【技术实现步骤摘要】
模块化过程控制系统
本公开内容总体上涉及过程工厂和过程控制系统，具体而言，涉及使用容器和/或其它技术以在过程控制系统内实现更大的模块性和/或其它益处。
技术介绍
分布式过程控制系统，如在化学、石油、工业或其它过程工厂中用于制造、精炼、转换、生成或生产物理材料或产品的那些系统，通常包括一个或多个过程控制器，所述过程控制器通过模拟、数字或组合的模拟/数字总线，或通过无线通信链路或网络，通信地耦合到一个或多个现场设备。现场设备可以是例如阀、阀定位器、开关和变送器、传感器，它们位于过程控制环境内，并且通常执行物理或过程控制功能，例如打开或关闭阀，或者测量过程和/或环境参数(例如压力、温度等)等以控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备，例如符合公知的Fieldbus协议的现场设备，也可以执行控制计算、报警功能和/或通常在控制器内实现的其它控制功能。通常也位于工厂环境中的过程控制器接收指示由现场设备获得的过程测量结果的信号和/或与现场设备有关的其它信息，并且执行运行例如不同控制模块的控制器应用。控制模块基于所接收的信息...
【技术保护点】
1.一种实现模块化控制系统架构的方法，所述方法包括：/n部署多个容器化的、可独立执行的控制系统服务，所述多个容器化的、可独立执行的控制系统服务被配置为执行与实现物理过程的过程控制系统相关联的不同功能，所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务提供定义与其它控制系统服务的交互性的相应接口；以及/n至少部分地通过经由服务消息总线在所述多个控制系统服务之间交换消息来控制、监视和/或分析所述物理过程，所交换的消息符合所述多个控制系统服务的所述相应接口。/n
【技术特征摘要】
20190920 US 16/577,0531.一种实现模块化控制系统架构的方法，所述方法包括：
部署多个容器化的、可独立执行的控制系统服务，所述多个容器化的、可独立执行的控制系统服务被配置为执行与实现物理过程的过程控制系统相关联的不同功能，所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务提供定义与其它控制系统服务的交互性的相应接口；以及
至少部分地通过经由服务消息总线在所述多个控制系统服务之间交换消息来控制、监视和/或分析所述物理过程，所交换的消息符合所述多个控制系统服务的所述相应接口。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，部署所述多个控制系统服务包括：将所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务部署为Docker映像的实例。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，部署所述多个控制系统服务包括：将所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务部署为LXD映像的实例。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，部署所述多个控制系统服务包括：将所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务部署为Windows容器。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，部署所述多个控制系统服务包括：将所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务部署为BSDjail或chrootjail。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，部署所述多个控制系统服务包括：将所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务部署为虚拟机。
7.根据权利要求1所述的方法，包括至少部分地通过以下步骤来实现集中式发现过程：
由所述过程控制系统的至少一个物理设备来维持注册表，所述注册表记录被添加到所述过程控制系统的每个控制系统服务；以及
当新的控制系统服务被添加到所述注册表时，由所述至少一个物理设备通知所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务。
8.根据权利要求1所述的方法，包括至少部分地通过以下步骤来实现分散式发现过程：
针对所述多个控制系统服务中的每个服务，由托管所述服务的相应物理设备向所述多个控制系统服务中的所有其它服务通知所述服务是可用的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个控制系统服务中的每个服务与包含特定于所述服务的信息的不同数据库相关联。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，部署所述多个控制系统服务包括：部署数据库服务，所述数据库服务向其它控制系统服务提供对共享数据库的访问。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，经由所述服务消息总线在所述多个控制系统服务之间交换所述消息包括：使用所述过程控制系统的服务消息路由器来交换所述消息。
12.根据权利要求11所述的方法，包括：
在(i)所述多个控制系统服务中的至少一个控制系统服务与(ii)部署在另一过程控制系统中的至少一个控制系统服务之间交换附加消息，其中，交换所述附加消息包括：使用所述过程控制系统的所述服务消息路由器和所述另一过程控制系统的服务消息路由器来交换所述附加消息。
13.根据权利要求11所述的方法，其中:
部署所述多个控制系统服务包括：至少部分地通过在所述多个控制系统服务中的第二服务内创建所述服务消息路由器的实例，来将所述多个控制系统服务中的第一服务封装在所述第二服务内。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个控制系统服务的相应接口是相应的应用编程接口(API)，并且其中，所述多个控制系统服务之间的所有相互依存性对于所述多个控制系统服务的相应API被边缘化。
15.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述过程控制系统包括多个物理设备；以及
