DE102018122445A1

DE102018122445A1 - Assistent anwendung für ein modulares steuerungssystem

Info

Publication number: DE102018122445A1
Application number: DE102018122445.1A
Authority: DE
Inventors: Aaron C. Jones; Michael George Ott; Julian K. Naidoo; Deborah R. Colclazier; Karen Johnson
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2019-03-14
Also published as: JP2019075098A; GB202209249D0; GB2568368B; GB201814880D0; GB2568368A; US20190079507A1; US11209806B2; CN109491336A; GB2608281A; GB2608281B; CN109491336B; JP7398189B2

Abstract

Ein Verfahren zur effizienten Verwaltung der Konfiguration von modularen Steuerungssystemen beinhaltet Ermittlung einer kommunikativen Kopplung zwischen einer Arbeitsstation und einem modularen Steuerungssystem, dabei erkennen ob ein in einem Speicher der Arbeitsstation gespeichertes aktives Projekt mit einem in einem Speicher des modularen Steuerungssystems gespeicherten Projekt übereinstimmt, wobei jedes aktive Projekt und das gespeicherte Projekt jeweils einen koordinierten Datensatz zur Steuerung des Betriebs des modularen Steuerungssystems enthält, und wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen, (i) Erkennen, ob das aktive Projekt für das modulare Steuersystem korrekt ist, und (ii) wenn das aktive Projekt unkorrekt ist, liefert das modulare Steuersystem, automatisch über eine interaktive Benutzeroberfläche, eine Steuerung zum Übertragen mindestens eines Teils des gespeicherten Projekts aus dem Speicher des modularen Steuersystems in das aktive Projekt im Speicher der Arbeitsstation.

Description

BEREICH DER TECHNOLOGIE
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf den Einsatz von modularen Steuerungssystemen wie z. B. auf Gestell montierte Systemen, insbesondere für ein effizientes Verwalten der Konfiguration von auf Gestell montierte Systemen in einem Standalone-Modus.
HINTERGRUND-INFORMATIONEN
Modulare Steuerungssysteme, die heute in einer Vielzahl von Industriezweigen zum Einsatz kommen, sind komplette Steuerungssysteme, die spezifische Funktionalität liefern können, wie zum Beispiel kochendes Wasser, Filterung von Flüssigkeiten oder Kontrolle von Wärmeaustausch. Ein modulares Steuerungssystem wird typischerweise als ein auf einem Gestell montiertes System, auch als „Skid“ bekannt, ausgeführt, da das System in einem Rahmen eingebaut und leicht zu transportieren ist. Ein Gestell kann als eine integrale Einheit an ein Werk geliefert werden, ohne dass es demontiert, und erneut zusammengebaut wird und wird typischerweise vom Hersteller voreingestellt. Ein Gestell umfasst üblicherweise eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), spezielle Apparaturen wie Ventile oder Kessel und Sensoren wie z.B. Druck- oder Temperatursensoren.
Andererseits werden dezentrale Steuerungssysteme (DCS) auch in einer Vielzahl von Prozessindustrien wie Chemie, Petrochemie, Raffinerie, Pharmazie, Lebensmittel und Getränke, Energie, Zement, Wasser und Abwasser, Öl und Gas, Zellstoff und Papier sowie Stahl eingesetzt und werden zur Steuerung von Chargen-, Fed-Batch- und kontinuierlichen Prozessen eingesetzt, sowohl an einem einzigen Standort als auch an entfernten Stellen. Prozessanlagen umfassen üblicherweise einen oder mehrere Prozessregler, die über analoge, digitale oder kombinierte Analog-/Digitalbusse oder über eine drahtlose Kommunikationsverbindung oder ein Netzwerk kommunikativ mit einem oder mehreren Feldgeräten gekoppelt sind. Kollektiv übernehmen die verschiedenen Geräte Überwachungs-, Steuerungs- und Datenerfassungsfunktionen zur Steuerung des Prozesses, Sicherheitsabschaltsysteme, Brand- und Gaswarnsysteme, Überwachungssysteme für den Maschinenzustand, Wartungssysteme, Entscheidungshilfen und andere Systeme.
Die Feldgeräte, wie z. B. Ventile, Ventil-Stellungsregler, Schalter und Messumformer (z. B. Temperatur-, Druck-, Füllstands- und Durchflusssensoren), befinden sich innerhalb des Prozessumfeldes und übernehmen üblicherweise physikalische oder prozesssteuernde Funktionen wie das Öffnen oder Schließen von Ventilen, das Messen von Prozessparametern usw. zur Steuerung eines oder mehrerer Prozesse innerhalb der Prozessanlage oder des Systems. Intelligente Feldgeräte, wie die Feldgeräte, die dem bekannten Feldbusprotokoll entsprechen, können auch Kontrollrechnungen, Alarmfunktionen und andere in der Steuerung übliche Kontrollfunktionen ausführen. Die Prozessregler, die typischerweise auch in der Werksumgebung eingesetzt werden, empfangen Signale, die Prozessmessungen von den Feldgeräten und/oder anderen Informationen in Bezug auf die Feldgeräte anzeigen, und führen eine Steuerungsapplikation aus, die Entscheidungen über die Prozesssteuerung treffen, Steuersignale basierend auf den empfangenen Informationen erzeugen, und koordinieren mit den Steuermodulen oder Blöcken, die in den Feldgeräten ausgeführt werden, z. B. HART®, WirelessHART® und FOUNDATION® Fieldbus-Feldgeräten. Die Steuermodule in der Steuerung senden die Steuersignale über die Kommunikationsleitungen oder Verbindungen zu den Feldgeräten, um so den Betriebsablauf zumindest eines Teils der Prozessanlage zu steuern.
Informationen von den Feldgeräten und der Steuerung werden normalerweise über ein Datenhighway einem oder mehrere anderen Hardware-Geräte zur Verfügung gestellt, wie z. B. Betreiber Bedienarbeitsplätze, PCs oder Computergeräte, Daten-Historie, Berichtsgeneratoren, zentralisierten Datenbanken oder anderen zentralisierten Verwaltungsrechnern, die normalerweise in Kontrollräumen oder an anderen Orten außerhalb der raueren Anlagenumgebung aufgestellt werden. Jedes dieser Hardware-Geräte ist normalerweise über die gesamte Prozessanlage oder einen Teil der Prozessanlage hinweg zentralisiert. Diese Hardware-Geräte führen Anwendungen aus, die es z. B. einem Bedienpersonal ermöglichen, Funktionen in Bezug auf die Steuerung eines Prozesses und/oder den Betrieb der Prozessanlage auszuführen, wie z. B. das Ändern der Einstellungen der Prozesssteuerungsroutine, das Ändern der Bedienung der Steuermodule innerhalb der Regler oder der Feldgeräte, das Anzeigen des aktuellen Prozesszustandes, das Anzeigen von Alarmen, die von Feldgeräten und Reglern erzeugt werden, das Simulieren der Bedienung des Prozesses für die Schulung von Personal oder das Testen der Prozessleitsoftware, das Führen und Aktualisieren einer Konfigurationsdatenbank, usw. Die von den Hardware-Geräten, Controllern und Feldgeräten verwendete Datenhighway kann einen verkabelte Kommunikationsweg, einen drahtlosen Kommunikationsweg oder eine Kombination aus verkabelte und drahtlosen Kommunikationswegen umfassen.
Als Beispiel umfasst das Delta Control System, das von Emerson Prozess Management vertrieben wird, mehrere Anwendungen, die in verschiedenen Geräten an verschiedenen Orten innerhalb einer Prozessanlage gespeichert und ausgeführt werden. Eine Konfigurationsanwendung, die in einer oder mehreren Arbeitsstationen oder Computergeräten untergebracht ist, ermöglicht dem Benutzer das Erstellen oder Ändern von Prozessregelmodulen und das Herunterladen dieser Prozessregelmodule über eine Datenhighway auf dedizierte dezentrale Steuerungen. Typischerweise bestehen diese Steuerungsmodule aus kommunizierend miteinander verbundenen Funktionsblöcken, die Objekte in einem objektorientierten Programmierprotokoll sind, die Funktionen innerhalb des Steuerungsschemas auf der Basis von Eingängen ausführen und Ausgänge zu anderen Funktionsblöcken innerhalb des Steuerungsschemas ausgeben. Die Konfigurationsanwendung ermöglicht einem Konfigurationsingenieur auch, Bedienoberflächen zu erstellen oder zu ändern, die von einer Betrachtungsanwendung verwendet werden, um einem Bediener Daten anzuzeigen und dem Bediener zu ermöglichen, Einstellungen, wie z. B. Sollwerte, innerhalb der Prozessregelungsroutinen zu verändern. Jeder dedizierte Controller und in einigen Fällen ein oder mehrere Feldgeräte speichern und führen eine entsprechende Controller-Applikation aus, die die ihnen zugeordneten und heruntergeladenen Steuermodule zur Implementierung der eigentlichen Prozesssteuerungsfunktionalität ausführt. Die Betrachtungsapplikationen, die auf einem oder mehreren Bedienpersonal- Arbeitsplätzen (oder auf einem oder mehreren Fern-Computern in kommunikativer Verbindung mit den Bedienpersonal- Arbeitsplätzen und der Datenhighway) ausgeführt werden können, empfangen Daten von der Steuerungsapplikation über den Datenhighway und zeigen diese Daten den Prozessleitsystem-Designern, Bedienpersonal oder Benutzern über die Benutzeroberflächen an und können eine Vielzahl von verschiedenen Ansichten, wie zum Beispiel eine Operator-Sicht, eine Ingenieur-Sicht, eine Techniker-Sicht usw., bereitstellen. Eine Daten-Historie-Anwendung wird normalerweise in einem Daten-Historie-Gerät gespeichert und ausgeführt, das einige oder alle Daten sammelt und speichert, die über die Datenhighway bereitgestellt werden, während eine Konfigurationsdatenbank-Anwendung in einem weiteren Computer ausgeführt wird, der an die Datenhighway angeschlossen ist, um die aktuelle Konfiguration der Prozesskontrollroutine und die damit verbundenen Daten zu speichern. Alternativ kann die Konfigurationsdatenbank auf derselben Arbeitsstation wie die Konfigurationsanwendung laufen.
