用于自动化系统配置的系统和方法技术方案

一种用于过程自动化系统(200)的配置系统(100)包括：接口部件(110)，所述接口部件(110)配置为访问结构处理图(PID1)，所述结构处理图(PID1)包括表示所述自动化系统(200)的处理部件(PCV1至PCV4、P1、FIC1)的多个处理部件符号(V1至V4、P1、FIC1)。每个处理部件符号与对应的处理部件类型相关联，并且还包括在所述处理部件符号之间的互连(I1至I4)。每个互连表示在相应处理部件之间的物理连接。所述系统具有至少一个处理器，所述至少一个处理器配置为：利用所述对应的处理部件类型来为所述多个处理部件符号的至少一子集生成多个对应的处理对象实例，其中，特定部件类型在所述对应的处理对象实例的所述接口中至少限定互锁性质和/或操作条件。对于表示特定处理部件的特定处理对象实例：通过使用所述图(PID1)中的所述互连，发现表示与所述特定处理部件物理连接的处理部件的一个或者多个另外的处理对象实例；查询所发现的另外的处理对象实例的所述接口并且生成包括所发现的处理对象实例的处理对象实例列表，所发现的处理对象实例具有与所述特定处理对象实例相关的互锁性质和/或操作条件；获取对用于与所述特定处理对象实例互锁的一个或者多个列出的处理对象实例的选择；并且相应地将所选择的处理对象实例中的一个或者多个处理对象实例的所述接口与所述特定处理对象实例的所述接口连接。

Systems and methods used for automated system configuration

A configuration system (100) for process automation system (200) includes an interface unit (110), which is configured as an access structure processing diagram (PID1), and the structure processing diagram (PID1) includes a plurality of processing unit symbols (V1 to V4, P1, FI) representing the processing parts (PCV1 to PCV4, P1, FIC1) of the automated system (200) (200). C1). Each processing component symbol is associated with a corresponding processing component type and also includes an interconnection between the processing component symbols (I1 to I4). Each interconnection represents a physical connection between the corresponding processing parts. The system has at least one processor, and at least one processor is configured to generate a plurality of corresponding processing object instances for at least one subset of the symbols of the plurality of processing components using the corresponding processing unit type, in which the specific component type is in the interface described to the corresponding processing object instance. At least the interlocking properties and / or operating conditions are limited. For an instance of a specific processing object representing a particular processing part: by using the described interconnection in the PID1, one or more other processing object instances representing a processing unit representing the physical connection of the particular processing unit are found; query the additional interfaces of the other processing object instances found and generate the generated object instances found. Including the list of processed object instances of the identified object instances, the found processing object instances have interlocking properties and / or operating conditions related to the specific processing object instances; and the selection of one or more listed processing object instances for interlocking with the specific processing object instance; and The interface of one or more processing object instances in the selected object instance of the selected processing object is correspondingly connected with the interface of the specified processing object instance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动化系统配置的系统和方法
