CN105589439A - 过程控制系统和配置系统 - Google Patents

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张恩耀
村田秀树
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阿瑟利森·奥迪罗·纳瓦罗
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Abstract

一种用于被配置为执行过程控制的过程控制系统的配置系统，该配置系统包括但不限于：a)编辑器，被配置为执行定义模块和应用模块中的一个的生成和更新中的至少一种，其中定义模块和应用模块的集合包括针对工业工厂的一部分的控制逻辑和设计数据。该编辑器包括但不限于：a-1)定义模块生成器，被配置为基于定义模块设计数据生成或更新定义模块控制逻辑和应用模块控制逻辑中的一个。该编辑器由一个或多个处理器来实现。

Description

过程控制系统和配置系统
技术领域
本发明的公开内容涉及用于工业工厂的工业自动化的领域。具体地，本发明涉及用于工业工厂的过程控制系统的配置。
背景技术
图1A示出了用于石油、钢铁和化学过程工业的工业工厂的过程控制系统100。在工业工厂中，诸如传感器102和阀装置、致动器104的现场装置测量或控制过程，诸如由工厂设备执行的流体过程。传感器102的示例是流量计、温度指示器，阀装置104是流量控制阀和开/关阀，致动器104是风扇和电动机。现场装置102、104连接至现场网络106。现场装置102、104通过输入-输出(I/O)单元连接至在控制网络110中的各控制器108。基于来自传感器102的测量结果，控制器108执行用于生成用以控制致动器的信号的计算。控制器108中的每个控制逻辑封装在一个功能块中。功能块被定义为接收或生成针对每个现场装置所定义的输入参数、输出参数，并且包括用以计算参数的算法。参数包括过程变量和在功能块中生成的调整参数。过程变量是存在对其的测量的变量，诸如温度、压力、力、馈电信号、流速、化学成分、重量、位置和速度。调整参数是在控制器中应用于控制过程的变量。控制逻辑是控制器108的算法。
控制网络110中的人机界面(HMI)终端112与功能块交换数据并且将信息提供给操作者以操作过程控制系统100。过程控制系统100针对诸如设备和现场装置的部分而基于所交换的数据管理并(从功能块)发布命令。所发布的命令基于在工程工具120中根据作为工业工厂的规范的设计数据而准备和修改的控制逻辑。控制逻辑被转换为二进制控制数据以在控制器和HMI终端中执行。操作者通过在控制器和HMI终端中应用二进制控制数据来控制和操作工业工厂。HMI终端112的屏幕定义由工程工具120准备。功能块基于来自传感器的测量结果和二进制控制数据来执行计算以生成用于致动器的信号。操作者在过程调整期间设置调整参数的设计值。
图1B示出了用于设置或配置过程控制系统100的工程工具120。用户使用工程工具120中的编辑器122来针对工业工厂的设计数据的任何改变而准备和修改控制逻辑。改变的示例是为不同的过程或者该过程的不同原材料设置不同的现场装置参数值。不同的过程针对不同产品或者同一产品的不同等级。所准备和修改的控制逻辑被存储为序列化的控制数据124。序列化的控制数据124由转换器126读取。转换器126根据序列化的控制数据124生成二进制控制数据128，该二进制控制数据128是二进制格式的控制数据。二进制控制数据128存储在数据库130中。二进制控制数据128被发送至过程控制系统100以在HMI终端112和控制器108中执行。
在工业工厂中，存在针对参数的许多数据文件和数据集合。当相关的数据集合是不同类型或来源时，这些参数具有复杂的数据关系。一个示例是与控制器有关的功能块中的参数。该参数在功能块中被定义为第一类型而当在警报管理系统中时被定义为第二类型。第一类型和第二类型的定义是不同的。当改变设计数据中的参数或参数关系时，识别要在用于过程控制系统100的控制逻辑中更新的对应参数是繁重的。
如图1C所示，使用与工程工具分开且不同的工具来手动地准备针对工业工厂的文档，诸如指令手册、控制逻辑定义和规范。单独地准备从控制逻辑到控制数据的针对过程工厂的文档。
由于手动地准备文档，因此确保文档与用于工业工厂的控制逻辑或控制数据一致是繁重且耗时的。在石油过程工厂的示例中，诸如石油的原材料的成分取决于原产国。因此，需要针对每个不同的成分改变过程工厂的过程控制系统中的控制逻辑。单独手动地准备针对不同成分的原材料的不同控制逻辑的文档。该准备是繁重的且耗时的。
文档由作为工程工具或过程控制系统的客户或供应商的用户准备。由于不同的用户不同地准备并修改控制逻辑，因此必须由同一用户准备或更新文档。这对于其他用户是不便且麻烦的。
另外，控制逻辑由于工业工厂中的连续操作改进而连续地改变。在理想状况下，针对控制逻辑的每次改变来更新文档。然而，实际上，每当控制逻辑改变时就更新文档在逻辑上是具有挑战性的。因此，通常不更新文档。在一些情况下，用户整理控制逻辑的改变以定期地更新文档。由于文档编制是手动过程，因此错误和疏忽在准备或更新文档期间是普遍发生的。定期更新可能引起更多不准确。这导致控制逻辑与文档之间的不一致性。当文档缺乏准确性时，文档不是对于过程工厂的可靠文档编制。
在典型的工业工厂中，规范文档包括上千页。手动地更新这样巨大的文档是繁重且耗时的。为了确保文档与控制逻辑一致，手动过程需要很多额外的人力、时间和成本。这增加了维护和更新过程控制系统的成本。除了维护和更新控制逻辑的成本外，当需要改变过程控制系统时，需要额外的成本来确保文档编制与控制逻辑一致。在过程工业的成本竞争环境中，拖延或完全避免维持文档编制的成本。在这些状况下，文档因缺乏更新而过时。需要改进文档的准备和更新。
工业工厂被设计并构建成持续30年以上的时间。在典型的大型工业工厂中，过程控制系统控制多于10000台现场装置。在过程控制系统中存在许多复杂且先进的功能。对于具有许多复杂且先进的功能的工业工厂，需要许多用户在一起工作以维持或更新工厂控制系统的控制逻辑。在工厂运营的数年内这些用户可能已更换。现有的用户不得不更新他们对控制逻辑的理解，并且新的用户必须找出并理解控制逻辑，以便对控制逻辑做出改变。一种理解控制逻辑的方式来自文档。无法从文档了解文档何时由于以上说明的原因而与控制逻辑不一致。
存在准备过程控制系统的许多工程任务。一项工程任务是生成控制逻辑或文档的方法。对所生成的控制逻辑执行测试以确保控制逻辑正确。由于控制逻辑包括每个控制器108所特有的数据，因此重复地执行控制逻辑的工程任务、设计、生成和测试。这需要很多努力和时间来为工业工厂准备过程控制系统100。
不同用户不同地执行工程任务。当做维护的用户不同于先前用户时，需要来自该用户的更多努力。存在改善并标准化工程任务的质量的需求。这是为了改善理解过程工厂的过程控制系统的便利性。
用户必须花费额外的人力和时间来对控制逻辑进行解释并且使用不同类型的文档(诸如具有所有修订改变的规范文档)进行验证。这导致了维护过程控制系统的附加成本。
需要通过减少所涉及的人力、时间和成本来提高准备、修改和维护过程控制系统及其文档化的效率。另外，需要提高控制逻辑和文档化的一致性。必须存在能够有效地实现连续维护和操作改进的机构。
发明内容
一种用于被配置为执行过程控制的过程控制系统的配置系统，该配置系统包括但不限于：a)编辑器，被配置为执行定义模块和应用模块中的一个的生成和更新中的至少一种，其中定义模块和应用模块的集合包括针对工业工厂的一部分的控制逻辑和设计数据。该编辑器包括但不限于：a-1)定义模块生成器，被配置为基于定义模块设计数据生成或更新定义模块控制逻辑和应用模块控制逻辑中的一个。该编辑器由一个或多个处理器来实现。
附图说明
图1A是现有技术中的过程控制配置系统。
图1B是现有技术中的工程工具的示图。
图1C示出了现有技术中的准备工厂文档的手动工作流程。
图2A是示例过程控制的管道和仪表示意图。
图2B和图2C是根据本发明的一些实施例的将控制逻辑分配给各控制器的示例。
图3A、图3B、图3C示出了根据本发明的一些实施例的定义模块。
图4A示出了示例编辑器400。
图4B示出了所生成的定义模块与应用模块之间的链接以及所定义的应用模块与控制器之间的链接的示例。
图5示出了根据一些实施例的本发明的示例框图。
图6A、图6B、图6C、图6D是根据本发明的一些实施例的工作流程。
图7A是根据本发明的一些实施例的模块生成器的示例显示屏幕。
图7B是根据本发明的一些实施例的用以显示所生成的链接的示例显示屏幕。
图7C是根据本发明的一些实施例的用于文档布局配置器的示例显示屏幕。
图7D是根据一些实施例的工厂文档的示例内容表。
图8A是根据本发明的一些实施例的编辑器的工作流程。
