CN109597369A

CN109597369A - 用于将plc集成到控制系统中的智能功能块及方法

Info

Publication number: CN109597369A
Application number: CN201811161140.1A
Authority: CN
Inventors: D·R·科尔克拉齐尔; G·劳; D·M·史密斯; K·马克斯; A·恩弗
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2018-09-30
Publication date: 2019-04-09
Also published as: GB2604828B; GB202207981D0; GB2568577B; GB2604828A; GB201814978D0; US10447078B2; GB2568577A; JP7359517B2; JP2019096301A; DE102018124263A1; US20190103763A1

Abstract

一种用于配置过程控制系统的方法包括将I/O模块耦合到与现场设备耦合的PLC。对于每个现场设备，PLC具有存储与现场设备关联的值的数据的寄存器。PLC被配置为使得每个现场设备都与PLC控制标签相关联，并且每个控制标签都与对应于针对现场设备的寄存器的标签参数相关联。方法包括配置I/O模块，以将标签参数与对应的控制器参数相关联，以使得对于每个控制标签，存在与控制标签的标签参数相关联的控制器参数的集合。方法包括实例化集成对象并且将集成对象与控制标签中的一个关联。集成对象根据与控制标签的标签参数相关联的控制器参数的集合，将自身配置为模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、或离散输出功能块。

Description

用于将PLC集成到控制系统中的智能功能块及方法

技术领域

本公开总体上涉及用于过程工厂的功能块，并且更具体地，涉及促进集成到可编程逻辑控制器和类似设备的分布式控制系统中的功能块。

背景技术

分布式过程控制系统(如在化学、石油或其它过程工厂中使用的那些)通常包括经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线或者经由无线通信链路或网络与一个或多个现场设备通信耦合的一个或多个过程控制器。现场设备可以是例如阀、阀定位器、开关和变松器(例如，温度、压力、液位和流速传感器)，位于过程环境内并且通常执行物理或过程控制功能(诸如，打开或关闭阀、测量过程参数等)以控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。诸如符合众所周知的Fieldbus协议的现场设备这样的智能现场设备也可以执行控制计算、报警功能以及控制器内通常实现的其它控制功能。通常也位于工厂环境内的过程控制器接收指示现场设备得到的过程测量值和/或关于现场设备的其它信息的信号，并且执行运行(例如)进行过程控制决策的不同控制模块的控制器应用，基于接收到的信号来生成控制信号，并且与诸如Wireless和Fieldbus现场设备这样的现场设备中执行的控制模块或块相协调。控制器中的控制模块通过通信线路或链路将控制信号发送到现场设备，由此控制过程工厂或系统的至少一部分的操作。

来自现场设备和控制器的信息通常通过数据高速通道可用于一个或多个其它硬件设备，诸如，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、或其它集中式管理计算设备，这些计算设备通常放置在控制室或远离更恶劣的设备环境的其它位置中。这些硬件设备中的每个通常集中在整个过程工厂或过程工厂的一部分上。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、查看现场设备和控制器生成的警报、仿真过程的操作以培训人员或测试过程控制软件、保存和更新配置数据库等。硬件设备、控制器和现场设备所利用的数据高速通道可以包括有线通信路径、无线通信路径、或有线和无线通信路径的组合。

例如，由艾默生过程管理公司(Emerson Process Management)出售的DeltaV^TM控制系统包括存储在位于过程工厂内的不同位置处的不同设备内并且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，并且经由数据高速通道将这些过程控制模块下载到专用分布式控制器。通常，这些控制模块由通信互连的功能块组成，这些功能块是面向对象的编程协议中的对象，基于其中的输入执行控制方案内的功能，并且向控制方案内的其它功能块提供输出。配置应用还可以允许过程工程师创建或改变供查看应用使用来向操作员显示数据并且使操作员能够改变过程控制例程内的设置(诸如，设定点)的操作员界面。每个专用控制器以及(在一些情况下)一个或多个现场设备存储并执行相应的控制器应用，该控制器应用运行被分配和下载到其中的控制模块，以实现实际过程处理控制功能。可以在一个或多个操作员工作站上(或者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，并且使用用户界面向过程控制系统设计者、操作员、或用户显示该数据，并且可以提供诸如操作员视图、工程师视图、技术人员视图等这样的多个不同视图中的任一个。数据历史库应用通常被存储在数据历史库设备中并且由其执行，数据历史库设备收集和存储跨数据高速通道提供的一些或全部数据，而配置数据库应用可以在附接于数据高速通道的其它计算机中运行，以存储当前过程控制例程配置和与之关联的数据。另选地，配置数据库可以位于与配置应用相同的工作站中。

在许多分布式过程控制系统中，过程工厂中的每个现场设备被分配特有的设备标签。特有的设备标签提供了引用对应现场设备的简便方式。在配置过程控制系统期间，可以使用设备标签来指定对控制模块中的功能块的输入的源或输出的目的地。每种信号类型都具有与其关联的特定格式或信息集，并且特定设备的设备标签可以具有与其关联的特定信号类型，使得当设备标签与功能块的输入或输出关联时，功能块获知与信号关联的格式和信息。在现场设备具有与其相关联的多个信号的情况下(例如，阀可以测量并传输压力和温度二者)，设备信号标签可以与现场设备的每个信号关联。在配置期间，与特定现场设备关联的I/O卡被编程为将数据从由控制器40实现的格式转换成由现场设备实现的格式，反之亦然。

另外，在许多过程中，可编程逻辑控制器(PLC)被集成在过程中。传统上，PLC将来自它们所连接的各种现场设备的值存储在一系列带编号的存储器寄存器中，在某些情况下，如果存储器寄存器根本上是有组织的，则它们是被不严格组织的。PLC被编程为根据寄存器中的信息来控制现场设备。将PLC和关联的现场设备集成到控制系统中是繁琐的，需要单独验证被编程到控制器中的控制策略中使用的每个寄存器，对于大型过程工厂而言，这个过程可能花费数月之久。另外，从PLC进入过程控制网络的信号没有与直接连线于分布式控制系统(即，经由I/O卡连线于控制器)的设备标签相同的格式或信息。将与不包括中间PLC的配置中的单个设备标签关联的相同信息可以在耦接于PLC时被存储在PLC中的多个不同寄存器中。结果，传统的I/O功能块不容易将来自PLC的信号集成为I/O输入，因为这些功能块期望接收的信息不容易被提供到功能块。替代地，由用户(例如，过程控制工厂人员)来决定配置自定义功能块，这些自定义功能块从PLC寄存器中检索信息并且表现得像设备信号标签一样，使得这些信号可以被用于与过程控制系统一起提供的所提供的组件(例如，图形组件)。举例来说，用于显示现场设备所输出的模拟过程值的标准图形可能期望从模拟输入(AI)功能块接收输出，该AI功能块本身期望接收与来自设备的输出关联的参数集合(例如，过程值、设定点、警报极限、模式、规模等)。当现场设备经由PLC耦合于过程控制系统时，将参数集合提供到功能块并没有简便的方式，因为这些参数中的各种参数被存储在PLC中的单独(通常，完全不同)的数值寻址寄存器中。