本专利技术总体上涉及自动化系统，并且更具体地涉及用于在自动化系统中配置现场部件的方法、计算机程序产品和系统。
技术介绍
自动化系统广泛用于自动控制用以操作处理装置的各种现场部件，诸如，例如阀、泵或者流动控制器。现今的处理控制系统控制逻辑通常是通过使用IEC61131-3的五种语言中的一种语言来设计的。IEC61131-3是可编程逻辑控制器的开放国际标准IEC61131的第三部分，并且由IEC在1993年12月首次发布。在2013年2月发布了当前的第三版。IEC61131的第3部分涉及编程语言，并且定义了两种图形化PLC编程语言标准和两种文本PLC编程语言标准。图形化编程语言是：梯形图(LD)和功能块图(FBD)。文本编程语言是结构化文本(ST)和指令表(IL)。第五种语言是顺序功能图(SFC)，该顺序功能图(SFC)具有用于组织顺序控制处理和并行控制处理的程序的元素。另一种语言(连续功能图(CFC))是对IEC61131-3标准的扩展，其提供了图形元素的自由定位。也就是说，在IEC61131-3中定义的语言基于图形工程设计(如功能块图)、顺序功能图等，或者基于简化了的文本语言指令表或者结构化文本。在一些情况下，使用五种语言的特定特点。可替代地，可以使用ISOC。ISOC是由美国国家标准学会(ANSI)和国际标准组织(ISO)发布的C编程语言的连续标准中的一种标准。随着自动化系统的控制解决方案越来越复杂，这些语言不再完全适用于自动化系统的工程设计和配置。IEC61131-3标准语言与自动化系统解决方案中现在使用的面向对象的系统匹配不良好，并且需要在控制工程设计工具内进行更改以便可用于这种面向对象的系统。例如，ABB系统800xA是这种面向对象的控制系统，主要用于标准语言不适用于自动化系统的工程设计和配置的加工行业，这是因为用于为复杂系统生成控制逻辑的传统方法容易出错并且可能导致自动化系统发生故障。
技术实现思路
因此，需要在降低自动化系统发生故障的可能性的同时降低自动化系统配置的复杂性。通过如由独立权利要求公开的用于过程自动化系统的配置系统、相应的方法和计算机程序产品来解决该技术问题。配置系统具有用于访问一个或者多个结构处理图的接口部件。这种结构处理图的示例是所谓的管道和仪表图(P&ID)，该管道和仪表图(P&ID)是加工行业中示出了处理流程的管道以及安装的设备和仪表的图。特定结构处理图包括表示待由自动化系统控制的处理部件的多个处理部件符号。每个处理部件符号与对应的处理部件类型相关联。例如，可以从包括用于相应符号类型(诸如，例如，泵或者阀)的符号的符号库中选择处理部件符号。然后可以将这种符号类型与自动化系统的部件(现场装置)的相应部件类型相关联。部件类型可以包括对特定部件组(例如，受控泵、规定泵、汽化阀、线性阀、可压紧阀等)共有的性质或者能力的描述。进一步地，图包括在处理部件符号之间的互连。图中的每个互连表示在相应处理部件(真实世界对象)之间的物理连接。通常，在部件之间的实线说明了用于物理连接的互连，并且这些互连不应与该图中可以说明信号交换的部件的通信耦合的其它连接线(例如，点划线)混淆。配置系统还具有至少一个处理器，该处理器配置为在执行加载在配置系统的存储器中的对应计算机程序时执行下面描述的功能。对于多个处理部件符号的至少一子集，(多个)处理器可以利用对应的处理部件类型来生成多个对应的处理对象实例。通过对应的处理对象将处理对象实例实例化。通常，在面向对象的设计中，对象包含分组在一起以表示实体的封装数据和过程。对象接口限定可以与对象进行交互的方式。处理对象符合本领域的技术人员已知的面向对象的设计的五个基本概念，也就是说，对象/类、信息隐藏、继承、接口和多态性。处理对象为相应组的处理部件(现场装置)限定数据类型、接口、方法等。由此，特定部件类型在对应的处理对象实例的接口中至少限定互锁性质和/或操作条件。特定处理对象实例的互锁性质引起特定处理部件的“断开”状态，并且特定处理部件的操作条件阻止“接通”状态。换句话说，对于特定处理部件(例如，泵)，其它处理部件(例如，阀)的互锁值迫使特定处理部件被断开。例如，如果关闭了在泵上游的所有阀，则必须断开泵。其它处理部件(例如，阀)的操作条件值允许特定处理部件被接通。例如，必须打开在泵下游的阀；否则泵不被允许进行操作。对于表示特定处理部件的特定处理对象实例，处理器执行发现动作、查询动作、选择或者过滤动作、以及连接动作。首先，通过使用图中的互连来发现一个或者多个另外的处理对象实例。发现的另外的处理对象实例表示与真实世界中的特定处理部件物理连接的处理部件。其次，对发现的另外的处理对象实例的接口进行查询并且生成处理对象实例列表，其中，列表包括发现的处理对象实例，该发现的处理对象实例具有与特定处理对象实例相关的互锁性质和/或操作条件。换句话说，包括在列表中的处理对象实例与在真实世界中对特定处理部件的操作有直接影响的处理部件有关。也就是说，包括在列表中的处理对象实例可以具有可以直接影响特定处理部件的输入的输出，或者它们可以具有可以直接影响特定处理部件的输出的输入。这种互锁性质和操作条件是布尔类型的。第三，获取对一个或者多个列出的处理对象实例的选择以与特定处理对象实例互锁。换句话说，选择的处理对象实例与真实地与特定处理部件的正确操作相关的处理部件有关。第四，相应地将一个或者多个选择的处理对象实例的接口与特定处理对象实例的接口连接。换句话说，如果特定处理部件与由选择的处理实例表示的处理部件具有真实世界物理连接，则连接对应的处理对象实例接口的对应输入和输出，以使得能够交换对应的控制信号。在特定处理实例对象从超过一个另外的处理对象实例接收多个互锁状态和/或操作条件的情况下，配置系统可以基于多个单独的互锁性质和/或操作条件来计算聚合状态。由此，确定了特定处理部件的明确控制状态。在一个实施例中，配置系统可以基于在一个或者多个选择的处理对象实例与特定处理对象实例的接口之间的接口连接来生成用于控制特定处理部件的控制逻辑代码。例如，生成的控制逻辑可以具有图形化编程语言格式。