图8B是根据本发明的一些实施例的海量编辑器(masseditor)的工作流程。
图9是根据本发明的一些实施例的过程控制配置系统。
图10是过程控制配置系统的框图。
具体实施方式
过程控制系统
图2A是用于工业工厂230(未示出)中的设备210的示例过程控制系统200的示图。在该示例中，设备210是原油炉。过程控制系统200具有用以控制设备210的不同部分的部分220、222、224、226、228。部分220、222、224、226、228中的每一个均包括多个子部分。在该示例中，部分220具有多个子部分、现场装置202、204和控制逻辑206。在用于控制工业工厂230中的过程232(未示出)的控制器212(在图9中示出)中执行控制逻辑206。在该示例中，控制逻辑206用于根据用于工业工厂230的设计数据234(未示出)来控制现场装置202、204。
在该示例中，现场装置202是传感器、将输入参数发送至控制器212的输入装置。控制器212具有第一功能块205和第二功能块207这两个功能块中的控制逻辑206。功能块205、207是控制器212中用于处理控制逻辑206的软件部件。在第二功能块207中处理输入参数之前在第一功能块205中处理该输入参数以生成输出参数。然后，控制器212将输出参数从第二功能块207传送至现场装置204(在该示例中其是作为阀的致动器的输出装置)。在该示例中，现场装置202、204连接至诸如输入-输出(I/O)卡或模块的硬件接口部件，该硬件接口部件接着连接至控制器中的第一功能块205和第二功能块207。
根据本发明的一些实施例，用于工业工厂230的过程控制系统200由用于相同类型或不同类型的设备210的多个过程控制系统200组成。
过程控制系统200包括多个处理器和多个HMI终端218(未示出)。每个HMI终端218由HMI屏幕217(未示出)和输入装置组成。HMI屏幕217显示部分220并相应地显示子部分(即现场装置202、204)。根据本发明的一些实施例，HMI屏幕217显示所有部分220、222、224、226、228及其子部分(即现场装置202、204、控制逻辑206)。
过程232包括但不限于设备210中的过程以及每个部分220、222、224、226、228中的过程。可选地，设备210是由部分220、222、224、226、228组成的部分。在该可选方式中，设备210中的过程由部分220、222、224、226、228的过程组成。
部分
在短语“工业工厂中的部分”的上下文中的术语“部分”意味着“不是全部”，而是构成工业工厂的一个零件(piece)。在短语“作为工业工厂的一部分的过程控制目标”的上下文中的术语“部分”是指经受由过程控制系统执行的过程控制的目标。“部分”或“过程控制目标”可以仅仅是硬件，仅仅是软件或者两者的组合。“部分”或“过程控制目标”的一些说明性示例可以包括但不限于现场装置、功能块、连接器、控制器、HMI屏幕。术语“与部分相关的数据”是指与上述的部分或“过程控制目标”相关的数据。如果“部分”是“现场装置”，则与部分相关的数据是指与现场装置相关的数据集合。
对于被视为整体的工业工厂230，整个工业工厂230的分割部分被称为部分。在本发明中，部分是工业工厂230的部件或区域。部件包括但不限于诸如传感器和致动器的现场装置202、204、控制逻辑206、控制器212以及设备210。根据本发明的一些实施例，控制器212包括功能块205、207、在相关功能块205、207之间的连接器209。当部件由其他部件组成时，部分由多个子部分组成。例如，部分220是由诸如功能块205、207和用于功能块205、207的连接器209的非常基本块组成的组件。
通常，工业工厂230实际上被划分成不同区域进行管理。例如，区域是用于特定过程的一组部件或者物理位置中的一组部件。该区域进一步被划分成单元格，为了容易识别、引用或配置，称为单元。
对于视为整体的图形用户接口，用于配置要在HMI屏幕上示出的图形用户接口的部件称为部分。例如，部分是诸如数字数据部分、条形图部分、文本部分、图像部分的数据访问部分。在另一示例中，部分是诸如标记部分和链接部分的非数据访问部分。
根据本发明的一些实施例，部分包括至少一个输入参数和一个输出参数。根据本发明的一些实施例，输入参数或输出参数之一是固定的且无法操纵。
过程控制系统元素是指过程控制系统的一部分而不是全部。
设计数据
作为工业工厂230的设计规范的设计数据234包括过程控制系统200针对过程232的配置的数据。设计数据234包括部件(诸如，现场装置202、204、控制逻辑206、设备210、控制器212、功能块205、207、连接器209)的数据以及每个部件所特有的数据。
定义模块
过程控制系统200及其配置系统包括多个硬件部件和软件部件。定义模块300是存在于存储器上的附加软件部件。定义模块300适于用在过程控制系统200中。定义模块300适于用在在根据本发明的一些实施例的过程控制系统200的配置系统中。可选地，作为定义模块300的实例的应用模块440是存储器上的软件部件。应用模块400是过程控制系统200和过程控制系统200的配置系统中的至少一个的软件部件。
图3A示出了根据本发明的一些实施例的定义模块300。定义模块300被定义为表征工业工厂230中的过程控制系统200的部分220。
可选地，图3B还示出了分别用于子部分、现场装置202、204和控制逻辑206的定义模块302、304、306。在该可选方式中，根据本发明的一些实施例，定义模块300由定义模块302、304、306组成。定义模块306是为控制逻辑206定义的。控制逻辑206由功能块205、207以及功能块205、207之间的连接部209组成。根据本发明的一些实施例，功能块205、207进一步在独立的定义模块中定义。
图3C示出了根据本发明的一些实施例的定义模块300。定义模块300包括属性文件310、控制逻辑定义文件320和数据定义文件330之一。根据本发明的一些实施例，定义模块300还包括多个控制逻辑定义文件320、多个数据定义文件330。根据本发明的一些实施例，每种类型的多个文件(即，控制逻辑定义文件320和数据定义文件330)存储在独立的定义文件中。
基于与部分220相关的设计数据234来配置定义模块300。定义模块300可重新用于相同或不同的工业工厂230中的类似部分222、224、226、228。这减少了不必要的用于为不同部分222、224、226、228定义类似的定义模块的重复任务。
根据本发明的一些实施例，定义模块300是基于部分的类型来配置的。在示例中，基于通用设计数据234为通用部分配置定义模块300。不具有限制的通用设计数据234独立于过程控制系统200。然后通过利用针对部分220的设计数据234更新定义模块300来为部分220定义该定义模块300。示例是利用针对部分220的设计数据234来例示定义模块300。
有利地，利用通用设计数据234来生成定义模块300并稍后利用实际设计数据234来更新定义模块300。这改善了过程控制系统200的配置的便利性。
属性文件
属性文件310包括定义模块300的模块属性。属性文件310用于搜索和识别定义模块300的用户和用法。属性的示例是对于定义模块300而言唯一的标识符、修改定义模块300所需的访问许可、利于定义模块300的外部搜索的至少一个关键字以及用作指示最近更新或安排下一次维护的参考的最后修改日期。
添加到定义模块300的属性文件310中的附加属性包括与部分220相关的信息。添加到属性文件310的信息的示例是用于操作以及监视部分220的HMI终端218的HMI屏幕217设置、控制逻辑信息(诸如，部分220的源代码、版本、大小、时间戳、固件版本、设置、修订历史、物理位置)、网络信息(诸如，部分220的介质、速度、硬件和软件接口设置、外部连接终端、固件信息)、部分220的逻辑和物理连接信息、部分220使用的模拟模型、工厂信息(诸如，部分220的管道和仪器示图的版本编号、过程流程图)。
根据本发明的一些实施例，存在用于定义模块300的多个属性文件310。多个属性文件310中的每一个针对不同属性以在修改部分220时改善准备定义模块300的便利性。
在一个示例中，HMI屏幕217显示在针对部分220以及相应地针对子部分现场装置202的一个或多个HMI终端218上。当HMI屏幕217随着部分220的过程条件或用户偏好而变化时，在HMI终端218上显示多个HMI屏幕217。针对HMI屏幕217的每次变化的每个HMI屏幕217设置在单独的属性文件310中。这改善了确定HMI屏幕217是否与部分220的过程条件或用户偏好相关的便利性。
控制逻辑定义文件
