使用模板的系统配置技术方案

技术编号:6334426 阅读:159 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
计算机系统中用于开发过程控制策略的方法包括:提供具有第一多个组件并且与控制操作相关联的模块模板,接收所述模块模板的所述第一多个组件中的一个或多个的选择,基于所述模块模板生成模块实例,包括仅实例化所述第一多个组件中所选择的一个或多个,以及将生成的模块实例与所述过程控制策略相关联。

【技术实现步骤摘要】
专利
本公开通常涉及过程控制系统,并且更具体地说,涉及用于提供这种系统的有效率的配置。技术背景过程控制系统,诸如像化学处理过程、石油处理过程或其它处理过程中使用的那些分布式的或可伸缩的过程控制系统,通常包括一个或多个控制器,其通信地彼此耦合、与至少一个主机或操作员工作站耦合并且经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线与一个或多个现场设备耦合。现场设备,其可为例如阀门、阀门定位器、开关和变送器(例如:温度、压力和流速传感器),执行过程中的功能诸如打开或关闭阀门以及测量过程参数。过程控制器接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或其它关于现场设备的信息,并且使用该信息实施控制例程并随后产生控制信号,这些控制信号通过总线被发送至现场设备以控制过程的操作。通常使得来自于现场设备和控制器的信息可被由操作员工作站执行的一个或多个应用使用,以使操作员能够执行与过程有关的任何期望功能,诸如:查看过程的当前状态、修改过程的操作等。如由总部位于德克萨斯州奥斯汀的Fisher Rosemount Systems公司销售的系统等的一些过程控制系统使用位于控制器和/或现场设备中的功能块或被称作模块的功能块的组以执行控制操作。在这些情况下,控制器或其它设备能够包括和执行一个或多个功能块或模块,它们中的每一个接收来自于其它功能块(在相同设备中或在不同设备中)的输入和/或提供到达其它功能块的输出,并且执行一些过程操作,诸如:测量或检测过程参数、控制设备或执行如比例-微分-积分(PID)控制例程的执行等的控制操作。过程控制系统中的不同的功能块和模块通常被配置为彼此通信(例如通过总线)以形成一个或多个过程控制回路。在一些情况下,功能块可与FoundationTM Fieldbus颁布的标准一致或相似。然而,本文使用的术语“功能块”不局限于DeltaV或Fieldbus协议所识别的功能块,而是包括任何其它类型的块、程序、硬件、固件等,其与任何类型的控制系统和/或通信协议相关联并且能被用于执行某些控制功能。此外,本文使用的术语“功能块”一般可以指封装一个或几个控制功能的功能块、包括一个或多个过程参数的资源块、对应于传感器(例如温度传感器、压力传感器等)、流量计、阀门驱动器等的接口的转换块,或者任何其它类型的块。进一步地,功能块可涉及如离散输入(DI)、离散输出(DO)、模拟输入(AO)、模拟输出(AO)、PID控制、PD控制、PI控制、P控制、控制选择器、偏置/增益站等基本功能块,以及涉及如设定点斜坡发生器、定时器、模拟报警、离散报警、死区时间等高级功能块。更进一步地,本文使用的功能块可为嵌套块,其例如包括几个现场总线功能块,或者甚至一个或几个嵌套块。也应该注意到,虽然功能块通常采取面向对象编程环境中的对象的形式,但是功能块通常能通过在任何适合的软件环境中使用任何期望的数据结构被定义。因此,过程控制器通常被编程为执行不同算法、子例程或控制回路(其均为控制-->例程)以用于为过程定义的或包含在过程中的大量不同回路中的每一个,诸如流量控制回路、温度控制回路、压力控制回路等。如上所述,每个这样的控制回路包括一个或多个输入块,诸如模拟输入(AI)功能块、如比例-积分-微分(PID)或模糊逻辑控制功能块等单输出控制块和如模拟输出(AO)功能块等输出块。