СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ УВЕДОМЛЕНИЙ, ПРЕДУПРЕЖДАЮЩИХ ОБ ОПАСНОСТИ, С ПРИМЕНЕНИЕМ КАНАЛОВ С ДИСКРЕТНЫМ ВХОДОМ
METHODS AND APPARATUS FOR TRANSMITTING NOTIFICATIONS ALERTING OF A HAZARD APPLYING DISCRETE-INPUT CHANNELS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Это раскрытие в целом относится к системам управления технологическим процессом и, в частности, к способам и устройству для передачи уведомлений, предупреждающих об опасности, с применением каналов с дискретным входом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Системы управления технологическими процессами, подобные тем, которые используются в химических, нефтяных или других технологических процессах, обычно содержат один или большее количество контроллеров технологического процесса, коммуникативно связанных с одним или большим количеством полевых устройств через аналоговые, цифровые или комбинированные аналоговые/цифровые шины. Полевые устройства, которыми могут быть, например, контроллеры устройств, клапаны, исполнительные механизмы клапанов, позиционеры клапанов, переключатели, передающие устройства, датчики (например, датчики температуры, датчики давления, датчики расхода и датчики химического состава) выполняют функции управления технологическим процессом внутри технологического процесса, такого как открытие или закрытие клапанов и/или измерение или определение параметра(ов) управления технологическим процессом. Контроллеры технологического процесса принимают сигналы, указывающие измерения технологического процесса, выполненные полевыми устройствами, а затем обрабатывают эту информацию для генерации сигналов управления для реализации процедур управления, для принятия других решений по управлению технологическим процессом и для инициирования аварийных сигналов системы управления технологическим процессом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Представленное в качестве примера устройство содержит полевое устройство для управления технологическим процессом технологической установки. Указанное полевое устройство имеет цифровой контроллер клапана, содержащий устройство контроля параметра технологического процесса для осуществления контроля параметра технологического процесса полевого устройства и определитель аварийного сигнала для обнаружения ошибочного состояния, связанного с параметром технологического процесса. Указанный определитель аварийного сигнала генерирует уведомление об аварийном сигнале, связанное с ошибочным состоянием параметра технологического процесса. Указанный цифровой контроллер клапана содержит задатчик аварийного состояния для задавания уведомления о состоянии для оборудования, связанного с параметром технологического процесса, который обнаружен определителем аварийного сигнала, что он находится в ошибочном состоянии, и канал с дискретным выходом. Устройство содержит хост-устройство, имеющее канал с дискретным входом, непосредственно связанный с каналом с дискретным выходом, для приема уведомления об аварийном сигнале и уведомления о состоянии от цифрового контроллера клапана. Указанное хост-устройство должно быть коммуникативно связано с комнатой управления технологической установки.
[0004] Представленный в качестве примера способ включает в себя обнаружение ошибочного состояния, связанного с полевым устройством системы управления технологическим процессом; контролирование состояния оборудования, связанного с ошибочным состоянием; задавание уведомления о состоянии на основе функционального состояния контролируемого оборудования; и передача обнаруженного ошибочного состояния и уведомления о состоянии в канал с дискретным входом хоста.
[0005] Представленная в качестве примера машиночитаемая команда, когда она выполняется, заставляет вычислительную машину: обнаруживать ошибочное состояние, связанное с полевым устройством системы управления технологическим процессом; контролировать состояние оборудования, связанное с указанным ошибочным состоянием; задавать уведомление о состоянии на основе функционального состояния указанного контролируемого оборудования; и передавать указанное обнаруженное ошибочное состояние и указанное уведомление о состоянии в канал с дискретным входом хоста.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0006] Фиг. 1 представляет собой схематическую иллюстрацию представленной в качестве примера системы управления технологическим процессом, реализованной с представленными в качестве примера способами и устройством в соответствии с принципами данного раскрытия.
[0007] Фиг. 2 представляет собой принципиальную схему представленной в качестве примера системы управления технологическим процессом в соответствии с фиг. 1.
