用于过程控制系统的定制功能块技术方案

一种在过程控制系统内使用功能块的方法，该方法包括：从过程控制系统的用户那里接收功能块信息；确定该功能块信息是否有效；响应于对功能块信息是否有效的判定，来生成安全信息；将所生成的安全信息与功能块关联；以及，如果功能块信息有效，则将所生成的安全信息发送给用户。功能块可以被用来将一项新的功能并入过程控制应用，或经由功能块所执行的数据映射功能将过程控制应用外部的一个数据源与该过程控制应用进行有效的集成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及过程控制系统，尤其涉及使过程控制系统的用户或操作者能够创建定制功能块的一种系统和技术，定制功能块用于执行过程控制系统中的控制活动。
技术介绍
现代的过程控制系统通常是基于微处理器的分布式控制系统(DCS)。传统的DCS配置包括由数据总线(例如，以太网)连接到一个或多个控制器的一个或多个用户界面设备(例如，工作站)。这些控制器的物理位置一般接近一个受控过程，并且与定位于整个过程中的许多电子监控设备和现场设备(例如，电子传感器、发送器、电流-压力变换器、阀定位器等)相连接。在传统的DCS中，通过在每个控制器内提供一个控制算法来分配控制任务。控制器独立执行控制算法，以控制被耦合到控制器的现场设备。这种控制任务的非集中化使整个系统更加灵活。例如，如果用户想要将一个新的过程或过程的一个新的部分加入DCS，则用户可以加入与合适的传感器、致动器等相连接的一个额外的控制器(具有一个合适的控制算法)。或者，例如，如果用户想要修改一个现存的过程，则可以经由数据总线将新的控制参数或控制算法从用户界面下载到一个合适的控制器。为了提供改进的模块性和制造商之间的相容性，过程控制制造商最近已进一步向过程内的控制分散迈进。最近采用的这些方法基于能够相互进行通信的智能现场设备和/或使用开放协议(例如，HART、PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net、CAN和Fieldbus这些协议)的控制器。这些智能现场设备本质上是基于微处理器的设备(例如，传感器、致动器等)，在一些情况下，这些设备和Fieldbus设备一样也执行传统上由DCS控制器执行的控制回路功能。由于一些智能现场设备提供控制能力并使用开放协议进行通信，因此，各个制造商所生产的现场设备能够在共同的数字数据总线上彼此进行通信，并能够在无须传统的DCS控制器的介入下互动操作，来执行控制回路。众所周知，例如，过程控制系统控制器和智能现场设备(比如Fieldbus设备)可以包括执行多项控制功能或一项控制功能的一些部分的一个或多个功能块。例如，这些功能块可以执行模拟输入功能、模拟输出功能、比例积分微分(PID)控制功能或任何其他所需的控制功能。功能块可能以通信联络的方式与控制器或智能现场设备内的其他功能块相连接，也可能与其他控制器或智能现场设备内的功能块相连接，以执行任何所需的控制功能。例如，可以使用模拟输入块来经由流动传感器监控液体流动，PID块可以处理由模拟输入块提供的一个液体流动值，以便经由模拟输出块将响应的信号提供给调制阀塞位置的致动器。这样，这些功能块可以通信联络的方式相互连接，以形成控制通过阀的液体流动的一个基于PID的控制回路。过程控制制造商或提供者通常为系统用户提供一个或多个标准库，这些标准库包括各种不同的预定义功能块。通常，可以按系统用户的指示来选择预定义功能块并将它们彼此结合，以实现总体过程控制方案。一些过程控制制造商还提供使用户能够可视化各个功能块之间的逻辑关系的图解用户界面，尤其在过程控制方案复杂的情况下，这大大促进了总体过程控制方案的创建。一旦用户已通过选择将要执行哪些功能块和定义所选择的功能块之间的逻辑关系来创建总体过程控制方案，就可以在过程控制系统内例示这些功能块中的一个或多个功能块，以执行总体过程控制方案。由于通常在被分布于整个过程控制系统中的控制器和/或智能现场设备内例示预定义功能块，因此，可以按相对较高的速度用同步的方式来执行预定义功能块。如果过程控制方案要求执行标准功能块库中的、控制系统制造商或提供者还没有提供的一项特殊的功能、应用或算法，系统用户通常会创建和例示执行那项特殊的功能、应用或算法的一个独立的程序。