Geräte, die in Prozessleitsystemen und industriellen Automatisierungssystemen arbeiten, können verkabelte oder drahtlos miteinander verbunden werden und über industrielle Kommunikationsprotokolle wie FOUNDATION™ Fieldbus, HART® oder Profibus kommunizieren. Weiterhin wurden Protokolle wie Modbus entwickelt, um die SPS miteinander zu verbinden. Des Weiteren gibt es neben den Standard-Protokollen für die industrielle Automatisierung auch proprietäre Protokolle für die Verbindungen von Knoten in einem Prozessleitsystem. DeltaV ist ein Beispiel für ein solches Protokoll. Generell spezifizieren diese Protokolle Formate für die Übertragung von Messungen, Alarmen und Statusmeldungen, Befehle, die Prozessvariablen oder Automatisierungsparameter beeinflussen, Befehle zum Aktivieren oder Deaktivieren von Geräten, usw. Ein typisches industrielles Kommunikationsprotokoll unterstützt auch die Gerätekonfiguration über vordefinierte Kommandos oder von Herstellern definierte Kommandos, für bestimmte Geräte gemäß der Syntax des Protokolls.
Im Allgemeinen sind Prozessleitsysteme sehr komplex und funktionsreich. Speicherung und Bereitstellung sind typischerweise in einem DCS entkoppelt, und mehrere Datenbanken können Konfigurationsdaten speichern, die möglicherweise keinen gemeinsamen Zugangspunkt haben. Im Gegensatz zu einem DCS verfügt eine SPS typischerweise über eine einfache Software, eingeschränkte Funktionen und eine sehr einfache Projektspeicherung, die oft eng mit der Laufzeitbereitstellung gekoppelt ist. Weiterhin speichert das SPS-Gerät typischerweise Laufzeit- und Konfigurationsdaten auf dem Gerät selbst.
Während das modulare Steuerungssystem robuster als eine herkömmliche SPS ist, enthält es im Allgemeinen nicht so viele Funktionen wie ein DCS, und es stehen nicht so viele Datenbanken und Softwareanwendungen für die Verwaltung des modularen Steuerungssystems zur Verfügung. In solchen Situationen, in denen ein modulares Steuerungssystem im Standalone-Modus und nicht als Knoten eines DCS arbeitet, können Ingenieure auf ähnliche Funktionen wie in einem DCS zugreifen, ohne die Komplexität komplexer Software-Suiten oder mehrerer Datenbanken.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein modulares Steuerungssystem dieser Offenlegung, wie z. B. an einem Gestell montiertes System, ist so konfiguriert, dass es im Standalone-Modus und in einigen Fällen als Knoten in einem verteilten Steuerungssystem arbeitet. Das modulare Steuerungssystem beinhaltet einen modularen Controller, der die Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems ausführen kann, unabhängig von anderen Controllern. Wenn das modulare Steuerungssystem im Standalone-Modus arbeitet, kann der Betreiber mit Hilfe einer Arbeitsstation die auf einem Computer implementiert ist, wie z. B. einem Laptop oder einem Tablet-Computer auf das modulare Steuerungssystem zugreifen. Eine Assistentensoftware-Anwendung, im Folgenden als Skid-Assistent oder modularer Assistent bezeichnet, erleichtert die Konfiguration und Verwaltung des modularen Steuerungssystems. In verschiedenen Implementierungen und/oder Szenarien ermöglicht der modulare Assistent dem Betreiber, die Konfiguration des modularen Steuerungssystems zu aktualisieren, die Synchronisation der Konfiguration mit einer bestimmten Version zu prüfen, eine Konfiguration zur Änderung oder zum Kopieren abzurufen, festzustellen, ob eine Konfiguration Fehler aufweist, etc. In einigen Implementierungen steuert die Assistenten-Softwareanwendung den Zeitpunkt der Bereitstellung einer neuen Konfiguration für ein modulares Steuerungssystem, um die Häufigkeit zu reduzieren, mit der der modulare Controller auf den Speicher des modularen Steuerungssystems zugreift, was in einigen Implementierungen relativ langsam abläuft. In anderen Implementierungen stellt die Assistentensoftware dem modularen Steuerungssystem die Konfigurationsdaten sofort zur Verfügung, d. h. im Wesentlichen in Echtzeit.
Der Skid-Assistent kann mehrere Niveaus der kommunikativen Kopplung zwischen dem Arbeitsplatz und dem modularen Steuerungssystem oder, allgemeiner gesagt, einem Knoten eines Steuerungssystems bereitstellen. In einer exemplarischen Implementierung prüft der Skid-Assistent, ob die Kopplung korrekt ist, wenn eine Verbindung auf der physikalischen Ebene erkannt wird, und überprüft anschließend die Kopplung erneut in der Authentifizierungsphase, um festzustellen, ob der Betreiber ordnungsgemäß berechtigt ist, mit dem modularen Steuerungssystem zu interagieren, und dann wieder in einer Projektverifikationsphase, um festzustellen, ob das aktive Projekt für das modulare Steuerungssystem korrekt ist. Auf diese Weise verhindert der Skid-Assistent ein fehlerhaftes Back-up eines aktiven Projekts auf eine austauschbare Speicherkarte oder einen anderen Typ eines geeigneten Speichers des modularen Steuerungssystems. Darüber hinaus verhindert der Skid-Assistent eine fehlerhafte Kommunikation zwischen einem dezentralen Steuerungssystem und dem modularen Steuerungssystem unter Verwendung von Protokollen eines dezentralen Steuerungssystems und andernfalls zum Austausch von Informationen, die von einem dezentralen Steuerungssystem verwendet werden. So kann beispielsweise der Skid-Assistent verhindern, dass falsche Konfigurationen auf die Knoten des modularen Steuerungssystems heruntergeladen oder falsche Laufzeitinformationen für die Knoten des modularen Steuerungssystems über den Arbeitsplatz angezeigt werden
Eine beispielhafte Ausführungsform dieser Techniken ist ein Verfahren zum effizienten Verwalten der Konfiguration modularer Steuerungssysteme. Das Verfahren umfasst die Erfassung durch einen oder mehrere Prozessoren einer kommunikativen Kopplung zwischen einer Arbeitsstation und einem modularen Steuerungssystem; als Reaktion auf die detektierte kommunikative Kopplung und die Ermittlung, ob ein in einem Speicher des Arbeitsplatzes gespeichertes aktives Projekt mit einem in einem Speicher des modularen Steuerungssystems gespeicherten Projekt übereinstimmt, wobei jedes aktive Projekt und das gespeicherte Projekt jeweils einen koordinierten Datensatz zur Steuerung des Betriebs des modularen Steuerungssystems enthält; und wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen, Bestimmen, ob das aktive Projekt für das modulare Steuerungssystem korrekt ist und, wenn das aktive Projekt falsch ist, das modulare Steuerungssystem automatisch über eine interaktive Benutzeroberfläche eine Steuerung zur Übertragung mindestens eines Teils des gespeicherten Projekts aus dem Speicher des modularen Steuersystems in das aktive Projekt im Speicher des Arbeitsplatzes.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform dieser Techniken ist ein Rechenwerk mit einem oder mehreren Prozessoren, einer Benutzerschnittstelle, einer Schnittstelle zur kommunikativen Kopplung des Rechenwerks an ein modulares Steuerungssystem und einem nicht transitorischen Speicher. Der Speicher speichert mindestens ein aktives Projekt, das einen koordinierten Datensatz zur Kontrolle des Betriebs eines modularen Steuerungssystems enthält. Der Speicher speichert auch Anweisungen, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, einen modularen Steuerungssystem-Assistenten implementieren, der so konfiguriert ist, dass er (i) eine kommunikative Kopplung zwischen dem Rechengerät und einem modularen Steuerungssystem erkennt, (ii) feststellt, ob das aktive Projekt mit einem gespeicherten Projekt übereinstimmt, das in einem Speicher des modularen Steuerungssystems gespeichert ist, (iii) wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen: Bestimmen, ob das aktive Projekt für das modulare Steuersystem korrekt ist, und wenn das aktive Projekt nicht korrekt ist, stellt das modulare Steuersystem automatisch über die Benutzeroberfläche eine Steuerung zur Verfügung, um mindestens einen Teil des gespeicherten Projekts aus dem Speicher des modularen Steuersystems in das aktive Projekt im Speicher der Rechenvorrichtung bzw. des Rechengeräts zu übertragen.
