用於功能塊實例化的系統和方法

2023-05-10 07:53:21

專利名稱：用於功能塊實例化的系統和方法
技術領域：
本文中所公開的主題涉及系統的實例化，以及更具體而言，涉及功能塊的實例化。
背景技術：
某些系統，諸如工業控制系統，可以提供能夠實現在各種類型的裝置(諸如傳感器、泵、閥等)中計算機指令的執行的控制能力。例如，功能塊可以用於將控制邏輯封裝在各種裝置中。然而，功能塊可能由不同的製造商來創建。因此，配置和/或編程多個裝置可能是複雜和耗時的。

發明內容
下面概述與原始要求保護的發明在範圍方面相當的某些實施例。這些實施例不是用來限制要求保護的發明的範圍，而是這些實施例僅僅用來提供本發明的可能的形式的簡要概述。實際上，本發明可以包羅可能與下面闡述的實施例類似或不同的各種形式。 在第一實施例中，一種系統包括配置成存儲可重用的可執行控制信息和替代信息的庫。該系統還包括配置成將可重用的可執行控制信息在存儲器中實例化以及將替代信息與現場裝置相關聯的控制器。在第二實施例中，一種方法包括經由系統的計算機定義庫中的可重用的控制信息。該方法還包括在控制器中實例化可重用的控制信息。該方法還包括用包括在現場裝置中的現場裝置信息來替代包括在可重用的控制信息中的屬性。在第三實施例中，提供一種包括可執行代碼的非臨時性的有形的計算機可讀介質。該可執行代碼包括用於經由系統的計算機定義庫中的可重用的控制信息的指令。該可執行代碼還包括用於在控制器中將可重用的控制信息實例化為可執行控制邏輯的指令。該可執行代碼還包括用於用包括在現場裝置中的現場裝置信息來替代包括在可重用的控制信息中的屬性的指令。


當參考附圖閱讀下面的詳細描述時，本發明的這些以及其它特徵、方面和優點將變得更好理解，在附圖中，所有附圖中相似的字符表示相似的部件，其中圖I是包括庫的工業控制系統的一個實施例的示意圖；圖2是包括圖I的工業控制系統的各種組件的實施例的框圖；圖3是可用於定義圖I的庫的樹形(treeview)控制項的一個實施例的屏幕視圖；圖4是適於輸入(enter)庫信息的網格(grid)控制項的一個實施例的屏幕視圖；圖5是可重用的通用功能塊的一個實施例的屏幕視圖；圖6是可用於輸入現場裝置信息的網格控制項的一個實施例的屏幕視圖；圖7是基於圖8的可重用的通用功能塊的已實例化功能塊的一個實施例的屏幕視圖8是適於輸入功能塊信息的自動化工具的一個實施例的屏幕視圖；以及圖9是用於重用庫信息的過程的一個實施例的流程圖。
具體實施例方式下面將描述本發明的一個或多個具體實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，在說明書中可能並未描述實際實現的所有特徵。應當領會的是，在任何這樣的實際實現的開發中，如在任何工程或設計項目中，必須作出許多實現特定的決定以達到開發者的特定目的，諸如遵守系統相關的和商業相關的約束，這些約束對於不同的實現可能是不同的。此夕卜，應當領會的是，這樣的開發努力可能是複雜且耗時的，但儘管如此，對於受益於本公開的那些普通技術人員來說，仍是設計、製作和製造的常規任務。在引入本發明的各種實施例的各要素時，冠詞「一個(a)」、「一個(an)」、「該」和「所述」是用來表示存在一個或多個該要素。術語「包含」、「包括」和「具有」是用來含有並且意味著除了所列要素之外可能存在另外的要素。工業控制系統可包括適於與多種現場裝置(諸如傳感器、泵、閥等等)接口的控制器系統。例如，傳感器可以給控制器系統提供輸入，以及控制器系統然後可響應輸入而推導出某些動作，諸如致動閥、驅動泵等等。在某些控制器系統中，諸如可從Schenectady, NewYork的General Electric Co.購得的Mark VIe控制器系統,多個現場裝置可以可通信地耦合到控制器並且由控制器控制。實際上，多個控制器可以控制多個現場裝置，如下文關於圖I更詳細地描述。可通信地連接到控制器的裝置可以包括現場裝置，諸如現場總線基金會(Fieldbus Foundation)裝置，這些裝置包括對於基金會Hl雙向通信協議的支持。因此，該裝置可以在諸如Hl段的各種通信段中與控制器可通信地連接，附連到連結裝置，以能夠實現裝置的全工廠範圍的網絡。