[發明專利]用于實時模擬和過程控制的工業控制系統架構

在審

• 申請號: 202010525946.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN112068498A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: M·J·尼克松;A·小阿馬羅;N·H·貝爾;J·M·卡爾德維爾;G·K·勞
• 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: 戚英豪;丁燕

多用途動態模擬和運行時控制平臺包括與物理過程環境耦合的虛擬過程環境，虛擬和物理過程環境的部件/節點協作以動態執行工業過程工廠的運行時過程控制和/或其模擬。虛擬部件可以包括虛擬運行時節點和/或模擬節點。MPDSC包括I/O交換機，其例如通過使用發布/訂閱機制在虛擬節點和/或物理節點之間傳遞I/O數據，從而虛擬化物理I/O過程數據傳遞。由I/O交換機服務的節點可以包括相應的部件行為模塊，這些部件行為模塊不知道它們是否在虛擬或物理節點上被利用。模擬可以實時甚至結合工廠的運行時操作進行，和/或模擬可以根據需要進行操作(速度、數值、管理等)。該平臺同時支持模擬和運行時操作以及它們之間的交互/交集。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年6月10日提交的、名稱為“Industrial Control SystemArchitecture for Real-Time Simulation and Control”的美國臨時專利申請號62/859,508的優先權和申請日的權益，該美國臨時申請的全部公開內容在此通過引用明確地并入本文。

技術領域

本專利申請總體上涉及工業和過程控制系統，更具體地，涉及使用虛擬化的部件來提供過程控制和/或運行時實際過程控制的模擬的工業控制系統。

背景技術

過程或工業控制系統(像在化學、石油或其他工業過程工廠中用于從材料生產物理產品的過程或工業控制系統)通常包括一個或多個過程控制器，該過程控制器經由模擬、數字或組合的模擬/數字總線、或者經由無線通信鏈路或網絡通信地耦合到一個或多個現場設備。可以是例如閥、閥定位器、開關、以及變送器(例如，溫度、壓力、液位和流率傳感器)的現場設備位于過程環境內，并且通常執行物理或過程控制功能(例如，打開或關閉閥、測量過程參數等)，以控制在過程工廠或系統內執行的一個或多個過程。智能現場設備(諸如，符合熟知的現場總線協議的現場設備)還可以執行控制計算、報警功能、以及通常在控制器內實現的其他控制功能。可以集中地定位但也可以以分布式方式位于工廠環境中的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他信息，并且執行控制器應用，該控制器應用例如運行不同的控制模塊，不同的控制模塊進行過程控制決策、基于接收到的信息生成控制信號、以及與在現場設備(諸如，和現場總線現場設備)中執行的控制模塊或塊進行協調。控制器中的控制模塊通過通信線路或鏈路向現場設備發送控制信號，從而控制過程工廠或系統的至少一部分的操作。

來自現場設備和控制器的信息通常可通過數據高速通道從控制器提供給一個或多個其他硬件設備，例如，操作員工作站、個人計算機或計算設備、數據歷史庫、報告生成器、集中式數據庫、或其他集中式管理計算設備，其通常放置在控制室中或者其他遠離較惡劣的工廠環境的位置。這些硬件設備中的每個通常跨過程工廠或者跨過程工廠的一部分集中。這些硬件設備執行應用，該應用可以例如使工程師能夠配置過程的部分，或者使操作員能夠執行關于控制過程和/或操作過程工廠的功能，諸如，更改過程控制例程的設置、修改控制器或現場設備內控制模塊的操作、查看過程的當前狀態、查看由現場設備和控制器生成的警報、出于培訓人員或測試過程控制軟件的目的模擬過程的操作、保持和更新配置數據庫等。由硬件設備、控制器、以及現場設備使用的數據高速通道可以包括有線通信路徑、無線通信路徑、或有線和無線通信路徑的組合。