Eine weiteres Beispiel einer Ausführungsform dieser Techniken ist ein System das ein modulares Steuerungssystem und einen Standalone-Arbeitsplatz umfasst. Das modulare Steuerungssystem beinhaltet
einen modularen Controller, der die Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems implementiert, wobei der Controller nativ auf einer Plattform eines Prozessleitsystems aufgebaut ist, eine Ausrüstung, die konfiguriert ist, um eine physikalische Funktion in einer Prozessanlage gemäß der Steuerungslogik auszuführen, und einen Speicher, der ein gespeichertes Projekt beinhaltet, das einen koordinierten Satz von Daten zur Steuerung des Betriebs des modularen Steuerungssystems enthält. Die Standalone-Arbeitsstation umfasst einen oder mehrere Prozessoren, eine Benutzeroberfläche, eine Schnittstelle zur kommunikativen Kopplung der Standalone-Arbeitsstation an das modulare Steuerungssystem und einen nicht transitorischen Speicher zur Speicherung von (i) mindestens ein aktives Projekt und (ii) Anweisungen, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, einen modularen Steuerungssystem-Assistenten implementieren, der konfiguriert ist, um Daten zwischen dem mindestens einen aktiven Projekt im Speicher der Einzelarbeitsstation und dem gespeicherten Projekt im Speicher des modularen Steuerungssystems zu synchronisieren.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild eines modularen Steuerungssystems, das für den Betrieb im Standalone-Modus konfiguriert ist, und eines Computers, der als Engineering-Station arbeitet und eine Assistentenanwendung ausführt, die für die Verwaltung der Konfiguration des modularen Steuerungssystems ausgelegt ist;
2 ist ein Blockschaltbild mehrerer modularer Steuerungssysteme, deren Konfiguration eine einzige Instanz der Assistentenanwendung von 1 verwalten kann;
3 zeigt schematisch die Interaktion zwischen einem Engineering-Arbeitsplatz und dem Speicher eines modularen Steuerungssystems über die Assistentenanwendung von 1;
4 ist ein Blockschaltbild eines dezentralen Prozessleitsystems, in das das modulare Steuerungssystem in einigen Szenarien integriert werden kann;
5A-D zeigen beispielhaft interaktive Bildschirme, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber für den Zugriff auf Verbindungs-, Konfigurationsmanagement-, Abschalt- und Administrationsfunktionen zur Verfügung stellen kann;
6A-F zeigen eine Beispielfolge von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn er sich an ein in Betrieb genommenes modulares Steuerungssystem anschließt;
7A und 7B zeigen eine Beispielsequenz von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Bediener präsentieren kann, wenn der Betreiber die Konfiguration aus einem Back-up-Speicher in ein neues aktives Projekt abruft;
8A und 8B zeigen eine Beispielfolge von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn dieser das Passwort an einer in Betrieb genommenen modularen Steuerung ändern möchte, ohne dabei die modulare Steuerung stillzulegen;
9A-E zeigen eine Beispielfolge von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Bediener präsentieren kann, wenn der Betreiber sich an ein in Betrieb genommenes modulares Steuerungssystem anschließt;
10A und 10B zeigen eine Beispielfolge von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn der Bediener die Konfiguration aus einem Back-up-Speicher abruft;
11 zeigt ein Beispiel für einen interaktiven Bildschirm, den die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn das aktive Projekt für den angeschlossenen Controller nicht korrekt ist;
12A-E zeigen eine Beispielsequenz von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn der Bediener das aktive Projekt sichert;
13A-E zeigen eine Beispielsequenz von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber beim Anlegen eines neuen Projekts präsentieren kann;
14A-C zeigen eine Beispielsequenz von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn er Eigenschaften eines Projekts bearbeitet;
15A-C zeigen eine Beispielsequenz von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn der Bediener aktive Projekte wechselt;
16A-C zeigen eine Beispielsequenz von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn er ein Projekt löscht;
17A-C zeigen eine Beispielsequenz von interaktiven Bildschirmen, die die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn der Bediener ein Projekt kopiert;
18 zeigt ein Beispiel für einen interaktiven Bildschirm, den die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn der Bediener das aktive Projekt auf einen Datenträger sichert;
19 zeigt ein Beispiel für einen interaktiven Bildschirm, den die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn der Bediener ein aktives Projekt von einem Datenspeicher vergleicht und abruft;
20 zeigt ein Beispiel für einen interaktiven Bildschirm, den die Assistentenanwendung von 1 einem Betreiber präsentieren kann, wenn der Bediener ein neues Projekt von einem Datenträger aus erstellt; und
21 ist ein Flussdiagramm einer Beispielverfahren zur effizienten Verwaltung der Konfiguration von modularen Steuerungssystemen, die im System von 1 implementiert werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Beispiel einer modularen Steuerung 10, die auf ein Gestell montiertes System arbeiten kann, und über einen Ethernet-Anschluss 14 mit einem Rechner 12 gekoppelt werden kann. Die modulare Steuerung 10 umfasst z. B. einen oder mehrere Prozessoren 20, die sowohl Universal- (z. B. CPU, GPU) als auch Spezialhardware (z. B. ASIC, FPGA) enthalten können. Die einen oder mehrere Prozessoren 20 sind mit einem Speichermodul 22, einer Bedienoberfläche 24, einer lokalen Konfigurationsdatenbank 26, einer lokalen Netzwerkschnittstelle 28 und einer industriellen Automatisierungsschnittstelle 29 gekoppelt.
Der Speicher 22 speichert ein Betriebssystem 30. In einigen Implementierungen ist das Betriebssystem 30 ein Echtzeitbetriebssystem wie QNX, das es den modularen Steuerung 10 ermöglicht, mehrere Dienste und Anwendungen gleichzeitig auszuführen. Beispielsweise kann ein Konfigurationsmodul 32 gleichzeitig mit einem Steuerlogikmodul 34 ausgeführt werden. Das Konfigurationsmodul 32 kann Konfigurationsdaten vom Rechner 12 empfangen, die empfangenen Konfigurationsdaten in der lokalen Konfigurationsdatenbank 26 speichern usw., sowie Daten aus der lokalen Konfigurationsdatenbank 26 abrufen, die abgerufenen Daten dem Rechner 12 zur Verfügung stellen usw., ohne dass das modulare Steuerungssystem 11 abgeschaltet werden muss. Das Steuerlogikmodul 34 kann weiterhin die Steuerlogik ausführen, indem es Befehle an die Feldgeräte 40A-C sendet und Daten von den Feldgeräten 40A-C empfängt. Die modulare Steuerung 10 implementiert zusammen mit den Feldgeräten 40A-C ein modulares Steuerungssystem 11.
Eine Speicherkarte 23 kann auf abnehmbare Weise mit dem modularen Controller 10 gekoppelt werden. Der Speicher 23 kann z. B. eine sichere digitale Karte (SD) sein. In einigen Implementierungen kann der Speicher 23 eine Back-up-Version des aktiven Projekts speichern (die verschiedene Konfigurationsdaten beinhaltet, wie unten beschrieben). Generell kann die modulare Steuerung 10 jeden passenden Typ eines austauschbaren Speichers enthalten.
Die Bedienoberfläche 24 kann ein Bedienfeld sein, mit dem der Betreiber den Status der modularen Steuerung 10 und/oder der Feldgeräte 40A-C einsehen kann. Das Bedienfeld kann ein Touchscreen sein, der sich im Gehäuse der modularen Steuerung 10 befindet.
Die Konfigurationsdatenbank 26 kann im Speichermodul 22 oder in einem separaten Modul implementiert werden. In einigen Implementierungen ist das Speichermodul, in dem die Konfigurationsdatenbank 26 implementiert ist, ein Flash-Speicher. Die Konfigurationsdatenbank 26 kann als relativ kleiner Satz von Tabellen oder als robustere relationale Datenbank implementiert werden, die beispielsweise SQL-Abfragen unterstützt.
Die LAN-Schnittstelle kann eine verkabelte Ethernet-Schnittstelle sein. In einigen Implementierungen unterstützt die LAN-Schnittstelle nicht die drahtlose Kommunikation wegen erhöhte Sicherheit. Die industrielle Automatisierungsschnittstelle 28 kann Protokolle wie Profibus, Modbus, HART, etc. unterstützen.
In einigen Szenarien wie unten unter Bezugnahme auf 4 erörtert, kann ein modulares Steuerungssystem dieser Offenbarung wie das System 11 in ein Prozessleitsystem integriert werden, das auf einer anderen Plattform als das Prozessleitsystem aufgebaut ist. Die Plattform des modularen Steuerungssystems kann in einigen Fällen proprietär sein. In diesem Fall kann die modulare Steuerung mit den Knoten des Prozessleitsystems über ein Kommunikationsprotokoll Open Platform Communication (OPC) oder ein Standardprotokoll wie Modbus kommunizieren.
Der Computer 12 kann ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein tragbares elektronisches Spezialgerät usw. sein. Der Computer 12 kann einen oder mehrere Prozessoren 42, eine Benutzeroberfläche 44 und einen Speicher 46 enthalten. In einigen Fällen wird der Computer 12 an einen Hardware-Dongle angeschlossen (nicht abgebildet, um Unordnung zu vermeiden), der einen Zugangsschlüssel oder andere Sicherheitsinformationen speichert, um auf das modulare Steuersystem 11 zuzugreifen.
Der Speicher 46 kann eine Assistent-Software-Anwendung 50 speichern, die hier als Skid-Assistent, PK-Assistent oder modulares Steuerungssystem (kurz „modularer Assistent“) bezeichnet werden kann, das als ein Satz von ausführbaren Anweisungen auf einem oder mehreren Prozessoren 42 implementiert ist. Der Speicher 46 kann auch mehrere modulare Steuerungskonfigurationen 52 speichern. Der modulare Assistent 50 kann dem Benutzer erlauben, modulare Steuersystemkonfigurationen für verschiedene Versionen und verschiedene modulare Steuersysteme zu benennen. Generell kann der modulare Assistent 50 dieser Offenbarung mit jedem geeigneten modularen Steuerungssystem betrieben werden.
Unter Bezugnahme auf 2 kann eine Assistenzsoftware wie der modulare Assistent 50 in einem Computer 60 betrieben werden, um die Konfiguration mehrerer modularer Steuerungssysteme 62A-C zu verwalten. Der Computer 60 kann dem oben beschriebenen Computer 12 ähnlich sein. In verschiedenen Situationen kann die Konfiguration der modularen Steuerungssysteme 62A-C die gleiche oder eine andere sein. Beispielsweise kann der modulare Assistent 62A dem Benutzer ermöglichen, die Konfiguration A aus dem modularen Steuerungssystem 62A effizient abzurufen und die abgerufene Konfiguration A auf das modulare Steuerungssystem 62C anzuwenden. Das modulare Steuerungssystem 62C kann eine andere Konfiguration B haben.
Ein Betreiber kann mit demselben Computer 60 Konfigurationen in den Systemen 62A-C verwalten, Unterschiede in der Konfiguration überprüfen (z.B. Konfiguration A versus Konfiguration B), Fehler in der Konfiguration feststellen (z.B. Konfiguration A versus Benchmark-Konfiguration, die im Speicher des Computers 62 gespeichert ist), Konfigurationen kopieren, Konfigurationen löschen, Anwendung von Konfigurationen auf entsprechende modulare Controller der Systeme 62A-C aktivieren, etc.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Gegensatz zu einem DCS, bei dem die Konfiguration von einer zentralen Stelle auf einzelne Steuerungen heruntergeladen wird (oder, wenn ein Handheld verwendet wird, von einer Steuerung auf ein Arbeitsplatz übertragen und in einer zentralen Datenbank gespeichert wird), ein modulares Steuerungssystem, das im Standalone-Modus arbeitet, nicht automatisch mit anderen Systemen synchronisiert wird. Dies kann zu einem Problem führen, das in der Regel in einem DCS nicht existiert, und die Assistenten-Softwareanwendung kann die Wahrscheinlichkeit von Fehlern verringern, indem sie Versionen von Konfigurationsdaten verwaltet und Kopieren, Bearbeiten, Fehlerprüfung und andere Funktionen bereitstellt.
3 zeigt schematisch die Interaktion zwischen einem aktiven Projekt 70, das in einem Engineering-Arbeitsplatz wie der Computer 12 oder 60 gespeichert werden kann, und einem aktiven Projekt-Back-up 72, das über den modularen Assistenten 50 im Speicher eines modularen Steuerungssystems wie 11, 62A, 62B oder 62C abgelegt werden kann. Der Engineering-Arbeitsplatz arbeitet als Standalone-Maschine und ist für den Austausch von Projektdaten mit einer Steuerung eines modularen Steuerungssystems über den modularen Assistenten 50 konfiguriert. Ein Projekt kann ein koordinierter Satz von Daten wie Konfigurationsdateien eines dezentralen Steuerungssystems (z.B. DeltaV), Betriebsinformationen des dezentralen Steuerungssystems (z.B. Echtzeitdaten, Alarme, Sicherheitsdaten), Geräteeinstellungen, Asset-Management-Daten usw. sein. Das Projekt kann einen Platzhalter für eine modulare Steuerung enthalten. Die Platzhalter können im Projekt in Betrieb genommen oder außer Betrieb gesetzt werden.
