[其他]用于对批处理过程中所用设备进行顺序控制和错误检测的自动系统

说明书

一般来讲，本发明涉及的是批处理的控制系统，尤其是与在批处理过程中对分立设备提供错误检测和顺序控制的自动系统有关。

批处理是通过对几个步骤的顺序执行来得到特定结果的一个过程。一旦得到结果，批处理就停止，直至此过程从其顺序的第一个步骤起再次被激活。

有几种工业产品采用批处理的方式进行生产。批处理在药品、纸浆和纸张，以及食品加工工业中起着主要的作用。

做为工业生产批处理组成部分的每个单独步骤，都需要对几个不同的分立设备，例如马达和通/断阀门进行操作，并且这些分立设备可以分解成几个简单的装置，例如马达起动触点和马达本身，或通/断阀门所用的阀门限位开关。

目前，这类批处理过程是用分布过程控制计算机系统，例如Bailey    Controls    Co的NETWORK90系统加以控制的，这类过程控制系统是由若干控制元件构成的，这些控制元件可以组成几种不同的控制方案。这些控制元件是由若干微处理器构成的，在微处理器的ROM（只读存储器）中，存储着几种算法。每种算法用于执行一个逻辑或控制功能，每种算法称做一个功能块。典型的功能块包括简单的逻辑块，例如或和与块，以及复杂的控制块，例如PID（比例-积分-微分）控制块。该计算机中的大量微处理器控制元件提供了不同的功能块，以满足各种控制结构的需要。

采用过程控制计算机系统以实现批量控制的现有装置包括：通过传统的功能块逻辑对分立设备进行控制。通过传统的功能块逻辑对分立设备进行控制需要在每个功能块控制方案和构成分立设备的每个简单装置之间进行一对一的匹配。这样做的原因是每个简单装置都需要有一个反馈逻辑方案，用于产生该装置完成其操作的信号。这一反馈信号用于确定该简单装置是否出现不正常工作，并用于在批处理的这一特定步骤中对其它的分立设备进行激励。

当设备中的某一简单装置出现不正常起动时，对这个分立设备进行控制并向操作人员发出信号通常需要十个或更多的功能块才能予以实现，并且相当麻烦。这就需要使用更多的微处理机资源并浪费计算机存储空间。此外，由于所有这些棋块都需要运行，所以处理来自该分立装置的信息的时间就拉长了。如果批处理过程需要使用几个分立设备，则微处理机资源的费用就成为一个大问题。

在批处理中采用传统逻辑去控制分立设备的另一个问题是这种方案要设置两个手动接口按钮。其中一个按钮的作用是设置分立装置为手动或自动模式，另一个按钮的作用是启动或判断分立设备。这就将操作者错误的因素引入了系统。在批处理过程中同时使用几个分立设备，以及每个设备都有两个手动控制按钮的情况下，对操作者来说，试图控制整个过程是困难的。同样，这二个信号（每个信号对应一个按钮）必须发送给控制系统中的其它单元，而不是仅对每个设备发送一个信号。这就给分布式计算机控制系统增加了非常大量的不必要的负载。

由此看来，需要采用自动系统来对批处理中所使用的分立设备进行控制和错误检测，来消除分布式过程控制计算机系统中增大的功能块结构和系统负载。

在顺序式批处理过程中，先有技术是由使用传统逻辑的过程控制计算机来对分立设备进行控制，因而存在不少问题，而这里所描述的本发明对先有技术中存在的所有问题都予以克服。本发明的实现方法是：提供一个新的经过精简的合理的功能块系统，从而在分立设备与称做设备驱动器的新功能块单元中形成一对一的匹配。

这个新的功能块单元向分立的现场设备提供控制输入，并接收其反馈信息。然后，此设备驱动器模块根据反馈信息确定此分立设备是否出现不正常工作，并确定是否要向操作人员进行报警。由于不需要对构成分立设备的简单装置进行监测，所以取代了目前通用的十个传统逻辑单元，所有这些功能都集中到一个功能块中，这个功能块可由批处理过程加以调用。此外，此设备驱动器仅向过程控制计算机系统的其余单元提供一个输出信号，从而将系统负载减到最低程度。

此设备驱动器是新的批处理控制系统的一个部分，这个新的批处理控制系统是自动化的，并使用了最少量的微处理机空间和计算时间。此系统可在已知的分布式过程控制计算机中予以实现。

因此，本发明的一个方面是提供了控制分立设备的自动系统，此自动系统消除了分布式控制计算机中由于使用传统逻辑功能块造成的对微处理机资源的浪费。

本发明的另一方面是提供了功能块单元，此功能块单元能对批控制过程中使用的分立设备进行没有阻碍的控制。

本发明还有另一方面就是提供功能块单元，此功能块单元能对批处理控制过程中使用的分立设备进行没有阻碍的控制，并对该分立设备的监测进行了简化。