控制例程和执行这些例程的功能块被依照大量控制技术配置,该控制技术包括:PID控制、模糊逻辑控制和例如史密斯预估器或模型预测控制(MPC)等基于模型的技术。在基于模型的控制技术中,在例程中使用以用于确定闭环控制响应的参数是基于对用作过程的输入的受控或测得的干扰改变的动态过程响应。过程对过程输入改变的这种响应的表示可被表征为过程模型。例如,一阶参数化的过程模型可指定过程的增益、死区时间和时间常数的值。在典型的工厂中,工程师可通过使用运行在操作员工作站上的配置系统限定和配置过程控制策略。一些配置系统可包括库来存储如功能块或模块(通常是由大量功能块组成)等控制元件,这使得工程师能够根据特定应用选择和生成所选择的控制元件的实例。配置系统也可允许工程师修改以在例如通过将控制元件下载至控制器或可编程现场设备将实例应用于过程控制环境以前改变所选择的控制元件的生成的实例。例如,DeltaV系统中的模板库存储实现基本测量和控制功能的各种模块模板。DeltaV中的模板能够是自主式的或基于类的(即被链接至从类模板实例化的实例并且能够将类模板中的改变传送至实例)。工程师通常将使用一个或几个模块模板作为定义和配置相应过程控制方案的起始点。然而,因为对模块模板的典型的修改牵涉大量的工程工作量并且需要某些检入、检出和文件程序,所以使用模板库工作可能是费时的。为了简化配置过程控制系统的任务,EmersonTM过程管理开发了一系列全面的可重复使用的模块模板和模块类,其被称作项目构造库(PBL)。通常,PBL中的模块模板实现可应用于特定模块的配置选项和方案的最广泛的预期范围。对PBL做出贡献的工程师是根据如ISAS88.0、IEC 61508、IEC 61131-3等国际标准建立的并且结合了来自许多小时的应用和项目工程的经验和最佳实践。通过使用PBL,工程师能够选择模块模板、修改模块参数的值以启用和配置期望特征并且禁用对特定应用不必要的特征。例如,某一模板可允许某一功能块的8个可能的输入,并且可相应地包括与这8个输入相应的8个输入块。仅需要这些输入中的一个的用户可通过给相应的参数分配“假”值的方式而实际上禁用这8个输入中的7个。因此,典型的PBL模板包括比为了相似目的而定义的DeltaV库模块更多的特征。例如,用于连续控制的PBL模板可包括相应的DeltaV模板的所有特征以及与设备仲裁、对具有启用/禁用能力和先出检测的四个跟踪输入的支持、具有启用/禁用能力和操作员访问的有条件警报、用于设置RCAS_IN和ROUT_IN通道的状态的控制、可选地阻止操作员访问模块的锁模、失效参数等有关的额外特征。总之,PBL模块模板可能包括工程师可能需要用于特定项目的模块的所有功能,并且为了使用该模块,工程师通常仅必须改变模块参数的一些或所有值。虽然PBL能够大大地简化配置过程控制的过程,但遗憾的是PBL模块模板需要相对大量的控制器内存。具体地说,因为工程师通过修改模块参数的方式定制模块模板,所以无论特定功能块在该实例中是否是操作的,每个实例继承父模块模板的所有功能块以及相关联的参数。此外,PBL模板并不总是提供“所见即所得”用户体验,因为每个模块实例保留-->了相应PBL模块模板的整个功能,并且工程师必须检查很多参数以确定哪些功能块和参数是实际使用的。
技术实现思路
