DE10147115B4

DE10147115B4 - Verwendung von entfernt gelegenen Softphasen in einem Prozeßsteuerungssystem

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Publication number: DE10147115B4
Application number: DE10147115.7A
Authority: DE
Inventors: Godfrey R. Sherriff; William G. Irvin; David L. Deitz; Grant Wilson
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: US6647315B1; GB0123105D0; JP5155510B2; JP2002196803A; GB2369199B; GB2369199A8; DE10147115A1; GB2369199A

Abstract

Prozeßsteuerungssystem zur Prozeßsteuerung mit einer Ausführungsroutine (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 Knotenpunkt angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, mit der Ausführungsroutine (52) zu kommunizieren; einer Softphase (72, 73, 74), welche in dem zweiten, abseits von dem ersten Knoten gelegenen Knotenpunkt gespeichert 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, wobei das System ferner eine Testvorrichtung (92, 94) für Softphasen (72, 73, 74) beinhaltet, welche in dem zweiten Knotenpunkt gespeichert und dazu ausgelegt ist, in dem zweiten Knotenpunkt angewandt zu werden, die in dem zweiten Knotenpunkt gespeicherte Softphase zu testen.

Description

Die vorliegende Erfindung handelt allgemein von Prozeßsteuerungsnetzwerken 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 physikalische 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 neuerer Zeit wurde von der Prozeßsteuerungs-Industrie eine Reihe von standardisierten, offenen, digitalen Protokollen oder Kombinationen aus digitalen und analogen Kommunikationsprotokollen, wie etwa das FOUNDATION^TM 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 Steuerungsroutine 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 solche, die in Batch-Prozessen eingesetzt werden, schließen in der Regel eine Vielzahl von replizierenden Einrichtungen ein, welche 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 Verpackungs-Einrichtungen aufweisen, wobei einige oder alle der individuellen 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 Keksfabrik 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 angefertigt wurde, durch die Back-Einrichtung laufen zu lassen, und dann schließlich führt die Batch-Ausführung einen dritten Unterprozeß durch, welcher die Verpackungs-Einrichtung steuert, die das Produkt einpackt, welches von der Backeinrichtung produziert wurde. Die verschiedenen Schritte in diesen Unterprozessen werden typischerweise als Phasen bezeichnet.
Allgemein gesagt ist ein Master-Programm, welches Batch-Ausführung genannt wird, in einem zentralen oder in einem geeigneten Knotenpunkt in der Umgebung der Prozeßsteuerung angeordnet, wobei die Umgebung der Prozeßsteuerung eine Anzahl von Benutzer-Workstations und Steuerungen beinhaltet, die an verschiedenen Knotenpunkten lokalisiert sind. Die Batch-Ausführung plant und löst die verschiedenen Phasen aus und stellt ein bestimmtes 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 abgeschlossen ist bevor die zweite Phase ausgelöst wird, usw.. Die aktuellen Phasen, welche durch die Batch-Ausführung ausgelöst wurden, sind in einer oder mehreren Steuerungen gespeichert 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 Ignorieren des Problems beliefern. Ebenso mögen in einigen Fällen Phasen innerhalb der Steuerung die Batch-Ausführung nach Informationen anfragen, welche die Phasen benötigen, um die Phase auszuführen, 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 Prozeßsteuerungssystems angeordnet sind, kommuniziert. Für solche extern angeordneten Systeme seien folgende Beispiele genannt, die jedoch nicht als Einschränkung gedacht sind:
Eine Rohmaterial-Datenbank, welche Informationen über die Quantität 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, welche von dem Platz herausgezogen wurde, Informationseingabesysteme, wie etwa Radiofrequenz-Barcode-Lesegeräte, welche zum Scannen von Prozeßeinrichtungs-Identifikations-Etiketten benutzt 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 sogenannte 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++ geschrieben 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 solche, die oben beschrieben wurde. Die Hauptfunktion einer Softphase 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 anderem 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 auffordern, die Softphase zu informieren, wenn die Aktion abgeschlossen ist. Die Softphase mag dann dem Operator den nächsten Schritt, welcher durchgeführt werden muß, übermitteln und wartet dann auf eine Bestätigung, daß die Anweisung durchgeführt wurde. Diese allgemeinen Typen von Softphasen werden eingesetzt, 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 beschränkt, 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 auszuführen. Hierbei weist die Batch-Ausführung einen Server innerhalb der Workstation an, durch das Aufrufen und das Implementieren einer Softphase auf derselben Workstation die Batch-Ausführung auszuführen. Der Softphasenserver würde die Softphase finden und starten und ferner der Batch-Ausführung Rückbericht 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 innerhalb der Fabrik angeordnet ist, ausgeführt. Folglich mußte ein Benutzer bei der Master-Workstation stehen, wenn eine Softphase implementiert wurde, was typischerweise eine Reihe von Benutzeraktionen und ferner Eingaben während der Operation der Phase erforderte. Dieses bedeutete, daß sich der Benutzer typischerweise fern von der Anlageneinrichtung aufhielt, welche während der Softphase notwendigerweise manipuliert werden mußte. 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 Softphase wurde allgemein auf einer Workstation ausgeführt, die für die Kommunikation des Benutzer mit der Softphase nicht besonders geeignet lag, weil die Softphase auf der gleichen Workstation wie die Batch-Ausführung ausgeführt werden mußte. Auch beanspruchen 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 durchzuführen. Wie auch immer bedeutet dieses, daß eine Menge Netzwerkverkehr 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 vorteilhaft für die Operation der Softphase angeordnet ist, was die Aufgabe des Operators vereinfacht und in einer schnelleren Ausführung 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 angeordnet werden können.
DE 198 30 926 A1 betrifft ein Verfahren, in dem zwei Bildaufbaumodule unter Verwendung zugeführter Zustandsdaten unabhängig voneinander aus Bildpunkten zusammengesetzte Bildsymbole erstellen. Wenigstens ein Bildaufbaumodul übermittelt die erstellten Bildsymbole an ein Anzeigemodul. Die Farbwerte der Bildpunkte für die Bildsymbole werden dabei explizit angegeben. Das Anzeigemodul setzt anschliessend die übermittelten Bildsymbole zu einem unmittelbar auf dem Bildschirm anzeigbaren Zustandsbild zusammen.
EP 553 285 B1 beschreibt eine objektorientierte Architektur für ein Fabrik-Boden-Management-Software-System, in der Fabrik-Boden-Entitäten als Fabrikobjekte in einer relationalen Datenbank modelliert werden. Die Architektur umfasst X-Endgeräte oder Strichcode-Vorrichtungen, um die Benutzerinteraktion mit dem System über eine oder mehrere der Fabrikbodenentitäten zu erleichtern, Anwendungsmaschinen zum Verarbeiten der Benutzerinteraktion von Ereignissen und zum Erzeugen von Anwendungsdienstanforderungen, und Anwendungsserver zum Verarbeiten des Anwendungsdienstes und zum Erzeugen von Datenbankdienstanforderungen als Antwort.
EP 575 145 A1 betrifft ein offenes Netzwerksystem, das ein Netzwerk und daran angeschlossene Module umfasst, wobei eines der Module eine Operatorstation ist, wobei jedes Modul einen internen Bus umfasst, der operativ mit dem Netzwerk verbunden ist, eine Modul-Zentraleinheit (CPU) und einen Modulspeicher, die beide zum internen Bus gekoppelt sind. Eine Schnittstelle zu mindestens einem Fremdsystem ermöglicht die Anzeige von Informationen aus den fremden Systemen und aus dem anzuzeigenden Netzwerksystem. Ein Prozessor empfängt Anzeigeinformationen aus dem Fremdsystem und liefert auch Steuerinformationen für die Anzeigeeinheit. Ein mit dem Prozessor und dem internen Bus verbundenes Graphikelement erzeugt formatierte Anzeigeinformationen von dem, der von dem Prozessor und dem internen Bus empfangen wird, als Reaktion auf die Steuerinformation von dem Prozessor.