Der modulare Assistent 50 kann den Austausch eines ganzen Projektes oder eines ausgewählten Teils eines Projektes erleichtern. In diesem Fall ist der Speichervorgang (oder Back-up-Vorgang) Konzept mäßig vom Download-Vorgang getrennt. Mit anderen Worten, der modulare Assistent 50 kann eine neue Konfiguration in einem Speicher eines modularen Steuerungssystems, wie der oben beschriebenen Speicherkarte 23, speichern, ohne diese Konfiguration in das modulare Steuerungssystem zu downloaden. So können Projekte in jeder Phase und mit jedem Verfahren unterstützt werden. Darüber hinaus ermöglicht dieser Ansatz dem Benutzer eine bessere Kontrolle, wenn das modulare Steuerungssystem auf Speichermodule zugreift.
Wie in 3 dargestellt, kann der modulare Assistent 50 einen Back-up-Vorgang 80 unterstützen, um das aktive Projekt 70 in den austauschbaren Speicher des modularen Controllers zu übertragen, der als aktives Projekt-Back-up 72 gespeichert wird. Der modulare Assistent 50 kann auch einen Abrufvorgang 82 unterstützen, um den aktiven Projekt-Back-up 72 abzurufen. Der modulare Assistent 50 kann dann die Projekte 72 und 70 vergleichen, die Projekte 72 und 70 zusammenführen oder den projektierten 72 in das Projekt 70 kopieren, um z. B. die entsprechenden Daten an andere modulare Steuerungssysteme zu übertragen.
Generell kann der modulare Assistent 50 verschiedene Kombinationen des Inbetriebnahmestatus der modularen Steuerung und des Inbetriebnahmestatus des aktiven Projektes unterstützen und in einigen Fällen dem Betreiber des Engineering-Arbeitsplatzes automatisch bestimmte Aktionen vorschlagen. Der modulare Assistent 50 kann diese möglichen Aktionen erkennen, wenn er feststellt, dass der Arbeitsplatz an eine modulare Steuerung angeschlossen ist. Wenn sich beispielsweise ein Standalone Engineering-Arbeitsplatz, der den modularen Assistenten 50 ausführt, mit einer modularen Steuerung verbindet und die Netzwerkeinstellungen des Engineering-Arbeitsplatzes korrekt sind, kann der modulare Assistent 50 dem Betreiber mitteilen, dass er Inbetriebnahme-schritte durchführen muss, wenn ein Platzhalter für einen modularen Controller im aktiven Projekt 70 nicht in Betrieb genommen wird und wenn die physikalische modulare Steuerung nicht in Betrieb ist. Wenn der Platzhalter im aktiven Projekt 70 in Betrieb genommen wird, der physikalische modulare Controller aber nicht in Betrieb genommen wird, kann der modulare Assistent 50 den Benutzer zur Durchführung von Inbetriebnahmeschritten auffordern. In diesem Fall kann der Benutzer zuerst den Platzhalter außer Betrieb setzen und dann den Platzhalter wieder in Betrieb nehmen.
Wenn sowohl der Platzhalter im aktiven Projekt 70 als auch das modulare Steuergerät in Betrieb genommen werden, kann der modulare Assistent 50 die beauftragten Konfigurationsdaten (d. h. die Projekte) vergleichen. Wenn es keine Übereinstimmung gibt, kann der modulare Assistent 50 den Benutzer zur Passworteingabe auffordern und den Betreiber durch verschiedene Aktionen führen, die durchgeführt werden können, um das aktive Projekt 70 mit dem Projekt in der angehängten modularen Steuerung anzugleichen. Insbesondere kann der modulare Assistent 50 vorschlagen, zu einem Projekt zu wechseln, das für das angeschlossene modulare Steuergerät korrekt ist (wie oben beschrieben, kann der Computer 12 oder 60 mehrere Projekte speichern), die mit verschiedenen modularen Steuerungen verwendet werden können. Der modulare Assistent 50 kann alternativ vorschlagen, dass die Konfigurationsdaten aus der modularen Steuerung in ein neues aktives Projekt übernommen werden. Als weitere Alternative kann der modulare Assistent 50 vorschlagen, dass der Betreiber sich an eine andere modulare Steuerung anschließen kann. Andernfalls, wenn es eine Übereinstimmung gibt, kann der modulare Assistent 50 den Benutzer nur nach dem Passwort fragen und ihm mitteilen, dass das aktive Projekt 70 und das Projekt in der angeschlossenen modularen Steuerung ausgerichtet sind.
Wenn der Platzhalter im aktiven Projekt 70 nicht in Betrieb genommen wurde, und wenn das modulare Steuergerät in Betrieb genommen wurde, kann der modulare Assistent 50 den Betreiber nach dem Passwort auffordern und, um das aktive Projekt 70 an die Konfiguration des modularen Steuergeräts anzugleichen, vorschlagen, dass der Bediener zu einem Projekt wechselt, das für das modulare Steuergerät korrekt ist, oder die Konfiguration des modularen Steuergeräts in ein neues aktives Projekt abruft oder die Konfiguration des modularen Steuergeräts in das aktuelle aktive Projekt 70 abruft oder den Arbeitsplatz mit einem anderen modularen Steuergerät verbindet.
Vor beispielhaften Szenarien, in denen das modulare System 50 mit einem im Standalone-Betrieb arbeitenden modularen Steuerungssystem zusammenwirkt, wird die Integration des modularen Steuerungssystems in ein verteiltes Steuerungssystem anhand von 4 betrachtet. Wie oben beschrieben, kann ein modulares Steuerungssystem zumindest in einigen der Implementierungen als eigenständiger Knoten oder nahtlos in ein dezentrales Steuerungssystem integriert und als verteilter Knoten betrieben werden.
4 zeigt ein Beispiel einer Prozessanlage 100, die ein dezentrales Steuerungssystem 122 implementiert. Üblicherweise verfügt das dezentrale Prozessleitsystem 122 über einen oder mehrere Steuerungen 140, die jeweils mit einem oder mehreren Feldgeräten oder Smart Devices 144 und 146 über Ein-/Ausgabegeräte (I/O) oder Karten 148 verbunden sind, die z. B. Feldbusschnittstellen, Profibusschnittstellen, HART-Schnittstellen, Standard 4-20 mA-Schnittstellen usw. sein können. Die Steuerungen 140 sind auch an einen oder mehrere Host- oder Betreiber-Arbeitsplätze 150, 152 über einen Datenhighway 154 gekoppelt, der z. B. eine Ethernet-Verbindung oder eine andere verbindungsfähige Local Area Network (LAN)-Verbindung sein kann. Eine Prozessdatenbank 158 kann an den Datenhighway 154 angeschlossen werden und dient zur Erfassung und Speicherung von Parameter-, Status- und anderen Daten in Verbindung mit den Steuerungen und Feldgeräten innerhalb der Anlage 100. Während des Betriebs der Prozessanlage 100 kann die Prozessdatenbank 158 Prozessdaten von den Steuerungen 140 und indirekt von den Geräten 144-146 über den Datenhighway 154 empfangen.
Eine Konfigurationsdatenbank 160 speichert die aktuelle Konfiguration des Prozessleitsystems 122 in der Anlage 100 als Download und Speicherung in den Steuerungen 140 und den Feldgeräten 144 und 146. Die Konfigurationsdatenbank 60 speichert Prozessleitfunktionen, die eine oder mehrere Regelstrategien des Prozessleitsystems 122, Konfigurationsparameter der Geräte 144 und 146, die Zuordnung der Geräte 144 und 146 zu den Prozessleitfunktionen und weitere Konfigurationsdaten bezüglich der Prozessanlage 100 definieren. Die Konfigurationsdatenbank 160 kann zusätzlich grafische Objekte speichern, um verschiedene grafische Darstellungen von Elementen der Prozessanlage 100 zur Verfügung zu stellen. Einige der gespeicherten grafischen Objekte können Prozessregelfunktionen entsprechen (z. B. eine für einen bestimmten PID-Regler entwickelte Prozessgrafik), andere grafische Objekte können Gerätespezifisch sein (z. B. eine Grafik, die einem Drucksensor zugeordnet ist).
Die Prozessanlage 100 kann auch andere Datenbanken enthalten, die mit dem Datenhighway 154 gekoppelt sind, die in 4 nicht dargestellt sind, um Unklarheiten zu vermeiden. Eine Datenhistorie kann z. B. Ereignisse, Alarme, Kommentare und Vorgehensweisen von Betreiber speichern. Die Ereignisse, Alarme und Kommentare können sich auf einzelne Geräte (z. B. Ventile, Messumformer), Kommunikationsverbindungen (z. B. verdrahtete Feldbussegmente, WirelessHART-Kommunikationsverbindungen) oder Prozessregelfunktionen (z. B. ein PI-Regelkreis zur Einhaltung eines gewünschten Temperatursollwertes) beziehen. Darüber hinaus kann ein Wissensdatenbank Referenzen, Bediener-Logbucheinträge, Hilfethemen oder Links zu diesen und anderen Dokumentationen speichern, die für Bediener und Wartungstechniker bei der Überwachung der Prozessanlage 100 nützlich sein können. Darüber hinaus kann eine Benutzerdatenbank Informationen über Benutzer wie z.B. einen Bediener oder einen Wartungstechniker speichern.
Jede dieser Datenbanken kann ein beliebiger Typ einer Datenspeicher- oder Erfassungseinheit mit einem beliebigen Speichertyp und einer beliebigen oder bekannten Software, Hardware oder Firmware zur Datenspeicherung sein. Die Datenbanken müssen sich natürlich nicht in separaten physischen Geräten befinden. So sind in einigen Ausführungsformen einige dieser Datenbanken auf einem gemeinsamen Datenprozessor implementiert. Generell ist es möglich, mehr oder weniger Datenbanken zu nutzen, um die von den oben beschriebenen Datenbanken gemeinsam gespeicherten und verwalteten Daten zu speichern.
