DE102017124899A1

DE102017124899A1 - Systeme und Verfahren zum Zusammenführen von modularen Steuerungssystemen in einer Prozessanlage

Info

Publication number: DE102017124899A1
Application number: DE102017124899.4A
Authority: DE
Inventors: Julian Naidoo; Michael G. Ott; Aaron C. Jones; Deborah R. Colclazier; Karen Johnson; Robert Halgren
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2018-04-26
Also published as: GB2601080B; JP2018073419A; GB202202098D0; CN114995305A; GB202202099D0; GB2601080A; JP2023154082A; US20180113430A1; GB2558366B; US10409253B2; GB2601081B; GB2601081A; GB2558366A; CN107976966A; JP7390775B2; GB201717423D0

Abstract

Das modulare Steuerungssystem umfasst eine modulare Steuerung, welche eine Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems implementiert, wobei die Steuerung nativ auf einer Plattform eines Prozessleitsystems aufgesetzt ist, eine Ausrüstung, die dafür konfiguriert ist, eine physikalische Funktion in einer Prozessanlage gemäß der Steuerungslogik auszuführen und eine Konfigurationsdatenbank, welche Konfigurationsparameter des modularen Steuerungssystems speichert In einem ersten Betriebsmodus funktioniert das modulare Steuerungssystem als ein eigenständiges Modul und in einem zweiten Betriebsmodus funktioniert das modulare Steuerungssystem nativ als einer oder mehrere Knoten eines Prozessleitsystems.

Description

FACHGEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Nutzung von modularen Steuerungssystemen wie z.B. auf modularen Anlagen montierten Systemen in Prozessanlagen und insbesondere auf das effiziente Integrieren eines modularen Steuerungssystems in ein Prozessleitsystem, das in einer Prozessanlage betrieben wird.
HINTERGRUNDINFORMATIONEN
Bei den modularen Steuerungssystemen, die heute in vielen Industrien verwendet werden, handelt es sich um vollständige Steuerungssysteme, die spezifische Funktionen bereitstellen können, wie z.B. das zum Kochen bringen von Wasser, das Filtern von Flüssigkeiten oder das Kontrollieren des Wärmeaustauschs. Ein modulares Steuerungssystem wird normalerweise als auf modularen Anlagen montiertes System oder einfach „modulare Anlage“ implementiert, weil das System in ein Gestell eingeschlossen ist und einfach transportiert werden kann. Eine modulare Anlage kann als integrale Einheit an eine Fabrik geliefert werden, ohne auseinandergenommen und erneut zusammengesetzt zu werden und wird typischerweise vom Hersteller vorkonfiguriert. Eine modulare Anlage umfasst im Allgemeinen eine speicherprogrammierbare Steuerung (programmable logic controller - PLC), welche auf Ausrüstungen wie z.B. Ventile oder Boiler und Sensoren wie z.B. Druck- oder Temperatursensoren spezialisiert ist.
Andererseits werden Prozessleitsysteme (distributed control systems - DCS) auch in vielen verschiedenen Prozessindustrien verwendet, einschließlich der chemischen, petrochemischen, Raffinerie-, pharmazeutischen, Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, der Energie-, Zement-, Wasser- und Abwasserindustrie, der Öl- und Gasindustrie, der Zellstoff- und Papierindustrie und der Stahlindustrie und werden verwendet, um Chargenprozesse (batch, fedbatch) und kontinuierliche Prozesse zu steuern, die an einem Standort oder an entfernten Orten ablaufen. Prozessanlagen umfassen typischerweise einen oder mehrere Prozesssteuerungen, die über analoge, digitale oder analog-digitale Busse mit einem oder mehreren Feldgeräten oder über eine kabellose Kommunikationsverbindung oder ein kabelloses Kommunikationsnetzwerk kommunikativ verbunden sind. Zusammengenommen führen die verschiedenen Geräte Überwachungs-, Steuerungs- und Datensammelfunktionen aus, um die Prozesssysteme, Sicherheitsabschaltsysteme, Brand- und Gasüberwachungssysteme, Systeme für die Maschinenzustandsüberwachung, Wartungssysteme, Entscheidungsunterstützungssysteme und andere Systeme zu steuern.
Die Feldgeräte, bei denen es sich zum Beispiel um Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter und Transmitter (z.B. Temperatur-, Druck-, Füllstands- und Durchflusssensoren) handeln kann, befinden sich innerhalb der Prozessumgebung und führen im Allgemeinen physikalische oder Prozesssteuerungsfunktionen wie z.B. das Öffnen oder Schließen von Ventilen, das Messen von Prozessparametern etc. aus, um das Ausführen von einem oder mehreren Prozessen innerhalb der Prozessanlage oder des Prozesssystems zu steuern. Intelligente Feldgeräte, wie z.B. die Feldgeräte, die mit dem bekannten Feldbusprotokoll übereinstimmen, können auch Steuerungsberechnungen, Alarmfunktionen und andere Steuerungsfunktionen ausführen, die üblicherweise innerhalb der Steuerung implementiert sind. Die Prozesssteuerungen, die sich also typischerweise innerhalb der Anlagenumgebung befinden, empfangen Signale, welche Prozessmessungen aufzeigen, die durch die Feldgeräte vorgenommen wurden und/oder andere Informationen im Hinblick auf die Feldgeräte und führen eine Steuerungsanwendung durch, welche zum Beispiel verschiedene Steuerungsmodule betreibt, die Prozesssteuerungsentscheidungen vornehmen, Steuerungssignale auf der Grundlage von den erhaltenen Informationen erzeugen und mit den Steuerungsmodulen oder Steuerungsblöcken, welche in den Feldgeräten durchgeführt werden, koordinieren, wie z.B. HART®, WirelessHART®, und FOUNDATION® Fieldbus Feldgeräten. Die Steuerungsmodule in der Steuerung senden die Steuerungssignale über die Kommunikationsleitungen oder -verbindungen an die Feldgeräte, um dadurch den Betrieb zumindest eines Teils der Prozessanlage oder des Prozesssystems zu steuern.
Die Informationen der Feldgeräte und der Steuerung werden einem oder mehreren anderen Hardwaregeräten, wie z.B. Workstationen, Personal Computern oder Rechnern, Data Historians, Berichtgeneratoren, zentralen Datenbanken oder anderen zentralen administrativen Rechengeräten, die typischerweise in Steuerungsräumen oder anderen Orten, die sich weiter entfernt von der raueren Anlagenumgebung befinden, üblicherweise über eine Datenautobahn zugänglich gemacht. Diese Hardwaregeräte befinden sich typischerweise alle zentral irgendwo in der Prozessanlage oder einem Teilbereich der Prozessanlage. Diese Hardwaregeräte betreiben Anwendungen, die es z.B. einem Bediener ermöglichen, Funktionen im Hinblick auf die Steuerung eines Prozesses auszuführen und/oder die Prozessanlage zu betreiben, wie z.B. das Ändern von Einstellungen der Prozesssteuerungsroutine, das Modifizieren des Betreibens der Steuerungsmodule innerhalb der Steuerungen oder der Feldgeräte, das Anzeigen des aktuellen Prozessstandes, das Anzeigen von Alarmmeldungen, die von Feldgeräten und Steuerungen erzeugt werden, welche das Betreiben des Prozesses zum Zweck der Personalschulung oder des Testens der Prozesssteuerungssoftware simulieren, das Führen und Aktualisieren einer Konfigurationsdatenbank etc. Die durch die Hardwaregeräte, Steuerungen und Feldgeräte genutzte Datenautobahn kann einen kabelgebundenen Kommunikationspfad, einen kabellosen Kommunikationspfad oder eine Kombination von kabelgebundenen und kabellosen Kommunikationspfaden umfassen.
Zum Beispiel umfasst das durch Emerson Process Management verkaufte DeltaV™ Steuerungssystem mehrere Anwendungen, die in verschiedenen Geräten gespeichert sind und von diesen ausgeführt werden, während sich die Geräte an verschiedenen Orten innerhalb einer Prozessanlage befinden. Eine Konfigurationsanwendung, die sich in einem oder mehreren Terminals oder Computergeräten befindet, ermöglicht es den Anwendern, Prozesssteuerungsmodule zu erzeugen oder zu ändern und diese Prozesssteurungsmodule über eine Datenautobahn auf spezialisierte, dezentrale Steuerungen herunterzuladen. Typischerweise bestehen diese Steuerungsmodule aus kommunikativ miteinander verbundenen Funktionsblöcken, welche Objekte in einem objektorientierten Programmierprotokoll darstellen, welche Funktionen innerhalb des Steuerungsplans auf der Grundlage von diesbezüglichen Eingaben ausführen und welche Ausgaben an andere Funktionsblöcke innerhalb des Steuerungsplans bereitstellen. Die Konfigurationsanwendung kann es einem Konfigurationsingenieur ermöglichen, Bedienerschnittstellen, welche durch eine Ansichtsanwendung verwendet werden, zu erzeugen oder zu ändern, um einem Bediener Daten zu zeigen und es dem Bediener zu ermöglichen, Einstellungen, wie zum Beispiel Grenzwerte, innerhalb der Prozesssteuerungsroutinen zu ändern. Jede spezialisierte Steuerung und, in einigen Fällen, ein oder mehrere Feldgeräte, speichern eine entsprechende Steuerungsanwendung, welche die ihr zugewiesenen, für sie heruntergeladenen Steuerungsmodule betreibt, und führt diese aus, um eine tatsächliche Prozesssteuerungsfunktion zu implementieren. Die Ansichtsanwendungen, welche auf einer oder mehreren Bediener-Workstationen (oder auf einem oder mehreren Remote Computing Geräten in kommunikativer Verbindung mit den Bediener-Workstationen und der Datenautobahn stehen) ausgeführt werden können, empfangen über die Datenautobahn Daten von der Steuerungsanwendung und zeigen Designern oder Bedienern von Prozessleitsystemen oder Anwendern, welche die Anwenderschnittstellen nutzen, diese Daten und können beliebig viele unterschiedliche Ansichten bereitstellen wie z.B. die Bedieneransicht, die Ingenieursansicht, eine Technikeransicht etc. Eine Data-Historian Anwendung wird typischerweise in einem Data-Historian Gerät gespeichert und durch dieses ausgeführt, welches einige oder alle der über die Datenautobahn bereitgestellten Daten erfasst und speichert, während eine Konfigurationsdatenbankanwendung auf noch einem weiteren Computer laufen kann, der mit der Datenautobahn verbunden ist, um die aktuelle Prozesssteuerungsroutinenkonfiguration und die zugehörigen Daten zu speichern. Alternativ kann sich die Konfigurationsdatenbank in demselben Terminal wie die Konfigurationsanwendung befinden.
Geräte, die in Prozesssteuerungs- und industriellen Automatisierungssystemen arbeiten, können kabelgebunden oder kabellos miteinander verbunden werden und unter Verwendung von industriellen Kommunikationsprotokollen wie z.B. FOUNDATION™ Fieldbus, HART® oder Profibus kommunizieren. Darüber hinaus wurden Protokolle wie z.B. Modbus entwickelt, um PLCs miteinander zu verbinden. Noch darüber hinaus, zusätzlich zu industriellen Standardautomatisierungsprotokollen existieren proprietäre Protokolle, um Knoten in einem Prozessleitsystem miteinander zu verbinden. DeltaV ist ein Beispiel für ein solches Protokoll. Im Allgemeinen spezifizieren diese Protokolle Formate für die Übertragung von Messungen, Alarmen und Statusberichten, Befehlen, welche Prozessvariablen oder Automatisierungsparameter betreffen, Befehlen für die Aktivierung oder Deaktivierung von Geräten, etc. Ein typisches industrielles Kommunikationsprotokoll unterstützt auch die Gerätekonfiguration über vordefinierte Befehle oder Befehle, die durch Hersteller von spezifischen Geräten in Übereinstimmung mit der Syntax des Protokolls definiert wurden.
Während das Verwenden von modularen Anlagen, die mit PLCs ausgestattet sind, eine beliebte Herangehensweise für die Errichtung einer Prozesssteuerungsanlage sind, können PLCs heute nicht nativ in ein großes DCS integriert werden. PLCs greifen im Allgemeinen auf proprietäre Protokolle, Konfiguration und Sicherheit zurück. Im besten Fall können Bediener eine schwache Integrierung über Modbus oder ein anderes Standardprotokoll nutzen, um PLCs in ein größeres System zu bringen. Bei einer schwachen Integrierung handelt es sich um einen manuellen Prozess, der bestimmten Arten von Änderungen nicht standhält und eine manuelle Wartung erfordert, wenn sich das System weiterentwickelt.
Zum Beispiel, wenn ein Parameter-Mapping geändert werden muss (d.h., ein älteres Parameter-Mapping muss entfernt und durch ein neues Parameter-Mapping ersetzt werden) ändert sich nicht nur das Mapping, sondern die gesamte Logik, die sich auf den alten Parameter bezieht, muss aktualisiert werden und die gesamte neue Logik muss gegen den neuen Parameter geschrieben werden. Auch weisen Parameter-Mappings praktische oder bedarfsorientierte Einschränkungen auf (z.B. künstliche Grenzen, die aus wirtschaftlichen Gründen festgesetzt wurden). Wenn mehr Parameter als erlaubt oder möglich sind gemappt werden müssen, müssen im Ergebnis einige der existierenden Parameter manuell ausgemappt werden. Die Situation bezüglich der Steuerungslogik, die auf Systemen läuft, die auf modularen Anlagen montiert sind, ist sogar noch schlechter. In diesem Fall muss ein gänzlich anderer Satz von Anwendungen verwendet werden, um die Konfiguration dieser Geräte aufrecht zu erhalten. Der Aktualisierungsprozess erfordert einen Laptop und einen Besuch vor Ort, um die Logik zu ändern oder zu modifizieren. Für modulare Anlagen ist keine zentralisierte Konfiguration verfügbar.
Insbesondere in Bezug auf die modulare Konstruktion ist es möglich, die Anlage in Einzelteilen aufzubauen und anschließend die Teile in einem zentralen Repository zusammenzusetzen. Jedoch, selbst wenn die Softwarekonfiguration und die Kommunikation kompatibel wären stellt das Zusammenführen der Konfiguration in ein einzelnes Repository einen schwierigen und fehleranfälligen manuellen Prozess dar. Das Zusammenbringen von zwei oder drei Konfigurationen in eine Konfiguration erfordert ein Importieren, das dazu neigt, fehlzuschlagen. Zum Beispiel, wenn der Benennungsplan einen Fehler enthält, können zwei modulare Teile mit redundanten Tags gebaut werden, wodurch die daraus folgende Konfiguration falsch ist. Um dieses Problem zu lösen, müssen ein oder zwei Teile neu benannt werden und alle Hinweise auf diese Teile müssen einzeln lokalisiert und aktualisiert werden. Darüber hinaus, wenn sich zwei Teile eine gemeinsame Ressource teilen, wie z.B. einen festgelegten Namen, ist die daraus folgende Schwierigkeit sogar noch gravierender. Ein Teil kann ein anderes auf eine Weise verändern, die nicht unmittelbar offensichtlich ist. Das resultierende fehlerhafte Verhalten ist manchmal erst später bei der Produktion zu erkennen.
Noch darüber hinaus stellt die modulare Konstruktion auch ein Problem beim Transport dar. Zum Beispiel ist das Zurückbringen von Teilen ins Netzwerk schwierig, weil diese Teile unterschiedliche IP-Adressen aufweisen werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine modulare Steuerung dieser Offenbarung funktioniert in einem modularen Steuerungssystem, wie z.B. einem System, das auf modularen Anlagen montiert ist, um die Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems unabhängig von anderen Steuerungen, ähnlich einer PLC, auszuführen. Wenn die modulare Steuerung in ein Prozessleitsystem integriert wird, kann die modulare Steuerung als ein oder mehrere Knoten des Prozessleitsystems funktionieren. Die Konfigurationsdaten der modularen Steuerung werden von der Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungssystems in die Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems, bei dem es sich um ein zentrales Repository für Konfigurationsdaten handelt, importiert. Bei einigen Implementierungen wird die modulare Steuerung nativ auf die Plattform des Prozessleitsystems gesetzt. Die modulare Steuerung kann in diesem Fall mit anderen Knoten des Prozessleitsystems gemäß dem Kommunikationsprotokoll des Prozessleitsystems, welches bei einigen Implementierungen proprietär ist, kommunizieren. Bei anderen Implementierungen ist die modulare Steuerung in das dezentrale Prozessleitsystem eines Dritten integriert, kommuniziert mit den anderen Knoten und verwendet dabei ein industrielles Standardkommunikationsprotokoll wie z.B. Modbus. Darüber hinaus wird in einem Host wie z.B. einem Personal Computer oder einer Bediener-Workstation ein Merge-Assistent betrieben, um das Zusammenführen von Konfigurationsdaten zu erleichtern. Der Merge-Assistent kann kollidierende Konfigurationsobjekte automatisch identifizieren, Strings für das Modifizieren von Parameternamen erzeugen, Warnungen bezüglich kollidierender Konfigurationsobjekte sowie Warnungen in Bezug auf Konfigurationsobjekte, die nicht in das zentrale Repository importiert werden können aber dennoch in dem modularen Steuerungssystem weiterbestehen sollen, erzeugen. Der Merge-Assistent kann auch automatisch Lizenzen, Knoten, Versionen etc. prüfen.
Eine beispielhafte Ausführungsform dieser Techniken ist ein modulares Steuerungssystem, das konfiguriert ist, um als eigenständiges Modul in einem ersten Betriebsmodus oder als einer oder mehrere Knoten eines Prozessleitsystems in einem zweiten Betriebsmodus zu funktionieren. Das modulare Steuerungssystem umfasst Ausrüstung, die dafür konfiguriert ist, in einer Prozessanlage eine physikalische Funktion auszuführen, eine modulare Steuerung und eine Konfigurationsdatenbank, in der Konfigurationsparameter des modularen Steuerungssystems gespeichert sind. Die Steuerung ist nativ auf einer Plattform eines Prozessleitsystems aufgesetzt. Im ersten Betriebsmodus implementiert die modulare Steuerung die Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems, um die Ausrüstung zu betreiben. Im zweiten Betriebsmodus funktioniert das modulare Steuerungssystem nativ innerhalb des Prozessleitsystems als ein oder mehrere Knoten.
In verschiedenen Implementierungen umfasst das modulare Steuerungssystem auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale. Um nativ zu funktionieren, teilt sich die modulare Steuerung zumindest eine Softwareschicht mit einer Steuerung, die in dem Prozessleitsystem funktioniert. Das modulare Steuerungssystem implementiert ein proprietäres Kommunikationsprotokoll des Prozessleitsystems. Bei dem modularen Steuerungssystem handelt es sich um ein System, das auf modularen Anlagen montiert ist, bei dem die Ausrüstung, die modulare Steuerung und die Konfigurationsdatenbank in einem Gestell untergebracht sind, das als einzelne Einheit transportiert werden kann. Konfigurationsdaten des modularen Steuerungssystems umfassen eine erste Teilgruppe, die in eine zentrale Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems importiert wird und eine zweite Teilgruppe, die nicht in die zentrale Konfigurationsdatenbank importiert wird, sondern von dem modularen Steuerungssystem im zweiten Betriebsmodus verwendet wird. Die modulare Steuerung unterstützt/umfasst eine erste Adresse, die gemäß einem Plan des Prozessleitsystems definiert wird und eine zweite Adresse, die gemäß einem Plan des modularen Steuerungssystems definiert wird, wobei die modulare Steuerung durch das Verwenden der ersten Adresse von anderen Knoten des dezentralen Steuerungsnetzwerks adressierbar ist und durch das Verwenden der zweiten Adresse von einem Knoten adressierbar ist, der ein proprietäres Protokoll des modularen Steuerungssystems unterstützt. In diesem Fall kann sich das proprietäre Protokoll des modularen Steuerungssystems von dem Protokoll des Prozessleitsystems unterscheiden.
Eine andere Ausführungsform dieser Techniken ist ein Prozessleitsystem, das eine zentrale Konfigurationsdatenbank umfasst, in der Konfigurationsparameter des Prozessleitsystems gespeichert sind, eine erste Steuerung, welche zumindest einen Teil der Steuerungslogik eines Prozessleitsystems umfasst und eine zweite Steuerung, welche die Steuerungslogik eines modularen Steuerungssystems implementiert, wobei das modulare Steuerungssystem dafür konfiguriert ist, unabhängig von dem Prozessleitsystem in einem ersten Betriebsmodus zu funktionieren und wobei das modulare Steuerungssystem einem oder mehreren Knoten des Prozessleitsystems in einem zweiten Betriebsmodus entspricht. Die erste Steuerung und die zweite Steuerung teilen eine Softwareschicht, welche ein oder mehrere (i) Konfigurationsverfahren, (ii) einen Sicherheitsmechanismus oder (iii) ein Kommunikationsprotokoll spezifiziert.
Eine andere Ausführungsform dieser Techniken ist ein Verfahren des Integrierens eines modularen Steuerungssystems in ein Prozessleitsystem, wobei Knoten des Prozessleitsystems über ein lokales Netzwerk kommunizieren. Das Verfahren schließt sich wiederholende erkennende modulare Steuerungssysteme ein, welche kommunikativ mit dem lokalen Netzwerk gekoppelt sind und für jedes erkennende modulare Steuerungssystem (i) Konfigurationsdaten von dem modularen Steuerungsnetzwerk abrufen, (ii) Konfigurationsobjekte identifizieren, die mit den Konfigurationsobjekten an anderen Knoten des dezentralen Kommunikationsnetzwerks unvereinbar sind, und (iv) die Konfigurationsdaten des modularen Steuerungsnetzwerks aktualisieren, so dass das modulare Steuerungsnetzwerk als ein oder mehrere Knoten des Prozessleitsystems funktionieren kann.
In verschiedenen Implementierungen umfasst das Verfahren auch eine oder mehrere der folgenden Aktionen: in Antwort auf das Erkennen der modularen Steuerung, das automatische Überprüfen von zumindest einer der Lizenzen, Knoten, Versionen und Standorte der modularen Steuerung; das Ausführen eines Merge-Assistenten auf einem Computergerät, das kommunikativ mit dem lokalen Netzwerk gekoppelt ist, ein Merge-Assistent, der das Zusammenführen von Konfigurationsdaten des modularen Steuerungssystem zu zentralen Konfigurationsdaten des Prozessleitsystems erleichtert; das Erzeugen von alphanumerischen Strings für das Modifizieren von Namen der kollidierenden Konfigurationsobjekte; das Identifizieren von zweiten Konfigurationsobjekten bei denen es sich um kollidierende Konfigurationsobjekte an anderen Knoten des dezentralen Kommunikationsnetzwerks handelt, und, in Antwort auf das Feststellen, dass Typen der zweiten Konfigurationsobjekte den Konfigurationsobjekten entsprechen, die in dem modularen Steuerungssystem weiter bestehen, Erzeugen einer Warnung und Ausserbetriebnahme von Knoten des modularen Steuerungssystems, das Herunterladen von modifizierten Konfigurationsdaten in das modulare Steuerungssystem und die erneute Inbetriebnahme des modularen Steuerungssystems.
Noch eine andere Ausführungsform dieser Techniken ist ein nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium, welches Anweisungen speichert, welche einen Merge-Assistenten implementieren, der dafür konfiguriert ist, das Integrieren eines modularen Steuerungssystems in ein Prozessleitsystem zu erleichtern. Wenn das Computergerät an ein Kommunikationsnetzwerk des Prozessleitsystems gekoppelt ist, ist der Merge-Assistent dafür konfiguriert, ein modulares Steuerungssystem zu erkennen, Konfigurationsdaten von dem modularen Steuerungssystem abzurufen und eine Sequenz von Anwenderschnittstellen-Bildschirmen zu erzeugen, um einen Bediener während der Integrierung zu leiten, einschließlich dem Erzeugen von zumindest einer Bildschirmanzeige, die viele Konfigurationsobjekte in den Konfigurationsdaten des modularen Steuerungssystems auflistet, die mit Konfigurationsdaten des Prozessleitsystems kollidieren.
Noch eine andere Ausführungsform dieser Techniken ist ein Computergerät, das einen oder mehrere Prozessoren und ein nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium umfasst, welches Anweisungen speichert, welche, wie oben beschrieben, einen Merge-Assistenten implementieren.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm eines Prozessleitsystems, in welches ein beispielhaftes modulares Steuerungssystem integriert ist;
2 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Kommunikationsplans zwischen modularen Steuerungen, ein Host, welcher einen Merge-Assistenten ausführt und einen Host eines Prozessleitsystems;
3 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Knotenkonfiguration für modulare Systeme, die in ein Prozessleitsystem integriert sind;
4 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens für das Integrieren eines modularen Steuerungssystems in ein Prozessleitsystem;
5A - 5C zeigen ein detaillierteres Flussdiagramm des Verfahrens von 4; und
6A - 6AI illustrieren eine Beispielsequenz von Screenshots, welche dem Bediener von dem Merge-Assistenten gezeigt werden können, wenn er ein modulares Steuerungssystem in ein Prozessleitsystem zusammenführt. Genauer:
6A bezieht sich auf die anfänglichen Anweisungen für den Bediener,
6B-H beziehen sich auf den Prozess des Auswählens eines Projekts,
6I-O beziehen sich auf das Durchführen einer Bereitschaftsprüfung (Readiness Check)
6P-W beziehen sich auf die Lösung von kollidierenden Konfigurationsobjekten und die Überprüfung von nicht-kollidierenden Konfigurationsobjekten,
6X-Z beziehen sich auf das Laden/Auswählen von Konfigurationsobjekten,
6AA-6AH beziehen sich auf die Ausserbetriebnahme und erneute Inbetriebnahme von Knoten eines modularen Steuerungssystems, die in ein größeres Prozesssteuerungsnetzwerk zusammengeführt werden, und
6AI bezieht sich auf die letzte Anweisung an den Bediener.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Allgemein gesprochen umfasst ein modulares Steuerungssystem dieser Offenbarung eine Steuerung, die als eine eigenständige PLC, eine Steuerung eines Systems, das auf modularen Anlagen montiert ist oder als ein Modul in der modularen Anlagenkonstruktion funktionieren kann. Die Steuerung, die unten als „modulare Steuerung“ bezeichnet wird, kann nativ auf eine Plattform wie z.B. DeltaV aufgesetzt werden, welche ein Prozessleitsystem unterstützt, so dass die Konfiguration, die Sicherheitsmechanismen und die Kommunikationen der modularen Steuerungen mit der DCS, in welcher die modulare Steuerung integriert ist, vollständig kompatibel sind. Wenn die modulare Steuerung als ein oder mehrere Knoten in der DCS funktioniert, erfordert die modulare Steuerung im Ergebnis nicht die Verwendung eines industriellen Steuerungsprotokolls, um der modularen Steuerung oder den Unterknoten der modularen Steuerung Daten zuzuführen oder Daten von der modularen Steuerung oder ihren Unterknoten zu erhalten. Darüber hinaus ist die Konfiguration der modularen Steuerung mit einer ähnlichen Version eines vollständigen DCS Systems kompatibel, wodurch das Einbringen dieser Konfiguration in zentrales Repository einer DCS vereinfacht wird, was in dieser Patentschrift als „Zusammenführen“ bezeichnet wird.
Um das Zusammenführen zu vereinfachen, funktioniert ein Software Merge-Assistent als Assistent auf einem eigenständigen Computergerät oder der Workstation in einer DCS. Wenn sich der Merge-Assistent mit einem modularen Steuerungssystem verbindet, ermittelt der Merge-Assistent kollidierende Konfigurationsobjekte in den Konfigurationsdaten der modularen Steuerung, nicht-kollidierende Konfigurationsobjekte und Konfigurationsobjekte, welche kollidierend sein könnten aber weiterhin bestehen, ohne dass versucht wird, den Konflikt zu lösen. Der Merge-Assistent kann automatisch gemeinsame Strings zu Konfigurationsobjekten voranstellen, die in das zentrale Repository importiert werden, um mehrere potentielle Konflikte zur selben Zeit zu lösen. Weiterhin kann der Merge-Assistent die Notwendigkeit eliminieren, Protokolle genau durchlesen zu müssen und die Anzahl von Operationen reduzieren, die benötigt werden, um ein modulares Steuerungssystem in eine Prozessanlage zusammenzuführen, indem gruppierte Listen von kollidierenden und nicht-kollidierenden Konfigurationsobjekten erzeugt werden und diese Listen über einen Anwenderschnittstellenbildschirm [Anmerkung der Übersetzerin: Wort fehlt im Original]. Während des Integrierens kann sich der Anwender um alle kollidierenden Konfigurationsobjekte in einem einzigen Schritt kümmern, ohne dass es notwendig wäre, Konflikte, die sich in den Protokollen wiederspiegeln, zu überwachen und diese Konflikte auf einer ad hoc Basis zu lösen. Der Merge-Assistent kann auch die Lizensierung und Versionen überprüfen und die Anzahl der Knoten im Voraus prüfen.
Darüber hinaus implementiert der Merge-Assistent in einigen Fällen einen Algorithmus, der automatisch Konflikte verhindert, um, wie oben besprochen, gemeinsame Strings zu Konfigurationsobjekten voranzustellen. Zum Beispiel kann der Algorithmus auf eine einzigartige Gerätekennung/auf einzigartige Gerätekennungen von einem Gerät/von Geräten eines modularen Steuerungssystems zurückgreifen. Alternativ kann der Algorithmus den aktuellen Zeitwert nutzen, um eine einzigartige Kennung zu erzeugen oder der Algorithmus kann nachverfolgen, wie viele modulare Steuerungssysteme bis jetzt integriert wurden und jedem neuen modularen Steuerungssystem, das zusammengeführt wird, fortlaufende Nummern zuordnen. Der Merge-Assistent kann auch in einigen Fällen die Absicht des Anwenders, Neubenennungen vorzunehmen, auf der Grundlage von vorhergehenden Fällen von manuellen Neubenennungen bestimmen und automatische Vorschläge für Neubenennungen erzeugen.
In einigen Szenarien kann ein modulares Steuerungssystem dieser Offenbarung in ein Prozessleitsystem, das auf eine andere, möglicherweise proprietäre Plattform aufgesetzt ist, integriert werden. In diesem Fall kann die modulare Steuerung mit den Knoten des Prozessleitsystems kommunizieren und dabei ein Open Platform Communication (OPC) Kommunikationsprotokoll oder ein Standardprotokoll wie z.B. Modbus verwenden. Jedoch kann der Merge-Assistent nativ mit der modularen Steuerung kommunizieren, z.B. ein DeltaV Protokoll verwenden, wenn die modulare Steuerung auf die DeltaV Plattform aufgesetzt wird. Zu diesem Zweck kann die modulare Steuerung eine Adresse in dem Plan der Prozessanlage sowie eine andere Adresse innerhalb eines modularen Steuerungsnetzwerks unterstützen.
In einigen Implementierungen kann der Merge-Assistent ein oder mehrere modulare Steuerungssysteme, die an das lokale Netzwerk (LAN) der Anlage gekoppelt sind, erkennen, einen lokalen Speicher der modularen Steuerungsparameter erzeugen (z.B. in dem Speicher des Hosts, auf dem der Merge-Assistent ausgeführt wird) und nacheinander jedes modulare Steuerungssystem in die DCS zusammenführen. Noch spezifischer kann der Merge-Assistent für jedes modulare Steuerungssystem die Konfigurationsparameter in den lokalen Speicher importieren, die Modifizierung von kollidierenden Konfigurationsobjekten erleichtern und die Konfigurationsobjekte zurück in die Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungssystems laden. Der Merge-Assistent kann damit die Ausserbetriebnahme und anschließende erneute Inbetriebnahme des modularen Steuerungssystems erleichtern.
Darüber hinaus kann der Merge-Assistent in einigen Fällen Redundanz bei der Konfiguration entdecken und gegebenenfalls gemeinsame Klassen konsolidieren oder erzeugen. Auf diese Weise kann der Merge-Assistent ermöglichen, dass modulare Steuerungssysteme die Logik und/oder den Code zwischen Steuerungsalgorithmen und gemeinsamen Systemressourcen teilen. Darüber hinaus kann der Merge-Assistent bei dieser Implementierung solche Redundanzen automatisch kombinieren oder als Sätze mit ähnlichem Namen oder andere gemeinsame Ressourcen zusammenführen.
Als Nächstes werden ein beispielhaftes Prozessleitsystem und ein beispielhaftes modulares Steuerungssystem, das in das Prozessleitsystem integriert ist, unter Hinweis auf 1 diskutiert. Die beispielhafte Bereitstellung von Netzwerkadressen und die Konfigurierung von Knoten werden anschließend unter Hinweis auf jeweils die 2 und 3 diskutiert. Beispielhafte Verfahren für das Integrieren von modularen Steuerungssystemen in größere Prozessleitsysteme werde unter Hinweis auf die 4, 5A und 5B diskutiert, gefolgt von der Diskussion der beispielhaften Anwenderschnittstelle des Merge-Assistenten, welche das Integrieren eines modularen Steuerungssystems erleichtert.
Beispiele für Systeme
1 zeigt als Beispiel eine Prozessanlage 10, welche ein Prozessleitsystem 22 implementiert. Typischerweise weist das Prozessleitsystem 22 einen oder mehrere Steuerungen 40 auf, von denen jede mit einem oder mehreren Feldgeräten oder intelligenten Geräten 44 und 46 über Eingabe/Ausgabe (E/A) Geräte oder Karten 48 verbunden ist, bei denen es sich zum Beispiel um Feldbus-Schnittstellen, Profibus-Schnittstellen, HART-Schnittstellen, Standard 4-20 ma Schnittstellen etc. handeln kann. Die Steuerungen 40 sind auch an einen oder mehrere Hosts oder eine oder mehrere Workstationen 50, 52 über eine Datenautobahn 54 gekoppelt, bei der es sich zum Beispiel um eine Ethernet-Verbindung oder eine andere geeignete lokale Netzwerkverbindung (LAN) handeln kann. Eine Prozessdatenbank 58 kann mit der Datenautobahn 58 verbunden sein und so funktionieren, dass sie Parameter-, Status- und andere Daten, die mit den Steuerungen und Feldgeräten innerhalb der Anlage 10 verbunden sind, sammelt und speichert. Während des Betriebes der Prozessanlage 10 kann die Prozessdatenbank 58 Prozessdaten von den Steuerungen 40 und, indirekt, von den Geräten 44-46 über die Datenautobahn 54 empfangen.
Eine Konfigurationsdatenbank 60 speichert die aktuelle Konfiguration des Prozessleitsystems 22 innerhalb der Anlage 10, wie sie in den Steuerungen 40 und den Feldgeräten 44 und 46 heruntergeladen und gespeichert wurde. Die Konfigurationsdatenbank 60 speichert Prozesssteuerungsfunktionen, welche die eine oder mehreren Steuerungsstrategien des Prozessleitsystems 22, die Konfigurationsparameter der Geräte 44 und 46, die Zuweisung der Geräte 44 und 46 zu den Prozesssteuerungsfunktionen und andere Konfigurationsdaten, die sich auf die Prozessanlage 10 beziehen, definieren. Die Konfigurationsdatenbank 60 kann zusätzlich graphische Objekte speichern, um verschiedene graphische Darstellungen der Elemente der Prozessanlage 10 bereitzustellen. Einige der gespeicherten graphischen Objekte können Prozesssteuerungsfunktionen entsprechen (z.B. einer Prozessgraphik, die für einen bestimmten PID Loop entwickelt wurde) und andere graphische Objekte können Geräte-spezifisch sein (z.B. eine Graphik, die einem Drucksensor entspricht).