Die vorliegende Erfindung betrifft zum einen ein Prozeßsteuerungssystem gemäß dem Patentanspruch 1 und zum anderen ein Prozeßsteuerungssystem gemäß dem Patentanspruch 7. Ebenso wird ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß dem Patentanspruch 15 bereitgestellt.
Insbesondere schließt ein Prozeßsteuerungssystem eine erste Berechnungsvorrichtung ein, welche an dem ersten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssystems angeordnet ist, zusätzlich schließt das Prozeßsteuerungssystem eine zweite Berechnungsvorrichtung ein, welche an einem zweiten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssystems angeordnet ist, und ferner schließt das Prozeßsteuerungssystem eine Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Knotenpunkt ein, um Kommunikationen zwischen dem ersten Knotenpunkt und dem zweiten Knotenpunkt zu ermöglichen. Eine Ausführungsroutine, 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 Berechnungsvorrichtung 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 Berechnungsvorrichtung ausgeführt zu werden, mit dem Zweck, der Ausführungsroutine es zu ermöglichen, über die Kommunikationsverbindung die Softphase zur Ausführung aufzurufen, wobei das System ferner eine Testvorrichtung für Softphasen einschließt, welche in der zweiten Berechnungseinrichtung gespeichert ist und ferner dazu ausgelegt ist, auf der zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden, mit dem Zweck, die Softphase, welche auf der zweiten Berechnungseinrichtung gespeichert ist, zu testen.
Die Fern-Kommunikationssoftware mag einen Server einschließen, welcher in der ersten Berechnungsvorrichtung gespeichert und ferner dazu ausgelegt ist, auf der ersten Berechnungsvorrichtung ausgeführt zu werden. Ein Softphasenvermittler ist in der zweiten Berechnungsvorrichtung gespeichert und ferner dazu ausgelegt, auf der zweiten Berechnungsvorrichtung ausgeführt zu werden, wobei der Server und der Vermittler Kommunikationssoftware oder Kommunikationsoberflächen einschließen, welche dazu ausgelegt sind, über die Kommunikationsverbindung zu kommunizieren. Falls es erwünscht ist, mag der Vermittler ein Programmstarter einschließen, welcher zur Lokalisierung und zur Ausführung der Softphase auf der zweiten Berechnungsvorrichtung dient und ferner so ausgelegt ist, daß er den Server informiert, wenn die Softphase auf der zweiten Berechnungsvorrichtung vollständig ausgeführt wurde. Der Vermittler mag zusätzlich 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 Softphase von einer Konfigurationsdatenbank ermittelt worden ist, welche mit dem Prozeßsteuerungssystem assoziiert.
1 stellt einen Ausschnitt eines Blockdiagramms dar, in welchem schematisch ein Teilbereich eines Prozeßsteuerungsnetzwerkes dargestellt ist, welches eine Batch-Ausführung benutzt, um eine oder mehrere Softphasen auf entfernt gelegenen Knotenpunkten aufzurufen;
2 ist ein Diagramm einer Batch-Ausführungsprozedur, welche Steuerungs-basierende Phasen und Softphasen aufruft;
3 ist ein Blockdiagramm, welches drei der Workstations in dem Prozeßsteuerungssystem von 1 darstellt, mit einschließlich den Komponenten, welche es ermöglichen, daß die Batch-Ausführung die Softphasen aufruft, welche auf entfernt gelegenen Knotenpunkten angeordnet sind.