在一个实施例中，列出的处理对象实例的一个或者多个查询的接口可以还包括符合特定处理对象实例的接口的至少一个对应控制参数输入的至少一个连续控制参数输出。在这种情况下，将至少一个连续控制参数输出映射至至少一个对应控制参数输入。连续控制参数可以用于控制回路。例如，如果不允许泵的流出量下降到预定义阈值以下或者不允许超过预定义阈值，则可以基于测得的泵的流出量(也就是说，连续控制参数)来调整连接至泵的输出的连续可控阀的打开。在一个实施例中，接收与特定处理对象实例和特定另外的处理对象实例相关联的手动互连，其中，对应的处理部件符号不具有互连。可以由用户经由合适的编辑工具来限定手动互连。配置系统然后可以基于特定另外的处理对象实例和特定处理对象实例的对应接口的兼容性来对手动互连执行真实性检查。最后，如果对应接口不兼容，则系统可以利用通知来提示配置系统的用户。换句话说，用户可以决定其符号在图中不具有互连但是应该具有反映互锁和/或操作条件依赖关系的接口连接的两个处理对象实例。然而，在手动连接的对象实例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于过程自动化系统(200)的配置系统(100)，包括：接口部件(110)，所述接口部件被配置为访问一个或者多个结构处理图(PID1)，其中特定的图(PID1)包括表示在所述自动化系统(200)的控制下的处理部件(PCV1至PCV4、PCP1、PCFIC1)的多个处理部件符号(V1至V4、P1、FIC1)，每个处理部件符号与对应的处理部件类型相关联，并且其中所述特定的图(PID1)还包括在所述处理部件符号之间的互连(I1至I4)，每个互连表示在相应处理部件之间的物理连接；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：对于所述多个处理部件符号的至少一子集，利用所述对应的处理部件类型来生成多个对应的处理对象实例，其中特定部件类型在所述对应的处理对象实例的所述接口中至少限定互锁性质和/或操作条件；对于表示特定处理部件的特定处理对象实例：通过使用所述图(PID1)的所述互连(I1、I2、I3…)，发现表示与所述特定处理部件物理连接的处理部件的一个或者多个另外的处理对象实例；查询所发现的另外的处理对象实例的所述接口，并且生成包括所发现的处理对象实例的处理对象实例列表，所发现的处理对象实例具有与所述特定处理对象实例相关的互锁性质和/或操作条件；获取对用于与所述特定处理对象实例互锁的一个或者多个列出的处理对象实例的选择；以及相应地将所选择的处理对象实例中的一个或者多个处理对象实例的接口与所述特定处理对象实例的所述接口连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于过程自动化系统(200)的配置系统(100)，包括：接口部件(110)，所述接口部件被配置为访问一个或者多个结构处理图(PID1)，其中特定的图(PID1)包括表示在所述自动化系统(200)的控制下的处理部件(PCV1至PCV4、PCP1、PCFIC1)的多个处理部件符号(V1至V4、P1、FIC1)，每个处理部件符号与对应的处理部件类型相关联，并且其中所述特定的图(PID1)还包括在所述处理部件符号之间的互连(I1至I4)，每个互连表示在相应处理部件之间的物理连接；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：对于所述多个处理部件符号的至少一子集，利用所述对应的处理部件类型来生成多个对应的处理对象实例，其中特定部件类型在所述对应的处理对象实例的所述接口中至少限定互锁性质和/或操作条件；对于表示特定处理部件的特定处理对象实例：通过使用所述图(PID1)的所述互连(I1、I2、I3…)，发现表示与所述特定处理部件物理连接的处理部件的一个或者多个另外的处理对象实例；查询所发现的另外的处理对象实例的所述接口，并且生成包括所发现的处理对象实例的处理对象实例列表，所发现的处理对象实例具有与所述特定处理对象实例相关的互锁性质和/或操作条件；获取对用于与所述特定处理对象实例互锁的一个或者多个列出的处理对象实例的选择；以及相应地将所选择的处理对象实例中的一个或者多个处理对象实例的接口与所述特定处理对象实例的所述接口连接。2.根据权利要求1所述的系统，其中特定的所选择的处理对象实例的互锁性质引起所述特定处理部件的断开状态，并且所述特定处理部件的操作条件阻止接通状态。3.根据权利要求1或者2所述的系统，其中所述列出的处理对象实例的一个或者多个查询的接口还包括：符合所述特定处理对象实例的所述接口的至少一个对应控制参数输入的至少一个连续控制参数输出，所述至少一个处理器还被配置为：将所述至少一个连续控制参数输出映射至所述至少一个对应控制参数输入。4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，所述接口部件还被配置为：接收与所述特定处理对象实例和特定另外的处理对象实例相关联的手动互连(I5)，其中所述对应的处理部件符号在所述特定的图(PID1)中不具有初始互连。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述至少一个处理器还被配置为：基于所述特定另外的处理对象实例和所述特定处理对象实例的所述对应接口的兼容性，来对所述手动互连(I5)执行真实性检查，并且如果所述对应接口不兼容，则利用通知来提示所述配置系统的用户。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述至少一个处理器还被配置为：为所述特定处理对象实例和所连接的处理对象实例构成原因和结果矩阵(700)，所述原因和结果矩阵反映所述相应处理部件的处理控制配置。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中多个互锁性质和/或操作条件的聚合限定所述特定处理部件的控制状态。8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述至少一个处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·霍尼克，徐超骏，A·哈勒，R·德拉斯，R·杰斯克，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH