[发明专利]用于批处理过程的精简批处理显示技术

说明书

技术领域

本发明总体上涉及过程控制网络，尤其涉及一种获取和显示有关在过程设备内实施的批处理过程的信息的批处理显示引擎。

背景技术

过程控制网络——如那些用于化学、石油或其他过程的过程控制网络一—一般包括集中式过程控制器，过程控制器与一个或多个现场设备通信连接，现场设备可能是阀定位器、开关、传感器(例如温度传感器、压力传感器及流率传感器)等等。这些现场设备可以在过程设备中执行物理控制功能(比如开启或关闭阀)、可以在过程设备中进行测量以用于控制过程设备的操作、或可以在过程设备内执行任何其他需要的功能。过程控制器在过去是通过一条或多条模拟信号线或模拟总线连接到现场设备，模拟信号线或模拟总线可以将(例如)4-20mA的信号传送到现场设备和从现场设备传送(例如)4-20mA的信号。然而，在过去的大约数十年间，过程控制行业已经开发了许多标准、开放、数字或数字及模拟混合通信协议，比如Foundation^TMFIELDBUS(基金会现场总线)(此后称“Fieldbus”)协议、HART(可寻址远程传感器高速通道)协议、PROFIBUS(过程现场总线)协议、WORLDFIP(工厂仪表世界协议)、Device-Net(设备网)协议及CAN(控制器局域网络)协议，这些协议可以用于实施控制器与现场设备之间的通信。一般而言，过程控制器接收指示由一个或多个现场设备进行的测量的信号及/或其他与过程设备有关的信息，并使用这些信息来实施一个典型地复杂的控制例程，以及产生控制信号并通过信号线或总线传送至现场设备，从而控制过程设备的操作。

某些类别的过程控制网络——如那些用于批处理过程的过程控制网络——典型地包括多组重复设备，而其中每组设备设计有相同或相似的硬件，这些硬件在过程设备中发挥实质上相同的功能。因此，举例而言，一家小甜饼制造厂可能有多组搅拌设备、多组烘焙设备及多组包装设备，而一些或所有单一搅拌机能够与一些或所有烘焙设备及包装设备同时地操作，而且能够连接，以同一些或所有烘焙设备及包装设备连续地操作。在这种系统中，典型使用相同的通用控制算法或例程来控制任何特定组合的重复设备的操作，以制造相同产品(按特定的批处理处方指定)。典型地，每个这种批处理控制程序按顺序执行许多不同的步骤或阶段，在开始第二阶段之前完成第一阶段及以此类推。因此，以上述小甜饼制造厂为例，批处理控制程序运行一个第一程序或阶段来控制搅拌设备，然后运行一个第二程序来开动烘焙设备来处理搅拌设备制造的产品，接着再运行一个第三程序来控制包装设备以包装烘焙设备制造的产品，其中每一步骤花费一定限度的时间。

因此，一般而言，批处理过程涉及使用一部或多部设备使原料经过加工步骤，以生产“批处理”的产品。聚氯乙烯的制备是一个以工业规模实施的批处理过程的例子，其中聚氯乙烯是通过聚合小得多的氯乙烯分子或是使小得多的氯乙烯分子结合。这个过程的完成需要通过几个步骤，包括以氯乙烯、溶剂及聚合促进剂的混合物将批处理反应器装填到适当水平，加热反应器中的混合物，冷却批处理生成物以及通过清除残留的原料来净化批处理生成物。聚氯乙烯的生产只不过是批处理过程的一个例子，而批处理过程一般上有许多不同类别，包括那些用于产品制造、销售及检测的批处理过程，以及涉及非产品使用的批处理过程。

国际测量和控制学会(International Society for Measurement and Control)——一个专注于过程控制问题的国际组织——已经公布的一个批处理控制标准的标题为“批处理控制第1部分：模型及术语(Batch Control Part 1：Models and Terminology)”，而且常被称为ISA S88.01-1995标准或它的其中一个更新版本(在此称为“S88标准”)。S88标准定义用于自动化批处理过程的设备模型及程序，并定义某些术语，以用于称谓这些模型及其元件。例如，S88标准定义“批处理过程”为通过利用一部或多部设备使多量的输入材料在限定时期内经过有序集合的加工活动导致生产限定数量的材料的过程。作为另一例子，一个“批处理”被S88标准定义为正在由一个批处理过程的一个单一执行生产的材料，或已经由一个批处理过程的一个单一执行生产的材料。