Bezugnehmend auf 1 umfaßt ein Prozeßsteuerungsnetzwerk 10 eine oder mehrere Prozeßsteuerungen 12a bis 12c, welche an verschiedenen Computern oder Workstations 13, 14 und 15 über beispielsweise eine Ethernet-Kommunikationsverbindung 17 angeschlossen sind. Selbstverständlich kann die Kommunikationsverbindung 17 ein beliebiger Typ einer Kommunikationszwischenleitung darstellen, einschließlich eines Busses, einem System aus Leitungen oder einer kabellosen Verbindung, etc.. Eine der Steuerungen, 12b, ist in 1 so dargestellt, daß sie an Vorrichtungen oder Einrichtungen innerhalb eines Prozesses (welcher 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^TM-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 Prozesses 16, verteilt wurden. Diese Prozeßsteuerungsroutinen können 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, Wartungspersonal etc. dazu genutzt werden, Prozeßsteuerungsroutinen 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 Workstations 13 bis 15 schließt, zur Speicherung von Anwendungen einen Speicher 20 ein, wie etwa zur Speicherung von Konfigurationsauslegungsanwendungen, und ferner zur Speicherung von Daten, 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 ausführt, um einem Benutzer es zu ermöglichen, Prozeßsteuerungsroutinen auszulegen und um ferner diese Prozeßsteuerungsroutinen auf die Steuerungen 12a bis 12c zuladen. Ebenso ist die Steuerung 12b so dargestellt, daß sie zur Speicherung von Konfigurationsdaten und Prozeßsteuerungsroutinen, etwa Phasen für einen Batch-Prozeß, welche zur Steuerung des Prozesses 16 benutzt werden, einen Speicher 21 einschließt. Ferner schließt die Steuerung 12b einen Prozessor 24 ein, welcher die Prozeßsteuerungsroutinen zur Umsetzung einer Prozeßsteuerungsstrategie 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 innerhalb 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 werden.
In dem als Beispiel in 1 dargestellten Prozeßsteuerungsnetzwerk 10 ist die Steuerung 12b kommunikativ über einen Bus 18 mit zwei Gruppen von ähnlich konfigurierten Einrichtungen verbunden, wobei jede dieser Gruppen eine Reaktoreinheit, welche von nun an als Reaktor 01 (R1) oder Reaktor 02 (R2) bezeichnet 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 Einströmventile, die so angebracht sind, daß sie die Fluid-Einlaßleitungen steuern, welche Fluid von z. B. einem Kopftank (nicht dargestellt) an den Reaktorkessel liefern, und zusätzlich schließt der Reaktor 01 ein Ausgangsventil 103 ein, das so angebracht ist, daß es den Fluid-Ausfluß aus dem Reaktorbehälter über eine Fluid-Auslaßleitung steuert. Eine Vorrichtung 105, die ein Sensor, wie etwa ein Temperatursensor, Drucksensor, Fluidfüllstandsmesser, etc., oder aber auch irgendeine andere 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 Trocknereinrichtung 120 beinhaltet, angekoppelt ist. In ähnlicher Weise schließt die zweite Gruppe von Einrichtungen einen Reaktor 02 ein, der einen Reaktorbehälter 200, ferner zwei Einlaßventile 201 und 202, ein Auslaßventil 203, sowie eine Vorrichtung 205 beinhaltet. Der Reaktor 02 ist an den Filter 02 angekoppelt, 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 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 Operationen dieser Elemente zu kontrollieren, um eine oder mehrere Operationen 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 Reaktorbehälter oder der Trockner, das Bedienen der Filter etc. einschließen. Jede dieser verschiedenen Operationen werden von einer verschiedenen Phase, welche z. B. in der Steuerung 12b gespeichert und von der Steuerung 12b ausgeführt wird.
Die in 1 dargestellten Ventile, Sensoren und andere Einrichtungen können beliebige Typen oder Arten von Einrichtungen einschließen, beispielsweise Fieldbus-Vorrichtungen, Standard 4–20 mA Vorrichtungen, HART Vorrichtungen, etc. und können unter 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 Vorrichtungen oder Gebiete, welche mit dem Prozeß 16 in Verbindung stehen, verknüpft sein; und die Operation von solchen zusätzlichen Steuerungen kann mit der in 1 illustrierten Operation der Steuerung 12b in jeder beliebigen Weise koordiniert werden.
