DE102019117196A1

DE102019117196A1 - Verfahren und vorrichtungen zum konfigurieren von zugriff auf signale von mehrvariablen-feldgeräten

Info

Publication number: DE102019117196A1
Application number: DE102019117196.2A
Authority: DE
Inventors: Larry O. Jundt; Julian K. Naidoo; Bruce Hubert Campney; Prashant Joshi; Daniel R. Strinden; Cristopher Ian Sarmiento Uy
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2020-01-02
Also published as: US10649430B2; US20190391546A1; CN110647114A; GB201908670D0; JP7457463B2; GB2576234A; GB2576234B; JP2020004408A

Abstract

Hierin sind Systeme und Verfahren zum Konfigurieren von Prozessleitsystemen zum Betreiben von Prozessanlagen offenbart, die Mehrvariablengeräte enthalten. Mehrvariablengeräte generieren Daten, die mit primären Parametern und nachfolgenden Parametern assoziiert sind. Um eine Konfiguration und Verwendung von nachfolgenden Parametern innerhalb von Prozessleitsystemen zu ermöglichen, können neue Geräteobjekte generiert werden, um die nachfolgenden Parameter zu repräsentieren. Die neuen Geräteobjekte können als untergeordnete Geräteobjekte von übergeordneten Geräteobjekten generiert werden, die Mehrvariablengeräte repräsentieren. Jedes untergeordnete Geräteobjekt kann auch ein eindeutiges Kennzeichen aufweisen, um das neue Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems zu identifizieren. Die nachfolgenden Parameter der Mehrvariablengeräte können deshalb innerhalb des Prozessleitsystems durch Bezugnahme auf die Kennzeichen der entsprechenden untergeordneten Geräteobjekte verwendet werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Prozessleitsysteme für Prozessanlagen und genauer Techniken zum Konfigurieren von Parametern von Mehrvariablengeräten innerhalb von Prozessleitsystemen.
STAND DER TECHNIK
Dezentralisierte Prozessleitsysteme, wie die in Chemie-, Erdöl- oder anderen Prozessanlagen verwendeten, enthalten üblicherweise einen oder mehrere Prozesscontroller, die kommunikativ über analoge, digitale oder kombinierte analoge/digitale Busse oder über eine drahtlose Kommunikationsverbindung oder ein Netzwerk an ein oder mehrere Feldgeräte gekoppelt sind. Die Feldgeräte, die beispielsweise Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter und Geber (z. B. Temperatur-, Druck-, Pegel- und Durchflusssensoren) sein können, befinden sich innerhalb der Prozessumgebung und führen allgemein physische oder Prozessleitfunktionen durch, wie das Öffnen und Schließen von Ventilen oder das Messen von Prozessparametern, um einen oder mehrere Prozesse zu steuern bzw. regeln, die im Inneren der Prozessanlage oder des Prozesssystems ausgeführt werden. Die Prozesscontroller, die sich ebenfalls üblicherweise innerhalb der Prozessumgebung befinden, können ausgelegt sein, Signale zu empfangen, die auf von Sensoren oder Feldgeräten durchgeführte Prozessmessungen sowie auf andere Informationen in Bezug auf die Feldgeräte hinweisen. Die Prozesscontroller führen ferner Controlleranwendungen aus, die zum Beispiel unterschiedliche Steuer- bzw. Regelmodule ausführen, die Prozessleitentscheidungen treffen, Steuer- bzw. Regelsignale auf Grundlage der empfangenen Informationen erzeugen und mit den Steuer- bzw. Regelmodulen oder Blöcken koordinieren, die in den Feldgeräten ausgeführt werden, wie zum Beispiel HART^®-, Wireless-HART^®- und FOUNDATION^®-Fieldbus-Feldgeräten. Die Steuer- bzw. Regelmodule im Controller senden die Steuer- bzw. Regelsignale über die Kommunikationsleitungen oder Verbindungen an die Feldgeräte, um dadurch den Betrieb zumindest eines Teils der Prozessanlage oder des Prozesssystems zu steuern bzw. regeln.
Feldgeräte können entweder Einzelvariablengeräte sein oder können Mehrvariablengeräte sein, wie intelligente Feldgeräte. Einzelvariablengeräte erzeugen nur einen Ausgangsvariablenwert, während Mehrvariablengeräte eine Vielzahl von Werten erzeugen, die einer Vielzahl von Ausgangsvariablen entsprechen. Mehrvariablengeräte enthalten Feldgeräte, die eine Vielzahl von Prozessvariablen messen, die mit Zuständen innerhalb einer Prozessanlage assoziiert sind, sowie andere Geräten, die Ausgabedaten für eine Vielzahl von Ausgangsvariablen erzeugen. Mehrvariablengeräte enthalten intelligente Feldgeräte, wie Feldgeräte, die dem wohlbekannten Fieldbus-Protokoll entsprechen, die auch Steuerberechnungen, Alarmfunktionen und andere Steuerfunktionen durchführen können, die üblicherweise innerhalb eines Controllers implementiert sind. Feldgeräte innerhalb eines Prozessleitsystems sind durch Geräteobjekte repräsentiert, wobei jedes Geräteobjekt einen primären Parameter für die primäre Ausgangsvariable des Feldgeräts enthält. Ein Geräteobjekt, das ein Mehrvariablen-Feldgerät repräsentiert, enthält auch einen oder mehrere nachfolgende Parameter (z. B. sekundäre oder tertiäre Parameter), die mit zusätzlichen Ausgangsvariablen des Mehrvariablen-Feldgeräts verbunden sind, zusätzlich zu einem primären Parameter, der mit der primären Ausgangsvariable assoziiert ist.
Informationen von den Feldgeräten und dem Controller werden üblicherweise einer oder mehreren anderen Hardwarevorrichtungen, wie Bediener-Arbeitsplatzrechnern, Personalcomputern oder Rechenvorrichtungen, Datenarchivierern, Berichterstellungseinrichtungen, zentralisierten Datenbanken oder anderen zentralisierten administrativen Rechenvorrichtungen, die üblicherweise in Steuerräumen oder an anderen Standorten weg von der rauen Anlagenumgebung platziert sind, über eine Datenautobahn zur Verfügung gestellt. Jede dieser Hardwarevorrichtungen ist üblicherweise über die Prozessanlage oder über einen Teil der Prozessanlage zentralisiert. Diese Hardwarevorrichtungen führen Anwendungen aus, die zum Beispiel einer Bedienperson ermöglichen können, Funktionen in Bezug auf das Steuern eines Prozesses oder Betreiben der Prozessanlage durchzuführen, wie ein Ändern von Einstellungen der Prozessleitroutine, Modifizieren des Betriebs der Steuer- bzw. Regelmodule innerhalb der Controller oder der Feldgeräte, Anzeigen des aktuellen Zustands des Prozesses, Anzeigen von von Feldgeräten und Controllern erzeugten Alarmen, Simulieren des Betriebs des Prozesses zum Zweck der Personalschulung oder Testen der Prozessleitsoftware, Pflegen und Aktualisieren einer Konfigurationsdatenbank usw. Die von den Hardwarevorrichtungen, Controllern und Feldgeräten verwendete Datenautobahn kann einen verdrahteten Kommunikationspfad, einen drahtlosen Kommunikationspfad oder eine Kombination von verdrahteten und drahtlosen Kommunikationspfaden enthalten.
Als ein Beispiel enthält das DeltaV™-Leitsystem, das von Emerson Process Management vertrieben wird, mehrere Anwendungen, die innerhalb von unterschiedlichen, an verschiedenen Standorten innerhalb einer Prozessanlage angeordneten Vorrichtungen gespeichert und von diesen ausgeführt werden. Jede dieser Anwendungen bietet eine Benutzerschnittstelle (UI), um einem Benutzer (z. B. einem Konfigurationstechniker, einer Bedienperson der Prozessanlage, einem Wartungstechniker usw.) Gesichtspunkte des Betriebs und der Konfiguration der Prozessanlage anzuzeigen oder zu modifizieren. In dieser gesamten Beschreibung wird die Phrase „Benutzerschnittstelle“ oder „UI“ verwendet, um eine Anwendung oder einen Bildschirm zu bezeichnen, der einem Benutzer ermöglicht, die Konfiguration, den Betrieb oder den Status der Prozessanlage anzuzeigen oder zu modifizieren. Gleichermaßen wird die Phrase „Benutzerschnittstellengerät“ oder „UI-Gerät“ verwendet, um auf ein Gerät zu verweisen, auf dem eine Benutzerschnittstelle läuft, egal, ob dieses Gerät stationär (z. B. ein Arbeitsplatzrechner, eine an der Wand montierte Anzeige, eine Prozessleitgeräteanzeige usw.) oder mobil (z. B. ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein Smartphone usw.) ist. Eine Konfigurationsanwendung, die sich auf einem oder mehreren Arbeitsplatzrechnern oder Rechenvorrichtungen von Bedienpersonen befindet, ermöglicht Benutzer, Prozesssteuer- bzw. -regelmodule zu erstellen oder zu ändern und diese Prozesssteuer- bzw. -regelmodule über eine Datenautobahn auf dedizierte dezentralisierte Controllern herunterzuladen. Üblicherweise bestehen diese Steuer- bzw. Regelmodule aus kommunikativ miteinander verbundenen Funktionsblöcken. Die Konfigurationsanwendung kann auch einem Konfigurationskonstrukteur ermöglichen, Bedienerschnittstellen zu erstellen oder zu ändern, die von einer Anzeigeanwendung zum Anzeigen von Daten für eine Bedienperson verwendet werden und der Bedienperson ermöglichen, Einstellungen, wie Sollwerte, innerhalb der Prozessleitroutinen zu ändern. Jeder dedizierte Controller und in einigen Fällen ein oder mehrere Feldgeräte speichern und führen eine jeweilige Steuerungs- oder Regelanwendung aus, die die dieser zugewiesenen und darauf heruntergeladenen Steuer- bzw. Regelmodule ausführt, um tatsächliche Prozessleitfunktionalität zu implementieren. Die Anzeigeanwendungen, die auf einer oder mehreren Arbeitsplatzrechnern für Bedienpersonen (oder auf einer oder mehreren entfernten Rechenvorrichtungen in kommunikativer Verbindung mit den Arbeitsplatzrechnern der Bedienpersonen und der Datenautobahn) ausgeführt werden können, empfangen Daten von der Steuerungs- oder Regelanwendung über die Datenautobahn und zeigen diese Daten unter Verwendung der UIs den Konstrukteuren, Bedienpersonen oder Benutzern des Prozessleitsystems an und können beliebige aus einer Anzahl von unterschiedlichen Ansichten bieten, wie eine Ansicht für Bedienpersonen, eine Ansicht für Ingenieure, eine Ansicht für Techniker usw. Eine Datenverlaufsanwendung wird üblicherweise in einer Datenverlaufsvorrichtung gespeichert, die einige oder alle der über die Datenautobahn bereitgestellten Daten speichert, und von dieser ausgeführt, während eine Konfigurationsdatenbankanwendung in noch einem weiteren Computer laufen kann, der an die Datenautobahn angebunden ist, um die aktuelle Prozessleitroutinenkonfiguration und damit assoziierte Daten zu speichern. Alternativ kann sich die Konfigurationsdatenbank im gleichen Arbeitsplatzrechner wie die Konfigurationsanwendung befinden.
In bestehenden Prozessleitsystemen involviert ein Controller der Prozessanlage den Betrieb von einem oder mehreren Steuer- bzw. Regelmodulen, die Prozessleitlogik implementieren und mit Feldgeräten kommunizieren, um Prozessleitdaten zu senden und zu empfangen. Da die Feldgeräte beliebige von verschiedenen Betriebs- und Kommunikationsprotokollen verwenden können, müssen die Steuer- bzw. Regelmodule ausgelegt sein, die Prozessleitdaten unter Verwendung der passenden Protokolle für jedes Gerät anzunehmen und bereitzustellen. Darüber hinaus können Kommunikationsverbindungen zwischen den Steuer- bzw. Regelmodulen und den Feldgeräten weitere Schichten von Kommunikationsprotokollen oder Formaten zur richtigen Sendung und zum richtigen Empfang von Prozessleitdaten hinzufügen. Deshalb enthalten Prozessleitsysteme üblicherweise eine große Anzahl an Feldgeräten und Steuer- bzw. Regelmodulen, die Daten empfangen, die von den Feldgeräten generiert wurden. Um eine Konfiguration und einen Betrieb von Prozessleitsystemen zu vereinfachen, können Feldgerätekennzeichen verwendet werden, um die Feldgeräte durch einen eindeutigen Namen innerhalb des Prozessleitsystems zu identifizieren. Nach der Konfiguration kann das Gerätekennzeichen verwendet werden, um auf das Feldgerät zu verweisen, ohne eine Angabe des vollständigen Pfads innerhalb des Systems zum Feldgerät zu erfordern. Obwohl derartige Kennzeichen für Einzelvariablen-Feldgeräte nützlich sind, entstehen Probleme, wenn derartige Kennzeichen auf Mehrvariablengeräte angewandt werden. Innerhalb von bestehenden Leitsystemen können nachfolgende Parameter von Mehrvariablen-Feldgeräteobjekten aufgrund von Einschränkungen in den eingesetzten Kommunikationsprotokollen nicht einfach unter Verwendung von Kennzeichen oder anderen vereinfachten Bezügen identifiziert werden. Die hierin beschriebene Erfindung behebt diese Probleme.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Hierin werden Systeme und Verfahren zum Konfigurieren von Mehrvariablengeräten innerhalb eines Prozessleitsystems zum Steuern einer Prozessanlage offenbart. Verschiedene Gesichtspunkte der beschriebenen Systeme und Verfahren generieren neue Geräteobjekte innerhalb des Prozessleitsystems, um den Zugriff auf sekundäre oder andere nachfolgende Parameter des Mehrvariablengeräts zu ermöglichen. Derartige nachfolgende Parameter können als primäre Parameter der neuen Geräteobjekte verwendet werden. Die neuen Geräteobjekte können als untergeordnete Geräteobjekte eines Mehrvariablen-Geräteobjekts generiert werden, die mit dem Mehrvariablengerät assoziiert sind. Die untergeordneten Geräteobjekte können getrennt innerhalb des Prozessleitsystems durch eindeutige Kennzeichen identifizierbar sein, wodurch eine Konfiguration des Prozessleitsystems vereinfacht wird.
Nach einem Gesichtspunkt der hierin beschriebenen Erfindung wird ein Verfahren zum Konfigurieren eines Prozessleitsystems zum Steuern einer Prozessanlage offenbart, umfassend: Auswählen eines Geräteobjekts innerhalb des Prozessleitsystems, das ein Mehrvariablengerät innerhalb der Prozessanlage repräsentiert; Identifizieren eines Parameters des Mehrvariablengeräts; und Generieren eines neuen Geräteobjekts, das den identifizierten Parameter innerhalb des Prozessleitsystems repräsentiert. Der Parameter kann mit einer vom Mehrvariablengerät generierten Ausgangsvariable assoziiert sein und das neue Geräteobjekt kann einen primären Parameter enthalten, der die Ausgangsvariable des Mehrvariablengeräts repräsentiert. Nach einem anderen Gesichtspunkt der hierin beschriebenen Erfindung wird ein System zum Betreiben einer Prozessanlage offenbart, umfassend: ein Mehrvariablengerät, das Ausgabedaten für eine Vielzahl von Ausgangsvariablen innerhalb der Prozessanlage generiert; eine oder mehrere Prozessoren, die kommunikativ mit dem Mehrvariablengerät verbunden sind; und einen Programmarbeitsspeicher, der kommunikativ mit dem einen oder den mehreren Prozessoren verbunden ist und ausführbare Anweisungen speichert, die, wenn sie von dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass das Prozessleitsystem: ein Geräteobjekt auswählt, das das Mehrvariablengerät innerhalb des Prozessleitsystems repräsentiert; einen Parameter des Mehrvariablengeräts identifiziert; und ein neues Geräteobjekt generiert, das den identifizierten Parameter innerhalb des Prozessleitsystems repräsentiert. Der identifizierte Parameter kann mit einer der Vielzahl von Ausgangsvariablen des Mehrvariablengeräts assoziiert sein und das neue Geräteobjekt kann einen primären Parameter enthalten, der diese Ausgangsvariable des Mehrvariablengeräts repräsentiert. Andere Eigenschaften oder Komponenten eines derartigen Systems und Verfahrens können in verschiedenen Ausführungsformen enthalten sein, wie den nachstehend beschriebenen. Nach noch einem anderen Gesichtspunkt der hierin beschriebenen Erfindung wird ein greifbares, nichtflüchtiges computerlesbares Medium offenbart, das ausführbare Anweisungen zum Konfigurieren eines Prozessleitsystems zum Steuern einer Prozessanlage speichert und Anweisungen umfasst, die bewirken, dass ein Computersystem: ein Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems auswählt, das ein Mehrvariablengerät innerhalb der Prozessanlage repräsentiert; einen Parameter des Mehrvariablengeräts identifiziert; und ein neues Geräteobjekt generiert, das den identifizierten Parameter innerhalb des Prozessleitsystems repräsentiert. Der Parameter kann mit einer vom Mehrvariablengerät generierten Ausgangsvariable assoziiert sein und das neue Geräteobjekt kann einen primären Parameter enthalten, der die Ausgangsvariable des Mehrvariablengeräts repräsentiert. Andere Eigenschaften oder Komponenten eines derartigen Verfahrens, Systems und computerlesbaren Mediums können in verschiedenen Ausführungsformen enthalten sein, wie den nachstehend beschriebenen.