[0008] Фиг. 3 представляет собой блок-схему представленного в качестве примера способа, который может быть выполнен для реализации представленной в качестве примера системы управления технологическим процессом в соответствии с фиг. 1 и 2.
[0009] Фиг. 4 представляет собой блок-схему, изображающую представленный в качестве примера способ, который может быть реализован в представленном в качестве примера способе в соответствии с фиг. 3 для определения ошибочного состояния.
[0010] Фиг. 5 представляет собой блок-схему, изображающую представленный в качестве примера способ, который может быть реализован в представленном в качестве примера способе в соответствии с фиг. 3 для осуществления контроля состояния(й) системы устройства (устройств).
[0011] Фиг. 6 представляет собой схематическую иллюстрацию представленной в качестве примера процессорной платформы, которая может использоваться и/или программироваться для выполнения представленных в качестве примера способов в соответствии с фиг. 3-5 и/или, в более общем плане, для реализации представленной в качестве примера системы управления технологическим процессом в соответствии с фиг. 1 и 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] Информация от полевых устройств и/или контроллеров обычно предоставляется через шину данных или сеть связи одному или большему количеству других хостов или аппаратных устройств, таким как, например, рабочие станции оператора, персональные компьютеры, архиваторы данных, генераторы отчетов, централизованные базы данных и т.д. Такие устройства обычно расположены в комнатах управления и/или других местах, удаленно расположенных относительно более суровых условий эксплуатации. Эти аппаратные устройства, например, запускают приложения, которые позволяют оператору выполнять любые из множества функций в отношении технологического процесса системы управления технологическим процессом, такие как просмотр текущего состояния технологического процесса, изменение рабочего состояния, изменение настроек подпрограммы управления технологическим процессом, модифицирование работы контроллеров технологического процесса и/или полевых устройств, просмотр аварийных сигналов, генерируемых полевыми устройствами и/или контроллерами технологического процесса, моделирование работы технологического процесса с целью обучения персонала и/или оценивание технологического процесса, и т.п.
[0013] Как правило, полевые устройства коммуникативно связаны с аппаратными устройствами или хостом через сеть издателя-подписчика (например, протокол присвоения каналов связи блокам в фиксированной последовательности, протокол, построенный по принципу "главный-подчиненный"). В некоторых таких примерах контроллер полевого устройства публикует информацию, а хост-подписчик получает опубликованную информацию от контроллера полевого устройства. В некоторых таких типовых протоколах каждому полевому устройству назначается запланированное и/или фиксированное количество времени для связи с хостом, так что связь от множества других полевых устройств и/или узлов, связанных с сетью, не может конфликтовать или прерывать друг друга. В некоторых таких примерах каждое полевое устройство и/или узел в сети имеет запланированное время для связи с хостом. Таким образом, например, когда параметр технологического процесса и/или параметр полевого устройства запускает предупреждение об опасности, указанное полевое устройство сохраняет состояние, предупреждающее об опасности, в локальной памяти полевого устройства (например, цифрового контроллера клапана полевого устройства) до тех пор, пока полевое устройство планирует общаться с хостом. В свою очередь, полевое устройство передает состояние, предупреждающее об опасности, хосту, когда полевому устройству предоставляется право доступа (то есть, запланировано) для передачи данных с хостом. В некоторых случаях, если выделенного временного интервала или периода, предоставленного полевому устройству, недостаточно для передачи данных технологического процесса и данных состояния, предупреждающего об опасности, вся не переданная информация сохраняется в локальной памяти полевого устройства (например, цифровом контроллере клапана полевого устройства) до тех пор, пока не будет достаточно времени для передачи информации о состоянии, предупреждающем об опасности, хосту, имеющее место во время следующего запланированного сеанса связи. Таким образом, в некоторых случаях хост может не получить уведомление полевого устройства, предупреждающее об опасности, в сети полевых устройств, пока не пройдет значительное количество времени. Таким образом, уведомление, предупреждающее об опасности, которое должно быть передано полевым устройством по сети с применением протокола издателя/подписчика, может быть задержано.