Allgemein gesagt, kann das Prozeßsteuerungssystem von 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 1 dargestellt und in 2 detaillierter beschrieben. Allgemein gesagt ist die Batch-Ausführungsroutine 52 eine High-Level Steuerungsroutine, welche die Operation von einer oder mehreren Einheitenprozeduren lenkt, die Subroutinen oder Prozesse darstellen, welche an einer einzelnen Einheit, wie etwa an einer der Reaktoreinheiten, der Filtereinheiten, der Trockeneinheiten oder an anderen Einrichtungen von 1, operieren. Jede Einheitenprozedur kann eine Serie von Operationen, welche eine oder mehrere Steuerungs-basierende Phasen, die traditionell einfach Phasen genannt werden, einschließt, umfassen oder verrichten. In diesem Zusammenhang stellt eine Phase eine Tätigkeit oder ein Schritt auf niedrigster Stufe dar, welche an einer Einheit angewandt und gewöhnlich in einer Steuerung (wie etwa in der Steuerung 12b) implementiert oder ausgeführt wird, wobei eine Operation eine Zusammenstellung von Phasen darstellt, welche eine bestimmte Funktion an der Einheit durchführt und welche typischer Weise durch das Aufrufen von einer Serie von Phasen, die in einer Steuerung laufen, auf der Workstation 13 implementiert oder durchgeführt wird, während eine Einheitenprozedur eine Serie von einer oder mehreren Operationen darstellt, welche an einer einzelnen Einheit angewendet werden und typischer Weise als eine Zusammenstellung von Operationsaufrufen implementiert sind. Die Batch-Ausführung 52 von 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 bestehen, während die Einheitenprozedur 58 eine Softphase 62 und ferner zwei Operationen mit jeweils zwei oder vier Phasen einschließt. Die Einheitenprozeduren 56 und 60 sind einfache Softphasen, die nachstehend detaillierter beschrieben werden. Die Batch-Ausführungsroutine ist selbstverständlich exemplarisch und mag eine weitere Anzahl von Einheitenprozeduren, Operationen, 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 werden, und sie können in einigen Fällen simultan operieren. Die Routine 52 kann ferner eine beliebige Ausführungsroutine darstellen, welche Subroutinen oder Phasen aufruft, und ist nicht auf eine Batch-Ausführungsroutine begrenzt.
Es versteht sich, daß die Batch-Ausführungsroutine 52 verschiedene 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 gewöhnlich 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 spezifiziert. Zum Beispiel mögen die Stufen für ein Rezept das Füllen des Reaktorbehälters mit den entsprechenden Materialien oder Ingredienzen, das Vermischen der Materialien innerhalb des Reaktorbehälters, das Aufheizen der Materialien innerhalb des Reaktorbehälters 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, definiert eine Einheitenprozedur des Batch-Durchlaufes, und die Batch-Ausführungsroutine oder Batch-Prozedur 52 wird die Ausführung 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 wechseln. Von daher ist es für einen Fachmann verständlich, daß, während hier die Steuerungsroutinen und Konfiguration für Batch-Läufe in den in 1 dargestellten Reaktoreinheiten, Filtereinheiten und Trocknereinheiten beschrieben wurden, Steuerungsroutinen ferner benutzt werden können, um andere gewünschte Einrichtungen zu steuern, um beliebig andere gewünschte 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 1 implementiert sein können. Weil die Reaktoreinheit von 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 Reaktoreinheiten zu steuern. Ausgenommen jedoch der Fall, daß diese spezielle 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 Bezeichnungen 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 Füllstandsmessers, 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 Workstation ausgeführt werden, wo auch die Batch-Ausführungsroutine 52 läuft. In dem Beispielssystem von 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 einer 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 Verfügung 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 unterstützen, 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. Beispielsweise ermöglicht es von daher die vorliegende Erfindung, daß eine oder mehrere der Softphasen 56, 60 und 62 auf den Workstations 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 Knotenpunkt) liegt und welche die Workstation darstellt, auf der die Batch-Ausführungsroutine 52 ausgeführt wird.
