灵活的功能块制造技术

本发明专利技术涉及一种灵活的功能块。通过使用标准功能块和新的灵活功能块的结合提供了一种控制系统体系。灵活功能块减少和/或消除了用户控制软件和用于离散/混合/分批的特殊I/O网关和PLC应用的昂贵和难于维护。用户建构通过输入和输出的数目和类型、以及块算法来建构特定应用的灵活功能块。灵活功能块和网关灵活功能块、以及分布式控制体系内的标准功能块彼此互连和互用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动控制系统体系。更确切地说，本专利技术涉及在U.S.专利号 NO. 6，424，872和U. S.专利申请号09/598，697中描述的扩展自动控制系统体系，以包括新的“灵活的功能快”，该灵活的功能快增加了申请兼容性以包括复杂的离散/混合/分批以及PLC应用。
技术介绍
工厂控制系统已经迅速地从专有的、集中体系转向开放、分散的基于现场总线的体系，诸如来自Fieldbus财团(德克萨斯州的奥斯汀)的F0UNDAT0N 现场总线。 F0UNDAT0N 现场总线指定用于过程控制的较低速现场总线(Hl)，以及用于高性能控制的高速以太网(HSE)现场总线骨干链路，子系统集成，和管理信息系统集成。分别在 NO. 6，424，872专利和09/598，697申请中描述了示意Hl和HSE。由于F0UNDAT0N 现场总线是开放的和可通用的、分布式控制体系，因而来自不同出售商的控制设备能够在Hl或HSE 现场总线上共同使用并且共享控制功能(例如，将控制分配到现场总线设备中)。由于减少或者消除了对集中控制计算机和I/O子系统的需要，因而将控制分配到现场总线设备减少了系统安装成本。由于设备中的功能块提供了更多关于过程测量和设备状态的信息，因而将控制分配到现场总线设备减少了系统操作和维护成本。设备供应商和用户促进了对开放、可共同使用、分布式控制现场总线系统的需求。供应商需要开放和可通用、分布式控制现场总线系统，因为这允许供应商将他们的产品销售给更多的用户，替代仅仅销售给操作特定专用系统。用户需要开放和可通用的、分布式控制现场总线系统以便用户能够从多个供应商中选择最好的控制设备，而不是仅仅为专有系统特定设计的设备。Hl为现场级别控制能力和集成提供开放和可通用解决方案，并且HSE为在非常高性能通信系统上的分布式控制(通常称作现场总线“骨干链路”网络)提供开放和可通用解决方案。HSE控制骨干链路聚集来自较低速控制设备(例如Hl设备和其它控制设备)的信息，HSE控制骨干链路用于管理的和高级的控制应用中。HSE控制骨干链路聚集来自高速控制设备(例如，HSE设备和其它子系统)的数据，并由控制系统计算机提供Hl和HSE控制信息的访问/改变。多数工厂自动应用问题可以使用如在NO. 6，424，872专利中描述的标准功能块来得到解决。NO. 6，424，872功能块具有固定I/O配置和固定控制算法。然而，某种应用需要这样的功能块，其中可以由终端用户来配置输入/输出(I/O)的数目和种类和功能块算法。 这些用户可配置功能快需要更复杂的离散/混合/分批以及PLC应用，其中I/O和算法是特定应用的。在本专利技术之前，没有方法生成离散/混合/分批以及PLC应用所需要的可通用的终端用户可配置块。终端用户不得不开发定制控制软件和特殊I/O网关，这是昂贵和难于维护的。需要的是开放的可通用现场总线，其能够提供在NO. 6，424，872专利和 09/598，697申请中描述的功能块以及终端用户可配置块，从而消除对昂贵和难于维护的定制控制软件和特殊I/O网关的需要。
技术实现思路
