获得仿真系统瞬像的方法技术方案

一种仿真系统，它附加到用于处理控制系统的一个或更多全配置的结点的配置数据库，并且将这些结点内的模块复制到一个或多个仿真计算机中作为仿真模块。该仿真系统包括一个算法，在复制处理过程中或之后，对于被复制的每个结点自动创建一个参考参数模块，该模块对于该结点外部的信号的每个输入、输出或其它参考，例如其它结点中的输入／输出块、其它功能块、现场器件中的发送器块等存储参考参数。在Ｆｉｅｌｄｂｕｓ功能块的情况下，仿真系统在仿真工作站内以控制器结点的协议自动创建一个功能块，模仿Ｆｉｅｌｄｂｕｓ功能块的操作，然后创建具有那些模仿的Ｆｉｅｌｄｂｕｓ功能块的仿真系统，就像它们初始就被配置在被仿真的控制器中，而不是在控制器外部的现场器件中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及处理控制系统，尤其涉及一种仿真多结点处理控制系统的一个或多个结点的仿真系统，以便提供与分布式处理控制系统相关的被仿真的处理控制功能。
技术介绍
像那些在化学、石油中使用的分布式处理控制系统或其它处理系统典型地包括一个或多个处理控制器，该控制器经由模拟、数字或组合模拟/数字总线可通信地连接到一个或多个现场器件(field device)。这些现场器件可以是例如阀门、阀门定位器、开关和发送器(例如，温度、压强和流速传感器)，这些现场器件位于处理环境内，并且执行诸如打开或关闭阀门、测量处理参数等的功能。智能现场器件，诸如符合众所周知的Fieldbus协议的现场器件也可以执行控制计算、报警功能、或其它通常在控制器中执行的控制功能。典型地位于工厂环境内的处理控制器接收指示由现场器件做出的处理测量的信号和/或其它与现场器件相关的信息，并且执行控制器应用程序，该应用程序例如运行不同的控制模块，做出处理控制决定、根据所接收的信息来产生控制信号，以及与诸如HART和Fieldbus的现场器件中执行的控制模块或块相互配合。控制器中的控制模块经通信线路将控制信号发送到现场器件，从而控制处理的操作。来自现场器件和控制器的信息通常经过数据总线而可用于一个或多个其它硬件设备，例如操作员工作站、个人计算机、数据历史记录、报表生成器、集中数据库等，典型地是放在控制室或远离更恶劣的工厂环境的其它位置的硬件设备。这些硬件设备运行应用程序，例如可以使操作员执行有关处理的功能，例如改变处理控制例行程序的设置、修改控制器或现场器件内的控制模块的操作、查看处理的当前状态、仿真处理操作用于培训员工或测试处理控制软件、保留和更新配置数据库等。作为一个例子，由Fisher-Rosemount系统股份有限公司销售的DeltaVTM控制系统包括多个应用程序，这些应用程序存储在位于处理工厂内的不同空间的不同器件内，并且由这些器件执行。位于一个或多个操作员工作站中的配置应用程序使用户能够创建或改变处理控制模块，以及经由数据总线将这些处理控制模块下载到专用分布式控制器。配置应用程序也可以允许设计者来创建或改变用户接口，这些用户接口被查看应用程序用来向用户显示数据，以及使用户改变设置，诸如处理控制例行程序内的设置点。每个专用控制器以及在一些情况中的现场器件存储和执行控制器应用程序，该应用程序运行被分配和下载给它的控制模块，以便执行实际的处理控制。可以在一个或多个操作员工作站运行的查看应用程序经数据总线从控制器应用程序接收数据并且向处理控制系统设计者、操作员、或使用用户接口的用户显示该数据，其中用户接口可以提供多种不同视图的任意一种，例如操作员视图、工程师视图、技术人员视图等。数据历史应用程序典型地存储在数据历史器件中并由其执行，该数据历史器件收集和存储通过数据总线提供的一些或全部数据，同时在另一个附加到数据总线的计算机设备中可以运行配置数据库应用程序，以便存储当前处理控制例行程序配置及其相关的数据。可替换地，可以将配置数据库存储在与配置应用程序相同的工作站中。可以在附加到数据总线的个人计算机上运行仿真应用程序，例如由密苏里州圣路易的Don H.Munger公司销售的Mimic应用程序、或由加拿大卡尔加里的Hyprotech公司制造和销售的HYSYS应用程序。这些或其它接口应用程序经由数据总线与控制器应用程序和查看应用程序通信，以便能够测试存储在控制器中的控制模块或用户接口。这些仿真应用程序也使能执行培训和系统检查。在一些情况中，HYSYS应用程序是一种高保真度处理仿真产品，可以与Mimic应用程序被集成到相同的计算机，以便仿真用于设计的检查的处理控制设计的精确定时以及响应。典型地，这些仿真应用程序使用众所周知的诸如OPC接口或PI接口的标准接口与控制器内的控制器应用程序或现场器件进行通信。