Nun mit Bezug auf 3 sind die Workstations 13, 14 und 15 in einer Blockdiagrammform gezeigt und über den Bus 17 kommunikativ miteinander verbunden. Die Workstation 13 speichert und führt die Batch-Ausführungsroutine 52, welche die Einheitenprozeduren 54 und 58 ablaufen läßt, die wiederum abwechselnd Phasen aufrufen, welche in den Steuerungen 12a bis 12c in irgendeiner standardmäßigen oder bekannten Art und Weise gespeichert sind. Des weiteren beinhaltet die Workstation 13 einen Softphasenserver 70, welcher mit der Batch-Ausführungsroutine 52 kommuniziert. Bisher war der Softphasenserver 70 darauf beschränkt, Softphasen, welche in der Workstation 13 gespeichert waren und als Softphasen 72 und 74 dargestellt sind, zu lokalisieren 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 solchen wie sie von einem Barcode-Lesegerät zur Verfügung gestellt werden, während die Softphase 62 mit dem Zugriff auf eine externe Datenbank, wie etwa eine Test- oder Materialdatenbank, verknüpft sein mag. Die Softphase 60 mag mit einer Kommunikation mit einem Operator über eine Benutzerschnittstelle verknüpft sein, damit der Operator in der Lage ist, manuelle Funktion auszuführen.
Wie in 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 kommunizieren. Im einzelnen schließt der Softphasenvermittler 80 eine Fern-Kommunikationssoftware 82 ein, welche quer durch das Netzwerk 17 mit dem Softphasenserver 70 kommuniziert. Die Kommunikationssoftware oder Oberflächen 76 und 82 innerhalb des Softphasenservers 70 und des Softphasenvermittlers 80 mögen ein beliebiger Typ einer Kommunikationssoftware oder Kommunikationsoberfläche 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 Softphasen findet, initiiert (startet) und mit ihnen kommuniziert. Die Softphasenvermittler 80 koordinieren die Operation der Softphasen auf entfernten Knotenpunkten in Erwiderung auf eine Anfrage nach der Softphase von dem Softphasenserver 70. Die Softphasenvermittler führen auch jede notwendige Kommunikation mit dem Server 70 oder Batch-Ausführung 52 im Namen derjenigen Softphase aus, welche in dem entfernten Knotenpunkt ausgeführt wird.
In dem Fall, daß von daher eine Softphase Informationen benötigt, 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 Softphasenvermittler 80 die Operation der Softphasen an einem Knotenpunkt, und jeder Knotenpunkt, der zur Ausführung von einer oder mehrerer Softphasen besteht, beinhaltet einen Softphasenvermittler 80.