每個現場裝置可以包括封裝在功能塊中的控制邏輯或計算機指令。例如，t匕 例-積分-微分(PID)功能塊可以包括適於實現諸如工業過程的某些過程的閉合迴路控制的PID指令。同樣地，模擬輸入(Al)功能塊和模擬輸出(AO)功能塊可以分別被用於檢索輸入數據和提交輸出數據。實際上，可以提供能包括多種計算機指令或控制邏輯的各種類型的功能塊，如下文關於圖I更詳細地描述。每個功能塊然後可以被實例化或者被加載到現場裝置的存儲器中以在控制迴路中使用。現場裝置然後可以執行實例化的功能塊中的計算機指令或控制邏輯。功能塊實例化可以使用某些值，諸如裝置標識、校準值和邏輯變量(例如，編程變量)。控制工程師或調試工程師可以手動輸入功能塊中每一個所使用的值。然而，工業控制系統可能包括數百個以及有時數千個現場裝置。跨越多個裝置輸入某些值可能是耗時且低效的。本文中公開的系統和方法能夠實現塊實例化信息的自動插入。實際上，如下文更詳細地描述，可以使用屬性替代技術以自動地將庫信息插入到跨越工業控制系統中的各種各樣的裝置(包括現場總線基金會裝置)可執行的功能塊中。裝置可以由多種製造商提供，並且可以包括任何數量的功能塊信息，諸如裝置標識信息、現場總線基金會功能塊信息以及製造商特定的功能塊信息。此外，本文中公開的系統和方法使諸如控制工程師或者調試工程師之類的用戶能夠通過使用庫來存儲和更新屬性替代信息，如下文更詳細地描述。庫可以包括適於有效存儲、發現和操縱裝置相關的信息的分級存儲結構。此外，可以在實際裝置實例化之前提供實例化信息。即，本文中公開的系統和方法可以使用戶能夠在實際的實例化之前操縱庫信息以有助於準備期望的裝置配置，並且可以在現場裝置到工業過程控制系統(如下文關於圖I更詳細地描述的工業過程控制系統)的實際連接之前存儲期望的裝置配置。一旦現場裝置連接到工業過程控制系統，然後就可以使用存儲的裝置配置以在現場裝置中實例化功能塊。這樣，可以更有效地執行配置現場裝置。通過提供可重用的過程控制信息，現場裝置、控制器和工業過程控制系統可以更容易地被配置和管理。轉向圖I，描述工業過程控制系統10的一個實施例。該控制系統10可以包括計算機系統12，該計算機系統12適於執行多種現場裝置配置和監測應用，以及用於提供操作者接口，通過該操作者接口，工程師或技術人員可以監測控制系統10的組件。因此，計算機12包括可以在處理計算機指令中使用的處理器14、以及可以用於存儲計算機指令和其它數據的存儲器16。計算機系統12可以包括適於運行軟體應用的任何類型的計算裝置，諸如膝上型計算機、工作站、平板計算機或手持可攜式裝置(例如，個人數字助理或蜂窩電話)。實際上，計算機系統12可以包括多種硬體和/或作業系統平臺中的任一種。依據一個實施例，計算機12可以承載(host)工業控制軟體，諸如人機接口(HMI)軟體18、製造執行系統 (MES) 20、分布式控制系統(DCS) 22、和/或監測控制及數據採集(SCADA)系統24。HMI18、MES20、DCS22、和/或SCADA24可以作為可執行代碼指令存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的存儲器16)上。例如，計算機12可以承載可從Schenectady，New York 的 General Electric Co.購得的 Contro I ST 軟體。此外，計算機系統12可通信地連接到工廠數據高速通道(highway) 26，該工廠數據高速通道26適於實現工廠中描述的計算機12和其它計算機12之間的通信。實際上，工業控制系統10可以包括通過工廠數據高速通道26互連的多個計算機系統12。該計算機系統12可以進一步可通信地連接到單元數據高速通道28，該單元數據高速通道28適於將計算機系統12可通信地耦合到工業控制器30。工業控制器30可以包括處理器32，處理器32適於執行可用於使多種工廠設備(諸如渦輪系統34、溫度傳感器36、閥38和泵40)自動化的計算機指令或控制邏輯。工業控制器30還可包括存儲器42，存儲器42用於存儲例如計算機指令和其它數據。