控制逻辑定义文件320包括针对部分220的控制逻辑定义322、警报定义326中的一个。控制逻辑定义322由作为针对输入-输出(I/O)信号的过程算法的控制逻辑206组成。来自现场装置202的输入信号被定义为应用于针对控制逻辑206的控制逻辑定义322，其被定义为生成至现场装置204的输出信号。I/O信号的示例是过程变量，诸如从传感器202接收到的值以及传送至控制阀204的值。过程变量是存在对其的测量的变量，诸如温度、压力、馈电信号、流速、化学成分、重量、位置和速度。
当控制逻辑206从外部源可获得或者引入时，附加的控制逻辑定义322包括在控制逻辑定义文件320中。这对于包括被引入至定义模块300的任何格式的控制逻辑定义322是便利的。
根据一些实施例，控制逻辑定义文件320包括针对部分220的警报定义文件326。类似地，警报定义326由对于来自子部分(即，现场装置202、204)的输入-输出(I/O)信号的警报控制逻辑或算法组成。例如，基于来自现场装置202的输入信号或者至现场装置204的输出信号(诸如，在预定义范围之外的I/O信号)来启动警报。进一步改进定义模块300以提供警报管理功能而不使用另一警报通知工具。与使用单独的独立警报管理工具相比，配置并维护具有警报管理功能的过程控制系统200的资源进一步改进了与设计数据234的一致性。
除了控制逻辑定义322外，在控制逻辑定义文件320中定义了针对子部分(即，现场装置202、204)的参数设置324(未示出)值，以及在警报定义文件中定义了警报设置325(未示出)值。参数设置324值包括但不限于标签名称、标签注释、范围。
调整参数
控制逻辑定义322中的过程算法还包括调整参数。调整参数是在控制逻辑206中为了控制过程232而生成并应用的变量。使用具有用于控制逻辑的以下通用算法的比例-积分-微分(PID)控制器的示例：
u ( t ) = K p e ( t ) + K t ∫ 0 t e ( τ ) d x + K a d d t e ( t )
其中，
Kp:比例增益，调整参数
Ki：积分增益，调整参数
Kd：微分增益，调整参数
e:误差＝设置点-过程变量
t：时间或瞬时时间(当前)
：积分的变量，取从时间0到当前t的值
在上述用于PID控制器的控制逻辑中，KpKi、Kd是调整参数的示例。过程控制系统领域的技术人员应理解，存在正处理控制逻辑的功能块中所生成的其他调整参数。
调整参数包括警报设置点。警报设置点是在警报定义326中为了在过程控制系统200中进行警报管理而定义的调整参数。
调整参数的示例使用是为了在第一次使用定义模块300时调整过程232。在控制逻辑206的功能块205、207中生成调整参数，即功能块数据项。因而，调整参数仅在过程控制系统200操作时可用。当第一次调整需要调整参数时，使用默认值或用户输入值。
在配置定义模块300期间，在针对部分220的控制逻辑206中定义固定值以实现所需的特定功能。根据本发明的一些实施例，固定值是设计值、初始值或用户定义值。固定值的示例使用是在过程控制系统200的运行时间(执行)期间。在控制逻辑206的调整阶段期间分配固定值。
在过程控制系统200操作期间，取回在功能块中生成的当前值以与固定值进行比较。该比较用于监控或控制过程232。这在向定义模块300提供调整参数(即，固定值)时提高了用户在操作和设置过程控制系统200期间的效率。不需要依赖用户的经验或者查找固定值的参考源。另外，当确定当前值是用于调整控制逻辑206的优选值时，将在功能块中所生成的当前值存储作为更新后的固定值。
诸如生成管理器500的转换器工具对定义模块300中的控制逻辑定义322进行转换以控制程序或控制数据510。控制数据510被传送至或加载至过程控制系统200中的控制器212,并且对于不同的过程232或工业工厂230而言是不同的。控制器212执行控制数据510，以读取用以控制工业工厂230的定义。
在一个示例中，针对部分220配置控制逻辑定义文件320。用于控制器212的控制逻辑206封装在功能块205、207中。控制器212读取控制数据510中的控制逻辑206，识别输入过程变量，执行功能块205、207中的算法以生成输出过程变量，并且识别输出过程变量的目的地。目的地的示例是另一控制器、现场装置。在一些示例中，控制逻辑206接收输入参数(诸如，来自现场装置202的过程变量或者来自HMI终端218的用户输入)以应用于用于处理的过程算法并且生成输出参数以控制现场装置204。在一些示例中，控制逻辑206具有预定义的输入参数。现场装置204的行为取决于输入参数和过程算法。
具有针对部分220、222、224、226、228所配置的控制逻辑206的定义模块300独立于物理绑定或者针对部分220、222、224、226、228的控制逻辑206向控制器212的分配。为了说明，使用图2B和图2C中的示例，在定义模块300中被标识为“FCS0101”的控制器212中定义部分220、222、224、226、228的控制逻辑206。在图2B中的第一分配中，部分220、222、224、226、228的控制逻辑206被分配给控制器212“FCS0101”。在图2C中的可选的第二分配中，部分220、222、224的控制逻辑206被分配给第一控制器212“FCS0101”，部分226、228的控制逻辑206被分配给第二控制器213(未示出)“FCS0102”。部分220、222、224、226、228中的控制逻辑206对于两种类型的分配都是有效的。
根据本发明的一些实施例，控制逻辑定义文件320包括以下中的任一个：针对部分220、子部分(即，现场装置202，204)、控制逻辑206的控制逻辑定义322、警报定义326、参数设置324和警报设置325。在包括诸如路由器、集线器或交换机的网络装置208(未示出)的部分220的示例性实施例中，包括针对网络装置208的控制逻辑定义322、警报定义326、参数设置324或警报设置325。
典型的工业工厂230包括由不同供应商提供的现场装置202、204。以供应商特定格式为部分220和子部分(即，现场装置202、204)准备控制逻辑定义322、警报定义326。可选地，基于工业标准来以通用格式准备控制逻辑定义322。
根据本发明的一些实施例，当控制逻辑定义文件320是文件夹时，控制逻辑定义文件320参考定义模块330中的用于存储上述内容的位置。
数据定义文件
数据定义文件330存储与针对部分220的控制逻辑定义322有关的设计数据234。当更新设计数据234时更新控制逻辑定义322。这确保了针对过程232所执行的控制数据510与设计数据234一致。
规则定义文件
根据本发明的一些实施例，数据定义文件330包括规则定义328文件。规则定义328应用于更新或改变部分220或其他部分(即，现场装置202、204)的参数设置324值。根据所参考的与设计数据234有关的数据的改变来改变控制逻辑定义322中的参数设置324值。所参考的数据是特定设备、过程或产品所特有的、用户配置的且可编辑的数据，诸如来自客户、供应商。所参考的数据是针对现场装置的或者控制逻辑定义322、警报定义326中的配置或设置数据。
当满足条件时，规则定义328包括用于将所参考的数据中的参数设置为控制逻辑参数的至少一个条件或一个动作。规定的示例是：当在所参考的数据中对于现场装置的对应配置“config_value”设置为“1”时，对于现场装置的控制逻辑参数“param01”设置为“5”。
根据本发明的一些实施例，所参考的数据是在数据源中。术语“数据源”是指存储在被配置为存储那些非暂态数据的存储器或存储装置中的一个或多个数据集合、储存库或数据库。根据本发明的一些实施例，数据源是诸如存储器或存储装置的硬件与一个或多个数据集合(诸如，储存库或数据库)的组合。数据源的示例是存储在与定义模块300相同或不同的存储器中的文件结构中的输入-输出(I/O)列表。I/O列表的示例包括所有现场装置202、204及其属性和参数。当参数改变时，定期地更新I/O列表。规则定义328更新定义模块300中的参数改变。
编辑规则定义328文件的访问权限被限制于有经验的用户或被授权的用户，诸如定义模块300的开发者或设计者。其他用户有查看和使用规则定义328的访问权限。这是为了最小化为部分220所定义的控制逻辑定义322与为部分220所设计的设计数据234之间的误差或不一致性。根据本发明的一些实施例，规则定义328文件在控制逻辑定义文件320中。这改进了当规则定义328的文件在控制逻辑定义文件320中时设置在无权编辑的情况下查看和使用规则定义328的文件的访问权限的便利性。
规则定义328解释并提供设计数据234中的参数的复杂关系。当规则定义328包括在定义模块300中时，提高了定义模块300与设计数据234的一致性。
根据本发明的一些实施例，规则定义328文件包括多个规则定义328。根据本发明的一些实施例，规则定义328包括用户针对每个控制逻辑定义或参数选定或取消选定规则定义328的选项属性。规则定义328还包括针对规则定义328而定义优先级序列的等级属性。这还提高了与设计数据234的一致性。