Während der Operation der Batch-Ausführung 52 ruft die Batch-Ausführung 52 die Softphasen 56, 62 und 60 zu angebrachten Zeiten auf. Zur Ausführung dieser Funktion speichert die Batch-Ausführung 52 ein Anzeichen auf den Knotenpunkten, oder die Lokalisierung, an welchem die Softphasen 56, 62 oder 60 gespeichert sind und an welchen sie ausgeführt werden. Alternativ hierzu mag das Anzeichen auf den Knotenpunkten, bei welchem eine 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, zusammen mit weiteren Informationen, welche zur Ausführung der Softphase 56 benötigt werden. Alternativ hierzu mag der Softphasenserver die Lokalisierung der Softphase anhand der Konfigurationsdatenbank 90 oder anhand eines anderen beliebigen Files oder Datenbank finden. Der Softphasenserver 70 benutzt dann die Fern-Kommunikationssoftware oder Oberfläche 76, um eine Verbindung mit dem Softphasenvermittler 80 innerhalb des Knotenpunktes oder der Workstation 14 über den Kommunikationsknotenpunkt 17 aufzubauen. Nach oder beim Aufbau der Kommunikation 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 erhalten. 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 Softphasen innerhalb der gleichen Workstation 14 oder innerhalb anderer Workstations veranlassen. Ebenso kann jeder Softphasenvermittler irgendeine Anzahl von Softphasen innerhalb eines Knotenpunktes oder Workstation ausführen und mit ihnen kommunizieren. 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 Workstations 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 Knotenpunkt 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 Kommunikationen zwischen der Batch-Ausführungsroutine 52 und der Softphase 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 Softphase 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 3 als Routinen 92 und 94 bezeichnet sind und welche eine beliebige Form annehmen können oder einen beliebigen Typ eines gewünschten Testprogrammes oder Prozedur sein können, in dem Knotenpunkt, in welchem die Softphasen gespeichert sind, gespeichert werden. Die Testroutinen 92 und 94 können dafür verwendet werden, die Softphasen an den Knotenpunkten 14 und 15 ohne Verwendung des Softphasenservers 70 oder des Prozeßsteuerungsprotokolls, welches mit der Ausführungsroutine 52 assoziiert, zu testen 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 Prozeßsteuerungskommunikationsprotokolls benutzt werden können, und ferner zur Durchführung eines beliebigen Typs von Funktion unter Berücksichtigung eines beliebigen Typs von Einrichtung oder Einrichtungen 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 Prozeßsteuerungsroutinen 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 Computer, 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 eine Telefonleitung, das Internet, auf einem transportablen Medium, wie etwa eine CD, etc. an einen Benutzer geliefert werden.
Bezugszeichenliste

10: Prozeßsteuerungsnetzwerk
12a: Prozeßsteuerung
12b: Prozeßsteuerung
12c: 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

Prozeßsteuerungssystem zur Prozeßsteuerung mit einer Ausführungsroutine (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 Knotenpunkt angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, mit der Ausführungsroutine (52) zu kommunizieren; einer Softphase (72, 73, 74), welche in dem zweiten, abseits von dem ersten Knoten gelegenen Knotenpunkt gespeichert 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, wobei das System ferner eine Testvorrichtung (92, 94) für Softphasen (72, 73, 74) beinhaltet, welche in dem zweiten Knotenpunkt gespeichert und dazu ausgelegt ist, in dem zweiten Knotenpunkt angewandt zu werden, die in dem zweiten Knotenpunkt gespeicherte Softphase zu testen.
Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Softphasenserver (70) eine erste Kommunikations-Software (76) einschließt, welche dazu ausgelegt ist, mit dem Softphasenvermittler (80) über die Kommunikationsverbindung (18) zu kommunizieren, und der Softphasenvermittler (80) eine zweite Kommunikations-Software (82) einschließt, welche dazu ausgelegt ist, mit dem Softphasenserver (70) über die Kommunikationsverbindung (18) zu kommunizieren.
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 lokalisiert und ausführt.
Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Softphasenvermittler (80) so ausgelegt ist, daß er den Softphasenserver (70) informiert, wenn die Softphase (72, 73, 74) an dem zweiten Knotenpunkt vollständig ausgeführt wurde.
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 Bezeichnung der Lage der Softphase (72, 73, 74) benutzt, um mit dem Softphasenvermittler (80) am zweiten Knoten zu kommunizieren.
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 einer Konfigurationsdatenbank (90) abfragt und die Bezeichnung der Lage der Softphase (72, 73, 74) dazu verwendet, mit dem Softphasenvermittler (80) am zweiten Knotenpunkt zu kommunizieren.
