DE10147115A1 - Verwendung von entfernt gelegenen Softphasen in einem Prozeßsteuerungssystem - Google Patents
Verwendung von entfernt gelegenen Softphasen in einem ProzeßsteuerungssystemInfo
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Abstract
Ein Prozeßsteuerungssystem schließt eine Ausführungsroutine (52), welche an einem ersten Knotenpunkt des Prozeßsteuerungssystems angeordnet ist, und ferner eine oder mehrere Softphasen (72, 73, 74), welche an anderen, abseits von dem ersten Kotenpunkt gelegenen Knotenpunkten angeordnet sind, und ferner eine Kommunikationssoftware (76, 82), welche in jedem der Knotenpunkte angeordnet ist, um es der Ausführungsroutine (52) zu ermöglichen, die Softphasen (72, 73, 74), welche an abseits von dem ersten Knotenpunkt gelegenen Knotenpunkten liegen, aufzurufen und auszuführen, ein. Diese Operation führt zu einer Reduzierung des Ladevorganges und Kommunikationsverkehrs auf dem Knotenpunkt, wo die Batch-Ausführung (52) stattfindet, und ermöglicht es, den Operator mit einer Softphase (72, 73, 74) auf einer Workstation (13, 14, 15) oder einem Knotenpunkt, der zur Operation der Softphase (72, 73, 74) geeignet ist, zu interagieren, was die Aufgabe des Operators vereinfacht und sich in einer schnelleren Ausführung der Softphasen (72, 73, 74) bemerkbar macht.
Description
Die vorliegende Erfindung handelt allgemein von Prozeßsteuer
ungsnetzwerken und speziell davon, Softphasen in Prozessen etwa
in Batch-Prozessen zu initialisieren.
Prozeßsteuerungsnetzwerke, wie etwa solche, die in chemischen
Prozessen, in der erdölverarbeitenden Industrie oder in anderen
Prozessen benutzt werden, schließen in der Regel einen oder
mehrere Prozeß-Steuerungen ein, die kommunikativ mit einer
oder mehrerer Field-Vorrichtungen gekoppelt sind, welche z. B.
Ventilpositionierer, Schalter, Sensoren (etwa Temperaturdruck
oder Sensoren zur Messung der Durchflußrate), etc. sein können.
Diese Field-Vorrichtungen mögen innerhalb des Prozesses physi
kalische Steuerungsfunktionen übernehmen (wie etwa das Öffnen
oder das Schließen eines Ventils), ferner mögen diese Field-
Vorrichtungen Messungen innerhalb des Prozesses zur Steuerung
der Operation des Prozesses durchführen, oder sie mögen eine
beliebige andere Funktion innerhalb des Prozesses durchführen.
Prozeßsteuerungen sind historisch bedingt mit Field-
Vorrichtungen über eine oder mehrerer analoger Datenleitungen
oder Bussen, welche z. B. 4-20 mA (Milliampere) Signale zu und
von den Field-Vorrichtungen transportieren, verbunden. In neue
rer Zeit wurde von der Prozeßsteuerungs-Industrie eine Reihe
von standardisierten, offenen, digitalen Protokollen oder Kom
binationen aus digitalen und analogen Kommunikationsprotokol
len, wie etwa das FOUNDATION™, FIELDBUS Protokoll (von nun an
Fieldbus Protokoll), HART®-, PROFIBUS®-, WORLDFIP®-, Device-
Net®- und CAN-Protokoll, entwickelt. Diese Protokolle können
eingesetzt werden, um Kommunikationen zwischen einer Steuerung
und Field-Vorrichtungen zu implementieren. Allgemein gesagt,
empfängt die Prozeßsteuerung Signale, welche Repräsentanten von
Messungen sind, die bei einem oder mehreren Field-Vorrichtungen
durchgeführt wurden, und/oder andere Informationen, welche zu
den Field-Vorrichtungen gehören. Die Prozeßsteuerungen benutzen
diese Informationen, um eine typische, komplexe Steuerungsrou
tine zu implementieren. Ferner generieren die Prozeßsteuerungen
Signale, welche über die Signalleitungen oder Busse zu den
Field-Vorrichtungen zur Steuerung der Operation des Prozesses
gesandt werden.
Bestimmte Typen von Prozeßsteuerungsnetzwerken, wie etwa sol
che, die in Batch-Prozessen eingesetzt werden, schließen in der
Regel eine Vielzahl von replizierenden Einrichtungen ein, wel
che so ausgebildeT sind, daß sie die gleiche oder eine ähnliche
Einrichtung darstellen, wie eine solche, die essentiell die
gleiche Funktion innerhalb des Prozesses durchführt. Z. B. mag
eine Keksfabrik eine Vielzahl von Mischungs-Einrichtungen, eine
Vielzahl von Back-Einrichtungen und eine Vielzahl von Verpac
kungs-Einrichtungen aufweisen, wobei einige oder alle der indi
viduellen Mischungs-Einrichtungen geeignet sind, parallel zu
arbeiten und ferner geeignet sind, so zusammengeschaltet zu
werden, daß sie in Serie mit nur einigen oder allen der Back-
Einrichtungen und der Verpackungs-Einrichtungen operieren. In
einem Batch-Prozeß ist typischerweise eine Batch-Ausführung in
einer Workstation gespeichert, welche kommunikativ an eine oder
mehrere Prozeßsteuerungen gekoppelt ist. Diese Batch-Ausführung
löst in einer Reihenfolge eine Reihe von verschiedenen Stufen
oder Schritten aus, wobei zur Durchführung eines Batch-
Prozesses zunächst die erste Stufe beendet werden muß, bevor
die zweite Stufe starten kann. In der oben beschriebenen Keks
fabrik durchläuft die Batch-Ausführung einen ersten Unterprozeß
oder -schritt, um die Mischungs-Einrichtung zu steuern, dann
durchläuft die Batch-Ausführung einen zweiten Unterprozeß, um
die Produkte, welche von den Mischungs-Einrichtungen angefer
tigt wurde, durch die Back-Einrichtung laufen zu lassen, und
dann schließlich führt die Batch-Ausführung einen dritten Un
terprozeß durch, welcher die Verpackungs-Einrichtung steuert,
die das Produkt einpackt, welches von der Backeinrichtung pro
duziert wurde. Die verschiedenen Schritte in diesen Unterpro
zessen werden typischerweise als Phasen bezeichnet.
Allgemein gesagt ist ein Master-Programm, welches Batch-
Ausführung genannt wird, in einem zentralen oder in einem ge
eigneten Knotenpunkt in der Umgebung der Prozeßsteuerung ange
ordnet, wobei die Umgebung der Prozeßsteuerung eine Anzahl von
Benutzer-Workstations und Steuerungen beinhaltet, die an ver
schiedenen Knotenpunkten lokalisiert sind. Die Batch-Ausführung
plant und löst die verschiedenen Phasen aus und stellt ein be
stimmtes Schema für die Batch-Prozeßsteuerung auf. Die Batch-
Ausführung ist im einzelnen so gestaltet, daß sie der Reihe
nach die verschiedenen Phasen eines Batch-Prozesses aufruft,
wobei sie sichergestellt hat, daß die erste Phase komplett ab
geschlossen ist bevor die zweite Phase ausgelöst wird, usw.
Die aktuellen Phasen, welche durch die Batch-Ausführung ausge
löst wurden, sind in einer oder mehreren Steuerungen gespei
chert und werden in einer oder mehreren Steuerungen ausgeführt
(wobei die Steuerungen an verschiedenen Knotenpunkten in der
Umgebung der Prozeßsteuerung angeordnet sind). Die Steuerung,
welche eine bestimmte Phase ausführt, berichtet die Vollendung
der Phase an die Batch-Ausführung, nachdem die Phase ausgeführt
worden ist. Gleicherweise informiert die Steuerung die Batch-
Ausführung, falls die Ausführung von einer Phase mißlingt oder
falls andere Probleme in der Phase auftreten. Dabei mag die
Batch-Ausführung den Operator über dieses Problem informieren,
oder die Steuerung mit Anweisungen zur Lösung oder zum Ignorie
ren des Problems beliefern. Ebenso mögen in einigen Fällen Pha
sen innerhalb der Steuerung die Batch-Ausführung nach Informa
tionen anfragen, welche die Phasen benötigen, um die Phase aus
zuführen, und/oder die Phasen mögen die Batch-Ausführung mit
Daten, welche zu der Operation der Phase gehören, beliefern.
Allgemein ist es sowohl in vielen Batch-Prozessen als auch in
anderen Prozessen notwendig, daß das Prozeßsteuerungssystem mit
anderen Systemen, welche extern bezüglich des Prozeßsteuerungs
systems angeordnet sind, kommuniziert. Für solche extern ange
ordneten Systeme seien folgende Beispiele genannt, die jedoch
nicht als Einschränkung gedacht sind:
Eine Rohmaterial-Datenbank, welche Informationen über die Quan tität von vorliegenden Rohmaterialien speichert, Plätze, auf denen diese Materialien zugeordnet sind, ein Laborinformations- Managementsystem, welches die Laboranalyseinformationen (wie etwa die Zusammensetzung, die Konzentration, die Reinheit, etc.) zur Verfügung stellt, die auf einer Probe basieren, wel che von dem Platz herausgezogen wurde, Informationseingabesy steme, wie etwa Radiofrequenz-Barcode-Lesegeräte, welche zum Scannen von Prozeßeinrichtungs-Identifikations-Etiketten be nutzt werden und manuell angeregte Aktionen (z. B. die von einem Operator). Im allgemeinen laufen diese externe Systeme eher auf Workstations als in Steuerungen.
Eine Rohmaterial-Datenbank, welche Informationen über die Quan tität von vorliegenden Rohmaterialien speichert, Plätze, auf denen diese Materialien zugeordnet sind, ein Laborinformations- Managementsystem, welches die Laboranalyseinformationen (wie etwa die Zusammensetzung, die Konzentration, die Reinheit, etc.) zur Verfügung stellt, die auf einer Probe basieren, wel che von dem Platz herausgezogen wurde, Informationseingabesy steme, wie etwa Radiofrequenz-Barcode-Lesegeräte, welche zum Scannen von Prozeßeinrichtungs-Identifikations-Etiketten be nutzt werden und manuell angeregte Aktionen (z. B. die von einem Operator). Im allgemeinen laufen diese externe Systeme eher auf Workstations als in Steuerungen.
Um eine Kommunikation zwischen diesen externen Systemen oder
Aktionen zu ermöglichen, führen die Batch-Ausführungen soge
nannte Softphasen aus oder sie auf. Allgemein gesagt, ist eine
Softphase eine von einem Benutzer gelieferte, PC-basierende
Routine (welche z. B. in Visuell Basic oder Visuell C++ ge
schrieben ist), wobei diese Routinen, anstelle einer Steuerung,
auf einer Workstation oder einer anderen Benutzerschnittstelle
ausgeführt werden, um mit externen Systemen zu kommunizieren
oder um manuell angeregte Aktionen auszuführen, wie etwa sol
che, die oben beschrieben wurde. Die Hauptfunktion einer Soft
phase mag z. B. die Kommunikation mit einem Benutzer, Operator,
dem Bedienungspersonal, etc. sein, und zwar in der Weise, in
welcher es für die Operation des Batch-Prozesses notwendig ist.
Softphasen mögen benutzt werden, um mit einem Operator oder an
derem Fabrikpersonal zu kommunizieren, mit dem Zweck, bestimmte
Aktivitäten sicherzustellen, wie etwa eine manuelle Aktivität,
die für den Batch-Prozeß notwendig ist. In diesem Fall mag die
Softphase den Operator anweisen, einen speziellen Schritt
durchzuführen, und ferner mag die Softphase den Operator auf
fordern, die Softphase zu informieren, wenn die Aktion abge
schlossen ist. Die Softphase mag dann dem Operator den nächsten
Schritt, welcher durchgeführt werden muß, übermitteln und war
tet dann auf eine Bestätigung, daß die Anweisung durchgeführt
wurde. Diese allgemeinen Typen von Softphasen werden einge
setzt, um den Operator zu veranlassen, bestimmte Einrichtungen
zu laden oder zu konfigurieren, welche in anderen Phasen des
Batch-Prozesses benutzt werden, oder um eine Probe aufzunehmen
und zu testen, um sicherzustellen, daß der Batch-Prozeß korrekt
durchgeführt wurde, etc. Es versteht sich von selbst, daß
Softphasen auch für andere Zwecke eingesetzt werden können.
In der Vergangenheit waren Batch-Ausführungsroutinen darauf be
schränkt, Softphasen, welche in dem gleichen Computer (z. B. in
einem Knotenpunkt) oder in der gleichen Workstation, in der
auch die Batch-Ausführung gespeichert ist, aufzurufen oder aus
zuführen. Hierbei weist die Batch-Ausführung einen Server in
nerhalb der Workstation an, durch das Aufrufen und das Imple
mentieren einer Softphase auf derselben Workstation die Batch-
Ausführung auszuführen. Der Softphasenserver würde die Softpha
se finden und starten und ferner der Batch-Ausführung Rückbe
richt erstatten, wenn die Softphase vollständig durchgeführt
wurde. Die Softphase konnte durch den Softphasenserver ebenso
mit der Batch-Ausführung kommunizieren, um - falls es notwendig
ist - Informationen von der Batch-Ausführung zu erhalten.
Typischerweise wurde die Batch-Ausführung auf einer Master-
Workstation, welche an einem zentralen oder sicheren Punkt in
nerhalb der Fabrik angeordnet ist, ausgeführt. Folglich mußte
ein Benutzer bei der Master-Workstation stehen, wenn eine Soft
phase implementiert wurde, was typischerweise eine Reihe von
Benutzeraktionen und ferner Eingaben während der Operation der
Phase erforderte. Dieses bedeutete, daß sich der Benutzer typi
scherweise fern von der Anlageneinrichtung aufhielt, welche
während der Softphase notwendigerweise manipuliert werden muß
te. Dieses war für den Benutzer nicht besonders günstig und
machte sich darin bemerkbar, daß die Ausführung einer Softphase
sehr langsam voranging, weil der Operator oder Benutzer nach
jedem Schritt der Softphase zu der Anlageneinrichtung hingehen
und ferner wieder zurückkehren mußte, um die Vollständigkeit
von dem Schritt zu bestätigen. Mit anderen Worten, die Softpha
se wurde allgemein auf einer Workstation ausgeführt, die für
die Kommunikation des Benutzer mit der Softphase nicht beson
ders geeignet lag, weil die Softphase auf der gleichen Worksta
tion wie die Batch-Ausführung ausgeführt werden mußte. Auch be
anspruchen Softphasen, welche auf der gleichen Workstation wie
die Batch-Ausführung laufen, zusammen mit der Batch-Ausführung
für die Bearbeitung Prozeßressourcen, was die Batch-Ausführung
verlangsamt und ferner zu Problemen beim Laden auf das CPU
führt. Ferner benötigen manche Softphasen andere Ressourcen,
wie etwa eine Datenbank, um die gewünschten Funktionen durchzu
führen. Wie auch immer bedeutet dieses, daß eine Menge Netz
werkverkehr zwischen dem Knotenpunkt, auf welchem die Batch-
Ausführung lag, und dem Datenbank-Serverknotenpunkt generiert
wurde, was unerwünscht ist.