部署所述多个控制系统服务包括：针对所述多个控制系统服务中的每个服务，在所述多个物理设备中的相应一个物理设备处创建与所述服务相对应的映像的实例。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，托管所述多个控制系统服务中的一个控制系统服务的每个物理设备实现相应的服务主机实体，所述相应的服务主机实体管理由所述物理设备托管的所述控制系统服务的冗余生命周期。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过程控制系统包括多个物理设备，并且其中，所述方法包括：
至少部分地通过在所述多个控制系统服务的第二设备处创建与所述多个控制系统服务中的第一服务相对应的映像的实例，来将所述第一服务从所述多个物理设备中的第一设备迁移到所述第二设备。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过程控制系统包括多个物理设备，并且其中，部署所述多个控制系统服务包括：
在所述多个物理设备中的相应设备处创建与所述多个控制系统服务中的第一服务相对应的多个实例。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，控制、监视和/或分析所述物理过程包括：
由所述相应设备共同地以负载平衡方式并行地实现所述第一服务。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，控制、监视和/或分析所述物理过程包括：
在所述相应设备的第一设备处实现所述第一服务；以及
响应于所述第一设备的故障，在所述相应设备的第二设备处实现所述第一服务。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，经由所述服务消息总线在所述多个控制系统服务之间交换所述消息包括：经由与一个或多个相应的通信协议相关联的一个或多个通信网络来交换所述消息，并且其中，所述消息符合独立于所述一个或多个相应的通信协议的基于服务的控制协议。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述一个或多个通信网络包括无线通信网络。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个控制系统服务包括从由以下各项组成的组中选择的两个或更多个服务：
控制逻辑服务；
控制执行服务；
控制通信服务；以及
控制配置服务。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述多个控制系统服务包括从由以下各项组成的组中选择的一个或多个服务：
操作员控制台服务；
警报管理服务；
事件管理服务；
诊断服务；
远程访问服务；
边缘网关服务；
输入/输出服务；
数据历史库服务；
外部和/或外围输入/输出转换服务；
关键性能指示服务；
数据监视服务；
机器学习服务；
人工智能(AI)服务；
消息传递服务；以及
安全逻辑服务。
25.根据权利要求23所述的方法，其中：
所述多个控制系统服务包括所述控制逻辑服务；并且
部署所述多个控制系统服务包括以下步骤：(i)经由互联网链路从第三方获取所述控制逻辑服务的映像，以及(ii)在所述过程控制系统的物理设备处创建所述控制逻辑服务的所述映像的实例。
26.一种过程控制系统，包括：
多个物理设备，其包括一个或多个现场设备，所述一个或多个现场设备被配置为在由所述过程控制系统实现的物理过程内执行物理操作；以及
一个或多个通信网络，所述一个或多个通信网络将所述多个物理设备中的至少一些物理设备彼此通信地耦合并且支持服务消息总线，其中，
所述多个物理设备中的一个或多个设备共同托管多个容器化的、可独立执行的控制系统服务，所述容器化的、可独立执行的控制系统服务被配置为执行与所述过程控制系统相关联的不同功能，所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务提供相应接口，所述相应接口定义与其它控制系统服务的交互性，以及
所述过程控制系统至少部分地通过所述多个控制系统服务经由所述服务消息总线交换消息来控制、监视和/或分析所述物理过程，所交换的消息符合所述多个控制系统服务的所述相应接口。
27.根据权利要求26所述的过程控制系统，其中，所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务是Docker映像的实例或LXD映像的实例。
28.根据权利要求26所述的过程控制系统，其中，部署所述多个控制系统服务包括：将所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务部署为Windows容器、BSDjail、Chrootjail或虚拟机。
29.根据权利要求26所述的过程控制系统，其中：
所述多个物理设备中的至少一个设备托管注册表，所述注册表记录被添加到所述过程控制系统的每个控制系统服务；以及
当新的控制系统服务被添加到所述注册表时，所述至少一个设备通知所述多个控制系统服务中的每个控制系统服务。
30.根据权利要求26所述的过程控制系统，其中：
针对所述多个控制系统服务中的每个服务，托管所述服务的所述相应设备向所述多个控制系统服务中的所有其它服务通知所述服务是可用的。
31.根据权利要求26所述的过程控制系统，包括：
针对所述多个控制系统服务中的每个服务，与托管所述服务的相应设备相关联的相应存储器，其中，所述相应存储器存储包含特定于所述服务的信息的数据库。
32.根据权利要求26所述的过程控制系统，其中，所述多个控制系统服务包括数据库服务，所述数据库服务向其它控制系统服务提供对共享数据库的访问。
33.根据权利要求26所述的过程控制系统，其中：
所述多个物理设备中的一个物理设备实现服务消息路由器；以及
所述多个控制系统服务使用所述服务消息路由器经由所述服务消息总线...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·尼克松，A·小阿马罗，
申请(专利权)人：费希尔罗斯蒙特系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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