Prozeßsteuerungssystem, mit einer ersten Berechnungseinrichtung, welche an einem ersten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssystems angeordnet ist; einer zweiten Berechnungseinrichtung, welche an einem zweiten Knotenpunkt innerhalb des Prozeßsteuerungssystems angeordnet ist; einer Kommunikationsverbindung (18) zwischen dem ersten und dem zweiten Knotenpunkt, um eine Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Knotenpunkt zur Verfügung 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 Berechnungseinrichtung 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 gespeichert und dazu ausgelegt ist, von der ersten und zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden, mit dem Ziel, es einer Ausführungsroutine (52) zu ermöglichen, über eine Kommunikationsverbindung (18) die Softphasen (72, 73, 74) zur Ausführung aufzurufen, wobei das System ferner eine Testvorrichtung (92, 94) für Softphasen (72, 73, 74) einschließt, welche in der zweiten Berechnungseinrichtung gespeichert ist und ferner dazu ausgelegt ist, auf der zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden, mit dem Zweck, die Softphase (72, 73, 74), welche auf der zweiten Berechnungseinrichtung gespeichert ist, zu testen.
Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 7, wobei die Ausführungsroutine (52) eine Batch-Ausführungsroutine darstellt und dazu ausgelegt ist, einen Batch-Prozeß zu steuern.
Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Fernkommunikations-Software (76, 82) einen Server, der in der ersten Berechnungseinrichtung gespeichert ist und dazu ausgelegt ist, auf der ersten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden, und ferner einen Vermittler einschließt, welcher auf der zweiten Berechnungseinrichtung gespeichert und dazu ausgelegt ist, auf der zweiten Berechnungseinrichtung ausgeführt zu werden.
Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 9, 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 Kommunikationsverbindung (18) mit dem Server zur kommunizieren.
Prozeßsteuerungssystem nach Anspruch 9 oder 10, 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.
Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Vermittler dazu ausgelegt ist, den Server zu informieren, wenn die Softphase (72, 73, 74) komplett ausgeführt wurde.
Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Ausführungsroutine (52) dazu ausgelegt ist, den Server über den Speicherort der Softphase (72, 73, 74) zu informieren.
Prozeßsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 13, welches ferner eine Konfigurationsdatenbank (90) einschließt, welche die Lage der Softphase (72, 73, 74) für eine Verwendung durch den Softphasenserver (70) speichert.
Verfahren zur Durchführung einer Steuerungsroutine innerhalb eines Prozesses (16), welche folgende Schritte aufweist: – Speicherung einer Ausführungsroutine (52) innerhalb einer ersten Berechnungseinrichtung; – Speicherung einer Softphase (72, 73, 74) in einer zweiten 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 Berechnungseinrichtung, zur Kommunikation mit der Ausführungsroutine (52) in der ersten Berechnungseinrichtung und zur Kommunikation mit der zweiten Berechnungseinrichtung über die Kommunikationsverbindung (18), um, wenn die Ausführungsroutine (52) die Softphase (72, 73, 74) aufruft, die Ausführung dieser Softphase (72, 73, 74) innerhalb der zweiten Berechnungseinrichtung zu veranlassen, wobei das Verfahren ferner den Schritt beinhaltet, auf der zweiten Berechnungseinrichtung eine Testvorrichtung für Softphasen (72, 73, 74) zu speichern und dazu einzusetzen, die auf der zweiten Berechnungseinrichtung gespeicherte Softphase (72, 73, 74) zu testen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt der Speicherung der Ausführungsroutine (52) ferner den Schritt der Speicherung einer Batch-Ausführungsroutine, welche dazu ausgelegt ist, einen Batchprozeß zu steuern, einschließt.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, 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 Berechnungseinrichtung zu starten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, welches ferner den Schritt der Verwendung einer Kommunikationsoberfläche auf dem Server und der Verwendung einer Vermittlerroutine zur Kommunikation über die Kommunikationsverbindung (18), einschließt.
Verfahren nach Anspruch 18, 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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, 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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, welches ferner den Schritt beinhaltet, die Bezeichnung der Lokalisierung 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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei der Schritt der Verwendung des Servers zur Kommunikation den Schritt der Verwendung des D-COM-Protokolls einschließt.