Ein Prozeßsteuerungssystem schließt Softphasen ein, welche auf
Knotenpunkten oder Computern implementiert sein können. Dabei
können diese Knotenpunkte oder Computer entfernt gelegen oder
separat von jenem Knotenpunkt angeordnet sein, auf welchem eine
Batch-Ausführung, die solche Softphasen aufruft, durchgeführt
wird. Dieses System ermöglicht dem Operator mit einer Softphase
auf einer Workstation oder einem Knotenpunkt zu kommunizieren,
wobei die Workstation oder der Knotenpunkt möglichst vorteil
haft für die Operation der Softphase angeordnet ist, was die
Aufgabe des Operators vereinfacht und in einer schnelleren Aus
führung der Softphase resultiert. Dieses System reduziert des
weiteren den Ladevorgang der CPU oder des Netzwerkes an dem
Batch-Ausführungsknotenpunkt und mag ferner den Netzwerkverkehr
zu und von dem Batch-Ausführungsknotenpunkt reduzieren, indem
Softphasen, welche eine große Anzahl von Ressourcen benötigen
oder viel Kommunikation erzeugen, auf anderen Knotenpunkten an
geordnet werden können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein Pro
zeßsteuerungssystem eine erste Berechnungsvorrichtung ein, wel
che an dem ersten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssy
stems angeordnet ist, zusätzlich schließt das Prozeßsteuerungs
system eine zweite Berechnungsvorrichtung ein, welche an einem
zweiten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssystems ange
ordnet ist, und ferner schließt das Prozeßsteuerungssystem eine
Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten
Knotenpunkt ein, um Kommunikationen zwischen dem ersten Knoten
punkt und dem zweiten Knotenpunkt zu ermöglichen. Eine Ausfüh
rungsroutine, welche z. B. eine Batch-Ausführungsroutine sein
mag, ist in der ersten Berechnungsvorrichtung gespeichert und
ferner dazu ausgelegt, von der ersten Berechnungsvorrichtung
ausgeführt zu werden. Eine Softphase ist in der zweiten Berech
nungsvorrichtung gespeichert und ferner dazu ausgelegt, durch
die zweite Berechnungsvorrichtung ausgeführt zu werden. Des
weiteren ist eine Fern-Kommunikationssoftware in der ersten und
in der zweiten Berechnungsvorrichtung gespeichert und ferner
dazu ausgelegt, von der ersten und der zweiten Berechnungsvor
richtung ausgeführt zu werden, mit dem Zweck, der Ausführungs
routine es zu ermöglichen, über die Kommunikationsverbindung
die Softphase zur Ausführung aufzurufen.
Die Fern-Kommunikationssoftware mag einen Server einschließen,
welcher in der ersten Berechnungsvorrichtung gespeichert und
ferner dazu ausgelegt ist, auf der ersten Berechnungsvorrich
tung ausgeführt zu werden. Ein Softphasenvermittler ist in der
zweiten Berechnungsvorrichtung gespeichert und ferner dazu aus
gelegt, auf der zweiten Berechnungsvorrichtung ausgeführt zu
werden, wobei der Server und der Vermittler Kommunikationssoft
ware oder Kommunikationsoberflächen einschließen, welche dazu
ausgelegt sind, über die Kommunikationsverbindung zu kommuni
zieren. Falls es erwünscht ist, mag der Vermittler ein Pro
grammstarter einschließen, welcher zur Lokalisierung und zur
Ausführung der Softphase auf der zweiten Berechnungsvorrichtung
dient und ferner so ausgelegt ist, daß er den Server infor
miert, wenn die Softphase auf der zweiten Berechnungsvorrich
tung vollständig ausgeführt wurde. Der Vermittler mag zusätz
lich die Kommunikationen zwischen der Softphase und der Batch-
Ausführung koordinieren. Die Ausführungsroutine mag zusätzlich
den Server über die Lokalisierung der Softphase informieren,
wenn der Aufruf der Softphase oder die Lokalisierung der Soft
phase von einer Konfigurationsdatenbank ermittelt worden ist,
welche mit dem Prozeßsteuerungssystem assoziiert.
Fig. 1 stellt einen Ausschnitt eines Blockdiagramms dar, in
welchem schematisch ein Teilbereich eines Prozeßsteuerungsnetz
werkes dargestellt ist, welches eine Batch-Ausführung benutzt,
um eine oder mehrere Softphasen auf entfernt gelegenen Knoten
punkten aufzurufen;
Fig. 2 ist ein Diagramm einer Batch-Ausführungsprozedur, welche
Steuerungs-basierende Phasen und Softphasen aufruft;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, welches drei der Workstations in
dem Prozeßsteuerungssystem von Fig. 1 darstellt, mit ein
schließlich den Komponenten, welche es ermöglichen, daß die
Batch-Ausführung die Softphasen aufruft, welche auf entfernt
gelegenen Knotenpunkten angeordnet sind.
Bezugnehmend auf Fig. 1 umfaßt ein Prozeßsteuerungsnetzwerk 10
eine oder mehrere Prozeßsteuerungen 12a bis 12c, welche an ver
schiedenen Computern oder Workstations 13, 14 und 15 über bei
spielsweise eine Ethernet-Kommunikationsverbindung 17 ange
schlossen sind. Selbstverständlich kann die Kommunikationsver
bindung 17 ein beliebiger Typ einer Kommunikationszwischenlei
tung darstellen, einschließlich eines Busses, einem System aus
Leitungen oder einer kabellosen Verbindung, etc.. Eine der
Steuerungen, 12b, ist in Fig. 1 so dargestellt, daß sie an Vor
richtungen oder Einrichtungen innerhalb eines Prozesses (wel
cher allgemein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist) über
eine - nicht dargestellte - Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung (I/O-
Vorrichtung) und einem Satz von Kommunikationsleitungen oder
einem Bus (18) angeschlossen ist. Die anderen Steuerungen 12a
und 12c können auf ähnliche Weise mit anderen Field-
Vorrichtungen und Einrichtungen verbunden sein. Die Steuerung
12b, welcher beispielsweise eine DeltaV™-Steuerung der Firma
Fisher-Rosemont Systems, Inc. sein kann, ist in der Lage, mit
Kontrollelementen zu kommunizieren, wie etwa mit Field-
Vorrichtungen und mit Funktionsblöcken innerhalb dieser Field-
Vorrichtungen, welche während des gesamten Prozesses 16, zur
Durchführung von einer oder mehrerer Prozeßsteuerungsroutinen
für die dadurch implementierte, gewünschte Steuerung des Pro
zesses 16, verteilt wurden. Diese Prozeßsteuerungsroutinen kön
nen kontinuierliche oder Batch-Prozeß Kontrollroutinen oder
Kontrollprozeduren sein. Die Workstations 13 bis 15 (welche
beispielsweise PCs oder beliebige andere Arten von Computern,
Servern oder Workstations, etc. sein können) befinden sich an
verschiedenen Knotenpunkten des Prozeßsteuerungssystems 10 und
können von einem oder mehreren Ingenieuren, Operatoren, War
tungspersonal etc. dazu genutzt werden, Prozeßsteuerungsrouti
nen so auszulegen, daß diese von den Steuerungen 12 ausgeführt
werden, oder daß diese mit den Steuerungen 12 so kommunizieren,
daß solche Prozeßsteuerungsroutinen heruntergeladen werden, um
Informationen, die den Prozeß 16 während der Durchführung des
Prozesses 16 betreffen, zu empfangen und darzustellen, und um
andererseits mit den Prozeßsteuerungsroutinen zu kommunizieren,
welche von den Steuerungen 12 ausgeführt werden. Jede der Work
stations 13 bis 15 schließt, zur Speicherung von Anwendungen
einen Speicher 20 ein, wie etwa zur Speicherung von Konfigura
tionsauslegungsanwendungen, und ferner zur Speicherung von Da
ten, wie etwa Konfigurationsdaten, welche zur Konfiguration des
Prozesses 16 gehören. Jede der Workstations 13 bis 15 schließt
des weiteren einen Prozessor 21 ein, welcher die Anwendung aus
führt, um einem Benutzer es zu ermöglichen, Prozeßsteuerungs
routinen auszulegen und um ferner diese Prozeßsteuerungsrouti
nen auf die Steuerungen 12a bis 12c zuladen. Ebenso ist die
Steuerung 12b so dargestellt, daß sie zur Speicherung von Kon
figurationsdaten und Prozeßsteuerungsroutinen, etwa Phasen für
einen Batch-Prozeß, welche zur Steuerung des Prozesses 16 be
nutzt werden, einen Speicher 21 einschließt. Ferner schließt
die Steuerung 12b einen Prozessor 24 ein, welcher die Prozeß
steuerungsroutinen zur Umsetzung einer Prozeßsteuerungsstrate
gie ausführt. Wenn die Steuerung 12b eine DeltaV-Steuerung sein
sollte, dann mag dem Benutzer über eine der Workstations 13 bis
15 eine graphische Darstellung der Prozeßsteuerungsroutinen in
nerhalb der Steuerung 12b zur Verfügung gestellt werden. Wobei
die Steuerungselemente innerhalb der Prozeßsteuerungsroutine
und ferner die Weise, in der diese Steuerungselemente zur
Steuerung des Prozesses 16 konfiguriert sind, dargestellt wer
den.
