用于安全装备式过程控制系统的安全数据写入装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于安全装备式过程控制系统中的安全数据写入装置和方法，其选择与过程控制系统内一过程控制单元相关联的参数，并将与该参数相关联的第一数据发送给该过程控制单元。从用户接收与将第一数据写入到该过程控制单元的请求相关联的确认回执，并响应该确认回执的接收，发送第二数据给该过程控制单元。在该过程控制单元处比较第一和第二数据，并且如果第一和第二数据至少是基本上相同，将第一或第二数据写入到该过程控制单元中与该参数相关联的区域。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是于2005年11月18日提交的申请号为200510123697. 2、标题为"用于安 全装备式过程控制系统的安全数据写入装置和方法"的专利申请的分案申请。
本专利技术一般涉及过程控制系统，更具体地说，涉及用于安全装备式（safety instrumented)过程控制系统的安全数据写入装置和方法。
技术介绍
过程控制系统，例如用于化学，石油或其他过程的那些过程控制系统，通常包括一 个或多个集中式的过程控制器，其经由模拟，数字或组合模拟/数字总线，以通信联络方式 被连接到至少一个主机或操作员工作站上，并被连接到一个或多个现场设备上。可以是例 如阀、阀位控制器、开关和变送器（例如，温度、压力和流速传感器）的现场设备，执行过程 内的各项功能，例如开启或关闭阀，和测量过程参数。过程控制器接收由现场设备作出的指 示过程测量的信号，和/或关于该现场设备的其他信息，使用这些信息来执行控制例行程 序，然后生成控制信号，这些控制信号通过总线或其他通信线路发送给现场设备，以控制过 程操作。来自现场设备和控制器的信息可以用于一个或多个由操作员工作站执行的应用程 序，从而使操作员能够执行关于该过程的所需功能，例如查看过程的当前状态、修改过程的 操作，等等。 许多过程控制系统也包括一个或多个应用程序站。通常，这些应用程序站使用个 人计算机、工作站或者诸如此类的设备来实现，这类设备通过局域网（LAN)以通信联络的 方式连接到控制器、操作员工作站和过程控制系统内的其他系统。每个应用程序站均可以 运行一个或多个软件应用程序，这些软件应用程序可以执行过程控制系统内的活动管理功 能、维护管理功能、虚拟控制功能、诊断功能、实时监控功能、安全相关功能、配置功能，等 等。 某些过程控制系统或其中某些部分可能会出现重大的安全风险。例如，化学处理 工厂，发电厂等可能会实施危险的处理过程，这些处理过程如果没有正确地进行控制和/ 或未能使用预定的关闭工序迅速地关闭，将会导致对人类、环境和/或设备的严重危害。为 了对与具有上述危险处理过程的过程控制系统相关联的安全风险进行处理，许多过程控制 系统供应商提供符合安全相关标准的产品，例如国际电工技术委员会（IEC)61508标准和 IEC 61511 标准。 通常，符合一个或多个已知的安全相关标准的过程控制系统，使用安全装备式的 系统架构来实现，其中与负责整个过程的持续操作的基础过程控制系统相关联的控制器和 现场设备，物理上或逻辑上是与专门用途的现场设备以及与安全装备式系统相关联的其他 专门用途的控制单元（control element)分开的，所述安全装备式系统负责安全装备式功 能的运行，以响应各种控制条件，确保出现重大安全风险的过程的安全关闭。特别是，符合 许多已知的安全相关标准，要求基础过程控制系统用专门用途的控制单元来补充，例如逻 辑解算器、安全认证的现场设备（例如，传感器、末级控制单元一一比如气动阀）和安全认 证的软件或代码（例如，认证的应用程序、功能模块、功能块等）。 安全装备式过程控制系统的一个特别重要的方面包括，在系统内各种过程控制设 备（例如，控制器、逻辑解算器、工作站等）之间传送的信息或数据的完整性。具体地说， 任何失败或讹误消息（以及与之相关的数据写入操作），例如包含安全相关信息和/或发 送给控制器的其他数据的命令，用户请求的与安全装备式功能相关联的参数值改变，等等， 可能潜在地威胁整个过程控制系统的安全。尽管用于过程控制系统的已知安全相关硬件和 /或软件通常能够提供冗余通信链路，数据差错校验机制一一例如著名的循环冗余校验等， 然而许多已知的过程控制系统并没有充分地解决这些与失败或讹误消息或者数据写入操 作相关联的问题。 