具有自我恢复的现场设备制造技术

一种现场设备，包括控制器和过程通信模块。控制器被配置为执行与过程控制有关的至少一个操作，并且还被配置为执行与现场设备有关的至少一个自我恢复操作。过程通信模块耦合到控制器，并且被配置为耦合到过程通信段并根据过程通信协议来通信。控制器被配置为检测错误状况，并且响应于检测到的错误状况来选择性地应用所述至少一个自我恢复操作。应用所述至少一个自我恢复操作。应用所述至少一个自我恢复操作。

【技术实现步骤摘要】
具有自我恢复的现场设备
[0001]本申请是申请号为PCT/IN2014/000638的PCT国际申请(申请日为2014年9月30日)的中国国家阶段申请CN201480065025.8(专利技术名称为“具有自我恢复的现场设备”)的分案申请。


[0002]本申请涉及过程控制领域，具体地涉及具有自我恢复的现场设备。

技术介绍

[0003](例如在化学、石油或其它过程中使用的)过程控制系统通常包括集中式过程控制器，该集中式过程控制器经由模拟总线、数字总线或者组合的模拟/数字总线通信耦合到至少一个主机或操作者工作站并且耦合到一个或多个现场设备。现场设备(其可以是例如阀门、阀门定位器、开关以及变送器(例如温度、压力和流率传感器))执行过程中的功能(例如开启或关闭阀门以及测量过程参数)。过程控制器接收指示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它信息，使用该信息来实现控制例程，并然后产生在总线上向现场设备发送以控制过程的操作的控制信号。来自现场设备和控制器的信息通常可以被由操作者工作站执行的一个或多个应用使用，以使操作者执行与过程有关的任何期望的功能，例如查看过程的当前状态，修改过程的操作等。
[0004]在过去，传统现场设备被用于经由模拟总线或模拟线路来向过程控制器发送模拟(例如4至20mA)信号并且从过程控制器接收模拟信号。这些4至20mA信号实际上受到限制，因为它们指示设备进行的测量，或者是控制器产生的对设备的操作进行控制所需要的控制信号。然而，最近，智能现场设备(包含微处理器或类似的组件的现场设备)在过程控制工业中已经变得流行。除了执行过程中的主要功能以外，智能现场设备存储与设备有关的数据，与控制器和/或其它设备以数字格式或组合的数字和模拟格式来通信，并且执行次级任务，例如自我校准、识别、诊断等。已经开发出了多个标准和开放通信协议(例如，高速通道可寻址远程传感器FOUNDATIONTM现场总线、CAN协议)以能够在相同的过程控制网络中一起使用由不同制造者制造的智能现场设备。
[0005]一个额外的过程通信协议是由现场总线基金会颁布的、被称作FOUNDATION
TM
总线的全数字双线总线协议(下文中被称作“现场总线”)。现场总线协议使用位于不同现场设备的功能块以执行在集中式控制器中之前执行的控制操作。具体地，每个现场总线现场设备能够包括并且执行一个或多个功能块，该一个或多个功能块中的每个功能块从其它功能块(在同一个现场设备中或在不同的现场设备中)接收输入并且/或者向其它功能块提供输出，并且执行一些过程控制操作，例如测量或检测过程参数，控制设备或执行控制操作，例如实现比例
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积分
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微分(PID)控制例程。过程控制系统中的不同的功能块被配置为(在总线上)相互通信以形成一个或多个过程控制环路。
[0006]随着智能现场设备的出现，能够迅速诊断并校正在过程控制系统中发生的问题比以往变得更加重要，因为未能成功检测和校正较差地执行的环路和设备导致过程的次优的
性能，这就所生产的产品的质量和数量二者而言可能是代价昂贵的。
[0007]虽然智能现场设备提供的改进已经显著地提高了过程控制，当这样的现场设备或过程控制环路或段发生错误或需要修理时，其重新配置、问题原因的识别和解决方案可能是耗时的。当现场设备遭受错误情况，过程控制操作者通常必须派遣工人/机械师前往现场设备的物理位置(其可能与控制位置相距上百或甚至上千米远)，并且识别现场设备的合适的恢复方法。在一些实例中，过程控制操作者甚至可能需要呼叫现场设备的制造商，以接收对识别问题和/或实现合适的恢复方法的支持。因此，在现场设备中发生的简单地错误状况仍然可以消耗大量的过程控制操作者和/或机械师时间来修正。