在此描述的实施例克服了上述以及其它缺陷等等。实施例满足上述需要。实施例提供了新的和改善的控制系统体系，其提供了新的、终端用户可配置功能块，从而消除对在离散/混合/分批以及PLC应用中的昂贵和难于维护的定制控制软件和特殊I/O网关的需要。在此所描述的实施例一起称作“灵活功能块”(FBB)。例如，通过用于在开放控制系统中操作的装置来达到这些和其它优点，所述装置包括存储器(其包括系统管理数据和灵活功能块)、可操作地连接到存储器的处理器、以及介质连接单元(Medium Attachment Unit)，介质连接单元在处理器和传送介质之间翻译输入消息和输出消息。该系统管理数据包括系统调度，灵活功能块包括终端用户可配置参数和终端用户可配置算法计算机程序，并且处理器基于系统调度执行灵活功能块。例如，也可以通过允许包括多个设备的设备之间的互用性的系统来达到这些和其它优点，至少一个设备包括资源块和灵活功能块和可操作连接到灵活功能块的介质连接单元。资源块唯一地标识各个设备，灵活功能块处理参数以产生输出消息，并且介质连接单元将输入消息从传送介质翻译到灵活功能块并且将输出消息从灵活功能块翻译到传送介质。例如，也可以通过在控制系统中操作的装置来达到这些和其它优点。该装置包括用户层，用户层包括封装的灵活功能块以提供功能性给物理层，物理层将消息从传送介质翻译到用户层适用的格式，并从用户层翻译到用于在传送介质上传送的信号，已经连接到用户层和物理层的通信栈。通信栈包括数据链路层和应用层。数据链路层控制到传送介质上多个消息的传送。应用层允许用户层在传送介质上通信。同样，例如，通过存储器来达到这些和其它优点，所述存储器用于存储数据以便通过在控制系统内设备中操作的应用框架进行访问。存储器包括存储在存储器中的数据结构，数据结构包括资源块，资源块使得设备的硬件特定特征电子地可读，以及封装的灵活功能块，和至少一个转换(transducer)块。灵活功能块包括终端用户配置的程序和参数以及至少一个转换块控制对灵活功能块的访问。附图说明连同附图，根据以下专利技术详细描述的阅读，本专利技术上述目的和优点以及通过其使用可以获得的其它好处和优点，可以变得显而易见。在附图中，参考数字表示系统的相应部分。图1是扩展控制系统的视图概。图2示出与本专利技术通信模型相比的开放系统互连层的通信模型。图3举例说明现场设备的硬件实施例。图4总结由现场总线访问子层提供的虚拟通信关系。图5举例说明经由通信服务互连的两个设备。图6举例说明对象字典。图7举例说明在本专利技术通信模型内的虚拟通信设备。图8举例说明现场设备内的功能块应用结构。图9举例说明在总线上与现场设备互连的外部设备。图10举例说明对象字典目录对象的优选层。图11举例说明单个循环互连的参数的实例。图12举例说明本专利技术优选系统体系。图13举例说明带有用户配置输入、用户配置输出、和用户配置算法的灵活功能块。图14举例说明使用标准和灵活功能块的应用。图15是举例说明使用标准和灵活功能块的应用的实例的框图。具体实施例方式以下描述带有的提高的互用性、改善的开放控制系统，以及改善的分布式控制其提供新的、终端用户可配置功能块(灵活功能块)。控制系统能够支持各种类型的现场设备包括变换器和激励器，或者高速现场设备诸如单元控制、发动机、驱动器和远程输入/输出 (I/O)。灵活功能块使能功能块输入/输出(I/O)的数目和类型，以及可由终端用户配置的功能块算法。以下首先提供控制系统的实施例描述(图1-12)，接着描述灵活功能块(图 13-15)。如图1所示，在控制系统上操组的现场设备一般地分类为连接有效调度器100，连接主设备105，或者基本设备110。如何分类现场设备取决于其控制性能和可靠性。例如， 如果现场设备用作总线120的网络控制器，那么它被分类为链接有效调度器100。如果现场设备能够用作网络控制器或者链接有效调度器但是不假设其具有可靠性，那么它被分类为链接主设备105。基本设备110不能够用作网络控制器。现场设备可以电子地耦合或者通过传送介质120来连接，所述传送介质可以是单独输入和输出导线或者各种总线配置。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于在控制系统中操作的装置，包含：存储器，其存储灵活功能块，所述灵活功能块包括至少一个终端用户可配置参数和至少一个终端用户可配置算法；以及处理器，其可操作地连接到所述存储器，其中所述处理器执行所述灵活功能块。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·格兰泽，S·B·米奇克，W·M·霍金斯，M·冯·乐·叙尔，S·H·塔特西，
申请(专利权)人：菲尔德巴士基金，
类型：发明
国别省市：US