[0014] Представленные в качестве примера способы и устройство, раскрытые в данном документе, обеспечивают прямую связь между контроллером полевого устройства и главным контроллером, таким как, например, аппаратное устройство (например, операторская станция, контроллер и т.д.). Такая конфигурация позволяет контроллеру полевого устройства передавать уведомление, предупреждающее об опасности, хосту при возникновении обнаруженной ошибки, связанной с уведомлением, предупреждающим об опасности. Чтобы предоставить хосту уведомление, предупреждающее об опасности, представленные в качестве примера способы и устройство, раскрытые в данном документе, задают настраиваемое предупреждение об опасности контроллера полевого устройства и передают настраиваемое предупреждение об опасности хосту через канал с дискретным входом хоста (например, аппаратного устройства, операционной станции и т.д.). Например, предупреждение об опасности, которое должно быть передано контроллером полевого устройства, раскрытым в данном документе, может быть задано конкретному или выделенному каналу с дискретным выходом контроллера полевого устройства, который напрямую связан (например, через проводную связь) с каналом с дискретным входом хоста. Такая связь между полевым устройством и хостом через канал с дискретным выходом полевого устройства и указанным каналом с дискретным входом хоста обеспечивает необусловленную связь между полевым устройством и хостом. Например, хост может производить выборку уведомлений, предупреждающих об опасности, через канал с дискретным входом каждую миллисекунду (например, или любую другую длительность).
[0015] Кроме того, представленные в качестве примера способы и устройство, раскрытые в данном документе, повышают надежность уведомления, предупреждающего об опасности, путем предоставления состояния. Например, представленные в качестве примера способы и устройство, раскрытые в данном документе, предоставляют состояние, связанное с каждым параметром, чтобы гарантировать надежность данных. Например, состояние может быть «хорошим» состоянием или «плохим» состоянием. Например, сигнал плохого состояния может указывать на отказ устройства, такое как, например, отказавший датчик (например, датчик положения, датчик, основанный на преобразователе температуры, и т.д.). Указанное состояние может быть предоставлено хосту через канал с дискретным входом. Например, способы и устройство, раскрытые в данном документе, передают уведомление, предупреждающее об опасности, и уведомление о состоянии хосту через канал с дискретным входом хоста. В некоторых примерах хост может содержать функциональный блок для приема переданной информации (например, уведомления, предупреждающего об опасности, и уведомления о состоянии) и/или для обработки переданной информации. Для передачи уведомления, предупреждающего об опасности, и уведомления о состоянии хосту через канал с дискретным входом хоста представленные в качестве примера способы и устройство, раскрытые в данном документе, используют протокол связи, такой как, например, протокол Fieldbus, который преобразует уведомление, предупреждающее об опасности, и уведомление о состоянии в пакеты (например, 2 бита), которые передаются на хост через канал с дискретным входом. Хост может принимать пакеты (например, через функциональный блок) и интерпретировать информацию, чтобы обнаруживать или определять уведомление, предупреждающее об опасности, и уведомление о состоянии. Хост может затем передавать информацию на операторскую станцию и/или может управлять работой полевого устройства на основе уведомления, предупреждающего об опасности, и уведомления о состоянии.
[0016] Фиг. 1 представляет собой схематическую иллюстрацию представленной в качестве примера системы 100 управления технологическим процессом, реализованной с представленными в качестве примера способами и устройством, раскрытыми в данном документе. Представленная в качестве примера система 100 управления технологическим процессом в соответствии с фиг. 1 содержит один или большее количество контроллеров технологического процесса (один из которых обозначен ссылочной позицией 102), одну или большее количество операторских станций (одна из которых обозначена ссылочной позицией 104) и одну или большее количество рабочих станций (одна из которых обозначена ссылочной позицией 106). Контроллер 102 из проиллюстрированного примера коммуникативно связан с операторской станцией 104 и/или прикладной станцией 106. Например, представленный в качестве примера контроллер 102, представленная в качестве примера операторская станция 104 и представленная в качестве примера рабочая станция 104 из проиллюстрированного примера коммуникативно связаны через шину и/или локальную сеть (LAN, local area network) 108, которая обычно упоминается как сеть управления приложениями (ACN, application control network).