Das neue Geräteobjekt kann als ein untergeordnetes Geräteobjekt des Geräteobjekts generiert werden. In einigen Ausführungsformen kann das neue Geräteobjekt einen Skalierungsparameter enthalten, der mit dem identifizierten Parameter assoziiert ist. In weiteren Ausführungsformen kann das untergeordnete Geräteobjekt generiert werden durch: Auswählen einer Klasse von Geräteobjekten aus einer Objektbibliothek des Prozessleitsystems und Anpassen einer Instanz der ausgewählten Klasse von Geräteobjekten als das untergeordnete Geräteobjekt.
Um den Parameter des Mehrvariablengeräts zu identifizieren, kann bzw. können das Verfahren, System oder die Anweisungen ferner enthalten: Darstellen einer Liste mit Parametern des Mehrvariablengeräts für einen Benutzer des Prozessleitsystems, einschließlich des identifizierten Parameters, und Empfangen einer Auswahl des identifizierten Parameters vom Benutzer. Der Parameter kann dann auf Grundlage der empfangenen Auswahl identifiziert werden.
In einigen Ausführungsformen kann ein eindeutiges Kennzeichen für das neue Geräteobjekt im Prozessleitsystem erstellt werden. Ein derartiges eindeutiges Kennzeichen kann ferner in einem gemeinsamen Namensraum mit einem Kennzeichen des Geräteobjekts erstellt werden. Um das eindeutige virtuelle Kennzeichen zu erstellen, kann bzw. können das Verfahren, das System oder die Anweisungen ferner enthalten: Empfangen eines Hinweises auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen von einem Benutzer und Erstellen des neuen Geräteobjekts unter Verwendung des empfangenen Hinweises des eindeutigen virtuellen Kennzeichens durch Assoziieren des eindeutigen virtuellen Kennzeichens mit einem Pfad zum identifizierten Parameter des Mehrvariablengeräts. In weiteren Ausführungsformen kann das eindeutige Kennzeichen verwendet werden, um eine Datenbereitstellung im Prozessleitsystem zu konfigurieren durch: Empfangen eines Hinweises auf eine Referenz auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen von einem Benutzer des Prozessleitsystems, wobei der Hinweis auf die Referenz ferner das eindeutige virtuelle Kennzeichen mit einem Funktionsblock im Prozessleitsystem assoziiert, und Bereitstellen von Ausgabedaten für die Ausgangsvariable, die mit dem identifizierten Parameter assoziiert ist, über den mit dem eindeutigen virtuellen Kennzeichen assoziierten Pfad an den Funktionsblock.
Das Mehrvariablengerät kann ein intelligentes Feldgerät sein, das Daten generiert, die mit einer Vielzahl von Ausgangsvariablentypen assoziiert sind. Das Mehrvariablengerät kann zum Beispiel ein Feldgerät sein, das mit der Prozessanlage installiert ist und Ausgabedaten generiert, die mit einem primären Parameter und mit einem oder mehreren nachfolgenden Parametern assoziiert sind. In einem derartigen Fall kann der identifizierte Parameter mit einem der nachfolgenden Parameter assoziiert sein. Das Mehrvariablengerät kann in einigen Ausführungsformen mit einer Vielzahl von Ausgangsvariablentypen assoziiert sein, wobei in diesem Fall das Identifizieren des Parameters ferner ein Identifizieren jedes der Vielzahl von Ausgangsvariablentypen enthalten kann. Die Ausgangsvariablentypen können auf Grundlage von Informationen ermittelt werden, die in einer Gerätebeschreibungsdatei des Mehrvariablengeräts enthalten sind. In weiteren Ausführungsformen kann die Mehrvariable ein Steuer- bzw. Regelmodul enthalten, wobei in diesem Fall der identifizierte Parameter eine berechnete Variable enthalten kann, die vom Steuer- bzw. Regelmodul auf Grundlage anderer Variablen innerhalb des Steuer- bzw. Regelmoduls generiert wird. Eine derartige berechnete Variable kann eine Leistungskennzahl (KPI) sein, die beim Steuern der Prozessanlage verwendet wird.
Figurenliste

1A-B sind Blockdiagramme eines beispielhaften Prozessleitnetzwerks zum Betreiben einer Prozessanlage.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften Steuer- bzw. Regelschaltkreis eines Prozessleitsystems veranschaulicht, das ein Mehrvariablengerät enthält.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Umwandlung eines Mehrvariablen-Geräteobjekts in eine Vielzahl von Geräteobjekten veranschaulicht.
4 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften Steuer- bzw. Regelschaltkreis eines Prozessleitsystems veranschaulicht, das eine Vielzahl von Geräteobjekten enthält, die ein Mehrvariablengerät repräsentieren.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Generieren neuer Geräteobjekte aus Mehrvariablen-Geräteobjekten zeigt.
6 ist eine beispielhafte Ansicht einer Benutzerschnittstelle zum Generieren oder Kennzeichnen eines neuen Geräteobjekts unter Verwendung eines Benutzerschnittste llengeräts.
7 ist eine beispielhafte Ansicht einer Benutzerschnittstelle, die Darstellungen von Informationen veranschaulicht, die mit einem übergeordneten Geräteobjekt und einem untergeordneten Geräteobjekt assoziiert sind.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Mehrvariablengerät mit einer Vielzahl von untergeordneten Geräteobjekten veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Prozessleitsysteme werden in einem breiten Bereich von industriellen Anwendungen verwendet, um Prozessanlagen zu überwachen und zu betreiben. Derartige Prozessleitsysteme können strukturiert sein, um Steuer- bzw. Regelmodule einzusetzen, die Steuerlogikblöcke, Schleifen, Routinen oder Funktionen implementieren. Die Steuer- bzw. Regelmodule empfangen Eingangsprozessleitdaten (z. B. von Messgeräten innerhalb der Prozessanlage) und erzeugen Ausgangsprozessleitdaten (z. B. Steuerbefehle, um Ventile, Pumpen usw. zu betreiben). Die Eingangsprozessdaten enthalten üblicherweise Ausgabedaten, die von einer Vielzahl von Feldgeräten generiert wurden, die innerhalb einer Prozessanlage angeordnet sind. Einige der Feldgeräte können Mehrvariablengeräte sein, die Daten in Bezug auf eine Vielzahl von Zuständen oder Metriken innerhalb der Prozessanlage generieren. Derartige Mehrvariablengeräte sind innerhalb des Prozessleitsystems durch Mehrvariablen-Geräteobjekte dargestellt, die jeweils einen primären Parameter, der mit einer primären Variable des Geräts assoziiert ist, und mindestens einen nachfolgenden Parameter aufweisen, der mit einer anderen Variable des Geräts assoziiert ist. Die Konfiguration des Prozessleitsystems, um primäre Parameter bei der Prozesssteuerung bzw. -regelung zu verwenden, wird durch die Verwendung von Kennzeichen vereinfacht, die das Gerät identifizieren, wodurch der Bedarf zum Konfigurieren des vollständigen Pfads zum Gerät jedes Mal, wenn auf das Gerät Bezug genommen wird, eliminiert wird.
Die Konfiguration der Verwendung der nachfolgenden Parameter eines Mehrvariablen-Geräteobjekts ist schwieriger, da bestehende Prozessleitsysteme die nachfolgenden Parameter eines Mehrvariablengeräts als generische sekundäre, tertiäre, quaternäre usw. Parameter ohne Informationen repräsentieren, die auf die Arten von Ausgabedaten hinweisen, die mit den nachfolgenden Parametern assoziiert sind. Ein Zugreifen auf Ausgabedaten, die mit nachfolgenden Parametern assoziiert sind, erfordert deshalb jedes Mal, wenn ein derartiger nachfolgender Parameter verwendet wird, eine Konfiguration des Pfads und Typs des Parameters. Um dieses Problem zu beheben, generieren die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren neue Geräteobjekte für nachfolgende Parameter von Geräteobjekten, die Mehrvariablengeräte innerhalb des Prozessleitsystems repräsentieren. Die neuen Geräteobjekte werden vorzugsweise als untergeordnete Geräteobjekte des Mehrvariablen-Geräteobjekts generiert, wobei jedes derartige untergeordnete Geräteobjekt einen primären Parameter aufweist, der die mit dem entsprechenden nachfolgenden Parameter des Mehrvariablen-Geräteobjekts assoziierte Ausgangsvariable identifiziert. Das neue Geräteobjekt kann auch durch eindeutige Kennzeichen innerhalb des Prozessleitsystems identifiziert werden und kann im Prozessleitsystem auf die gleiche Weise wie andere Geräteobjekte referenziert werden.
Übersicht über ein Prozessleitsystem
Zuerst in Bezug auf die Gesamtarchitektur einer beispielhaften Prozessanlage ist 1A ein Blockdiagramm eines beispielhaften Prozessleitnetzwerks 100, das in einem Prozessleitsystem oder einer Prozessanlage 10 (oder einem Abschnitt davon) arbeitet. Das Prozessleitnetzwerk 100 kann ein Basisnetz 105 enthalten, das eine direkte oder indirekte Verbindung zwischen einer Vielfalt von anderen Geräten bereitstellt. Die an das Basisnetz 105 gekoppelten Geräte enthalten in verschiedenen Ausführungsformen Kombinationen von Zugangspunkten 72, Gateways 78 zu externen Systemen (z. B. zum Internet), UI-Geräten 112, Servern 150, Datenbanken 140, Massendatengeräten 102 (z. B. Massendatenverlaufsspeichern), Massendaten-Expertensystemen 104, Überwachungsengines 106, Controllern 11, Eingabe/Ausgabe(E/A)-Karten 26 und 28, verdrahteten Feldgeräten 15-23, verdrahteten Steuer- bzw. Regelvorrichtungen 24, drahtlosen Gateways 35 und drahtlosen Kommunikationsnetzwerken 70. Die Kommunikationsnetzwerke 70 können drahtlose Geräte 40-58 enthalten, die drahtlose Feldgeräte 40-46, drahtlose Adapter 52a und 52b, Zugangspunkte 55a und 55b und einen Router 58 enthalten. Die drahtlosen Adapter 52a und 52b können mit nicht drahtlosen Feldgeräten 48 bzw. 50 verbunden sein. Der Controller 11 kann einen Prozessor 30, einen Arbeitsspeicher 32 und eine oder mehrere Steuerroutinen 38 enthalten. Obwohl 1A nur ein einziges einiger der Geräte zeigt, die mit dem Basisnetz 105 verbunden sind, versteht sich, dass jedes der Geräte mehrere Instanzen auf dem Basisnetz 105 aufweisen könnte und dass die Prozessanlage 10 tatsächlich mehrere Basisnetze 105 enthalten kann.
Die UI-Geräte 112 können über das Basisnetz 105 kommunikativ mit dem Controller 11 und dem drahtlosen Gateway 35 verbunden sein. Der Controller 11 kann über die E/A-Karten 26 und 28 kommunikativ mit den verdrahteten Feldgeräten 15-23 verbunden sein und kann über das Basisnetz 105 und ein drahtloses Gateway 35 kommunikativ mit den drahtlosen Feldgeräten 40-46 und nicht drahtlosen Feldgeräten 48-50 verbunden sein. Die Feldgeräte 15-23 oder 40-50 können Einzelvariablen-Feldgeräte sein oder können Mehrvariablen-Feldgeräte sein, wie intelligente Feldgeräte, die ausgelegt sind, um über ein intelligentes Kommunikationsprotokoll zu kommunizieren. Mehrvariablen-Feldgeräte sind Feldgeräte (wie die verdrahteten oder drahtlosen Feldgeräte 15-23 oder 40-50), die zwei oder mehr Parameter, die Ausgangsvariablen entsprechen, messen, erfassen, berechnen oder anderweitig generieren. Deshalb generieren Mehrvariablen-Feldgeräte Ausgangsvariablendaten für eine Vielzahl von Parametern, die von unterschiedlichen Typen (z. B. Temperatur, Druck, Fluss oder Leistungsparameter) sein können und die vom Prozess gemessen oder innerhalb eines Steuer- bzw. Regelmoduls des Feldgeräts berechnet werden können. In einigen Ausführungsformen können die Variablen eines Mehrvariablen-Feldgeräts separate Kanäle sein, die vom Feldgerät an den Controller 11 kommuniziert werden. Einige Feldgeräte 22 und 23 können indirekt über eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung 24, die direkt mit den Feldgeräten 22 und 23 kommuniziert und über eine E/A-Karte 28 mit dem Controller 11 kommuniziert, mit dem Controller 11 verbunden sein.
Der Controller 11 kann arbeiten, um unter Verwendung zumindest einiger der Feldgeräte 15-23 und 40-50 einen Batchprozess oder einen fortlaufenden Prozess zu implementieren. Der Controller 11, der beispielsweise der von Emerson Process Management vertriebene DeltaV™-Controller sein kann, ist kommunikativ mit dem Prozessleit-Basisnetz 105 verbunden. Der Controller 11 kann auch unter Verwendung einer beliebigen gewünschten Hardware und Software, die zum Beispiel mit Standard-4-20-mA-Geräten, E/A-Karten 26, 28 oder einem beliebigen intelligenten Kommunikationsprotokoll wie dem FOUNDATION^®-Fieldbus-Protokoll, dem HART^®-Protokoll, dem Wireless-HART^®-Protokoll assoziiert sind, kommunikativ mit den Feldgeräten 15-23 und 40-50 verbunden sein. In der in 1A veranschaulichten Ausführungsform sind der Controller 11, die Feldgeräte 15-23 und 48-50, die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 24 und die E/A-Karten 26, 28 verdrahtete Geräte und die Feldgeräte 40-46 sind drahtlose Feldgeräte. Falls der Kontext es nicht ausdrücklich anders vorgibt, könnten beliebige der hierin referenzierten Feldgeräte 15-23 oder 40-50 als ein verdrahtetes oder drahtloses Feldgerät implementiert werden, und Kommunikationsverbindungen zwischen dem Controller 11 und den Feldgeräten 15-23 oder 40-50 könnten entweder/oder bzw. sowohl verdrahtete als auch drahtlose Verbindungen enthalten. Obwohl die Prozesssteuerung und -regelung hierin in Bezug auf Feldgeräte besprochen wird, kann ein beliebiger Typ von Prozessleitvorrichtung in beliebigen der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.
Beim Betrieb des UI-Geräts 112 kann das UI-Gerät 112 in einigen Ausführungsformen eine Benutzerschnittstelle („UI“) ausführen, die dem UI-Gerät 112 ermöglicht, eine Eingabe über eine Eingabeschnittstelle zu akzeptieren und eine Ausgabe an einer Anzeige bereitzustellen. Das UI-Gerät 112 kann Daten (z. B. prozessbezogene Daten, wie Prozessparameter, Protokolldaten, Sensordaten oder beliebige andere Daten, die erfasst und im Massendatengerät 102 gespeichert werden können) vom Server 150 empfangen. In anderen Ausführungsformen kann die UI vollständig oder teilweise am Server 150 ausgeführt werden, wobei der Server 150 Anzeigedaten an das UI-Gerät 112 senden kann. Das UI-Gerät 112 kann über das Basisnetz 105 UI-Daten (die Anzeigedaten und Prozessparameterdaten enthalten können) von anderen Knoten im Prozessleitnetzwerk 100, wie dem Controller 11, dem drahtlosen Gateway 35 oder dem Server 150 empfangen. Auf Grundlage der am UI-Gerät 112 empfangenen UI-Daten stellt das UI-Gerät 112 eine Ausgabe (d. h. visuelle Darstellungen oder Grafiken) bereit, die Gesichtspunkte des mit dem Prozessleitnetzwerk 100 assoziierten Prozess repräsentiert, was dem Benutzer ermöglicht, den Prozess zu überwachen. Der Benutzer kann auch den Prozess steuern bzw. regeln, indem er eine Eingabe am UI-Gerät 112 bereitstellt. Um dies zu veranschaulichen, kann das UI-Gerät 112 Grafiken bereitstellen, die zum Beispiel einen Tankfüllprozess repräsentieren (einschließlich von Daten von einem oder mehreren Feldgeräten). In einem derartigen Szenario kann der Benutzer eine Tankpegelmessung ablesen und entscheiden, dass der Tank gefüllt werden muss. Der Benutzer kann mit einer Einlassventilgrafik wechselwirken, die am UI-Gerät 112 angezeigt wird, und einen Befehl eingeben, der bewirkt, dass sich das Einlassventil öffnet.
