工业控制系统超融合架构技术方案

公开了一种超融合工业过程控制架构，用于使用软件定义的分布式控制系统(DCS)环境在物理过程环境内控制工业过程。可以通过在服务器组上虚拟化DCS架构的硬件部件来实现软件定义的DCS环境，以使软件定义的过程控制器和后端DCS应用都能够在服务器组内运行。这种软件定义的DCS网络架构通过在服务器组内的公共环境内实现控制部件和更高级别的部件来降低了过程控制系统的硬件要求并降低了配置复杂性。

【技术实现步骤摘要】
工业控制系统超融合架构
本专利申请总体上涉及工业和过程控制系统，并且更具体地，涉及使用软件定义的架构来提供运行时过程控制的工业控制系统。
技术介绍
过程或工业控制系统(像在化学、石油或其他工业过程工厂中用来从材料生产物理产品的那些过程或工业控制系统)通常包括一个或多个过程控制器，该过程控制器经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线或者经由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(其可以是例如阀、阀定位器、开关、以及变送器(例如，温度、压力、液位和流率传感器))位于过程环境内，并且通常执行物理或过程控制功能，例如，打开或关闭阀、测量过程参数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(诸如，符合熟知的Fieldbus协议的现场设备)还可以执行控制计算、警报功能、以及通常在控制器内实现的其他控制功能。过程控制器(其可以以分布式方式位于工厂环境中)接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或与现场设备有关的其他信息，并且执行控制器应用，该控制器应用例如运行不同的控制模块，不同的控制模块进行过程控制决策、基于接收到的信息生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在物理过程环境内控制工业过程的过程控制系统，包括：/n包括多个服务器设备的服务器组，所述服务器组被配置为通过由所述服务器设备中的每个服务器设备的一个或多个处理器执行计算机可读指令来实现软件定义的分布式控制系统(DCS)环境，所述软件定义的DCS环境包括：/n一个或多个软件定义的过程控制器，其被配置为通过与所述物理过程环境内的多个现场设备进行通信来实时地控制所述工业过程的至少部分；以及/n一个或多个DCS应用，其被配置为与所述软件定义的过程控制器进行交互，其中，所述DCS应用中的至少一个DCS应用被配置为调整所述软件定义的过程控制器的操作。/n

【技术特征摘要】
20190923 US 16/579,3201.一种用于在物理过程环境内控制工业过程的过程控制系统，包括：
包括多个服务器设备的服务器组，所述服务器组被配置为通过由所述服务器设备中的每个服务器设备的一个或多个处理器执行计算机可读指令来实现软件定义的分布式控制系统(DCS)环境，所述软件定义的DCS环境包括：
一个或多个软件定义的过程控制器，其被配置为通过与所述物理过程环境内的多个现场设备进行通信来实时地控制所述工业过程的至少部分；以及
一个或多个DCS应用，其被配置为与所述软件定义的过程控制器进行交互，其中，所述DCS应用中的至少一个DCS应用被配置为调整所述软件定义的过程控制器的操作。


2.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述服务器组经由一个或多个输入/输出(I/O)连接通信地连接到所述多个现场设备，所述I/O连接被配置为使用工业过程控制通信协议通过过程控制网络传送过程数据。


3.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述软件定义的DCS环境还包括一个或多个虚拟联网部件，所述虚拟联网部件被配置为复制以下物理网络部件中的一个或多个：网络交换机、路由器或防火墙。


4.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述一个或多个DCS应用包括虚拟架构配置应用，所述虚拟架构配置应用具有用户界面，所述用户界面被配置为使用户能够通过指定虚拟DCS网络架构内的多个虚拟节点以及所述虚拟节点之间的连接来定义所述虚拟DCS网络架构，这样的虚拟节点包括所述多个现场设备的虚拟表示。


5.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述一个或多个DCS应用包括数据历史库应用，所述数据历史库应用被配置为在所述工业过程的操作期间自动地在所述软件定义的DCS环境内存储过程数据。


6.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述一个或多个DCS应用包括以下功能中的一个或多个：操作员界面、工程工作站或资产管理系统。


7.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述一个或多个DCS应用包括以下功能中的一个或多个：制造执行系统或高级过程控制系统。


8.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述一个或多个DCS应用包括用于与外部数据网络进行通信的网络网关。


9.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述一个或多个软件定义的过程控制器包括在所述服务器组的不同服务器设备上同时运行的虚拟DCS控制器的多个实例。


10.根据权利要求9所述的过程控制系统，其中，所述服务器组被配置为基于所述服务器组中的所述多个服务器设备的状态在所述虚拟DCS控制器的所述多个实例之间执行自动负载平衡。


11.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述一个或多个DCS应用包括被配置为基于所述服务器组的资源使用情况和所述多个服务器设备的资源可用性来预测所述服务器组的服务器设备的最佳数量的应用。


12.一种非暂时性计算机可读介质，其存储用于在物理过程环境内控制工业过程的可执行指令，所述指令在由服务器组中的多个服务器设备的处理器执行时，使所述服务器组实现软件定义的分布式控制系统(DCS)环境，所述软件定义的DCS环境包括：
一个或多个软件定义的过程控制器，其被配置为通过与所述物理过程环境内的多个现场设备进行通信来实时地控制所述工业过程的至少部分；以及
一个或多个DCS应用，其被配置为与所述软件定义的过程控制器进行交互，其中，所述DCS应用中的至少一个DCS应用被配置为调整所述软件定义的过程控制器的操作。


13.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述软件定义的DCS环境还包括一个或多个虚拟联网部件，所述一个或多个虚拟联网部件被配置为复制以下物理网络部件中的一个或多个：网络交换机、路由器或防火墙。


14.根据权利要求12...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·K·劳，N·戈尔德，A·克鲁斯，R·G·哈尔格伦三世，C·法亚德，
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