In dem als Beispiel in Fig. 1 dargestellten Prozeßsteuerungs
netzwerk 10 ist die Steuerung 12b kommunikativ über einen Bus
18 mit zwei Gruppen von ähnlich konfigurierten Einrichtungen
verbunden, wobei jede dieser Gruppen eine Reaktoreinheit, wel
che von nun an als Reaktor_01 (R1) oder Reaktor_02 (R2) bezeich
net wird, eine Filtereinheit, welche von nun an als Filter_01
(F1) oder Filter_02 (F2) bezeichnet wird, und ferner eine
Trocknereinheit, welche von nun an als Trockner_01 (D1) oder
Trockner_02 (D2) bezeichnet wird, beinhaltet. Der Reaktor_01
schließt einen Reaktorbehälter 100 ein, ferner zwei Einström
ventile, die so angebracht sind, daß sie die Fluid-
Einlaßleitungen steuern, welche Fluid von z. B. einem Kopftank
(nicht dargestellt) an den Reaktorkessel liefern, und zusätz
lich schließt der Reaktor_01 ein Ausgangsventil 103 ein, das so
angebracht ist, daß es den Fluid-Ausfluß aus dem Reaktorbehäl
ter über eine Fluid-Auslaßleitung steuert. Eine Vorrichtung
105, die ein Sensor, wie etwa ein Temperatursensor, Drucksen
sor, Fluidfüllstandsmesser, etc., oder aber auch irgendeine an
dere Einrichtung, wie etwa ein elektrischer Heizer oder ein
Dampfheizer, sein kann, ist in oder neben dem Reaktorbehälter
100 angebracht. Der Reaktor_01 ist über das Ventil 103 an den
Filter_01 angekoppelt; der Filter_01 hat eine Filtereinrichtung
110, welche der Reihe nach an den Trockner_01, der eine Trock
nereinrichtung 120 beinhaltet, angekoppelt ist. In ähnlicher
Weise schließt die zweite Gruppe von Einrichtungen einen Reak
tor_02 ein, der einen Reaktorbehälter 200, ferner zwei Einlaß
ventile 201 und 202, ein Auslaßventil 203, sowie eine Vorrich
tung 205 beinhaltet. Der Reaktor_02 ist an den Filter_02 ange
koppelt, welcher eine Filtereinrichtung 210 aufweist, die der
Reihe nach an den Trockner_02, welcher eine Trocknereinrichtung
220 beinhaltet, angekoppelt ist. Die Filtereinrichtungen 110
und 210 und die Trocknereinrichtungen 120 und 220 können noch
zusätzliche Steuerungselemente (wie etwa Heizer, Förderelemente
oder ähnliches), Sensoren etc., welche mit den Einrichtungen
verbunden sind, einschließen.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist die Steuerung 12b kommunikativ an
die Ventile 101 bis 103, 201 bis 203 und an die Vorrichtungen
105, 205, an die Filter 110, 210 und an die Trockner 120 und
220 (und ferner an andere Vorrichtungen, die mit eingebunden
sind) über den Bus 18 angekoppelt, mit dem Ziel, die Operatio
nen dieser Elemente zu kontrollieren, um eine oder mehrere Ope
rationen unter Berücksichtigung dieser Einheiten durchzuführen.
Solche Operationen können z. B. das Füllen der Reaktorbehälter
oder der Trockner, das Aufheizen des Materials innerhalb der
Reaktorbehälter oder innerhalb der Trockner, das Ablassen der
Reaktorbehälter oder der Trockner, das Reinigen der Reaktorbe
hälter oder der Trockner, das Bedienen der Filter etc. ein
schließen. Jede dieser verschiedenen Operationen werden von ei
ner verschiedenen Phase, welche z. B. in der Steuerung 12b ge
speichert und von der Steuerung 12b ausgeführt wird.
Die in Fig. 1 dargestellten Ventile, Sensoren und andere Ein
richtungen können beliebige Typen oder Arten von Einrichtungen
einschließen, beispielsweise Fieldbus-Vorrichtungen, Standard
4-20 mA Vorrichtungen, HART Vorrichtungen, etc. und können un
ter der Verwendung eines beliebigen bekannten und gewünschten
Kommunikationsprotokolls, wie etwa das Fieldbus-Protokoll,
HART-Protokoll oder das analoge 4-20 mA Protokoll etc.; mit der
Steuerung 12b kommunizieren. Falls es erwünscht ist, können
ferner noch weitere andere Typen von Vorrichtungen mit der
Steuerung 12b verbunden und vom der Steuerung 12b gesteuert
werden. Ferner können weitere Steuerungen mit der Steuerung 12b
und mit den Workstations 13 bis 15 über die Ethernet-
Kommunikationszwischenleitung 17 zur Steuerung anderer Vorrich
tungen oder Gebiete, welche mit dem Prozeß 16 in Verbindung
stehen, verknüpft sein; und die Operation von solchen zusätzli
chen Steuerungen kann mit der in Fig. 1 illustrierten Operation
der Steuerung 12b in jeder beliebigen Weise koordiniert werden.
Allgemein gesagt, kann das Prozeßsteuerungssystem von Fig. 1
zur Implementierung von Batch-Prozessen (oder Non-Batch-
Prozessen) benutzt werden, wobei z. B. die Workstation 13 eine
Ausführungsroutine speichert und ausführt, wie etwa eine Batch-
Ausführungsroutine. Ein Beispiel für eine Batch-
Ausführungsroutine 52 ist in der Workstation von Fig. 1 darge
stellt und in Fig. 2 detaillierter beschrieben. Allgemein ge
sagt ist die Batch-Ausführungsroutine 52 eine High-Level Steue
rungsroutine, welche die Operation von einer oder mehreren Ein
heitenprozeduren lenkt, die Subroutinen oder Prozesse darstel
len, welche an einer einzelnen Einheit, wie etwa an einer der
Reaktoreinheiten, der Filtereinheiten, der Trockeneinheiten
oder an anderen Einrichtungen von Fig. 1, operieren. Jede Ein
heitenprozedur kann eine Serie von Operationen, welche eine
oder mehrere Steuerungs-basierende Phasen, die traditionell
einfach Phasen genannt werden, einschließt, umfassen oder ver
richten. In diesem Zusammenhang stellt eine Phase eine Tätig
keit oder ein Schritt auf niedrigster Stufe dar, welche an ei
ner Einheit angewandt und gewöhnlich in einer Steuerung (wie
etwa in der Steuerung 12b) implementiert oder ausgeführt wird,
wobei eine Operation eine Zusammenstellung von Phasen dar
stellt, welche eine bestimmte Funktion an der Einheit durch
führt und welche typischer Weise durch das Aufrufen von einer
Serie von Phasen, die in einer Steuerung laufen, auf der Work
station 13 implementiert oder durchgeführt wird, während eine
Einheitenprozedur eine Serie von einer oder mehreren Operatio
nen darstellt, welche an einer einzelnen Einheit angewendet
werden und typischer Weise als eine Zusammenstellung von Opera
tionsaufrufen implementiert sind. Die Batch-Ausführung 52 von
Fig. 2 ist einschließlich der vier Einheitenprozeduren 54, 56,
58 und 60 dargestellt. Die Einheitenprozedur 54 schließt zwei
Operationen ein, welche jeweils aus zwei oder drei Phasen be
stehen, während die Einheitenprozedur 58 eine Softphase 62 und
ferner zwei Operationen mit jeweils zwei oder vier Phasen ein
schließt. Die Einheitenprozeduren 56 und 60 sind einfache Soft
phasen, die nachstehend detaillierter beschrieben werden. Die
Batch-Ausführungsroutine ist selbstverständlich exemplarisch
und mag eine weitere Anzahl von Einheitenprozeduren, Operatio
nen, Phasen und Softphasen als Teile hiervon einschließen, und
ferner mögen die Softphasen, falls es erwünscht ist, innerhalb
oder separiert von den Operationen oder Einheitenprozeduren
sein. Die Phasen und Softphasen können von der Batch-Ausführung
in jeder gewünschten Reihenfolge oder Sequenz aufgerufen wer
den, und sie können in einigen Fällen simultan operieren. Die
Routine 52 kann ferner eine beliebige Ausführungsroutine dar
stellen, welche Subroutinen oder Phasen aufruft, und ist nicht
auf eine Batch-Ausführungsroutine begrenzt.
Es versteht sich, daß die Batch-Ausführungsroutine 52 verschie
dene Stufen oder Etappen vollzieht, um ein Produkt wie etwa ein
Lebensmittelprodukt oder ein Medikament, etc. zu produzieren.