Im weiteren Betrieb kann das UI-Gerät 112 zusätzlich zum UI eine Anzahl von Routinen, Modulen oder Diensten ausführen. In einer Ausführungsform kann das UI-Gerät 112 eine Kontextkenntnisroutine ausführen, die zum Beispiel verschiedene Routinen oder Subroutinen in Bezug auf Positionskenntnis, Gerätekenntnis oder Planungskenntnis enthalten kann. Diese Kontextroutinen können dem UI-Gerät 112 ermöglichen, eine grafische Benutzerschnittstellenkonfiguration („GUI-Konfiguration“) wiederzugeben, die für eine bestimmte Umgebung oder einen bestimmten Kontext geeignet sind, in der bzw. dem das UI-Gerät 112 läuft. Das UI-Gerät 112 kann auch eine Zustandsermittlungsroutine ausführen, die dem UI-Gerät 112 ermöglicht, den Zustand des UI-Geräts 112 nachzuverfolgen und zu speichern, einschließlich des Zustands der Anwendungen, die am UI-Gerät 112 ausgeführt werden (wie die UI). Durch das Nachverfolgen des Zustands von Anwendungen auf dem UI-Gerät 112 kann das UI-Gerät 112 einem Benutzer ermöglichen, zum Beispiel eine Sitzung auf einem ersten UI-Gerät 112 zu initiieren und unter Verwendung eines zweiten UI-Geräts 112 starten, wobei er den Arbeitsablauf von seiner vorangehenden Sitzung mit minimaler Unterbrechung wieder aufnimmt.
Das UI-Gerät 112 (oder der Server, der dem UI-Gerät 112 eine Anwendung oder einen Bildschirm liefert) kann auch Routinen ausführen, die mit dem Verwalten von Anlagengegenständen verbunden sind. Einige Routinen können zum Beispiel zum Installieren, Ersetzen, Warten, Kalibrieren, Diagnostizieren oder Inbetriebnehmen von Anlagengegenständen in der Prozessanlage verwendet werden. Andere Routinen können verwendet werden, um Arbeitsaufträge vorzubereiten oder abzuschließen, die mit bestimmten Anlagengegenständen assoziiert sind oder Anlagenpersonal (z. B. Personal in der Nähe eines bestimmten Geräts) über einen Arbeitsauftrag zu informieren. Das UI-Gerät 112 kann Routinen ausführen, die mit einem Überwachen des Prozesses verbunden sind. Einige Routinen können zum Beispiel zum Protokollieren von Instrumentendaten vor Ort, Melden von Laborproben, Anzeigen von Echzeit-Anlagengegenstandsparametern und dergleichen verwendet werden. Das UI-Gerät 112 kann ferner Routinen ausführen, die mit einer Einhaltung von Anlagenprozeduren und Arbeitsabläufen verbunden sind. Einige Routinen können beispielsweise Informationen in Bezug auf Standardarbeitsanweisungen (SOPs), Einschaltprozeduren, Ausschaltprozeduren, Sperrprozeduren, Arbeitsanweisungen oder sonstige Produkt-/Anlagendokumentation bereitstellen. Noch weitere Routinen können, wenn das UI-Gerät 112 an ein Netzwerk gekoppelt ist, eine unmittelbare Lieferung von Arbeitsanweisungen und eine unmittelbare Systemverfügbarkeit von manuell eingegebenen Offline-Daten ermöglichen. Kommunikationsroutinen können E-Mail-Routinen, Textnachrichtenroutinen, Sofortnachrichtenroutinen usw. zum Ermöglichen einer Kommunikation zwischen Anlagenpersonal oder externen Parteien enthalten, die technische oder sonstige Unterstützung bieten.
Das UI-Gerät 112 (oder der Server, der dem UI-Gerät 112 eine Anwendung oder einen Bildschirm liefert) kann ferner Routinen enthalten, die einen oder mehrere Auditprozesse unterstützen oder ermöglichen. Die Auditprozesse können zum Beispiel Arbeitsaudits oder regulatorische Audits enthalten. In Ausführungsformen können die Routinen einem Benutzer ermöglichen, Daten anzuzeigen oder Berichte zu generieren, die mit Daten verbunden sind, die zum Zweck der Erfüllung regulatorischer Anforderungen gesammelt, gepflegt oder zusammengestellt sind. Zu Zwecken der Veranschaulichung, wenn der mobile Steuerraum in einer pharmazeutischen Fertigungsanlage implementiert ist, kann der mobile Steuerraum ein Anzeigen oder Melden von Daten ermöglichen, die zu Zwecken der Erfüllung von Regierungsanforderungen in Bezug auf die Sicherheit der Produktausgabe der Anlage gesammelt werden. In Ausführungsformen können die Routinen einem Benutzer ermöglichen, Berichte anzuzeigen oder zu generieren, die mit dem Audit von Arbeitsaufträgen, der Wartung oder anderen Anlagenprozessen verbunden sind.
In bestimmten Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 einen beliebigen Clienttyp implementieren, wie einen Thin-Client, einen Web-Client oder einen Thick-Client. Das UI-Gerät 112 kann zum Beispiel von anderen Knoten, Computern oder Servern für den Großteil der Verarbeitung abhängen, die zum Betrieb des UI-Geräts 112 notwendig ist. In einem derartigen Beispiel kann das UI-Gerät 112 mit dem Server 150 kommunizieren, wobei der Server 150 mit einem oder mehreren Knoten auf dem Prozessleitnetzwerk 100 kommunizieren kann und kann die Anzeigedaten oder Prozessleitdaten ermitteln, die an das UI-Gerät 112 zu senden sind. Ferner kann das UI-Gerät 112 beliebige Daten, die einer empfangenen Benutzereingabe verbunden sind, an den Server 150 weiterleiten, sodass der Server 150 die Daten, die mit der Benutzereingabe verbundene sind, verarbeiten kann und entsprechend arbeiten kann. Anders ausgedrückt kann das UI-Gerät 112 wenig mehr als das Rendern von Grafiken ausführen und als ein Portal zu einem oder mehreren Knoten oder Servern fungieren, die die Daten speichern, und die zum Betrieb der UI-Gerät 112 notwendigen Routinen ausführen. Ein Thin-Client-UI-Gerät bietet den Vorteil von minimalen Hardwareanforderungen für das UI-Gerät 112.
In anderen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 ein Webclient sein. In einer derartigen Ausführungsform kann ein Benutzer des UI-Geräts 112 über einen Browser am UI-Gerät 112 mit dem Prozessleitsystem wechselwirken. Der Browser ermöglicht dem Benutzer, über das Basisnetz 105 auf Daten und Ressourcen an einem anderen Knoten oder Server 150 (wie dem Server 150) zuzugreifen. Der Browser kann zum Beispiel UI-Daten, wie Anzeigedaten oder Prozessparameterdaten, vom Server 150 empfangen, was dem Browser ermöglicht, Grafiken zum Steuern oder Überwachen einiger oder aller der Prozesse darzustellen. Der Browser kann auch eine Benutzereingabe (wie einen Mausklick auf einer Grafik) empfangen. Die Benutzereingabe kann bewirken, dass der Browser eine auf dem Server 150 gespeicherte Informationsressource abruft oder auf diese zugreift. Der Mausklick kann zum Beispiel bewirken, dass der Browser Informationen in Bezug auf die angeklickte Grafik (vom Server 150) abruft und anzeigt. In noch anderen Ausführungsformen kann der Großteil der Verarbeitung für das UI-Gerät 112 am UI-Gerät 112 stattfinden. Das UI-Gerät 112 kann zum Beispiel die vorher besprochene UI-Zustandsermittlungsroutine und Kontextkenntnisroutine ausführen. Das UI-Gerät 112 kann auch Daten lokal speichern, auf diese zugreifen und diese analysieren.
Im Betrieb kann ein Benutzer mit dem UI-Gerät 112 wechselwirken, um ein oder mehrere Geräte im Prozessleitnetzwerk 100 zu überwachen oder zu steuern bzw. regeln, wie beliebige der Feldgeräte 15-23 oder der Geräte 40-50. Der Benutzer kann mit dem UI-Gerät 112 zum Beispiel wechselwirken, um einen Parameter, der mit einer im Controller 11 gespeicherten Steuerroutine 38 verbunden ist, zu modifizieren oder zu ändern. Der Prozessor 30 des Controllers 11 implementiert oder überwacht eine oder mehrere Prozessleitroutinen 38 (die in einem Arbeitsspeicher 32 gespeichert sind), die Steuerkreise enthalten können. Der Prozessor 30 kann mit den Feldgeräten 15-23 und 40-50 und mit anderen Knoten kommunizieren, die kommunikativ mit dem Basisnetz 105 verbunden sind. Es ist anzumerken, dass alle hierin beschriebenen Steuerroutinen oder Module (einschließlich von Qualitätsvorhersage- und Fehlererkennungsmodulen oder Funktionsblöcken) Teile davon aufweisen können, die von unterschiedlichen Controllern oder anderen Geräten implementiert oder ausgeführt werden können, falls dies gewünscht wird. Gleichermaßen können die hierin beschriebenen Steuerroutinen oder Module, die innerhalb der Prozessanlage 10 zu implementieren sind, eine beliebige Form annehmen, einschließlich Software, Firmware, Hardware usw. Steuerroutinen können in einem beliebigen gewünschten Softwareformat implementiert werden, wie unter Verwendung von objektorientierter Programmierung, Leiterlogik, sequenziellen Funktionsgrafiken, Funktionsblockdiagrammen oder unter Verwendung einer beliebigen anderen Softwareprogrammierungssprache oder eines beliebigen Konstruktionsparadigmas. Insbesondere können die Steuerroutinen durch einen Benutzer durch das UI-Gerät 112 implementiert werden. Die Steuerroutinen können in einem beliebigen Typ von Arbeitsspeicher gespeichert sein, wie einem Arbeitsspeicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder einem schreibgeschützten Arbeitsspeicher (ROM). Gleichermaßen können die Steuerroutinen in beispielsweise einen oder mehrere EPROMs, EEPROMs, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) oder beliebige andere Hardware- oder Firmwareelemente hartcodiert sein. Deshalb kann der Controller 11 konfiguriert sein (in bestimmten Ausführungsformen durch einen Benutzer unter Verwendung eines UI-Geräts 112), eine Steuerstrategie oder Steuerroutine auf eine beliebige gewünschte Weise zu implementieren.
In einigen Ausführungsformen des UI-Geräts 112 kann ein Benutzer mit dem UI-Gerät 112 wechselwirken, um eine Steuerstrategie am Controller 11 zu konfigurieren oder zu implementieren, unter Verwendung von dem, was üblicherweise als Funktionsblöcke bezeichnet wird, wobei jeder Funktionsblock ein Objekt oder ein anderer Teil (z. B. eine Subroutine) einer Gesamtleitroutine ist und (über Kommunikationen, die Verknüpfungen genannt werden) zusammen mit anderen Funktionsblöcken arbeitet, um Prozesssteuer- bzw. - regelschleifen innerhalb des Prozessleitsystems zu implementieren, um einen Betrieb der Prozessanlage 10 zu steuern bzw. regeln. Steuerungs- oder regelungsbasierte Funktionsblöcke führen üblicherweise eine von einer Eingabefunktion, wie sie zum Beispiel mit einem Sender, einem Sensor oder einem anderen Prozessparameter-Messgerät assoziiert ist; einer Steuerfunktion, wie sie zum Beispiel mit einer Steuerroutine assoziiert ist, die eine PID-, Fuzzylogik-Regelung usw. durchführt; oder einer Ausgabefunktion durch, die den Betrieb eines Geräts steuert bzw. regelt, wie einem Ventil, um eine physische Funktion innerhalb des Prozessleitsystems durchzuführen. Natürlich gibt es Hybrid- und andere Arten von Funktionsblöcken. Die Funktionsblöcke können grafische Darstellungen aufweisen, die am UI-Gerät 112 bereitgestellt werden und einem Benutzer ermöglichen, die Arten von Funktionsblöcken, die Verbindungen zwischen den Funktionsblöcken und die mit jedem der im Prozessleitsystem implementierten Funktionsblöcke assoziierten Eingaben/Ausgaben einfach zu modifizieren. Funktionsblöcke können vom Controller 11 gespeichert und von dieser ausgeführt werden, was üblicherweise der Fall ist, wenn diese Funktionsblöcke mit Standard-4-20-mA-Geräten und einigen intelligenten Feldgeräten wie HART^®-Geräten verwendet werden oder mit diesen assoziiert sind, oder können in den Feldgeräten selbst gespeichert und darin implementiert werden, was mit Fieldbus-Geräten der Fall sein kann. In Fällen, in denen die Funktionsblöcke von den Feldgeräten selbst implementiert sind, können Schattenblöcke 36 vom Controller 11 ausgeführt werden, um den Betrieb der Funktionsblöcke zu imitieren. Der Controller 11 kann eine oder mehrere Steuerroutinen 38 enthalten, die einen oder mehrere Steuerkreise implementieren können. Jeder Steuerkreis wird üblicherweise als ein Steuer- bzw. Regelmodul 34 bezeichnet und kann durch Ausführen eines oder mehrerer der Funktionsblöcke durchgeführt werden.
Das UI-Gerät 112 wechselwirkt in einigen Ausführungsformen mit dem Massendatengerät 102 oder mit dem Expertensystem 104 oder der Überwachungsengine 106. Das Massendatengerät 102 kann alle Arten von Prozessleitdaten von der Prozessanlage 10 sammeln und speichern, einschließlich von Sensordaten, Steuerparametern, manuell eingegebenen Daten (z. B. statischen Daten, die von einem Prozessanlagenbetreiber eingegeben sind), Positionen von Personal und Befehlseingaben, Zeitstempeln, die mit allen der Daten assoziiert sind, und beliebigen anderen Arten von Daten, die in der Prozessanlage 10 verfügbar sind. Das Expertensystem 104, das kommunikativ an das Massendatengerät 102 gekoppelt ist, kann unabhängig oder in Übereinstimmung mit bestimmten Benutzereingaben arbeiten, um Prozessanlagendaten zu analysieren, die im Massendatengerät 102 gespeichert sind. Das Expertensystem 104 kann Modelle entwickeln oder verwenden, Datentrends oder Korrelationen erkennen, Anlagenpersonal auf tatsächliche oder vorhergesagte Probleme oder abnormale Situationen oder nicht optimale Zustände aufmerksam machen, die auf die Prozessanlage 10 einwirken oder bald auf sie einwirken werden, usw. In einigen Ausführungsformen führt das Expertensystem 104 diese Funktionen durch, ohne eigens programmiert zu sein, um eine bestimmte Gruppe von Daten oder Trends mit einem bestimmten Problem oder Zustand zu assoziieren, und erkennt stattdessen, dass ein aktueller Trend oder ein aktuelles Auftreten von Daten vorher zum oder um den Zeitpunkt eines bestimmten Zustands herum aufgetreten ist (der ein positiver/gewünschter Zustand oder ein negativer/unerwünschter Zustand sein könnte). Aus dem Erkennen des vorherigen Auftretens des Trends oder des Auftretens von Daten kann das Expertensystem 104 den Zustand vorhersagen. Das Expertensystem 104 kann auch aus den im Massendatengerät 102 gespeicherten Daten ermitteln, welche Prozessvariablen, Sensormesswerte usw. beim Erkennen, Vorhersagen, Verhindern oder Korrigieren einer abnormen Situation in der Prozessanlage 10 am wichtigsten sind. Das Expertensystem 104 kann zum Beispiel ermitteln, dass Kohlenwasserstoffe von einem Schornstein emittiert werden, und kann automatisch die Ursache für das Emittieren der Kohlenwasserstoffe ermitteln oder bewirken, dass Arbeitsaufgaben generiert werden (z. B. von der Überwachungsengine 106), um das Problem zu korrigieren, das das Emittieren der Kohlenwasserstoffe verursacht, oder bewirken, dass Arbeitsaufgaben generiert werden, um Geräte zu inspizieren oder einen Parameter zu beobachten/aufzuzeichnen, der nicht über das Netzwerk verfügbar ist. Als ein weiteres Beispiel kann das Expertensystem 104 ermitteln, dass ein Trend, der durch eine Reihe von vorangehenden Datenpunkten angezeigt wird, eine vorhergesagte abnorme Situation, ein vorhergesagtes Wartungsproblem, einen vorhergesagten Ausfall usw. anzeigt.
