一种仿真系统，其包括使用过程模型来为过程设备执行仿真活动的互连仿真块，所述仿真系统以使其容易使用以及使联机过程仿真容易更新的方式，集成到适合所述过程设备的过程控制环境。本发明专利技术公开的仿真系统使得可以使用由该仿真系统产生的过程参数的未来预测值及当前预测值来进行性能评估及引导设备操作。此外，所述仿真系统连接到操作过程设备，以接收多种联机过程设备测量，而且所述仿真系统使用这些测量来自动更新所述仿真系统中使用的过程模型，以便从而使所述仿真系统与所述过程设备的实际操作情况保持协调。
Update and use dynamic process simulation in the operating environment
A simulation system, including the use of the process model to perform simulation activities for a process plant interconnection simulation block, the simulation system to make it easy to use and easy to update on-line process simulation, integrated into the process for the process equipment control environment. A simulation system disclosed herein enables performance evaluation and boot device operation using future predictive values and current predictive values of process parameters produced by the simulation system. In addition, the simulation system is connected to the operation of process equipment, process equipment to receive various on-line measurement, and the simulation system using the process model using the simulation system in these measurements to automatically update, so in order to make the simulation system and actual operation of the process equipment to maintain coordination.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及过程设备，尤其涉及一种智能控制及仿真环境，该智 能控制及仿真环境使得仿真活动能够在过程设备控制结构的系统级与联机 控制系统集成，以及从联机控制系统进行更新。
技术介绍
分布式过程控制系统-如那些用于化学、石油或其他过程的控制系统 -典型地包括一过程控制器或多个过程控制器，过程控制器通过模拟总线、 数字总线或模拟/数字混合总线通信连接到一或多个现场设备。现场设备可 以是阀、阀定位器、开关及变送器(例如温度传感器、压力传感器及流率传 感器)，它们位于过程环境中，并执行过程功能，如开启阀或关闭阀及测量过程参数等等。智能现场设备-如符合知名的Fieldbus ("现场总线，，)协 议的现场设备-也可以执行控制计算、告警功能、及其他在控制器中普遍 地实施的控制功能。过程控制器(典型地也是位于厂房环境中)接收与现场 设备所作的过程测量的信号及/或其它与现场设备有关的信息，并执行控制 器应用程序；控制器应用程序运行不同的控制模块，控制模块根据所接收的 信息作出过程控制决定，并产生控制信号以及协调正在现场设备中被执行的 控制模块或块，如HART("可寻址远程传感器高速通道")及Fieldbus("现 场总线")现场设备。控制器中的控制模块通过通信线发送控制信号到现场 设备，从而控制过程的操作。来自现场设备及控制器的信息通常通过一数据高速通道，向 一或多个其 他硬件设备(如操作员工作站、个人计算机、历史数据库、报告产生器、集 中式数据库等等)传送，这些硬件设备典型地设置在控制室或其他远离较苛 刻的厂房环境的位置。这些硬件设备运行应用程序，使得操作员能够执行 有关过程的功能，比如改变过程控制例程的设置、修改控制器或现场设备中 的控制模块的操作、观测过程的当前状态、观测由现场设备及控制器产生的 告警、仿真过程操作，以便培训人员或测试过程控制软件、保持及更新配置 数据库等等。举例而言，由Emerson Process Management (艾默生过程控制有限公司) 出售的DeltaVTM控制器包括多个应用程序，这些应用程序存储在过程设备 中的多个不同位置的不同设备，并由这些设备执行。装置在一或多个操作 员工作站的配置应用程序，使得用户能够创建或改变过程控制模块，以及通 过数据高速通道将这些过程控制模块下载到专用的分布式控制器。典型地， 这些控制模块是由通信互连的功能块构成，所述通信互连的功能快是符合对象导向编程协议的对象，这些功能块根据它们的输入，执行控制方衆中的功 能，并提供输出到控制方案中的其他功能块。配置应用程序也可以让设计者 创建或改变操作员界面，这些操作员界面由显示应用程序用来向操作员显示 数据，并使操作员能够在过程控制例程中改变设置(比如设定点)。