Um verschiedene Einheitenprozeduren, Operationen oder Phasen zu
implementieren, benutzt die Batch-Prozedur 52 etwas, was ge
wöhnlich als ein Rezept bezeichnet wird, welches die Stufen,
die vollzogen werden müssen, die Mengen und Zeiten, welche mit
den Stufen assoziieren und die Reihenfolge der Stufen spezifi
ziert. Zum Beispiel mögen die Stufen für ein Rezept das Füllen
des Reaktorbehälters mit den entsprechenden Materialien oder
Ingredienzen, das Vermischen der Materialien innerhalb des Re
aktorbehälters, das Aufheizen der Materialien innerhalb des Re
aktorbehälters auf eine bestimmte Temperatur für eine bestimmte
Zeitdauer, das Leeren des Reaktorbehälters und das Reinigen des
Reaktorbehälters zur Vorbereitung für den nächsten Batch-
Durchlauf, sowie das Betreiben eines Filters zur Filtrierung
des Ausgangsproduktes des Reaktors und das Betreiben eines
Trockners zur Trocknung des in dem Reaktorbehälter kreierten
Produktes, beinhalten. Jede einzelne aus den Serien von Stufen,
welche mit einer unterschiedlichen Einheit assoziiert, defi
niert eine Einheitenprozedur des Batch-Durchlaufes, und die
Batch-Ausführungsroutine oder Batch-Prozedur 52 wird die Aus
führung eines unterschiedlichen Steuerungsalgorithmus für jede
einzelne dieser Einheitenprozeduren verursachen. Die speziellen
Materialien, die Mengen der Materialien, die Heiztemperatur und
Zeiten, etc. mögen selbstverständlich für verschiedene Rezepte
unterschiedlich sein, und folglich mögen diese Parameter von
Batch-Durchlauf zu Batch-Durchlauf abhängig von dem Produkt,
welches hergestellt werden soll, und dem benutztem Rezept wech
seln. Von daher ist es für einen Fachmann verständlich, daß,
während hier die Steuerungsroutinen und Konfiguration für
Batch-Läufe in den in Fig. 1 dargestellten Reaktoreinheiten,
Filtereinheiten und Trocknereinheiten beschrieben wurden,
Steuerungsroutinen ferner benutzt werden können, um andere ge
wünschte Einrichtungen zu steuern, um beliebig andere gewünsch
te Batch-Prozessläufe durchzuführen oder um kontinuierliche
Prozesse ablaufen zu lassen.
Es ist ferner für einen Fachmann bekannt, daß dieselben Phasen,
Operationen oder Einheitenprozeduren eines Batch-Prozesses
gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten in einem jeden
der unterschiedlichen Reaktoreinheiten von Fig. 1 implementiert
sein können. Weil die Reaktoreinheit von Fig. 1 generell die
gleiche Anzahl und denselben Typ von Einrichtungen (d. h. sie
gehören zur gleichen Einheitenklasse) einschließt, mag ferner
dieselbe allgemeine Phasen-Steuerungsroutine für eine jeweilige
Phase benutzt werden, um jede der verschiedenen Reaktoreinhei
ten zu steuern. Ausgenommen jedoch der Fall, daß diese speziel
le Phasen-Steuerungsroutine so modifiziert wurde, daß sie die
verschiedenen Hardwarekomponenten oder Einrichtungen, welche
mit den verschiedenen Reaktoreinheiten assoziieren, steuern. Um
z. B. eine Phase zur Füllung des Reaktor_01 zu implementieren
(wodurch die Reaktoreinheit gefüllt wird), wird eine Füllungs-
Steuerungsroutine eines oder mehrere der Eingangsventile 101
oder 102 für eine bestimmte Zeitdauer öffnen, z. B. so lange,
bis der Füllstandsmesser 105 wahrnimmt, daß der Behälter 100
voll ist. Wie auch immer mag diese gleiche Steuerungsroutine
benutzt werden, um eine Füllungs-Phase für den Reaktor_02 zu
implementieren, was lediglich durch ein Austauschen der Be
zeichnungen der Eingangsventile bzw. des Eingangsventiles, um
die Ventile 201 oder 202 anstelle der Ventile 101 oder 102 zu
sein, und durch ein Austauschen der Bezeichnung des Füllstands
messers, um Füllstandmesser 205 anstelle Füllstandsmesser 105
zu sein, nach sich zieht. Auf diese Weise mag ein Rezept den
Füllstand spezifizieren, bis zu welchem der Tank gefüllt werden
soll.
Wie bereits oben Erwähnt, mußten bisher Softphasen, welche auf
einem Computer oder einer Workstation anstelle einer Steuerung
ausgeführt wurden, auf demselben Computer oder derselben Work
station ausgeführt werden, wo auch die Batch-Ausführungsroutine
52 läuft. In dem Beispielssystem von Fig. 1 mußten von daher
die Softphasen 56, 60 und 62 auf der Workstation 13 ausgeführt
werden, da diese die Workstation darstellt, auf welcher die
Batch-Ausführung 52 ausgeführt wird. Wie auch immer mag die
Workstation 13 hinsichtlich der Tätigkeiten, die ein Benutzer
mit Bezug auf einer oder mehrerer der Softphasen 56, 60 und 62
durchführen muß, unkonventionell positioniert sein. In der Tat
mag es wünschenswert sein, die Softphasen 56, 60 und 62 auf ei
ner oder mehreren verschiedenen Workstations laufen zu haben,
wie etwa auf den Workstations 14 oder 15, welche näher an der
Einrichtung zu sein scheinen, zu welcher die Softphase gehört,
oder wie etwa die Workstation, bei welcher eine Person zur Ver
fügung steht, um am günstigsten mit der Softphase umzugehen.
Des weiteren mag der Umstand, die Softphasen 56, 60 und 62 auf
einer oder mehreren verschiedenen Workstations laufen zu haben,
das Regeln des Ladens des Knotenpunktes, welcher die Batch-
Ausführungsroutine laufen läßt, zu reduzieren oder zu unter
stützen, oder zu helfen, den Kommunikationsverkehr zu und von
den Batch-Ausführungsknotenpunkten zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, daß die Softphasen
entfernt von dem Knotenpunkt, in dem die Batch-
Ausführungsroutine ausgeführt wird, ausgeführt wird. Beispiels
weise ermöglicht es von daher die vorliegende Erfindung, daß
eine oder mehrere der Softphasen 56, 60 und 62 auf den Worksta
tions 14 und 15 gespeichert und ausgeführt werden, oder aber
auch auf irgendeiner anderen Workstation, welche entfernt von
der Workstation 13 (also dann bei einem unterschiedlichen Kno
tenpunkt) liegt und welche die Workstation darstellt, auf der
die Batch-Ausführungsroutine 52 ausgeführt wird.
Nun mit Bezug auf Fig. 3 sind die Workstations 13, 14 und 15 in
einer Blockdiagrammform gezeigt und über den Bus 17 kommunika
tiv miteinander verbunden. Die Workstation 13 speichert und
führt die Batch-Ausführungsroutine 52, welche die Einheitenpro
zeduren 54 und 58 ablaufen läßt, die wiederum abwechselnd Pha
sen aufrufen, welche in den Steuerungen 12a bis 12c in irgend
einer standardmäßigen oder bekannten Art und Weise gespeichert
sind. Des weiteren beinhaltet die Workstation 13 einen Softpha
senserver 70, welcher mit der Batch-Ausführungsroutine 52 kom
muniziert. Bisher war der Softphasenserver 70 darauf be
schränkt, Softphasen, welche in der Workstation 13 gespeichert
waren und als Softphasen 72 und 74 dargestellt sind, zu lokali
sieren und auszuführen. Wie auch immer ist gemäß der Erfindung
der Softphasenserver 70 mit einer Fern-Kommunikationssoftware
76 ausgestattet, welche es dem Softphasenserver 70 ermöglicht,
Softphasen, welche an anderen Knotenpunkten, wie etwa in den
Workstation 14 und 15 gespeichert sind, zu lokalisieren und zur
Ausführung auszulösen. Im einzelnen sind die Softphasen 56 und
62 auf der Workstation 14 gespeichert, während die Softphase 60
auf der Workstation 15 gespeichert ist. Die Softphase 56 mag
mit empfangenden, externen Eingaben verknüpft sein, etwa sol
chen wie sie von einem Barcode-Lesegerät zur Verfügung gestellt
werden, während die Softphase 62 mit dem Zugriff auf eine ex
terne Datenbank, wie etwa eine Test- oder Materialdatenbank,
verknüpft sein mag. Die Softphase 60 mag mit einer Kommunikati
on mit einem Operator über eine Benutzerschnittstelle verknüpft
sein, damit der Operator in der Lage ist, manuelle Funktion
auszuführen.