工業控制器30可以與多種現場裝置通信，包括但並不限於流量計、PH傳感器、溫度傳感器、振動傳感器、間隙傳感器(例如，測量旋轉組件和固定組件之間的距離)、壓力傳感器、泵、致動器、閥等等。在一些實施例中，工業控制器30可以是可從Schenectady, New York 的 General Electric Co.購得的 Mark VIe 控制器系統。在描述的實施例中，渦輪系統34、溫度傳感器36、閥38和泵40通過使用連結裝置44和46來可通信地連接到工業控制器30，連結裝置44和46適於在I/O網絡48和Hl網絡50之間接口。例如，連結裝置44和46可以包括可從Haar，Germany的Softing AG購得的FG-100連結裝置。如描述的，連結裝置44和46可以分別包括可用於執行計算機指令的處理器52和54，並且還可以包括可用於存儲計算機指令和其它數據的存儲器56和58。在一些實施例中，I/O網絡48可以是100百萬比特(MB)高速乙太網(HSE)網絡，並且Hl網絡50可以是31. 25千比特/秒網絡。因此，通過I/O網絡48傳送和接收的數據又可以由Hl網絡50傳送和接收。也就是，連結裝置44和46可以充當I/O網絡48和Hl網絡50之間的橋梁。例如，I/O網絡48上的更高速的數據可以被緩衝，然後在Hl網絡50上以合適的速度被傳送。因此，多種現場裝置可以連結到工業控制器30和連結到計算機12。例如，現場裝置34、36、38和40可以包括或可以為工業裝置，諸如包括對基金會Hl雙向通信協議的支持的現場總線基金會裝置。該現場裝置34、36、38和40還可以包括對其它通信協議的支持，諸如HART 通信基金會(HCF)協議以及 Profibus NutzerOrganization e. V. (PNO)協議中所見的那些。連結裝置44和46中的每個可以包括可用於分段Hl網絡42的一個或多個段埠60和62。例如，連結裝置44可以使用段埠 60以與裝置34和36可通信地耦合，同時連結裝置46可以使用段埠 62以與裝置38和40可通信地耦合。通過使用例如段埠 60和62在現場裝置34、36、38和40之間分布輸入/輸出，可以實現可用於保持故障容許度、冗餘以及改善通信時間的物理分離。每個現場裝置34、36、38和40可以包括各自的裝置描述(DD)文件，諸如所示的DD文件64、66、68和70。DD文件64、66、68和70可以以裝置描述語言(DDL)，諸如國際電工委員會(IEC) 61804標準中定義的DDL來書寫。在一些實施例中，文件64、66、68和70為標記化的(tokenized) 二進位文件。即，DD文件64、66、68和70可以包括以可用於減小DD文 件64、66、68和70的大小的標記化的二進位格式來格式化的數據。DD文件64、66、68和70每個可以包括一個或多個功能塊72、74、76和78。功能塊72、74、76和78可以包括由處理器80、82、84和86可執行的計算機指令或計算機邏輯。實際上，功能塊72、74、76和78可以被實例化到存儲器88、90、92、94中，然後分別通過處理器80、82、84和86執行。這樣，現場裝置34、36、38和40可以向工業過程控制系統10中的過程的執行貢獻控制邏輯和其它計算機指令。有利地，本文中公開的系統和方法為用戶(例如，控制工程師或調試工程師)提供庫100，該庫100適於存儲、操縱和傳播信息到現場裝置34、36、38和40。例如，可重用的實例化信息可以被提供到現場裝置34、36、38和40，所以能夠實現現場裝置34、36、38和40的更有效的配置，如下文關於圖2更詳細地描述。圖2是示出庫100的一個實施例的框圖，庫100可以用於存儲、操縱信息、以及與一個或多個現場裝置(諸如圖I中所示的現場裝置34、36、38和40)之間傳播信息。庫100可以實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。在描述的實施例中，庫100被示為可通信地耦合到三個現場裝置，裝置34、裝置36以及指示為102的裝置η。要理解的是，庫100可以例如通過圖I中所示的網絡28、48和/或50來可通信地耦合到任何數量的現場裝置。