每个专 用控制器(在有些情况下是现场设备)存储及执行控制器应用程序，该控制 器应用程序运行被分配及下载到其上的控制模块，以便实施实际的过程控制 功能。显示应用程序可以在一或多个操作员工作站上运行，它们通过数据高 速通道接收来自控制器应用程序的数据，并向使用用户界面的过程控制系统 设计员、操作员、或用户显示这些数据，而且可以提供许多不同视图中的任 何视图，比如操作员视图、工程师视图、技术员视图等等。历史数据库应用 程序典型地存储在历史数据库设备，并且由历史数据库设备执行，历史数据 库设备采集及存储通过数据高速通道提供的一些或所有数据，而配置数据库 应用程序可以在连接到数据高速通道的另 一计算机中运行，以便存储当前的 过程控制例程配置及与其有关的数据。可选择地，配置数据库应用程序可以 装置在配置应用程序所在的相同的工作站中。如以上所述，操作员显示应用程序典型地是在全系统范围的基础上实施 在一或多个工作站，并且向操作员或维护人员提供有关厂房中的控制系统或设备的操作状态的预配置显示。典型地，这些显示的形式是接收由过程设备中的控制器或设备产生的告警的告警显示、指示控制器及过程设备中的控制器及其他设备的操作状态的控制显示、指示过程设备中的设备的操作状态的维护显示等等。这些显示一般被预配置成以已知的方式显示从过程设备中的过程控制模块或设备接收的信息或数据。在一些已知的系统中，显示是通过使用具有与物理元件或逻辑元件有关的图形的对象来创建的，而且通信连接到该物理元件或逻辑元件，以便接收有关物理元件或逻辑元件的数据。该对象可以根据所接收的数据，在显示屏幕上改变图形，以描述(例如)水箱只是半满、以描述流率传感器测得的流率等等。虽然这些显示所需要的信息是从过程设备中的设备或配置数据库发送，该信息只用于为用户提供包含该信息的显示。因此，在过程设备控制系统的配置期间，在设备中用 于产生告警、发现问题的所有信息及编程等等-必须由与厂房有关的不同 设备(比如控制器及现场设备)产生，以及在与厂房有关的不同设备(比如 控制器及现场设备)中配置。只有这样，这些信息才会在过程操作期间发送 到操作员显示。虽然错误检测及其他编程对检测有关在不同控制器上运行的控制环路 的情况、错误、告警等等及对检测个别设备中的问题有用，但很难为过程控 制系统编程来识别系统级的情况或错误，而这些系统级的情况或错误的才企 测，必须通过分析来自过程设备中不同的位于多个位置的可能设备的数据进 行。此外，操作员显示典型地尚未被用来向操作员或维护人员显示或提供这类系统级情况的信息；而且，无论如何，使用显示中的这些涉及不同元件的 信息或数据的备份源，很难在操作员显示中使对象动画化。对于物料流的 动画化及建模而言，这个事实更是确切-比如管道中流体的流率、传输带 上原料的移动等等物料流-在显示器上，它们都是以简单的、连接两个设 备的线表示。此外，目前不存在有组织地在物料通过设备时探测设备中的 某些情况(比如流动情况及质量平衡)的方式，而要在系统级的基础上执行 这些功能，更是谈何容易。同样地，虽然在操作过程环境中使用过程仿真并不新颖，但设立或创建 过程设备或过程设备部分的仿真也可以很难，这是由于仿真活动典型地必须 与过程设备的联机环境中执行的显示及控制活动分开执行。此外，如果创 建了所述设备的仿真，将很难(如果不是不可能)使这个仿真与操作员显示 集成或与正在设备中实施的控制模块集成。例如，在设计设备时使用HYSYS (高保真仿真编程)来实施过程仿真并随后使用该相同的仿真来协助执行过 程操作的方法广为人知。与操作设备同时使用过程仿真的其中一优点是，实 际设备性能可以与设计性能比较。然而，当前的技术只是显示在仿真中计算 的过程参数的当前值。此外，即使是简单的过程仿真也可能包含数以数百计 的可配置参数，这些可配置参数影响仿真结果。因此，实际设备可能由于厂房中的变化或厂房设备的退化等原因，与仿真设备不匹配，或可能在仿真创 建后长期与仿真设备不匹配。使用当前的技术，这样的差异一般由工程师手 动地调整仿真的可配置参数来解决。然而，这种纠正仿真的方法既费时又过 度以来操作员的技术诀药，而且常伴误差。
技术实现思路
一种仿真系统以使其容易使用的方式，及以使所述联机过程仿真的更新 自动而实际的方式，集成到过程控制环境。本专利所公开的仿真系统使得过 程参数的未来值以及当前值能够用于性能评估及用来引导设备操作。此外， 所述仿真系统可以连接到多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于仿真过程设备的部分的操作的仿真系统，所述仿真系统包括： 一或多个仿真块，所述仿真块配置成执行过程设备中的一或多台设备的仿真，每个仿真块包括： 过程模型，其模拟所述过程设备的部分； 仿真单元，其使用所述过程模型来仿真所述过程设备的所述部分的操作，以便为与所述过程设备的所述部分有关的过程元件产生仿真输出； 输入端，其适应接收与所述过程元件的所述仿真输出对应的所述过程元件的实际值的指示；和 模型再生单元，其对所述过程元件的所述实际值的所述指示与所述过程元件的所述仿真输出进行比较，以便开发更新的过程模型，以供所述仿真例程使用。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：特伦斯L贝利文斯，马克J尼克松，威廉K沃琼斯尼斯，
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：US[美国]
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