[0017] Представленная в качестве примера операторская станция 104 в соответствии с фиг. 1 позволяет оператору просматривать и/или управлять одним или большим количеством экранов отображения оператора и/или приложениями, которые позволяют оператору просматривать переменные системы управления технологическим процессом, просматривать состояния системы управления технологическим процессом, просматривать параметры системы управления технологическим процессом, просматривать аварийные сигналы системы управления технологическим процессом и/или изменять настройки системы управления технологическим процессом (например, заданные значения, рабочие состояния, сброс аварийных сигналов, отключение аварийных сигналов и т.д.).
[0018] Представленная в качестве примера прикладная станция 106 в соответствии с фиг. 1 может быть выполнена как прикладная станция для выполнения одного или большего количества приложений информационных технологий, интерактивных приложений пользователя и/или приложений обмена данными. Например, прикладная станция 106 может быть выполнена с возможностью исполнения преимущественно приложений, связанных с управлением технологическим процессом, тогда как другая прикладная станция (не показана) может быть выполнена с возможностью исполнения преимущественно приложений обмена данными, которые позволяют системе 100 управления технологическим процессом обмениваться данными с другими устройствами или системами с применением любых требуемых средств обмена данными (например, беспроводных, проводных и т.д.) и протоколов (например, HTTP, SOAP и т.д.). Представленная в качестве примера операторская станция 104 и представленная в качестве примера прикладная станция 106 в соответствии с фиг. 1 может быть реализована с применением одной или большего количества рабочих станций и/или любых других подходящих компьютерных систем и/или систем обработки. Например, операторская станция 104 и/или прикладная станция 106 могут быть реализованы с применением однопроцессорных персональных компьютеров, однопроцессорных или многопроцессорных рабочих станций и т.д.
[0019] Представленная в качестве примера LAN 108 в соответствии с фиг. 1 может быть реализована с применением любой желаемой среды обмена данными и протокола. Например, представленная в качестве примера LAN 108 может быть основана на проводной и/или беспроводной схеме обмена данными Ethernet. Однако, как будет легко понятно специалистам в данной области техники, может использоваться любая другая подходящая среда (среды) обмена данными и/или протокол(ы). Кроме того, хотя на фиг. 1 показана единственная LAN 108, можно использовать более одной LAN и/или других альтернативных частей аппаратных средств передачи данных для обеспечения резервных каналов передачи данных между представленными в качестве примера системами в соответствии с фиг. 1.
[0020] Представленный в качестве примера контроллер 102 в соответствии с фиг. 1 подключен к множеству интеллектуальных полевых устройств 110, 112 и 114 через шину 116 цифровых данных и устройство 118 ввода/вывода (I/O, input/output). Указанные интеллектуальные полевые устройства 110, 112 и 114 могут быть клапанами, исполнительными механизмами, датчиками и/или другими типами оборудования, включая, например, устройства Fieldbus, стандартные устройства 4-20 мА, устройства HART, беспроводные устройства HART, устройства Profibus и т.д. и могут обмениваться данными с контроллером 102 через шину 116 цифровых данных, используя любой известный или требуемый протокол обмена данными, такой как протокол Fieldbus, протокол HART, беспроводной протокол HART или другой беспроводной протокол, аналоговый протокол 4-20 мА и т.д. Как правило, устройства, которые расположены в технологической среде и выполняют функцию, непосредственно влияющую на управление технологическим процессом (например, физическую функцию, такую как открытие или закрытие клапанов, функцию измерения, которая будет использоваться в управляющем алгоритме или контуре, и/или другая функция) в данном документе упоминаются как «полевые устройства».