在实践中，该独立的程序通常在工作站或某个其他的计算机系统内被创建和例示，例如，这个工作站或某个其他的计算机系统经由通信网络(例如，局域网)以通信方式被耦合到被分布于整个过程控制系统中的控制器和其他设备。结果，执行特殊功能、应用或算法的独立程序与总体过程控制方案的集成要求独立的程序经由通信网络与总体控制程序的其他部分进行通信。由于工作站与控制器或以通信方式被耦合到局域网的某个其他的过程控制系统设备之间的通信通常是基于系统用户不知道的专用消息格式或协议，因此，加剧了将执行特殊功能、应用或算法的特殊用户创建或定义的过程与总体过程控制方案进行集成的困难。为了减缓这个集成的困难，一些过程控制制造商可以允许其控制过程与使用(例如)基于共同数据语言(例如，用于过程控制的OLE(OPC))的通信的其他过程或系统之间进行通信。例如，共同数据语言(例如，OPC)通常基于可扩展的标记语言(例如，XML)或使系统用户能够采用某种模式或格式的封装来自其特殊创建或定制过程(执行一项特殊的功能、应用或算法)的信息或消息的类似语言，该模式或格式可以由执行总体过程控制方案的系统来加以解释。同样，用户定义的定制过程可以利用有关模式的知识来解释并处理从过程控制系统接收的信息或消息，它们已使用可扩展的标记语言被加以封装或格式化。采用这种方法，过程控制制造商或提供者可以使用户能够集成其他的系统和过程，用户可以执行其中的一些系统和过程，以执行一项特殊的功能、应用或算法，而无须揭示在执行工作站或其他计算机系统与被分布于整个过程控制系统中的控制器之间的通信过程中所用的专用消息格式或协议。用于能使用户定义的过程或系统或某个其他的过程或系统与总体过程控制系统进行集成或使其进行通信的已知技术通常不允许用户定义的过程与过程控制系统内的控制器和/或智能现场设备之间直接进行通信。相反，这些已知的技术(其中的一些技术基于XML)要求用户定义的过程或系统经由工作站或其他计算机系统(经由通信网络被耦合到控制器和其他设备)与控制器和/或智能现场设备进行通信。遗憾的是，经由通信网络(例如，LAN)的通信的速度相对较慢，尤其跟控制器与智能现场设备之间进行的通信相比，更是如此。此外，使用可扩展的标记语言或类似语言来促成过程控制系统内的控制器和其他设备与用户定义的过程或系统之间的信息交换，这产生了额外的通信费用。这种额外的通信费用还表现了可以在用户定义的过程或系统与过程控制系统控制器和/或其他设备之间传达信息或消息的有效速度。必须在用户定义的过程与过程控制系统所执行的总体过程控制例行程序之间传达信息的另一个缺点是用户定义的过程或系统所提供或使用的信息或消息通常不与控制器和/或被连接到控制器的智能现场所执行的活动同步。这样，在大多数(如果不是所有的话)过程控制系统中，经由以通信方式将工作站耦合到控制器的通信网络而进行的通信具有相对较低的数据吞吐量，并且不跟控制器与现场设备之间所进行的通信同步。对于一些应用而言，如果不能通过(例如)加快两个系统之间的信息交换和使两个系统之间同步化来将特定的用户定义的过程或系统与总体过程控制系统的操作进行更紧密的集成或耦合，那么，用户定义的过程或系统的实施可能会变得不切实际或(在某些情况下)行不通。
技术实现思路
本专利技术提供一种在过程控制系统内使用功能块的方法，其特征在于该方法包括从过程控制系统的用户那里接收功能块信息；确定该功能块信息是否有效；响应于对功能块信息是否有效的判定，来生成安全信息；将所生成的安全信息与功能块关联；以及，如果功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在过程控制系统内使用功能块的方法，其特征在于，该方法包括：从过程控制系统的用户那里接收功能块信息；确定该功能块信息是否有效；响应于对功能块信息是否有效的判定，来生成安全信息；将所生成的安全信息与功能块关联 ；以及，如果功能块信息有效，则将所生成的安全信息发送给用户。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ尼克森，K毕欧格特，B海博，TL布莱文斯，DL史蒂文森，
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]