Die Prozessanlage 10 kann auch eine andere Datenbank einschließen, die mit der Datenautobahn 54 gekoppelt ist, die aus Gründen der Klarheit nicht in 1 gezeigt ist. Zum Beispiel kann ein Daten-Historian Ereignisse, Alarme, Kommentare und den Verlauf von durch Bediener vorgenommenen Handlungen speichern. Die Ereignisse, Alarme und Kommentare können zu einzelnen Geräten gehören (z.B. Ventile, Transmitter), Kommunikationsverbindungen (z.B. kabelgebundenen Feldbus-Segmenten, kabellosen HART Kommunikationsverbindungen) oder Prozesssteuerungsfunktionen (z.B. ein PI Steuerungs-Loop zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Temperatur-Sollwerts). Darüber hinaus kann ein Wissens-Repository Hinweise, Logbucheinträge des Bedieners, Hilfethemen oder Links zu dieser oder anderen Dokumentationen speichern, welche Bediener und Wartungstechniker nützlich finden können, wenn sie die Prozessanlage 10 überwachen. Noch darüber hinaus kann eine Anwenderdatenbank Informationen über Anwender wie z.B. den Bediener 12 und den Wartungstechniker 16 speichern. Für jeden Anwender kann die Anwenderdatenbank zum Beispiel seine oder ihre Rolle in der Organisation, einen Bereich innerhalb der Prozessanlage 10, mit welcher der Anwender verbunden ist und die Zugehörigkeit zu einem Arbeitsteam speichern.
Bei jeder dieser Datenbanken kann es sich um irgendeine gewünschte Art von Datenspeicherungs- oder Datensammlungseinheit handeln, die irgendeine gewünschte Art von Speicher oder irgendeine gewünschte oder bekannte Software, Hardware oder Firmware zur Speicherung von Daten aufweist. Natürlich müssen sich die Datenbanken nicht in getrennten physikalischen Geräten befinden. Daher werden in einigen Ausführungsformen einige dieser Datenbanken auf einem gemeinsamen Datenprozessor implementiert. Im Allgemeinen ist es möglich, mehr oder weniger Datenbanken zu nutzen, um die kollektiv gespeicherten und bei den oben beschriebenen Datenbanken verwalteten Daten zu speichern.
Während die Steuerungen 40, E/A Karten 48 und Feldgeräte 44 und 46 typischerweise in dem gesamten, manchmal rauen Gelände der Anlage verteilt sind, befinden sich die Bediener-Workstations 50 und 52 und die Datenbänke 58, 60 etc. üblicherweise in Steuerungsräumen oder anderen, weniger rauen Umgebungen, welche für das Steuerungs-, Wartungs- und verschiedenes andere Personal der Anlage leicht zugänglich sind. Jedoch können in einigen Fällen Handgeräte verwendet werden, um diese Funktionen zu implementieren und diese Handgeräte werden typischerweise zu verschiedenen Orten der Anlage getragen.
Wie bekannt ist, speichern alle Steuerungen 40, bei denen es sich beispielsweise um von vom Emerson Process Management verkaufte DeltaV™ Steuerung handeln kann, eine Steuerungsanwendung und führen diese aus, wobei die Steuerungsanwendung eine Steuerungsstrategie implementiert, die eine Anzahl von unterschiedlichen, unabhängig voneinander ausgeführten Steuerungsmodulen oder Steuerungsblöcken 70 verwendet. Jedes der Steuerungsmodule 70 kann aus etwas bestehen, das üblicherweise als Funktionsblöcke bezeichnet wird, wobei jeder Funktionsblock einen Teil einer Unterroutine einer übergreifenden Steuerungsroutine darstellt und in Verbindung mit anderen Funktionsblöcken funktioniert (über Kommunikationen, die als „Links“ bezeichnet werden) um Prozesssteuerungsloops innerhalb der Prozessanlage 10 zu implementieren. Wie bekannt ist, führen Funktionsblöcke, bei denen es sich um Objekte in einem objektorientierten Programmierprotokoll handeln kann, typischerweise eine Eingabefunktion, wie z.B. eine mit einem Transmitter verbundene Eingabefunktion, einem Sensor oder anderem Prozessparametermessungsgerät, einer Steuerungsfunktion, wie z.B. eine mit einer PID ausführenden Steuerungsroutine verbundene Steuerungsfunktion, Fuzzy-Logik, etc. Steuerung oder eine Ausgabefunktion aus oder eine Ausgabefunktion, welche den Betrieb eines Gerätes, wie z.B. einem Ventil steuert, um eine physikalische Funktion innerhalb der Prozessanlage 10 auszuführen. Natürlich existieren Hybridfunktionsblöcke und andere Arten von komplexen Funktionsblöcken, wie z.B. modellprädiktive Steuerungen (MPCs), Optimierer etc. Während das Feldbusprotokoll und das DeltaV Systemprotokoll Steuerungsmodule und Funktionsblöcke verwenden, die in einem objektorientierten Programmierprotokoll entworfen und implementiert wurden, könnten die Steuerungsmodule unter Verwendung von jeglichem gewünschten Steuerungsprogrammierplan entworfen werden, einschließlich, zum Beispiel, sequentiellen Funktionsblöcken, Kontaktplanlogik etc. und sind nicht darauf beschränkt, unter Verwendung der Funktionsblöcke oder irgendwelchen anderen bestimmten Programmiertechniken entworfen und implementiert zu werden. Jede der Steuerungen 40 kann auch das AMS® Anwendungspaket unterstützen und kann prädiktive Intelligenz verwenden, um die Verfügbarkeit und Leistung von Produktionsanlagen einschließlich der mechanischen Ausrüstung, elektrischen Systemen, Prozessausrüstung, Instrumenten, Feldgeräten und intelligenten Feldgeräten 44, 46 und Ventilen zu verbessern.
In der in 1 gezeigten Anlage 10 kann es sich bei den Feldgeräten 44 und 46, die mit den Steuerungen 12 verbunden sind, um Standard 4-20 ma Geräte oder um intelligente Feldgeräte, wie z.B. HART, Profibus oder FOUNDATION™ Fieldbus Feldgeräte, welche einen Prozessor und einen Speicher einschließen oder um irgendeinen anderen gewünschten Gerätetyp handeln. Einige dieser Geräte, wie z.B. Feldbus Feldgeräte (in 1 mit der Hinweisnummer 46 bezeichnet) können Module oder Untermodule speichern und ausführen, wie z.B. Funktionsblöcke, die mit der in den Steuerungen 40 implementierten Steuerungsstrategie verbunden sind. Die Funktionsblöcke 72, welche in 1 als in zwei unterschiedlichen Feldbusgeräten 46 vorhanden gezeigt werden, können im Zusammenhang mit der Ausführung der Steuerungsmodule 70 innerhalb der Steuerungen 40 ausgeführt werden, um die Prozesssteuerung zu implementieren, wie wohl bekannt ist. Natürlich kann es sich bei den Feldgeräten 44 und 46 um jegliche Arten von Geräten handeln, so z.B. Sensoren, Ventile, Transmitter, Positionierer etc. und bei den E/A Geräten 48 kann es sich um jegliche Art von E/A Geräten handeln, die mit jedem gewünschten Kommunikations- oder Steuerungsprotokoll, wie z.B. HART, Feldbus, Profibus etc. übereinstimmen.
Die Workstations 50 und 52 können einen oder mehrere Prozessoren 82 umfassen, welche Anweisungen ausführen, die im Speicher 80 gespeichert sind. Die Anweisungen können teilweise eine Ansichtsanwendung 84 implementieren, welche verschiedene Displays während des Betriebes der Prozessanlage 10 bereitstellt, um den Bediener 12 in die Lage zu versetzen, verschiedene Vorgänge innerhalb der Prozessanlage 10 anzusehen und zu steuern oder, wie dies in größeren Anlagen üblich ist, innerhalb eines Abschnitts der Prozessanlage 10, welcher der entsprechende Bediener zugeordnet ist. Die Ansichtsanwendung 84 kann Unterstützungsanwendungen, wie z.B. Steuerungsdiagnostikanwendungen, Tuninganwendungen, Berichtserzeugungsanwendungen oder jegliche andere Steuerungsunterstützungsanwendungen, die für die Unterstützung des Bedieners 12 bei der Ausübung seiner Steuerungsfunktionen verwendet werden können, umfassen oder mit diesen zusammenwirken. Darüber hinaus kann es die Ansichtsanwendung 84 einem Wartungstechniker erlauben, die für die Anlage 10 benötigten Wartungsarbeiten zu beaufsichtigen, z.B. die Funktions- oder Arbeitsbedingungen von verschiedenen Geräten 40, 44 und 46 anzusehen. Die Ansichtsanwendung kann auch Unterstützungsanwendungen, wie z.B. Wartungsdiagnoseanwendungen, Kalibrierungsanwendungen, Vibrationsanalyseanwendungen, Berichterzeugungsanwendungen oder jegliche andere Wartungsunterstützungsanwendungen umfassen, die verwendet werden können, um den Wartungstechniker 14 bei der Ausübung seiner Wartungsfunktionen innerhalb der Anlage 10 zu unterstützen.
Mit dem fortgesetzten Hinweis auf 1 schließt ein beispielhaftes modulares Steuerungssystem 100 eine modulare Steuerung 102, eine Konfigurationsdatenbank 104 und spezialisierte Ausrüstung, welche die Feldgeräte 110 einschließen kann, ein. Bei dem modularen Steuerungssystem 100 kann es sich um ein System, das auf modularen Anlagen montiert ist, handeln, bei dem sich die Geräte 102, 104 und 110-114 in einem physikalischen Gestell 120 befinden. Das modulare Steuerungssystem 100 kann konfiguriert sein, um in einem eigenständigen Modus zu funktionieren und in einer Anlage eine relativ komplexe Funktion auszuführen, wie z.B. das kontrollierte Pumpen von Flüssigkeit, das Erhitzen von Wasser und das Aufrechterhalten einer bestimmten Temperatur in einem Tank, das Ausführen einer Filterfunktion etc. Zu diesem Zweck kann das modulare Steuerungssystem 100 Ventile, Tanks, Sensoren etc. einschließen.
Die modulare Steuerung 102 kann nativ auf die Plattform des Prozessleitsystems gesetzt werden. In anderen Worten wurde die modulare Steuerung 102 spezifisch für das Verwenden in dem Prozessleitsystem 22 entwickelt und ist gleichzeitig fähig, autonom zu funktionieren. Zu diesem Zweck kann die modulare Steuerung 102 Firmware- und/oder Softwarefunktionen einschließen, die keinen Vermittler benötigen (wie z.B. eine Firmware und/oder Software Porting/Adaptation Layer oder der entsprechenden Anwendungsprogrammierungsschnittstellen- (API) Funktionen), um mit den Knoten des Prozessleitsystems 22 zu interagieren. Die modulare Steuerung 102 in einer bestimmten Softwarearchitektur teilt eine oder mehrere Softwareschicht mit anderen Steuerungen des Prozessleitsystems 22. Auf jeden Fall sind die Konfiguration, die Sicherheitsmechanismen und die Kommunikationen der modularen Steuerung 102 mit dem Prozessleitsystem 22 vollständig kompatibel, da sie nativ für die Plattform des Prozessleitsystems 22 sind.
Die Konfigurationsdatenbank 104 kann auf einem nicht vorübergehenden computerlesbaren Speicher, wie z.B. einer Festplatte oder einem Flash-Laufwerk gespeichert werden. Der computerlesbare Speicher und die modulare Steuerung 102 können in Abhängigkeit von der Implementierung als Teil eines einzelnen Chipsatzes separat bereitgestellt werden.
Ein Hersteller kann das modulare Steuerungssystem 100 zusammensetzen, die Parameter des modularen Steuerungssystems 100 mit Sollwerten und andere Parameter wie z.B. den Gewinnwert für einen PID Loop, Namen und Tags für die Feldgeräte 110, Lizenzen, Schauplätze etc. konfigurieren. Der Hersteller kann auch die Parametersicherheit konfigurieren. Zum Beispiel kann der Hersteller den Gewinnwert zum Teil einer beschränkten Steuerung machen und fordern, dass dieser Wert nur bei Bereitstellen eines ordnungsgemäßen Schlüssels geändert werden kann, um diese Variable freizuschalten. In einigen Fällen kann der Hersteller das modulare Steuerungssystem 100 für den Versand als eine integrale Einheit vollständig zusammensetzen.