技术实现思路

[0008]一种现场设备，包括控制器和过程通信模块。控制器被配置为执行与过程控制有关的至少一个操作，并且还被配置为执行与现场设备有关的至少一个自我恢复操作。过程通信模块耦合到控制器，并且被配置为耦合到过程通信段并根据过程通信协议来通信。控制器被配置为检测错误状况，并且响应于检测到的错误状况来选择性地应用所述至少一个自我恢复操作。
附图说明
[0009]图1是本专利技术的实施例能够应用的过程控制和监视系统的概略视图。
[0010]图2A是通过主机与操作者交互以便执行传统的错误恢复方法的现场设备的概略视图。
[0011]图2B是示出了通过主机与现场设备交互以便实现参照图2A说明的错误恢复方法的操作者的活动示意图。
[0012]图3A是与执行根据本专利技术的实施例的自我错误恢复方法的现场设备交互的操作者的概略视图。
[0013]图3B是根据本专利技术的实施例的与执行参照图3A说明的自我恢复方法的现场设备交互的操作者的活动示意图。
[0014]图4是根据本专利技术的实施例的具有被配置为执行一个或多个自我恢复操作的控制器的现场设备的框图。
[0015]图5是根据本专利技术的实施例的用于现场设备执行自我恢复的方法的流程图。
具体实施方式
[0016]现在参照图1，过程控制系统10包括过程控制器12，该过程控制器经由输入/输出(I/0)卡26和28连接到具有显示屏14的主机工作站或计算机13(其可以是任何类型的个人计算机或工作站)并且连接到现场设备15
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22。控制器12(通过示例的方式，可以是由Emerson Process Management提供的DeltaV
TM
控制器)经由例如以太网连接通信连接到主机计算机13，并且使用与现场总线协议或者任何其它合适的过程通信协议相关联的任何期望的硬件和软件来通信连接到现场设备15
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22。控制器12实现或监督存储在其中或以其他方式与其相关联的过程控制例程，并且与设备15
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22和主机电脑13通信以按照任意期望的方式来控制过程。
[0017]现场设备15
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22可以是任意类型的设备，例如传感器、阀门、发射机、定位器等，而I/O卡26和28可以是符合现场总线协议或任意其它合适的过程通信协议的任意类型的I/O设备。在图1中示出的实施例中，现场设备15
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22是使用现场总线协议通信在数字总线上向I/O卡28通信的智能现场设备，例如现场总线现场设备。一般来说，现场总线协议是向将现场设备相互连接的双线环路或总线提供标准化物理接口的全数字、串联、双向通信协议。实际上，现场总线协议为过程中的现场设备提供局域网，这可以使这些现场设备能够(使用功能块，例如PID、控制选择器等)在过程设施所分布的位置处执行过程控制功能，并且能够在执行这些过程控制功能之前和之后相互通信以实现总的控制策略。现场总线协议在本领域是已知的，并且在公开、发布的多个文章、小册子和规范中详细描述，上述内容和其它内容可以从总部设在德克萨斯州奥斯汀的非营利组织“现场总线基金会”得到。因此，将不在本文中详细描述现场总线通信协议的大多数细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种现场设备，包括：控制器，所述控制器被配置为执行与过程控制有关的至少一个操作，所述控制器还被配置为执行存储在所述现场设备中的与所述现场设备有关的至少一个自我恢复操作；过程通信模块，所述过程通信模块耦合到所述控制器，并且被配置为耦合到过程通信段并根据过程通信协议来通信；以及其中，所述控制器被配置为响应于检测到的与所述现场设备有关的错误状况来生成通知；其中，所述控制器被配置为：如果所述控制器从操作者接收到自我恢复授权，则选择性地对所述现场设备执行所述至少一个自我恢复操作；其中，所述控制器被配置为：通过所述过程通信模块报告恢复结果，所述恢复结果指示所述至少一个自我恢复操作是否成功；以及其中，所述自我恢复操作被实现为所述现场设备中的功能块。2.根据权利要求1所述的现场设备，还包括非易失性存储器，所述非易失性存储器耦合到所述控制器，并且存储定义所述至少一个自我恢复操作的数据。3.根据权利要求2所述的现场设备，其中，所述数据存储在所述现场设备的设备描述中。4.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述过程通信模块被配置为根据现场总线过程通信协议来通信。5.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述过程通信模块被配置为根据Profibus过程通信模块来通信。6.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉杰什布汉，
申请(专利权)人：爱默生过程管理电力和水力解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：