与在对象中包括控制逻辑与外部规则数据库的链接的传统系统相比，包括在定义模块300中的规则定义328更加方便和高效。另外，与必须保持链接和外部规则数据库两者以确保与设计数据234的一致性的传统系统相比，改进了复杂参数关系的维持和可见性。
文档定义文件331
根据本发明的一些实施例，数据定义文件330包括存储文档数据332的文档定义文件331(未示出)。文档数据332包括生成工厂文档530所需的设计数据234。在用于部分220、子部分(即，现场装置202、204、控制逻辑206、功能块205、207、连接器209、网络装置208)中的直接设置或配置的实现(诸如，参数设置324、警报设置325)期间，不使用文档数据332。根据本发明的一些实施例，文档数据332包括用于定义模块300的测试过程或测试数据。文档数据332用于生成工厂文档530，诸如工业工厂230的规范、指令手册、控制逻辑定义322的规范、警报定义326的规范以及与工业工厂230有关的任何这样的文档。文档数据332包括但不限于测量功能数据、HMI屏幕217的实际图像或代表图像、部分220、子部分(即，现场装置202、204、控制逻辑206、网络装置208)的实际图像或代表图像以及任意其他信息。其他信息包括作为工业工厂230或控制逻辑定义322的说明或图示的文本文件或者视频。
在过程控制系统200中，将根据文档定义文件331生成的工厂文档530更新为与控制逻辑定义322一致，这是因为这些定义基于相同来源，即设计数据234。
根据本发明的一些实施例，存在针对定义模块300的多个文档定义文件331。多个文档定义文件331中的每一个针对一个不同类型的文档数据332。例如，当在定义模块300中存在多个控制逻辑定义322、多个警报定义326、多个规则定义328时，为每个控制逻辑定义322、警报定义326、规则定义328单独地准备每个文档定义文件331。当在多个文档文件331中准备了不同类型的文档数据332时，这改进了准备工厂文档530的便利性。另外，这改进了维护文档文件331的便利性。
根据本发明的一些实施例，每个文档定义文件331由诸如布局文件334、段落文件336、章节文件338的文档文件组成。布局文件334定义用于生成特定工厂文档530的文档数据332的布置和管理。段落文件336是通过为每个数据部分或该数据部分的叙述准备一个段落来对文档数据332的管理。例如，文档数据332的一个段落存储在一个文本文件中。相应地，当存在不止一个段落文件336时，布局文件334定义多个段落文件336的布局。根据本发明的一些实施例，在一个叙述文档文件中合并布局文件334和文档文件336。然而，当以单独的文档文件管理布局文件334和段落文件336时，改进了管理和使用的便利性。
章节文件338是针对章节、子章节或作为章节、子章节的集合的篇章而以文本或图像对文档数据332的定义。
另外，根据本发明的一些实施例，文档数据332包括附件。附件的示例是用于生成工厂文档530或者包括有控制数据510的文档或数据。由于文档数据332由文本和图像组成，因此附件单独地或统一地存储在附件文件340中。当要附上不止一个这种文件时，附件文件340包括文档文件、附件列表文件342以管理在定义模块300中的工厂文档530中使用或附上的多个附件。在附件列表文件342中列出了多个要附上的这种文件。
基于可利用的各类型的文档数据332，构造或配置文档定义文件331、附件文件340以改进管理用于生成工厂文档530的文档数据332的便利性和效率。当设计文档332布置在所构造的文档定义文件331、附件文件340中时，不同的用户可以更新文档数据332并生成任意类型的工厂文档530。
根据本发明的一些实施例，当文档定义文件331是文件夹时，文档定义文件331参考定义模块330中存储上述内容的位置。
储存库
在针对相同部分220或不同部分222、224、226、228进行配置以便取回从而再利用或更新之后，定义模块300、控制逻辑定义文件320、警报定义326的文件、数据定义文件330、规则定义328的文件、文档定义文件331存储在储存库1300中。储存库1300与用于定义模块330的编辑器工具在同一计算机上。根据本发明的一些实施例，储存库1300位于诸如独立的服务器、计算云的可靠位置上。这使得更多用户可安全地利用储存库1300。用户访问储存库1300。这减少了针对不同部分222、224、226、228定义类似控制逻辑212不需要的重复任务。在针对设备210的定义模块300中仅进行一次定义控制逻辑212的任务，而不是五次。
储存库1300包括用以管理储存库1300中的内容的储存库工具。储存库工具具有将全局属性分配给诸如全局标识符和修订编号的内容的分配功能，特别是分配给定义模块300和应用模块440。定义模块300和应用模块440包括用以当已许可使用模块时向用户分配许可标记的分配功能的许可标记属性。
储存库工具包括用于管理储存库中的内容的内部数据。内部数据包括用户信息，诸如浏览、搜索、上传、下载和生成报告、许可内容、文件、索引浏览和搜索的搜索功能的访问权限。内部数据包括内容的使用信息，诸如使用统计、使用历史(例如，最后的用户，最后的下载)。
基于诸如修订编号的全局属性以及诸如用户许可内容的内部数据，储存库工具包括当全局属性改变时向用户发送通知的通知功能。在一个示例中，当可获得新的修订时，通知功能向被许可用户发送更新后的内容。
基于全局属性和内部数据，诸如储存库1300的客户的用户可以进行浏览以识别用于配置或设置过程控制系统200的有用内容。
当上传内容以便多个用户可访问时，使准备储存库1300中的内容的累积技能及经验的利用最大化。当用户从储存库1300下载内容时，使用以准备或修改过程控制系统200的资源最小化。
实现的构思
在使用面向对象编程构思的编辑器工具400中实现本发明。定义模块300在其是基本模块时是父类别(parentclass)。当子定义模块继承父定义模块300时，子定义模块是子类别。父类别的改变在子类别中自动更新。因而，由于子定义模块自动更新，因此当改变父定义模块300时，子定义模块不需要对应的手动更新。
由于部分222、224、226、228类似于部分220，因此将定义模块300应用于部分222、224、226、228。从图2A可见，由于部分220、222、224、226、228具有2个输入，因此同一定义模块300应用于部分220、222、224、226、228。另外，为设备210准备了定义模块301(未示出)。根据本发明的一些实施例，定义模块301由五个定义模块300组成。当定义模块300还包括针对子部分202、204、206的定义模块302、304、306时，定义模块301具有多个嵌套级别。
根据本发明的一些实施例，应用模块440是针对部分220的定义模块300的实例。当基于设计数据234或数据源向定义模块300分配特定参数时，生成或实例化应用模块440。相应地，应用模块442、444、446、448是针对各个部分222、224、226、228的实例。根据本发明的一些实施例，应用模块440是实例化的对象。
使用示例来说明，定义模块300具有诸如通用控制逻辑的通用信息。在该示例中，通过包括实例化期间的特定值，通用控制逻辑可以用于任何控制逻辑。具有通用控制逻辑的定义模块类似于模板。应用模块440是实例化的定义模块300，其意味着应用模块440中的控制逻辑具有特定值。由于应用模块440具有特定值，因此应用模块440不再是模板。应用模块440中的控制逻辑针对特定部分，而不针对通用部分。已基于数据定义文件330中所定义的数据来更新应用模块440的控制逻辑中的参数或数据。在应用模块440中，数据定义文件330与定义模块300中的数据定义文件相同。
有利地，根据本发明的一些实施例，本发明仅需要配置一个定义模块300，而不是用于设备210的五个定义模块。因而，定义模块300也被其它类似部分再利用。这提高了在准备、维护和更新用于包括部分220、222、224、226、228的设备210的定义模块300期间的效率。
当在定义模块300中更新设计数据234的参数改变时，更新所有应用模块440、442、444、446、448。利用本发明提高了过程控制系统200的配置和设置的效率。
编辑器工具400
图4A示出了图9中的过程控制配置系统900中的示例性编辑器工具400，以及图5示出了被配置用于过程控制系统200的编辑器工具400的示例性框图。编辑器工具400用于基于过程控制系统200的对于工业工厂230、过程232或设备210的设计规范234来准备、维持和修改定义模块300。所准备的定义模块300存储在数据库430的模块库432中。根据本发明的一些实施例，数据库430与编辑器工具400分开。在一些实施例中，编辑器工具400被配置为与包括数据库430的储存库1300进行通信。