发明内容

本文中描述的系统和方法涉及可编程逻辑控制器和关联硬件集成到分布式过程控制系统中。

在实施例中，一种用于配置控制过程工厂中的过程的过程控制系统的方法包括：将输入/输出(I/O)模块通信地耦合到可编程逻辑控制器(PLC)，该可编程逻辑控制器(PLC)进而通信地耦合到多个现场设备。PLC针对多个现场设备中的每个具有存储与相应现场设备相关联的值的数据的一个或多个寄存器，并且被配置成使得多个现场设备中的每个与PLC控制标签关联。每个PLC控制标签与对应于针对相应现场设备的一个或多个寄存器的一个或多个标签参数相关联。方法还包括配置I/O模块，以将标签参数与控制器的对应参数关联，使得对于PLC控制标签中的每个，存在与PLC控制标签的标签参数关联的控制器的参数的集合。另外，方法包括实例化集成功能块对象，以及将集成功能块对象与PLC控制标签中的一个关联。集成功能块根据与PLC控制标签的标签参数关联的控制器的参数的集合，将自身自动地配置为由模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、离散输出功能块、和自定义输入或输出功能块组成的组中的一个。

在另外的实施例中，一种用于下载到用于控制过程工厂中的过程的过程控制系统中的控制器的集成功能块能适配为将与过程工厂中的多个现场设备中的一个现场设备对应的控制标签接收作为配置参数。多个现场设备耦合到可编程逻辑控制器(PLC)。集成功能块还适配为根据与控制标签关联的参数的集合，将自身自动地配置为由模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、离散输出功能块、和自定义输入或输出功能块组成的组中的一个。

在其它实施例中，一种用于控制过程工厂中的过程的系统包括：多个现场设备，该多个现场设备操作为处理过程工厂中的材料；控制器，该控制器被编程为向多个现场设备发送信号并且从多个现场设备接收信号，以影响对过程工厂中的过程的控制；以及输入/输出(I/O)模块，该I/O模块设置在控制器与多个现场设备之间，并且操作为将信号从控制器传送到多个现场设备，并且将信号从多个现场设备传送到控制器。系统还包括可编程逻辑控制器(PLC)，PLC设置在多个现场设备的子集与I/O模块之间。PLC操作为对多个现场设备的子集进行控制并且具有多个寄存器，多个寄存器与多个现场设备的子集中的每个相关联。系统还包括集成功能块，该集成功能块在控制器中被实例化，在配置期间适配为接收对PLC设备的寄存器的集合的分配。PLC设备的寄存器的集合对应于多个设备的子集中的一个的PLC参数，并且每个寄存器都对应于多个设备的子集中的一个的参数。集成功能块也在配置期间适配为创建针对寄存器的集合中的每个寄存器的PLC参数与控制器的对应参数之间的关联性。

附图说明

参照以下的详细描述和附图，将最好地理解本文中描述的方法、装置、和系统的特征和优点，其中：

图1是示例过程工厂的框图；

图2是图1中示意性例示的示例工作站的框图；

图3A是与AI功能块关联的图形的示例；

图3B例示了与图3A中描绘的功能块的设备标签关联的参数；

图4A描绘了PLC的存储器中的一系列寄存器示例；

图4B例示了过程变量信号的示例命名约定；

图4C描绘了示例自定义功能块；

图4D示出了PLC参数名称与PLC的寄存器之间的示例对应关系；

图4E例示了控制标签和标签参数与PLC的寄存器位置之间的对应关系；

图5A描绘了用于配置功能块的图形用户界面(GUI)的一部分的实施例；

图5B是定义PLC标签参数与控制系统中的参数之间的关系的参数映射的第一例示；

图5C是定义PLC标签参数与控制系统中的参数之间的关系的参数映射的第一例示；

图6A是在配置表中实例化的第一示例集成功能块；

图6B是在配置表中实例化的第二示例集成功能块；

图6C是在配置表中实例化的第三示例集成功能块；

图6D是在配置表中实例化的第四示例集成功能块；

图7描绘了用于添加新控制标签的示例GUI；

图8描绘了用于将PLC中的寄存器与用于标签定义的标签参数关联的第二示例GUI；以及

图9描绘了用于配置过程控制系统的示例方法。

具体实施方式

图1例示了示例过程工厂网络10，在过程工厂网络10中，图形配置应用促成将PLC容易地集成在过程控制系统中。这样，配置应用可以更高效地将与PLC连接的现场设备耦接于用于用户显示的图形元素，一个或多个查看或监视应用20中可以使用这些图形元素来监督或控制过程工厂10(并且在该特定情况下，过程工厂10内实现的分布式控制系统22)的操作。查看或监视应用20通常包括用户界面应用，用户界面应用使用各种不同显示以图形方式向工作站(诸如，工作站30和32)处的操作员和维护技术人员和/或其它用户中的每个描绘过程图形。

图1的图形配置环境还包括图形配置系统34。图形配置系统34通常促成创建用于控制过程工厂的控制和监视方案，包括图形显示。图形配置系统34可以包括(例如)配置编辑器35，配置编辑器35可以用于控制模块和控制模块模板、图形显示和模板、以及控制系统的其它方面，它们被存储在库中并且随后可以用于创建通过将控制模块的实例下载到控制器或者通过执行在工厂10的操作期间呈现给(例如)操作员和维护人员的用户显示中的图形显示的实例而实际在过程工厂的控制中执行的实例或用途。当然，图形配置系统34、配置编辑器35、以及各种控制模块、模板和图形显示中的每个可以被存储在有形计算机可读存储器或介质中，并且在一个或多个处理器上执行，以执行本文中描述的功能。

