參考圖3中的fdr流程圖，其描述了在nfc標簽38和控制設備22之間的fdr系統交互的更詳細的描述。當電力被施加于安裝在指定物理位置中的控制設備22(步驟100)的時候，控制設備22從其本地存儲器下載常規運行參數(步驟105)。當完成本地下載之后，控制設備22的nfc讀寫器30啟動與關聯于在其中安裝了控制設備22的指定物理位置的nfc標簽38的聯系(步驟110)。如果在步驟110處沒有來自nfc標簽38的響應，那么使用本地配置文件來運行控制設備22(步驟115)。如果在步驟110處nfc標簽38確實響應了，那么nfc讀寫器30查看在nfc標簽38上是否存在配置文件(步驟120)。如果在步驟120處nfc標簽38不具有配置文件，那么nfc讀寫器30將本地配置文件寫入nfc標簽38(步驟125)，并且使用本地配置文件以用于控制設備22的運行(步驟115)。如果nfc標簽38確實具有配置文件，那么nfc標簽38配置文件與本地配置文件比較(步驟130)。如果在步驟130處，本地配置文件等于nfc標簽38配置文件，那么本地配置文件被使用以用于控制設備22的運行(步驟115)。如果在步驟130處，本地配置文件不等于nfc標簽38配置文件，那么nfc標簽38配置文件被下載(步驟135)，并且被使用以用于運行控制設備22(步驟115)。在控制設備22運行期間，如果存在來自網絡的、對于本地文件的配置改變(步驟140)，那么nfc讀寫器30將改變后的本地文件寫入nfc標簽38(步驟125)，并且使用改變后的本地文件以用于運行控制設備22(步驟115)。在控制設備22的運行的任何計劃的中斷之前并且在預先確定的間隔處，本地文件和nfc標簽38文件在每次對本地文件做出改變時被同步。這個同步確保了在假如發生了任何意料之外的中斷且如果要求控制設備22的快速更換，nfc標簽38文件是當前的本地文件。