Wie in Fig. 3 dargestellt, beinhaltet jede der abgelegenen
Workstations 14 und 15 einen Softphasenvermittler 80, welcher
derart konfiguriert ist, um über das Kommunikationsnetzwerk
oder die Leitung 17 mit dem Softphasenserver 70 zu kommunizie
ren. Im einzelnen schließt der Softphasenvermittler 80 eine
Fern-Kommunikationssoftware 82 ein, welche quer durch das Netz
werk 17 mit dem Softphasenserver 70 kommuniziert. Die Kommuni
kationssoftware oder Oberflächen 76 und 82 innerhalb des Soft
phasenservers 70 und des Softphasenvermittlers 80 mögen ein be
liebiger Typ einer Kommunikationssoftware oder Kommunikati
onsoberfläche sein, welche mit der Kommunikationsverknüpfung
17, wie etwa mit dem Microsoft D-COM-Protokoll, TCP, IP, etc.,
verbunden sind oder diese benutzen. Des weiteren schließt der
Softphasenvermittler 80 eine Programmstart-Software 84 ein,
welche auf dem gleichen Knotenpunkt oder Computer die Softpha
sen findet, initiiert (startet) und mit ihnen kommuniziert. Die
Softphasenvermittler 80 koordinieren die Operation der Softpha
sen auf entfernten Knotenpunkten in Erwiderung auf eine Anfrage
nach der Softphase von dem Softphasenserver 70. Die Softphasen
vermittler führen auch jede notwendige Kommunikation mit dem
Server 70 oder Batch-Ausführung 52 im Namen derjenigen Softpha
se aus, welche in dem entfernten Knotenpunkt ausgeführt wird.
In dem Fall, daß von daher eine Softphase Informationen benö
tigt, oder daß diese die Batch-Ausführung 52 über einen Fehler,
etc. benachrichtigen muß, besitzt der Softphasenvermittler 80,
eine Kommunikations-Software, welche die Anforderungen oder
Nachrichten über den Knotenpunkt 17 zu dem Softphasenserver 70
übermittelt, und, falls es angebracht ist, Antworten von der
Batch-Ausführung 52 empfängt. Eigentlich koordiniert der Soft
phasenvermittler 80 die Operation der Softphasen an einem Kno
tenpunkt, und jeder Knotenpunkt, der zur Ausführung von einer
oder mehrerer Softphasen besteht, beinhaltet einen Softphasen
vermittler 80.
Während der Operation der Batch-Ausführung 52 ruft die Batch-
Ausführung 52 die Softphasen 56, 62 und 60 zu angebrachten Zei
ten auf. Zur Ausführung dieser Funktion speichert die Batch-
Ausführung 52 ein Anzeichen auf den Knotenpunkten, oder die Lo
kalisierung, an welchem die Softphasen 56, 62 oder 60 gespei
chert sind und an welchen sie ausgeführt werden. Alternativ
hierzu mag das Anzeichen auf den Knotenpunkten, bei welchem ei
ne Softphase lokalisiert ist, in einer Konfigurationsdatenbank
90, welche für den Softphasenserver 70 oder für die Batch-
Ausführung 52 zugänglich ist, gespeichert sein. Wenn von daher
eine der Softphasen, wie etwa die Softphase 56, aufgerufen
wird, liefert die Batch-Ausführung 52 die Lokalisierung des
Knotenpunktes der Softphase 56 an den Softphasenserver 70, zu
sammen mit weiteren Informationen, welche zur Ausführung der
Softphase 56 benötigt werden. Alternativ hierzu mag der Soft
phasenserver die Lokalisierung der Softphase anhand der Konfi
gurationsdatenbank 90 oder anhand eines anderen beliebigen
Files oder Datenbank finden. Der Softphasenserver 70 benutzt
dann die Fern-Kommunikationssoftware oder Oberfläche 76, um ei
ne Verbindung mit dem Softphasenvermittler 80 innerhalb des
Knotenpunktes oder der Workstation 14 über den Kommunikations
knotenpunkt 17 aufzubauen. Nach oder beim Aufbau der Kommunika
tion mit dem Softphasenvermittler 80 in der Workstation 14 gibt
der Softphasenserver 70 dem Softphasenvermittler die Anweisung,
die Softphase 56 zu finden und auszuführen. Danach schaut der
Softphasenvermittler 80 innerhalb der Workstation 14 nach, um
die Softphase 56 aufzufinden, und dann startet die Softphase
56. Während der Ausführung kommuniziert die Softphase 56 mit
dem Softphasenvermittler 80, um Informationen zu liefern oder
um Informationen von der Batch-Ausführungsroutine 52 zu erhal
ten. Selbstverständlich kommuniziert der Softphasenvermittler
80 während dieser Kommunikationen mit dem Softphasenserver 70,
welcher, wenn es Erforderlich ist, abwechselnd mit der Batch-
Ausführungsroutine 52 kommuniziert. Die Softphase 56 und/oder
der Softphasenvermittler 80 und/oder der Softphasenserver 70
berichtet Fehler oder andere Probleme, die sich während der
Operation der Softphase 56 ereignen, und die Batch-
Ausführungsroutine 52 bearbeitet entweder das Problem, in dem
sie weitere Informationen an die Softphase 56 liefert, oder sie
läßt eine unterschiedliche Routine laufen, oder sie berichtet
das Problem dem Operator.
Nachdem die Durchführung der Softphase 56 abgeschlossen ist,
informiert der Softphasenvermittler 80 den Softphasenserver 70,
daß die Durchführung abgeschlossen ist. Der Softphasenserver 70
informiert die Batch-Ausführungsroutine 52 über den Abschluß
der Softphase 56, und die Batch-Ausführung 52 ruft dann die
nächste Prozedur, Operation oder Phase auf.
Selbstverständlich kann der Softphasenserver 70 mit anderen
Softphasen kommunizieren und die Durchführung von anderen Soft
phasen innerhalb der gleichen Workstation 14 oder innerhalb an
derer Workstations veranlassen. Ebenso kann jeder Softphasen
vermittler irgendeine Anzahl von Softphasen innerhalb eines
Knotenpunktes oder Workstation ausführen und mit ihnen kommuni
zieren. Jeder Knotenpunkt oder jede Workstation kann ebenfalls
irgendeine Anzahl von Softphasen speichern und ausführen, und
eine Batch-Ausführungsroutine kann jede Anzahl von Softphasen
in beliebig vielen unterschiedlichen Knotenpunkten oder Work
stations speichern und ausführen.
Allgemein gesagt wurde die Funktionalität eines standardmäßigen
oder bekannten Softphasenservers in zwei Teile geteilt; wobei
der erste Teil als Softphasenserver 70 (welcher mit der Batch-
Ausführungsroutine 52 kommuniziert) in der gleichen Workstation
oder in dem gleichen Knotenpunkt wie die Batch-
Ausführungsroutine 52 gespeichert ist, und wobei der zweite
Teil als der Softphasenvermittler 80 (welcher eine normale oder
standardmäßige Kommunikation mit den Softphasen durchführt, und
welcher Softphasen auffindet und ausführt) in dem gleichen Kno
tenpunkt wie die Softphase gespeichert ist. Jedes dieser Teile
schließt eine Kommunikationsroutine oder Oberfläche 76 oder 82
ein, welche eine Kommunikation quer durch einen entfernten
Netzwerkknotenpunkt zu dem anderen Teil ermöglicht, um Kommuni
kationen zwischen der Batch-Ausführungsroutine 52 und der Soft
phase zu ermöglichen. Die speziellen Typen von Kommunikation,
welche auftreten, gehören zum Standard bei der Verwendung der
bekannten Softphasen, ausgenommen, daß die Batch-
Ausführungsroutine 52 oder der Softphasenserver 70 über den
Knotenpunkt informiert sein muß, in welchem jede einzelne Soft
phase auszuführen ist. Diese Information kann vor oder während
der Laufzeit von einem Operator zur Verfügung gestellt werden
oder kann selbst in einer Batch-Ausführungsroutine programmiert
sein oder kann in einer Konfigurationsdatenbank 90 oder einer
beliebigen anderen Datenbank oder File gespeichert sein. Ferner
können bei Bedarf Softphasen-Testroutinen, die in Fig. 3 als
Routinen 92 und 94 bezeichnet sind und welche eine beliebige
Form annehmen können oder einen beliebigen Typ eines gewünsch
ten Testprogrammes oder Prozedur sein können, in dem Knoten
punkt, in welchem die Softphasen gespeichert sind, gespeichert
werden. Die Testroutinen 92 und 94 können dafür verwendet wer
den, die Softphasen an den Knotenpunkten 14 und 15 ohne Verwen
dung des Softphasenservers 70 oder des Prozeßsteuerungsproto
kolls, welches mit der Ausführungsroutine 52 assoziiert, zu te
sten und auf Fehler zu untersuchen. Dieses ermöglicht es, daß
die Softphasen der Reihe nach getrennt und abgesondert von der
Operation des Prozeßsteuerungssystems zu jeder gewünschten Zeit
getestet und auf Fehler untersucht werden können. In der Tat
können die Testroutinen 92 und 94 eingesetzt werden bevor die
Batch-Ausführung 52 oder der Softphasenserver 70 an das System
10 angeschlossen ist.
