[發明專利]用于配置過程控制系統的分開的監控塊和結果塊的系統和方法

有效

• 申請號: 201680059979.7
• 申請日: 2016-10-07
• 公開（公告）號: CN108139729B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: G·K·勞;S·迪亞茲;G·R·謝里夫
• 申請（專利權）人: 費希爾-羅斯蒙特系統公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G05B23/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 胡欣

用于管理過程工廠的過程控制系統內的功能塊的系統和方法包括訪問具有原因集合和結果集合的初始因果矩陣(CEM)。該系統和方法隨后可以定義初始CEM內的相關群組集合，包括：(i)訪問與該相關群組集合相關聯的規則集合，(ii)根據該規則集合并且基于對應的因果對的至少部分來識別與結果集合的部分相關的原因集合的部分，以及(iii)重新排列原因集合的該部分和結果集合的該部分，使得對應的因果對的該部分被重新排列。

相關申請

本專利申請是常規專利申請，其要求于2015年10月9日提交的、標題為“A Systemand Method for Configuring Separated Monitor and Effect Blocks of a ProcessControl System”的美國臨時專利申請序列號62/239,657 的申請日的優先權和權益，該臨時專利申請在此通過引用被明確地并入本文。

技術領域

本公開內容總體上涉及管理過程工廠內的過程控制系統，并且更具體地，涉及配置與過程控制系統相關聯的因果矩陣(cause and effect matrix， CEM)以及創建與其相關的監控塊和結果塊。

背景技術

過程控制系統，如在化學、石油或其它過程中使用的過程控制系統，通常包括一個或多個過程控制器，所述過程控制器通信地耦合到至少一個主機或操作員工作站并經由模擬、數字或組合的模擬/數字總線或線路耦合到一個或多個現場設備?，F場設備(可以是例如閥、閥定位器、開關和變送器(例如，溫度、壓力和流率傳感器))在過程工廠內執行功能，諸如打開或關閉閥以及測量過程參數。過程控制器接收指示由現場設備進行的過程測量的信號和/或與現場設備有關的其它信息，使用該信息來實現控制例程，隨后生成控制信號，控制信號通過總線或線路被發送到現場設備以控制過程的操作。來自現場設備和控制器的信息通常可用于由操作員工作站執行的一個或多個應用，以使操作員能夠執行關于過程的任何所期望的功能，例如配置過程、查看過程的當前狀態、修改過程的操作等。

另外，在許多過程中，提供單獨的安全系統以檢測過程工廠內的顯著安全相關問題，并且當出現可能引起或導致工廠內的嚴重危險的問題(諸如有毒化學品溢出、爆炸等)時，自動關閉閥門、從設備移除電力、切換工廠內的流程等。這些安全系統通常具有除了標準過程控制器之外的一個或多個單獨的控制器，稱為邏輯解算器，邏輯解算器經由安裝在過程工廠內的單獨的總線或通信線路連接到安全現場設備。邏輯解算器使用安全現場設備來檢測與顯著事件相關聯的過程狀況，諸如某些安全開關或關斷閥的位置、過程中的上溢或下溢、重要發電或控制設備的操作、故障操作檢測設備的操作等，從而檢測過程工廠內的“事件”。當檢測到可能是單一狀況或同時發生兩個或更多個狀況的事件(通常稱為“原因(cause)”)時，安全控制器采取一些動作(通常稱為“結果(effect)”)來限制事件的有害性質，諸如關閉閥、使設備斷開(turn off)、從工廠的各部分移除電力等。通常，這些動作或結果包括將安全設備切換到觸動(trip)或“安全”操作模式，該操作模式被設計為防止過程工廠內的嚴重或危險狀況。

過程工廠的操作員(諸如管理者和工程師)通常維護一數據結構，該數據結構存儲相關原因和結果。例如，矩陣可以具有多個行和列，其中每行對應于原因，每列對應于結果并且矩陣的每個單元對應于特定的因果關系。這些單元可以由各種觸發(trigger)填充，這些觸發指示每個原因與結果之間的關系。一般根據為控制系統或工廠定義安全設計的要求文檔來配置所謂的因果矩陣(CEM)?？刂乒こ處熆梢岳肅EM來對控制系統進行工程設計(engineer)，從而相應地實現安全設計。然而，這樣的CEM受限于矩陣的定義的大小，并且經常不足夠大以處理所有期望的原因/結果數據關系。此外，這樣的CEM不能處理更復雜/精細的原因/結果，諸如鏈連接、鏈接、分級(level)、循環等。此外，大的CEM實現到控制邏輯中是繁瑣的，并因此在實現期間容易出錯。在安全系統中，維持準確的CEM是必要的，因為CEM中的差錯可能是嚴重的，這是由于正常操作的安全系統的故障可能導致工廠人員的嚴重受傷甚至死亡并且導致工廠內設備和材料的可能數百萬美元的損壞。

發明內容