Wie in 1 gezeigt, kann das modulare Steuerungssystem 100 über die Datenautobahn 54 an die Anlage 10 und das Prozessleitsystem 22 gekoppelt werden. Ein Host 140, bei dem es sich zum Beispiel um einen Laptop-Computer handeln kann, kann einen Merge-Assistenten 150 ausführen. Alternativ den Merge-Assistenten 150 in der Bediener-Workstation 150 oder 152. In Betrieb unterstützt der Merge-Assistent 150 Bediener mit effizienten und genau zusammenführenden Konfigurationsdaten von der Konfigurationsdatenbank 104 in die zentrale Konfigurationsdatenbank 60. In einigen Fällen erzeugt der Merge-Assistent 150 auch automatische Vorschläge bezüglich der Neubenennung oder Neubezeichnung von Objekten in der Konfigurationsdatenbank 104, um Konflikte mit Objekten in der Konfigurationsdatenbank 60 zu lösen. Der Merge-Assistent 150 lädt anschließend die aktualisierten Konfigurationsdaten in die Konfigurationsdatenbank 104. In einigen Fällen speichert der Host 140 Konfigurationsdaten des modularen Steuerungssystems 100, während die Konfigurationsdaten aktualisiert werden.
Gemäß einer anderen Implementierung verteilt der Merge-Assistent 150 die neuen Konfigurationsdaten, die durch das Integrieren des modularen Steuerungssystems in das Prozessleitsystem 22 eingeführt wurden, und eliminiert dadurch die Notwendigkeit, neue Daten in die Konfigurationsdatenbank 60 zu importieren. Anstatt die Konfigurationsdaten zu kopieren, kann der Merge-Assistent 150 insbesondere die Konfigurationsdatenbank 104 mit neuen Tags in situ aktualisieren, um bei der Reichweite des Prozessleitsystems 22 Einzigartigkeit zu garantieren. Auf diese Weise kann der Merge-Assistent 150 die Zeit reduzieren, die benötigt wird, um ein modulares Steuerungssystem in ein Prozessleitsystem zu integrieren und kann in einigen Fällen sogar ein „unmittelbares Importieren“ bereitstellen.
Obwohl 1 nur ein modulares Steuerungssystem 100 darstellt, können mehrere modulare Steuerungssysteme in das Prozessleitsystem 22 integriert werden. Der Merge-Assistent 150 kann in diesem Fall modulare Steuerungssysteme auffinden, die an die Datenautobahn 54 gekoppelt sind und kann iterativ die entsprechenden Konfigurationen in die zentrale Konfigurationsdatenbank 60 zusammenführen.
Um ein Adressierungsschema, das von einem modularen Steuerungssystem dieser Offenbarung implementiert werden kann, noch deutlicher zu illustrieren, zeigt 2 verschiedene beispielhafte modulare Steuerungssysteme 200A, 200B und 200C, die an eine LAN Kommunikationsverbindung 202 gekoppelt sind. An die Kommunikationsverbindung 202 sind auch ein Host 210, eine Bediener-Workstation 212 und verschiedene Knoten eines Prozessleitsystems, das in 2 durch eine Steuerung 214 dargestellt ist, gekoppelt. In einigen Fällen kann das modulare Steuerungssystem 200A-C ähnlich wie die modulare Steuerung 100 von 1 implementiert werden. Darüber hinaus können die Komponenten 202, 210, 212 und 214 ähnlich wie jeweils die Komponenten 54, 140, 50 und 40 implementiert werden.
In dieser beispielhaften Implementierung schließen die modularen Systeme 200A-C zwei Netzwerkadressen ein. Jede der Adressen 220 und 222 kann zum Beispiel in einem jeweiligen Register gespeichert werden. Abhängig von dem Implementieren können sich die Register in der modularen Steuerung 103 oder in einer separaten Speichereinheit befinden. Unter Verwendung der Adresse 220 kann das modulare Steuerungssystem 200 zum Beispiel mit dem Host 210 sowie den modularen Systemen 200B und 200C kommunizieren. Unter Verwendung der Adresse 222 kann das modulare Steuerungssystem 200 mit der Workstation 212 und den Knoten des Prozessleitsystems, wie z.B. der Steuerung 214, kommunizieren. Die beiden Adressen 220 und 222 können gemäß der Internetprotokoll (IP) Spezifikation definiert werden. Jedoch können bei einigen Implementierungen die Adressen 220 und 222 mit unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen verwendet werden: in dem Beispiel von 2 kommuniziert der Host 210 mit den modularen Steuerungssystemen 200A-C unter Verwendung eines proprietären Kommunikationsprotokolls, wie z.B. DeltaV überlagert über IP, und die Workstation 212 kommuniziert mit den Knoten des Prozessleitsystems unter Verwendung von Modbus oder einem ähnlichen Standard.
Diese Konfigurierung kann dort besonders vorteilhaft sein, wo das Prozessleitsystem und eines oder mehrere modulare Steuerungssysteme 200A-C durch verschiedene Parteien zur Verfügung gestellt werden und wo die Workstation 212 das proprietäre Protokoll des modularen Steuerungssystems nicht unterstützt.
Für zusätzliche Klarheit illustriert 3 schematisch eine beispielhafte Knotenkonfiguration für ein Prozessleitsystem, in die mehrere modulare Steuerungssysteme 200A-C integriert wurden. Wie in 3 gezeigt, kann jedes der modularen Steuerungssysteme 200A-C einen oder mehrere Knoten des Prozessleitsystems implementieren. Beispielsweise umfasst das modulare Steuerungssystem 200A drei Knoten 250A, 250B und 250C, das modulare Steuerungssystem 200B implementiert nur einen Knoten und das modulare Steuerungssystem 200C implementiert auch nur einen Knoten. Sobald die modularen Steuerungssysteme 200A-C in das Prozessleitsystem integriert wurden, „sehen“ Steuerungen und andere Geräte in dem Prozessleitsystem die modularen Steuerungen des modularen Steuerungssystems 200A-C als andere Knoten des Prozessleitsystems eher als PLCs oder andere Arten von autonomen Steuerungen.
Beispiele für Integrierungsverfahren
4 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 für das Integrieren eines modularen Steuerungssystems in ein Prozessleitsystem. Das Verfahren 300 kann als Satz von Anweisungen implementiert werden, die auf einem computerlesbaren Speicher gespeichert sind und von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden können. Obwohl das Verfahren 300 in jedem geeigneten Gerät/in allen geeigneten Geräten und/oder in jeder Softwareaufgabe/allen Softwareaufgaben implementiert werden kann, wird dieses Verfahren weiter unten mit Hinweis auf den Merge-Assistenten 150 der 1 beispielhaft diskutiert.
Das Verfahren 300 beginnt an dem Block 302, wo der Merge-Assistent 150 ein modulares Steuerungssystem auffinden kann. Zu diesem Zweck kann der Merge-Assistent 150 unter Verwendung des Kommunikationsprotokolls, das durch die modularen Steuerungssysteme und/oder das Protokoll des Prozessleitsystems unterstützt wird, einen bestimmten Befehl über das lokale Netzwerk senden. Der Merge-Assistent 150 kann anschließend eine Verbindung mit der modularen Steuerung einrichten, die in dem modularen Steuerungssystem funktioniert.
Bei Block 304 kann der Merge-Assistent 150 anschließend die Konfigurationsdaten von dem modularen Steuerungssystem abrufen. Der Merge-Assistent 150 kann Lizenzen, Versionen, Knoten, Standorte etc. überprüfen, um zu bestimmen, ob es wahrscheinlich ist, dass Kompatibilitätsprobleme auftreten. Allgemeiner ausgedrückt kann der Merge-Assistent 150 bei dem Block 304 potentielle Probleme eher auf dem Niveau des modularen Steuerungssystems identifizieren als auf dem spezifischeren Niveau von einzelnen Objekten, wie untenstehend diskutiert wird.
Als nächstes kann der Merge-Assistent 150 bei Block 306 kollidierende Objekte identifizieren. Zum Beispiel kann ein bestimmtes persistierendes grafisches Objekt „SIGlobals.fxg“ in der Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungssystems einer anderen Version desselben persistierenden grafischen Objekts, das bereits in der Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems gelistet ist, entsprechen. Der Merge-Assistent 150 kann die Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems abfragen, den Unterschied bei den Versionen als einen potentiellen Konflikt identifizieren, eine geeignete Warnung erzeugen und, in einigen Fällen, geeignete Steuerungsmaßnahmen für die Lösung des Konflikts bereitstellen, indem zum Beispiel der Name des Objekts modifiziert wird. Beispielhafte Schnittstellen-Bildschirmansichten, die von dem Merge-Assistenten 150 in diesen Fällen erzeugt werden können, werden unter Hinweis auf die 6A-6AI weiter unten diskutiert. Im Allgemeinen kann der Merge-Assistent 150 Objekte in verschiedenen Konfigurationstypen (Grafiken, Logik, Hardware etc.) und verschiedene spezifische Typen (z.B. Steuerungstyp oder Ausrüstungsmodul) als mit anderen Objekten kollidierend erkennen.
Weiterhin kann der Merge-Assistent 150 in einigen Implementierungen eine Liste von Objekttypen verwenden, welche die geeignete Aktion spezifiziert, die vorzuschlagen ist, wenn der Merge-Assistent einen potentiellen Konflikt identifiziert. Die Liste der Objekte und entsprechenden Aktionen kann als Konfigurationsdatei implementiert werden, welche in dem Speicher des Hosts gespeichert ist, welcher den Merge-Assistenten 150 ausführt. In einer beispielhaften Implementierung spezifiziert die Liste für einen ersten Satz von Objekttypen, dass der Merge-Assistent 150 die Konflikte automatisch lösen sollte, indem er der Objektkennung einen bestimmten String voranstellt und eine geeignete Benachrichtigung für den Bediener erzeugt; für einen zweiten Satz von Objekttypen spezifiziert die Liste, dass der Merge-Assistent 150 automatisch eine Benachrichtigung erzeugen sollte, ohne zu versuchen, den Konflikt automatisch zu lösen; für einen dritten Satz von Objekttypen spezifiziert die Liste, dass der Merge-Assistent 150 die entsprechenden Objekte als nicht-kollidierend auflisten sollte und den Bediener benachrichtigen sollte, dass das entsprechende Objekt nicht in die zentrale Konfigurationsdatenbank importiert werden sollte.
Ein Beispiel für einen Objekttyp, der zu dem oben diskutierten dritten Satz gehören kann, ist die Parametersicherheit. In einer beispielhaften Situation wendet der Hersteller von einem modularen Steuerungssystem ein Softwareschloss auf den Parameter für die Gewinnanpassungsrate an. Der Bediener kann den Wert dieses Parameters ändern, indem er den passenden Schlüssel lokal über die Anwenderschnittstelle des modularen Steuerungssystems zur Verfügung stellt oder indem er zum Beispiel auf das modulare Steuerungssystem aus der Entfernung über eine spezialisierte Anwenderschnittstelle zugreift, aber es kann wünschenswert sein, zu verhindern, dass dieser Parameter über Workstationen des Prozessleitsystems modifiziert wird nachdem das modulare Steuerungssystem in das Prozessleitsystem integriert wurde. In anderen Worten kann es wünschenswert sein, die Unabhängigkeit dieses Parameters vor der Konfiguration des Prozessleitsystems zu bewahren. Die Liste von Objekttypen kann demgemäß aufzeigen, dass es nicht notwendig ist, dieses Schloss in die zentrale Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems zu importieren und dass dieses Schloss nicht durch Konfigurationsdaten des Prozessleitsystems ersetzt werden soll.