典型地，图1中例示的分布式过程控制系统22具有一个或多个控制器40，控制器40中的每个经由输入/输出(I/O)设备或卡48连接于一个或多个现场设备44和46(可以是智能设备)，I/O设备或卡48可以是例如Fieldbus接口、Profibus接口、HART接口、标准4-20mA接口等。控制器40还经由数据高速通道54耦合于一个或多个主机或操作员工作站50-52，数据高速通道54可以是例如以太网链路。过程数据数据库58可以连接于数据高速通道54，并且进行操作以收集并存储与工厂10内的控制器、现场设备和任何其它设备关联的过程变量、过程参数、状态和其它数据。在过程工厂10进行操作期间，过程数据数据库58可以经由数据高速通道54从控制器40和(间接地)现场设备44-46接收过程数据。图1中例示的分布式过程控制系统22还包括PLC 49，PLC 49耦合于I/O设备48并且操作为控制现场设备53的子集51。

当被下载并存储在控制器40和现场设备44、46和53内时，配置数据库60存储工厂10内的过程控制系统22的当前配置。配置数据库60存储定义过程控制系统22的一种或数种控制策略的过程控制功能、设备44、46和53的配置参数、设备44、46和53对于过程控制功能的的分配、以及与过程工厂10相关的其它配置数据。配置数据库60可以另外存储图形对象或用户显示以及与这些对象或显示关联的配置数据(如本文中更详细描述的)，以提供过程工厂10内的元素的各种图形表示。所存储的图形对象中的一些可以对应于过程控制功能(例如，为特定PID回路开发的过程图形)，并且其它图形对象可以是设备特定的(例如，对应于压力传感器的图形)。

数据历史库62(另一个数据库)存储事件、警报、评论、和操作员采取的动作过程。事件、警报和评论可以与个体设备(例如，阀、变送器)、通信链路(例如，有线Fieldbus段、WirelessHART通信链路)、或过程控制功能(例如，用于保持所期望的温度设定点的PI控制回路)有关。另外，知识库64存储参考、操作员日志条目、帮助主题、或指向操作员和维护技术人员在监督和维护过程工厂10时可能发现有用的这些和其它文档的链接。另外，用户数据库66存储关于诸如操作员和维护技术人员这样的用户的信息。对于每个用户，用户数据库66可以存储例如他或她的组织角色、过程工厂10内的与用户关联的区域、工作团队关系、安全信息、系统特权等。

数据库58-66中的每个可以是任何所期望类型的数据存储器或收集单元，其具有任何所期望类型的存储器以及用于存储数据的任何所期望的或已知的软件、硬件或固件。当然，数据库58-66不需要驻留在单独的物理设备中。因此，在一些实施例中，数据库58-66中的一些可以在共享数据处理器和存储器上实现。通常，还可以利用更多或更少的数据库来存储由图1的示例系统中的数据库58-66共同存储和管理的数据。

虽然控制器40、I/O卡48、和现场设备44、46和53通常位于有时恶劣的设备环境内并且遍布其中，但是操作员工作站50和52和数据库58-64常常位于控制器、维护人员、和各其它工厂人员容易接触到的控制室或其它不太恶劣的环境内。然而，在一些情况下，手持设备可以用于实现这些功能，并且这些手持设备通常被携带到工厂中的各个位置。这些手持设备和(在一些情况下)操作员工作站和其它显示设备可以经由无线通信连接与设备网络22连接。

如已知的，控制器40(举例来说，可以是由艾默生过程管理公司(Emerson ProcessManagement)出售的DeltaV^TM控制器)存储并执行控制器应用，该控制器应用使用任何数量的不同的独立执行的控制模块或块70来实现控制策略。控制模块70中的每个可以由通常被称为功能块的模块制成，其中，每个功能块都是整体控制例程的部分或子例程，并且结合其它功能块进行操作(经由所谓链路的通信)，以实现过程工厂10内的过程控制回路。如熟知的，可以是面向对象编程协议中的对象的功能块通常执行以下功能中的一个：输入功能(诸如，与变送器、传感器或其它过程参数测量设备关联的输入功能)；控制功能(诸如，与执行PID、模糊逻辑等控制的控制例程关联的控制功能)；或控制某个设备(诸如，阀)的操作的输出功能，以执行过程工厂10内的某个物理功能。当然，存在混合和其它类型的复杂功能块，诸如，模型预测控制器(MPC)、优化器等。尽管Fieldbus协议和DeltaV系统协议使用在面向对象的编程协议中设计和实现的控制模块和功能块，控制模块可以使用任何所期望的控制编程方案(包括例如顺序功能块、梯形逻辑等)来设计，而不限于使用功能块或任何其它特定编程技术来设计和实现。控制器40中的每个还可以支持由艾默生过程管理公司销售的应用套件，并且可以使用预测智能来提高生产资产的可用性和性能，这些生产资产包括机械设备、电气系统、过程工厂、仪器、非智能和智能现场设备44、46等。

如所描述的，过程控制系统22包括与控制室中的工作站50、52通信耦合的一个或多个控制器40。控制器40通过执行经由工作站50、52实现的过程控制策略来自动控制过程区域中的现场设备44、46和53。示例过程策略涉及使用压力传感器现场设备测量压力，并且基于压力测量结果，自动向阀定位器发送命令以打开或关闭流量阀。I/O卡48将从现场设备44、46接收的信息变换成与控制器40兼容的格式，并且将来自控制器40的信息变换成与现场设备44、46兼容的格式。各种信号类型或数据类型与现场设备44、46和53相关联。一般而言，这些信号或数据类型包括模拟输入(AI)、模拟输出(AO)、离散输入(DI)、离散输出(DO)等。I/O卡48通过变换或转换在控制器40和现场设备44、46之间传送的信息，使控制器40能够与和不同数据类型或信号类型以及不同的现场设备通信协议关联的多个现场设备44、46通信耦合。

通过I/O卡48，控制器40可以根据已经下载到控制器40的控制模块70与现场设备44、46通信。使用配置系统34对控制模块70进行编程。在配置系统34中，过程工程师可以通过例如实例化一个或多个功能块来创建控制模块70。举例来说，过程工程师可以实例化AI功能块，以从现场设备44、46中的一个接收模拟输入，其中，AI功能块可以接收与现场设备44、46的模拟输出关联的各个值(例如，信号值、警报高和低限制、信号状态等)。AI功能块可以将对应的信号输出到另一个功能块(例如，比例-集成-微分(PID)控制功能块、自定义功能块、显示模块等)。一旦AI功能块被实例化，将功能块与和现场设备44、46关联的特有设备标签或者和现场设备44、46的特定信号关联的设备信号标签相关联将致使功能块一旦下载到控制器40就与适当的I/O卡48协作，以处理来自正确现场设备44、46的信息。

