用于过程控制系统的冗余应用站技术方案

一种在过程控制系统中使用的应用站，包括冗余管理器和连接到冗余管理器的冗余链接子系统。冗余管理器被适配为经由冗余通信链路与第二应用站进行通信。冗余管理器建立有关第二应用站的冗余上下文，并使用冗余上下文来跟踪第二应用站的操作。此外，冗余管理器从第二应用站经由冗余链路和冗余链接子系统接收信息，并响应该信息来执行第二应用站到该应用站的切换操作。

Redundant application station for process control system

An application station used in a process control system that includes a redundancy manager and a redundant link subsystem attached to the redundancy manager. The redundancy manager is adapted to communicate with a second application station via a redundant communication link. The redundancy manager establishes the redundancy context for the second application station and tracks the operation of the second application station using redundant redundancy. In addition, the redundancy manager receives information from the second application station via a redundant link and a redundant link subsystem, and performs the handover operation of the second application station to the application station, responsive to the desired information.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及过程控制系统，特别涉及过程控制系统中使用的冗余应用站。
技术介绍
诸如在化学、石油或其它过程中使用的过程控制系统，通常包括一个或多个集中过程控制器，它们通过模拟、数字或组合模拟/数字总线以通信方式连接到至少一个主机或操作员工作站以及一个或多个现场装置(field device)。现场装置可以是例如阀门、阀门位置控制器，开关和变送器(例如温度、压力和流速传感器)，它们执行诸如打开或关闭阀门以及测量过程参数的功能。过程控制器接收表示由现场装置进行的过程测量的信号和/或关于现场装置的其它信息，使用该信息来执行控制例程并产生控制信号，这些控制信号经由总线或其它通信线路被发送到现场装置以控制过程的操作。来自现场装置和控制器的信息对操作员工作站执行的一个或多个应用可用，以使操作员能够执行有关过程的期望功能，例如浏览当前的过程状态，修改过程的操作等。许多过程控制系统也包括一个或多个应用站。典型地，使用以通信方式经由局域网(LAN)连接到控制器、操作员工作站和过程控制系统内其它系统的个人计算机、工作站等来实现这些应用站。每个应用站可以运行一个或多个软件应用程序，它们执行过程控制系统内的运行周期(campaign)管理功能、维护管理功能、虚拟控制功能、诊断功能、实时监控功能等。由于诸如应用站内和/或过程控制系统内其它位置的软件故障或硬件故障(例如网络通信损耗、电源损耗等)产生的应用站故障通常导致失效或故障应用站的功能和应用终止。一些过程控制系统或应用站配置为提供有限的应用站恢复功能。例如，一些公知的应用站存储了与它执行的功能和/或应用相关的配置信息、控制参数和数值、历史数据等。通过由过程控制系统对应用站进行重新开始(例如重新启动)，就可以使用存储的历史信息或数据，来恢复由于硬件和/或软件错误或故障而被终止、锁定或不起作用的应用程序。令人遗憾的是，公知应用站的恢复技术实质上是在由应用站执行的耗时的数据恢复处理和软件应用程序非同步重新例化(re-instantiation)之后进行的应用站的冷重启动或重新启动。尽管这些公知应用站恢复技术可能适合某些过程控制应用，它们并不适合所有的过程控制应用，在一些情况下，可能导致危险和/或代价高昂的后果。特别是，公知应用站恢复技术不是无缝或“无波动(bumpless)”的，因为它们在应用站的故障及其恢复之间通常陷入相当长的延时。因此，由于在相对太长的恢复期间内发生的设备或其它过程条件的改变，在故障之前存储的历史参数值可能已不再适合。在一些情况下，使用这种历史参数值是代价非常高昂的和/或危险的。例如，在虚拟控制和运行周期管理应用的情况下，使用不适当的参数值可能导致成批数据的丢失、人员和/或设备的损伤等。而且，在应用站故障是不可恢复的硬件故障的情况下，这些应用将被终止直到硬件被替换或修理，这可能需要不可接受的长期时间。