Noch darüber hinaus bestimmt der Merge-Assistent 150 bei einigen Implementierungen, ob bestimmte Redundanzen bei der Logik zusammengeführt und zwischen Knoten des Prozessleitsystems geteilt werden können. Wenn das modulare Steuerungssystem beispielsweise einen bestimmten Logik-Block umfasst, welcher von dem Merge-Assistenten 150 auch in der zentralen Konfigurationsdatenbank unter einem anderen Namen verortet werden kann, kann der Merge-Assistent 150 in einigen Fällen dem Bediener automatisch vorschlagen, den Logik-Block mit dem modularen Steuerungssystem zu verlinken (oder die Verlinkung automatisch durchzuführen, wenn dies gewünscht wird).
Der Merge-Assistent 150 modifiziert anschließend unter fortgesetztem Hinweis auf 4 die kollidierenden Objekte in Übereinstimmung mit der Eingabe des Bedieners (Block 308). Der Merge-Assistent 150 erlaubt dem Bediener auch, auszuwählen, welche Objekte zurück in das modulare Steuerungssystem geladen werden sollten, sobald die Konfiguration abgeschlossen ist.
Bei dem Block 310 kann der Merge-Assistent 150 die ausgewählten Objekte in ein temporäres Repository laden. Beispielsweise, wenn man zurück auf 1 verweist, können die Objekte im Speicher des Hosts 140 oder den Workstationen 50 gespeichert werden. Der Merge-Assistent 150 kann auch diese Objekte in die zentrale Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems laden (z.B. die Datenbank 60 von 1). Alternativ kann der Merge-Assistent 150 diese Objekte nur in die zentrale Konfigurationsdatenbank laden, nachdem er das modulare Steuerungssystem erfolgreich konfiguriert hat.
Der Merge-Assistent 150 setzt anschließend Knoten des modularen Steuerungssystems bei Block 312 Ausser Betrieb und setzt die Knoten mit den neuen Konfigurationsdaten erneut bei Block 314 in Betrieb. In einigen Fällen kann der Merge-Assistent 150 mehr Knoten erneut in Betrieb nehmen, als in dem modularen Steuerungssystem konfiguriert wurden. Beispielsweise könnte das modulare Steuerungssystem in einem eigenständigen Modus als eine eigenständige PLC mit einem einzelnen Knoten funktionieren, aber dasselbe modulare Steuerungssystem kann als mehrfache Knoten des Prozessleitsystems funktionieren. Der Merge-Assistent 150 kann die neue Konfiguration in das modulare Steuerungssystem am Block 316 herunterladen.
Der Merge-Assistent 150 kann überprüfen, ob es andere modulare Steuerungssysteme an dem lokalen Netzwerk gibt, welche eine Konfiguration erfordern. Wenn ein oder mehrere modulare Steuerungssysteme vorhanden sind, kehrt der Fluss zu Block 302 zurück. Das Verfahren 300 ist in anderer Hinsicht abgeschlossen.
Aus Gründen der weiteren Klarstellung illustrieren die 5A und 5B die Technik für das Integrieren eines modularen Steuerungssystems in ein größeres Steuerungsnetzwerk in weiteren Einzelheiten. Gemäß diesen Diagrammen kann der Merge-Assistent 150 einen Bediener durch einen Transfer, Planung, Importieren/Kopieren und erneute Inbetriebnahme anleiten. Der Begriff „ProPlus“ bezieht sich auf eine beispielhafte Implementierung einer Software, einschließlich dem Merge-Assistenten 150 oder einem ähnlichen Softwaremodul, das auf einem Host implementiert wird, der mit einem Speichergerät ausgestattet ist. Kästchen, welche Beschreibungen von verschiedenen Schritten in den 5A und 5B enthalten, sind mit einem Personen-Symbol oder einem Zahnrad-Symbol beschriftet, das sich jeweils auf manuelle und automatische Tätigkeiten bezieht. Jedoch illustrieren die 5A und 5B nur eine beispielhafte Trennung zwischen manuellen und automatischen Tätigkeiten.
Beispiel für eine Anwenderschnittstelle eines Merge-Assistenten
6A - 6AI illustrieren eine Beispielsequenz von Screenshots, welche der Merge-Assistent dem Bediener zeigen kann, wenn er ein modulares Steuerungssystem in ein Prozessleitsystem zusammenführt. In diesen Diagrammen bezieht sich der Begriff „PK Steuerung“ auf eine modulare Steuerung, wie z.B. die Steuerung 102, die in 1 gezeigt wird. Aus Gründen der Klarheit werden die Screenshots der 6A - 6AI im Hinblick auf den Merge-Assistenten 150 diskutiert.
Der Screenshot der 6A zeigt einen Eingabebildschirm, welcher allgemeine Anweisungen für den Bediener umfasst. Wie in 6B gezeigt, kann sich der Bediener dafür entscheiden, ein neues Projekt zu beginnen (in diesen Diagrammen als „PK Projekt“ bezeichnet), bei dem ein modulares Steuerungssystem in ein größeres Steuerungssystem integriert wird und fortfahren, ein früher begonnenes Projekt zu erzeugen. Wenn mehrere modulare Steuerungssysteme entdeckt wurden, kann der Bediener eines dieser entdeckten Systeme für die Integrierung auswählen.
6C illustriert einen Screenshot, den der Merge-Assistent 150 zeigen kann, um Authentifizierungsinformationen von dem Bediener zu erhalten, um auf die modulare Steuerung eines modularen Prozessleitsystems zuzugreifen, bei dem der Bediener sich dafür entscheidet, das Projekt von einer eigenständigen, beauftragten modularen Steuerung abzurufen. Sobald der Anwender die Authentifizierungsinformationen (6D) eingibt, kann der Merge-Assistent 150 die Projektinformationen von dem modularen Steuerungssystem abrufen, die Informationen an einem gewünschten Ort oder bei einem Host (in diesem Fall handelt es sich um einen bestimmten Laptop-Computer) speichern und die entsprechenden Benachrichtigungen ( 6E-G) zeigen.
Indem er nun auf 6H verweist, kann der Merge-Assistent 150 eine Bediener-Steuerung für die Ausführung der Bereitschaftsprüfungen bereitstellen. Sobald der Bediener diese Steuerung betätigt, kann der Merge-Assistent die Kompatibilität der Versionen überprüfen, indem er auf die zentrale Konfigurationsdatenbank und möglicherweise andere Knoten des Prozessleitsystems zugreift und diese Konfigurationsdaten mit den Konfigurationsdaten vergleicht, die von dem modularen Steuerungssystem abgerufen wurden. Der Merge-Assistent 150 kann anschließend eine interaktive Liste der Ergebnisse der Kompatibilitätsprüfung der Versionen erzeugen, welche in Kategorien wie z.B. Version, Standort, Lizenzen, Anzahl der Knoten etc. organisiert ist. (6I, 6J).
Wie in 6K illustriert, kann der Bediener die Kategorie „Version“ auswählen. In dieser Beispielsituation sind das Prozessleitsystem und das modulare Steuerungssystem auf der DeltaV Plattform aufgesetzt. Der Merge-Assistent 150 zeigt die Version von DeltaV des Prozessleitsystems und stellt für die Umstellung des Projekts auf eine andere Version eine Steuerung bereit (6L). Der Bediener entscheidet sich in diesem Szenario dafür, die Umstellung durchzuführen (6M, 6N). Weiterhin kann sich der Bediener auch dafür entscheiden, die Lizenzen (60) zu überprüfen.
Wenn er sich nun auf 6P bezieht, kann der Merge-Assistent 150 als nächstes dazu übergehen, verschiedene kollidierende Objekte im Hinblick auf die Eingabe durch den Bediener zu modifizieren und den Bediener auf nicht-kollidierende Objekte hinzuweisen. Für jedes kollidierende Objekt kann der Merge-Assistent 150 den Namen des kollidierenden Objekts, den Konfigurationstyp (z.B. Graphiken, Logik, Hardware), den Objekttyp (z.B. weltweite Typen, Steuerungsmodul, Ausrüstungsmodul, Steuerung), die Modifizierungsgeschichte, Hinweise, ob das Objekt in dem modularen Steuerungssystem oder dem Prozessleitsystem neuer ist, etc. zeigen. Der Merge-Assistent 150 kann ähnliche Informationen für nicht-kollidierende Objekte zeigen, mit der Ausnahme, dass es natürlich keine Hinweise auf kollidierende Informationen für nicht-kollidierende Objekte gibt. Zum Vorteil des Bedieners kann der Merge-Assistent 150 eine interaktive Steuerung für die Gruppierung der kollidierenden und/oder nicht-kollidierenden Objekte auf der Grundlage von verschiedenen Kriterien bereitstellen.
Der Merge-Assistent 150 kann auch eine interaktive Steuerung für die Hinzufügung eines Präfixes zu den Namen der kollidierenden Objekte bereitstellen, um alle Konflikte in einem einzelnen Schritt zu lösen. In anderen Anwendungen kann es der Merge-Assistent 150 dem Bediener erlauben, die Namen auf eine geeignete Weise zu modifizieren, indem er zum Beispiel anstelle eines Präfixes ein Postfix anhängt. In Antwort auf die Auswahl der Steuerung durch den Bediener, wie in 6P gezeigt, ermöglicht es der Merge-Assistent 150 dem Bediener, den spezifischen Charakter zu spezifizieren, um den Namen Objekte eines ausgewählten Typs zuzuordnen (6Q). Der Bediener entschied sich in diesem Fall dafür, den Präfix nur den ursprünglichen Namen von Modulen anstatt den Namen von allen Objekten voranzustellen. Der Anwender kann eine Steuerung aktivieren, um den kollidierenden Objekten den spezifischen Namen voranzustellen (6R). Wie in 6S gezeigt, bewegt der Merge-Assistent 150 die neu benannten Objekte von der Gruppe der kollidierenden Objekte zu der Gruppe der nicht-kollidierenden Objekte, sobald der Vorgang der Neubenennung abgeschlossen ist.
Der Bediener kann in einigen Fällen versuchen, den ursprünglichen Objektnamen einen String hinzuzufügen, der dazu führt, dass die Gesamtlänge eine bestimmte Grenze überschreitet (6T). Der Bediener kann die Namen als geeignet modifizieren, bevor er mit dem Herunterladen beginnt, wie in 6U illustriert. Der Merge-Assistent 150 kann die modifizierten Namen in der Auflistung von nicht-kollidierenden Objekten (6V) zeigen.
Bei einigen Implementierungen führt der Merge-Assistent 150 den Schritt aus, der mit Hinweis auf die 6P-S automatisch diskutiert wurde. Beispielsweise kann der Merge-Assistent 150 den Namen auf der Grundlage des Auftrags erzeugen, in welchem das modulare Steuerungssystem entdeckt wurde (z.B. „PK_1_“, nachdem er das erste modulare Steuerungssystem entdeckt hat, „PK_2_“ nachdem er das zweite modulare Steuerungssystem entdeckt hatte etc.).
Weiterhin kann der Merge-Assistent 150 in einigen Fällen die Präfixe analysieren, welche der Bediener bereitstellt, um Absichten zu erkennen. Der Merge-Assistent 150 kann anschließend automatisch Vorschläge für eine Neubenennung in Übereinstimmung mit den vorangehenden Auswahlentscheidungen des Bedieners bereitstellen. Wenn der Bediener zuerst den Merge-Assistenten 150 nutzt, um drei modulare Steuerungssysteme in das größere Steuerungssystem zu integrieren und jeweils die Präfixe „PK_1_,“ „PK_2_,“ und „PK_3_,“ hinzufügt, kann der Merge-Assistent beispielsweise automatisch „PK_4_“ vorschlagen, wenn der Bediener den Merge-Assistenten 150 verwendet, um ein anderes modulares Steuerungssystem zu integrieren.
Wenn man sich nun auf 6W bezieht, kann der Merge-Assistent 150 eine einzelne interaktive Bildschirmanzeige erzeugen, über welche der Bediener auswählen kann, welches der kollidierenden Objekte und nicht-kollidierenden Objekte in die modulare Steuerung heruntergeladen werden soll. Der Bediener kann Ankreuzfelder nutzen, um einzelne Objekte, Objekttypen oder sogar gesamte Konfigurationstypen auszuwählen und eine Auswahl rückgängig zu machen.