有利地，可以使用庫100以實現現場裝置34、36和102的更快、更有效的配置。在一個實例中，可以將庫100用於實例化所述現場裝置34、36和102。在實例化中，諸如控制工程師或調試工程師之類的用戶可以選擇分別用於由現場裝置34、36和102執行的某些功能塊72、74和104。實際上，用戶可以編程具有選擇的功能塊72、74和104的一個或多個控制迴路或模塊106、108和110。例如，裝置佔位符(例如虛擬裝置)可以通過配置屏幕來呈現並且可以被用戶選擇以輸入與裝置(諸如裝置34、36或102)相關的配置信息，諸如選擇的功能塊72、74和104。一旦裝置物理地連接到系統10，配置信息可以自動地加載到裝置的存儲器中。裝置然後可以執行包括在實例化的功能塊72、74和104中的計算機指令或控制邏輯。然而，每個功能塊72、74和104可以包含例如與各自的現場裝置(例如裝置34、36、102)關聯的實例化信息(例如屬性和/或變量)112、114和116。更具體而言，實例化信息可以包括將功能塊72,74和104連結(liking)到各自的裝置34,36和102的實例化過程所使用的信息。例如，實例化信息112、114和116可以包含輸入和輸出標識信息，該輸入和輸出標識信息分別唯一地標識現場裝置34、36和102 (例如，裝置標籤、信道I/O、埠 I/O、段I/O)。實例化信息112、114和116還可以包含校準信息(例如，默認的校準值、範圍)以及可用於將裝置34、36和102實例化或者以其它方式調試到系統10中的其它變量。手動輸入實例化信息112、114和116可能是費力且低效的。庫100能夠實現分級信息的創建，包括適於裝置34、36和102重用的可重用的邏輯模塊或控制信息118。例如，控制信息118可以包括可重用的通用功能塊120。通用功能塊120可以包括適於在許多現場裝置中執行的計算機指令，所述許多現場裝置包括對某些功能塊規範的支持，諸如由現場總線基金會功能塊應用過程(FBAP)使用的功能塊規範，可從Austin，Texas的現場總線基金會組織得到。功能塊類型的非包含性的列表可以包括資源塊、顯示塊、Al塊、AO塊、離散輸入塊、離散輸出塊、診斷塊、多模擬輸入塊、多模擬輸出塊、PID控制塊、增強型PID控制塊、先進PID控制塊、算法塊、分離器塊、信號表徵器塊、積分器塊、模擬警報塊、輸入選擇器塊、設定點斜坡發生器塊、計時器和邏輯塊、超前滯後塊、 輸出信號選擇器和動態限制器塊、密度塊、常量塊、自定義塊、流量傳感器塊和/或雙穩態多諧振蕩器和邊緣觸發器塊。裝置34、36和102的每個的製造商可以提供計算機指令或控制邏輯，該計算機指令或控制邏輯與前述的功能塊類型和功能塊規範(例如，現場總線基金會規範)相符合。庫100的可重用的控制信息118可以包括類似的計算機指令或控制邏輯，該類似的計算機指令或控制邏輯也與前述的功能塊類型和功能塊規範(例如，現場總線基金會規範)相符合。因此，用戶可以配置可重用的控制信息或控制迴路118—次，然後可以將可重用的控制信息配置和/或實例化為裝置34、36和102可執行的控制邏輯或控制迴路106、108和110。實際上，庫100使可重用的控制信息118能夠如期望的那樣多的次數提供給一個或多個現場裝置，包括描述的裝置34、36和102。控制邏輯的這樣的重用可以減少配置時間，並導致現場裝置34、36和102的更有效的調試。如前面提及的，功能塊72、74和104可以包括與諸如現場裝置34、36和102之類的特定的現場裝置對應的實例化信息112、114和116。例如，功能塊72、74和104可以使用實例化信息112、114和116以標識描述的現場裝置34、36和102並與其通信，以校準裝置34、36和102，和/或以一般地調試裝置34、36和102。儘管用戶可以在各個功能塊72、74、104的配置期間手動輸入實例化信息112、114和116，但是這可能是低效的、耗時的，並且可能導致疏忽的數據錄入錯誤。在一個實施例中，庫100能夠實現屬性替代方法與包括在可重用的控制信息118中的屬性替代信息122的使用，如關於圖9更詳細地描述。實際上，屬性替代信息122可以由庫100提供，適於用作某些值的稍後替代的佔位符，因此變為實例化信息112、114和116。