[发明专利]自适应跨设备控制和操纵系统及其对应的方法

说明书

本申请公开了一种用于设备控制系统(20)的独立操纵的自适应过程控制系统(10)和对应的方法，其中与设备控制系统(20)相关联的设备(30)包括设备(30)的一个或多个操作单元(31)的多个互锁元件(32)。由设备控制系统(20)借助于与设备控制系统(20)互锁的元件(32)来控制操作单元(31)的操作，其中自适应独立过程控制系统(10)通过设备过程引擎(11)是可访问的，设备过程引擎(11)包括经由监督控制和数据采集单元(12)与设备控制系统(20)的至少一个可编程逻辑控制器(201/PLC)连接的设备控制器单元(13)。借助于可编程逻辑控制器(201/PLC)和多个互锁元件(32)来控制设备(30)和操作单元(31)的操作。

技术领域

本发明大体涉及计算机化过程控制的领域。更特别地，本发明涉及用于过程控制操作和应用的平台独立执行的安全架构。最特别地，本发明涉及用于设备控制系统的独立操纵的自适应过程控制系统，其中与设备控制系统相关联的设备包括设备的一个或多个操作单元的多个互锁元件。在这些系统中，由设备控制系统经由与设备控制系统互锁的元件来控制操作单元的操作。最终，本发明涉及基于自适应过程控制系统的广义人机界面。

背景技术

在过去十年中，工业过程控制技术的重大进展已经极大地改善了工厂和设备操作的所有方面。在当今的现代工业过程控制系统之前，由人类和初步的机械控制装置操作和控制工业过程。因而，对过程的控制的复杂度和程度受到速度的限制，人类可用该速度查明各种过程状态变量的目前状况，将当前状况与期望操作水平进行比较，计算校正动作(如果需要的话)，并且对控制点实施改变以影响状态变量的改变。对过程控制技术的改善使得能够经由程序控制处理器来控制更大和更复杂的工业过程。控制处理器执行控制和/或操纵程序，该控制和/或操纵程序读取过程状况变量，基于状况变量数据和期望的设置点信息执行与控制算法相关联的指令命令，以在工业过程中呈现用于控制点的输出值。此类控制处理器和程序支持基本上自起动的工业过程。尽管工业过程有能力在编程过程控制器的控制下以先前建立的操作参数操作而不用人类干预，但期望控制处理器及其相关联的过程的监督控制和监测。由人类和较高级的控制程序在多级过程控制网络的应用/人机界面层提供此类监管。大体期望此类监管验证在较低级过程控制器下受控过程的正确执行且配置受控过程的设置点。

由于过程控制器件和过程本身的改变，所以修改制造和过程控制系统。因此，重要的是提供用于迅速配置/重新配置而不接触系统的未改变部分的装置。同样重要的是提供用于作出此类改变同时使对工业过程操作的破坏最小化(例如，使过程闲置的时间最小化)的装置。另外，鉴于对不断改善监督过程控制和过程/制造信息系统的需要，强烈期望不被锁定到用于监督过程控制和制造信息系统的单一架构中。过程控制系统改变，并且期望具有适于此类改变而不管此类改变的大小的较高级系统。还有，不太灵活的监督过程控制和制造信息系统供应要求过程控制设施的设计人员考虑到应用的长期要求，因为一旦应用被安装，对应用的修改就变得相对不灵活。设备控制系统的此类应用不灵活是不期望的，但目前在传统标准的工业控制系统市场上是不可避免的。过程控制工业趋于先导，并且经常设计人员未完全意识到最后将并入最终设施中的自动化的完整范围和形式。稍后，在设备的使用寿命中，当添加新功能时，新的控制系统部件运用或合并现有系统。在过程控制系统已经显著改变的此类实例中，将不同架构并入已安装的监督过程控制应用中是有利的。在现有技术系统中，必须由特定制造商的编程专家对整个大部分制造商特定的设备控制系统进行代价很高的重建。