[发明专利]安全仪器系统或过程控制系统中的控制器间通信的方法

说明书

本专利是在2003年1月28日提交的美国10/352,396号专利申请(U.S.Application Serial No.10/352,396)的部分连续申请案，所述美国专利申请的全部公开在此通过引用被并入本专利。

技术领域

本发明总体上涉及过程设备的过程控制系统，这些过程控制系统使用输入/输出(I/O)设备来提供控制器间通信。

背景技术

过程控制系统-如那些用于化学、石油、或其他过程的过程控制系统-典型地包括一个或多个过程控制器，过程控制器通过模拟总线、数字总线或模拟/数字混合总线，与至少一个主机或操作员工作站及与一个或多个现场设备通信连接。所述现场设备可能是阀、阀定位器、开关及传送器(例如温度传感器、压力传感器及流率传感器)，它们在过程设备中发挥功能，如开启或关闭阀及测量过程参数。过程控制器接收所述现场设备所进行的过程测量的信号和/或关于现场设备的其他信息，并使用这些信息来实施控制例程，然后产生控制信号并通过总线传送至现场设备，以控制过程的操作。来自现场设备和控制器的信息一般由操作员工作站执行的一种或多种应用程序使用，使操作员能够执行针对过程所需要的任何功能，例如配置所述过程、观察所述过程的当前状态、修正所述过程的操作等等。

在有些过程系统中，可以提供一个单独的安全系统，以检测过程设备中的重大安全相关问题及在可能造成或导致所述过程设备发生严重危险(比如有毒化学物质溢出、爆炸等等)的问题发生时自动地关闭阀、从设备拆除电源、转换设备中的流量等等。这些安全系统典型地包括一个或多个单独的输入/输出(I/O)设备，除了所述过程控制控制器外，这些输入/输出(I/O)设备具有控制器，控制器通过布置在过程设备中的单独的总线或通信线连接到安全现场设备。所述安全控制器使用所述安全现场设备来检测与重大事件有关的过程情况，比如所述过程中的某些安全开关或安全隔断阀、溢流或底流的位置，重要发电或控制设备的操作，故障检测设备的操作等等，以从而检测所述过程设备中的“事件”。在检测到一个事件时，所述安全控制器采取某种行动来限制所述事件的有害影响，比如采取关闭阀、关闭设备、拆除所述设备的局部的电源等等。

有些过程控制器和/或安全控制器可以完全相互分离。这个分离可以是过程控制设计的结果，而其中这些控制器一般被设计成各自独立地操作。然而，有些情况可能发生而导致需要分离的过程控制器彼此相互通信；例如，在一个过程受两个或多个过程控制器控制时，需要所述两个或多个过程控制器之间的协作。虽然有些系统可以提供控制器之间的某种彼此相互通信，但这个彼此相互通信可能效率较差，这是由于它使用本应用于控制功能的控制器资源。此外，即使是在可以不需要使用工作站来发送所述通信的过程控制系统中，所述通信可能只限于一个主要通信网络，而该主要通信网络更适合高级通信功能，但不适合控制器间通信。在其他实施例中，所述通信可以由一个专用通信处理器执行，而该专用通信处理器实质上是所述控制器的协处理器。可能需要进行特别配置来发送信息到所述通信协处理器，及从所述通信协处理器接收信息以实施一个控制方案。因此，现有系统的控制器间通信过程可能效率差或甚至不存在任何控制器间通信。

发明内容