即，屬性替代信息122然後可以由期望值(例如，I/O值、校準值、調試值)來代替。該期望值將屬性替代信息122轉化為實例化信息112、114和116，如下文更詳細地描述。圖3是樹形控制項124和網格控制項126的一個實施例的屏幕視圖123，這些控制項可以被用於定義可重用的控制邏輯118，包括與可重用的通用功能塊120關聯的屬性替代信息122。該屏幕視圖123可實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。如以上提及的，通過在一個或多個裝置(例如裝置34、36和102)之中分布可重用的控制邏輯118，以及通過提供屬性替代信息122，庫100可以實現現場裝置的更有效的和更快的配置。樹形控制項124和網格控制項126可以實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。在描述的實施例中，樹形控制項124包括標註為「庫(LIBRARIES) 」的根節點128，在分級地組織庫100中可用作樹節點數據結構。可提供其它數據結構以組織庫100，包括列表、表格和圖形(例如一對多、多對多)。還描述了標註為「Libl」的子節點或子庫節點130。子庫節點130是庫100的子庫。實際上，庫100可以包括一個或多個子庫以更好地組織庫100。子庫節點130包括標註為「AIDemo」的任務節點132。子庫可以包括一個或多個任務節點、程序節點、和將控制邏輯和/或功能塊編組的其它編組節點。例如，任務節點132包括標註為「AI_1」的功能塊節點134。該功能塊節點134可以為例如圖2中描述的通用功能塊72、74或104中的一個(諸如功能塊104 (例如，Al功能塊104))的可視表示。在所示實施例中，任務節點132包括標註為「屬性(ATTRIBUTES) 」的子屬性節點 136。該屬性節點136可以是屬性替代信息122的可視表示。該子屬性節點136可用於將與任務節點132關聯的所有屬性列表。因為子屬性節點136被描述為已被用戶選擇，因此示出了與所選擇的子屬性節點136對應的網格控制項126。與屬性節點136對應的所有屬性然後可以顯示為網格控制項126的行。例如，裝置屬性行138被示出，標註為「裝置(DEVICE) 」。裝置屬性行138中包括的信息然後可以用作在功能塊104配置和/或實例化期間物理裝置的虛擬佔位符。例如，裝置屬性行138捕獲的信息可以包括用於代替物理裝置標籤(S卩，唯一裝置標識標籤)的裝置名稱。通過經由裝置屬性行138的使用來提取物理裝置信息，庫100可以實現功能塊72、74和104的更快、更不易出錯的配置。例如，在一個實施例中，當通過添加Al功能塊節點134來定義任務節點132時，提示用戶選擇某些屬性值，如關於圖4更詳細地描述。圖4是包括標註為「輸入屬性實例值(ENTER THE ATTRIBUTE INSTANCE VALUES)」的屏幕標題142的網格控制項140的屏幕視圖141。該屏幕視圖141可以實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。該網格控制項140和/或類似的圖形用戶接口(GUI)控制項可以實現可重用的邏輯模塊118、可重用的通用功能塊120以及屬性替代信息122的錄入。例如，當創建圖3中所示的Al功能塊節點134時，可以在那時提示用戶將塊134與現場裝置相關聯。代替輸入實際的裝置標籤，用戶可以輸入替代屬性值，諸如具有值「{Device}」的替代屬性144。這樣，Al功能塊節點134被配置成使用通用屬性信息而不是特定的裝置信息。任務132的最終庫100定義則可示出與替代屬性144關聯的Al功能塊節點134，如下文關於圖5更詳細地描述。圖5是控制迴路視圖中描述的圖2的Al功能塊120的一個實施例的屏幕視圖145。該屏幕視圖145可以實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。該Al功能塊120示為包括引腳146，該引腳用於將Al功能塊連接到包括模擬輸入功能性的現場裝置(例如，現場裝置34、36和102)。