Während die Steuerungen 140, die E/A-Karten 148 und die Feldgeräte 144 und 146 typischerweise über die teilweise raue Anlagenumgebung verteilt sind, befinden sich die Betreiber Bedienplätze 150 und 152 und die Datenbanken 158, 160 usw. meist in Kontrollräumen oder anderen weniger rauen Umgebungen, die von der Steuerung, der Wartung und verschiedenen anderen Mitarbeitern der Anlage problemlos erreichbar werden können. In einigen Fällen können jedoch Handheld-Geräte verwendet werden, um diese Funktionen zu implementieren, und diese Handheld-Geräte werden in der Regel in verschiedenen Bereichen der Anlage mitgeführt.
Jeder der Steuerungen 140, z. B. der von Emerson Process Management vertriebene DeltaV™Controller, speichert und führt eine Steuerungsapplikation aus, die eine Steuerungsstrategie mit beliebig vielen verschiedenen, unabhängig voneinander ausgeführten Steuerungsmodulen oder -blöcken 170 realisiert. Jedes der Steuermodule 170 kann aus sogenannten Funktionsblöcken bestehen, wobei jeder Funktionsblock ein Teil oder ein Unterprogramm einer übergeordneten Steuerungsroutine ist und in Verbindung mit anderen Funktionsblöcken (über sogenannte Links) arbeitet, um Prozessregelkreise innerhalb der Prozessanlage 100 zu realisieren. Wie bekannt, führen Funktionsblöcke, die Objekte in einem objektorientierten Programmierprotokoll sein können, typischerweise eine Eingangsfunktion aus, wie die eines Transmitters, eines Sensors oder eines anderen Prozessparameter-Messgerätes, eine Steuerfunktion, wie die einer Steuerroutine, die PID, Fuzzy-Logik usw. steuert, oder eine Ausgangsfunktion, die den Betrieb eines Geräts, wie eines Ventils, steuert, um eine physikalische Funktion innerhalb der Prozessanlage 10 auszuführen. Natürlich gibt es auch hybride und andere Arten von komplexen Funktionsbausteinen wie Model Predictive Controllers (MPCs), Optimizer, etc. Während das Feldbusprotokoll und das DeltaV-Systemprotokoll Steuermodule und Funktionsblöcke verwenden, die in einem objektorientierten Programmierprotokoll entworfen und implementiert sind, können die Steuermodule mit jedem beliebigen Steuerungsprogrammierungsschema entworfen werden, einschließlich z. B. sequenzieller Funktionsblöcke, Leiterlogik usw. und sind nicht darauf beschränkt, mit dem Funktionsblock oder einer anderen speziellen Programmiertechnik entworfen und implementiert zu werden. Jeder der Steuerungen 40 kann auch die AMS® Suite von Anwendungen unterstützen und kann prädiktive Intelligenz nutzen, um die Verfügbarkeit und Leistung von Produktionsanlagen einschließlich mechanischer Ausrüstung, elektrischer Systeme, Prozessausrüstung, Instrumente, Feld- und intelligente Feldgeräte 144, 146 und Ventile zu verbessern.
Die Feldgeräte 144 und 146, die an die Steuerungen 112 angeschlossen sind, können in der in 1 dargestellten Anlage 100 Standard 4-20 mA Geräte sein, oder intelligente Feldgeräte wie HART, Profibus oder FOUNDATION™ Fieldbus Feldgeräte, die einen Prozessor und einen Speicher enthalten, oder beliebige andere Gerätetypen sein. Einige dieser Geräte, wie z.B. Feldbus-Feldgeräte (gekennzeichnet mit der Referenznummer 146 in 1), können Module oder Submodule, wie z.B. Funktionsblöcke, speichern und ausführen, die mit der in den Steuerungen 140 implementierten Regelstrategie verbunden sind. Die in 1 dargestellten Funktionsblöcke 172, die in zwei verschiedenen Feldbus-Feldgeräten 146 angeordnet sind, können bekanntlich in Verbindung mit der Ausführung der Steuermodule 170 innerhalb der Steuerungen 140 zur Realisierung der Prozesssteuerung ausgeführt werden. Selbstverständlich können die Feldgeräte 144 und 146 beliebige Gerätetypen wie Sensoren, Ventile, Messumformer, Stellungsregler usw. und die E/A-Geräte 148 beliebige E/A-Geräte sein, die einem beliebigen Kommunikations- oder Steuerungsprotokoll wie HART, Feldbus, Profibus usw. entsprechen.
Die Arbeitsstationen 150 und 152 können einen oder mehrere Prozessoren 182 enthalten, die im Speicher 180 gespeicherte Befehle ausführen. Die Anleitung kann zum Teil eine Betrachtungsanwendung 184 implementieren, die während des Betriebs der Prozessanlage 10 verschiedene Anzeigen zur Verfügung stellt, damit der Betreiber verschiedene Vorgänge innerhalb der Prozessanlage 100 oder, wie bei größeren Anlagen üblich, innerhalb eines Teils der Prozessanlage 100, dem der entsprechende Bediener zugeordnet ist, sehen und steuern kann. Die Anzeigeanwendung 184 kann Unterstützungsanwendungen wie Steuerdiagnoseanwendungen, Tuninganwendungen, Anwendungen zur Berichterstellung oder andere Steuerunterstützungsanwendungen umfassen oder mit ihnen zusammenarbeiten, die zur Unterstützung des Betreiber bei der Ausführung von Steuerungsfunktionen verwendet werden können. Darüber hinaus ermöglicht die Anzeigeanwendung 184 einem Wartungstechniker, den Wartungsbedarf der Anlage 100 zu überwachen, z. B. die Betriebs- oder Arbeitsbedingungen verschiedener Geräte 140, 144 und 146. Die Anzeigeanwendung kann auch Unterstützungsanwendungen wie Instandhaltungsdiagnoseanwendungen, Kalibrieranwendungen, Schwingungsanalyseanwendungen, Anwendungen zur Berichterstellung oder andere Instandhaltungsunterstützungsanwendungen umfassen, die zur Unterstützung eines Instandhaltungstechnikers bei der Durchführung von Instandhaltungsaufgaben innerhalb der Anlage 100 eingesetzt werden können.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 4 kann ein beispielhaftes modulares Steuersystem 200 ähnlich dem modularen Steuersystem 1 von 1 implementiert werden. Das modulare Steuerungssystem 200 besteht aus einem modularen Steuergerät 202, einer Konfigurationsdatenbank 204 und Spezialgeräten, die Feldgeräte 210 enthalten können. Das modulare Steuerungssystem 200 kann ein auf Gestell montiertes System sein, in dem sich die Geräte 202, 204 und 210-114 innerhalb eines physikalischen Rahmens 220 befinden. Das modulare Steuerungssystem 200 kann so konfiguriert werden, dass es im Standalone-Betrieb arbeitet und eine relativ komplexe Funktion in einer Anlage erfüllt, wie z. B. die kontrollierte Förderung von Flüssigkeit, die Erwärmung von Wasser und die Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur in einem Tank, die Durchführung einer Filtrationsfunktion usw. Zu diesem Zweck kann das modulare Steuerungssystem 200 Ventile, Tanks, Sensoren usw. enthalten.
Die modulare Steuerung 202 kann nativ auf der Plattform des dezentralen Steuerungssystems 122 aufgebaut werden. Mit anderen Worten, die modulare Steuerung 202 ist speziell zur Verwendung in dem dezentralen Steuerungssystem 122 entwickelt, während sie auch in der Lage ist, autonom zu arbeiten. Zu diesem Zweck kann das modulare Steuergerät 202 Firmware- und/oder Softwarefunktionen enthalten, die keinen Zwischenschritt erfordern (z. B. eine Portierungs-/Anpassungsschicht von Firmware und/oder Software oder die entsprechenden Funktionen der Anwendungsprogrammierschnittstelle (API)), um mit den Knoten des dezentralen Steuerungssystems 122 zu interagieren. Das modulare Steuergerät 202 teilt sich in einer bestimmten Softwarearchitektur eine oder mehrere Softwareschichten mit anderen Steuerungen des dezentralen Steuerungssystems 122. In jedem Fall sind die Konfiguration, die Sicherheitsmechanismen und die Kommunikation der modularen Steuerung 202 als native Plattform des dezentralen Steuerungssystems 122 voll kompatibel mit dem dezentralen Steuerungssystem 122.
Die Konfigurationsdatenbank 204 kann auf einem nicht transitorischen, computerlesbaren Speicher wie z. B. einer Festplatte oder einem Flash-Laufwerk gespeichert werden. Der computerlesbare Speicher und das modulare Steuergerät 202 können je nach Ausführung in einem einzigen Chipsatz oder separat bereitgestellt werden.
Ein Hersteller kann das modulare Steuersystem 200 zusammenstellen, die Parameter des Modularen Steuersystem 200 mit Sollwerten und anderen Parametern wie z. B. dem Verstärkungswert für einen PID-Regler, Namen und Tags für die Feldgeräte 210, Lizenzen, Gebietsschemata usw. konfigurieren. Der Hersteller kann auch die Parametersicherheit konfigurieren. Beispielsweise kann der Hersteller den Verstärkungswert zu einem Teil der eingeschränkten Kontrolle machen und verlangen, dass dieser Wert nur geändert wird, wenn man einen geeigneten Schlüssel zum Entsperren dieser Variable bereitstellt. In einigen Fällen kann der Hersteller das modulare Steuerungssystem 200 für den Versand als integrale Einheit komplett montieren.
Wie in 4 dargestellt, kann die modulare Steuerung 200 über den Datenhighway 154 mit der Anlage 100 und der dezentralen Steuerung 122 gekoppelt werden. Ein Host 240, der z. B. ein Laptop sein kann, kann eine Merge-Assistent-Anwendung ausführen, um die Zusammenführung des modularen Steuerungssystems 200 in das dezentralisierte Steuerungssystem 122 zu erleichtern. Alternativ kann der Merge-Assistent 250 im Betreiber Bedienarbeitsplatz 250 oder 252 implementiert werden. Im Betrieb unterstützt der Merge-Assistent 250 den Betreiber bei der effizienten und genauen Zusammenführung von Konfigurationsdaten aus der Konfigurationsdatenbank 204 in die zentrale Konfigurationsdatenbank 160. In einigen Fällen generiert der Merge-Assistent 250 auch automatische Vorschläge für das Umbenennen oder Umetikettierung von Elementen in der Konfigurationsdatenbank 204, um Konflikte mit Elementen in der Konfigurationsdatenbank 160 zu lösen. Der Merge-Assistent 250 ladet dann die aktualisierten Konfigurationsdaten in die Konfigurationsdatenbank 204. In einigen Fällen speichert der Host 240 die Konfigurationsdaten des modularen Steuerungssystems 200, während die Konfigurationsdaten aktualisiert werden.