作为替换，仿真已被人工执行，其中操作员或其它用户利用控制器或现场器件的控制模块内的输入/输出(I/O)功能块的仿真能力，来人工设置由I/O块处理的值和状态变量，以便依次使信息或控制逻辑能够被验证，而不用实际上控制现场器件或使现场器件连接到控制器。在另一种情况下，在控制器或现场器件中可以创建和存储特定的仿真模块，以便通过向实际控制模块提供基于输出块目标的仿真的处理动态而与实际控制模块进行交互。在这些系统中，能够验证在设计、分配和下载控制模块到控制器或现场器件并使用仿真程序测试系统之后，由查看应用程序产生的用户显示中示出的信息正在被控制器正确地进行通信。在建立控制器系统值之前典型地执行使用完全系统硬件用于配置检查和操作员培训，从而，可以完全测试到控制器的物理连接以及控制器与工作站之间的通信。而且，能够检查由配置的模块引入到控制器的性能、存储器要求、以及负载。然而，在多数情况中，期望在处理控制系统已被全部配置和执行和/或尽管处理控制系统正在在线运行之后，仿真处理控制系统或处理控制系统的结点。例如，期望创建一种仿真环境，能够仿真一种完全执行的处理控制系统，用于培训目的，诸如培训新的操作员，或用于测试目的，诸如测试一组新的操作参数来看看在用这些操作参数来运行实际装置之前是否获得了期望的结果。不幸的是，如果在配置完成时没有创建仿真系统，则必须从配置的实际处理中创建配置系统。这尤其意味着操作员或其它人员必须通过对要仿真的每个结点内的每个控制块安装分离的仿真块，来人工地创建仿真系统，以及必须对于被仿真的结点之外的每个块或结点创建I/O块或参考，而不是可通信地连接到那些结点。该操作员也必须配置这些块之间的通信，以仿真在处理工厂内发生的实际通信。因为操作员是按照逐块来人工复制每个结点的，所以所创建的仿真系统可能包括操作员引入的错误，因此不能准确地仿真被配置的工厂。而且，这种处理非常耗时，尤其是在每个结点中具有成百上千的不同块的复杂的工厂中，需要创建成百上千的仿真控制块，有时候需要更多输入/输出块。作为替换，操作员可以将对于结点的每个块配置的软件复制在仿真环境中，例如复制到仿真计算机。然而，在这种情况中，操作员仍然必须人工地创建仿真输入/输出块或参考那些块。如上所述，这种处理仍需要应付操作员引入的错误及时间消耗问题。无论如何，因为上述问题，一个实际操作和配置的装置的仿真系统的创建花费了大量的时间和操作员人力，因此是非常昂贵的，有时候花费了数以百万美元。这些代价阻止了许多工厂对于配置的处理控制系统创建精确的仿真系统，这限制了可以在工厂中提供的培训的数量和质量，以及可被执行的离线测试的数量。另外，在从实际操作系统复制的仿真系统内有许多信号，诸如输入/输出块的状态信号，可导致问题。特别是，当发送通信信号到另一个块时，每个块通常提供一种指示信号的状态的状态信号，例如，好的、坏的、陈旧的等。然而，在从运行的工厂复制的仿真环境中，状态信号将一直是旧的或坏的，因为在工厂内没有真正的设备来发送和更新那个信号。结果，仿真系统在处理坏的状态信号时可能陷入困境，并且不能仿真实际的控制环境或可能发送大量的错误消息给操作员，而使仿真操作员厌烦。而且，还存在这样的情况或时间，即期望抓住或创建正在运行的仿真系统的瞬像(snapshot)，所述瞬像包括所有处理变量的值、设置点和其它处理参数。所仿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得处理控制系统的仿真系统的瞬像的方法，所述处理控制系统包括具有冗余能力的模块，该模块创建将被发送到处理控制系统内的冗余模块的冗余信号，所述方法包括以下步骤：创建仿真系统为多个可通信地互相连接的仿真模块，所述仿真模块对于其参数创 建冗余信号；在仿真系统的运行期间，发送仿真系统内可通信地互相连接的仿真模块的冗余信号，该冗余信号将被存储在仿真计算机中的专用存储器位置中；以及通过下列步骤存储仿真系统在特定时间的瞬像：在所述特定时间暂停仿真系统的运行 ；将专用存储器位置的内容复制到一个瞬像文件中；以及继续所述仿真系统的运行。

【技术特征摘要】
US 2002-10-21 10/274,5621.一种获得处理控制系统的仿真系统的瞬像的方法，所述处理控制系统包括具有冗余能力的模块，该模块创建将被发送到处理控制系统内的冗余模块的冗余信号，所述方法包括以下步骤创建仿真系统为多个可通信地互相连接的仿真模块，所述仿真模块对于其参数创建冗余信号；在仿真系统的运行期间，发送仿真系统内可通信地互相连接的仿真模块的冗余信号，该冗余信号将被存储在仿真计算机中的专用存储器位置中；以及通过下列步...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克尼克松，特伦斯布莱文斯，丹尼斯史蒂文森，迈克尔卢卡斯，
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]