該引腳146被示為帶有標註「{Device}」。同樣地，功能塊標識148被示為帶有標註「 {Device}All」以指示圖4中所示的替代屬性144的使用。如此，用戶可視地鑑定Al功能塊120當前指的是替代屬性144而不是物理裝置。通過在控制迴路中提供屬性的使用的可視反饋，本文中描述的系統和方法使用戶能夠快速地建立可執行的控制邏輯的庫，諸如庫100，具有與通用裝置關聯的功能塊。因此，在不具有可期望使用可重用的邏輯模塊118的物理裝置(例如現場裝置34、36,102)和控制器(例如控制器30)的先驗知識的情況下，可以定義庫100的可重用的邏輯模塊118。一旦已經定義功能塊120，功能塊120就可以由可通信地耦合到庫100的任何數量的控制器來重用。例如，控制器30可以通過將可重用的通用功能塊120加載到現場裝置102的存儲器中來實例化可重用的通用功能塊120。在功能塊120的實例化期間，控制器30可以提示輸入裝置標籤以將功能塊120關聯到特定的現場裝置(例如裝置34、36、102)，如下文關於圖6更詳細地描述。通過在實例化期間重用通用功能塊120和獲取適於將功能塊120關聯到特定的現場裝置的信息，可更容易和快速地配置控制器30。圖6是示出用於將功能塊120的實例或複本與標註為「FFAI1000」的裝置標籤152關聯的網格控制項150的一個實施例的屏幕視圖149。該裝置標籤152唯一地標識現場裝置。·該屏幕視圖149可以實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。如以上提及的，控制器30可以通過將功能塊複製到諸如圖2中所示的裝置102的裝置的存儲器中來創建功能塊120的實例。所得到的實例則被示為功能塊104。要理解的是，功能塊120 (以及可重用的邏輯模塊118)可由諸如控制器30之類的任何數量的控制器從庫100中複製任意次數。網格控制項150可以提供裝置標籤152，該裝置標籤152則可用於與物理現場裝置(例如裝置102)關聯。這樣，功能塊120實例化到功能塊104中可以將功能塊104與裝置標籤(例如裝置標籤152)關聯。控制迴路然後可以在功能塊104中顯示更新的裝置標籤152，如下文關於圖7更詳細地描述。圖7是示出控制迴路視圖中描述的圖2的Al功能塊104的一個實施例的屏幕視圖155。該屏幕視圖155可以實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。在功能塊120實例化到裝置102中後，描述Al功能塊104。S卩，功能塊120可以被複製到裝置102的存儲器中並且被實例化，因此變成功能塊104。如描述的，引腳154現在被標註為「FFAI1000」以反映功能塊104和圖6中所示的裝置標籤152的關聯。同樣地，功能塊標識156現在標註為「FFAI1000AII」。裝置標籤152然後可以被用於與裝置102通信。在一個實施例中，可以使用自動化工具以連結裝置標籤152到期望的現場裝置(諸如裝置102)，如下文關於圖8更詳細地描述。圖8是自動化工具158的一個實施例的屏幕視圖，包括適於將裝置標籤152連結到諸如圖2中描述的現場裝置102的物理現場裝置的網格控制項162和樹形控制項160。該自動化工具158可以實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。通過連結或以其它方式關聯裝置標籤152到現場裝置102，圖2和7中所示的實例化功能塊104可用於期望的現場裝置102中。在描述的實施例中，樹形控制項160包括標註為「分布式I/O」的根節點164，表示可以被附連到例如控制器30的硬體。根節點164包括可以表示諸如圖I中所示的連結裝置46之類的連結裝置的連結裝置節點166。連結裝置46的段埠 62則被示為子段節點168。因為現場裝置102可以連接到段62，因此現場裝置102被描述為段節點168的子現場裝置節點170。同樣地，Al功能塊節點172可以用於可視地表示在現場裝置102中實例化的功能塊104。網格控制項162被描述為包括標註為「FFAI1000AII」的塊標籤174。