然而，在一些过程控制系统中，可编程逻辑控制器被配置为直接控制受PLC 49控制的现场设备的子集，如图1中的现场设备53的子集51所例示的。虽然在许多应用中使用了PLC，但是其中经常发现所描绘配置的一种这样的布置是：过程控制装备制造商提供预先配置和单独可操作的过程控制硬件模块(有时被称为“设备块(skid)”)，该过程控制硬件模块用于执行特定功能，包括现场设备、布线和使设备块能够独立于较大的过程控制系统22操作的控制能力。当然，通常优选的是，能够将设备块并入较大的过程控制系统22中，使得可以经由工作站50和52来控制和监视设备块。图1描绘了经由I/O设备48与控制器40耦合的PLC 49。在本通篇说明书中，将描述用于实现将PLC 49及其现场设备53的子集51集成在较大过程控制系统22中的方法、系统和配置。

无论如何，在图1中例示的工厂网络10中，与控制器40连接的现场设备44、46、53可以是标准4-20mA设备，可以是包括处理器和存储器的智能现场设备(诸如，Profibus或Fieldbus现场设备)，或者可以是任何其它所期望类型的设备。诸如Fieldbus现场设备(在图1中用附图标记46标记)这样的这些设备中的一些可以存储并执行与在控制器40中实现的控制策略关联的或者执行过程工厂内的其它动作(诸如，数据收集、趋势分析、警报、校准等)的模块或-子模块(诸如，功能块)。在图1中被例示为设置在Fieldbus现场设备46中的两个不同Fieldbus现场设备中的功能块72可以结合控制器40内的控制模块70的执行来执行，以实现过程控制，如熟知的那样。当然，现场设备44、46、53可以是任何类型的设备(诸如，传感器、阀、变送器、定位器等)，并且I/O设备48可以是符合任何所期望通信或控制器协议(诸如，HART、Fieldbus、Profibus等)的任何类型的I/O设备。

继续参照图1，工作站50和52可以包括用于由工厂10内的人员执行的各种不同功能的各种应用。工作站50和52中的每个包括存储器80和处理器82，存储器80存储各种应用、程序、数据结构等，处理器82可以用于执行存储在存储器80中的任何应用。在图1中例示的示例中，除了显示和查看应用20之外，工作站50还包括一个或多个过程控制器配置应用84，过程控制器配置应用84可以包括例如控制模块创建应用、操作员界面应用和任何获授权过程工程师访问的用于创建控制例程或模块(诸如，控制模块70和72)并且将其下载到工厂10的各控制器40和设备46、53的其它数据结构。配置应用还包括具有配置编辑器35的显示器或图形配置系统34，配置编辑器35可以用于创建控制模块70，如本文中更详细描述的。

图2是示例工作站50的框图(工作站52可以包括相同或相似的设备)。工作站50可以包括至少一个处理器82、易失性存储器104、和非易失性存储器108(易失性和非易失性存储器104和108一起包括存储器80)。易失性存储器104可以包括例如随机存取存储器(RAM)。在一些实施例中，RAM可以备有一个或多个电池，使得在电力失效的情况下数据不会丢失。非易失性存储器108可以包括(例如)硬盘、只读存储器(ROM)、光盘ROM(CD-ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、数字通用盘(DVD)、闪存存储器等中的一个或多个。工作站50还可以包括工作站I/O设备112。处理器82、易失性存储器104、非易失性存储器108、和工作站I/O设备112可以经由地址/数据总线116互连。工作站50还可以包括至少一个显示设备120和至少一个用户输入设备124，用户输入设备124可以是(例如)键盘、键区、鼠标、跟踪球、触摸屏、光笔中的一个或多个。在一些实施例中，易失性存储器104、非易失性存储器108、和工作站I/O设备112中的一个或多个可以经由与地址/数据总线116(未示出)分开的总线与处理器82耦合，或者可以与处理器82直接耦合。

显示设备120和用户输入设备124与工作站I/O设备112耦合。另外，工作站50经由工作站I/O设备112与网络54耦合。虽然工作站I/O设备112在图2中被例示为一个设备，但是它可以包括若干设备。另外，在一些实施例中，显示设备120和用户输入设备124中的一个或多个可以与地址/数据总线116或处理器82直接耦合。

现在，参照图1和图2，与工作站30和32中的一个或多个关联的过程控制配置系统34可以被存储在工作站50和52中的一个或多个上并且由其执行。例如，过程控制配置系统34可以被存储在非易失性存储器108和/或易失性存储器104上，并且由处理器82执行。然而，如有需要，可以在与过程工厂10关联的其它计算机中存储和执行该应用。一般而言，过程控制配置系统允许程序员(例如，过程工程师)创建并配置由控制器40、I/O设备48、和/或现场设备44、46、53实现的控制例程、控制模块、功能块、程序、逻辑等。然后，这些控制例程、控制模块、功能块、程序、逻辑等可以经由网络54下载到控制器40、I/O设备48、和/或现场设备44、46、53中的适当设备。

控制例程通常采用图形示图的形式，其中，功能块中的每个连接(例如，经由图形“布线”或“连接件”)到一个或多个信号和/或其它功能块。AI功能块可以具有与来自现场设备46中的一个现场设备的信号连接的输入端和与第二功能块的输入端连接的输出端，第二功能块从AI功能块接收数据，执行一些处理或计算，并且产生输出(例如，用于现场设备46中的该现场设备或另一个现场设备的命令)，该输出进而经由连接件从第二功能块的输出端传送到AO功能块的输入端。AO功能块可以接收来自通向第二功能块的输出端的连接件的命令，将命令格式化，并且将来自可以与信号连接的AO块的输出端的输出提供给作为命令目的地的现场设备。

图3A描绘了与AI功能块126关联的图形的示例。AI功能块126包括输入端128、输出端130、和信号名称132。设计控制模块的过程工程师可以实例化AI功能块126，并且将输入端128连接于例如来自现场设备44或46的信号。在一些情形下，输入端128与来自现场设备44或46的信号的连接可以通过使用图形连接件或布线134来实现(例如，当信号来自另一个功能块而非现场设备时)。在其它情形下，输入端128与所期望信号的连接可以通过将功能块的属性与所期望的信号关联来实现。过程工程师可以打开属性窗口(未示出)，并且将设备标签(例如，“CT001”)或设备信号标签作为输入属性提供。在实施例(诸如，使用属性字段实现输入端128与所期望的信号的连接的实施例)中，功能块126可以没有输入布线134，并且事实上，功能块126可以根本没有描绘输入端128。功能块126的输出端130通常可以以类似方式并且特别地使用图形连接件或布线136将输出端130耦合于另一个功能块的输入端而连接于其它功能块。当被下载到控制器40(例如，作为控制模块70之一)并且被执行时，AI功能块126的输入端将接收与和输入端128关联地配置的设备标签或设备信号标签相对应的数据，并且将向经由连接件136连接的功能块的输入端发送来自功能块126的输出端130的数据。