Als nächstes kann der Merge-Assistent 150 eine Steuerung bereitstellen, damit der Bediener das Herunterladen der Konfigurationsdaten in das modulare Steuerungssystem ( 6X) einleiten kann. Der Merge-Assistent 150 kann den Fortschritt und die Ergebnisse zeigen (6Y und 6Z).
Der Merge-Assistent 150 stellt anschließend eine Bediener-Steuerung zum Einleiten der Ausserbetriebnahme und erneuten Inbetriebnahme des modularen Steuerungssystems bereit (6AA). Der Merge-Assistent 150 stellt anschließend einen Hinweis auf die Knoten des modularen Steuerungssystems und eine Steuerung zum Auswählen derjenigen Knoten, die erneut in Betrieb genommen werden sollen (6AB und AC), bereit. Der Merge-Assistent 150 kann anschließend die einzelnen Knoten der Reihe nach Ausser Betrieb setzen und erneut in Betrieb nehmen (6AD und 6AE). Sobald die Knoten erneut in Betrieb genommen wurden, kann der Merge-Assistent 150 Bediener-Steuerungen für das Upgraden und Herunterladen der Firmware (6AF) bereitstellen. Bei einigen Implementierungen erlaubt es der Merge-Assistent 150 dem Bediener, mehrere Knoten zur selben Zeit auszuwählen. Die 6AG und 6AH illustrieren Beispiele für Screenshots, welche von dem Merge-Assistenten 150 gezeigt werden können, um den Bediener über den Fortschritt des Herunterladens der Firmware zu informieren. Der Merge-Assistent kann anschließend den Bediener darüber informieren, dass der Integrierungsprozess abgeschlossen ist (6AI).
Bei einigen Implementierungen kann der Merge-Assistent 150 auch zusätzliche Funktionen wie z.B. die Bereitstellung einer visuellen Darstellung von verschiedenen Objekten bereitstellen, um ein manuelles Zusammenführen zu erleichtern. Beispielsweise kann der Merge-Assistent 150 auf der einen Seite eine visuelle Darstellung der Konfiguration eines modularen Steuerungssystems und, auf der anderen Seite, eine visuelle Darstellung des entsprechenden Teils der Konfiguration des Prozessleitsystems zeigen und der Nutzer kann zum Beispiel Objekte mittels der Drag-und-Drop Funktion von der einen auf die andere Seite ziehen oder in anderer Hinsicht die visuelle Darstellung nutzen, um das Zusammenführen effizienter und/oder genauer zu gestalten.
Zusätzliche Anmerkungen
Wenn nicht spezifisch anders dargestellt, können hier aufgeführte Diskussionen, die Wörter wie z.B. „Verarbeiten“, „Berechnen“, „Rechnen“, „Bestimmen“, „Ermitteln“, „Darstellen“, „Zeigen“ oder ähnliches verwenden, sich auf Handlungen oder Prozesse einer Maschine (z.B. einen Computer) beziehen, der Daten, die als physikalische (z.B. elektronische, magnetische oder optische) Mengen in einem oder mehreren Speichern (z.B. die einen flüchtigen Speicher, nichtflüchtigen Speicher oder einer Kombination aus beiden), Registern oder anderen Maschinenkomponenten, welche Informationen empfangen, speichern, übermitteln oder zeigen, dargestellt werden, manipulieren oder transformieren.
Jede dieser hier beschriebenen Anwendungen, Dienstleistungen, Maschinen, Routinen und Module kann in jeglichem materiellen, nicht vorübergehenden, computerlesbarem Speicher, wie z.B. auf einer Magnetdiskette, Laserdiskette, einem Solid State Speichergerät, einem molekularen Speichergerät, einer optischen Diskette oder anderem Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors etc. gespeichert werden. Obwohl die hier offenbarten Beispielsysteme dahingehend offenbart werden, dass sie, neben anderen Komponenten, auf Hardware ausgeführte Software und/oder Firmware umfassen, sollte festgehalten werden, dass diese Systeme lediglich der Veranschaulichung dienen und keinesfalls als limitierend betrachtet werden sollten. Zum Beispiel wird in Betracht gezogen, dass einige oder alle dieser Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten ausschließlich in Hardware, ausschließlich in Software oder in einer beliebigen Kombination von Hardware und Software vorliegen können. Demgemäß wird der Fachmann bereitwillig anerkennen, dass die bereitgestellten Beispiele nicht die einzige Möglichkeit darstellen, diese Systeme zu implementieren.
Daher, während die Techniken dieser Offenbarung im Hinblick auf spezifische Beispiele beschrieben wurden, die nur der Veranschaulichung dienen und nicht limitierend für die Erfindung sein sollen, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass an den offenbarten Ausführungsformen Änderungen, Hinzufügungen oder Löschungen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ein modulares Steuerungssystem, welches Folgendes umfasst: eine modulare Steuerung, welche die Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems implementiert, wobei die Steuerung nativ auf einer Plattform eines Prozessleitsystems aufgesetzt ist; Ausrüstung, die dafür konfiguriert ist, eine physikalische Funktion in einer Prozessanlage in Übereinstimmung mit der Steuerungslogik auszuführen; und eine Konfigurationsdatenbank, welche Konfigurationsparameter des modularen Steuerungssystems speichert; wobei: das modulare Steuerungssystem in einem ersten Betriebsmodus als eigenständiges Modul funktioniert, und das modulare Steuerungssystem nativ als einer oder mehrere Knoten eines Prozessleitsystems in einem zweiten Betriebsmodus funktioniert.
Modulares Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die modulare Steuerung zumindest eine Softwareschicht mit einer Steuerung, die in dem Prozessleitsystem funktioniert, gemeinsam hat, und/oder wobei die modulare Steuerung ein proprietäres Kommunikationsprotokoll des Prozessleitsystems implementiert.
Modulares Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem zweiten Betriebsmodus zumindest einige der Konfigurationsparameter, die in der Konfigurationsdatenbank gespeichert sind, neu benannt werden, um Konflikte mit ähnlichen Konfigurationsparametern in einer zentralen Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems zu vermeiden, insbesondere wobei in dem zweiten Betriebsmodus zumindest einige der Konfigurationsparameter, die neu benannt werden, ein gemeinsames Präfix umfassen.
Modulares Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 weiterhin umfassend: ein physikalisches Gestell, in welchem die modulare Steuerung, die Ausrüstung und die Konfigurationsdatenbank untergebracht ist, wobei das modulare Steuerungssystem ein System ist, welches auf modularen Anlagen montiert ist, das als einzelne Einheit transportiert werden kann, insbesondere wobei die Ausrüstung einen Sensor umfasst, der ein Signal erzeugt, das auf einen Parameterwert hinweist und das Signal für die modulare Steuerung bereitstellt.
Modulares Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 weiterhin umfassend: ein erstes Register, in dem eine erste Netzwerkadresse gespeichert ist, und ein zweites Register, in dem eine erste Netzwerkadresse gespeichert ist; insbesondere wobei: die erste Netzwerkadresse gemäß einem Plan des Prozessleitsystems definiert ist, wobei die modulare Steuerung durch die Verwendung der ersten Netzwerkadresse von anderen Knoten des Prozessleitsystems adressierbar ist; und die zweite Netzwerkadresse gemäß einem Plan des modularen Steuerungssystems definiert ist, wobei die modulare Steuerung durch die Verwendung der zweiten Netzwerkadresse von einem Knoten, der ein proprietäres Kommunikationsprotokoll des modularen Steuerungssystems unterstützt, adressierbar ist; wobei sich das proprietäre Protokoll des modularen Steuerungssystems von einem Kommunikationsprotokoll des Prozessleitsystems unterscheidet.
Ein Prozessleitsystem, das Folgendes umfasst: eine zentrale Konfigurationsdatenbank, welche Konfigurationsparameter des Prozessleitsystems speichert; eine erste Steuerung, welche zumindest einen Teil der Steuerungslogik des Prozessleitsystems implementiert; und eine zweite Steuerung, welche die Steuerungslogik eines modularen Steuerungssystems implementiert, welches die Steuerungslogik eines modularen Steuerungssystems implementiert, wobei das modulare Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es als Folgendes funktioniert: als ein eigenständiges Modul unabhängig von dem Prozessleitsystem in einem ersten Betriebsmodus, und als einer oder mehrere Knoten eines Prozessleitsystems in einem zweiten Betriebsmodus; wobei die erste Steuerung und die zweite Steuerung eine Softwareschicht teilen, welche ein oder mehrere (i) Konfigurationsverfahren, (ii) einen Sicherheitsmechanismus oder (iii) ein Kommunikationsprotokoll spezifiziert.
Prozessleitsystem nach Anspruch 6, wobei das modulare Steuerungssystem Ausrüstung umfasst, die dafür konfiguriert ist, eine physikalische Funktion in einer Prozessanlage gemäß der Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems auszuführen.
Prozessleitsystem nach Anspruch 7, wobei das modulare Steuerungssystem weiterhin eine Konfigurationsdatenbank umfasst, welche Konfigurationsparameter des modularen Steuerungssystems speichert, insbesondere wobei das modulare Steuerungssystem ein physikalisches Gestell umfasst, in welchem die zweite Steuerung, die Ausrüstung und die Konfigurationsdatenbank untergebracht ist, wobei das modulare Steuerungssystem ein System ist, welches auf modularen Anlagen montiert ist, das als einzelne Einheit transportiert werden kann.
Prozessleitsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das modulare Steuerungssystem eine Konfigurationsdatenbank umfasst, welche Konfigurationsparameter des Prozessleitsystems speichert, und wobei zumindest einige der Konfigurationsparameter des Prozessleitsystems in der zentralen Konfigurationsdatenbank im zweiten Betriebsmodus zusammengeführt werden, und/oder wobei zumindest einige der Konfigurationsparameter des Prozessleitsystems nicht in der zentralen Konfigurationsdatenbank im zweiten Betriebsmodus zusammengeführt werden.
Prozessleitsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die zweite Steuerung Folgendes umfasst: ein erstes Register, in dem eine erste Netzwerkadresse gespeichert ist, und ein zweites Register, in dem eine erste Netzwerkadresse gespeichert ist; insbesondere wobei: die erste Netzwerkadresse gemäß einem Plan des Prozessleitsystems definiert ist, wobei die modulare Steuerung durch die Verwendung der ersten Netzwerkadresse von anderen Knoten des Prozessleitsystems adressierbar ist; und die zweite Netzwerkadresse gemäß einem Plan des modularen Steuerungssystems definiert ist, wobei die modulare Steuerung durch die Verwendung der zweiten Netzwerkadresse von einem Knoten, der ein proprietäres Kommunikationsprotokoll des modularen Steuerungssystems unterstützt, adressierbar ist; wobei sich das proprietäre Protokoll des modularen Steuerungssystems von einem Kommunikationsprotokoll des Prozessleitsystems unterscheidet.