Es ist verständlich, daß die Kommunikations- und Phasenroutine
einschließlich der Softphase, der Softphasenvermittler und der
Softphasenserverroutinen wie hier beschrieben, ohne jegliche
Prozeßsteuerungsprogrammeinrichtung benutzt und implementiert
werden können, und ferner in jedem Prozeßsteuerungssystem unter
der Verwendung eines beliebigen Typs eines Prozeßsteuerungskom
munikationsprotokolls benutzt werden können, und ferner zur
Durchführung eines beliebigen Typs von Funktion unter Berück
sichtigung eines beliebigen Typs von Einrichtung oder Einrich
tungen oder Untereinheiten von Einrichtungen benutzt werden
können. Die hier beschriebenen Routinen sind vorzugsweise in
Software implementiert und z. B. in einer Workstation, einem
Server oder anderen Computereinrichtungen gespeichert. Diese
Routinen mögen wie auch immer als Alternative oder zusätzlich
in Hardware, Firmware, anwendungsbezogene ICs, programmierbaren
logischen Schaltung, etc. wie gewünscht implementiert sein.
Falls sie in Software implementiert sind, mögen die Prozeß
steuerungsroutinen in einem beliebigen lesbaren Speicher eines
Computers wie etwa eine magneto-optische Disc, eine Laserdisk
oder andere Speichermedien in einer RAM oder ROM auf einem Com
puter, Steuerung oder Field-Vorrichtung, etc. gespeichert sein.
Diese Software kann ebenso an einen Benutzer oder an ein Gerät
über eine beliebige Bekannte oder gewünschte Lieferungsmethode
einschließlich z. B. über einen Kommunikationskanal wie etwa ei
ne Telefonleitung, das Internet, auf einem transportablen Medi
um, wie etwa eine CD, etc. an einen Benutzer geliefert werden.
Während hier die vorliegende Erfindung mit Referenzen zu spezi
ellen Beispielen beschrieben wurde, welche nur zur Illustration
dienen und nicht als Begrenzung der Erfindung anzusehen sind,
soll es für einen Fachmann ersichtlich sein, daß Abweichungen,
Ergänzungen oder Auslassungen, die in der offenbarten Darstel
lung gemacht werden mögen, weder von dem Idee noch von dem Um
fang der Erfindung abweichen mögen.
10
Prozeßsteuerungsnetzwerk
12
a Prozeßsteuerung
12
b Prozeßsteuerung
12
c Prozeßsteuerung
13
Workstation
14
Workstation
15
Workstation
16
Prozeß
17
Ethernet-Kommunikationsnetzwerk
18
Kommunikationsleitung / Bus
20
Speicher
21
Prozessor
22
Speicher
24
Prozessor
52
Batch-Ausführungsroutine
54
Einheitenprozedur
56
Einheitenprozedur
58
Einheitenprozedur
60
Einheitenprozedur
62
Softphase
70
Softphasenserver
72
Softphase
73
Softphase
74
Softphase
76
Fern-Kommunikationssoftware
77
Externe Datenbank
80
Softphasenvermittler
82
Fern-Kommunikationssoftware
84
Programmstartsoftware
90
Konfigurationsdatenbank
92
Testroutine
94
Testroutine
100/200
Reaktorbehälter
101/201
Einlaßventil
102/202
Einlaßventil
103/203
Auslaßventil
105/205
Vorrichtung (Sensor)
110/210
Filtereinrichtung
120/220
Trocknereinrichtung
Claims (25)
1. Prozeßsteuerungssystem zur Prozeßsteuerung mit einer Aus
führungsroutine (52), welche in einem ersten Knotenpunkt
innerhalb des Prozeßsteuerungssystems gespeichert ist und
ausgeführt wird, und mit einem zweiten Knotenpunkt, mit
einem Softphasenserver (70), welcher in dem ersten Kno tenpunkt angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, mit der Ausführungsroutine (52) zu kommunizieren;
einer Softphase (72, 73, 74), welche in dem zweiten, ab seits von dem ersten Knoten gelegenen Knotenpunkt ge speichert ist, wobei der zweite Knotenpunkt kommunikativ über eine Kommunikationsverbindung (18) an den ersten Knotenpunkt gekoppelt ist; und
einem Softphasenvermittler (80), welcher bei dem zweiten Knotenpunkt angeordnet und dazu ausgelegt ist, mit dem Softphasenserver (70) zu kommunizieren, mit dem Zweck, die Ausführung der Softphase (72, 73, 74) an dem zweiten Knotenpunkt zu veranlassen.
einem Softphasenserver (70), welcher in dem ersten Kno tenpunkt angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, mit der Ausführungsroutine (52) zu kommunizieren;
einer Softphase (72, 73, 74), welche in dem zweiten, ab seits von dem ersten Knoten gelegenen Knotenpunkt ge speichert ist, wobei der zweite Knotenpunkt kommunikativ über eine Kommunikationsverbindung (18) an den ersten Knotenpunkt gekoppelt ist; und
einem Softphasenvermittler (80), welcher bei dem zweiten Knotenpunkt angeordnet und dazu ausgelegt ist, mit dem Softphasenserver (70) zu kommunizieren, mit dem Zweck, die Ausführung der Softphase (72, 73, 74) an dem zweiten Knotenpunkt zu veranlassen.
2. Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei
der Softphasenserver (70) eine erste Kommunikations- Software (76) einschließt, welche dazu ausgelegt ist, mit dem Softphasenvermittler (80) über die Kommunikati onsverbindung (18) zu kommunizieren, und
der Softphasenvermittler (80) eine zweite Kommunika tions-Software (82) einschließt, welche dazu ausgelegt ist, mit dem Softphasenserver (70) über die Kommunika tionsverbindung (18) zu kommunizieren.
der Softphasenserver (70) eine erste Kommunikations- Software (76) einschließt, welche dazu ausgelegt ist, mit dem Softphasenvermittler (80) über die Kommunikati onsverbindung (18) zu kommunizieren, und
der Softphasenvermittler (80) eine zweite Kommunika tions-Software (82) einschließt, welche dazu ausgelegt ist, mit dem Softphasenserver (70) über die Kommunika tionsverbindung (18) zu kommunizieren.
3. Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der
Softphasenvermittler (80) ferner einen Programmstarter
(84) einschließt, welcher so ausgelegt ist, daß er die
Softphase (72, 73, 74) an dem zweiten Knotenpunkt lokali
siert und ausführt.
4. Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei der Softphasenvermittler (80) so ausgelegt ist, daß
er den Softphasenserver (70) informiert, wenn die Softpha
se (72, 73, 74) an dem zweiten Knotenpunkt vollständig aus
geführt wurde.
5. Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei der Softphasenserver (70) so ausgelegt ist, daß er
eine Bezeichnung der Lage der Softphase (72, 73, 74) von der
Ausführungsroutine (52) empfängt und ferner die Bezeich
nung der Lage der Softphase (72, 73, 74) benutzt, um mit dem
Softphasenvermittler (80) am zweiten Knoten zu kommunizie
ren.
6. Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der Softphasenserver (70) so ausgelegt ist, daß er
eine Bezeichnung der Lage der Softphase (72, 73, 74) von ei
ner Konfigurationsdatenbank (90) abfragt und die Bezeich
nung der Lage der Softphase (72, 73, 74) dazu verwendet, mit
dem Softphasenvermittler (80) am zweiten Knotenpunkt zu
kommunizieren.
7. Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
welches ferner eine Testvorrichtung (92, 94) für Softphasen
(72, 73, 74) beinhaltet, welche in dem zweiten Knotenpunkt
gespeichert und dazu ausgelegt ist, in dem zweiten Knoten
punkt angewandt zu werden, die in dem zweiten Knotenpunkt
gespeicherte Softphase zu testen.
8. Prozeßsteuerungssystem, mit
einer ersten Berechnungseinrichtung, welche an einem er sten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssystems angeordnet ist;
einer zweiten Berechnungseinrichtung, welche an einem zweiten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssy stems angeordnet ist;
einer Kommunikationsverbindung (18) zwischen dem ersten und dem zweiten Knotenpunkt, um eine Kommunikation zwi schen dem ersten und dem zweiten Knotenpunkt zur Verfü gung zu stellen;
einer Ausführungsroutine (52), welche bei der ersten Berechnungseinrichtung gespeichert und dazu ausgelegt ist, von der ersten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden;
eine Softphase (72, 73, 74), welche bei der zweiten Be rechnungseinrichtung gespeichert und dazu ausgelegt ist, von der zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden; und
eine Fernkommunikations-Software (76, 82), welche auf der ersten und der zweiten Berechnungseinrichtung ge speichert und dazu ausgelegt ist, von der ersten und zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden, mit dem Ziel, es einer Ausführungsroutine (52) zu er möglichen, über eine Kommunikationsverbindung (18) die Softphasen (72, 73, 74) zur Ausführung aufzurufen.
einer ersten Berechnungseinrichtung, welche an einem er sten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssystems angeordnet ist;
einer zweiten Berechnungseinrichtung, welche an einem zweiten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssy stems angeordnet ist;
einer Kommunikationsverbindung (18) zwischen dem ersten und dem zweiten Knotenpunkt, um eine Kommunikation zwi schen dem ersten und dem zweiten Knotenpunkt zur Verfü gung zu stellen;
einer Ausführungsroutine (52), welche bei der ersten Berechnungseinrichtung gespeichert und dazu ausgelegt ist, von der ersten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden;
eine Softphase (72, 73, 74), welche bei der zweiten Be rechnungseinrichtung gespeichert und dazu ausgelegt ist, von der zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden; und
eine Fernkommunikations-Software (76, 82), welche auf der ersten und der zweiten Berechnungseinrichtung ge speichert und dazu ausgelegt ist, von der ersten und zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden, mit dem Ziel, es einer Ausführungsroutine (52) zu er möglichen, über eine Kommunikationsverbindung (18) die Softphasen (72, 73, 74) zur Ausführung aufzurufen.
9. Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 8, wobei die Ausfüh
rungsroutine (52) eine Batch-Ausführungsroutine darstellt
und dazu ausgelegt ist, einen Batch-Prozeß zu steuern.
10. Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei die
Fernkommunikations-Software (76, 82) einen Server, der in
der ersten Berechnungseinrichtung gespeichert ist und dazu
ausgelegt ist, auf der ersten Berechnungseinrichtung aus
geführt zu werden, und ferner einen Vermittler ein
schließt, welcher auf der zweiten Berechnungseinrichtung
gespeichert und dazu ausgelegt ist, auf der zweiten Be
rechnungseinrichtung ausgeführt zu werden.
11. Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 10, wobei der Server
eine erste Kommunikations-Software (76, 82) einschließt,
welche dazu ausgelegt ist, mit dem Vermittler über die
Kommunikationsverbindung (18) zu kommunizieren, und wobei
der Vermittler eine zweite Kommunikations-Software (82, 76)
einschließt, welche dazu ausgelegt ist, über die Kommuni
kationsverbindung (18) mit dem Server zur kommunizieren.
12. Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 10 oder 11, wobei der
Vermittler ferner einen Programmstarter (84) einschließt,
welcher dazu ausgelegt ist, die Softphase (72, 73, 74) auf
der zweiten Berechnungseinrichtung zu lokalisieren und
auszuführen.
13. Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
wobei der Vermittler dazu ausgelegt ist, den Server zu in
formieren, wenn die Softphase (72, 73, 74) komplett ausge
führt wurde.
14. Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
wobei die Ausführungsroutine (52) dazu ausgelegt ist, den
Server über den Speicherort der Softphase (72, 73, 74) zu
informieren.
15. Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
welches ferner eine Konfigurationsdatenbank (90) ein
schließt, welche die Lage der Softphase (72, 73, 74) für ei
ne Verwendung durch den Softphasenserver (70) speichert.
16. Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
welches ferner eine Testvorrichtung (9 2, 94) für Softphasen
(72, 73, 74) einschließt, welche in der zweiten Berechnungs
einrichtung gespeichert ist und ferner dazu ausgelegt ist,
auf der zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu wer
den, mit dem Zweck, die Softphase (72, 73, 74), welche auf
der zweiten Berechnungseinrichtung gespeichert ist, zu te
sten.
17. Verfahren zur Durchführung einer Steuerungsroutine inner
halb eines Prozesses (16), welche folgende Schritte auf
weist:
- - Speicherung einer Ausführungsroutine (52) innerhalb einer ersten Berechnungseinrichtung;
- - Speicherung einer Softphase (72, 73, 74) in einer zwei ten Berechnungseinrichtung, welche entfernt von der ersten Berechnungseinrichtung angeordnet ist, jedoch über eine Kommunikationsverbindung (18) mit dieser verbunden ist;
- - Verwendung der Ausführungsroutine (52), um eine Reihe von Phasen (72, 73, 74) aufzurufen, welche in dem Prozeß (16) durchgeführt werden, wobei wenigstens eine der Phasen eine Softphase (72, 73, 74) ist; und
- - Verwendung eines Servers in der ersten Berechnungsein richtung, zur Kommunikation mit der Ausführungsroutine (52) in der ersten Berechnungseinrichtung und zur Kom munikation mit der zweiten Berechnungseinrichtung über die Kommunikationsverbindung (18), um, wenn die Aus führungsroutine (52) die Softphase (72, 73, 74) aufruft, die Ausführung dieser Softphase (72, 73, 74) innerhalb der zweiten Berechnungseinrichtung zu veranlassen.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt der Speiche
rung der Ausführungsroutine (52) ferner den Schritt der
Speicherung einer Batch-Ausführungsroutine, welche dazu
ausgelegt ist, einen Batchprozeß zu steuern, einschließt.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, welches den Schritt
einschließt, innerhalb der zweiten Berechnungseinrichtung
eine Vermittlerroutine zu verwenden, um mit dem Server
über die Kommunikationsverbindung (18) zu kommunizieren
und um die Softphase (72, 73, 74) in der zweiten Berech
nungseinrichtung zu starten.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, welches fer
ner den Schritt der Verwendung einer Kommunikationsober
fläche auf dem Server und der Verwendung einer Vermitt
lerroutine zur Kommunikation über die Kommunikationsver
bindung (18), einschließt.
21. Verfahren nach Anspruch 20, welches ferner den Schritt
einschließt, die Vermittlerroutine dazu zu verwenden, den
Server zu informieren, wenn die Softphase (72, 73, 74) an
der zweiten Berechnungseinrichtung vollständig ausgeführt
wurde.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, welches den
Schritt einschließt, die Bezeichnung der Lokalisierung der
Softphase (72, 73, 74) an den Server zu übermitteln, wenn
die Ausführungsroutine die Softphase (72, 73, 74) aufruft.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, welches fer
ner den Schritt beinhaltet, die Bezeichnung der Lokalisie
rung der Softphase (72, 73, 74) in einer Datenbank (77) zu
speichern, und ferner die Bezeichnung der Lokalisierung
der Softphase (72, 73, 74) dazu einzusetzen, um mit dem
Softphasenvermittler (80) an dem zweiten Knotenpunkt zu
kommunizieren.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, welches fer
ner den Schritt beinhaltet, auf der zweiten Berechnungs
einrichtung eine Testvorrichtung für Softphasen (72, 73, 74)
zu speichern und dazu einzusetzen, die auf der zweiten Be
rechnungseinrichtung gespeicherte Softphase. (72, 73, 74) zu
testen.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei der
Schritt der Verwendung des Servers zur Kommunikation den
Schritt der Verwendung des D-COM-Protokolls einschließt.
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