Nach einer anderen Implementierung verteilt der Merge-Assistent 250 die neuen Konfigurationsdaten, die durch die Integration des modularen Steuerungssystems in das verteilte Steuerungssystem 122 eingeführt wurden, wodurch der Import neuer Daten in die Konfigurationsdatenbank 160 entfällt. Statt Konfigurationsdaten zu kopieren, kann der Merge-Assistent 250 die Konfigurationsdatenbank 204 vor Ort mit neuen Tags aktualisieren, um die Eindeutigkeit im Rahmen des dezentralen Steuerungssystems 122 sicherzustellen. Auf diese Weise kann der Merge-Assistent 250 die Zeit für die Integration eines modularen Steuerungssystems in ein dezentrales Steuerungssystem reduzieren und in einigen Fällen sogar einen „sofortigen Import“ ermöglichen.
Obwohl 4 nur ein modulares Steuerungssystem 200 darstellt, können mehrere modulare Steuerungssysteme in das dezentrale Prozessleitsystem 122 integriert werden. Der Merge-Assistent 250 kann in diesem Fall an den Datenhighway 154 gekoppelte modulare Steuerungssysteme erkennen und die entsprechenden Konfigurationen iterativ in die zentrale Konfigurationsdatenbank 160 einbinden.
Wie in 5A-20 dargestellt, kann der modulare Assistent 50 verschiedene interaktive Bildschirme zur Verfügung stellen, um verschiedene Operationen im Zusammenhang mit einem modularen Steuerungssystem im Standalone-Modus zu ermöglichen.
5A-D veranschaulichen beispielhaft interaktive Bildschirme, die der modulare Assistent 50 einem Benutzer für den Zugriff auf Verbindungs-, Konfigurationsmanagement-, Abschalt- und Administrationsfunktionen zur Verfügung stellen kann. Die „Verbindung“-Funktionalität gestattet im Allgemeinen die Ausrichtung des Standalone-Rechners (z. B. des Rechners 20 oder 60), auf dem der modulare Assistent 50 ausgeführt wird, mit der modularen Steuerung, an die der Standalone-Rechner angeschlossen ist. Der modulare Assistent 50 bietet vorteilhafterweise einen „One-Stop-Place“, um dem Benutzer mitzuteilen, wenn die Konfigurationsdaten im Standalone-Rechner und im modularen Controller übereinstimmen. Der interaktive Beispielbildschirm von 5A gibt einen Überblick über die Verbindung mit dem physikalischen modularen Steuergerät und meldet dem Benutzer ggf. mögliche Probleme. Im Allgemeinen erkennt der modulare Assistent 50 die korrekte Ausrichtung, wenn der Benutzer ein Passwort eingegeben hat, wenn das aktive Projekt korrekt ist und wenn die Netzwerkeinstellungen des Stand-alone Computers korrekt sind. Außerdem kann der modulare Assistent 50 ein bestimmtes Symbol anzeigen, wenn das aktive Projekt für die angeschlossene modulare Steuerung inkorrekt ist. Der modulare Assistent 50 kann auch Symbole in Form von Flaggen bereitstellen, z.B. wenn andere Probleme erkannt werden.
In dieser Beispielimplementierung stellt der modulare Assistent 50 die Abschaltfunktion 300 zur Verfügung, um den Benutzer an das Sichern von Daten auf eine austauschbare Speicherkarte zu erinnern (siehe z. B. Speicherkarte 23 in 1). Die Verwaltungskonfigurationsfunktion 302 ermöglicht dem Benutzer, Projekte zu vergleichen und abzurufen. Die Projektverwaltung Funktion 304 ermöglicht es dem Benutzer zu sehen, welche Projekte verfügbar sind und Operationen wie Erzeugen, Löschen, Kopieren usw. durchzuführen. Wie in 5D dargestellt, kann der modulare Assistent 50 die betreffenden Werte der „like active“ Flagge anzeigen, um anzuzeigen, ob das Projekt die gleichen Inbetriebnahmedaten wie das aktive Projekt hat. Wie auch in 5D dargestellt, kann der modulare Assistent 50 die entsprechenden Werte der „like active“-Flagge anzeigen, um anzuzeigen, ob ein bestimmtes Projekt für die angeschlossene modulare Steuerung korrekt ist. Der modulare Assistent 50 kann Informationen 310 oder eine andere geeignete Empfehlung anzeigen, wenn das Projekt für die angeschlossene modulare Steuerung nicht korrekt ist.
In einem Beispielszenario verbindet sich der Benutzer mit einem tragbaren Computer mit einer in Betrieb genommenen modularen Steuerung. Die Einstellungen der Netzwerkkarte für den tragbaren Computer sind für die Kommunikation mit dem modularen Steuergerät falsch, und das aktive Projekt ist für das modulare Steuergerät nicht korrekt. Der modulare Assistent 50 kann dem Benutzer zunächst mitteilen, dass eine modulare Steuerung erkannt wurde, aber die Netzwerkeinstellungen des Computers des Benutzers erlauben keine vollständige Kommunikation. In einer Beispielimplementierung zeigt der modulare Assistent 50 eine hierarchische Ansicht eines Netzwerks in einem Explorer-Fenster an (das z. B. dem DeltaV Explorer-Fenster ähnlich sein kann). Die hierarchische Ansicht kann anzeigen, dass es unter dem physikalischen Netzwerk eine Steuerungsnetzwerkkategorie mit einem modularen Steuergerät und einem nicht angeschlossenen tragbaren Computer gibt.
Der Benutzer kann dann eine Steuerung 320 aktivieren, um zu versuchen, die Netzwerkeinstellungen eines dezentralen Steuerungssystems wie DeltaV anzuwenden (6A). Falls die verwendeten Netzwerk-Einstellungen korrekt sind, fordert das modulare Steuergerät die Authentifizierung über den modularen Assistenten 50 an (6B). Der modulare Assistent 50 kann dann feststellen, dass das aktive Projekt nicht korrekt ist, und dem Benutzer eine entsprechende Benachrichtigung zukommen lassen (6C). Der Benutzer kann dann zum richtigen Projekt wechseln (6D und 6E). Der modulare Assistent 50 meldet dann, dass die Verbindung zwischen dem tragbaren Computer und dem modularen Controller korrekt ist ( 6F).
Der Benutzer kann dann die Konfiguration aus dem Projekt-Backup (z.B. das in 3 dargestellte Projekt 72) in ein neues aktives Projekt übernehmen. Der modulare Assistent 50 kann mehrere interaktive Optionen zur Verfügung stellen, die über entsprechende Auswahlknöpfe ausgewählt werden können, und der Benutzer kann die gewünschte Option auswählen und eine Steuerung 350 zum Fortfahren verwenden (7A). Der modulare Assistent 50 kann den Namen dann automatisch mit dem Namen des Projektes aus dem Projekt-Back-up der modularen Steuerung ausfüllen (7B).
In einem anderen Beispielszenario kann der Benutzer das Passwort an einer in Betrieb genommenen modularen Steuerung ändern wollen. Der Benutzer hat sich in diesem Szenario bereits bei der beauftragten modularen Steuerung authentifiziert. Der Anwender möchte das Passwort ändern, ohne den modularen Regler außer Betrieb nehmen zu müssen. Der Benutzer aktiviert die entsprechende Steuerung (8A) und der modulare Assistent 50 meldet, wenn das Passwort erfolgreich geändert wurde (8B).
In einem anderen Beispielszenario hat der Benutzer bestimmte Änderungen, die nicht gesichert wurden und ein anderer Benutzer hat ebenfalls einige Änderungen vorgenommen. Insbesondere hat der Benutzer einige Änderungen vorgenommen, bevor er seinen tragbaren Computer an das modulare Steuergerät angeschlossen hat. Der Benutzer verbindet sich mit einer modularen Steuerung, und der modulare Assistent 350 meldet dem Benutzer, dass die modulare Steuerung bestimmte Änderungen aufweist, die in den Konfigurationsdaten, die auf dem PC des Benutzers gespeichert sind, fehlen. Der Benutzer entscheidet sich, diese Konfiguration aus dem Projektspeicher der modularen Steuerung abzurufen. Der Benutzer aktiviert eine Steuerung 370 des Modularen Assistenten 50 (9A). Daraufhin generiert der modulare Assistent 50 einen Bericht 380 mit widersprechenden Elementen (9B). Der modulare Assistent 50 kann die neueren Datums- und Zeitstempel optisch hervorheben (z. B. durch Hervorheben oder Unterstreichen, wie in 9B dargestellt). Der Benutzer kann dann die Kontrollkästchen 400 für bestimmte Elemente aktivieren und diese Elemente abrufen (9C). Der modulare Assistent 50 kann dann die ausgewählten Elemente abrufen und den Fortschritt anzeigen ( 9D und 9E).
Nach einem anderen Szenario hat der Benutzer die Basislizenz. Der Benutzer ruft aus dem Back-up-Projekt ab (10A), aber der modulare Assistent 50 zeigt keinen detaillierten Vergleich an (10B).
In einem anderen Beispielszenario ist das aktive Projekt für die angeschlossene modulare Steuerung nicht korrekt. Der modulare Assistent 50 liefert eine entsprechende Meldung, wie in 11 dargestellt.
In einem anderen Beispielszenario sichert der Benutzer das aktive Projekt. Der Benutzer verwendet eine Steuerung des modularen Assistenten 50 (12A) und der modulare Assistent 50 gibt eine Warnung über die Wirkung des Back-ups aus (12B). Der modulare Assistent 50 benachrichtigt den Benutzer, dass das Back-up läuft. Nach Abschluss des Back-ups kann der modulare Assistent 50 die Taste „Abbrechen“ in „Schließen“ ändern und die Taste „Back-up“ deaktivieren (12C und 12D). Der modulare Assistent 50 kann den Benutzer über eventuelle Störungen und die entsprechenden Gründe informieren (12E).
Der Benutzer kann manchmal vergessen ein Back-up des aktiven Projekts zu erstellen. In einem Beispielszenario wird der tragbare Computer des Benutzer an eine in Betrieb genommene modulare Steuerung angeschlossen. Sobald der Benutzer das Kabel trennt oder anderweitig die Verbindung zwischen dem tragbaren Computer und der modularen Steuerung trennt, kann der modulare Assistent 50 automatisch eine Benachrichtigung (z. B. ein Popup-Fenster) generieren und den Benutzer darüber informieren, dass das aktive Projekt nicht gespeichert wurde. Das Popup-Fenster kann eine interaktive Steuerung enthalten, die den Benutzer direkt zu den Trennbildschirmen führt, wie in 12A-E dargestellt. In einigen Implementierungen kann der modulare Assistent 50 eine Kontextmenüoption in der Taskleiste bereitstellen, die es dem Benutzer beispielsweise ermöglicht, direkt zu den Trennbildschirmen zu gelangen.