[0021] Дополнительные устройства ввода/вывода (аналогичные и/или идентичные устройству 118 ввода/вывода могут быть связаны с контроллером 102, чтобы позволить дополнительным группам интеллектуальных полевых устройств, которые могут быть устройствами Foundation Fieldbus, устройствами HART и т.д.), обмениваться данными с контроллером 102. В дополнение к представленным в качестве примера интеллектуальным полевым устройствам 110, 112 и 114 одно или большее количество неинтеллектуальных полевых устройств 120 могут быть коммуникативно связаны с представленным в качестве примера контроллером 102 и/или устройством 118 ввода-вывода. Указанными представленными в качестве примера неинтеллектуальными полевыми устройствами в соответствии с фиг. 1 могут быть, например, обычные устройства 4-20 миллиампер (мА) или 0-10 вольт постоянного тока (VDC, volts direct current), которые обмениваются данными с контроллером 102 и/или устройством 118 ввода-вывода через соответствующие проводные линии связи.
[0022] Представленный в качестве примера контроллер 102 в соответствии с фиг. 1 может быть, например, контроллером DeltaV™, продаваемый Fisher-Rosemount Systems, Inc., компанией Emerson Process Management. Хотя только один контроллер 102 показан на фиг. 1, дополнительные контроллеры и/или платформы управления технологическим процессом любого желаемого типа и/или комбинации типов могут быть связаны с LAN 108. В любом случае представленный в качестве примера контроллер 102 выполняет одну или большее количество процедур управления технологическим процессом, связанных с системой 100 управления технологическим процессом, которые были сгенерированы системным инженером и/или другим системным оператором с применением операторской станции 104 и которые были загружены в и/или созданы в контроллере 102. Например, контроллер 102 может обмениваться данными с элементами управления, такими как полевые устройства 110, 112, 114 и функциональными блоками в полевых устройствах (например, полевых устройствах 110, 112, 114), распределенными по всей технологической установке, для выполнения одной или большего количества процедур управления технологическим процессом, чтобы тем самым реализовать желаемое управление полевыми устройствами технологической установки или одним или большим количеством технологических процессов, работающих в технологической установке. Кроме того, контроллер 102 проиллюстрированного примера может содержать один или большее количество функциональных блоков для обработки информации или входов (например, входов параметров, уведомлений, предупреждающих об опасности, уведомлений о состоянии и т.д.), которые предоставляются полевыми устройствами 110, 112, 114.
[0023] Представленные в качестве примера полевые устройства 110, 112 и 114 содержат устройства ввода, способные принимать входные данные для управления технологическим процессом, например, посредством клапанов, насосов, вентиляторов, нагревателей, охладителей и/или других устройств. Представленная в качестве примера система 100 управления технологическим процессом также содержит устройства вывода, способные генерировать выходные данные, такие как, например, термометры, манометры, расходомеры и/или другие устройства. Устройства ввода и устройства вывода коммуникативно связаны с контроллером 102 (например, контроллером DeltaV™), который собирает информацию, выводимую устройствами вывода, и передает команды на устройства ввода, чтобы вызвать изменения в технологическом процессе.
[0024] Информация, собираемая контроллером 102, содержит, например, информацию о технологическом процессе, информацию об окружающей среде и значения переменных технологического процесса (например, измеренные переменные технологического процесса, такие как, например, давление на входе в реактор). Некоторые представленные в качестве примера среды управления технологическими процессами содержат множество контроллеров. Контроллер 102 генерирует уведомления на основе информации, выводимой на контроллер 102. Представленные в качестве примера уведомления содержат информацию, касающуюся переменных управления технологическим процессом, таких как, например, имена переменных управления технологическим процессом, текущие значения и/или состояния переменных управления технологическим процессом, прошлые значения и/или состояния переменных управления технологическим процессом, графическая информация о трендах, местоположение переменных управления технологическим процессом в системе 100 управления технологическим процессом, история событий (то есть предыдущие действия оператора) и/или другая информация. Некоторые представленные в качестве примера уведомления содержат, например, информацию об аварийном сигнале, информацию, предупреждающую об опасности, и/или информацию о подсказке. В таких примерах представленные в качестве примера уведомления содержат, например, возможные причины, рекомендуемые действия и последствия бездействия. В некоторых примерах уведомления классифицируются и/или помечаются. Например, уведомления, требующие немедленного ответа оператора, могут быть классифицированы и/или помечены как аварийные сигналы. В некоторых примерах метки обозначаются визуально (например, красный контур, мигание, текст и т.д.).
