技术领域 本发明涉及用于监视和/或控制工业处理的工业控制系统和工业 控制系统中的工业现场装置。本发明提供了到工业现场装置/来自工业 现场装置的第二信号的无线通信。 背景技术 在工业车间中，控制系统被用于控制多个在车间中进行的工业处 理。典型地，车间具有含计算机系统的中央控制室，该计算机系统具 有用户I/O，盘I/O和其它计算领域中已知的外设。控制器和处理I/O 子系统耦接至计算系统。处理I/O子系统包括多个I/O端口，这些I/O 端口连接至遍及车间之内的各种现场装置。在控制领域中已知的现场 装置包括各类分析设备、压力传感器、电容式压力传感器、电阻式温 度检测器、电源开关、热电偶、应变仪、限位开关、接通/断开开关、 流量传送器、压力传送器、电容式液位开关(level switch)、磅秤、 换能器、阀门定位器、阀门控制器，致动器、螺线管、以及指示灯。 如在此所使用的，术语“现场装置”包含这些装置，以及实现分布式控 制系统中的功能以及在控制领域中已知的其它任何装置。 传统地，模拟现场装置通过电流回路而连接至控制室，并且现场 装置能够响应指定范围内(典型地，4-20毫安电流)的电信号或传送 该电信号。近来，在电流回路上叠加数字数据的混合系统已经用于分 布式控制系统中，并且一种在控制领域内已知的混合系统被称为可寻 址远程传感器高速路径(HART)通信协议。HART协议使用电流回 路中电流的幅值来感测处理变量，并且还在电流回路信号上叠加数字 载波信号。HART是工业标准非专有系统。 名为“Distributed control system having central control providing operating power to wireless transceiver connected to industrial process control field device which providing redundant wireless access”的US 5,682,476中说明了对分布式控制系统中的现场 装置提供冗余无线通路的设备。其摘要叙述了：本发明提供的冗余无 线访问允许控制室操作者在提供对现场装置的主要通路的硬连线介 质故障或失效时访问现场装置。 然而，如US 5,682,476中图2所示的现场装置无线端口由现场装 置所连接的控制数据网络来供电。在硬连线介质故障或失效时，现场 装置无线端口的工作电能也将失去。由于现场装置无线端口没有工作 电能，无线通信将无法进行，并且失去到现场装置的冗余通路。 电源配置的另一方面是在控制数据网络中可用的电能较低，并且 可能不能够在此电能下连续地运行多个现场装置的无线端口。即使控 制数据网络中的可用电能足以连续地运行一个无线端口，但能够在同 一时刻在同一控制数据网络线上连续地工作的无线端口的数量却被 极大地限制。 在分布式控制系统中使用现场装置的另一个方面是，现今为了配 置现场装置，操作者需要接近每个装置并使用设置在仪器上的人机接 口(HMI)来对其编程。这种对现场装置编程的方法较为耗时。 发明内容 本发明的优选实施例的目的是通过无线收发器提供与工业控制 系统中的现场装置的第二通信链接。连接至工业现场装置的第二无线 收发器由能量存储部件来供电，该能量存储部件存储从数据网络收集 的能量。该目标由如权利要求1所定义的工业控制系统来实现。 通过使收发器以非连续模式工作而进一步减少连接至工业现场 装置的第二无线收发器对能量的需求。该非连续的工作模式或收发器 占空循环是实现第二无线收发器的低平均能耗的方法。思想是，收发 器在大部分时间内被置于低电能模式下，而间歇地上电以进行通信。 这降低了总体能量消耗，而同时保持系统打开以进行通信和处理。 通过无线连接直接从中央控制部件的终端或者使用手持式数据 装置(例如PDA)对现场装置进行编程，比在设置在现场装置上的人 机接口(HMI)上对每个现场装置进行编程更有效率。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，第二数据信号 包括任意形式的非控制信号，例如：配置数据，设置点，诊断数据， 标识(identity)，时钟同步。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，第二控制部件 是可以用于与现场装置通信的例如移动电话或PDA的手持式装置。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，与工业现场装 置设置在一起的第二无线收发器包括彼此通信并将信息中继至第一 无线收发器的部件。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，由相互通信的 收发器形成不同类型的网络(星型，网格型(meshed)或簇树型 (cluster-tree))。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，第一信号包括， 至少部分地与下面的组中任何一个兼容：Hart，FF，Ethernet，现场 总线(SP50)，ISA SP100，ZigBee，WLAN。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，能量存储部件 包括可再充电电池，蓄电池，强制器(compulsator)，存储电容器中 的任意一个。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，能量存储部件 包括电容器。