每种功能块类型(例如，AI、AO、DI、DO等)可以具有与其关联的各个输入参数。也就是说，虽然功能块图形126可以示出单个输入端，但是应当理解，进入功能块的输入端126的信息(用布线134或对应参数指定)可以包括与信号关联的多个参数。同样地，给定的功能块也可以根据其功能而具有多个输出参数。继续AI功能块示例，除了过程变量的值(例如，4-20mA)之外，在实施例中被配置为从现场设备44、46接收过程变量的AI功能块通常还包括足以表征和理解过程变量值含义的信息，如图3B中描绘的。图3B例示了对于设备标签“CT001”138而言，与单个信号关联的七个参数140-152是可用的。这七个参数140-152包括过程变量140、信号状态142、警报下限值144、警报上限值146、工程单元中的最小值148(例如，在4mA时的过程变量的值)、工程单元中的最大值150(例如，在20mA时的过程变量的值)、和工程单元的指示152(例如，“deg”)。在一些情形下，现场设备44、46可以只发送过程变量信号(例如，4-20mA)信号。在一些实施例中，I/O设备48可以被编程为向该信号添加伴随它的参数值。例如，I/O设备48可以被编程为获知来自温度变送器的4-20mA信号对应于4mA时的20度和20mA时的100度。在其它实施例中，该信息被配置在控制器40中，并且控制器从现场设备接收过程变量，并且将过程变量和关联参数值传送到功能块。

无论如何，当直接经由I/O设备48将与功能块关联的输入或输出信号发送给耦合于控制器40的现场设备，或者从耦合于控制器40的现场设备接收与功能块关联的输入或输出信号时，如图1中描绘的现场设备44和46的情况一样，功能块以可预测方式发送/接收与设备标签关联的参数。也就是说，现场设备44、46根据将例如参数“AI_PV”140(参见图3B)与功能块所发送/接收的一系列值中的特定值(例如，第一值)关联的标准来发送或接收数据。

然而，当PLC处于现场设备和I/O设备48(和控制器40)之间的通信路径中时，如与通过其耦合现场设备53的PLC 49的情况一样，该过程会变复杂。通常，PLC将数据存储在一系列寄存器中。结果，与特定现场设备53关联的数据在被传送到I/O设备48和控制器40或从I/O设备48和控制器40传送之前，被存储在PLC 49中的多个寄存器中。例如，相对于上述AI参数，过程变量值可以被存储在PLC 49的第一寄存器中，并且PLC 49的其它寄存器可以被编程为存储附加参数。模拟输入信号的状态可以被存储在PLC 49的第二寄存器中，警报下限可以被存储在PLC 49的第三寄存器中，等等。PLC 49的存储器可以被表示为一系列寄存器(例如，存储器中的位置)和关联值，如图4A中例示的。

虽然上述AI参数的值在图4A中被例示为存储在连续的寄存器中，但是本领域的普通技术人员将认识到，不需要相关值(例如，与特定信号关联的参数的值)被存储在连续寄存器中，并且还将理解，一些参数值可以跨多个寄存器。实际上，PLC中的连续寄存器可以包含与不同信号关联的参数值，并且与特定参数相关联的寄存器值可以是任意的，只要每个寄存器与其关联的信号和参数之间的对应关系被映射并且可以由配置系统的过程工程师来确定。例如，主动改变值(诸如，过程变量的状态和过程变量的值)可以被存储在第一系列寄存器中，而关于每个信号的可编程信息(例如，高(hi)警报极限和低(lo)极限、工程单位值等)可以被存储在PLC设备的存储器中的其它地方的第二系列寄存器中。

如现在应该理解的，因存在与现场设备53耦接的PLC 49，过程模块的配置极大程度地变复杂，并且将现场设备53集成在过程控制系统22中可以(在没有缓解的情况下)在过程工程师配置工厂期间需要附加编程步骤以及每个寄存器值正确集成在过程模块和包括控制方案的功能块中的繁琐且耗时的验证和校验。更复杂的是，PLC中参数的映射可以使用与功能块所期望的参数不同的命名约定。图4B例示了假设控制器和PLC中的过程变量信号的命名约定的示例。

过去，一些过程工程师已尝试通过创建自定义功能块(诸如，图4C中描绘的功能块)将PLC 49和关联的现场设备53集成到过程控制系统22中。使用关于PLC参数名称与PLC中寄存器之间的对应关系(如图4D中描绘的)以及PLC参数名称与控制器参数名称之间的对应关系(如在图4B中那样)的信息，过程工程师可以创建复合功能块154，该复合功能块154通过独立地从PLC 49的关联的寄存器接收数据来接收参数140-152中的每个作为输入。如图4C中描绘的，第一输入端(IN1)可以从寄存器9000接收与控制器40的“Val”PLC参数和“AI_PV”参数(即，过程变量)对应数据，第二输入端(IN2)可以从寄存器9001接收与控制器40的“SrcQ_IO”PLC参数和“状态”参数对应的数据，等等。复合功能块154可以被编程为接收各种输入并且处理它们，就像AI功能块将处理它们以提供输出一样。

可以理解的是，该解决方案既麻烦又耗时，并且因各种原因而容易出错。首先，过程工程师必须验证所使用的每个寄存器。然而，更重要的是，因为存在各种功能块类型(AI、AO、DI、DO和用于专用I/O和过程/控制的无数功能块)，过程工程师必须为将数据发送到与其关联的PLC 49和现场设备53或者从其接收数据的每种类型的功能块创建自定义复合块154。

在一些实施例中，通过根据参考来自现场设备53的特定信号的控制标签在PLC中实现信号分组来部分缓解上述问题中的一些问题。在实施例中，可以根据字母数字的控制标签和标签参数而非排他性通过寄存器位置来访问PLC 49中的数据。以这种方式，单个信号的诸如过程值、设定点、警报极限、模式、状态等这样的参数全都通过控制标签来组织。图4E例示了该概念。在图4E中，CT001设备的每个PLC参数(“标签参数”)与控制标签“Tank_North_Temp”关联。再度地，虽然控制标签“Tank_North_Temp”的标签参数的值在图4E中被例示为被存储在并发的相邻寄存器中，但是应该理解，不需要其中相邻地或并发地存储值的寄存器。可以使用控制标签和标签参数值来访问与PLC 49中的每个控制标签的各标签参数关联的值是足够的。