计算控制部件410
编辑器工具400包括计算控制部件410。根据本发明的一些实施例，计算控制部件410存在于系统1000的处理器1100中。计算控制部件410控制编辑器工具400中的所有其他部件以操纵定义模块300和应用模块440。操作包括用以生成应用模块440的定义模块300的准备、维护、修改和实例化以及应用模块440的修改。
模块生成部件412
编辑器工具400包括模块生成部件412。模块生成部件412被配置为执行下述一种或多种功能。图6A是针对用以生成应用模块440的功能的工作流程610。在S612中，模块生成部件412取回存储在模块库432中的定义模块300。
在S614中，模块生成部件412读取诸如从输入装置1200接收到的用户输入或输入信号的输入。根据本发明的一些实施例，该输入是数据源。定义模块300中的规则定义328基于设计数据234将数据源参数定义为输入。
在S616中，模块生成部件412基于输入和定义模块300来生成或更新定义模块300。根据本发明的一些实施例，模块生成部件412生成或实例化应用模块440。
图7A示出了编辑器工具400中所生成的定义模块300的示例性显示屏幕450。定义模块300及其控制逻辑定义文件320、文档定义文件331、附件文件340显示在模块库窗口452中。根据本发明的一些实施例，属性文件310显示在同一模块库窗口452中或分开的模块属性文件窗口454中。使用已知的控制逻辑编辑器或控制逻辑图构建器来在控制逻辑编辑器窗口456中对用于定义模块300的控制逻辑定义322进行编辑。控制逻辑定义322包括部分220和子部分202、204、206。在部分属性窗口458中列出针对部分220和子部分202、204、206中的每一个的固定的属性以及作为这些属性的变量的参数。在部分属性窗口45中所显示的属性的示例是标识符或“标签名称”、“类型”、“规则”、“标签注释”。对于每个属性，为了进行选择而提供参数的默认值或列表，为了有效性而检验用户输入，或者为了适当地选择而提供复选框。
模块库窗口452、模块属性文件窗口454、控制逻辑编辑器窗口456以及部分属性窗口458是显示屏幕450上的分离区域。为了便于查看和使用，这些窗口以平铺显示布置。
应用模块440等同于面向对象编程时的实例。在面向对象编程时，通过对应用或使用类别模块中的实际值的类别模块进行实例化来生成实例。在本发明中，实际值基于从输入装置1200接收到的用户输入或输入信号。
模块生成部件412生成所需数量的应用模块。在针对设备210的示例中，针对控制设备210的部分220、222、224、226、228生成或实例化所需数量的应用模块440、442、444、446、448。
模块生成部件412针对设备210的每种不同状态来准备或生成新的定义模块300。对于该功能，模块生成部件412以新的定义模块300作为开始。新的定义模块300具有属性文件310中的预定义的默认属性而不具有控制逻辑定义文件320、文档定义文件331中的信息。例如，对于设备210类型、部分220类型、子部分206类型、功能类型、制造商类型或制造商-功能类型的混合，存在不同类型的定义模块300。列出了不同类型的定义模块300以在准备新的定义模块300的方法中进行选择。该选择包括准备新类型的定义模块300的选项。这基于以从输入装置1200接收到的用户输入或输入信号的形式的用户指令。
模块生成部件412针对设备210的每种不同状况来修改应用模块440。更新属性文件310中的相关字段以识别修改后的应用模块440。这基于以从输入装置1200接收到的用户输入或输入信号的形式的用户指令。
在S618中，模块生成部件412将所生成的、实例化的或修改后的应用模块440、以及所生成的定义模块300存储在数据库430中。数据库430与编辑器工具400建立在同一或不同的存储器存储介质中。
激活模块生成部件412以基于诸如输入或调度的预定义规则来执行所配置的功能。预定义输入的示例是使用输入装置1200来激活模块生成部件412的用户输入。
根据本发明的一些实施例，模块库432具有多个定义模块300。该多个定义模块300以层级树结构显示在模块库窗口452中。这使得能够容易导航以定位期望的定义模块300从而进行查看或编辑。
链接生成部件414
编辑器工具400包括链接生成部件414。链接生成部件414被配置为执行下述一种或多种功能。
图6B是根据本发明的一些实施例的链接生成部件414执行的功能的工作流程620。在S622中，链接生成部件414从数据库430取回每个定义模块300。在S624中，针对每个定义模块300，链接生成部件414识别部分220、子部分202、204、206、控制逻辑定义322、与定义模块300有关的应用模块440。在S626中，链接生成部件414基于S624中的识别而从数据库430取回部分220、子部分202、204、206、控制逻辑定义322、应用模块440的信息。在S628中，链接生成部件414生成链接416以连接或绑定取回的信息。如图4B所示的链接416处在应用模块440与定义模块300之间。在S629中，链接生成部件414将所生成的链接416存储到数据库430。
链接生成部件414的功能是当应用模块440被分配给控制器212时生成链接417。图6C是链接生成部件为了生成链接417而执行的工作流程630。步骤S632提供所生成的应用模块440、442、444、446、448的列表以进行选择。步骤S634提供要分配给S632中所选择的应用模块440的可用控制器212、213的列表以进行选择。在步骤S636中，生成链接417以将所选择的应用模块440连接或绑定到控制器212。在步骤S638中，将链接417存储到数据库430。根据本发明的一些实施例，分开提供生成链接417的链接生成部件414和生成链接416的链接生成部件414。
有利地，所生成的链接417使得在控制器212中执行用于现场装置202、204的应用模块440的控制逻辑206。这被称为逻辑绑定并且独立于现场装置202、204与控制器212的物理连接。在维护任务期间，独立于物理连接而更新逻辑绑定。有利地，用户执行对于过程控制系统200的任何部分220的配置任务或维护任务不必涉及物理连接。
根据本发明的一些实施例，链接生成部件414执行链接修改功能。链接生成模块部件414提供了所取回的信息的可用选项的列表。例如，针对部分220识别定义模块300。链接生成模块414提供了作为该部分的可用选项的其他定义模块的列表。在另一示例中，提供了由标识符或标签名称识别的其他现场装置的列表，作为子部分202、204的可用选项。用户从可用选项中做出选择。链接生成模块部件414基于该选择而生成更新链接416。更新链接416被存储到数据库430。
图7B是编辑器工具400中用以显示所生成的链接416的示例性显示屏幕460。导航窗口462显示多个组类型(诸如，工厂设备、工厂区域、工厂过程、设备供应商)以供用户选择期望的设备210、部分220。在本示例中，用户选择查看设备210。链接列表窗口464在被标注为“P&ID标签名称”的栏中列出设备210的标识符。在该示例中，标识符针对每个部分220、222、224、226、228的控制器212。基于链接生成部件414生成的链接416而在对应栏中列出关于每个控制器212的信息。在本示例中所示出的信息为：“APM路径”，其是对应的应用模块440、442、444、446、448的存储位置；“APM名称”，其是对应的应用模块440、442、444、446、448的名称；“类别”，其是每个部分的定义模块300；“I/O标签名称”，其是对应的子部分202、204的标识符。当选择具有属性时，包括属性窗口466(未示出)以在显示屏幕上460上显示选择的属性。
导航窗口462、链接列表窗口464、属性窗口466和部分属性窗口458是显示屏幕460上的独立区域。为了便于查看和使用，这些窗口以平铺显示来布置。信息的可用选项的列表设置在选项窗口或下拉列表468(未示出)中。
当生成应用模块440时，链接生成部件414执行这些功能。可选地，根据本发明的一些实施例，链接生成部件414基于预定义输入、调度或者当检测到任何信息的改变时执行配置的功能。预定义输入的示例是使用输入装置1200来激活链接生成部件414的用户输入。对信息的改变包括针对定义模块的部分、子部分来选择可选的可用选项。
文档布局配置部件418
编辑器工具400包括文档布局配置部件418。文档布局配置部件418被配置为执行下述的一种或多种功能以定义布局419。布局419是对于工厂文档530的设置或配置。布局419包括设置的列表，该列表的示例是工厂文档530的内容列表或内容表。基于布局419生成工厂文档530。
