本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)和工業(yè)自動化。更特別地,本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)的冗余輔助控制器。
背景技術(shù):
在自動化背景中,高級過程控制應(yīng)用是監(jiān)督和調(diào)節(jié)本地控制應(yīng)用的控制應(yīng)用。高級過程控制應(yīng)用由于其高處理要求而存在于遠(yuǎn)程服務(wù)器上并在向本地控制應(yīng)用指派設(shè)置點(diǎn)方面與工廠站點(diǎn)內(nèi)的本地控制應(yīng)用通信。本地控制應(yīng)用將實現(xiàn)(attain)所接收的設(shè)置點(diǎn)作為目標(biāo)。例如,模型預(yù)測控件向工廠級pid控件指派設(shè)置點(diǎn),并且pid控制器將實現(xiàn)那個設(shè)置點(diǎn)作為目標(biāo)。
通常,高級過程控制應(yīng)用涉及使用具有不同的復(fù)雜度級別的模型、控件、優(yōu)化、分析計算等并且經(jīng)常要求專家支持。在將高級應(yīng)用移動到云平臺或遠(yuǎn)程計算平臺時,計算復(fù)雜度和專門知識保持與云平臺在一起,并且僅將最佳設(shè)置點(diǎn)傳送至工廠級本地控制應(yīng)用。如果發(fā)生到云平臺的連通性的故障或者阻止高級過程控制應(yīng)用與本地控制應(yīng)用之間的通信的任何其他問題,則本地控制應(yīng)用保持在先前從高級控制應(yīng)用指派的設(shè)置點(diǎn)處操作。
常規(guī)地,用以處理云平臺與本地控制應(yīng)用之間的連通性的丟失的一個方法——提供具有與高級控制應(yīng)用類似的功能的備份或冗余網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。在檢測到連通性的丟失時,選擇冗余網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)來充當(dāng)高級控制應(yīng)用。在另一方法中,在云平臺和本地控制應(yīng)用之間存在輔助通信信道。在主通信信道故障時通過輔助通信信道來訪問高級控制應(yīng)用。
然而,這些方法涉及相當(dāng)大的成本。因此,存在對于能夠處理在云平臺上的高級控制過程與工廠中存在的本地控制基礎(chǔ)設(shè)施之間的連通性的丟失的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)的需要。
附圖說明
圖1圖示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的用于使用過程工廠中的多個現(xiàn)場設(shè)備來控制過程的系統(tǒng);以及
圖2圖示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的用于使用過程工廠中的多個現(xiàn)場設(shè)備來控制過程的方法。
具體實施方式
在以下詳細(xì)描述中參考附圖,所述附圖形成其一部分并且在所述附圖中通過圖示的方式示出了可以被實施的特定實施例。充分詳細(xì)地描述了這些實施例以使得本領(lǐng)域那些技術(shù)人員能夠?qū)嵤嵤├?,并且要理解的是在不脫離實施例的范圍的情況下可以利用其他實施例并且可以做出邏輯的、機(jī)械的、電的和其他的改變。因此不要在限制性意義上理解以下詳細(xì)描述。
圖1圖示出使用過程工廠150中的(圖1中未示出的)多個現(xiàn)場設(shè)備來控制過程的系統(tǒng)100。所述多個現(xiàn)場設(shè)備包括位于過程工廠的各種區(qū)域中的一個或多個傳感器,用于測量與過程相關(guān)聯(lián)的過程變量。這些過程變量在本文中被稱為經(jīng)測量的過程變量。另外,所述多個現(xiàn)場設(shè)備包括一個或多個致動器,其調(diào)節(jié)與過程相關(guān)的各種物理參數(shù)。
所述多個現(xiàn)場設(shè)備包括傳感器并且現(xiàn)場設(shè)備被可操作地連接到多個對應(yīng)的調(diào)節(jié)控制器160(在圖中被圖示為控制器163和控制器166),從而形成一個或多個控制環(huán)路。調(diào)節(jié)控制器160基于與某些過程變量(在后文中稱為控制變量)相關(guān)的設(shè)置點(diǎn)和來自傳感器的測量結(jié)果來相應(yīng)地調(diào)節(jié)致動器。調(diào)節(jié)控制器160在正常操作模式期間從遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器120接收與所述一個或多個控制變量相關(guān)的設(shè)置點(diǎn)。
遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器120位于過程工廠150外部。遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器120被經(jīng)由通信鏈路155連接到所述多個調(diào)節(jié)控制器160。遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器120接收與一個或多個經(jīng)測量的過程變量相關(guān)聯(lián)的信息,并基于與所述一個或多個經(jīng)測量的過程變量相關(guān)聯(lián)的信息使用遠(yuǎn)程過程模型來生成與一個或多個控制過程變量相關(guān)的一個或多個設(shè)置點(diǎn)。在實施例中,遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器120被作為遠(yuǎn)程計算平臺110上的服務(wù)來托管。