該塊標籤174唯一地標識功能塊(例如功能塊104)並且提供與所標識的功能塊通信的機制。在一個實施例中，網格控制項162可以被用於輸入功能塊節點172的各種屬性，以及可被用於將圖6中所示的裝置標籤152連結或關聯到塊標籤174。可以使用其它技術以將裝置標籤152連結或關聯到塊標籤174，諸如在節點172上右單擊以輸入連結信息，以及提供用於連結信息的菜單。也可以提供搜索工具以自動地搜索某些裝置標籤(諸如裝置標籤152)，和將裝置標籤連結或關聯到塊標籤174。通過提供用於將裝置標籤152連結到物理現場裝置的連結中可用的各種系統，本文中描述的系統和方法能夠實現替代控制邏輯118的有效的重用。
圖9是描述適於在一個或多個現場裝置(包括圖2中所示的裝置34、36和102)中重用控制邏輯118的過程180的一個實施例的流程圖。該過程180可以實現為存儲在非臨時性的有形的計算機可讀介質(諸如計算機12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執行代碼指令。在描述的實施例中，可重用的控制信息，諸如圖2中所示的可重用的邏輯模塊118、可重用的通用功能塊120以及替代I/O信息122，可以在庫(例如庫100)中定義(框182)。如以上提及的，圖3和4的屏幕視圖123和141可以用於定義庫100 (框182)。然後可以在諸如控制器30之類的控制器中實例化定義的可重用的控制信息118 (框184)。例如，可重用的控制信息118可以被複製到控制器30的存儲器42中。然後可用實際現場裝置(例如現場裝置34、36、38、40、100)信息替代包括在可重用的控制信息118中的某些信息，諸如替代I/O信息122(框186)。例如，可用將期望的功能塊連結或關聯到期望的現場裝置的物理信息(例如裝置標籤)替代屬性信息(例如通用裝置)。在一個實施例中，諸如圖8中所示的自動化工具158之類的自動化工具可用於將替代I/O信息122替代。替代的信息(例如實例化信息112、114、116)然後可以實現邏輯模塊(例如邏輯模塊106、108、110)的執行(框188)。通過提供可以容易且有效地實例化到可執行的控制邏輯106、108和110中的可重用的控制邏輯118，本文中描述的系統和方法能夠實現現場裝置34、36、38、40和/或102的更有效的配置和/或調試。本發明的技術效果包括在一個或多個現場裝置和控制器中可重用的控制邏輯(包括可重用的通用功能塊)的重用。在特定的現場裝置的配置期間，通用功能塊可以被複製或實例化到指定的現場裝置中。可用例如唯一地標識特定的現場裝置的裝置標籤替代與通用功能塊關聯的屬性。如此，唯一地標識實例化功能塊的功能塊標籤可以連結到唯一地標識現場裝置的裝置標籤。可以通過適於用裝置特定的信息取代屬性信息的自動化工具的使用，使得屬性替代自動化。該書面描述使用示例以公開本發明，包括最佳模式，並且還使本領域的任何技術人員能夠實施本發明，包括製造或使用任何裝置或系統和執行任何結合的方法。本發明的可專利範圍由權利要求來定義，並且可以包括本領域技術人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權利要求的文字語言沒有不同的結構要素，或者如果它們包括具有與權利要求的文字語言的非實質差別的等效結構要素，那麼它們確定為在權利要求的範圍內。部件列表10工業過程控制系統
12計算機系統14處理器16存儲器18人機接口(HMI)軟體24監測控制及數據採集(SCADA)系統20製造執行系統(MES)22分布式控制系統(DCS)26工廠數據高速通道 28單元數據高速通道30工業控制器32處理器34渦輪系統36溫度傳感器38 閥40 泵42存儲器44連結裝置46連結裝置48輸入/輸出(I/O)網絡50H1 網絡52處理器54處理器56存儲器58存儲器60 段埠62 段埠64DD 文件66DD 文件68DD 文件70DD 文件72功能塊74功能塊76功能塊78功能塊80處理器82處理器84處理器86處理器88存儲器