Wie unten im Detail beschrieben, kann die Überwachungsengine 106 mit dem Massendatengerät 102 oder dem Expertensystem 104 wechselwirken, um verschiedene Überwachungsaktivitäten durchzuführen oder zu ermöglichen. Die Überwachungsengine 106 kann beispielsweise Trends überwachen, die vom Expertensystem 104 identifiziert wurden, und Arbeitsaufgaben für Anlagenpersonal erstellen. Als ein weiteres Beispiel kann die Überwachungsengine 106 Kalibrierungszustände von Prozessanlagenressourcen überwachen und kann Arbeitsaufgaben für Anlagenpersonal erstellen. In Verbindung mit diesen Funktionen kann die Überwachungsengine 106 auch Personalzertifizierungen, Berechtigungen zum Zugriff auf Geräte während der Durchführung von geplanten Arbeitsaufgaben und eine Zeitgebung der Arbeitsaufgabenleistung verwalten. Die Überwachungsengine 106 kann mit den UI-Geräten 112 wechselwirken, um die Durchführung von Arbeitsaufgaben zuzuweisen und nachzuverfolgen, und nach dem Abschluss einer Arbeitsaufgabe nachzuforschen, um zu prüfen, dass der Zustand oder der Hinweis, der zur Erstellung der Arbeitsaufgabe (z. B. der identifizierte Trend, die abnorme Situation usw.) führte, behoben ist. Die Überwachungsengine 106 kann zum Beispiel vom Expertensystem 104 ermitteln, dass ein Wert fehlerhaft ist, und eine Arbeitsaufgabe erstellen. Die Überwachungsengine 106 kann später ermitteln, dass sich eine Wartungsperson, die ein UI-Gerät 112 trägt, in der Nähe des fehlerhaften Werts befindet, und verlangen, die Arbeitsaufgabe der Wartungsperson zuzuweisen, die die Arbeitsaufgabe über das UI-Gerät 112 akzeptieren kann. Die Überwachungsengine 106 kann prüfen, dass die Wartungsperson die richtigen Qualifikationen aufweist, um die Arbeitsaufgabe durchzuführen, und kann der Wartungsperson die notwendigen Berechtigungen bereitstellen, um die Arbeitsaufgabe durchzuführen. Zusätzlich kann die Überwachungsengine 106 Prozessleitaktivitäten neu planen, sodass die Arbeitsaufgabe abgeschlossen werden kann. Die Überwachungsengine 106 kann dem Personal vor oder während der Durchführung der Arbeitsaufgabe Standardarbeitsanweisungen, Handbücher und sonstige Dokumentation bereitstellen. Dies sind nur wenige Beispiele der Überwachungsengine 106, die unten weiter erläutert wird.
Die drahtlosen Feldgeräte 40-46 kommunizieren in einem drahtlosen Netzwerk 70 unter Verwendung eines drahtlosen Protokolls, wie dem Wireless-HART^®-Protokoll. In bestimmten Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 fähig sein, unter Verwendung des drahtlosen Netzwerks 70 mit den drahtlosen Feldgeräten 40-46 zu kommunizieren. Derartige drahtlose Feldgeräte 40-46 können direkt mit einem oder mehreren Knoten des Prozessleitnetzwerks 100 kommunizieren, die ebenfalls ausgelegt sind, drahtlos zu kommunizieren (unter Verwendung des drahtlosen Protokolls, zum Beispiel). Um mit einem oder mehreren anderen Knoten zu kommunizieren, die nicht ausgelegt sind, drahtlos zu kommunizieren, können die drahtlosen Feldgeräte 40-46 ein drahtloses Gateway 35 einsetzen, das mit dem Basisnetz 105 verbunden ist. Natürlich könnten die Feldgeräte 15-23 und 40-46 (einem) beliebigen anderen gewünschten Standard(s) oder Protokollen entsprechen, wie beliebigen verdrahteten oder drahtlosen Protokollen, einschließlich anderer Standards oder Protokolle, die in Zukunft entwickelt werden.
Das drahtlose Gateway 35 kann Zugriff auf verschiedene drahtlose Geräte 40-58 eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 70 bieten. Insbesondere bietet das drahtlose Gateway 35 eine kommunikative Kopplung zwischen den drahtlosen Geräten 40-58 und anderen Knoten des Prozessleitnetzwerks 100 (einschließlich des Controllers 11). Das drahtlose Gateway 35 bietet eine kommunikative Kopplung, in einigen Fällen, durch die Leitung, Pufferung und Zeitgebungsdienste an niedrigere Schichten der verdrahteten und drahtlosen Protokollstapel (z. B. eine Adressumwandlung, Leitung, Paketsegmentierung, Priorisierung usw.) während des Tunnelns von (einer) gemeinsam genutzten Schicht bzw. Schichten der verdrahteten und drahtlosen Protokollstapel. In anderen Fällen kann das drahtlose Gateway 35 Befehle zwischen verdrahteten und drahtlosen Protokollen übersetzen, die keine Protokollschichten gemeinsam nutzen. Zusätzlich zu einer Protokoll- und Befehlsumwandlung kann das drahtlose Gateway 35 eine synchronisierte Taktung bereitstellen, die von Zeitschlitzen und Überrahmen (Gruppen von Kommunikationszeitschlitzen, die zeitlich gleichmäßig beabstandet sind) eines Planungsschemas verwendet werden, das mit dem im drahtlosen Netzwerk 70 implementierten drahtlosen Protokoll assoziiert ist. Ferner kann das drahtlose Gateway 35 Netzwerkverwaltungs- und administrative Funktionen für das drahtlose Netzwerk 70 bereitstellen, wie zum Beispiel Ressourcenverwaltung, Leistungsanpassungen, Netzwerkfehlerausgleich, Überwachen von Verkehr, Sicherheit und dergleichen.
Ähnlich wie die verdrahteten Feldgeräte 15-23 können die drahtlosen Feldgeräte 40-46 des drahtlosen Netzwerks 70 physische Steuerfunktionen innerhalb der Prozessanlage 10 durchführen, z. B. Öffnen oder Schließen von Ventilen oder Vornehmen von Messungen von Prozessparametern. Die drahtlosen Feldgeräte 40-46 können gleichermaßen Einzelvariablen-Feldgeräte oder Mehrvariablen-Feldgeräte sein. Die drahtlosen Feldgeräte 40-46 sind jedoch ausgelegt, unter Verwendung des drahtlosen Protokolls des Netzwerks 70 zu kommunizieren. Als solche sind die drahtlosen Feldgeräte 40-46, das drahtlose Gateway und andere drahtlose Knoten 52-58 des drahtlosen Netzwerks 70 Erzeuger und Verbraucher von drahtlosen Kommunikationspaketen.
In einigen Szenarien kann das drahtlose Netzwerk 70 nicht drahtlose Geräte enthalten. Ein Feldgerät 48 von 1A kann zum Beispiel ein veraltetes 4-20-mA-Gerät sein und ein Feldgerät 50 kann ein herkömmliches verdrahtetes HART^®-Gerät sein. Um innerhalb des Netzwerks 30 zu kommunizieren, können die Feldgeräte 48 und 50 über einen drahtlosen Adapter (WA) 52a oder 52b mit dem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk 70 verbunden sein. Zusätzlich können die drahtlosen Adapter 52a, 52b andere Kommunikationsprotokolle wie Foundation^® Fieldbus, PROFIBUS, DeviceNet usw. unterstützen. Ferner kann das drahtlose Netzwerk 30 einen oder mehrere Netzwerkzugangspunkte 55a, 55b enthalten, die separate physische Geräte in verdrahteter Kommunikation mit dem drahtlosen Gateway 35 sein können, oder können mit dem drahtlosen Gateway 35 als ein integrales Gerät bereitgestellt werden. Das drahtlose Netzwerk 70 kann auch einen oder mehrere Router 58 enthalten, um Pakete von einem drahtlosen Gerät an ein anderes drahtloses Gerät innerhalb des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 30 weiterzuleiten. Die drahtlosen Geräte 32-46 und 52-58 können über drahtlose Verknüpfungen 60 des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 70 miteinander und mit dem drahtlosen Gateway 35 kommunizieren.
Dementsprechend enthält 1A mehrere Beispiele von Anbietergeräten, die hauptsächlich dazu dienen, um Netzwerkleitungsfunktionalität und Verwaltung für verschiedene Netzwerke des Prozessleitsystems bereitzustellen. Das drahtlose Netzwerk 35, die Zugangspunkte 55a, 55b und der Router 58 enthalten beispielsweise Funktionalität, um drahtlose Pakete im drahtlosen Kommunikationsnetzwerk 70 weiterzuleiten. Das drahtlose Gateway 35 führt eine Verkehrsverwaltung und administrative Funktionen für das drahtlose Netzwerk 70 durch und leitet Verkehr zu und von verdrahteten Netzwerken, die in kommunikativer Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk 70 stehen. Das drahtlose Netzwerk 70 kann ein drahtloses Prozessleitprotokoll einsetzen, das spezifisch Prozessleitnachrichten und Funktionen unterstützt, wie Wireless HART^®.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Prozessleitnetzwerk 100 andere Knoten enthalten, die mit dem Basisnetz 105 verbunden sind, die unter Verwendung anderer drahtloser Protokolle kommunizieren. Das Prozessleitnetzwerk 100 kann zum Beispiel einen oder mehrere drahtlose Zugangspunkte 72 enthalten, die andere drahtlose Protokolle, wie WiFi oder sonstige IEEE-802.11-konforme drahtlose lokale Netzwerkprotokolle, mobile Kommunikationsprotokolle wie WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), LTE (Long Term Evolution) oder andere ITU-R-kompatible (International Telecommunication Union Radiocommunication Sector) Protokolle, Kurzwellenlängenfunkkommunikationen wie Nahfeldkommunikation (NFC) und Bluetooth oder andere drahtlose Kommunikationsprotokolle einsetzen. Üblicherweise ermöglichen derartige drahtlose Zugangspunkte 72 in der Hand gehaltenen oder anderen tragbaren Rechengeräten, über ein jeweiliges drahtloses Netzwerk zu kommunizieren, das vom drahtlosen Netzwerk 70 verschieden ist und das ein anderes drahtloses Protokoll als das drahtlose Netzwerk 70 unterstützt. In einigen Ausführungsformen kommuniziert das UI-Gerät 112 unter Verwendung eines drahtlosen Zugangspunkts 72 über das Prozessleitnetzwerk 100. In einigen Szenarien können zusätzlich zu tragbaren Rechengeräten auch eine oder mehrere Prozessleitgeräte (z. B. der Controller 11, die Feldgeräte 15-23 oder die drahtlosen Geräte 35, 40-58) unter Verwendung des von den Zugangspunkten 72 unterstützten drahtlosen Netzwerks kommunizieren.
Zusätzlich oder alternativ können die Anbietergeräte ein oder mehrere externe Systemgateways 78 zu Systemen enthalten, die zur unmittelbaren Prozessanlage 10 extern sind. In derartigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 verwendet werden, um die externen Systeme zu steuern bzw. regeln, zu überwachen oder anderweitig mit ihnen zu kommunizieren. Üblicherweise sind derartige Systeme Verbraucher oder Lieferanten von von der Prozessanlage 10 generierten, verwendeten oder geänderten Informationen. Ein externer Systemgatewayknoten 78 kann zum Beispiel die Prozessanlage 10 (die ihr eigenes jeweiliges Prozessleitdaten-Basisnetz 105 aufweist) kommunikativ mit einer anderen Prozessanlage verbinden, die ihr eigenes jeweiliges Basisnetz aufweist. In einem anderen Beispiel kann der externe Systemgatewayknoten 78 die Prozessanlage 10 kommunikativ mit einer veralteten Prozessanlage verbinden, die kein Prozessleitnetzwerk 100 oder Basisnetz 105 enthält. In diesem Beispiel kann der externe Systemgatewayknoten 78 Nachrichten zwischen einem Protokoll, das vom Prozessleit-Massendatenbasisnetz 105 der Anlage 10 eingesetzt wird, und einem anderen Protokoll, das vom veralteten System verwendet wird (z. B. Ethernet, Profibus, Fieldbus, DeviceNet usw.), umwandeln oder übersetzen. In einem derartigen Beispiel kann das UI-Gerät 112 verwendet werden, um mit Systemen oder Netzwerken in der veralteten Prozessanlage oder der Prozessanlage nach dem Stand der Technik zu steuern bzw. regeln, zu überwachen oder anderweitig mit ihnen zu kommunizieren.
Die Anbietergeräte können einen oder mehrere externe Systemgatewayknoten 78 enthalten, um das Prozessleitnetzwerk 100 kommunikativ mit dem Netzwerk eines externen öffentlichen oder privaten System zu verbinden, wie eines Laborsystems (z. B. eines Labor-Informations- und Management-Systems oder LIMS), einer Personalrundendatenbank, eines Materialhandhabungssystems, eines Wartungsverwaltungssystems, eines Produktbestandssteuersystems, eines Fertigungsplanungssystems, eines Wetterdatensystems, eines Versand- und Handhabungssystems, eines Verpackungssystems, des Internets, eines Prozessleitsystems eines anderen Anbieters oder anderer externer Systeme. Die externen Systemgatewayknoten 78 können zum Beispiel eine Kommunikation zwischen dem Prozessleitsystem und Personal außerhalb der Prozessanlage (z. B. Personal zu Hause) ermöglichen. In einer derartigen Instanz kann eine Bedienperson oder ein Wartungstechniker das UI-Gerät 112 von seinem oder ihrem Heim verwenden, die das Basisnetz 105 über ein Heimnetzwerk (nicht gezeigt), das Internet und das Gateway 78 verbindet. In einer anderen Instanz kann eine Bedienperson oder ein Wartungstechniker das UI-Gerät 112 von einem beliebigen Standort verwenden, die das Basisnetz 105 über ein mobiles Telefonnetz (nicht gezeigt), das Internet und das Gateway 78 verbindet. Die Gatewayknoten 78 können auch eine Kommunikation zwischen Anlagenpersonal in der Prozessanlage und Entitäten oder Personen außerhalb der Prozessanlage ermöglichen. Ein Techniker, der zum Beispiel eine Wartung an einer Prozessleitvorrichtung in der Prozessanlage durchführt, kann von seinem UI-Gerät 112 mit einem Kundendienstvertreter vom Hersteller der Prozessleitvorrichtung kommunizieren. In noch einem weiteren Beispiel kann die Überwachungsengine 106 das Wetter überwachen, eingehende Versorgungslieferungen nachverfolgen, finanzielle Daten (z. B. Warenterminhandel) und dergleichen nachverfolgen, um der Überwachungsengine 106 beim Planen von Arbeitsaufgaben, Verwaltung von Fertigungsplänen usw. zu helfen. Natürlich können alle Verbindungen, die über das Gateway 78 (oder zwischen zwei beliebigen Geräten) gebildet werden, gesicherte Verbindungen (z. B. verschlüsselte Verbindungen, verschlüsselte Verbindungen usw.) sein.
Zusätzlich oder alternativ können die einen oder mehreren externen Systemgateways 78 kommunikativ an Prozessanlagensystemen anbinden, die zur Prozessanlage 10 extern sind. In derartigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 verwendet werden, um die externen Systeme zu steuern bzw. regeln, zu überwachen oder anderweitig mit ihnen zu kommunizieren. Üblicherweise sind derartige Systeme Verbraucher oder Lieferanten von von der Prozessanlage 10 generierten, verwendeten oder geänderten Informationen. Ein Gatewayknoten 78 kann zum Beispiel die Prozessanlage 10 (die ihr eigenes jeweiliges Prozessleitdaten-Basisnetz 105 aufweist) kommunikativ mit einer anderen Prozessanlage verbinden, die ihr eigenes jeweiliges Basisnetz aufweist. In einem anderen Beispiel kann der Gatewayknoten 78 die Prozessanlage 10 kommunikativ mit einer veralteten Prozessanlage verbinden, die kein Prozessleitnetzwerk 100 oder Basisnetz 105 enthält. In diesem Beispiel kann der Gatewayknoten 78 Nachrichten zwischen einem Protokoll, das vom Prozessleit-Massendatenbasisnetz 105 der Anlage 10 eingesetzt wird, und einem anderen Protokoll, das vom veralteten System verwendet wird (z. B. Ethernet, Profibus, Fieldbus, DeviceNet usw.), umwandeln oder übersetzen. In einem derartigen Beispiel kann das UI-Gerät 112 verwendet werden, um mit Systemen oder Netzwerken in der veralteten Prozessanlage oder der Prozessanlage nach dem Stand der Technik zu steuern bzw. regeln, zu überwachen oder anderweitig mit ihnen zu kommunizieren.
Obwohl 1A einen einzigen Controller 11 mit einer kleinen Anzahl von Feldgeräten 15-23 und 40-50 veranschaulicht, ist dies nur eine illustrative und nicht einschränkende Ausführungsform. Eine beliebige Anzahl von Controllern 11 kann in den Geräten des Prozessleitsystems 100 enthalten sein und beliebige der Controller 11 können mit einer beliebigen Anzahl von verdrahteten oder drahtlosen Feldgeräten 15-23, 40-50 kommunizieren, um einen Prozess in der Anlage 10 zu steuern bzw. regeln. Ferner kann die Prozessanlage 10 auch eine beliebige Anzahl von drahtlosen Gateways 35, Routern 58, Zugangspunkten 55, drahtlosen Prozessleitkommunikationsnetzwerken 70, Zugangspunkten 72 oder Gateways 78 enthalten.