在实施例中，配置系统34可以包括(例如，在组件库中)一个或多个智能功能块(也被称为“集成功能块”)，智能功能块促成将PLC设备自动集成到分布式控制系统中。集成功能块利用控制标签信息来根据与PLC中的控制标签关联的参数和数据类型自动地创建、变形、和/或变换。图5A描绘了实施例中的用于配置系统34的图形用户界面的一部分159。该部分159例示了与过程控制系统22中的不同设备类型关联的库定义的集合157。库定义包括针对用于(例如，包括设备53的)过程控制系统22中的PLC关联的设备的集成功能块的一组定义160。该组定义160与第一类型的PLC(例如，第一PLC模型或制造商)关联。图5A中显示的该组定义160包括针对四种类型的集成功能块162、164、166、168的定义：AI功能块定义162、AO功能块定义164、DI功能块定义166、和DO功能块定义168。功能块类型定义162、164、166、168中的每个都定义了PLC 49的标签参数174与控制器40的对应参数172之间的关系，如图5B中例示的。参数映射170(在AI设备类型162的属性框的背景中示出)展示了用于集成AI功能块类型的控制器和PLC参数名称之间的对应关系。

当然，因为每个功能块类型都包括不同的控制器参数，所以集成功能块中的每个将具有不同的控制器参数与PLC参数的映射。例如，图5A中的AO功能块定义164将具有与AI功能块定义162不同的控制器和PLC参数的集合。图5C描绘了类似的参数映射176(在AO功能块定义164的属性框的背景中示出)，参数映射176展示了控制器参数名称178和PLC参数名称180之间的对应关系。

另外，应该理解，不同类型的PLC 49可以具有与控制器参数名称对应的不同PLC参数名称。因此，在实施例中，可以针对不同类型的PLC(例如，不同的PLC模型、来自不同制造商的PLC等)定义不同组的PLC集成功能块。除了针对第一PLC类型的集成功能块定义的组160之外，图5A还描绘了针对第二PLC类型的集成功能块定义的组161。在获悉了各种可用PLC类型的情况下，过程控制系统22和特别地配置系统34可以被编程为包括可用构建元素(各种PLC集成功能块“现有的”)的库，使得过程工程师不需要针对公共功能块类型(例如，AI、AO、DI、DO等)创建集成功能块。

通常，使用配置系统34的过程工程师将功能块(诸如，例如，通用AI功能块)放置到配置编辑器35(有时也被称为“画布”)的配置设计空间中的配置表和/或模块上。然后，过程工程师将一个或多个设备标签或设备信号标签与输入功能块的输入端关联(例如，通过将输入端连接于布线，或者将输入端与标签关联)并且将一个或多个输出端与输出功能块的输出端关联，以实例化功能块和与设备标签或设备信号标签关联的设备之间的通信。

在过程工程师需要将来自受PLC 49控制的现场设备53的值输入过程模块的情况下，过程工程师可以将集成功能块(诸如，例如，集成AI功能块)放置到配置表或过程模块上，并且可以类似地，通过将输入端连接于与PLC控制标签名称关联的布线或者通过将AI功能块的属性字段与PLC控制标签名称关联，将集成AI功能块的输入端与所期望的PLC控制标签名称关联。集成功能块可以各自是通用功能块，其在与PLC控制标签名称关联时变换为包括与图4C中描绘的复合块154类似的输入端和/或输出端的功能块。在特定实施例中，集成功能块可以具有多个输出端，输出端各自对应于与PLC标签名称关联的信号中的相应一个。图6A-图6D描绘了在配置表182中被实例化并且配置有PLC控制标签名称的集成功能块的示例。图6A描绘了所配置的集成AI功能块184。AI集成功能块184具有被描绘为标记186的关联的PLC控制标签名称和被描绘为标记188的关联的功能块类型。标记192指示控制器40用来参考关联的现场设备53的设备标签。如图6A中例示的，集成AI功能块184包括与控制标签名称关联的PLC标签参数190中的每个的指示。在AI功能块184中，通过将功能块184与PLC控制标签名称186关联，将AI功能块184配置为接受来自PLC的各信号，并且功能块186输出来自输出端190中的对应一个的每个信号。在实施例中，主要参数(在图6A中例示的情况下，“AI_PV”)被作为信号“OUT”输出。

类似地，图6B、图6C和图6D中的每个描绘了相应配置的集成功能块，其中，图6B描绘了示例集成AO功能块194，图6C描绘了示例集成DI功能块204，并且图6D描绘了示例集成DO功能块214。如同集成功能块184一样，集成功能块194、204和214中的每个包括标记196、206、216中的相应PLC控制标签名称、相应的功能块类型标记198、208、218、相应的设备标签标记202、212、222、以及与控制标签名称关联的PLC标签参数200、210、220中的每个的相应指示。

因为库定义中定义的集成功能块中的每个是根据与其关联的PLC标签参数集来定义的，所以在一些实施例中，可以实现通用集成功能块。通用集成功能块是没有与其关联的专用功能块类型(例如，AI、AO、DI、DO等)而是替代地基于与分配给通用集成功能块的控制标签名称关联的PLC标签参数来确定功能块类型的通用集成功能块。例如，可以在配置表182上放置通用集成功能块。过程工程师可以将通用集成功能块与PLC控制标签名称“Tank_North_Pressure”关联。配置系统34将检索或查找与PLC控制标签名称“Tank_North_Pressure”关联的标签参数，并且确定标签参数名称与用于PLC类型1设备的AO功能块定义164的标签参数名称匹配，并自动地将通用集成功能块分配为用于PLC类型1设备的AO功能块。

在实施例中，配置系统34与通用集成功能块协作，以便根据与PLC控制标签名称关联的标签参数进行自动更新。正如配置系统34在过程工程师将控制标签与功能块关联时自动将与控制标签关联的标签参数添加到通用集成功能块一样，配置系统34也可以自动添加标签参数，去除标签参数，或者在与PLC控制标签名称关联的标签参数与所存储的功能块定义匹配时，基于与所分配的PLC控制标签关联的标签参数的改变来改变数据类型。