[0025] Как отмечено выше, обмен данными между полевыми устройствами 110, 112, 114 может быть предоставлен контроллеру 102 (например, хосту 122) на основе главного расписания (например, циклический или детерминированный обмен данными). Например, обмен данными между полевыми устройствами 110 и 112 и контроллером 102 (то есть хостом 122) может происходить в течение запланированного времени (например, каждые полчаса, каждый час). Такие запланированные обмены данными используют способ издателя/подписчика. Например, данные отправляются или публикуются по цифровой шине 116, и все контроллеры в сети, которые подписались на получение этих данных от устройств, получают данные по заранее определенному расписанию. Таким образом, каждому из полевых устройств 110, 112 и 114 предоставляется (например, заранее определенный) запланированный период времени, в течение которого следует передавать информацию (например, предупреждения об опасности, ошибочные состояния и т.д.) в контроллер 102. В некоторых случаях из-за временных ограничений, налагаемых наличием заранее определенных или запланированных обменов данными, полевое устройство может не иметь возможности передавать все данные или информацию (например, хранящиеся в буфере) в контроллер 102 в течение предварительно определенного запланированного времени. Таким образом, контроллер 102 (то есть хост 122) может не принимать информацию от полевых устройств 110, 112 и 114 в режиме реального времени.
[0026] В некоторых примерах обмен данными может обеспечиваться через протокол на основе права доступа (token-based protocol) через шину 116 цифровых данных. Обмен данными на основе права доступа может позволить незапланированный (например, ациклический) обмен данными, чтобы позволить передавать информацию об аварийном сигнале в контроллер 102 за пределами предварительно определенного запланированного времени для конкретного полевого устройства. Протокол на основе права доступа позволяет только одному из полевых устройств 110, 112 и 114 обмениваться данными с контроллером 102 в данный момент времени. Таким образом, сигналы предупреждения об опасности или тревоги, генерируемые полевым устройством 110 и/или полевым устройством 112, могут передаваться в контроллер 102, когда канал связи между контроллером 102 и полевым устройством 110 открыт или разрешен протоколом на основе права доступа. Однако обмен данными на основе права доступа имеет ограниченное время, в течение которого устройство может обмениваться данными с контроллером 102 (например, хостом). Таким образом, протокол на основе права доступа может ограничивать объем информации, которая может быть передана в течение выделенного времени. Если отведенное время истекает до того, как устройство заканчивает передачу своих сообщений, полевое устройство может быть не в состоянии передать все данные или информацию (например, сохраненную в буфере) в контроллер 102. Как результат, в этих примерах полевое устройство должно затем ожидать заранее установленное время расписания и/или другую основанную на праве доступа возможность пересылки оставшихся сообщений в качестве информации в контроллер 102. Таким образом, контроллер 102 (то есть хост 122) может не принимать информацию от полевых устройств 110, 112 и 114 в режиме реального времени.
[0027] Чтобы позволить операторам системы управления технологическим процессом визуально воспринимать временные взаимосвязи аварийных сигналов, а также изменения состояния и/или действия ручного управления интеллектуальными полевыми устройствами 110 и 112 из-за задержек в передаче информации от полевых устройств 110, 112 в контроллер 102, представленная в качестве примера операторская станция 104 содержит и/или реализует интерфейс представления аварийных сигналов для графического отображения всех активных аварийных сигналов на временной шкале.