1B ist ein Blockdiagramm eines Abschnitts des Prozessleitnetzwerks 100, das in einem Prozessleitsystem der Prozessanlage 10 arbeitet, und veranschaulicht insbesondere den Betrieb eines beispielhaften Controllers 11. Wie gezeigt ist der Controller 11 kommunikativ über das Basisnetz 105 mit dem Benutzerschnittstellengerät 112 verbunden. Der Controller 11 ist weiter mit Prozessleitgeräten oder Feldgeräten 20, 22 und 23 sowie der Steuer- bzw. Regelvorrichtung 24 verbunden. Insbesondere ist der Controller 11 über die Steuereinrichtung 24 mit den Feldgeräten 22 und 23 verbunden. Zusätzliche Kommunikationsverbindungen oder Komponenten in der E/A-Architektur (nicht gezeigt) können ferner in verschiedenen Ausführungsformen enthalten sein.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Controller 11 ausgelegt, um ein Steuer- bzw. Regelmodul 34 auszuführen, um Eingabedaten vom Feldgerät 20 zu empfangen und Steuerdaten über die Steuereinrichtung 24 an die Feldgeräte 22 und 23 auszugeben. Das Steuer- bzw. Regelmodul 34 kann ein beliebiger Typ von Steuer- bzw. Regelmodul sein, das beim Betrieb der Prozessanlage 10 verwendet wird, wie ein PID-Controller. Der Klarheit halber ist nur ein Steuer- bzw. Regelmodul 34 gezeigt, aber Prozessanlagencontroller enthalten üblicherweise eine Vielzahl von Steuer- bzw. Regelmodulen. Derartige Steuer- bzw. Regelmodule können als Hardwaremodule, Softwaremodule oder eine Kombination davon implementiert sein. Das Steuer- bzw. Regelmodul 34 kann eine beliebige Anzahl von Eingängen (IN) und Ausgängen (OUT) enthalten, die jeweils auf eine Datenquelle als eine Eingabe oder eine Komponente als eine Ausgabe Bezug nehmen können. Eingänge oder Ausgänge können gleichermaßen auf andere Steuer- bzw. Regelmodule Bezug nehmen, um zu ermöglichen, dass komplexere Steuermodelle als eine Kombination von einfacheren Steuer- bzw. Regelmodulen konfiguriert werden. Das beispielhafte Steuer- bzw. Regelmodul 34 empfängt Eingaben vom Feldgerät 20 und eine Bezugskonstante 37.
Das Feldgerät 20 generiert einen oder mehrere Prozessvariablenparameterwerte als Ausgaben, abhängig vom Typ und der Konfiguration des Feldgeräts 20. Das Feldgerät 20 kann ein Einzelvariablengerät, das eine Ausgangsvariable generiert, oder ein Mehrvariablengerät sein, das mehrere Ausgangsvariablen generiert. Während der Konfiguration des Steuer- bzw. Regelmoduls 34 wählt ein Steuertechniker eine Ausgangsvariable des Feldgeräts 20 als eine Eingabe in das Steuer- bzw. Regelmodul 34 aus. Ein Bezug auf eine Variable des Feldgeräts 20 kann als eine Datenquelle für den Eingang des Steuer- bzw. Regelmoduls 34 ausgewählt werden. Zur einfacheren Konfiguration kann die Ausgangsvariable durch ein Kennzeichen ausgewählt oder referenziert werden, das insbesondere das Feldgerät und/oder die Variable (die eine von mehreren, vom Feldgerät generierten Variablen sein kann) identifiziert, wie unten weiter besprochen wird. Die Bezugskonstante 37 ist ein gespeicherter Wert, der dauerhaft fixiert, vom Prozessanlagenbetreiber oder einem anderen Benutzer festgelegt oder vom Controller 11 oder einer anderen Recheneinrichtung innerhalb des Prozessleitnetzwerks 100 generiert sein kann. Zum Beispiel kann die Bezugskonstante 37 periodisch oder bei Eintreten eines Ereignisses (wie während der anfänglichen Einrichtung der Prozessanlage 10) durch die Massendatengeräte 102, das Expertensystem 104, die Überwachungsengine 106 oder den Server 150 festgelegt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Bezugskonstante 37 über das UI-Gerät 112 durch den Prozessanlagenbetreiber festgelegt werden oder aus der Datenbank 140 abgerufen werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Bezugskonstante 37 einen konstanten Datenwert, wie einen Sollwert für einen Prozesszustand enthalten.
Das beispielhafte Steuer- bzw. Regelmodul 34 verarbeitet die Eingabedaten, um eine Ausgabe an eines oder mehrere der Feldgeräte 22 oder 23 zu generieren. Die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 24 empfängt die Ausgabe vom Steuer- bzw. Regelmodul 34 und kommuniziert weiter mit den Feldgeräten 22 und 23 und steuert bzw. regelt diese, die veraltete Feldgeräte oder andere Feldgeräte sein können, die nicht fähig sind, direkt mit dem Controller 11 zu kommunizieren. In einigen Ausführungsformen können Schattenblöcke (nicht gezeigt) verwendet werden, um einen Betrieb der Funktionsblöcke der Feldgeräte 20, 22 und 23 innerhalb des Controllers 11 zu imitieren. Derartige Schattenblöcke isolieren das Steuer- bzw. Regelmodul 34 von der Notwendigkeit, über die E/A-Architektur Kommunikationen mit den Feldgeräten 20, 22 und 23 einzurichten und beizubehalten.
Obwohl 1B einen beispielhaften Controller 11 veranschaulicht, die ein einziges Steuer- bzw. Regelmodul 34 implementiert, ist dies nur eine illustrative und nicht einschränkende Ausführungsform. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine beliebige Anzahl von Steuer- bzw. Regelmodulen 34 mit einer beliebigen Anzahl von Eingängen und Ausgängen verwendet werden. Gleichermaßen kann eine beliebige Anzahl von Feldgeräten (entweder direkt oder indirekt) mit dem Controller 11 verbunden sein. Zusätzlich ist die vorliegende Beschreibung im Geltungsbereich nicht auf die in Bezug auf 1A beschriebene Prozessanlage beschränkt und kann für andere Steuer-, Überwachungs- und Sicherheitssysteme und dergleichen gelten. Während die vorliegende Beschreibung Ausführungsformen in Bezug auf die Prozessanlage 10 beschreibt, dient dieser Gebrauch nur der Zweckmäßigkeit halber und soll nicht einschränkend sein.
Konfiguration des Prozessleitsystems
Bestehende Prozessleitsysteme sind konstruiert, um einen öffentlichen Parameter für jedes Feldgerät zu handhaben, was für Feldgeräte hinreichend war, die nur einzelne Variablen innerhalb einer Prozessanlage gemessen haben. Mit der Entwicklung von Mehrvariablen-Feldgeräten (wie intelligenten Feldgeräten) müssen Prozessleitsysteme nun häufig mehrere Parameter vom gleichen Feldgerät handhaben. Um mit bestehenden Steuerroutinen und Erwartungen von Bedienpersonen kompatibel zu bleiben, ist es jedoch wünschenswert, dass Prozessleitsysteme weiterhin einen primären Parameter für jedes Mehrvariablen-Feldgerät (z. B. HART_FIELD_VAL), zusammen mit den zusätzlichen nachfolgenden Parametern (z. B. HART_SV, HART_TV oder HART_FV) erkennen. Zusätzlich vereinfachen bestehende Systeme die Bezugnahme auf primäre Parameter von Geräten unter Verwendung von Kennzeichen, die den primären Parameter durch einen eindeutigen Namen repräsentieren, der auf die Art des Parameters hinweist (z. B. weist PT-101 auf einen Druckgeber hin, der einen primären Parametertyp von DRUCK aufweist). Derartige Kennzeichen sind beim Konfigurieren, Modifizieren, der Problembehandlung und beim Betrieb der Steuerprozesssysteme nützlich, die Tausende von Bezügen auf Feldgeräteparameter enthalten können. Bestehende Prozessleitsysteme sind auf die Verwendung derartiger Kennzeichen für Variablen begrenzt, die als öffentliche Parameter dargelegt sind, und die öffentlichen Parameter sind auf die primären Parameter der Feldgeräte begrenzt. Deshalb können die sekundären Parameter und andere nachfolgende Parameter von Mehrvariablengeräten in bestehenden Prozessleitsystemen nicht gekennzeichnet werden, da sie in bestehenden Prozessleitsystemen nicht als öffentliche Parameter dargelegt werden können. Die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme lösen dieses Problem der Vereinfachung der Konfiguration von Bezugnahmen auf nachfolgende Parameter von Mehrvariablengeräten innerhalb eines Prozessleitsystems durch Darlegen der nachfolgenden Parameter als öffentliche Parameter, insbesondere durch Generieren neuer virtueller Geräteobjekte für die nachfolgenden Parameter.
In besonders vorteilhaften Ausführungsformen werden die virtuellen Geräteobjekte als untergeordnete Geräteobjekte der mit dem primären Parameter des Mehrvariablengeräts assoziierten Geräteobjekte erstellt. Deshalb repräsentiert das übergeordnete Geräteobjekt das physische Mehrvariablengerät, während die untergeordneten Geräteobjekte mit dem physischen Mehrvariablengerät durch ihre Assoziation mit dem übergeordneten Geräteobjekt assoziiert sind. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen ermöglichen diese Verfahren und Systeme einem Systembetreiber ferner, zu identifizieren, ob ein Geräteobjekt, das mit einem Parameter assoziiert ist, ein physisches Gerät oder ein virtuelles Gerät repräsentiert, das aus einem nachfolgenden Parameter eines physischen Geräts erstellt wurde. Eine derartige Unterscheidung zwischen physischen und virtuellen Geräten ist während der Wartung und Problembehandlung wichtig, wobei eine Bedienperson möglicherweise das physische Gerät innerhalb der Prozessanlage orten muss. Durch Generieren der virtuellen Geräteobjekte als untergeordnete Geräteobjekte des übergeordneten Geräteobjekts ermöglichen die Systeme und Verfahren der Bedienperson (z. B. einem Techniker oder Steuersystemingenieur), eine Verwechslung in Bezug auf das physische Gerät innerhalb der Prozessanlage zu vermeiden, falls der Bedarf entsteht, auf das physische Gerät zuzugreifen oder dieses auszutauschen.
2-4 veranschaulichen alternative Darstellungen von Abschnitten des Prozessleitnetzwerks 100 des Prozessleitsystems der Prozessanlage 10, um den Prozess und die Wirkung des Generierens von virtuellen Geräteobjekten zu veranschaulichen, um Parameter von Mehrvariablen-Feldgeräten zu repräsentieren. 2 veranschaulicht einen Abschnitt des Prozessleitnetzwerks 100 mit einem Einzelvariablen-Feldgeräteobjekt, einem Mehrvariablen-Feldgeräteobjekt mit sowohl primären als auch nachfolgenden Parametern, die als öffentliche Parameter dargelegt sind, und einem Controller. 4 veranschaulicht den gleichen Abschnitt des Prozessleitnetzwerks 100, aber das Mehrvariablen-Feldgerät ist durch ein übergeordnetes Feldgeräteobjekt und ein untergeordnetes Feldgeräteobjekt des übergeordneten Geräteobjekts repräsentiert. 3 veranschaulicht die Umwandlung des Mehrvariablen-Feldgeräteobjekts in das übergeordnete Feldgeräteobjekt und das untergeordnete Feldgeräteobjekt. Eine derartige Umwandlung involviert ein Generieren eines neuen Geräteobjekts (das untergeordnete Feldgeräteobjekt) unter Verwendung eines nachfolgenden Parameters des Mehrvariablen-Feldgeräteobjekts als den primären Parameter des neuen Geräteobjekts. Dem neuen Geräteobjekt kann innerhalb des Prozessleitsystems innerhalb des gleichen Namensraums wie das übergeordnete Geräteobjekt separat ein Gerätekennzeichen zugewiesen werden, was ermöglicht, dass während einer Konfiguration oder Modifikation des Prozessleitsystems leicht auf das neue Geräteobjekt Bezug genommen wird.
2 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuer- bzw. Regelschaltkreises 200 des Prozessleitsystems, das ein Abschnitt des Prozessleitnetzwerks 100 sein kann. Der beispielhafte Steuer- bzw. Regelschaltkreis 200 enthält ein Mehrvariablen-Feldgerät PT-101 und ein Einzelvariablen-Feldgerät FT-101, von denen jedes in den oben beschriebenen Feldgeräten 15-23 und 40-50 enthalten sein kann. Das Einzelvariablen-Feldgerät FT-101 erzeugt Ausgabedaten für einen Parameter (FLUSS), der der einzige öffentliche Parameter 202 des Einzelvariablen-Feldgeräts FT-101 ist. Der FLUSS-Parameter ist auch durch den privaten Namen des primären Parameters des Geräts identifiziert (HART_FIELD VAL). Das Kennzeichen des Einzelvariablen-Feldgeräts FT-101 zeigt an, dass es Daten generiert, die eine Flussvariable anzeigen (z. B. einen Durchfluss innerhalb der Leitungen der Prozessanlage 10). Das Mehrvariablen-Feldgerät PT-101 erzeugt Ausgabedaten für drei öffentliche Parameter 204 (DRUCK, DRUCK_PZT und TEMPERATUR) in Bezug auf zwei Arten von gemessenen Variablen (Druck und Temperatur). Das Kennzeichen des Mehrvariablen-Feldgeräts PT-101 zeigt an, dass der primäre Parameter (DRUCK) des Geräts mit Druckdaten assoziiert ist. Der primäre Parameter DRUCK ist ein öffentlicher Parameter, der durch den privaten Namen des primären Parameters des Geräts identifiziert wird (HART_FIELD_VAL). Der Parameter DRUCK_PZT drückt eine Druckmessung als einen Prozentsatz aus. Darüber hinaus erzeugt das Mehrvariablen-Feldgerät PT-101 Ausgabedaten für einen sekundären Parameter (TEMPERATUR) mit einem privaten Namen HART_SV. Obwohl der sekundäre Parameter (TEMPERATUR) eine Temperaturmessung ist, zeigt das Gerät PT-101 Ausgabedaten an, die mit Druckmessungen verbunden sind, und der private Name HART_SV weist nicht auf den Typ der Ausgabedaten hin. Deshalb wird ein anderes Mittel zum Identifizieren des sekundären Parameters als einen Typ von Temperaturvariablen benötigt.
Beide Feldgeräte PT-101 und FT-101 stellen einen Controller FIC-101, der der oben beschriebene Controller 11 sein kann, über Eingangsbezüge 206 Ausgabedaten bereit. Die Eingangsbezüge 206 können über Kennzeichen 208 auf den Parameter des Einzelvariablen-Feldgeräts FT-101 (FLUSS) und den primären Parameter des Mehrvariablen-Feldgeräts PT-101 (DRUCK) Bezug nehmen. Deshalb kann durch die Kennzeichen FT-101/FLUSS bzw. PT-101/DRUCK auf die Parameter FLUSS von FT-101 bzw. DRUCK von PT-101 Bezug genommen werden. Im Gegensatz dazu kann derart nicht auf den nachfolgenden Parameter TEMPERATUR des Mehrvariablen-Feldgeräts PT-101 Bezug genommen werden, ohne ein neues virtuelles Geräteobjekt zu generieren, um die Parameter zu repräsentieren (z. B. TI-101 mit einem primären Parameter TEMPERATUR). Andernfalls tritt ein Typenkonflikt zwischen dem Gerätekennzeichen PT-101 (das auf Druck hinweist) und dem nachfolgenden Parameter TEMPERATUR ein. Ein derartiger Konflikt kann problematisch sein, da das Prozessleitsystem den Gerätetyp verwenden kann, um Informationen über eine Interpretation der empfangenen Daten zu ermitteln, was zu falsch formatierten oder falsch interpretierten Daten führen kann, wenn ein Konflikt eintritt. Deshalb wird stattdessen auf den Eingangsbezug 206 für den TEMPERATUR-Parameter von PT-101 durch seinen vollständigen Pfad zur sekundären Variable HART_SV von PT-101 oder durch den Pfad zur öffentlichen sekundären Variable TEMPERATUR von PT-101 Bezug genommen. Der Parameter DRUCK_PZT wird in der veranschaulichten Ausführungsform nicht als eine Eingabe in den Controller FIC-101 verwendet.
Die von den Feldgeräten PT-101 und FT-101 erzeugten Ausgabedaten werden so vom Controller FIC-101 als Eingabedaten empfangen. Der Controller FIC-101 verwendet derartige Eingabedaten, um Steuerfunktionen durch eine Vielzahl von Steuerblöcken 210 und 212 durchzuführen. In der veranschaulichten Ausführungsform verwendet der Controller FIC-101 einen zusammengesetzten Block 210 (PTCOMP), um die Flusseingabe (FLUSS) auf Grundlage von Druck (DRUCK) und Temperatur (TEMPERATUR) zu kompensieren. Der kompensierte Fluss wird vom zusammengesetzten Block 210 ausgegeben und vom Steuerblock 212 als eine Eingabe in ein PID-Steuerlogikmodul empfangen, wobei dessen Ausgabe weiter verwendet werden kann, um einen Prozess innerhalb der Prozessanlage 10 zu steuern bzw. regeln.
