[发明专利]回路接口

说明书

所描述的方法和系统给予用户关于过程控制系统中的控制回路的态势感知。用户可利用本文中描述的回路接口来快速理解给定元件(例如，设备或功能块)如何与控制回路的其它元件有关。这使得用户能够领会例如修改参数或设备可如何影响对该过程的控制。用户不需要非常熟悉与控制回路相关联的逻辑以理解控制回路及其构成元件的状态。此外，在一实施例中，用户可容易地校正所引起的与控制回路有关的某些状态(例如，异常状况)。

技术领域

本公开涉及一种用于监控过程控制系统、与过程控制系统进行交互和 控制过程控制系统的过程控制系统接口，并且具体地涉及一种用于查看过 程控制系统中的控制回路的状态的接口。

背景技术

分布式过程控制系统(如化学、石油或其它过程中使用的那些分布式 过程控制系统)通常包括经由模拟、数字或经组合的模拟/数字总线或者经 由无线通信链路或网络通信地耦合到至少一个主机或操作者工作站的一个 或多个过程控制器和输入/输出(I/O)设备。

可以是例如阀、阀定位器、开关和变送器的现场设备(例如，包括温 度、压力、液位和流率传感器)位于过程环境内，并且一般执行物理或过 程控制功能，诸如打开或关闭阀或者测量过程参数以控制在过程工厂或系 统内执行的一个或多个过程。智能现场设备(诸如符合公知Fieldbus(现场 总线)协议的现场设备)也可执行控制计算、报警功能和通常在过程控制 器内实现的其它控制功能。

也通常位于工厂环境内的过程控制器(有时被简称为“控制器”)接收 指示由现场设备作出的过程测量的信号和/或设计现场设备的其它信息，并 执行例如运行不同控制模块的控制器应用，这些控制模块作出过程控制决 策、给予所接收的信息生成控制信号、并与正在现场设备(诸如 Wireless和Fieldbus现场设备)中执行的控制模块 或控制块协调。过程控制器中的控制模块通过通信线或链路向现场设备发 送控制信号以控制过程工厂或系统的至少一部分的操作。

现场设备、过程控制器、控制模块和被利用来控制特定工艺输出的各 种其它硬件和软件元件的特定布置可被称为“控制回路”。例如，用于控制 罐中的水位的控制回路可包括：(i)罐中被配置成测量该罐的水位的液位变 送器；(ii)(例如，经由I/O设备)耦合到液位变送器并被配置成接收液位 变送器所获得的液位测量结果的过程控制器；以及(iii)耦合到过程控制器 并被配置成基于从过程控制器接收到的控制信号来打开或关闭的进水阀。 控制回路可进一步包括被配置成基于内部逻辑以及一个或多个接收到的测 量来生成控制信号的控制模块(由过程控制器和/或现场设备存储和/或执 行)。例如，用于控制水位的控制回路可包括在过程控制器处存储和执行的、 用于基于从液位变送器接收到的液位测量结果来生成用于打开或关闭进水 阀的控制信号的控制模块。过程工厂可包括上百或上千个用于控制各种过 程输出(例如，罐液位、流率、温度、压力等)的控制回路。

各种工厂人员(诸如，配置工程师、操作者和技术人员)可与过程工 厂中的控制回路进行交互。一般来说，配置工程师创建控制模块，这些控 制模块被下载到控制回路中的过程控制器中。操作者监控控制回路中的各 种变量，并可(例如，通过调整设定点来)设置或改变影响控制回路的运 行期操作的设置。技术人员和维护人员可服务于现场中的各设备(例如， 过程控制器和现场设备)，这可要求使这些设备离线。

不幸地是，工厂人员通常致力于评价控制回路的状况或状态，因为工 厂人员通常必须经过控制回路中的多个功能块的多个菜单、屏幕和参数列 表例如以领会控制回路的整体状况。此外，即使工厂人员可能以某种方式 获得了控制回路的整体状况或状态的全貌，但他或她可能无法彻底领会与 控制回路设备和参数的交互会如何影响该控制回路中的其它设备和参数。 评价与控制回路的特定元件的交互将如何影响控制回路的其它元件的难度 可至少部分地归因于以下事实：工厂人员通常不清楚地或不完整地知道控 制回路的结构(逻辑结构和物理结构两者)，或者无法立即回想起整个回路， 尤其是在控制回路本质上是复杂的情况下。