另外,系統(tǒng)100包括本地監(jiān)督控制器130,其通過過程工廠150內(nèi)的控制網(wǎng)絡(luò)的過程總線170連接到所述多個調(diào)節(jié)控制器160。本地監(jiān)督控制器130包括(圖1中未示出的)本地過程模型。通過配置服務(wù)器125來配置本地監(jiān)督控制器130的本地過程模型。在通信鏈路155的中間或暫時故障時,本地監(jiān)督控制器130使用經(jīng)配置的本地過程模型來向所述多個調(diào)節(jié)控制器160提供中間設(shè)置點(diǎn)直到通信鏈路155被恢復(fù)和與遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器120的連接被重建為止。本地監(jiān)督控制器130充當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器120的暫時備用直到通信鏈路155從中間故障恢復(fù)為止。在圖2的描述中進(jìn)一步解釋這些方面。
圖2圖示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的用于使用過程工廠150中的多個現(xiàn)場設(shè)備來控制過程的方法200。
在步驟210處,配置服務(wù)器監(jiān)控與一個或多個經(jīng)測量的過程變量相關(guān)聯(lián)的信息以及與一個或多個控制過程變量相關(guān)的所述一個或多個設(shè)置點(diǎn)的傳輸。
圖2圖示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的在包括對多個設(shè)備(115、117和119)的配置的一個或多個工程活動期間使用操作者輔助工具來幫助第一操作者的方法200。
在步驟210處,配置服務(wù)器125監(jiān)控控制數(shù)據(jù)通過通信鏈路155在遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器120與所述多個控制器160之間的傳輸??刂茢?shù)據(jù)在本文中指與一個或多個經(jīng)測量的過程變量相關(guān)聯(lián)的信息,以及基于與所述一個或多個經(jīng)測量的過程變量相關(guān)聯(lián)的信息使用遠(yuǎn)程過程模型生成的與一個或多個控制過程變量相關(guān)的一個或多個設(shè)置點(diǎn)。
在步驟220處,配置服務(wù)器125基于控制數(shù)據(jù)和預(yù)定相關(guān)函數(shù)來確定所述一個或多個經(jīng)測量的過程變量與所述一個或多個控制過程變量之間的一個或多個函數(shù)相關(guān)。配置服務(wù)器125利用本領(lǐng)域中通常已知的多個統(tǒng)計方法來確定所述一個或多個經(jīng)測量的過程變量與所述一個或多個控制過程變量之間的一個或多個函數(shù)相關(guān)。例如,如果配置服務(wù)器125根據(jù)控制數(shù)據(jù)標(biāo)識出違反經(jīng)測量的過程變量導(dǎo)致與控制過程變量相關(guān)的新的設(shè)置點(diǎn),則配置服務(wù)器125確定在經(jīng)測量的過程變量與控制過程變量之間存在函數(shù)相關(guān)。特別地,使用遠(yuǎn)程監(jiān)督控制器和控制數(shù)據(jù),配置服務(wù)器125標(biāo)識出在某些經(jīng)測量的過程變量違反過程約束時針對其生成新的設(shè)置點(diǎn)的所述一個或多個控制變量。相應(yīng)地,配置服務(wù)器125確定控制變量與經(jīng)測量的變量之間的函數(shù)相關(guān)。
類似地,在實施例中,當(dāng)經(jīng)測量的變量的數(shù)目多于控制變量的數(shù)目或反之亦然時,配置服務(wù)器125確定每個控制變量對經(jīng)測量的變量的重要性。
在步驟230處,配置服務(wù)器125基于所確定的一個或多個函數(shù)相關(guān)來配置本地過程模型。在實施例中,配置服務(wù)器125根據(jù)每個控制過程變量對經(jīng)測量的過程變量的重要性來配置本地過程模型。在步驟240處,在通信鏈路155的中間或暫時故障時,本地監(jiān)督控制器使用所配置的本地過程模型向所述多個控制器160提供與所述一個或多個控制過程變量相關(guān)的一個或多個中間設(shè)置點(diǎn)以用于調(diào)節(jié)所述一個或多個現(xiàn)場設(shè)備。
通信鏈路155在預(yù)定時間段內(nèi)從中間故障恢復(fù)。在實施例中,由過程工廠150的操作者來設(shè)置預(yù)定時間段。在實施例中,如果通信鏈路155未在預(yù)定時間段內(nèi)恢復(fù),則本地監(jiān)督控制器130喚起警報。在實施例中,配置服務(wù)器125保持調(diào)整和更新函數(shù)相關(guān),并相應(yīng)地配置本地監(jiān)督控制器。
本書面描述使用示例來描述包括最佳模式的本文中的主題并且還使得本領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員能夠制造和使用本主題。主題的可取得專利權(quán)的范圍由權(quán)利要求限定并且可以包括本領(lǐng)域那些技術(shù)人員想到的其他示例。如果這樣的其他示例具有不區(qū)別于權(quán)利要求的文字語言的結(jié)構(gòu)元素,或者如果它們包括具有與權(quán)利要求的文字語言的非實質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)元素,則意圖它們處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。