举例来说，考虑到将仅仅具有过程变量且范围为0-200华氏度的模拟温度信号从PLC集成到控制系统22中。当过程工程师添加通用集成功能块并且将温度控制标签名称与通用集成功能块关联时，温度参数将被自动添加到功能块，并且功能块被从通用类型变换成AI类型。另一个模拟输入(流信号)也从PLC集成到控制系统22中。该流包括过程变量、变送器范围、过程范围、工程单位、模式、模拟启用、模拟值、高低警报的警报极限、以及高高警报和低低警报、变送器状态、PLC模块状态、和输入复位。用户添加第二通用集成功能块并且将功能块与流控制标签名称关联。第二通用集成功能块自动添加与流控制标签关联的参数，并且将功能块从通用类型变换成AI类型。现在假定来自PLC的温度信号被修改，以增加警报极限。如果存储了所匹配的定义，则已经与温度控制标签关联的集成功能块将自动进行更新，以包括新的参数。另选地，假定来自PLC的温度信号被替代地修改为是离散的而非模拟的。与温度控制标签关联的集成功能块将替代地自动变换成DI功能块。

本文中描述的集成功能块还可以在各种实施例中被编程为增强从PLC接收的作为标签参数的信息。一些PLC实现方式可以不提供控制器40(当(经由I/O设备48)直接耦合到现场设备44、46时)将预期的所有参数。PLC 49可以包括存储给定参数的值的寄存器(例如，过程变量)，但是可以不包括存储参数值的状态(例如，指示参数状态是“良好”、被更新等)的寄存器，而在控制系统22的控制器40中实现的一个或多个功能块可能需要例如状态参数，以确保在控制时所依赖的参数值是准确的，从而估计设备的正确操作等。集成功能块可以识别到并不存在所需的参数，并且可以创建和/或插入缺失参数，以便符合需要。例如，集成功能块可以被编程为从寄存器接收过程变量值，并且，如果PLC 49未被配置为提供对应的状态参数值，则假定状态值是“良好”并且在内部创建对应的状态值，使得它可以被从集成功能块接收数据的其它功能块或集成功能块内的功能利用。另选地，集成功能块可以访问在其中检索过程变量值的寄存器的最近写时间，并且可以根据寄存器的写时间来创建状态参数值，确定(例如)在先前预定的时间段(例如，1分钟、5分钟等)内是否已将状态是“良好”写入寄存器。

在实施例中，配置系统34另外提供用于集成并未实现控制标签和/或并未将与特定值关联的所有参数标签分组到单个控制标签之下或者以有组织方式这样做的PLC的软件机制。在这些PLC中，被控制器40预期为一个组的参数中的一个或多个可以驻留在作为与其余不同的数据集的部分的寄存器中，或者，所预期的参数可以与PLC的两个或更多个控制标签而非单个控制标签关联。另选地，被控制器40预期为彼此关联的一组参数标签可以根本没有被分组在一起，因为PLC 49可以根本不实现控制标签。无论什么原因，在实施例中，本文中描述的系统和方法可以提供创建新控制标签以将来自PLC 49的多个寄存器关联的手段，使得新创建的控制标签可以进而与如上所述的集成功能块关联。

图7描绘了用于添加新控制标签的图形用户界面(GUI)250。GUI 250包括标签名称字段252，过程工程师可以将正添加的标签的名称键入标签名称字段252中。字段254提供了用于选择多个标签定义256之一的机制(例如，下拉菜单、选择列表、单选按钮等)。例如，图7例示了已经存在的标签定义包括固定AI、固定AO、固定DI、和固定DO标签定义。标签定义256可以对应于与其中正添加PLC控制标签的设备关联的特定PLC类型。也就是说，如果PLC设备是特定品牌和/或型号，则标签定义256可以包括仅仅与该型号对应的那些定义。举例来说，如果参照图5A，与图7中正添加的标签定义关联的PLC是“PLC类型1”设备，则标签定义256将对应于组160中的功能块162、164、166和168。

在选择了标签定义256之一后，用户可以导航(例如，通过激活诸如“分配寄存器......”按钮这样的控件258)到GUI 262，如图8中描绘的。GUI 262可以允许过程工程师将PLC中的寄存器与针对所选择的标签定义的各标签参数174相关联。图8描绘了在控制工程师在GUI 250中选择了FixedAI标签定义257时可以显示的GUI 262。图8中示出的GUI 262提供针对FixedAI标签定义的控制器参数172和对应的PLC标签参数174，并且为标签参数174中的每个提供字段264，过程工程师可以将标签参数值所处的寄存器编号(或如果在PLC中实现信号标签，与该寄存器关联的信号标签)输入字段264中。在实施例中，字段264中的每个还可以具有关联的控件266，控件266促成浏览PLC的寄存器和/或信号标签，以选择在其中找到标签参数174的值的特定寄存器或信号标签。

在图9中描绘了用于配置过程控制系统22的方法270。总体上，除了用于配置操作硬件的分布式控制系统的步骤之外，该方法还包括配置过程控制系统22中的硬件。方法270包括将控制器40与输入/输出模块48通信耦合(框272)，以及将I/O模块48与PLC 49通信耦合(框274)。控制器40可以按任何已知方法与I/O模块48耦合，但是在实施例中，二者利用以太网协议耦合。类似地，在实施例中，I/O模块48通过以太网协议与PLC 49耦合，但是可以采用任何已知的方法。PLC 49与现场设备53通信耦合(框276)，并且对于现场设备53中的每个而言，具有存储与相应的现场设备53关联的值的数据的一个或多个寄存器。PLC被配置成使得现场设备53中的每个与PLC控制标签关联，并且控制标签中的每个与对应于针对相应现场设备53的寄存器的一个或多个标签参数关联，如上所述。

该方法还包括将标签参数与控制器40的对应参数关联，使得对于PLC控制标签中的每个而言，存在与PLC控制标签的标签参数关联的控制器40的参数集合(框278)。当实例化集成功能块时(框280)，方法270包括将集成功能块与PLC控制标签之一关联(框282)。集成功能块在与PLC控制标签之一关联时，根据与用于PLC控制标签的标签参数关联的控制器的参数集合来自动配置自身。集成功能块可以(例如)自动将其自身配置为模拟输入功能块、模拟输出功能块、离散输入功能块、离散输出功能块、自定义功能块类型等。

Claims

1.一种用于配置过程控制系统的方法，所述过程控制系统用于控制过程工厂中的过程，所述方法包括：

将输入/输出(I/O)模块通信地耦合到可编程逻辑控制器(PLC)，所述可编程逻辑控制器(PLC)进而通信地耦合到多个现场设备，所述PLC针对所述多个现场设备中的每个具有一个或多个寄存器，所述一个或多个寄存器存储与相应的现场设备关联的值的数据，所述PLC被配置为使得所述多个现场设备中的每个都与PLC控制标签相关联，并且，每个PLC控制标签都与对应于针对相应的现场设备的所述一个或多个寄存器中的一个或多个标签参数相关联；

配置所述I/O模块，以将所述标签参数与控制器的对应参数相关联，以使得针对所述PLC控制标签中的每个，存在与所述PLC控制标签的所述标签参数相关联的所述控制器的参数的集合；