Verfahren des Integrierens des modularen Steuerungssystems in Prozessleitsysteme, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erkennen, durch einen oder mehrere Prozessoren, dass ein modulares Steuerungssystem mit einem lokalen Netzwerk eines Prozessleitsystems kommunikativ gekoppelt ist, wobei das modulare Steuerungssystem eine modulare Steuerung umfasst, welche Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems in einem eigenständigen Betriebsmodus implementiert; Abrufen von Konfigurationsdaten von einer Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungsnetzwerks durch den einen oder mehrere Prozessoren; Ermitteln von Konfigurationsobjekten durch den einen oder mehrere Prozessoren, welche mit Konfigurationsobjekten an anderen Knoten des Prozessleitsystems kollidieren, einschließlich dem Abfragen einer zentralen Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems; Modifizieren von zumindest einigen der Konfigurationsobjekte, die als kollidierend festgestellt wurden; und Aktualisieren der Konfigurationsdaten des modularen Steuerungsnetzwerks, so dass das modulare Steuerungsnetzwerk als ein oder mehrere Knoten des Prozessleitsystems funktionieren kann.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Modifizieren von zumindest einigen der Konfigurationsobjekte, die als kollidierend festgestellt wurden, das Voranstellen eines gemeinsamen Präfixes vor jedes der zumindest einigen Konfigurationsobjekte umfasst; insbesondere welches weiterhin das Empfangen des gemeinsamen Präfixes von einem Bediener über eine Anwenderschnittstelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Voranstellen des gemeinsamen Präfixes umfasst: Automatisches Erzeugen eines vorgeschlagenen alphanumerischen Strings für die Verwendung als gemeinsamen Präfix; und Bereitstellen des vorgeschlagenen alphanumerischen Strings für einen Bediener über eine Anwenderschnittstelle; insbesondere welches weiterhin das automatische Erzeugen des vorgeschlagenen alphanumerischen Strings auf Grundlage eines Auftrags umfasst, in welchem das modulare Steuerungssystem relativ zu den einen oder mehreren modularen Steuerungssystemen, die auf dem lokalen Netzwerk erkannt wurden, erkannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13 weiterhin umfasst: in Antwort auf das Erkennen des modularen Steuerungssystem, das automatische Überprüfen durch einen oder mehreren Prozessoren von zumindest: (i) einer oder mehrerer Lizenzen, mit welchen die modulare Steuerung bereitgestellt wird, (ii) einer Knotenkonfiguration der modularen Steuerung, (iii) einer Softwareversion der modularen Steuerung, und (iv) einem Standort, für den das modulare Steuerungssystem bereitgestellt wird; und Bereitstellen einer Benachrichtigung, welche die Ergebnisse der Überprüfung mitteilt; und/oder Ausführen auf einem Computergerät, das mit dem lokalen Netzwerk kommunikativ gekoppelt ist, eines Merge-Assistenten, welcher das Zusammenführen von Konfigurationsdaten des modularen Steuerungssystems in die zentralen Konfigurationsdaten des Prozessleitsystems erleichtert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die ermittelten Konfigurationsobjekte erste Konfigurationsobjekte sind und das Verfahren weiterhin umfasst: Ermitteln von zweiten Konfigurationsobjekten, welche mit Konfigurationsobjekten an anderen Knoten des Prozessleitsystems kollidieren; Überprüfen von Objekttypen für die zweiten Konfigurationsobjekte; und in Antwort auf die Feststellung, dass Typen des zweiten Konfigurationsobjektes den Konfigurationsobjekten entsprechen, welche in dem modularen Steuerungssystem fortbestehen, das Erzeugen einer Warnung bezüglich des zweiten Konfigurationsobjektes; und/oder Ausserbetriebsetzen von Knoten des modularen Steuerungssystems; Herunterladen von modifizierten Konfigurationsdaten in das modulare Steuerungssystem; und Erneute Inbetriebnahme des modularen Steuerungssystems.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die modulare Steuerung nativ auf die Plattform eines Prozessleitsystems aufgesetzt ist; und/oder wobei die modulare Steuerung zumindest eine Softwareschicht mit einer Steuerung gemeinsam hat, welche in dem Prozessleitsystem funktioniert; und/oder wobei die modulare Steuerung ein proprietäres Kommunikationsprotokoll des Prozessleitsystems implementiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16 weiterhin umfasst: Auffinden von Redundanz zwischen einem ersten Modul in der Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungsnetzwerks und einem zweiten Modul in der Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems; und Automatisches Erzeugen eines einzelnen gemeinsamen Moduls für die Speicherung in der Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems, welches durch einen Knoten in dem modularen Steuerungsnetzwerk und einen Knoten in dem Prozessleitsystem in Bezug genommen wird.
Ein nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium, welches Anweisungen speichert, welche einen Merge-Assistenten implementieren, der für das Erleichtern des Integrierens von modularen Steuerungssystemen in Prozessleitsysteme konfiguriert ist, wobei der Merge-Assistent auf einem oder mehreren Prozessoren Folgendes ausführt: Erkennen eines modularen Steuerungssystems, das an ein lokales Netzwerk gekoppelt ist, auf dem ein Prozessleitsystem funktioniert; Abrufen von Konfigurationsdaten von dem modularen Steuerungssystem; und Erzeugen einer Abfolge von Anwenderschnittstellen-Bildschirmanzeigen, um einen Bediener während des Integrierens des modularen Steuerungssystems in das Prozessleitsystem anzuleiten, einschließlich dem Erzeugen von zumindest einer Bildschirmanzeige, welche vielfache Konfigurationsobjekte in den Konfigurationsdaten des modularen Steuerungssystems auflistet, welche mit Konfigurationsdaten des Prozessleitsystems kollidieren.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 18, wobei der Merge-Assistent weiterhin für Folgendes konfiguriert ist: Modifizieren der kollidierenden Konfigurationsobjekte in Übereinstimmung mit der Eingabe des Bedieners; und Laden der modifizierten Konfigurationsobjekte in zumindest eine Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungssystems oder einer Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Merge-Assistent weiterhin für Folgendes konfiguriert ist: in Antwort auf das Erkennen des modularen Steuerungssystems automatisch zumindest Folgendes zu überprüfen: (i) eine oder mehrere Lizenzen, mit welcher die modulare Steuerung bereitgestellt wird, (ii) eine Knotenkonfiguration der modularen Steuerung, (iii) eine Softwareversion der modularen Steuerung, und (iv) einen Standort, für den das modulare Steuerungssystem bereitgestellt wird; und Bereitstellen einer Benachrichtigung, welche die Ergebnisse der Überprüfung mitteilt; und/oder wobei der Merge-Assistent weiterhin dafür konfiguriert ist, einen vorgeschlagenen alphanumerischen String zur Hinzufügung zu den Konfigurationsobjekten automatisch zu erzeugen, um Konflikte mit den Konfigurationsdaten des Prozessleitsystems zu lösen.
Computerlesbares Medium nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die ermittelten Konfigurationsobjekte erste Konfigurationsobjekte sind und wobei der Merge-Assistent weiterhin für Folgendes konfiguriert ist: Ermitteln von zweiten Konfigurationsobjekten, welche mit Konfigurationsobjekten an anderen Knoten des Prozessleitsystems kollidieren; Überprüfen von Objekttypen für die zweiten Konfigurationsobjekte; und in Antwort auf die Feststellung, dass Typen des zweiten Konfigurationsobjektes den Konfigurationsobjekten entsprechen, welche in dem modularen Steuerungssystem fortbestehen, das Erzeugen einer Warnung bezüglich des zweiten Konfigurationsobjektes; und/oder wobei der Merge-Assistent weiterhin dafür konfiguriert ist, in der Abfolge von Anwenderschnittstellen-Bildschirmanzeigen eine Bildschirmanzeige für das Ausserbetriebsetzen von Knoten des modularen Steuerungssystems und das automatische erneute Inbetriebnehmen von Knoten des modularen Steuerungssystems mit aktualisierten Konfigurationsdaten bereitzustellen.
Computergerät, welches Folgendes umfasst: einen oder mehrere Prozessoren; eine Anwenderschnittstelle, die an den einen oder mehrere Prozessoren gekoppelt ist; ein nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium, welches Anweisungen speichert, welche einen Merge-Assistenten implementieren, der für das Erleichtern des Integrierens von modularen Steuerungssystemen in Prozessleitsysteme konfiguriert ist, wobei der Merge-Assistent auf einem oder mehreren Prozessoren Folgendes ausführt: Erkennen eines modularen Steuerungssystems, das an ein lokales Netzwerk gekoppelt ist, auf dem ein Prozessleitsystem funktioniert; Abrufen von Konfigurationsdaten von dem modularen Steuerungssystem; und Erzeugen einer Abfolge von Anwenderschnittstellen-Bildschirmanzeigen, um einen Bediener während des Integrierens des modularen Steuerungssystems in das Prozessleitsystem anzuleiten, einschließlich dem Erzeugen von zumindest einer Bildschirmanzeige, welche vielfache Konfigurationsobjekte in den Konfigurationsdaten des modularen Steuerungssystems auflistet, welche mit Konfigurationsdaten des Prozessleitsystems kollidieren.
Computergerät nach Anspruch 22, wobei der Merge-Assistent weiterhin für Folgendes konfiguriert ist: Modifizieren der kollidierenden Konfigurationsobjekte in Übereinstimmung mit der Eingabe des Bedieners; und Laden der modifizierten Konfigurationsobjekte in zumindest eine Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungssystems oder einer Konfigurationsdatenbank des Prozessleitsystems.
Computergerät nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Merge-Assistent weiterhin für Folgendes konfiguriert ist: in Antwort auf das Erkennen des modularen Steuerungssystem automatisch zumindest Folgendes zu überprüfen: (i) eine oder mehrere Lizenzen, mit welcher die modulare Steuerung bereitgestellt wird, (ii) eine Knotenkonfiguration der modularen Steuerung, (iii) eine Softwareversion der modularen Steuerung, und (iv) einen Standort, für den das modulare Steuerungssystem bereitgestellt wird; und Bereitstellen einer Benachrichtigung, welche die Ergebnisse der Überprüfung mitteilt; und/oder wobei der Merge-Assistent weiterhin dafür konfiguriert ist, einen vorgeschlagenen alphanumerischen String zur Hinzufügung zu den Konfigurationsobjekten automatisch zu erzeugen, um Konflikte mit den Konfigurationsdaten des Prozessleitsystems zu lösen.
Computergerät nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die ermittelten Konfigurationsobjekte erste Konfigurationsobjekte sind und wobei der Merge-Assistent weiterhin für Folgendes konfiguriert ist: Ermitteln von zweiten Konfigurationsobjekten, welche mit Konfigurationsobjekten an anderen Knoten des Prozessleitsystems kollidieren; Überprüfen von Objekttypen für die zweiten Konfigurationsobjekte; und in Antwort auf die Feststellung, dass Typen des zweiten Konfigurationsobjektes den Konfigurationsobjekten entsprechen, welche in dem modularen Steuerungssystem fortbestehen, das Erzeugen einer Warnung bezüglich des zweiten Konfigurationsobjektes; und/oder wobei der Merge-Assistent weiterhin dafür konfiguriert ist, in der Abfolge von Anwenderschnittstellen-Bildschirmanzeigen eine Bildschirmanzeige für das Ausserbetriebsetzen von Knoten des modularen Steuerungssystems und das automatische erneute Inbetriebnehmen von Knoten des modularen Steuerungssystems mit aktualisierten Konfigurationsdaten bereitzustellen.
Verfahren des Verwaltens von modularen Steuerungssystemen, die als Mitteilungen in Prozessleitsystemen betrieben werden können, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erkennen, durch einen oder mehrere Prozessoren, dass ein modulares Steuerungssystem mit einem lokalen Netzwerk eines Prozessleitsystems kommunikativ gekoppelt ist, wobei das modulare Steuerungssystem eine modulare Steuerung umfasst, welche die Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems in einem eigenständigen Betriebsmodus implementiert; Abrufen von ersten Konfigurationsdaten von einer Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungsnetzwerks durch den einen oder mehrere Prozessoren; Abrufen von zweiten Konfigurationsdaten von einem zentralen Repository des Prozessleitsystems durch den einen oder mehrere Prozessoren, wobei die zweiten Konfigurationsdaten einer Standardeinstellung des modularen Steuerungsnetzwerks entsprechen; Ermitteln von Konfigurationsobjekten in den ersten Konfigurationsdaten durch den einen oder mehrere Prozessoren, welche mit Konfigurationsobjekten in den zweiten Konfigurationsdaten kollidieren; Bereitstellen, über eine Anwenderschnittstelle, einer Mitteilung bezüglich der erkannten Konfigurationsobjekte und Bereitstellen, über die Anwenderschnittstelle, einer Steuerung für (i) die Aktualisierung der ersten Konfigurationsdaten, um mit den zweiten Konfigurationsdaten übereinzustimmen oder (ii) die zweiten Konfigurationsdaten daran zu hindern, die ersten Konfigurationsdaten in der Konfigurationsdatenbank des modularen Steuerungsnetzwerks zu überschreiben.
Ein Computer-lesbares Medium, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die, wenn durch wenigstens einen Prozessor ausgeführt werden, den wenigstens einen Prozessor dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17 oder 26 auszuführen.