[发明专利]用于评估的方法、自动化系统和控制器

说明书

技术领域

本发明涉及自动化领域，并且特别地涉及如在权利要求1前序部分中 所限定的、一种对用于控制自动化系统中的过程的应用进行评估的方法， 如权利要求13前序部分中所限定的自动化系统，以及如权利要求19前序 部分所限定的控制器。

背景技术

自动控制或自动化在工业生产中非常重要，例如为了消除单调而令人 厌倦的任务以及减少在生产线上的危险元素。通常，自动化也提高了过程 的效率以及质量，并且是满足当今对于无环境影响且经济地生产的要求的 极好的手段。

在典型的工厂中，不同的过程段以某种方式被链接，或者通过过程流 或者通过能量流。这种情况导致如下缺点：快速地关停一个过程段引起位 于上游和下游的其他过程段的关停，并最终引起整个工厂的关停。因为生 产的停止是相当昂贵的，所以对利用这种过程控制系统的工厂而言具有持 续的可利用性是非常重要的。起动工厂通常是一个费时的过程，经常需要 几个小时或甚至几天。在一个段中的停止因此会引起可能在数百万美元范 围内的生产损失。此外，停止和重启也引起过程设备和催化剂上的额外的 损耗。这又使得需要更频繁的维护工作、保养以及催化剂更换，因而增加 了运行的长期成本。

常常必要的是，对控制这些过程的方法做改变，以便提高设备的利用 率、减少缺陷和偏离规格的质量、优化能量消耗等等。因此，系统软件的 定期更新对于改善现有例程以及对于改正所使用的例程的缺点是必要的。 因此持续开发控制过程的控制程序，以满足变化的需求。考虑到与生产停 止相关的高成本，控制程序的这种改变通常是在线地实施的，但是在线地 进行改变需要承担令人烦恼的、过程被改变的风险，而且在升级过程应用 时必须小心。

更具体而言，当要做出这种更新时，当前正在使用的版本被新的、升 级的版本覆盖。如果新版本没有被适当地下载，如果新的版本包含缺陷， 或者如果它是不起作用的，或者如果它包含与系统的、不可预见的非兼容 性，则这可能导致严重的问题，例如导致在所控制的过程中的干扰或不稳 定。如果需要回到旧版本，则以前的代码必须被重新下载。生产则可能中 止，直到旧的版本被重新建立并运行。如所述的，在生产中的这种中断是 极其昂贵的，或者视所讨论的行业而言甚至可能是危险的。预见控制应用 的新版本是否会在真实的环境中起作用是困难的，并且如果其不起作用的 话，很难知道所述应用的哪一部分没有令人满意地运行。

在已公开的专利文献US5,491,625中描述了一种解决这些问题的方 法。在该专利公开中说明的方法使用了两个紧密地彼此耦合的控制器，例 如一个主控制器和一个冗余控制器。控制器中的一个运行控制程序的当前 版本，另一个执行新版本。两个控制器都从过程中读取值，但是来自第二 控制器的输出被阻塞，使得只有来自第一控制器的输出可以影响过程。在 使用者进行转换以让新版本有效控制过程之前，他或她可以比较两个控制 器的结果并且因此确定控制程序的新版本是否以正确的方式运行。这种解 决方案的情形的困难在于需要两个控制器，这增加了成本。更进一步的困 难在于，需要在两个控制器之间的某种同步和裁决机制，以便使执行周期 同步、在来自两个控制器的过程输出之间进行裁决、确定结果中的任何不 同以及产生差别报告。这种同步必须非常严密，以确保对于每个执行周期 两个控制器使用与过程输入以及外部变量的同样的样本相关的过程输入 值。这进一步增加了所提出的解决方案的复杂度和成本。然而，更进一步 的困难在于，如果这两个控制器是主控制器和冗余控制器，则冗余控制器 被用于执行控制程序的新版本，由此并不用作主控制器在评估期间的备 用。

因此，希望提供一种改变或升级在系统内部的控制程序版本或应用程 序版本的改进的方法，并且使得这种改变或升级在生产中不产生干扰。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种方法，用于确保要安装的应用的新 版本能运行，并且重要的是，在真实的环境中和在实际的条件下能运行， 导致平滑并且安全的从一个版本至另一个版本的转换，由此减少了现有技 术中的缺点。

另一目的是实现软件修正而不中断或者甚至不干扰控制器应用的正 在进行的执行。

又另一目的是提供一种途径以帮助操作者最小化在对控制程序做出 改变时涉及的风险。这通过使得操作者明白控制应用的现存版本和新版本 之间的差别，以及也使操作者明白可能由新版本引起的、在过程输出中潜 在的步骤改变来实现。