实例化集成功能块对象；以及

将所述集成功能块对象与所述PLC控制标签中的一个控制标签相关联，

其中，所述集成功能块根据与所述PLC控制标签的所述标签参数相关联的所述控制器的所述参数的集合，将自身自动地配置为由以下各项组成的组中的一个：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、离散输出功能块、和自定义输入或输出功能块。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述PLC控制标签中的所述一个控制标签的所述标签参数改变，则所述集成功能块被适配为将自身自动地重新配置为由以下各项组成的组中的另一个：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、离散输出功能块、和自定义输入或输出功能块。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述PLC控制标签中的所述一个控制标签的所述标签参数改变，则所述集成功能块被适配为将自身自动地重新配置为：添加与新标签参数对应的输入和/或去除不再与所述PLC控制标签中的所述一个控制标签相关联的标签参数相对应的输入。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述集成功能块在与所述PLC控制标签中的所述一个控制标签相关联时，基于标签定义，将对应于与所述PLC控制标签中的所述一个控制标签相关联的所述标签参数的输入和/或输出添加到所述集成功能块。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：以编程方式将所述集成功能块耦合到与关联于所述PLC控制标签中的所述一个控制标签的现场设备相关联的图形对象。

6.一种用于下载到过程控制系统中的控制器的集成功能块，所述过程控制系统用于控制过程工厂中的过程，所述集成功能块被适配为：

将与所述过程工厂中的多个现场设备中的一个现场设备对应的控制标签接收作为配置参数，所述多个现场设备耦合到可编程逻辑控制器(PLC)；

根据与所述控制标签相关联的参数的集合，将自身自动地配置为由以下各项组成的组中的一个：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、离散输出功能块、和自定义输入或输出功能块。

7.根据权利要求6所述的集成功能块，还被适配为：根据与所述控制标签相关联的新的参数的集合，将自身自动地重新配置为由以下各项组成的组中的另一个：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、离散输出功能块、和自定义输入或输出功能块。

8.根据权利要求6所述的集成功能块，其中，所述集成功能块部分地根据标签定义的集合来自动地配置自身。

9.根据权利要求8所述的集成功能块，其中，所述标签定义的集合中的每个都针对功能块类型定义与所述控制标签相关联的所述参数的集合和与所述功能块类型相关联的控制器参数的集合之间的对应关系。

10.根据权利要求8所述的集成功能块，其中，所述标签定义的集合包括针对与多个PLC类型相关联的功能块的标签定义，并且其中，所述集成功能块根据与所述控制标签相关联的所述参数的集合和对应于PLC类型的所述标签定义中的一个标签定义中的参数的集合之间的对应关系，来将自身自动地配置为与所述PLC类型对应的功能块。

11.根据权利要求6所述的集成功能块，其中，所述集成功能块在与所述控制标签相关联的所述参数的集合改变的情况下自动地重新配置自身。

12.根据权利要求11所述的集成功能块，其中，在与所述控制标签相关联的所述参数的集合改变的情况下重新配置自身包括：

如果一个或多个新参数与所述控制标签相关联，则添加一个或多个输入和/或输出；和/或

如果与所述控制标签相关联的参数中的一个或多个参数不再与所述控制标签相关联，则去除一个或多个输入和/或输出。

13.一种用于控制过程工厂中的过程的系统，所述系统包括：

多个现场设备，所述多个现场设备操作为处理所述过程工厂中的材料；

控制器，所述控制器被编程为向所述多个现场设备发送信号以及从所述多个现场设备接收信号，以影响对所述过程工厂中的所述过程的控制；

输入/输出(I/O)模块，所述输入/输出(I/O)模块设置在所述控制器与所述多个现场设备之间，并且操作为将所述信号从所述控制器传送到所述多个现场设备，以及将所述信号从所述多个现场设备传送到所述控制器；

可编程逻辑控制器(PLC)，所述可编程逻辑控制器(PLC)设置在所述多个现场设备的子集与所述I/O模块之间，所述PLC操作为对所述多个现场设备的所述子集进行控制，并且，所述PLC具有多个寄存器，所述多个寄存器与所述多个现场设备的所述子集中的每个相关联；以及

集成功能块，所述集成功能块在所述控制器中被实例化，所述集成功能块在配置期间被适配为：

接收对所述PLC设备的所述寄存器的集合的分配，所述PLC设备的所述寄存器的所述集合对应于所述多个设备的所述子集中的一个的PLC参数，每个寄存器都对应于所述多个设备的所述子集中的一个的参数；

创建针对所述寄存器的集合中的每个寄存器的PLC参数与所述控制器的对应参数之间的关联性。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，接收对所述PLC设备的寄存器的集合的分配包括：接收对与所述寄存器的集合相关联的PLC控制标签的分配。

15.根据权利要求13所述的系统，其中，创建针对所述寄存器的集合中的每个寄存器的PLC参数与所述控制器的对应参数之间的关联性包括：根据所述寄存器的参数与所述控制器的参数之间的已知关系来创建所述关联性。

16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述集成功能块还在配置期间被适配为将自身自动地配置为由以下各项组成的组中的一个：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、或离散输出功能块。

17.根据权利要求13所述的系统，其中，接收对所述PLC设备的寄存器的集合的分配包括：接收对PLC控制标签的分配，所述控制标签与所述寄存器的集合相关联，并且

其中，所述集成功能块还被适配为：如果与所述PLC控制标签相关联的寄存器改变，则重新配置其自身。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述集成功能块被适配为添加输入以对应于与所述PLC控制标签新关联的寄存器。

19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述集成功能块被配置为去除输入以对应于与所述PLC控制标签解除关联的寄存器。

20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述集成功能块还在配置期间被适配为将自身自动地配置为由以下各项组成的组中的一个：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、或离散输出功能块，并且

其中，所述集成功能块被适配为在与所述PLC控制标签相关联的寄存器改变的情况下将自身重新配置为由以下各项组成的组中的不同的一个：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、或离散输出功能块。

21.根据权利要求14所述的系统，其中，所述集成功能块被用户选择为具有与以下各项中的一项对应的特定类型：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、或离散输出功能块。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述集成功能块是根据与所述PLC相关联的类型来选择的。

23.根据权利要求14所述的系统，其中，所述集成功能块被适配为：根据与所述PLC控制标签相关联的标签参数，来确定所述PLC的设备类型，并且将自身自动地配置为由以下各项组成的组中的一个：模拟输入功能块、离散输入功能块、模拟输出功能块、或离散输出功能块。