In einem anderen Szenario möchte der Benutzer ein Projekt erstellen. Ähnlich wie im zuvor beschriebenen Szenario mit Bezug auf 5D kann der modulare Assistent 50 bei Auswahl der Registerkarte „Projekte verwalten“ „wie aktiv“ und „richtig“ Flaggen ausgeben (13A). Der modulare Assistent 50 kann den Benutzer nach einem Projektnamen Fragen (13B), einen neuen Projektnamen erhalten (13D) und ein Projekt erzeugen (13E). Insbesondere kann der modulare Assistent 50 die Taste „Erstellen“ zunächst deaktivieren und erst dann aktivieren, wenn ein gültiger Name für das Projekt eingegeben wurde. Zu diesem Zweck kann der modulare Assistent 50 beliebige Kriterien wie Längen-, Namens- und Datumsbeschränkungen, Projekttypbeschränkungen etc. anwenden. Während der Projekterstellung (13D) kann der modulare Assistent 50 die Tasten „Abbrechen“ und „Erstellen“ deaktivieren, um eine Unterbrechung des Prozesses zu vermeiden Der modulare Assistent 50 kann die Taste „Abbrechen“ nach Fertigstellung in „Schließen“ ändern (13E).
In einem anderen Szenario möchte der Benutzer die Eigenschaften des Projekts bearbeiten. Der modulare Assistent 50 kann den Benutzer benutzen, um die Eigenschaften des aktiven Projekts zu bearbeiten (14A). Wenn der Benutzer auf „Applizieren“ klickt, startet der modulare Assistent 50 den Betrieb und deaktiviert die Tasten, um Unterbrechungen des Prozesses zu vermeiden (14B). Nach Fertigstellung kann der modulare Assistent 50 die Tasten freigeben (14C).
Der Benutzer in einem anderen Szenario wechselt das aktive Projekt. Der modulare Assistent 50 erzeugt ein Status-/Warnfenster 450. Der modulare Assistent 50 benachrichtigt den Benutzer über den Fortschritt ähnlich den obigen Szenarien (15B und 15C).
Möchte der Benutzer das aktive Projekt löschen, kann der modulare Assistent 50 eine entsprechende Warnung generieren (16A). Andernfalls benachrichtigt der modulare Assistent 50 den Benutzer über den Fortschritt ähnlich den obigen Szenarien. (16B und 16C).
Wenn der Benutzer ein Projekt kopieren möchte, kann der modulare Assistent 50 das Kopieren eines nicht aktiven Projekts ermöglichen (17A). Der modulare Assistent 50 benachrichtigt dann den Benutzer über den Fortschritt ähnlich den obigen Szenarien (17B und 17C).
Der modulare Assistent 50 ermöglicht es dem Benutzer auch, das aktive Projekt auf ein Laufwerk des tragbaren Computers oder einen anderen geeigneten Speicherplatz zu kopieren (18). Wenn der Benutzer ein Projekt von einem Laufwerk vergleichen und abrufen möchte, kann der modulare Assistent 50 einen Vergleichs-/Abrufdialog bereitstellen (19). Wenn der Benutzer ein neues Projekt auf Basis einer Back-up-Datei im Laufwerk erstellen möchte, kann der modulare Assistent 50 eine entsprechende Abfragebox bereitstellen (20).
In einigen Implementierungen kann der modulare Assistent 50 verlangen, dass der Benutzer mit der modularen Steuerung nur mit einem Dongle kommuniziert. Wenn er nicht mehr an den tragbaren Computer angeschlossen ist, kann der modulare Assistent 50 bestimmte Funktionen deaktivieren und dem Benutzer weiterhin andere Funktionen zur Verfügung stellen. Beispielsweise kann der modulare Assistent 50 die Funktionen im Bereich Netzwerkeinstellungen unter der Registerkarte „Verbinden“ aktivieren, eine Meldung ausgeben, dass der System-Dongle im Bereich Authentifizierung nicht vorhanden ist (und alle Steuerelemente deaktivieren), und im Bereich Projektinformationen nur den Namen des aktiven Projekts anzeigen. Unter den Registerkarten „Konfigurationen verwalten“ und „Abschalten“ kann der modulare Assistent 50 eine Meldung über den fehlenden Dongle anzeigen und alle Bedienelemente deaktivieren. Unter der Registerkarte „Projekte verwalten“ kann der modulare Assistent 50 weiterhin die gleichen Funktionen wie beim Anschließen des Dongles zur Verfügung stellen.
Als Nächstes zeigt 21 ein Flussdiagramm einer Beispielverfahren 500 zur effizienten Verwaltung der Konfiguration von modularen Steuerungssystemen. Das Verfahren 500 kann z.B. im System von 1 implementiert werden. Als konkretes Beispiel kann das Verfahren 500 im modularen Steuerungsassistenten 50 implementiert werden.
Das Verfahren 500 beginnt bei Block 502, wo eine Verbindung zwischen einer Standalone- Arbeitsstation und einer modularen Steuerung erkannt wird. Der modulare Steuerungsassistent 50 kann z. B. anhand von 1 erkennen, dass der Rechner 12 kommunikativ mit dem modularen Steuergerät 10 gekoppelt ist. Wie in 5A dargestellt, kann z. B. der modulare Steuerungsassistent 50 eine Meldung ausgeben, dass ein Steuergerät über die Bedienoberfläche des Arbeitsplatzes angeschlossen ist.
In einigen Fällen erkennt der modulare Steuerungsassistent 50 eine Verbindung zur modularen Steuerung, stellt aber fest, dass der Arbeitsplatz nicht in der Lage ist, Informationen mit der modularen Steuerung auszutauschen. Beispielsweise können die Netzwerkeinstellungen an der Standalone-Arbeitsstation verhindern, dass bestimmte Schichten des Kommunikationsstacks aktiviert werden. Der modulare Steuerungsassistent 50 kann erkennen, ob die Netzwerkeinstellungen am Block 504 korrekt sind und bei falschen Einstellungen kann der modulare Steuerungsassistent 50 einen interaktiven Bildschirm für die Übernahme der für das verteilte Steuerungssystem geltenden Netzwerkeinstellungen bereitstellen (siehe z. B. 5). Diese Einstellungen können sich auf die IP-Adresse, die Subnetzmaske, das Standardgateway usw. auswirken.
Der Betreiber kann an Block 506 authentifiziert werden. Wie in 6A und 6B dargestellt, können die Authentifizierungsinformationen beispielsweise Login- und Passwortinformationen enthalten.
Anschließend wird in Block 508 das im Speicher der Standalone-Arbeitsstation gespeicherte Projekt („aktives Projekt“) mit dem Projekt im Speicher (z. B. der Speicherkarte 23) der modularen Steuerung verglichen. Dazu kann jede geeignete Dateivergleichstechnik verwendet werden, oder der modulare Steuerungsassistent 50 kann die entsprechenden Versionskennungen vergleichen. Wenn die beiden Projekte nicht identisch sind, kann der modulare Steuerungsassistent 50 feststellen, ob das aktive Projekt für die modulare Steuerung korrekt ist. Der modulare Steuerungsassistent 50 kann z. B. feststellen, ob das aktive Projekt Metadaten enthält, die den Typ des modularen Steuerungssystems, in dem der modulare Regler arbeitet, die Art der Komponenten, mit denen das modulare Steuerungssystem ausgestattet ist, usw. spezifizieren.
Falls festgestellt wird, dass das aktive Projekt für die modulare Steuerung korrekt ist, kann der modulare Steuerungsassistent 50 am Block 510 eine oder mehrere Steuerungen zum Abrufen der Konfiguration aus der modularen Steuerung bereitstellen (siehe z. B. 9A). In einigen Fällen wird nur ein Teil des in der modularen Steuerung gespeicherten Projekts in das aktive Projekt, das auf der Arbeitsstation gespeichert ist, übernommen. Im Block 512 kann der modulare Steuerungsassistent 50 Steuerungen zur Auswahl einzelner Elemente oder Artikel für die Anwendung im aktiven Projekt bereitstellen. Wie beispielsweise in 9B dargestellt, kann der modulare Steuerungsassistent 50 die Namen der einzelnen Elemente, Konfigurationstypen usw. spezifizieren und dem Betreiber erlauben, diese Elemente nach verschiedenen Merkmalen zu gruppieren.
Sofern nicht ausdrücklich anders spezifiziert, können sich Diskussionen mit Wörtern wie „Verarbeitung“, „Rechnen“, „Berechnen“, „Bestimmen“, „Identifizieren“, „Präsentieren“, „Anzeigen“ oder dergleichen auf Handlungen oder Prozesse einer Maschine (z. B. eines Computers) beziehen, die als physikalische (z. B. elektronische, magnetische oder optische) Größen dargestellte Daten innerhalb eines oder mehrerer Speicher (z. B. flüchtiger Speicher, nichtflüchtiger Speicher oder eine Kombination davon), Register oder anderer Maschinenkomponenten, die Informationen empfangen, speichern, übertragen oder anzeigen, manipulieren oder verwandeln.
Die hier beschriebenen Anwendungen, Dienste, Engines, Routinen und Module können in jedem greifbaren, nicht transitorischen, computerlesbaren Speicher wie z. B. auf einer Magnetplatte, einer Laserplatte, einem Festkörperspeichergerät, einem molekularen Speichergerät, einer optischen Platte oder einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors usw. gespeichert werden. Auch wenn die hier gezeigten Beispielsysteme neben anderen Komponenten auch Software und/oder Firmware enthalten, die auf Hardware ausgeführt werden, ist darauf hinzuweisen, dass diese Systeme lediglich illustrativ sind und nicht als einschränkend betrachtet werden sollten. So ist beispielsweise vorgesehen, dass eine oder alle dieser Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten ausschließlich in Hardware, ausschließlich in Software oder in einer beliebigen Kombination von Hardware und Software enthalten sein können. Daher werden Personen mit einer gewöhnlichen Kompetenz problemlos erkennen, dass die angegebenen Beispiele nicht die einzige Möglichkeit sind, solche Systeme zu implementieren.