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，第一单独信号 路径的一部分被设置为仅用于模拟信号的传送，而无线信号路径适合 于传递附加的数字信息，该附加的数字信息发送到现代现场装置或从 现代现场装置接收(如按照可寻址远程传感器高速路径，即HART或 类似的通信协议)。 根据本发明的实施例，一种工业控制系统，其中，当第一信号路 径故障或损坏时，工业现场装置被设置为通过无线信号路径进行第一 信号的后备通信。 附图说明 本发明将参考在附图中部分示出的实施例来进行说明。 图1示出了根据本发明的实施例的连接至现场总线的两个现场 装置的示意图。 图2示出了根据本发明的实施例能量如何被存储以及电能如何 被供应至收发器的示意性示例。 图3示出了根据本发明的实施例当收发器上电和掉电时，从现场 总线到收发器的电流流动。 图4示出了根据本发明的实施例的无线通信系统的示意性设置。 图5示出了所述无线系统可以如何传送询问的例子。 图6示出了根据本发明的一个或多个实施例当不同的收发器彼 此通信时，可以产生的不同类型的无线通信网络的示例。 图7示出了根据本发明的实施例的示意性流程图，其中，由现场 总线供电的收发器在非连续模式下工作。 具体实施方式 图1示出了连接至现场总线1的两个示意性现场装置，其具有物 理接口2和电能存储部件3。该现场装置还包括感测模块4和无线收 发器模块5。 物理接口2连接至现场总线，接收和发送控制数据，并还从现场 总线抽取能量。能量被存储在电能存储部件3中，该部件可以是电容 器，电池等。感测模块4实现现场装置在工业处理上的一个或多个功 能。现场装置功能的示例是测量处理变量、控制处理和处理流。无线 模块5从电能存储部件中获取电能，并发送出无线信号。利用无线模 块5的循环上电和掉电而以非连续模式发送出信号。 图2详细示出了具有无线模块和电能存储的本发明的一个实施 例。该装置连接至现场总线10，而限流器11调节从现场总线抽取的 电流的大小。电能存储在存储部件19中，其向微处理器18和电流调 节器12供电。无线传送装置(wireless radio device)16由电流调节 器12供电。微处理器18打开和关闭电流调节器12。当微处理器18 发送信号14“开”至电流调节器12时，电流开始流入13上电的无线传 送装置16中，并且开始通信。 图3在图表中示出了从现场总线至电能存储部件的示意性的电 流流动，以及从电能存储部件至第二收发器的示意性的电流流动。连 续的小电流30从控制系统(现场总线)中抽取，并存储在能量存储 部件中。通过收发器的非连续工作，从电能存储器31中抽取的电能 随时间变化。在收发器关闭时使用的电能低于从现场总线31中抽取 的电流，而多余的电流存储在能量存储部件中。当收发器打开时，使 收发器工作所需要的电流高于从现场总线中抽取的电流，而附加的电 能由内置的能量存储部件提供。 图4示出了无线通信系统的示意性设置，其包括：现场装置41； 收发器42，其与另一收发器44通信43，43’，所述另一收发器44能 够与终端45通信。终端可以位于中央控制部件上，或者终端可以是 手持式数据装置，或者其可以是另一个收发器，从而建立无线网格型 网络。 图5示出了消息如何在现场装置和控制部件之间传递。感测模块 50与现场装置收发器51通信，该收发器通过无线网络与另一个收发 器52通信，然后，收发器52可以与控制部件53通信，该控制部件 53可以是中央控制部件或者例如PDA的手持式数据装置。 在这个实施例中，传递的消息是“read_switches()”，它是请求 控制部件53上的人机接口(HMI)按钮的按下状态的呼叫。该呼叫 从感测模块50传递至现场装置收发器并被存储在消息缓冲器中，直 到将现场装置收发器51唤醒(在停滞x毫秒的时间后)。当现场装 置收发器51被唤醒后，其与控制部件收发器52联系并且传递上述消 息。 为确保控制部件收发器52可获得控制部件53的HMI的最新按 下状态，控制部件收发器52以比现场装置收发器上电和掉电的频率 更高的频率来轮询控制部件53的状态。因此，最新的缓冲状态被发 送至现场装置收发器51，使得当它仍处于唤醒状态时可以得到答复。 然后，在现场装置收发器发生超时前，将该答复传递至感测模块50。 图6示出了可以用在本发明的实施例中的不同类型的网络结构。 星型网络60是一种控制部件直接连接至每个现场装置的网络。这种 网络类型的特征在于低能耗。网格型网络61是一种每个现场装置可 以连接至控制部件和若干其它现场装置的网络。这种网络类型的特征 在于可靠性和可量测性的水平高。簇树型网络62是星型/网格型拓扑 的混合。簇树型网络结合了星型网络和网格型网络的益处，具有低能 耗且可靠性水平高。 图7在示意性的流程图中示出了根据本发明的实施例由现场总 线供电的收发器如何以非连续模式工作。方法包括： 方框70，其中收发器是闲置的，并且现场装置中的内部装置或 微处理器保持对时间的跟踪。当经过了预置时间时，方法前进至方框 71，它对现场装置能量存储部件中的电能水平进行检查。如果电能水 平不足以使收发器工作，收发器保持闲置(返回方框70)，或者如果 电能水平足以使收发器工作，该方法前进至方框72，并且收发器上电。 在方框73中，收发器搜索网络协调节点(coordinator)或另一 个网络连接。当网络连接建立后，方法前进至方框74，其中收发器开 始传送和/或接收。在预定的通信时间后，方法前进至方框75，其中 收发器掉电，并且方法返回至方框70中的等待状态。