Obwohl die Konfiguration wie in 2 gezeigt ausreicht, um den Abschnitt des Prozessleitsystems unter den meisten Szenarien zu betreiben, ist die veranschaulichte Konfiguration dennoch etwas schwierig zu konfigurieren oder zu modifizieren. Um auf den nachfolgenden Parameter (TEMPERATUR) des Mehrvariablen-Feldgeräts PT-101 Bezug zu nehmen, muss der Controller FIC-101 auf den vollständigen Pfad zur Variable innerhalb des Feldgeräts Bezug nehmen und muss ferner Anweisungen enthalten, die den Typ der von der Variable erwarteten Ausgabe angeben. Während der primäre Parameter (DRUCK) des Mehrvariablen-Feldgeräts PT-101 durch das Prozessleitsystem als Eigenschaften aufweisend verstanden werden kann, die mit Druckmessungen assoziiert sind, trägt die sekundäre Variable HART_SV keine derartigen Informationen in Bezug auf einen erwarteten Datentyp. Deshalb muss der Steuersystemtechniker auch den Datentyp für die HART_SV-Variable (TEMPERATUR) angeben. Um diese Probleme zu beheben, kann das Mehrvariablen-Feldgerät PT-101 innerhalb des Prozessleitsystems als eine Vielzahl von Geräteobjekten repräsentiert werden.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm des Betriebs eines Umwandlungsprozesses 300 zum Erzeugen einer Vielzahl von Geräteobjekten PT-101 und TI-101 aus einem Mehrvariablen-Feldgeräteobjekt PT-101 innerhalb des Prozessleitsystems. Das Mehrvariablen-Feldgerät PT-101 ist das gleiche Mehrvariablen-Feldgerät PT-101, das oben in Bezug auf 2 besprochen wurde, und weist die gleichen öffentlichen Parameter 204 auf. In 3 wird das Mehrvariablen-Feldgeräteobjekt PT-101 verwendet, um ein neues Geräteobjekt TI-101 als ein virtuelles Geräteobjekt zu generieren, das den nachfolgenden Parameter TEMPERATUR des Mehrvariablen-Feldgeräts PT-101 als den primären Parameter des virtuellen Feldgeräts TI-101 repräsentiert. Dieses neue Geräteobjekt TI-101 wird als ein untergeordnetes Geräteobjekt des übergeordneten Geräteobjekts PT-101 generiert. Darüber hinaus wird das übergeordnete Geräteobjekt PT-101 modifiziert, um den sekundären Parameter TEMPERATUR zu verbergen, wodurch eine Verwechslung vermieden wird. Deshalb legt das modifizierte übergeordnete Geräteobjekt PT-101 nur DRUCK und DRUCK_PZT als seine öffentlichen Parameter 304 dar, während das neue untergeordnete Geräteobjekt TI-101 TEMPERATUR als seinen öffentlichen Parameter 302 darlegt.
Wie veranschaulicht, legt das neue Geräteobjekt TI-101 nur den TEMPERATUR-Parameter als einen öffentlichen Parameter 302 dar. Innerhalb des Prozessleitsystems wird deshalb der TEMPERATUR-Parameter als der primäre Parameter des virtuellen Geräteobjekts TI-101 anstatt als ein sekundärer Parameter des Geräteobjekts PT-101 identifiziert. Darüber hinaus zeigt das Gerätekennzeichen des neuen virtuellen Geräteobjekts (TI-101) ein Feldgerät an, das Temperaturmessungen als Ausgabedaten erzeugt. Im Gegensatz dazu zeigt das Gerätekennzeichen des Mehrvariablen-Feldgeräteobjekts (PT-101) ein Feldgerät an, das Druckmessungen als Ausgabedaten erzeugt. Deshalb sind sowohl das übergeordnete Geräteobjekt als auch das untergeordnete Geräteobjekt mit Gerätekennzeichen innerhalb des Prozessleitsystems assoziiert, die mit den primären Parametern der jeweiligen Geräteobjekte übereinstimmen, die entweder der primäre Parameter oder ein nachfolgender Parameter des Mehrvariablen-Feldgeräts sein können.
Das neue Geräteobjekt TI-101 wird als ein untergeordnetes Gerät mit einem eingeschränkten Satz von Parametern generiert (d. h. nur dem primären Parameter TEMPERATUR). Die Verbindung zwischen den übergeordneten und den untergeordneten Geräteobjekten ermöglicht einer Bedienperson des Prozessleitsystems, das mit beiden Geräteobjekten PT-101 und TI-101 assoziierte physische Geräte leicht zu identifizieren. Darüber hinaus wird die Konfiguration des Prozessleitsystems durch eine derartige Anordnung vereinfacht. Ein beliebiges untergeordnetes Geräteobjekt (z. B. TI-101) kann hinzugefügt, entfernt oder modifiziert werden, ohne das übergeordnete Geräteobjekt (z. B. PT-101) zu beeinflussen. Das Entfernen des übergeordneten Geräteobjekts entfernt jedoch die untergeordneten Geräteobjekte. Da das übergeordnete Geräteobjekt das physische Mehrvariablengerät repräsentiert, verbessert diese Asymmetrie zwischen Änderungen an den übergeordneten und untergeordneten Geräteobjekten die Konfiguration des Prozessleitsystems weiter. Beim Entfernen des Mehrvariablen-Feldgeräts von der Prozessanlage 10 kann ein Prozessleittechniker zum Beispiel alle Geräteobjekte entfernen, die mit dem Mehrvariablen-Feldgerät assoziiert sind, indem er einfach das übergeordnete Geräteobjekt PT-101 entfernt. In einigen Ausführungsformen kann das Modifizieren des übergeordneten Geräteobjekts automatisch alle untergeordneten Geräteobjekte modifizieren. Deshalb kann ein Prozessleittechniker das Prozessleitsystem neu konfigurieren, um Änderungen an der physischen Position des Mehrvariablen-Feldgeräts innerhalb der Prozessanlage 10 oder Änderungen im Kommunikationspfad oder Protokoll zu reflektieren, der bzw. das verwendet wird, um mit dem Mehrvariablen-Feldgerät durch einfaches Modifizieren des übergeordneten Geräteobjektes zu kommunizieren.
4 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuer- bzw. Regelschaltkreises 400 innerhalb des Prozessleitnetzwerks 100 unter Verwendung virtueller Geräteobjekte. Der beispielhafte Steuer- bzw. Regelschaltkreis 400 repräsentiert den beispielhaften Steuer- bzw. Regelschaltkreis 200, wie oben beschrieben, nach Umwandeln des Mehrvariablen-Feldgeräteobjekts PT-101 mit den Parametern 204 in sowohl das übergeordnete Geräteobjekt PT-101 mit den Parametern 304 und das untergeordnete Geräteobjekt TI-101 mit den Parametern 302. Da das untergeordnete Geräteobjekt TI-101 vom gleichen Typ wie der TEMPERATUR-Parameter ist, enthalten die Kennzeichen 408 ein Kennzeichen für TI-101/TEMPERATUR, ohne einen Typenkonflikt hervorzurufen. Deshalb vereinfacht die Verwendung von virtuellen Geräteobjekten, um nachfolgende Parameter des Mehrvariablen-Feldgeräts zu repräsentieren, die Konfiguration der Eingangsbezüge 206 durch Ermöglichen der Verwendung von Kennzeichen, wenn auf sowohl primäre Parameter als auch nachfolgende Parameter Bezug genommen wird. Darüber hinaus sind keine Änderungen an der Konfiguration oder dem Betrieb des Controllers FIC-101 notwendig, um diese Verbesserung zu erzielen.
5 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Geräteobjekt-Erzeugungsverfahrens 500 zum Erzeugen eines oder mehrerer untergeordneter Geräteobjekte aus einem übergeordneten Geräteobjekt, das ein Mehrvariablengerät innerhalb des Prozessleitsystems der Prozessanlage 10 repräsentiert. Das Verfahren 500 kann verwendet werden, um ein Mehrvariablen-Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems in eine Vielzahl von Geräteobjekten umzuwandeln, wie ein übergeordnetes Geräteobjekt und ein oder mehrere untergeordnete Geräteobjekte. Das Verfahren 500 kann auch verwendet werden, um neue untergeordnete Geräteobjekte aus einem übergeordneten Geräteobjekt zu generieren, das mit einem Mehrvariablen-Geräteobjekt assoziiert ist. Die Geräteobjekte können mit den Feldgeräten 15-23 und 40-50 assoziiert sein, wie dem oben beschriebenen Mehrvariablen-Geräteobjekt PT-101. In einigen Ausführungsformen können die Geräteobjekte gleichermaßen mit Parametern assoziiert sein, die von Steuerblöcken oder ähnlichen Routinen generiert sind, die innerhalb eines Feldgeräts 15-23 oder 40-50, einer Steuer- bzw. Regelvorrichtung 24 oder einem Controller 11 laufen.
Das Verfahren 500 beginnt mit der Identifikation des Mehrvariablen-Geräteobjekts (Block 502), wie zum Beispiel durch eine Benutzerauswahl des Geräts. In einigen Ausführungsformen kann dem Benutzer eine Liste mit Parametern des identifizierten Mehrvariablengeräts präsentiert werden (Block 504) und eine Auswahl eines Parameters aus einer derartigen Liste kann vom Benutzer empfangen werden (Block 506). Egal, ob durch eine derartige Benutzerauswahl oder anderweitig, ein Parameter des Mehrvariablengeräts wird zur Verwendung als ein primärer Parameter eines neuen Geräteobjekts identifiziert (Block 508). In einigen Ausführungsformen kann ein Kennzeichen für das neue Geräteobjekt auf Grundlage des Parameters oder einer Benutzereingabe identifiziert werden (Block 510). Das neue Geräteobjekt wird dann mit dem identifizierten Parameter als sein primärer Parameter generiert (Block 512), vorzugsweise als ein untergeordnetes Geräteobjekt des Mehrvariablen-Geräteobjekts. Das neue Geräteobjekt kann dann bei der Konfiguration des Prozessleitsystems verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Bezug auf das neue Geräteobjekt vom Benutzer empfangen werden (Block 514) und das Prozessleitsystem kann ausgelegt sein, um auf den Parameter des neuen Geräteobjekts auf Grundlage des Bezugs zuzugreifen (Block 516). Der Parameter des neuen Geräteobjekts kann zum Beispiel als eine Eingabe in einen Steuerblock eines Controllers 11 verwendet werden.
Das Verfahren 500 kann durch einen oder mehrere Computer implementiert werden, der mit der Prozessleitanlage 10 assoziiert ist, wie dem UI-Gerät 112 und dem Server 150 innerhalb des Prozessleitnetzwerks 100. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 500 auf einem oder mehreren Computern implementiert sein, der die Prozessanlage 10 nicht betreiben. Deshalb kann das Prozessleitsystem unter Verwendung anderer Computersysteme vor dem Einsatz in der Prozessanlage 10 konstruiert, konfiguriert und getestet werden. Nach Prüfung des richtigen Betriebs kann das konfigurierte Prozessleitsystemprogramm in einem nicht transitorischen computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden (z. B. einer nichtflüchtigen Arbeitsspeichervorrichtung wie einem Festplattenlaufwerk oder einer optischen Platte). Ein Teil oder die Gesamtheit des gespeicherten Prozessleitsystemprogramms kann dann in den Controller 11, das UI-Gerät 112, das Expertensystem 104 oder andere Komponenten des Prozessleitnetzwerks 100 heruntergeladen, installiert oder instanziiert werden, um das Prozessleitsystem innerhalb des Prozessleitnetzwerks 100 zu implementieren, um die Prozessanlage 10 zu betreiben.
Bei Block 502 identifiziert das Prozessleitsystem ein Mehrvariablen-Geräteobjekt, das ein Mehrvariablengerät innerhalb des Prozessleitnetzwerks 100 repräsentiert. Das Mehrvariablengerät kann ein Mehrvariablen-Feldgerät sein, das Ausgabedaten für eine Vielzahl von Ausgangsvariablen generiert, die mit Zuständen innerhalb der Prozessanlage 10 assoziiert sind, wie zum Beispiel ein intelligentes Feldgerät. In einigen Ausführungsformen kann das Mehrvariablen-Feldgerät einen oder mehrere Funktionsblöcke enthalten, die eine Analyse- oder Steuerlogik innerhalb des Mehrvariablen-Feldgeräts ausführen. Derartige Funktionsblöcke können berechnete Variablen generieren, die als Ausgangsvariablen des Mehrvariablen-Feldgeräts dargelegt werden können. In anderen Ausführungsformen kann das Mehrvariablengerät ein Controller 11 oder eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung 24 sein, oder es kann ein Funktionsblock, ein Modul oder eine andere Routine sein, die darauf läuft. Der Controller 11 oder die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 24 kann eine Vielzahl von Variablen generieren, berechnen oder aggregieren, die mit Zuständen innerhalb der Prozessanlage 10 assoziiert sind. Derartige Variablen können Berechnungen von Leistungskennzahlen (KPIs) enthalten, die auf die Leistung des Anlagenbetriebs hinweisen (z. B. Effizienz von Kraftstoffverbrauch oder Rohmaterialverbrauch, Anlagenausfallzeit oder Laufzeit oder ähnliche Leistungskennzahlen für einen Teil oder die Gesamtheit der Prozessanlage 10). Unabhängig davon, ob das Mehrvariablengerät ein Feldgerät 15-23 oder 40-50, eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung 24 oder ein Controller 11 ist, können die hierin beschriebenen Prozesse verwendet werden, um eine Vielzahl von Geräteobjekten aus einem Geräteobjekt zu generieren, das mit dem Mehrvariablengerät assoziiert ist.
Das Mehrvariablen-Geräteobjekt kann auf Grundlage einer Benutzerauswahl des Geräteobjekts oder einem anderen Indikator identifiziert werden, der mit dem Mehrvariablen-Geräteobjekt assoziiert ist. Der Benutzer kann zum Beispiel mit dem UI-Gerät 112 wechselwirken, um einen grafischen oder Textindikator des Mehrvariablengeräts innerhalb des Prozessleitsystems auszuwählen, wobei der Indikator selbst ein Objekt innerhalb dieses Prozessleitsystems sein kann, das einen Bezug auf ein Geräteobjekt enthält. Die Benutzerauswahl des Indikators kann deshalb verwendet werden, um das entsprechende Mehrvariablen-Geräteobjekt auf Grundlage des Bezugs zu identifizieren. Der Benutzer kann zum Beispiel eine Auswahl treffen, die auf das Mehrvariablen-Geräteobjekt hinweist, um ein untergeordnetes Geräteobjekt für einen nachfolgenden Parameter des Mehrvariablen-Geräteobjekts zu generieren, wenn eine Konfiguration des nachfolgenden Parameters für irgendeinen Zweck erforderlich ist. Alternativ kann das Mehrvariablen-Geräteobjekt automatisch vom Prozessleitsystem identifiziert werden. In einigen derartigen Ausführungsformen kann das Prozessleitsystem automatisch einen oder mehrere Mehrvariablen-Geräteobjekte innerhalb des Prozessleitsystems identifizieren. Die Mehrvariablen-Geräteobjekte können zum Beispiel identifiziert werden, wenn sie zum Prozessleitsystem oder zu einem Batchprozess hinzugefügt werden, um einige oder alle der Mehrvariablen-Geräteobjekte innerhalb des Prozessleitsystems zu identifizieren. Eine automatische Identifikation kann durch Identifizieren von Geräteobjekten erzielt werden, die sowohl primäre Parameter als auch nachfolgende Parameter aufweisen. Um ein Identifizieren von vorher konfigurierten übergeordneten Geräteobjekten zu vermeiden, die mit Mehrvariablengeräten assoziiert sind, kann das Prozessleitsystem nur Geräteobjekte identifizieren, die nachfolgende Parameter aufweisen, für die keine untergeordneten Geräteobjekte innerhalb des Prozessleitsystems existieren. Unabhängig davon, wie das Mehrvariablen-Geräteobjekt identifiziert wird, kann der Prozess 500 dann fortfahren, das Mehrvariablen-Geräteobjekt durch Identifizieren mindestens eines nachfolgenden Parameters und Generieren eines neuen Geräteobjekts für derartige identifizierte nachfolgende Parameter des Mehrvariablen-Geräteobjekts in eine Vielzahl von Geräteobjekten umwandeln.
Bei Block 504 und Block 506 kann das Prozessleitsystem in einigen Ausführungsformen dem Benutzer eine Liste von Parametern präsentieren und eine Auswahl vom Benutzer erhalten. Bei Block 504 kann eine Liste mit Parametern des Mehrvariablen-Feldgeräteobjekts generiert und dann dem Benutzer über ein UI-Gerät 112 präsentiert werden. Die Liste der Parameter kann durch Sammeln aller Parameter generiert werden, die im Mehrvariablen-Geräteobjekt konfiguriert sind, oder die Liste der Parameter kann durch das Prozessleitsystem durch Identifizieren aller verfügbaren Ausgangsvariablen des Mehrvariablengeräts generiert werden. Die Ausgangsvariablen des Mehrvariablengeräts können zum Beispiel durch eine Untersuchung von Informationen identifiziert werden, die innerhalb einer Gerätebeschreibungsdatei für das Gerät enthalten sind. Auf eine derartige Gerätebeschreibungsdatei kann von einer Datenbank des Prozessleitnetzwerks 100 oder von einem Gerätespeicher des Mehrvariablengeräts zugegriffen werden. Die Gerätebeschreibungsdatei kann verarbeitet werden, um die Ausgangsvariablen des Mehrvariablengeräts zu identifizieren, die dann in eine Liste als verfügbare Parameter des Mehrvariablen-Geräteobjekts gesammelt werden können. Eine derartige Liste mit Parametern kann in einigen Ausführungsformen den primären Parameter des Mehrvariablen-Geräteobjekts ausschließen, da der primäre Parameter des Mehrvariablengeräts als der primäre Parameter des übergeordneten Geräteobjekts verwendet wird. Sobald eine Liste eines oder mehrerer Parameter generiert wird, kann dem Benutzer die Liste über das UI-Gerät 112 präsentiert werden. Als Reaktion kann der Benutzer einen oder mehrere der Parameter aus der Liste auswählen und das Prozessleitsystem kann eine derartige Benutzerauswahl bei Block 506 empfangen. In einigen Ausführungsformen kann die Benutzerauswahl ferner einen Hinweis auf ein virtuelles Kennzeichen enthalten, das mit dem Parameter und dem neuen Geräteobjekt als eine Referenz innerhalb des Prozessleitsystems zu assoziieren ist.