除了安全相关的数据传输装置和方法（例如，冗余链路、循环冗余校验等）之外， 许多已知的过程控制系统也提供至少一个运行期间（run-time)图形界面，允许用户或其 他系统操作员监控过程，改变参数值，向一个或多个设备、控制回路和/或其他过程控制实 体发布命令等等。此外，这些已知的过程控制系统也可以提供图形配置和/或诊断界面， 使用户或操作员能够定义或配置运行期间图形界面的各个方面，调试或诊断与过程控制系 统的操作有关的各种问题，等等。例如，用户可以与配置图形界面交互作用，以将某些对话 框、编码脚本（即机器可读的和/或可执行的编码）关联到运行期间图形对象（例如，功 能模块、设备图形、参数值等等）上。如此，在运行期间内，用户可以调用这些预先配置的图 形对象（例如，通过使用鼠标或其他指示设备来选择这些对象），以引起潜在于其下的脚本 (underlying script)或代码的执行。然而，尤其是对于拥有大量安全相关的过程控制部 件、子系统、设备等的过程控制系统而言，这些图形对象、会话和可执行脚本的创建是耗时 而乏味的过程。此外，一旦创建了图形对话框和脚本，对其进行修改也是耗时且容易出错的 过程。在安全装备式功能必须以连贯一致的方式来实施，以便例如基础脚本、代码等以符合 安全认证的手续、标准等的方式来执行数据写入操作的情况下，对话框和脚本错误是尤其 难以解决。
技术实现思路
在一个例子中，用于在过程控制系统中写入数据的方法和装置，选择与过程控制 系统内的过程控制单元相关联的参数，并将与该参数相关联的第一数据发送给该过程控制 单元。该示例方法和装置从用户接收与将第一数据写入到该过程控制单元的请求相关联的 确认，响应该确认的接收，发送第二数据给该过程控制单元，并比较在该过程控制单元处的 第一和第二数据。如果第一和第二数据至少是基本上相同的，则该示例方法和装置将第一 或第二数据写入到该过程控制单元中与该参数相关联的位置。 在另一例子中，安全写入服务器包括存储器和连接到该存储器上的处理器。该处 理器被配置为响应应用程序调用安全写入方法，发送安全写入请求给控制器。另外，安全写 入服务器通过该应用程序接收来自用户的确认输入，并响应该确认输入的接收，发送安全 写入确认请求给控制器。 在又一个例子中，用于自动生成用于在过程控制系统中写入数据的脚本的系统和 方法，接收与过程控制单元的参数相关联的用户选择，提供与该参数相关联的图形配置界 面给用户，并通过该图形配置界面接收与该参数相关联的用户输入。该示例方法和系统基 于用户输入自动地生成脚本，当该脚本被执行时，生成图形对话框以执行将安全数据写入 到该过程控制单元。【附图说明】 图1是使用在此描述的安全数据写入装置和方法的示例过程控制系统的方框图。 图2是描绘图1的现行应用程序工作站、控制器和逻辑解算器可以被配置的一种 方式的更为详细的方框图，以实施在此描述的示例安全数据写入装置和方法。 图3是描绘可以由图1和2的现行应用程序工作站用来改变安全参数的示例方法 的流程图。 图4A是描绘可以由图2的安全写入服务器用来改变安全参数的示例方法的流程 图。 图4B是描绘可以由图2的安全写入服务器用来发送安全写入请求给图2的控制 器的示例方法的流程图。 图4C是描绘可以由图2的安全写入服务器用来发送安全确认请求给图2的控制 器的示例方法的流程图。 图5是描绘可以由图2的控制器用来改变安全参数的示例方法的流程图。 图6是描绘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全写入服务器，包括：存储器；和处理器，连接到该存储器上，并且被配置为：响应应用程序调用安全写入方法，发送安全写入请求给控制器；通过该应用程序接收来自用户的确认输入；和响应该确认输入的接收，发送安全写入确认请求给控制器。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦·乔·威苏弗，迈克尔·乔治·奥特，布鲁斯·休伯特·康普尼，辛迪·阿尔萨普·斯科特，迈克尔·韦恩·奥森，加里·基思·劳，戈弗雷·罗兰·谢里夫，大卫·马克·史密斯，朱利安·凯文·纳杜，
申请(专利权)人：费舍柔斯芒特系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US