[發明專利]用于建立過程控制系統中的維護路由的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310036313.8
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103257626B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: S·R·迪隆
• 申請（專利權）人: 費希爾-羅斯蒙特系統公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 曹雯

技術領域

本文的公開整體涉及過程工廠中的過程控制系統，并且更具體而言涉及在具有基于網絡拓撲的無線網絡的過程控制系統中動態地生成并且更新維護路徑。

背景技術

在制造產品或者控制過程(例如化學制造、發電廠控制等等)的制造廠和/或工廠中廣泛地使用過程控制系統。在自然資源的開采中例如石油天然氣鉆探和處理過程等等中也使用過程控制系統。事實上，通過一個或多個過程控制系統的應用，實際上可以自動化任意制造過程、資源開采過程等等。相信在農業中最終也將更廣泛地使用過程控制系統。

如在化學、石油或其他過程中使用的那些過程控制系統典型地包括一個或多個集中式或分布式過程控制器，其經由模擬、數字或組合模擬/數字總線被可通信地耦合到至少一個主機或操作員工作站并且耦合到一個或多個過程控制和儀表制造設備，如現場設備。可以例如是閥、閥定位器、開關、發射器和傳感器(例如溫度、壓力和流速率傳感器)的該場設備在過程中運作例如開啟或關閉閥并且測量過程參數。過程控制器接收用于指示過程測量的信號或由現場設備產生或者與現場設備相關聯的過程變量和/或涉及該現場設備的其他信息，使用該信息來實現控制例程并且隨后生成控制信號，基于一個或多個總線向現場設備發送該控制信息以控制該過程的操作。典型地使得來自現場設備和控制器的信息對于由操作員工作站執行的一個或多個應用可用，以允許操作員執行關于該過程的希望的功能。如查看該過程的當前狀態、修改該過程的操作等等。

可以將過程工廠中的各種設備互連成物理和/或邏輯組群，以創建邏輯過程如控制環路。類似地，可以將控制環路與其他控制環路和/或設備互連，以創建子單元。可以將子單元與其他子單元互連，以創建單元，因而可以將該單元與其他單元互連以創建區域。過程工廠總體包括互連的區域，并且企業實體總體包括可能被互連的過程工廠。結果，過程工廠包括具有互連資產的層次的無數的等級，并且企業實體可以包括互連的過程工廠。換句話說，與過程工廠相關的資產或過程工廠自身可以組合在一起以形成更高等級的資產。

用于實現過程工廠的方式在過去幾年一直在發展。典型地使用專用的集中式硬件和硬線連接來實現老一代的過程控制系統。

但是，典型地使用工作站、智能控制器、智能現場設備等等的高度分布式的網絡來實現現代過程控制系統，它們中的一些可以執行總體過程控制策略或方案中的一部分。具體而言，最現代的過程控制系統包括智能現場設備和經由一個或多個數字數據總線被可通信地彼此耦合并且/或者被耦合到一個或多個過程工廠的其他過程控制組件。除了智能現場設備之外，現代過程控制系統還可以包括模擬現場設備例如與共享數字數據總線等等相反典型地被直接耦合到控制器4-20毫安培(mA)設備、0-10伏特直流(ADC)設備等等。

在典型的工業或過程工廠中，使用分布式控制系統(DCS)來控制在該工廠處執行的許多工業過程。該工廠可以具有集中式控制室，該集中式控制室具有計算機系統，該計算機系統具有用戶輸入/輸出(I/O)、盤片I/O和計算領域中已知的其他外圍設備，其中一個或多個過程控制器和過程I/O子系統被可通信地連接到該集中式控制室。另外，一個或多個現場設備典型地被連接到該I/O子系統和該過程控制器，以實現該工廠中的控制和測量活動。雖然該過程I/O子系統可以包括被連接到遍及該工廠的各種現場設備的多個I/O端口，但是該現場設備可以包括各種類型的分析設備、硅壓力傳感器、電容式壓力傳感器、熱阻溫度計、熱電偶、應變儀、限位開關、通/斷開關、流量發射器、壓力發射器、電容式等級開關、稱量天平、變換器、閥定位器、閥控制器、致動器、螺線管、指示燈或在過程工廠中典型地使用的任意其他設備。

如本文所使用的，術語“現場設備”包括這些設備以及用于執行控制系統中的功能的任意其他設備。在任意情況中，現場設備可以包括例如輸入設備(例如諸如傳感器的設備，該傳感器提供狀態信息，該狀態信息用于指示過程控制參數如溫度、壓力、流速等等)以及用于響應于從控制器和/或其他現場設備接收的命令來執行導致的控制操作員或致動器。

通常，由雙絞線對電流環路將模擬現場設備連接到控制器，由單個雙絞線對將每個設備連接到控制器。模擬現場設備能夠響應于指定范圍中的電氣信號或者發射指定范圍中的電氣信號。在一個典型的配置中，通常使得該對的兩個線之間的電壓差近似20-25伏特，并且流經環路的電流4-20mA。用于向控制室發射信號的模擬現場設備調制流經電流環路的電流，其中電流與傳感過程變量成正比。