[發(fā)明專利]用于設(shè)備的過程控制的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580078935.4
• 申請(qǐng)日: 2015-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN107567604B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 達(dá)爾尤什·桑吉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 布勒有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 11227 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 唐京橋;陳煒

公開用于設(shè)備的過程控制的系統(tǒng)和方法。與設(shè)備控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的設(shè)備包括設(shè)備的操作單元的互鎖元件。設(shè)備控制系統(tǒng)通過互鎖元件控制操作單元。設(shè)備控制系統(tǒng)可由過程控制系統(tǒng)訪問，并在過程控制系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)之間傳輸包含信令數(shù)據(jù)和操縱命令的消息。在過程控制系統(tǒng)和設(shè)備控制系統(tǒng)上各自生成OPC UA客戶端。過程控制系統(tǒng)和設(shè)備控制系統(tǒng)的OPC UA客戶端之間的傳送層通過包含編碼的可編程邏輯控制器(PLC)消息的定義的比特序列雙向延伸。為了操縱和控制設(shè)備，通過對(duì)用于OPC UA傳送層的PLC命令消息編碼并借助于定義的比特序列在OPC UA傳送層中傳輸PLC命令消息，過程控制系統(tǒng)將PLC命令消息傳輸?shù)皆O(shè)備控制系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及電子過程控制的領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及用于過程控制操作和應(yīng)用的平臺(tái)獨(dú)立執(zhí)行的安全架構(gòu)。最特別地，本發(fā)明涉及在基于OPC-UA的機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)器件(特別是設(shè)備和設(shè)備系統(tǒng))的過程控制，并且涉及設(shè)備控制系統(tǒng)的平臺(tái)獨(dú)立操縱，其中與設(shè)備控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的設(shè)備包括設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操作單元的多個(gè)互鎖元件。在這些系統(tǒng)中，由設(shè)備控制系統(tǒng)經(jīng)由與設(shè)備控制系統(tǒng)互鎖的元件來(lái)控制操作單元的操作。

背景技術(shù)

在過去十年中，工業(yè)過程控制技術(shù)的重大進(jìn)展已經(jīng)極大地改善了工廠和設(shè)備操作的所有方面。在當(dāng)今的現(xiàn)代工業(yè)過程控制系統(tǒng)之前，由人類和初步的機(jī)械控制裝置操作和控制工業(yè)過程。因而，對(duì)過程的控制的復(fù)雜度和程度受到速度的限制，人類可用該速度查明各種過程狀態(tài)變量的目前狀況，將當(dāng)前狀況與期望操作水平進(jìn)行比較，計(jì)算校正動(dòng)作(如果需要的話)，并且對(duì)控制點(diǎn)實(shí)施改變以影響狀態(tài)變量的改變。對(duì)過程控制技術(shù)的改善使得能夠經(jīng)由程序控制處理器來(lái)控制更大和更復(fù)雜的工業(yè)過程。控制處理器執(zhí)行控制和/或操縱程序，該控制和/或操縱程序讀取過程狀況變量，基于狀況變量數(shù)據(jù)和期望的設(shè)置點(diǎn)信息執(zhí)行與控制算法相關(guān)聯(lián)的指令命令，以在工業(yè)過程中呈現(xiàn)用于控制點(diǎn)的輸出值。此類控制處理器和程序支持基本上自起動(dòng)的工業(yè)過程。盡管工業(yè)過程有能力在編程過程控制器的控制下以先前建立的操作參數(shù)操作而不用人類干預(yù)，但期望控制處理器及其相關(guān)聯(lián)的過程的監(jiān)督控制和監(jiān)測(cè)。由人類和較高級(jí)的控制程序在多級(jí)過程控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用/人機(jī)界面層提供此類監(jiān)管。大體期望此類監(jiān)管驗(yàn)證在較低級(jí)過程控制器下受控過程的正確執(zhí)行且配置受控過程的設(shè)置點(diǎn)。

由于過程控制器件和過程本身的改變，所以修改制造和過程控制系統(tǒng)。因此，重要的是提供用于迅速配置/重新配置而不接觸系統(tǒng)的未改變部分的裝置。同樣重要的是提供用于作出此類改變同時(shí)使對(duì)工業(yè)過程操作的破壞最小化(例如，使過程閑置的時(shí)間最小化)的裝置。另外，鑒于對(duì)不斷改善監(jiān)督過程控制和過程/制造信息系統(tǒng)的需要，強(qiáng)烈期望不被鎖定到用于監(jiān)督過程控制和制造信息系統(tǒng)的單一架構(gòu)中。過程控制系統(tǒng)改變，并且期望具有適于此類改變而不管此類改變的大小的較高級(jí)系統(tǒng)。還有，不太靈活的監(jiān)督過程控制和制造信息系統(tǒng)供應(yīng)要求過程控制設(shè)施的設(shè)計(jì)人員考慮到應(yīng)用的長(zhǎng)期要求，因?yàn)橐坏?yīng)用被安裝，對(duì)應(yīng)用的修改就變得相對(duì)不靈活。設(shè)備控制系統(tǒng)的此類應(yīng)用不靈活是不期望的，但目前在傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制系統(tǒng)市場(chǎng)上是不可避免的。過程控制工業(yè)趨于先導(dǎo)，并且經(jīng)常設(shè)計(jì)人員未完全意識(shí)到最后將并入最終設(shè)施中的自動(dòng)化的完整范圍和形式。稍后，在設(shè)備的使用壽命中，當(dāng)添加新功能時(shí)，新的控制系統(tǒng)部件運(yùn)用或合并現(xiàn)有系統(tǒng)。在過程控制系統(tǒng)已經(jīng)顯著改變的此類實(shí)例中，將不同架構(gòu)并入已安裝的監(jiān)督過程控制應(yīng)用中是有利的。在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，必須由特定制造商的編程專家對(duì)整個(gè)大部分制造商特定的設(shè)備控制系統(tǒng)進(jìn)行代價(jià)很高的重建。