Auch wenn die Techniken dieser Offenbarung mit Bezug auf spezifische Beispiele beschrieben wurden, die nur zur Veranschaulichung dienen und die Erfindung nicht einschränken sollen, werden Personen mit einer gewöhnlichen Kompetenz problemlos erkennen, dass Änderungen, Ergänzungen oder Streichungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Was beansprucht wird, ist:
Ein Verfahren zur effizienten Verwaltung der Konfiguration von modularen Steuerungssystemen, wobei das Verfahren umfasst: Erfassung einer kommunikativen Kopplung zwischen einem Arbeitsplatz und einem modularen Steuerungssystem mittels eines oder mehrerer Prozessoren; in Reaktion auf die erfasste kommunikative Kopplung, Bestimmen, ob ein aktives Projekt, das in einem Speicher der Arbeitsstation gespeichert ist, mit einem gespeicherten Projekt, das in einem Speicher des modularen Steuerungssystems gespeichert ist, übereinstimmt, wobei jedes des aktiven Projekts und des gespeicherten Projekts einen jeweiligen koordinierten Datensatz zur Steuerung des Betriebs des modularen Steuerungssystems enthält; und wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen: Feststellen durch einen oder mehrere Prozessoren, ob das aktive Projekt für das modulare Steuersystem korrekt ist, und wenn das aktive Projekt fehlerhaft ist wird das modulare Steuerungssystem automatisch über eine interaktive Benutzeroberfläche eine Steuerung zur Verfügung stellen, um mindestens einen Teil des gespeicherten Projekts aus dem Speicher des modularen Steuerungssystems in das aktive Projekt im Speicher des Arbeitsplatzes zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen: [0097] Verhindern, dass der Arbeitsplatz das aktive Projekt im Speicher des modularen Steuerungssystems speichert; oder [0098] Verhindern, dass die Arbeitsstation eine Kommunikationssitzung unter Verwendung eines oder mehrerer Protokolle eines dezentralen Steuerungssystems einrichtet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, zusätzlich umfassend: wenn das aktive Projekt nicht korrekt ist, stellt das modulare Steuersystem automatisch eine Steuerung über die Benutzeroberfläche zur Verfügung, um aus einer Vielzahl von aktiven Kandidatenprojekten, die im Speicher der Arbeitsstation gespeichert sind, ein anderes aktives projektiertes Projekt auszuwählen, insbesondere ferner umfassend das automatische Erzeugen eines vorgeschlagenen Namens für die aus dem Speicher des modularen Steuersystems abgerufene Version basierend auf einem Namen, der der Version zugeordnet ist, die in dem Speicher des modularen Steuersystems gespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner umfasst, wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen: Erzeugen einer Liste von Elementen, die zwischen dem aktiven und dem gespeicherten Proj ekt in Konflikt stehen, und Bereitstellung von Steuerelementen über die Benutzeroberfläche zur Auswahl einzelner Elemente in der Liste der Elemente für die Übernahme in das aktive Projekt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 4, wobei die Liste der Elemente eine erste Liste der Elemente ist, und das Verfahren ferner umfasst, wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen: Erzeugen einer zweiten Liste von Elementen, die im gespeicherten Projekt enthalten sind und nicht im aktiven Projekt enthalten sind, und Bereitstellung von Steuerelementen über die Benutzeroberfläche zur Auswahl einzelner Elemente in der zweiten Liste der Elemente für die Übernahme in das aktive Projekt; und/oder [0099] das ferner für jede Position in der Liste der Positionen umfasst: Bereitstellung eines Hinweises auf mindestens einen von (i) Elementnamen, (ii) Elementtyp, (iii) Konfigurationstyp und (iv) Zeitstempel einer letzten Bearbeitung des Elements.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem festgestellt wird, ob das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt übereinstimmen, indem ein oder mehrere Prozessoren die zugehörigen Zeitstempel des aktiven Projekts und des gespeicherten Projekts vergleichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich umfassend: Empfang eines Befehls zum Abschalten der Arbeitsstation von der modularen Steuerung über die Benutzeroberfläche, und als Reaktion auf den Befehl, ein Steuerelement zur Verfügung stellen, um mindestens einen Teil des aktiven Projekts als neue Version des gespeicherten Projekts in den Speicher der Arbeitsstation zu übertragen; und/oder [00100] zusätzlich umfassend: Bereitstellung einer ersten Steuerung zum Übertragen mindestens eines Teils des aktiven Projekts in den Speicher der Arbeitsstation als neue Version des gespeicherten Projekts und Bereitstellung einer zweiten Steuerung zur Bereitstellung des im Speicher des modularen Steuerungssystems gespeicherten aktiven Projekts, sodass das modulare Steuerungssystem mit dem Betrieb nach den Daten des gespeicherten Projekts beginnt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zusätzlich umfassend: als Reaktion auf die erkannte kommunikative Kopplung: [00101] - automatische Anforderung von Authentifizierungsinformationen für den Zugriff auf das modulare Steuerungssystem über die Benutzeroberfläche, und die Verhinderung des Zugriffs auf die modularen Steuerungssysteme, wenn die Authentifizierungsinformationen falsch sind; und/oder [00102] - festzustellen, ob die Netzwerkeinstellungen für den Arbeitsplatz korrekt sind,und wenn die Netzwerkeinstellungen für den Arbeitsplatz falsch sind, Bereitstellen einer interaktiven Steuerung für die Anwendung korrigierter Netzwerkeinstellungen.
Rechengerät, umfassend: ein oder mehrere Prozessoren; eine Benutzeroberfläche; eine Schnittstelle zur kommunikativen Kopplung der Rechengerät an ein modulares Steuerungssystem; und einen nicht-transitorischen Speicher, auf dem gespeichert ist (i) mindestens ein aktives Projekt, das einen koordinierten Satz von Daten zur Steuerung des Betriebs eines modularen Steuerungssystems enthält, und (ii) Anweisungen, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, einen modularen Steuerungssystem-Assistenten implementieren, der konfiguriert ist zu: eine kommunikative Kopplung zwischen dem Rechengerät und einem modularen Steuerungssystem erkennen, ermitteln, ob das aktive Projekt mit einem gespeicherten Projekt in einem Speicher des modularen Steuerungssystems übereinstimmt, wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen: feststellen, ob das aktive Projekt für das modulare Steuersystem korrekt ist, und wenn das aktive Projekt fehlerhaft ist wird das modulare Steuerungssystem automatisch über die interaktive Benutzeroberfläche eine Steuerung zur Verfügung stellen, um mindestens einen Teil des gespeicherten Projekts aus dem Speicher des modularen Steuerungssystems in das aktive Projekt im Speicher des Rechengeräts zu übertragen.
Rechengerät nach Anspruch 9, wobei der modulare Steuerungsassistent weiter konfiguriert ist zu: wenn das aktive Projekt inkorrekt ist, stellt das modulare Steuersystem automatisch eine Steuerung über die Benutzeroberfläche zur Verfügung, um aus einer Vielzahl von aktiven Kandidatenprojekten, die im Speicher des Computers gespeichert sind, ein anderes aktives Projekt auszuwählen; insbesondere wobei der modulare Steuerungsassistent weiter konfiguriert ist zu: automatisches Erzeugen eines vorgeschlagenen Namens für die aus dem Speicher des modularen Steuersystems abgerufene Version basierend auf einem Namen, der der Version zugeordnet ist, die in dem Speicher des modularen Steuersystems gespeichert ist.
Rechengerät nach Anspruch 9 oder 10, wobei der modulare Steuerungssystem-Assistent weiter konfiguriert ist, wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen eine Liste mit Elementen erstellen, die zwischen dem aktiven Projekt und dem gespeicherten Projekt in Konflikt stehen, und bereitstellen von Steuerelementen über die Benutzeroberfläche zur Auswahl einzelner Elemente in der Liste der Elemente für die Übernahme in das aktive Projekt.
Rechengerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, insbesondere nach Anspruch 11, wobei die Liste der Elemente eine erste Liste der Elemente ist, und das modulare Steuersystem ferner konfiguriert ist, wenn das aktive Projekt und das gespeicherte Projekt nicht übereinstimmen: erzeugen einer zweiten Liste von Elementen, die im gespeicherten Projekt enthalten sind und nicht im aktiven Projekt enthalten sind, und bereitstellen von Steuerelementen über die Benutzeroberfläche zur Auswahl einzelner Elemente in der zweiten Liste der Elemente für die Übernahme in das aktive Projekt.
Rechengerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, insbesondere nach Anspruch 12, wobei das modulare Steuersystem ferner für jeden Punkt in der Liste der Punkte konfiguriert ist: Bereitstellen eines Hinweises auf mindestens einen von (i) Elementnamen, (ii) Elementtyp, (iii) Konfigurationstyp und (iv) Zeitstempel einer letzten Bearbeitung des Elements; und/oder [00103] das Rechengerät als tragbarer Standalone-Rechner, der eine Vielzahl von Projekten für mehrere modulare Steuerungssysteme speichert.
Ein System bestehend aus: ein modulares Steuerungssystem umfassend: eine modulare Steuerung, die die Steuerungslogik des modularen Steuerungssystems implementiert, und wobei die Steuerung nativ auf einer Plattform eines dezentralen Steuerungssystems aufgebaut ist, Ausrüstung, welche so konfiguriert ist, dass sie eine physikalische Funktion in einer Prozessanlage gemäß der Steuerungslogik ausführt, und ein Speicher, der ein gespeichertes Projekt speichert, das einen koordinierten Datensatz zur Steuerung des Betriebs des modularen Steuerungssystems enthält; und eine Standalone-Arbeitsstation einschließlich: ein oder mehrere Prozessoren, eine Benutzeroberfläche, eine Schnittstelle zur kommunikativen Kopplung der Standalone-Arbeitsstation an den modulares Steuerungssystem; und ein nicht-transitorischer Speicher, auf dem (i) mindestens ein aktives Projekt und (ii) Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, einen modularen Steuerungssystem-Assistenten implementieren, der konfiguriert ist, um Daten zwischen dem mindestens einen aktiven Projekt im Speicher der Standalone-Arbeitsstation und dem gespeicherten Projekt im Speicher des modularen Steuerungssystems zu synchronisieren, insbesondere wobei der Speicher des modularen Steuerungssystems eine austauschbare Speicherkarte ist.
Computer-lesbares Speichermedium, welches Instruktionen enthält, die bei Ausführung durch mindestens einen Prozessor diesen mindestens einen Prozessor dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zu implementieren.