过程控制配置中使用的模块模板包括一个或几个可选择的组件诸如逻辑块或功能块和过程参数。当设计过程控制方案时,操作员可选择用于特定应用的模块模板、选择模块模板中的期望组件并创建仅包含所选组件的模块实例。因此,操作者可定制模块实例的结构和与模块实例的组件对应的参数。在一些实施方式中,模块模板附加地包括一个或几个非可选组件,并且通过使用该模块模板创建的每个模块实例相应地包括非可选组件中的每一个,而不管模块实例的可选配置和用户选择的可选组件。可选地,模块实例也包括父模板识别器以识别本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种在计算机系统中用于开发过程工厂的过程控制策略的过程控制配置方法,包括:在所述计算机系统的用户界面上提供模块模板,所述模块模板具有多个组件,其中所述多个组件包括多个至少部分互连的逻辑块和与之相关联的多重参数以用于执行所述过程工厂中的过程控制操作;经由所述用户界面接收所述模块模板的所述多个组件中的一个或多个的选择,以定义一组所选择的一个或多个组件和一组未选择的零个或更多个组件;基于所述计算机系统上的所述模块模板生成模块实例,包括实例化所述模块实例以包括所述一组所选择的一个或多个组件并且不包括所述一组未选择的零个或更多个组件;以及将所生成的模块实例与所述过程控制策略相关联,包括根据所生成的模块实例生成能在处理器上执行的一组指令,所述指令用于在所述过程工厂中操作的物理设备中使用。

【技术特征摘要】
US 2009-8-11 12/539,3991.一种在计算机系统中用于开发过程工厂的过程控制策略的过程控制配置方法,包括:在所述计算机系统的用户界面上提供模块模板,所述模块模板具有多个组件,其中所述多个组件包括多个至少部分互连的逻辑块和与之相关联的多重参数以用于执行所述过程工厂中的过程控制操作;经由所述用户界面接收所述模块模板的所述多个组件中的一个或多个的选择,以定义一组所选择的一个或多个组件和一组未选择的零个或更多个组件;基于所述计算机系统上的所述模块模板生成模块实例,包括实例化所述模块实例以包括所述一组所选择的一个或多个组件并且不包括所述一组未选择的零个或更多个组件;以及将所生成的模块实例与所述过程控制策略相关联,包括根据所生成的模块实例生成能在处理器上执行的一组指令,所述指令用于在所述过程工厂中操作的物理设备中使用。2.根据权利要求1所述的方法,还包括:在用户界面上显示所生成的模块实例的图形表示,包括显示与所述一组所选择的一个或多个组件相对应的显示元件并且不显示与所述一组未选择的零个或更多个组件相对应的显示元件。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述多个组件是第一多个组件;其中所述模块模板还具有第二多个组件;并且其中生成所述模块实例还包括:无条件地在所生成的模块实例中包括所述第二多个组件中的每一个。4.根据权利要求1所述的方法,还包括:提供具有多个模块模板的模板库;以及其中提供所述模块模板包括响应于对所述多个模块模板中的一个的选择而提供所述模块模板。5.根据权利要求1所述的方法,其中提供所述模块模板包括显示对话屏幕,所述对话屏幕列出了所述多个组件并且具有用于所述多个组件中的每一个的相应的选择控制。6.根据权利要求5所述的方法,其中所述对话屏幕包括电子表格,所述电子表格具有定义所述电子表格的一组单元的多个行和多重列,其中所述多个行或所述多重列中的一个指定将基于所述模块模板被生成的多个实例,并且所述多个行或所述多重列中的另一个指定所述多个组件,以使所述一组单元中的每一个对应于所述多个实例中的相应的一个实例和多个组件中的相应的一个组件。7.根据权利要求1所述的方法,其中所述模块模板指定多种类型,来自所述一组所选择的一个或多个组件中的某一组件能够与所述多种类型关联;所述方法还包括:接收对所述某一组件的类型选择,其中所述类型选择识别所述多种类型中的一个;并且其中生成所述模块实例还包括根据所述类型选择实例化所述某一组件。8.根据权利要求7所述的方法,其中所述多种类型对应于多个协议、多个警报能力或多个包含反馈选项和前馈选项的信号选项中的至少一个。9.根据权利要求7所述的方法,还包括:接收对所生成的模块实例的修改请求,其中所述修改请求指定所述某一组件和来自所述多种类型的新类型;以及根据所述修改请求更新所生成的模块实例,包括将所述某一组件与所述新类型相关联。10.