[0028] В отличие от интеллектуального полевого устройства 110 и/или интеллектуального полевого устройства 112 из проиллюстрированного примера интеллектуальное полевое устройство 114 обменивается данными с контроллером 102, операторской станцией 104 и/или прикладной станцией 106 по существу непрерывно или в режиме реального времени (например, каждую миллисекунду) в отличие от запланированного времени, предоставляемого протоколом издателя/подписчика или протоколом на основе права доступа. Чтобы обеспечить обмен данными между интеллектуальным полевым устройством 114 и контроллером 102 в режиме реального времени, представленное в качестве примера интеллектуальное полевое устройство 114 из проиллюстрированного примера коммуникативно связано (например, напрямую) с контроллером 102. Например, канал 128 с дискретным входом контроллера 102 в проиллюстрированном примере напрямую соединен (например, проводом) с каналом 130 с дискретным выходом интеллектуального полевого устройства 114 через дискретный или выделенный интерфейс 126 обмена данными (например, проводной или беспроводной линией обмена данными). Такой интерфейс 126 обмена данными позволяет интеллектуальному полевому устройству 114 обмениваться данными с контроллером 102 каждую микросекунду и не зависит от запланированного периода времени, например, предоставляемого системами на основе права доступа. Контроллер 102 может содержать функциональный блок для обработки информации, предоставляемой интеллектуальным полевым устройством 114. Таким образом, данные технологического процесса, уведомления, предупреждающие об опасности, и/или уведомления о состоянии могут приниматься контроллером 102, операторской станцией 104 и/или прикладной станцией 106, поскольку интеллектуальное полевое устройство 114 идентифицирует такие предупреждения об опасности. Обмен данными между интеллектуальным полевым устройством 114 и контроллером 102 обеспечивает систему обмена данными по требованию.
[0029] В проиллюстрированном примере контроллер 102 функционирует в качестве хоста 122. Другими словами, интеллектуальное полевое устройство 114 из проиллюстрированного примера (например, непосредственно) связано с каналом 128 с дискретным входом хоста, такого как, например, контроллер 102. Однако в некоторых примерах операторская станция 104, прикладная станция 106 и/или устройство 118 ввода-вывода могут функционировать в качестве хоста 122. В некоторых таких примерах интеллектуальное полевое устройство 114 может быть напрямую связано с дискретными входами соответствующей операторской станции 104, прикладной станции 106 и/или устройства 118 ввода-вывода.
[0030] Хотя на фиг. 1 проиллюстрировано представленную в качестве примера систему 100 управления технологическим процессом, в которой могут быть выгодно использованы способы и устройство для управления информацией, представляемой операторам системы управления технологическим процессом, описанным более подробно ниже, специалисты в данной области техники легко поймут, что способы и устройство для управления информацией, представленной операторам, описанные в данном документе, могут, при желании, преимущественно использоваться в других технологических установках и/или системах управления технологическими процессами большей или меньшей сложности (например, имеющих более одного контроллера в более чем одном географическом местоположении и т.д.), чем проиллюстрированный пример в соответствии с фиг. 1.
[0031] Фиг. 2 представляет собой принципиальную схему полевого устройства 114 и контроллера 102 представленной в качестве примера системы управления технологическим процессом в соответствии с фиг. 1. Более конкретно, принципиальная схема в соответствии с фиг. 2 содержит принципиальную схему представленного в качестве примера контроллера 200 полевого устройства (например, представленного в качестве примера интеллектуального полевого устройства 114 в соответствии с фиг. 1) и принципиальную схему представленного в качестве примера главного контроллера 202 (например, представленного в качестве примера контроллера 102 в соответствии с фиг. 1). Например, контроллер 200 полевого устройства может быть цифровым контроллером клапана.
[0032] Контроллер 200 полевого устройства из проиллюстрированного примера содержит устройство 204 контроля параметра технологического процесса, устройство 206 контроля состояния системы, определитель 208 аварийного сигнала, интерфейс 210 пользовательского ввода, хранилище 212 данных и интерфейс 214 канала с дискретным выходом (D/O, discrete output).Определитель аварийного сигнала в проиллюстрированном примере содержит задатчик 218 аварийного состояния и классификатор 220 аварийного сигнала. В проиллюстрированном примере классификатор 220 аварийного сигнала содержит кодирующее устройство 222.