图6D是根据本发明的一些实施例的文档布局配置部件418执行的功能的工作流程640。在S642中，文档布局配置部件418从数据库430取回每个定义模块300。在S644中，针对每个定义模块300，文档布局配置部件418识别文档定义文件331的布局信息。布局信息是布局文件334的内容，或者当未针对文档定义文件331定义布局文件334时，布局信息是文档定义文件331、文档文件332、336、338的报头。
在S646中，文档布局配置部件418根据预定义布局序列或层级而基于布局信息来布置、设置或固定布局419。布局序列的示例是：定义模块300的布局信息，接着是应用模块440、442、444、446、448的布局信息。层级的示例是：文档文件332、334、336、338在文档定义文件331下面。根据本发明的一些实施例，文档布局配置部件418接收来自输入装置1200的用户输入以对布局419进行布置。
在S648中，将所布置的布局419存储到数据库430。
可选地，文档布局配置部件418确定是否针对每个定义模块300为文档定义文件331定义了布局文件334。当定义了布局文件334时，文档布局配置部件418取回针对该定义模块300的应用模块440。应用模块440是基于从输入装置1200接收到的用户输入或输入信号来生成的。应用模块440继承根据布局文件334中的布局信息的布局419。文档布局配置部件将所继承的布局419存储在数据库430中。
根据本发明的一些实施例，文档布局配置部件418具有布局修改功能。文档布局配置部件418取回存储的布局419。文档布局配置部件418基于所取回的布局419以及从输入装置1200接收到的用户输入来布置、设置或固定布局419。这提高了准备工厂文档530的效率。根据本发明的一些实施例，根据工厂文档530的类型(例如，规范、指令手册、控制逻辑定义)来对布局419进行归类和存储。不同类型的工厂文档530所需的信息通常是不同的。另外，不同过程工厂的不同客户具有不同的文档编制要求。有利地，这提高了文档编制的效率和一致性。另外，可用布局419的数据库使得用户能够维持标准化的文档编制以使用户创建不需要的新布局的情况最少。
图7C是文档布局配置部件418的示例性显示屏幕470。布局窗口472根据预定义的序列或层级来显示所取回的定义模块300和应用模块440的布局信息。当没有定义布局文件334时，布局信息是文档定义文件331、文档文件336、338、340的报头或标识符474的列表。在该示例中，布局信息的层级的最上级列出定义模块300的标识符属性“PID_A01”、应用模块440的标识符属性“PID_BO1”，下一级列出文档336、338、340的“控制图”、“参数设置”、“叙述”、“可应用列表”。
根据本发明的一些实施例，文档布局配置部件418包括布局窗口472上的选择工具476。选择工具476是基于用户输入对布局419进行重新布置的拖放功能。选择工具476是为要基于用户输入而包括或排除的每个报头或标识符474提供的复选框。
工厂文档生成部件420
编辑器工具400包括工厂文档生成部件420。工厂文档生成部件420被配置为生成工厂文档530，诸如规范、指令手册、控制逻辑定义。工厂文档生成部件420从数据库430取回定义模块300、应用模块440、链接416和布局419。工厂文档生成部件420应用控制逻辑定义332、链接416、417和布局419以生成工厂文档530。所生成的工厂文档530存储在数据库430中。
使用示例来进行说明，工厂文档生成部件420针对设备210取回所存储的定义模块300、部分220、222、224、226、228的应用模块440、442、444、446、448、链接416、417和布局419。工厂文档生成部件420基于控制逻辑定义332、链接416、417和布局419来生成工厂文档530。
图7D是工厂文档530的示例性内容表480。内容列表482是基于定义模块300以及相关链接416、417、布局419而生成的。内容列表484是基于应用模块440、相关链接416、417和布局419而生成的。内容列表486是基于应用模块442以及相关链接416、417、布局419而生成的。
由于基于控制逻辑定义332生成工厂文档530，因此工厂文档530与控制逻辑定义322一致。本发明自动地生成工厂文档530，这提高了针对工业工厂230(诸如，过程232、控制逻辑206、参数设置324、警报设置325)的设计数据234的任何改变而生成并更新工厂文档530的效率和准确性。当工厂文档530用于理解工业工厂230的设置或配置时，提高的准确性增加了工厂文档530的可靠性。
另外，当在定义模块300或应用模块440中更新区别时，便利地且有效地生成了针对不同控制逻辑或不同成分的原始材料的多个工厂文档530。当使用本发明时，需要明显较少的人力、时间和努力来理解区别并生成工厂文档530。需要较少的时间和成本来准备、维护和更新工厂文档530。
在对用于工业工厂230的过程控制系统200的实现中，基于过程控制系统200的规范准备文档数据332。然后，将文档数据332翻译为控制数据510以封装在多功能块205、207中。然后，进行测试以确保工业工厂230根据规范运行。从文档数据332到测试数据，为工业工厂230的不同方面准备多个工厂文档530。通常，信息或数据是相关的或者甚至是重复的。本发明生成链接416，以使得针对任何改变而自动地更新相关数据和工厂文档530。这提高了对于过程控制系统200的准备、维护和更新的效率。
部分修改部件422
在准备或维护过程控制系统200期间执行测试操作。在测试操作期间，工业工厂230中发生改变以根据控制逻辑206提高产量(yield)。这样的改变的示例是部分设备210、子部分现场装置202、204的参数设置324以及任何其他涉及的与部分相关的信息。除了在测试操作期间提高产量，相同改变的其他原因包括工业工厂230的规范的改变以及要解决的错误。
编辑器工具400包括被配置为修改部分设备210、子部分现场装置202、204的与部分相关的信息(诸如，参数设置324)的部分修改部件422。当部分修改部件422已修改与部分相关的信息时，模块生成部件412自动地更新定义模块300和应用模块440的对应信息。激活模块生成部件412以基于诸如输入或调度的预定义规则来执行配置的功能。预定义输入的示例是使用输入装置1200的用以激活模块生成部件412的用户输入。
编辑器工具400将应用模块440传送至生成管理器500以将控制逻辑定义322、警报定义326中的控制逻辑206转换为逻辑控制数据512。链接417也被传送和转换为链接控制数据514。过程控制系统200确定要在控制器212中执行的逻辑控制数据512以基于链接控制数据514控制过程232。
海量编辑器部件424
编辑器工具400包括海量编辑器部件424。海量编辑器部件424更新所有相关模块或文件中的参数改变。海量编辑器部件424被配置为在编辑器工具400中的任意编辑器或配置部件中激活。
在一个示例中，在模块生成部件412中的控制逻辑编辑器中激活海量编辑器部件424。海量编辑器部件424从数据库430识别控制逻辑编辑器可编辑的所有文件和模块。根据本发明的一些实施例，海量编辑器部件424提供了所识别的文件和模块的列表以供用户选择。
然后，从数据库430中签出(checkout)或锁定所识别或选择的文件和模块，以由用户或另一工具同时编辑。这维持了文件和模块的数据完整性。在输出文件中生成所签出的文件和模块中的参数以进行查看和编辑。在一些实施例中，输出文件是基于控制逻辑编辑器的预定义数据网格格式的数据网格。根据本发明的一些实施例，将数据网格中的单元区分为可编辑单元和只读单元。
海量编辑器部件424接收针对参数改变的输入。海量编辑器部件424确定输出文件中的相关参数，并且相应地更新相关参数。
在当输出文件是数据网格的实施例中，海量编辑器部件424还包括网格规则部件426。网格规则部件426被配置为定义网格规则，该网格规则具有针对参数改变的逻辑条件和当满足逻辑条件时更新数据网格中的相关参数的对应动作。网格规则的示例使用是将以“ABC###”开始的类型的标签的标签命名约定修改为“XYZ###”。当标签标识符以“ABC”开始时，海量编辑器部件424使用所定义的网格规则来搜索满足逻辑条件的标签标识符。海量编辑器部件424执行对应动作以在所搜索的标签标识符中以“XYZ”替换“ABC”。
海量编辑器部件424在对所识别的文件和模块进行签入(checkin)或解锁之前确定相关参数的参数改变和更新是否是有效的。
所定义的网格规则被存储到储存库1300以供其他海量编辑器部件424再利用。根据本发明的一些实施例，海量编辑器部件424从储存库输入定义的规则以直接使用或在使用之前进行修改。
