I/O服务器服务与多个容器化的控制器服务交互，每个控制器服务实现相同的控制例程以控制相同工厂的相同部分。I/O服务器服务可向每个容器化的控制器服务提供相同的控制器输入(例如，表示由现场设备所获得的并由现场设备发送到I/O服务器服务的测量结果)。每个容器化的控制器服务执行相同的控制例程以生成控制器输出集合。I/O服务器服务接收每个控制器输出集合，并将“活动的”集合转发给适当的现场设备。I/O服务器服务和其它服务，例如协调器服务，可以连续地评估控制系统中的性能和资源利用，并且可以动态地适当地启动和停用控制器服务。I/O服务器服务可与其它容器化的服务交互，诸如容器化的历史库服务或工作站服务，以促进工厂中的控制。工厂中的控制。工厂中的控制。
【技术实现步骤摘要】
包括与容器化的服务通信的I/O服务器服务的软件定义控制系统
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求享有于2021年6月16日提交的、标题为“Software Defined Process Control System for Industrial Process Plants”的美国申请63/211,535的优先权和权益，该申请在此通过引用全部并入。
[0002]本申请总体上涉及工业过程工厂的工业过程控制系统，并且更具体而言，涉及被软件定义的工业过程控制系统。
技术介绍
[0003]当前的分布式工业过程控制系统，例如那些在化学、石油、工业或其他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分布式工业过程控制系统，通常包括一个或多个过程控制器，这些过程控制器经由物理层通信地耦合到一个或多个现场设备，这些物理层可以是模拟、数字或组合的模拟/数字总线，或者可以包括一个或多个无线通信链路或网络。可以是例如阀、阀定位器、开关和变送器(例如，温度、压力、液位和流率传感器)的现场设备位于工业过程工厂的过程环境(其在本文中可互换地称为工业过程工厂的“现场环境”或“工厂环境”)内，并且通常执行物理过程控制功能，诸如打开或关闭阀、测量过程和/或诸如流量、温度或压力等的环境参数，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(诸如符合众所周知的Fieldbus协议的现场设备)也可以执行控制计算、报警功能和通常在控制器内执行的其他控制功能。，通常位于工厂环境中的过程控制器也可以位于与工厂相关联的后端、受保护的环境中，可以接收指示由现场设备做出的过程测量和/或与现场设备有关的其他信息的信号，并且执行控制例程或应用，所述控制例程或应用运行例如不同控制模块，不同控制模块利用不同控制算法做出过程控制决策、基于所接收的信息生成过程控制信号、并且与在现场设备(诸如和Fieldbus现场设备)中执行的控制模块或块配合。
[0004]其他类型的现场设备可以包括例如光谱测定设备，其可以例如在专业化学和制药过程工厂中用于质量控制和纯度验证。光谱现场设备的示例包括NIR(近红外)、UV
‑
VIS(紫外
‑
可见)和拉曼光谱仪，仅举几个示例。光谱测定现场设备可以由控制器或设备管理器来控制或管理，所述控制器或设备管理器通常指示光谱测定设备何时收集数据、何时传送所收集的数据等。
[0005]设置在现场设备和控制器之间的I/O设备使得能够在它们之间进行通信。例如，过程控制器中的控制模块将控制信号发送到各种不同的输入/输出(I/O)设备，然后这些输入/输出设备通过专用通信线路或链路(通信物理层)将这些控制信号发送到实际的现场设备，从而控制过程工厂或系统的至少一部分的操作，例如，控制在工厂或系统内运行或执行的一个或多个工业过程(例如，物理过程)的至少一部分。在另一个示例中，光谱测定管理器
或控制器将指令传送到各种I/O设备，然后I/O设备经由专用通信线路或链路将指令发送到设置在工业过程工厂中的物理光谱测定设备。响应于该指令，光谱测定设备通过I/O设备经由类似的反向路径将所收集的数据传送到管理器/控制器和/或过程控制系统中的其他接收方设备。通常也位于工厂环境中的I/O设备通常被设置在控制器和一个或多个现场设备之间，并且例如通过将电信号转换为数字值以及将数字值转换为电信号来实现在控制器和一个或多个现场设备之间的通信。提供不同的I/O设备以支持使用不同的专用通信协议的现场设备。更具体而言，在控制器和使用特定通信协议的现场设备中的每一个之间提供不同的I/O设备，以便第一I/O设备用于支持HART现场设备，第二I/O设备用于支持Fieldbus现场设备，第三I/O设备用于支持Profibus现场设备等。现场设备、控制器和I/O设备通常被称为“过程控制设备”，并且通常位于、设置或安装在过程控制系统或工厂的现场环境中。