技术实现思路
根据本专利技术一个方面，一种在过程控制系统中使用的应用站包括冗余管理器和连接到冗余管理器并适配为经由冗余通信链路与第二应用站进行通信的冗余链接子系统。冗余管理器可以建立第二应用站的冗余上下文，并可以使用冗余上下文来跟踪第二应用站的操作。此外，冗余管理器可以适配为经由冗余链路和冗余链接子系统接收来自第二应用站的信息，并响应该信息来将第二应用站的操作切换到应用站的操作。根据本专利技术的另一方面，应用站中使用的冗余管理器包括心跳(heartbeat)管理器、应用编程接口和以通信方式连接到心跳管理器和应用编程接口的资源监控器。该心跳管理器可以监控从应用站接收到的操作状态信息。根据本专利技术的另一方面，一种用于在具有第一和第二应用站的过程控制系统内建立冗余上下文的系统和方法，将与第一应用站相关的配置下载到第二应用站，确定第一应用站提供了足够的服务质量，并将关于第一应用站使用的一组资源的信息发送到第二应用站。此外，该系统和方法可以确定第二应用站具有存取第一应用站使用的这组资源的入口，并且可以响应确定出第二应用站具有存取第一应用站所使用的这组资源的入口，而在过程控制系统内建立冗余上下文。附图说明图1是使用本文描述的冗余应用站设备和方法的示例过程控制系统的方框图。图2是可以实现图1所示的冗余应用站的示例方式的更详细的方框图。图3是可以实现图2所示的冗余管理器的示例方式的更详细的方框图。具体实施例方式图1是使用本文描述的冗余应用站设备和方法的示例过程控制系统10的方框图。如图1所示，过程控制系统10包括控制器12、操作员工作站14、现用应用站16和备用应用站18，所有这些设备都可以以通信方式经由总线或局域网(LAN)20连接，这通常被称为应用控制网(ACN)。可以使用一个或多个工作站或其它合适的计算机系统或处理单元来实现操作员工作站14和应用站16和18。例如，应用站16和18可以使用单处理器个人计算机、单或多处理器工作站等来实现。此外，局域网LAN 20可以使用任何希望的通信媒介和协议来实现。例如，局域网20可以基于硬连线(hardwired)或无线以太网通信方案，这些都是公知内容因此在此不作更多描述。然而，本领域的普通技术人员能够容易理解，任何其它合适的通信媒介和协议都可以被使用。而且，尽管所显示的是单个LAN，可以使用多个LAN和应用站16和18内合适的通信硬件来提供应用站16和18之间的冗余通信路径。控制器12可以经由数字数据总线28和输入/输出(I/O)装置30连接到多个智能现场装置22、24和26。智能现场装置22-26可以是适应Fieldbus(场总线)的阀门、转动装置、传感器等，在这种情况下，智能现场装置22-26使用公知的Fieldbus协议进行通信。当然，也可以使用其它类型的智能现场装置和通信协议来代替。例如，智能现场装置22-26可以替换为使用公知Profibus和HART通信协议经由数据总线28进行通信的适应Profibus和HART的装置。附加的I/O装置(类似或等同于I/O装置30)可以连接到控制器12来使附加的智能场装置组能与控制器12通信，这些附加的智能场装置组可以是Fieldbus装置、HART装置等。除了智能现场装置22-26外，一个或多个非智能场装置32和34可以以通信方式连接到控制器12。这些非智能场装置32和34可以是例如经由相应的硬连线链路36和38与控制器12进行通信的传统4-20毫安培(mA)或0-10伏特直流(VDC)装置。控制器12可以是例如由Fisher-Rosemount Systems公司出售的DeltaVTM控制器。然而，可以使用任何其它控制器来代替。此外，尽管图1中只示出了一个控制器，可以将任何希望类型或类型组合的附加控制器连接到LAN20。在任何情况下，控制器12可以执行与过程控制系统10有关的一个或多个过程控制例程，它们是由使用操作员站14的系统工程师或其它系统工作员生成并被下载，并且在控制器12中例化。如图1所示，过程控制器19也可以包括以通信方式经由通信链路42和LAN 44连接到应用站16和18的远程操作员站40。该远程操作员站40可以地理上远离设置，在这种情况下，通信链路42最好，但也并非必需，是无线通信链路、基于因特网或其它基于分组交换的通信网络、电话线(例如数字用户线)或它们的任意组合。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在过程控制系统中使用的应用站，该应用站包括：　　　　冗余管理器；以及　　　　冗余链接子系统，连接到冗余管理器并适配为经由冗余通信链路与第二应用站进行通信。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克J尼克松，肯比奥特，
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]