海量编辑器部件424提高了批量或海量数据改变(诸如，参数值更新或命名约定改变)的效率、灵活性和可靠性。在针对批量数据改变的传统系统中，列出所有文件以进行筛选或选择，然后，对经筛选的文件中的详情进一步过滤或选择。经筛选的来自详情的数据被输出到诸如MicrosoftExcelTM或逗号分隔(.CSV)文件的电子表格以在被输入以替换所输出的文件之前体现改变。当读取所输入的文件时，对于可能导致数据故障的改变，不进行有效性检查。会丢失用来确定并修正数据故障的起因的资源。另外，当输出经筛选的数据时，不同的用户或另一工具可以同时进行多个输出。当改变可能尚未体现在期望版本的数据上时，可能缺乏数据完整性。
本发明的方法
图8A是使用编辑器工具400来基于在步骤S802中所选择的用于设备210的规范234建立或配置过程控制系统200的工作流程800。步骤S804识别用于设备210的定义模块301。定义模块301被识别为不具有嵌套层级的定义模块300或者具有多个嵌套层级的定义模块301。使用模块生成部件412准备定义模块301，或者使用编辑器工具400中的搜索功能来从数据库430搜索定义模块301。
步骤S806根据规范234修改定义模块301。基于规范234修改定义模块301中的属性文件310、控制逻辑定义文件320、文档定义文件331。
步骤S808确定是否需要新定义模块300，并且在确定需要时进行添加。当定义模块301包括多个定义模块300时确定并且删除过时模块300。过时的定义模块300是基于规范234不可应用或者无效的定义模块。
当定义模块301包括嵌套模块302、304、306时，步骤810确定是否对嵌套模块302、304、306进行任何改变。针对基于规范234而改变的每个嵌套模块302、304、306来重复步骤S806和S808。
根据本发明的一些实施例，步骤S812存储更新后的定义模块301。根据本发明的一些实施例，步骤S812生成对应的应用模块440、442、444、446、448。然后，将更新好的定义模块301及其对应的应用模块440、442、444、446、448中的至少一个存储到数据库430。
在步骤S820中，编辑器工具400从数据库430取回应用模块440、442、444、446、448并且将应用模块440、442、444、446、448发送至生成管理器700。生成管理器700基于应用模块440、442、444、446、448来为过程控制系统200准备控制数据510。具体地，为过程控制系统的功能块205、207准备控制数据510。
在步骤830中，编辑器工具400基于来自输入装置1200的用户输入和工厂文档生成部件420来根据应用模块440生成工厂文档530。
图8B是根据本发明的一些实施例的使用海量编辑器部件424的示例性工作流程850。
在步骤S852中，在模块生成部件412的控制逻辑编辑器中激活海量编辑器部件424。海量编辑器部件424从数据库430识别控制逻辑编辑器可编辑的所有文件和模块。根据本发明的一些实施例，海量编辑器部件424提供所识别的文件和模块的列表以供用户选择。
在步骤S854中，从数据库430中签出所识别或选择的文件和模块。基于控制逻辑编辑器的预定义的数据网格格式来以数据网格生成所签出的文件和模块中的参数。根据本发明的一些实施例，将数据网格中的单元区分为可编辑单元和只读单元。
在步骤S856中，海量编辑器部件424接收针对参数改变的输入。海量编辑器部件424确定数据网格中的相关参数并相应地更新相关参数。步骤S857是输入或定义具有逻辑条件和当满足逻辑条件时的对应动作的网格规则的可选步骤。
在步骤S858中，在签入或解锁所识别的文件和模块之前，海量编辑器部件424确定参数改变和相关参数的更新是否是有效的。在步骤S859中，进行所识别的文件的签入或解锁。
有利地，本发明改进了基于规范234来为任意过程控制系统200准备控制数据的便利性。另外，当基于规范234更新文档定义文件331、附件文件340时，以更少的工作生成工厂文档530。这降低了针对工业工厂230的每次修改、改变或维护而准备、生成控制数据510和工厂文档530的人力成本。另外，可利用数据库430以用于不同的工业过程230，从而提高针对新的过程232或新的工业工厂230修改、建立或配置过程控制系统200的效率。
在控制逻辑定义322是保密的状况下，在不同的工业工厂230中不能获得保密的应用模块440进行使用。然而，当定义模块300是保密的时，对于应用模块440而言，定义模块300仍是可用的，反之亦然。
系统配置
图9是根据本发明的一些实施例的用于过程控制的系统配置900。现场装置202、204连接至现场网络106。现场装置202、204通过输入-输出(I/O)单元连接至控制网络110中的控制器212。编辑器工具400配置在控制网络110级以如上所述准备定义模块300。控制网络110适合于过程控制系统，该过程控制系统并入有常规通信功能，并且能够进行可靠性高、实时且稳定的通信。控制网络的示例是使用进行通用通信的IP互联网协议并且符合在IEC61784-2中定义的实时以太网(RTE)通信配置文件的CPF-10的Vnet/IP。
图10是本发明的系统1000的配置的框图。系统1000包括作为计算机的一部分的处理器1100。处理器1100与输入装置1200、存储装置1300、显示器1400、输出或传送装置1500进行通信。根据本发明的一些实施例，输入装置1200、存储装置1300、显示器1400、输出或传送装置1500与处理器在同一计算机或分开的计算机中。
在一个或多个处理器1100中实现编辑器工具400和转换器工具500。
输入装置1200是接收用户输入、来自可选源/第三方的输入的接口装置。输入装置1200的示例是键盘、定点装置(诸如，鼠标)、触感显示接口。
数据库430在存储装置中，或者储存库1300是诸如随机存取存储器、只读存储器或硬盘驱动器的存储器存储介质。存储器存储介质存储：部分库431，其包括设备210、部分220、222、224、226、228、子部分现场装置202、204、控制逻辑206、网络装置208；模块库432，其包括定义模块300、301、302、304、306、衍生应用模块440、442、444、446、448；链接416、417的链接库434；布局419的布局库436；工厂文档530和上述相关信息的文档库438。
数据库430具有按类型存储信息的多个存储器部件。有利地，这提高了配置编辑器工具400中的部件410、412、414、418、420、422以取回所需信息的便利性。配置部件410、412、414、418、420、422包括将它们设置为执行上述功能。另外，所存储的信息适合于被取回以用于诸如外部工具的任何其他目的。
本发明不限于所述实施例。本发明旨在覆盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的可选、修改和等同方案。此外，本领域的普通技术人员显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下实践本发明。已包括具体细节以提供对本发明的透彻理解。最后，为了不会不必要地混淆本发明的各方面，并未详细描述已知的方法、程序、部件和特征。
以下对本发明的其他实施例进行描述。
用于被配置为执行过程控制的过程控制系统的配置系统。配置系统包括但不限于：a)编辑器，被配置为执行定义模块和应用模块中的一个的生成和更新中的一种，其中定义模块和应用模块的集合包括针对工业工厂的一部分的控制逻辑和设计数据。编辑器包括但不限于：a-1)定义模块生成器，被配置为基于定义模块设计数据生成或更新定义模块控制逻辑和应用模块控制逻辑中的一个。编辑器由一个或多个处理器来实现。
该配置系统还包括：b)转换器，其被配置为将所述定义模块控制逻辑和应用模块控制逻辑中的一个转换成用于所述过程控制系统的控制逻辑数据。转换器由一个或多个处理器来实现。
该配置系统中，所述应用模块是所述定义模块的实例。
该配置系统中，所述编辑器还包括：a-2)工厂文档生成器，其被配置为基于所述定义模块和所述应用模块生成预定义的工厂文档。
该配置系统中，所述编辑器还包括：a-3)链接生成器，其被配置为基于所述定义模块和从所述定义模块实例化的应用模块来生成多个链接；和a-4)文档布局配置器，其被配置为基于所述定义模块和从输入装置接收的输入来定义预定义的工厂文档的布局。
该配置系统中，所述编辑器还被配置为与数据库通信，所述定义模块生成器还被配置为将所生成的应用模块存储在所述数据库中的模块库中；所述链接生成器还被配置为将所生成的多个链接存储在所述数据库中的链接库中；所述文档布局配置器还被配置为将所述预定义的布局存储在所述数据库中的布局库中；以及所述工厂文档生成器还被配置为将所生成的工厂文档存储在所述数据库中的文档库中。所述数据库存储在存储器上。
该配置系统还包括：模块库，其存储由所述模块生成器生成的应用模块；链接库，其存储由所述链接生成器生成的多个链接；布局库，其存储由所述文档布局配置器生成的布局；和文档库，其存储由所述工厂文档生成器生成的工厂文档。