[0006]更进一步，来自现场设备及其相应控制器的信息通常通过控制器经数据高速通道或通信网络可用于一个或多个其他硬件设备，例如操作员工作站、个人计算机或计算设备、数据历史库、报告生成器、集中式数据库或其他集中式管理计算设备，这些设备通常放置在控制室或远离工厂的较恶劣和/或危险现场环境的其他位置，例如在过程工厂的后端环境中。这些硬件设备中的每一个通常都集中在整个过程工厂或过程工厂的一部分。这些硬件设备运行应用，这些应用可以例如使操作员能够执行关于控制过程和/或操作过程工厂的功能，诸如改变过程控制例程的设置、修改控制器或现场设备内的控制模块的操作、查看过程的当前状态、查看由现场设备和控制器生成的警报、出于培训人员或测试过程控制软件的目的而仿真过程的操作、保持和更新配置数据库等。硬件设备和过程控制器所使用的数据高速通道可以包括有线通信路径、无线通信路径、或有线通信路径和无线通信路径的组合，并且通常使用基于分组的通信协议和非时间敏感通信协议，诸如以太网或IP协议。
[0007]作为示例，由艾默生过程管理公司销售的DeltaV
TM
控制系统包括存储在位于过程工厂内不同位置的不同设备中并由其执行的多个应用。驻留在一个或多个工作站或计算设备中的配置应用，使用户能够创建或改变过程控制模块，并经由数据高速通道将这些过程控制模块下载到专用的分布式控制器。通常，这些控制模块由通信互连的功能块组成，这些功能块可以是面向对象的编程协议中的对象，这些对象基于对其输入来执行控制方案内的功能，并且向控制方案内的其他功能块提供输出。配置应用还可以允许配置工程师创建或改变操作员接口，所述操作员接口由查看应用使用来向操作员显示数据，并使操作员能够改变过程控制例程内的设置(例如设定点)。每个专用控制器以及在一些情况下的一个或多个现场设备，存储并执行相应的控制器应用，该控制器应用运行分配并下载到该控制器应用的控制模块，以实现实际的过程控制功能。可以在一个或多个操作员工作站上(或在与操作员工作站和数据高速通道通信连接的一个或多个远程计算设备上)执行的查看应用，经由数据高速通道从控制器应用接收数据，并使用用户接口向过程控制系统设计者、操作员或用户显示该数据，并且可以提供多个不同视图中的任何视图，例如操作员的视图、工程师的视图、技术人员的视图等。数据历史库应用通常存储在数据历史库设备中并由其执行，该数据历史库设备收集并存储一些或所有通过数据高速通道提供的数据，而配置数据库应用可以在附接到数据高速通道的另一个计算机中运行，以存储当前的过程控制例程配置和与之相关联的数据。可替换地，配置数据库可以位于与配置应用相同的工作站中。
[0008]分布式工业过程控制系统随着时间的推移而发展，已经开发并添加了不同的硬
件、通信和联网技术。因此，当今的过程控制系统通常包括无数不灵活的、以硬件为中心的设备，诸如专用操作员控制台、配置站、特制控制器和I/O卡，仅举几个示例。过程控制系统内的不同类型的硬件设备的这种回转需要多级配置并将底层系统暴露给用户，并且通常转化为初始工程设计工作的成本增加和执行改变管理的成本增加。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于实施与过程控制系统中的容器化的服务交互的I/O服务器服务的方法，所述方法包括：由一个或多个I/O服务器服务将从一个或多个现场设备所接收的一个或多个过程输出发送到多个控制器服务中的每个控制器服务，所述多个控制器服务被配置为接收所述一个或多个过程输出作为控制器输入，每个控制器服务在相应容器中实施，并且所述每个控制器服务执行相同的控制例程来生成控制器输出集合，以经由所述一个或多个现场设备控制所述工业过程的相同的特定部分；在所述一个或多个I/O服务器服务处，接收来自活动的控制器服务的控制器输出集合，所述活动的控制器服务已从所述多个控制器服务中被选择；在所述一个或多个I/O服务器服务处，将所述一个或多个控制器输出发送给一个或多个现场设备，以驱动过程输出，并从而控制所述工业过程的所述特定部分；以及在所述一个或多个I/O服务器服务处，将至少一个控制器输入发送给一个或多个其它服务，或者从所述一个或多个其它服务接收至少一个控制器输出，所述一个或多个其它服务中的每个其它服务在相应容器中实施以促进经由所述一个或多个其它服务所实施的过程控制功能。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个其它服务包括历史库服务，所述历史库服务被配置为存储关于所述过程工厂的操作的历史信息。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个其它服务包括工作站服务，所述工作站服务被配置为经由图形用户界面显示过程控制信息，以监视或控制所述工厂。4.一种过程控制系统，包括：一个或多个现场设备，其被配置用于在过程控制系统中实施以促进对过程工厂处的工业过程的特定部分的控制；以及一个或多个主机，其通信地耦合到所述一个或多个现场设备并且被配置为实施以下服务：(i)多个控制器服务，所述多个控制器服务中的每个控制器服务被配置为接收相同的一个或多个控制器输入，所述每个控制器服务在相应容器中实施，并且所述每个控制器服务执行相同的控制例程来基于所述一个或多个控制器输入生成控制器输出集合，以经由所述一个或多个现场设备控制所述工业过程的相同的特定部分；(ii)一个或多个I/O服务器服务，其被配置为：(a)将来自所述一个或多个现场设备的一个或多个过程输出发送给所述多个控制器服务中的每个控制器服务，以作为一个或多个控制器输入接收，以及(b)将控制器输出集合从所述多个控制器服务中的单个活动的控制器服务发...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。