[发明专利]具有直觉编程能力的以处理器为基础的过程控制系统

说明书

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本发明涉及过程控制系统。更具体说，本发明涉及以处理器为基础的过程控制系统。确切地说，本发明涉及具有直觉编程能力的以处理器为基础的过程控制系统。

在塑料工业以及其它工业中，利用机械装置实施的工业过程通常是由以可编程逻辑控制器(PLC)为基础的控制系统控制的。这种以PLC为基础的控制系统通常包含：多个与实施该过程的机械装置一体化的输入输出(I／O)装置、一PLC、一或多个专用的I／O控制板以及通用数字处理器。PLC存储和执行控制程序，使PLC向I／O装置发出指令，以此控制机械过程的顺序操作。由PLC发出的指令通过专用的I／O控制板输出。通用数字计算机在操作人员和由PLC执行的控制程序之间提供一个界面。通用数字计算机可以接收过程参数和来自PLC的其它信息并显示这一信息由操作人员观看。与之相似，操作人员可以利用与通用数字计算机相关联的I／O装置(例如键盘或鼠标)向PLC输入过程参数和与控制过程相关的其它信息。这种类型的以PLC为基础的过程控制系统公开在专利号分别为5316707、5518671和5062052的美国专利中。

以PLC为基础的过程控制系统的一个缺点是PLC的相对有限的处理能力。PLC的时钟处在相对低的速度下。PLC的相对有限的处理能力可能妨碍一个由PLC控制的机械装置按照最佳速度和或最佳质量及效率实施操作过程。

PLC的相对有限的处理能力可能还需要利用附加和专用的控制板监测和控制在执行操作的机械装置上的某些I／O装置。例如，在注塑模压过程中，某些作业温度是特别重要的并且是敏感的过程参数。必须检测在相对小的一段时间内的温度的细微变化，并根据实时基础发出适当的控制指令。然而，常规的PLC不能在其它功能的同时执行这种功能。因此，必须将一按照实时信号处理器的专用的I／O控制板按可控方式连接在温度I／O装置和PLC之间。将这种专用的I／O控制板附加到以PLC为基础的过程控制系统上增加了系统的成本和系统故障的机会。

PLC的相对有限的处理能力还使得它们在为操作人员提供对于控制程序的界面方面成为一个低效的装置。反之，以PLC为基础的过程控制系统为此需要将通用数字计算机以可控方式连接到PLC。这种对于双重硬件的需求可能导致花费与以PLC为基础的过程控制系统的购买、安装和维护相关的相当多的费用。在一过程控制系统中使用这两种硬件组成部分还会增加系统故障的机会。

以PLC为基础的过程控制系统的另一个缺点是，PLC技术通常是一种由过程控制系统的制造商专有的技术。因而，在技术改良方面，以PLC为基础的过程控制系统的操作人员和其他终端用户都受过程控制系统制造商的支配。

以PLC为基础的过程控制系统的另一个缺点是，过程控制系统通常是利用相当复杂的低等级的语言例如多级逻辑描述编程的。然而，过程控制系统的购买者和其他终端用户很少在这种低等级语言的编程技术方面受到训练。因此，当过程控制系统的购买者和其他终端用户希望编写新的过程控制程序时，或者希望改进已有的过程控制程序时，该已经受过训练的低等级语言的编程人员通常还得重新训练或咨询。然而，指定的低等级语言的复杂性以及这样一种因素即典型的低等级语言的指令在一程序中仅有基本的最小功能度，即使受过训练的编程人员即使对控制程序最小的修改也可能需要编写和／或编辑大量的控制程序代码。这很可能导致花费相当大的费用以及使过程控制系统和机械装置长时间停机。

以PLC为基础的过程控制系统的另一个缺点是，由于这种系统的独特性质，以PLC为基础的过程控制系统不能以可控方式连接到常规的计算机网络上。

因此，在本技术领域中存在这样一种对于过程控制系统的需求，即希望包含较少的硬件组成部分和具有更大的处理能力。此外，在本技术领域中存在这样一种对于可迅速改良的过程控制系统的需求，即希望其能以控方式连接到常规的计算机网络上。再者，在本技术领域中存在这样一种对于过程控制系统的需求，即希望其可由不熟悉低等级编程语言的人员(过程控制系统的购买者和其他终端用户)相对简单直觉地进行编程。