Bei Block 508 identifiziert das Prozessleitsystem einen Parameter, der mit einer Ausgangsvariable des Mehrvariablengeräts assoziiert ist, für das ein neues Geräteobjekt zu generieren ist. Der identifizierte Parameter ist vorzugsweise ein nachfolgender Parameter des Mehrvariablen-Geräteobjekts. Der Parameter kann durch einen Benutzer des Prozessleitsystems identifiziert werden, wie durch eine Benutzerauswahl des Parameters aus einer Liste von Parametern, wie oben beschrieben. Alternativ kann der Parameter durch eine Benutzereingabe identifiziert werden, die den Parameter angibt, wie durch Bezugnahme auf einen privaten oder öffentlichen Parameternamen (z. B. TEMPERATUR oder HART_SV). In anderen Ausführungsformen kann der Parameter durch das Prozessleitsystem identifiziert werden. Das Prozessleitsystem kann zum Beispiel jeden der Parameter des Mehrvariablengeräts iterativ identifizieren, um neue Geräteobjekte zu generieren.
Bei Block 510 kann das Prozessleitsystem in einigen Ausführungsformen ein Kennzeichen ermitteln, das mit dem neuen Geräteobjekt und dem Parameter zu assoziieren ist. Das Kennzeichen kann ein virtuelles Kennzeichen innerhalb des Prozessleitsystems sein, um das neue Geräteobjekt zu identifizieren. Wie oben angemerkt, kann die Benutzerauswahl des Parameters einen Hinweis auf das Kennzeichen vom Benutzer enthalten. Alternativ kann der Benutzer das Kennzeichen separat angeben oder das Kennzeichen kann automatisch ermittelt werden. Das Kennzeichen kann auf Grundlage einer Benutzereingabe oder -auswahl ermittelt werden, oder ein Standardkennzeichen für den Typ von Parameter kann vom Prozessleitsystem generiert werden (z. B. die nächste verfügbare Nummer eines Gerätekennzeichens für einen Parametertyp). Ein derartiges Kennzeichen kann als eine Referenz für das neue Geräteobjekt und/oder den identifizierten Parameter verwendet werden, der mit dem neuen Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems assoziiert ist.
Bei Block 512 generiert das Prozessleitsystem ein neues Geräteobjekt für den identifizierten Parameter. Das neue Geräteobjekt wird als ein Objekt innerhalb des Prozessleitsystems mit dem identifizierten Parameter als den primären Parameter des neuen Geräteobjekts generiert, was der einzige öffentliche Parameter des neuen Geräteobjekts sein kann. Das neue Geräteobjekt kann den identifizierten Parameter als seinen einzigen Parameter enthalten, ohne Zugriff auf die anderen Parameter des Mehrvariablengeräts. Deshalb kann das neue Geräteobjekt mit nur einem primären Parameter (d. h. dem identifizierten nachfolgenden Parameter des Mehrvariablen-Geräteobjekts) und keinen nachfolgenden Parametern generiert werden. In einigen Ausführungsformen kann das neue Geräteobjekt nichtsdestotrotz einen Skalierungsfaktor oder andere Informationen enthalten, die mit dem identifizierten Parameter assoziiert sind. Zusätzlich kann das neue Geräteobjekt mit einem virtuellen Kennzeichen innerhalb des Prozessleitsystems assoziiert sein, das einen Pfad innerhalb des Prozessleitnetzwerks 100 zum neuen Geräteobjekt und/oder zum primären Parameter des neuen Geräteobjekts repräsentieren kann. Das virtuelle Kennzeichen kann ein eindeutiges virtuelles Kennzeichen innerhalb des Prozessleitsystems sein, innerhalb des gleichen Namensraums wie das Kennzeichen für das übergeordnete Mehrvariablen-Geräteobjekt. In weiteren Ausführungsformen kann das Generieren des neuen Geräteobjekts ein Zugreifen auf eine Objektbibliothek des Prozessleitsystems enthalten, um eine Klasse von Geräteobjekten auszuwählen. Eine Instanz der ausgewählten Klasse von Geräteobjekten kann dann mit Informationen maßgeschneidert werden, die mit dem identifizierten Parameter assoziiert sind, ein eindeutiges virtuelles Kennzeichen kann der Instanz zugewiesen werden und dies mit dem Mehrvariablen-Geräteobjekt verknüpft werden, um das neue Geräteobjekt zu generieren.
In bevorzugten Ausführungsformen wird das neue Geräteobjekt als ein untergeordnetes Geräteobjekt des Mehrvariablen-Geräteobjekts generiert, wobei das Mehrvariablen-Geräteobjekt das übergeordnete Geräteobjekt zum neuen Geräteobjekt wird. Eine derartige Konfiguration ist oben in 3 veranschaulicht, in der das neue Geräteobjekt TI-101 als ein untergeordnetes Geräteobjekt des übergeordneten Geräteobjekts PT-101 generiert wird. Wie ebenfalls in 3 oben illustriert, kann das Mehrvariablen-Geräteobjekt als das übergeordnete Geräteobjekt modifiziert werden, um den mit dem untergeordneten Geräteobjekt assoziierten nachfolgenden Parameter zu verdecken (d. h. TEMPERATUR). Durch das Generieren des neuen Geräteobjekts als ein untergeordnetes Geräteobjekt des übergeordneten Geräteobjekts ist das neue Geräteobjekt mit dem Mehrvariablengerät in der Prozessanlage 10 verknüpft, das eindeutig durch das übergeordnete Geräteobjekt repräsentiert wird.
Nach dem Generieren kann das neue Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems auf die gleiche Weise wie ein beliebiges anderes Geräteobjekt referenziert und verwendet werden. Die Blöcke 514 und 516 veranschaulichen ferner ein Konfigurieren des Prozessleitsystems, um die Prozessanlage 10 unter Verwendung des neuen Geräteobjekts zu betreiben. Bei Block 514 empfängt das Prozessleitsystem in einigen Ausführungsformen eine Bezugnahme auf das neue Geräteobjekt. Die Bezugnahme auf das neue Geräteobjekt kann durch eine Benutzerauswahl eines Hinweises auf das neue Geräteobjekt angezeigt werden. Eine derartige Benutzerauswahl kann ferner auf einen Funktionsblock oder ein Modul innerhalb des Prozessleitsystems hinweisen, um Ausgabedaten vom neuen Geräteobjekt zu empfangen. In einigen Ausführungsformen kann der Benutzer das neue Geräteobjekt durch das mit dem neuen Geräteobjekt assoziierte eindeutige virtuelle Kennzeichen anzeigen. Gleichermaßen wird das Anzeigen des neuen Gerätekennzeichens ohne Angabe eines Parameters vom Prozessleitsystem als eine Bezugnahme auf den primären Parameter des neuen Geräteobjekts (d. h. den identifizierten Parameter des Mehrvariablen-Geräteobjekts) interpretiert. Deshalb kann das virtuelle Kennzeichen des neuen Geräteobjekts wie ein beliebiges anderes Kennzeichen verwendet werden, das mit einem beliebigen anderen Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems assoziiert ist. Bei Block 516 kann das Prozessleitsystem in einigen Ausführungsformen ausgelegt sein, auf Grundlage des empfangenen Bezugs auf Ausgabedaten zuzugreifen, die mit dem identifizierten Parameter assoziiert sind. Das Prozessleitsystem kann unter Verwendung des Bezugs auf den primären Parameter des neuen Geräteobjekts konfiguriert werden, um die entsprechenden Ausgabedaten des Mehrvariablengeräts einem Funktionsblock oder anderen Datenverbraucher innerhalb des Prozessleitsystems bereitzustellen. Eine derartige Konfiguration kann auch eine Verwendung eines Skalierungsparameters des neuen Geräteobjekts enthalten, um die Ausgabedaten zu skalieren. Deshalb kann das Prozessleitsystem ausgelegt sein, auf die mit einem nachfolgenden Parameter des Mehrvariablengeräts assoziierten Ausgabedaten unter Verwendung des neuen Geräteobjekts zuzugreifen, als ob das neue Geräteobjekt ein physisches Einzelvariablengerät innerhalb des Prozessleitnetzwerks 100 repräsentiert.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Konfigurationsanzeige 600, die einem Benutzer über ein UI-Gerät 112 präsentiert werden kann, um eine Konfiguration eines untergeordneten Geräteobjekts von einem Mehrvariablen-Geräteobjekt zu ermöglichen. Der Benutzer kann mit der Konfigurationsanzeige 600 wechselwirken, um ein neues Geräteobjekt wie oben besprochen zu generieren, oder ein bestehendes Geräteobjekt zu konfigurieren, zum Beispiel durch Hinzufügen eines Kennzeichens zum Geräteobjekt. Die Konfigurationsanzeige 600 enthält eine Pfadrepräsentation 602, die den Pfad zu einem Mehrvariablengerät (PT-114) zeigt. Etwaige untergeordnete Geräteobjekte können ebenfalls in der Pfadrepräsentation 602 angezeigt werden (z. B. TT-114). Die Konfigurationsanzeige 600 kann auch eine Parameterliste 604 enthalten, die die Parameter eines ausgewählten Geräteobjekts zeigt. Wie illustriert enthält die Parameterliste des Mehrvariablen-Geräteobjekts PT-114 einen primären Parameter (HART_PV) und einen sekundären Parameter (HART_SV). Der Benutzer kann einen Hinweis auf einen Befehl zum Kennzeichnen eingeben oder ein neues Geräteobjekt generieren, das mit einem der Parameter der Parameterliste 604 assoziiert ist, was durch den Pfeil 606 veranschaulicht ist. Nach einem derartigen Befehl oder einer derartigen Benutzerauswahl kann dem Benutzer ein Geräteobjektkonfigurationsfenster 608 präsentiert werden. Das Geräteobjektkonfigurationsfenster kann dem Benutzer ermöglichen, Informationen in Bezug auf das Geräteobjekt anzuzeigen, zu modifizieren oder einzugeben, das ein neu generiertes untergeordnetes Geräteobjekt oder ein bestehendes Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems sein kann. Derartige Informationen können ein Kennzeichenfeld 610, das das Kennzeichen (TT-114) des Geräteobjekts anzeigt, ein Variablentypenfeld 612, das einen Typ des primären Parameters (TEMPERATUR) anzeigt, der mit dem Geräteobjekt assoziiert ist, ein Beschreibungsfeld 614, um etwaige Benutzernotizen in Bezug auf das Geräteobjekt oder die Variable aufzunehmen, und ein Pfadfeld 616 enthalten, das den Pfad zum primären Parameter des ausgewählten Geräteobjekts (PT-114/HART_SV) anzeigt. Die veranschaulichte Konfigurationsanzeige 600 ist nur beispielhaft, und andere ähnliche Anzeigen können stattdessen verwendet werden. Derartige andere Anzeigen können zusätzliche, alternative oder weniger Komponenten enthalten und die Komponenten der anderen Anzeigen können in einem unterschiedlichen Layout angeordnet sein.
7 veranschaulicht eine beispielhafte Informationsanzeige 700, die einem Benutzer über ein UI-Gerät 112 präsentiert werden kann, um Informationen anzuzeigen, die mit einem übergeordneten Geräteobjekt und einem untergeordneten Geräteobjekt assoziiert sind. Die Informationsanzeige 700 enthält eine übergeordnete Geräteobjekttabelle 702, die mit dem übergeordneten Geräteobjekt (PT-101) assoziierte Informationen präsentiert, und eine untergeordnete Geräteobjekttabelle 710, die mit dem untergeordneten Geräteobjekt (TI-101) assoziierte Informationen präsentiert. Die übergeordnete Geräteobjekttabelle 702 zeigt einen Pfad 704, der das übergeordnete Geräteobjekt (PT-101) enthält, der hervorgehoben ist, um das übergeordnete Geräteobjekt zu identifizieren. Die übergeordnete Geräteobjekttabelle 702 zeigt auch eine Parameterliste 706 für das übergeordnete Geräteobjekt, die alle Parameter des übergeordneten Geräteobjekts auflistet. Gleichermaßen zeigt die untergeordnete Geräteobjekttabelle 710 einen Pfad 712, der das untergeordnete Geräteobjekt (TI-101) enthält, das hervorgehoben ist, um das untergeordnete Geräteobjekt zu identifizieren, sowie eine Parameterliste 714. Im Gegensatz zur Parameterliste 706 des übergeordneten Geräteobjekts enthält die Parameterliste 714 des untergeordneten Geräteobjekts nur einen Parameter, nämlich den primären Parameter des untergeordneten Geräteobjekts, der der sekundäre Parameter des übergeordneten Geräteobjekts ist, das das Mehrvariablengerät im Prozessleitsystem repräsentiert. Deshalb ermöglicht die Informationsanzeige 700 dem Benutzer, gleichzeitig Informationen in Bezug auf den Pfad und Parameter einer Vielzahl von Geräteobjekten zu erhalten. Die Informationen 700 können dem Benutzer auch ermöglichen, rasch zu ermitteln, ob ein Geräteobjekt ein echtes Geräteobjekt (d. h. ein übergeordnetes Geräteobjekt, das ein physisches Gerät innerhalb der Prozessanlage repräsentiert) oder ein virtuelles Geräteobjekt ist (d. h. ein untergeordnetes Geräteobjekt), das aus einem nachfolgenden Parameter eines Mehrvariablen-Geräteobjekts generiert wurde.
Obwohl die hierin besprochenen Beispiele oft auf ein Mehrvariablengerät eingeschränkt wurden, das einen primären Parameter und einen sekundären Parameter aufweist, können zusätzliche sekundäre Parameter für einige Geräte verfügbar sein. Deshalb können in einigen Fällen Mehrvariablen-Geräteobjekte als ein übergeordnetes Geräteobjekt und eine Vielzahl von untergeordneten Geräteobjekten repräsentiert werden. 8 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Darstellung eines Mehrvariablengeräts, das fünf Ausgangsvariablen generiert, die mit fünf Parametern assoziiert sind. Das Mehrvariablengerät ist innerhalb des Prozessleitsystems als ein übergeordnetes Geräteobjekt (TT-101) und eine Vielzahl von untergeordneten Geräteobjekten (TI-101, TI-102, TI-103, TI-104 und TI-105) repräsentiert. Jedes der untergeordneten Geräteobjekte TI-101, TI-102, TI-103, TI-104 und TI-105 weist einen primären Parameter auf, der in seiner jeweiligen Parameterliste 804, 806, 808, 810 bzw. 812 angezeigt wird. Im in 8 veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist das übergeordnete Geräteobjekt TT-101 keinen Parameter auf, der mit seiner Parameterliste 802 assoziiert ist. Stattdessen ist der primäre Parameter des Mehrvariablengeräts (HART_PV) mit einem der untergeordneten Geräteobjekte (TI-101) assoziiert. Das übergeordnete Geräteobjekt identifiziert weiterhin das physische Mehrvariablengerät eindeutig, aber alle Parameter des Geräts können durch ihre entsprechenden untergeordneten Geräteobjekte identifiziert werden. Deshalb kann jedes übergeordnete Geräteobjekt null oder mehr Parameter aufweisen, die direkt mit ihm assoziiert sind, während eine beliebige Anzahl von Parametern indirekt durch Assoziation mit den untergeordneten Geräteobjekten mit dem übergeordneten Geräteobjekt assoziiert sein kann.
Weitere Überlegungen
Die folgenden zusätzlichen Überlegungen beziehen sich auf die vorstehende Diskussion. In dieser gesamten Beschreibung bezeichnen Handlungen, die als vom Server 150, dem UI-Gerät 112 oder einem beliebigen anderen Gerät oder einer beliebigen anderen Routine durchgeführt beschrieben werden, im Allgemeinen Handlungen oder Prozesse eines Prozessors, der Daten in Übereinstimmung mit maschinenlesbaren Anweisungen manipuliert oder transformiert. Die maschinenlesbaren Anweisungen können auf einer Arbeitsspeichervorrichtung gespeichert werden, die kommunikativ an den Prozessor gekoppelt ist, und von dieser abgerufen werden. Das heißt, hierin beschriebene Verfahren können durch einen Satz von maschinenausführbaren Anweisungen ausgebildet sein, die auf einem nicht transitorischen computerlesbaren Medium (d. h. auf einer Arbeitsspeichervorrichtung) gespeichert sind. Die Anweisungen, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren eines entsprechenden Geräts (z. B. einem Server, einem mobilen Gerät usw.) ausgeführt werden, bewirken, dass die Prozessoren das Verfahren ausführen. Wenn Anweisungen, Routinen, Module, Prozesse, Dienste, Programme oder Anwendungen hierin als in einem computerlesbaren Speicher oder einem computerlesbaren Medium gespeichert oder gesichert bezeichnet werden, sollen die Wörter „gespeichert“ und „gesichert“ transitorische Signale ausschließen.