根据权利要求1所述的方法,还包括:提供用户界面以定义所述模块模板;提供控件以将所述多个组件中的每一个与可选的属性相关联,以指定所述多个组件中的每一个的在所述生成的模块实例中的可选的存在。11.根据权利要求1所述的方法,其中基于所述模块模板生成所述模块实例还包括将选项选择属性与所述模块实例相关联,其中所述选项选择属性识别所述多个组件中的每一个并且指定所识别的组件是否被包含在所生成的模块实例中。12.根据权利要求11所述的方法,其中所述选项选择属性是位掩码。13.根据权利要求1所述的方法,还包括提供用于修改所述模块实例的界面,包括根据所述一组所选择的一个或多个组件限制对所述模块实例的修改。14.根据权利要求1所述的方法,其中所述选择是第一选择,所述一组所选择的一个或多个组件是第一组所选择的一个或多个组件,所述一组未选择的零个或更多个组件是第一组未选择的零个或更多个组件,并且所述模块实例是第一模块实例;所述方法还包括:接收所述模块模板的多个组件的一个或多个的第二选择,以定义第二组所选择的一个或多个组件以及第二组未选择的零个或更多个组件;以及基于所述模块模板生成第二模块实例;包括实例化所述第二模块实例以包括所述第二组所选择的一个或多个组件并且不包含所述第二组未选择的零个或更多个组件;其中所述第一模块实例包括未包含在所述第二模块实例中的至少一个组件。15.根据权利要求1所述的方法,还包括:接收与所述模块模板相关联的模块实例识别请求;识别与所述过程控制策略相关联并且基于所述模块模板的每个模块实例;以及将描述至少每个被识别的模块实例的标识的信息显示在交互式的用户界面上。16.根据权利要求15所述的方法,还包括:接收与所述一组所选择的一个或多个可选组件中的一个相关联的修改请求;对于每个所识别的模块实例,自动地将所述修改请求应用于所述一组所选择的一个或多个可选组件中的所述一个。17.根据权利要求1所述的方法,其中生成所述模块实例还包括允许收集与所述一组所选择的一个或多个组件相关联的历史数据。18.根据权利要求1所述的方法,其中生成所述模块实例还包括将所述模块与dynamo脚本相关联,其中所述dynamo脚本与至少所述一组所选择的一个或多个组件相对应。19.一种计算机系统中用于开发在配置过程工厂的过程控制策略中使用的模块模板的过程控制配置方法,其中所述模块模板作为数据被存储在计算机可读介质上;所述方法包括:在与所述计算机系统相关联的交互式用户界面上提供所述模块模板的表示,其中所述模块模板具有用于执行过程控制操作的多个组件;经由所述交互式用户界面接收请求以将所述多个组件中的一个与可选属性相关联,从而定义可选的组件;以及将所述可选的组件与所述模块模板相关联;其中所述模块模板是可执行的以将至少一个模块实例生成为能由所述过程工厂中一个或多个物理设备执行的一组指令,以使所述至少一个模块实例基于用户输入有条件地包括或排除所述可选的组件。20.根据权利要求19所述的方法,其中提供所述模块模板的表示包括:在用户界面屏幕上提供多个结构组件,其中所述多个结构组件中的每一个与预定义功能相关联;接收所述多个结构组件中的两个或多个的选择;接收描述所述多个结构组件中的所选择的两个或多个之间的交互的组件交互信息;接收与所述多个结构组件的所选择的两个或多个相关联的一组参数;以及将所述多个结构组件的所选择的两个或多个、所述组件交互信息和所述一组参数与所述模块模板相关联。21.根据权利要求19所述的方法,其中接收所述请求包括接收第一请求,并且所述可选的组件是第一可选组件;所述方法还包括:接收第二请求以将所述多个组件中的另一个与所述可选属性相关联,以...

【专利技术属性】
技术研发人员:TL布勒文斯JM卢卡斯MJ尼克松SC吉尔伯特AT恩弗
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:US[美国]

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