90存儲器92存儲器94存儲器100 庫102現場裝置η104功能塊106 模塊108 模塊 110 模塊112實例化信息114實例化信息116實例化信息118可重用的控制信息120可重用的通用功能塊122屬性替代信息123屏幕視圖124樹形控制項126網格控制項128根節點130子庫節點132任務節點134功能塊節點136子屬性節點138裝置屬性行140網格控制項141屏幕視圖142屏幕標題144替代屬性145屏幕視圖146 引腳148功能塊標識149屏幕視圖150網格控制152裝置標籤155屏幕視圖154 引腳156功能塊標識158自動化工具160樹形控制項
162網格控制項164根節點166連結裝置節點168子段節點170子現場裝置節點172AI功能塊節點174塊標籤180 過程
182 塊184 塊186 塊188 塊
權利要求
1.一種系統，包括 庫(100)，配置成存儲可重用的可執行控制信息(118)和替代信息(122);以及 控制器(30)，配置成將所述可重用的可執行控制信息(118)在存儲器中實例化以及將所述替代信息(122)與現場裝置(34、36、38、40、102)相關聯。
2.如權利要求I所述的系統，其中，所述現場裝置(34、36、38、40、102)包括現場總線基金會現場裝置、HART現場裝置、Profibus現場裝置或其組合。
3.如權利要求I所述的系統，其中，所述可重用的可執行控制信息(118)包括功能塊(120)。
4.如權利要求3所述的系統，其中，功能塊(120)包括以下至少一個顯示塊、模擬輸入(Al)塊、模擬輸出(AO)塊、尚散輸入塊、尚散輸出塊、診斷塊、多模擬輸入塊、多模擬輸出塊、比例-積分-微分(PID)控制塊、增強型PID控制塊、先進PID控制塊、算法塊、分離器塊、信號表徵器塊、積分器塊、模擬警報塊、輸入選擇器塊、設定點斜坡發生器塊、計時器和邏輯塊、超前滯後塊、輸出信號選擇器和動態限制器塊、密度塊、常量塊、自定義塊、流量傳感器塊或者雙穩態多諧振蕩器和邊緣觸發器塊。
5.如權利要求I所述的系統，其中，所述替代信息(122)包括配置成標識所述現場裝置(34、36、38、40、102)的裝置標籤、裝置校準值、裝置調試值或其組合。
6.如權利要求I所述的系統，包括自動化工具(158)，所述自動化工具(158)配置成將所述替代信息(122)與所述現場裝置(34、36、38、40、102)相關聯。
7.如權利要求6所述的系統，其中所述自動化工具(158)包括樹形控制項(160)、網格控制項(162)或其組合，這些控制項配置成將所述替代信息(122)與所述現場裝置(34、36、38、40、102)相關聯。
8.如權利要求6所述的系統，其中所述控制器(30)包括所述自動化工具(158)。
9.如權利要求I所述的系統，包括連結裝置(44、46)、高速乙太網網絡(48)以及基金會Hl網絡(50)，其中所述連結裝置(44、46)配置成將所述高速乙太網網絡(48)連結到所述基金會Hl網絡(50)，以及所述現場裝置(34、36、38、40、102)附連到所述基金會Hl網絡(50)。
10.如權利要求I所述的系統，包括具有所述庫(100)的人機接口(HMI)系統(18)、製造執行系統(MES) (20)、分布式控制系統(DCS) (22)、監測控制及數據採集(SCADA)系統(24)或其組合。
11.如權利要求I所述的系統，包括具有所述現場裝置(34、36、38、40、102)的渦輪系統。
全文摘要
本發明名稱是「用於功能塊實例化的系統和方法」。本文中描述的實施例包括一種系統和一種方法。在一個實施例中，一種系統包括配置成存儲可重用的可執行控制信息(118)和替代信息(122)的庫(100)。該系統還包括配置成將可重用的可執行控制信息(118)在存儲器中實例化以及將替代信息(122)與現場裝置(34、36、38、40、102)相關聯的控制器(30)。
文檔編號G05B19/02GK102890453SQ20121037550
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月29日 優先權日2011年6月30日
發明者D·R·克雷夫特, R·W·格魯布斯, A·S·德莫裡斯 申請人:通用電氣公司