该配置系统中，编辑器还包括：a-5)部分修改器，其被配置为更新所述部分的与所述部分有关的信息，其中，更新后的与所述部分有关的信息激活所述模块生成器以更新所述定义模块和所生成的应用模块。
该配置系统中，所述链接生成器被配置为基于从所述输入装置接收的输入来生成链接。
该配置系统中，所述文档布局配置器还包括选择器，其被配置为从所述输入装置接收输入以及重新布置所生成的布局。
该配置系统中，所述预定义的工厂文档是以下的一个或多个：过程工厂规范、过程工厂指令手册、过程工厂控制逻辑定义和过程工厂警报定义。
该配置系统中，所述编辑器还包括：a-6)海量编辑器，其被配置为对所有相关的定义模块和应用模块更新参数改变。
本发明的另一个方面是一种非暂态计算机可读介质，其存储由控制过程配置系统执行的用以执行控制过程配置方法的计算机程序。所述方法包括但不限于：a)在编辑器中执行定义模块和应用模块中的一个的生成和更新中的一种。其中，所述定义模块和所述应用模块包括针对工业工厂的一部分的控制逻辑和设计数据，所述方法还包括：a-1)利用所述编辑器中的定义模块生成器执行定义模块控制逻辑和应用模块控制逻辑之一的生成和更新中的至少一种。所述编辑器由一个或多个处理器来实现。
在该介质中，该方法还包括：b)使用转换器来将所述定义模块控制逻辑和所述应用模块控制逻辑中的一个转换为用于所述过程控制系统的控制逻辑数据。所述转换器由一个或多个处理器来实现。
在该介质中，该方法还包括：a-2)利用所述编辑器中的工厂文档生成器来基于所述定义模块和所述应用模块生成预定义的工厂文档。
在该介质中，该方法还包括：a-3)利用所述编辑器中的链接生成器来基于所述定义模块和从所述定义模块实例化的应用模块生成多个链接；和a-4)利用所述编辑器中的文档布局配置器来基于所述定义模块和从输入装置接收的输入定义预定义的工厂文档的布局。
在该介质中，该方法还包括：a-5)利用所述编辑器中的修改器来更新所述部分的与部分有关的信息。更新后的与部分有关的信息激活所述模块生成器以更新所述定义模块和所生成的应用模块。
在该介质中，该方法还包括：a-6)利用所述编辑器中的海量编辑器对所有有关的定义模块和应用模块更新参数改变。
在本发明的另一方面，一种用在过程工厂中的过程控制系统具有用户接口和一个或多个过程控制器。过程控制系统包括但不限于：a)从定义模块实例化的应用模块；b)编辑器，其被配置为生成或更新所述定义模块和所述应用模块中的一个；以及c)控制器，适于在所述一个或多个过程控制器上执行所述应用模块中的控制逻辑以在所述过程工厂内实现过程控制活动。应用模块包括但不限于：a-1)控制逻辑定义文件，其被配置为定义用于过程工厂的一部分的控制逻辑；以及a-2)数据定义文件，被配置为定义与所述控制逻辑有关的数据。

Claims (19)

1.一种用于过程控制系统的配置系统，所述过程控制系统被配置为执行过程控制，所述配置系统包括：
a)编辑器，被配置为执行定义模块和应用模块中的一个的生成和更新中的一种，其中定义模块和应用模块的集合包括针对工业工厂的一部分的控制逻辑和设计数据，所述编辑器包括：
a-1)定义模块生成器，被配置为基于定义模块设计数据生成或更新定义模块控制逻辑和应用模块控制逻辑中的一个，
其中，所述编辑器由一个或多个处理器来实现。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括：
b)转换器，其被配置为将所述定义模块控制逻辑和应用模块控制逻辑中的一个转换成用于所述过程控制系统的控制逻辑数据，
其中，所述转换器由一个或多个处理器来实现。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述应用模块是所述定义模块的实例。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述编辑器还包括：
a-2)工厂文档生成器，其被配置为基于所述定义模块和所述应用模块生成预定义的工厂文档。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述编辑器还包括：
a-3)链接生成器，其被配置为基于所述定义模块和从所述定义模块实例化的应用模块来生成多个链接；和
a-4)文档布局配置器，其被配置为基于所述定义模块和从输入装置接收的输入来定义预定义的工厂文档的布局。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述编辑器还被配置为与数据库通信，
所述定义模块生成器还被配置为将所生成的应用模块存储在所述数据库中的模块库中；
所述链接生成器还被配置为将所生成的多个链接存储在所述数据库中的链接库中；
所述文档布局配置器还被配置为将所述预定义的布局存储在所述数据库中的布局库中；以及
所述工厂文档生成器还被配置为将所生成的工厂文档存储在所述数据库中的文档库中，
其中，所述数据库存储在存储器上。
7.根据权利要求5所述的系统，还包括：
模块库，其存储由所述模块生成器生成的应用模块；
链接库，其存储由所述链接生成器生成的多个链接；
布局库，其存储由所述文档布局配置器生成的布局；和
文档库，其存储由所述工厂文档生成器生成的工厂文档。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述编辑器还包括：
a-5)部分修改器，其被配置为更新所述部分的与部分有关的信息，
其中，更新后的与部分有关的信息激活所述模块生成器以更新所述定义模块和所生成的应用模块。
9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述链接生成器被配置为基于从所述输入装置接收的输入来生成链接。
10.根据权利要求5所述的系统，其中，所述文档布局配置器还包括选择器，其被配置为从所述输入装置接收输入以及重新布置所生成的布局。
11.根据权利要求4所述的系统，其中，所述预定义的工厂文档是以下的一个或多个：过程工厂规范、过程工厂指令手册、过程工厂控制逻辑定义和过程工厂警报定义。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述编辑器还包括：
a-6)海量编辑器，其被配置为对所有相关的定义模块和应用模块更新参数改变。
13.一种用于过程控制系统的配置方法，所述过程控制系统被配置为执行控制过程，所述配置方法包括：
a)在编辑器中执行定义模块和应用模块中的一个的生成和更新中的一种，
其中，所述定义模块和所述应用模块包括针对工业工厂的一部分的控制逻辑和设计数据，
a-1)利用所述编辑器中的定义模块生成器执行定义模块控制逻辑和应用模块控制逻辑之一的生成和更新中的至少一种，
其中，所述编辑器由一个或多个处理器来实现。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
b)使用转换器来将所述定义模块控制逻辑和所述应用模块控制逻辑中的一个转换为用于所述过程控制系统的控制逻辑数据，
其中，所述转换器由一个或多个处理器来实现。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：
a-2)利用所述编辑器中的工厂文档生成器来基于所述定义模块和所述应用模块生成预定义的工厂文档。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括：
a-3)利用所述编辑器中的链接生成器来基于所述定义模块和从所述定义模块实例化的应用模块生成多个链接；和
a-4)利用所述编辑器中的文档布局配置器来基于所述定义模块和从输入装置接收的输入定义预定义的工厂文档的布局。
17.根据权利要求13所述的方法，还包括：
a-5)利用所述编辑器中的修改器来更新所述部分的与部分有关的信息，
其中，更新后的与部分有关的信息激活所述模块生成器以更新所述定义模块和所生成的应用模块。
18.根据权利要求13所述的方法，还包括：
a-6)利用所述编辑器中的海量编辑器对所有有关的定义模块和应用模块更新参数改变。
19.一种用在过程工厂中的过程控制系统，其具有用户接口和一个或多个过程控制器，所述过程控制系统包括：
a)从定义模块实例化的应用模块，所述应用模块包括：
a-1)控制逻辑定义文件，其被配置为定义用于所述过程工厂的一部分的控制逻辑；以及
a-2)数据定义文件，其被配置为定义与所述控制逻辑有关的数据；
b)编辑器，其被配置为生成或更新所述定义模块和所述应用模块中的一个；以及
c)控制器，适于在所述一个或多个过程控制器上执行所述应用模块中的控制逻辑以在所述过程工厂内实现过程控制活动。
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