Ferner, während die Begriffe „Bedienperson“, „Personal“, „Person“, „Benutzer“, „Techniker“ und ähnliche andere Begriffe verwendet werden, um Personen in der Umgebung der Prozessanlage zu beschreiben, die die hierin beschriebenen Systeme, Vorrichtungen und Verfahren verwenden können oder mit diesen wechselwirken können, sollen diese Begriffe nicht einschränkend sein. Wie aus der vorstehenden Beschreibung erkannt werden kann, können die hierin beschriebenen Systeme, Vorrichtungen und Verfahren den Vorteil oder die Wirkung der Verbesserung der Fähigkeit von derartigem Personal aufweisen, ein Prozessleitsystem zu konfigurieren oder zu betreiben. Wenn in der Beschreibung ein bestimmter Begriff verwendet wird, wird der Begriff teilweise aufgrund der traditionellen Tätigkeiten des Anlagenpersonals verwendet, soll jedoch nicht das Personal einschränken, das an dieser bestimmten Tätigkeit beteiligt sein könnte.
Darüber hinaus können in dieser Beschreibung mehrere Instanzen Komponenten, Vorgänge oder Strukturen implementieren, die als eine einzelne Instanz beschrieben werden. Obwohl einzelne Vorgänge eines oder mehrerer Verfahren als separate Vorgänge veranschaulicht und beschrieben sind, können eine oder mehrere der einzelnen Vorgänge gleichzeitig ausgeführt werden, und nichts erfordert, dass die Vorgänge in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden. Strukturen und Funktionalität, die in beispielhaften Konfigurationen als separate Komponenten dargestellt sind, können als eine kombinierte Struktur oder Komponente implementiert werden. Gleichermaßen können Strukturen und Funktionalität, die als eine einzelne Komponente dargestellt sind, als separate Komponenten implementiert werden. Diese und andere Variationen, Modifikationen, Hinzufügungen und Verbesserungen fallen in den Geltungsbereich des hierin enthaltenen Gegenstands.
Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, können sich Diskussionen hierin unter Verwendung von Wörtern wie „Verarbeiten“, „Rechnen“, „Berechnen“, „Ermitteln“, „Identifizieren“, „Darstellen“, „Anzeigen“ oder dergleichen auf Handlungen oder Prozesse einer Maschine beziehen (z. B. eines Computers), die Daten manipuliert oder transformiert, die als physische (z. B. elektronische, magnetische oder optische) Größen in einem oder mehreren Speichern (z. B. flüchtigem Speicher, nichtflüchtigem Speicher oder einer Kombination davon), Registern oder anderen Maschinenkomponenten dargestellt werden, die Informationen empfangen, speichern, senden oder anzeigen.
Wenn sie in Software implementiert sind, können beliebige der hierin beschriebenen Anwendungen, Dienste und Engines in einem beliebigen greifbaren, nicht transitorischen computerlesbaren Speicher wie auf einer Magnetplatte, einer Laserplatte, einer Festkörper-Speichervorrichtung, einer Speichervorrichtung mit molekularem Speicher oder einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors usw. gespeichert sein. Obwohl die hierin offenbarten beispielhaften Systeme als unter anderen Komponenten auf Hardware ausgeführter Software oder Firmware enthaltend offenbart sind, sollte angemerkt werden, dass derartige Systeme lediglich veranschaulichend sind und nicht als einschränkend angesehen werden sollten. Beispielsweise ist es denkbar, 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 ausgeführt werden können. Dementsprechend werden Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet leicht erkennen, dass die zur Verfügung gestellten Beispiele nicht der einzige Weg sind, derartige Systeme zu implementieren.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Beispiele beschrieben wurde, die nur zur Veranschaulichung dienen und die Erfindung nicht einschränken sollen, ist es für Fachleute deshalb offensichtlich, dass Änderungen, Hinzufügungen oder Löschungen an den offenbarten Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Computerimplementiertes Verfahren zum Konfigurieren eines Prozessleitsystems zum Steuern einer Prozessanlage, umfassend: Auswählen eines Geräteobjekts innerhalb des Prozessleitsystems, wobei das Geräteobjekt ein Mehrvariablengerät innerhalb der Prozessanlage repräsentiert; Identifizieren eines Parameters des Mehrvariablengeräts, wobei der Parameter mit einer vom Mehrvariablengerät generierten Ausgangsvariable assoziiert ist; und Generieren eines neuen Geräteobjekts, das den identifizierten Parameter innerhalb des Prozessleitsystems repräsentiert, wobei das neue Geräteobjekt einen primären Parameter enthält, der die Ausgangsvariable des Mehrvariablengeräts repräsentiert.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Generieren des neuen Geräteobjekts ein Generieren eines eindeutigen virtuellen Kennzeichens für das neue Geräteobjekt im Prozessleitsystem enthält.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere nach Anspruch 2, wobei das Generieren des neuen Geräteobjekts ein Generieren des eindeutigen virtuellen Kennzeichens in einem gemeinsamen Namensraum mit einem Kennzeichen des Geräteobjekts enthält; und/oder ferner umfassend: Darstellen einer Liste mit Parametern des Mehrvariablengeräts für einen Benutzer des Prozessleitsystems, einschließlich des identifizierten Parameters; Empfangen einer Auswahl des identifizierten Parameters vom Benutzer, wobei der identifizierte Parameter auf Grundlage der empfangenen Auswahl identifiziert wird; und Empfangen eines Hinweises auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen vom Benutzer, wobei das neue Geräteobjekt unter Verwendung des empfangenen Hinweises des eindeutigen virtuellen Kennzeichens durch Assoziieren des eindeutigen virtuellen Kennzeichens mit einem Pfad zum identifizierten Parameter des Mehrvariablengeräts generiert wird, insbesondere ferner umfassend: Empfangen eines Hinweises auf einen Bezug auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen von einem Benutzer des Prozessleitsystems, wobei der Hinweis auf den Bezug ferner das eindeutige virtuelle Kennzeichen mit einem Funktionsblock im Prozessleitsystem assoziiert; und Bereitstellen von Ausgabedaten für die Ausgangsvariable, die mit dem identifizierten Parameter assoziiert ist, über den mit dem eindeutigen virtuellen Kennzeichen assoziierten Pfad an den Funktionsblock.
Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das neue Geräteobjekt ein untergeordnetes Geräteobjekt des Geräteobjekts ist, insbesondere wobei das Generieren des untergeordneten Geräteobjekts enthält: Auswählen einer Klasse von Geräteobjekten aus einer Objektbibliothek des Prozessleitsystems; und Anpassen einer Instanz der ausgewählten Klasse von Geräteobjekten als das untergeordnete Geräteobjekt.
Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Mehrvariablengerät ein intelligentes Feldgerät ist, das Daten generiert, die mit einer Vielzahl von Ausgangsvariablentypen assoziiert sind.
Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Mehrvariablengerät ein Steuer- bzw. Regelmodul enthält; und der Parameter eine berechnete Variable ist, die vom Steuer- bzw. Regelmodul auf Grundlage anderer Variablen innerhalb des Steuer- bzw. Regelmoduls generiert wird, insbesondere wobei die berechnete Variable eine Leistungskennzahl (KPI) ist, die beim Steuern der Prozessanlage verwendet wird.
Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: das Mehrvariablengerät ein Feldgerät ist, das mit der Prozessanlage installiert ist, wobei das Feldgerät Ausgabedaten generiert, die mit einem primären Parameter und mit einem oder mehreren nachfolgenden Parametern assoziiert sind; und der identifizierte Parameter mit einem der nachfolgenden Parameter assoziiert ist; und/oder wobei das neue Geräteobjekt einen Skalierungsparameter enthält, der mit dem identifizierten Parameter assoziiert ist; und/oder wobei: das Mehrvariablengerät mit einer Vielzahl von Ausgangsvariablentypen assoziiert ist; und das Identifizieren des Parameters ferner ein Identifizieren jedes der Vielzahl von Ausgangsvariablentypen auf Grundlage von Informationen enthält, die in einer Gerätebeschreibungsdatei des Mehrvariablengeräts enthalten sind.
Prozessleitsystem zum Betreiben einer Prozessanlage, umfassend: ein Mehrvariablengerät, das Ausgabedaten für eine Vielzahl von Ausgangsvariablen innerhalb der Prozessanlage generiert; und einen oder mehrere Prozessoren, die kommunikativ mit dem Mehrvariablengerät und einem Programmarbeitsspeicher verbunden sind, der ausführbare Anweisungen speichert, die, wenn sie von dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass das Prozessleitsystem: ein Geräteobjekt auswählt, das das Mehrvariablengerät innerhalb des Prozessleitsystems repräsentiert; einen Parameter des Mehrvariablengeräts identifiziert, wobei der Parameter mit einer der Vielzahl von Ausgangsvariablen des Mehrvariablengeräts assoziiert ist; und ein neues Geräteobjekt generiert, das den identifizierten Parameter innerhalb des Prozessleitsystems repräsentiert, wobei das neue Geräteobjekt einen primären Parameter enthält, der die eine Ausgangsvariable des Mehrvariablengeräts repräsentiert.
Prozessleitsystem nach Anspruch 8, wobei das Mehrvariablengerät ein intelligentes Feldgerät ist und die Vielzahl von Ausgangsvariablen eine Vielzahl von Ausgangsvariablentypen enthalten; und/oder wobei: das Mehrvariablengerät ein Steuer- bzw. Regelmodul enthält; und die eine der Ausgangsvariablen eine berechnete Variable ist, die vom Steuer- bzw. Regelmodul auf Grundlage anderer Variablen innerhalb des Steuer- bzw. Regelmoduls generiert wird.
Prozessleitsystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei: das Mehrvariablengerät ein Feldgerät ist, das mit der Prozessanlage installiert ist, wobei das Feldgerät die Ausgabedaten durch Messen von Werten der Vielzahl von Ausgangsvariablen innerhalb der Prozessanlage generiert; die Vielzahl von Ausgangsvariablen Ausgangsvariablen enthalten, die mit einem primären Parameter des Geräteobjekts und einem nachfolgenden Parameter des Geräteobjekts assoziiert sind; und der identifizierte Parameter mit dem nachfolgenden Parameter des Geräteobjekts assoziiert ist; und/oder wobei: das Mehrvariablengerät eine Gerätebeschreibungsdatei enthält; und die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Prozessleitsystem den Parameter identifiziert, bewirken, dass das Prozessleitsystem jede der Vielzahl von Ausgangsvariablen auf Grundlage von Informationen identifiziert, die in der Gerätebeschreibungsdatei des Mehrvariablengeräts enthalten sind.
Prozessleitsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Prozessleitsystem das neue Geräteobjekt generiert, bewirken, dass das Prozessleitsystem das neue Geräteobjekt als ein untergeordnetes Geräteobjekt des Geräteobjekts generiert.
Prozessleitsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Prozessleitsystem das neue Geräteobjekt generiert, bewirken, dass das Prozessleitsystem ein eindeutiges virtuelles Kennzeichen für das neue Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems generiert; insbesondere wobei: die ausführbaren Anweisungen ferner bewirken, dass das Prozessleitsystem: einem Benutzer des Prozessleitsystems eine Liste mit Parametern des Mehrvariablengeräts darstellt, einschließlich des identifizierten Parameters; eine Auswahl des identifizierten Parameters vom Benutzer empfängt; einen Hinweis auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen vom Benutzer empfängt; einen Hinweis auf einen Bezug auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen vom Benutzer empfängt; das eindeutige virtuelle Kennzeichen mit einem Funktionsblock im Prozessleitsystem auf Grundlage des empfangenen Hinweises auf einen Bezug auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen assoziiert; und die Ausgabedaten für die eine Ausgangsvariable, die mit dem identifizierten Parameter assoziiert ist, über den mit dem eindeutigen virtuellen Kennzeichen assoziierten Pfad an den Funktionsblock bereitstellt; und die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Prozessleitsystem den identifizierten Parameter identifiziert, bewirken, dass das Prozessleitsystem den identifizierten Parameter auf Grundlage der empfangenen Auswahl des identifizierten Parameters vom Benutzer identifiziert; und die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Prozessleitsystem das neue Geräteobjekt generiert, bewirken, dass das Prozessleitsystem das neue Geräteobjekt unter Verwendung des empfangenen Hinweises auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen durch Assoziieren des eindeutigen virtuellen Kennzeichens mit dem Pfad zum identifizierten Parameter des Mehrvariablengeräts generiert.
Greifbares, nicht transitorisches computerlesbares Medium, das ausführbare Anweisungen zum Konfigurieren eines Prozessleitsystems zum Steuern einer Prozessanlage speichert, die, wenn sie von mindestens einem Prozessor eines Computersystems ausgeführt werden, bewirken, dass das Computersystem: ein Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems auswählt, wobei das Geräteobjekt ein Mehrvariablengerät innerhalb der Prozessanlage repräsentiert; einen Parameter des Mehrvariablengeräts identifiziert, wobei der Parameter mit einer vom Mehrvariablengerät generierten Ausgangsvariable assoziiert ist; und ein neues Geräteobjekt generiert, das den identifizierten Parameter innerhalb des Prozessleitsystems repräsentiert, wobei das neue Geräteobjekt einen primären Parameter enthält, der die Ausgangsvariable des Mehrvariablengeräts repräsentiert.
Greifbares, nicht transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 13, wobei die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Computersystem das neue Geräteobjekt generiert, ferner bewirken, dass das Computersystem ein eindeutiges virtuelles Kennzeichen für das neue Geräteobjekt innerhalb des Prozessleitsystems generiert.
Greifbares, nicht transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 13 oder 14, insbesondere nach Anspruch 14, das ferner ausführbare Anweisungen speichert, die bewirken, dass das Computersystem: einem Benutzer des Prozessleitsystems eine Liste mit Parametern des Mehrvariablengeräts darstellt, einschließlich des identifizierten Parameters; eine Auswahl des identifizierten Parameters vom Benutzer empfängt; und einen Hinweis auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen vom Benutzer empfängt; wobei die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Computersystem den identifizierten Parameter identifiziert, bewirken, dass das Computersystem den identifizierten Parameter auf Grundlage der empfangenen Auswahl des identifizierten Parameters vom Benutzer identifiziert; und wobei die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Computersystem das neue Geräteobjekt generiert, bewirken, dass das Computersystem das neue Geräteobjekt unter Verwendung des empfangenen Hinweises auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen durch Assoziieren des eindeutigen virtuellen Kennzeichens mit einem Pfad zum identifizierten Parameter des Mehrvariablengeräts generiert; und/oder das ferner ausführbare Anweisungen speichert, die bewirken, dass das Computersystem: einen Hinweis auf einen Bezug auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen von einem Benutzer des Prozessleitsystems empfängt; das eindeutige virtuelle Kennzeichen mit einem Funktionsblock im Prozessleitsystem auf Grundlage des empfangenen Hinweises auf einen Bezug auf das eindeutige virtuelle Kennzeichen assoziiert; und Ausgabedaten für die Ausgangsvariable, die mit dem identifizierten Parameter assoziiert ist, über den mit dem eindeutigen virtuellen Kennzeichen assoziierten Pfad an den Funktionsblock bereitstellt.
Greifbares, nicht transitorisches computerlesbares Medium nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Computersystem das neue Geräteobjekt generiert, bewirken, dass das Computersystem das neue Geräteobjekt als ein untergeordnetes Geräteobjekt des Geräteobjekts generiert; insbesondere wobei die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Computersystem das neue Geräteobjekt generiert, bewirken, dass das Computersystem das neue Geräteobjekt generiert durch: Auswählen einer Klasse von Geräteobjekten aus einer Objektbibliothek des Prozessleitsystems; und Anpassen einer Instanz der ausgewählten Klasse von Geräteobjekten als das untergeordnete Geräteobjekt.
Greifbares, nicht transitorisches computerlesbares Medium nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei: das Mehrvariablengerät ein Steuer- bzw. Regelmodul enthält; und der Parameter eine berechnete Variable ist, die vom Steuer- bzw. Regelmodul auf Grundlage anderer Variablen innerhalb des Steuer- bzw. Regelmoduls generiert wird; und/oder wobei die ausführbaren Anweisungen, die bewirken, dass das Computersystem das neue Geräteobjekt generiert, bewirken, dass das Computersystem im neuen Geräteobjekt einen Skalierungsparameter aufnimmt, der mit dem identifizierten Parameter assoziiert ist; und/oder das ferner ausführbare Anweisungen speichert, die bewirken, dass das Computersystem: auf Informationen zugreift, die innerhalb einer Gerätebeschreibungsdatei des Mehrvariablengeräts enthalten sind; und eine Vielzahl von Ausgangsvariablen des Mehrvariablengeräts auf Grundlage der Informationen innerhalb der Gerätebeschreibungsdatei identifiziert, wobei die Vielzahl von Ausgangsvariablen den identifizierten Parameter enthält.