[0033] Главный контроллер 202 проиллюстрированного примера содержит интерфейс 224 канала с дискретным входом (D/I, discrete input) и декодирующее устройство 226. В частности, интерфейс 214 канала с дискретным выходом контроллера 200 полевого устройства (например, канал 130 с дискретным выходом) подключен (например, напрямую связан) к интерфейсу 224 канала с дискретным входом главного контроллера 202 (например, канал 128 с дискретным входом) через выделенный интерфейс 126 обмена данными (например, кабель для передачи данных). Главный контроллер 202 коммуникативно связан с устройством 228 представления аварийного сигнала операторской станции 104.
[0034] Указанное устройство 204 контроля параметра технологического процесса в проиллюстрированном примере принимает один или большее количество параметров технологического процесса от одного или большего количества полевых устройств (например, датчиков) представленной в качестве примера системы 100 управления технологическим процессом в соответствии с фиг. 1. Например, полевое устройство 114 в проиллюстрированном примере может содержать управляющий клапан для управления потоком текучей среды технологической текучей среды системы 100 управления технологическим процессом. Параметры технологического процесса, принимаемые устройством 204 контроля параметра технологического процесса из проиллюстрированного примера, могут включать скорость текучей среды, давление текучей среды, температуру текучей среды, рабочее положение полевого устройства 114 (например, закрытое положение, в открытом положении), сетевое давление управляющей текучей среды в исполнительный механизм полевого устройства, одно или большее количество выходных давлений управляющей текучей среды в первую камеру исполнительного механизма или вторую камеру исполнительного механизма полевого устройства 114 и/или любой другой параметр(ы) технологического процесса. Например, устройство 204 контроля параметра технологического процесса в проиллюстрированном примере может принимать температуру технологической текучей среды от датчика температуры, давление технологической текучей среды выше по потоку от полевого устройства 114 через датчик давления выше по потоку, давление технологической текучей среды ниже по потоку от полевого устройства 114 через датчик давления ниже по потоку и/или любой другой параметр(ы) технологического процесса. Полевое устройство 114 и/или система 100 управления технологическим процессом может содержать один или большее количество датчиков для определения или обнаружения параметра(ов) технологического процесса. Например, полевое устройство 114 из проиллюстрированного примера содержит датчик 230 положения (например, датчик перемещения) для обнаружения положения элемента управления потоком полевого устройства 114 относительно седла клапана, в котором элемент управления потоком перемещается относительно седа клапана между открытым положением, обеспечивающим поток текучей среды через полевое устройство, и закрытым положением, предотвращающим или ограничивающим поток текучей среды через полевое устройство. Устройство 204 контроля параметра технологического процесса передает параметр(ы) технологического процесса в определитель 208 аварийного сигнала.
[0035] Устройство 206 контроля состояния системы в проиллюстрированном примере контролирует состояние работоспособности одного или большего количества полевых устройств, которые измеряют, например, один или большее количество параметров технологического процесса, отмеченных выше. В некоторых примерах устройство 206 контроля состояния системы из проиллюстрированного примера предоставляет уведомление о состоянии для оборудования или полевых устройств (например, датчика 230 положения), связанных, например, с параметром(ами) технологического процесса и/или оборудованием (например, процессоры, рабочие температуры и т.д.) контроллера 200 полевого устройства. Состояние полевого устройства может содержать рабочее состояние (например, хорошее состояние) или нерабочее состояние (например, плохое состояние). В некоторых примерах устройство 206 контроля состояния системы из проиллюстрированного примера может извлечь один или большее количество параметров технологического процесса из устройства 204 контроля параметра технологического процесса, чтобы определить состояние полевого устройства. В некоторых примерах устройство 206 контроля состояния системы определяет, что полевое устройство и/или оборудование, используемое для работы полевого устройства, находится либо в рабочем состоянии (например, в рабочем режиме), либо в нерабочем состоянии (например, в нерабочем режиме). Устройство 206 контроля состояния системы в проиллюстрированном примере передает состояние полевых устройств (например, полевого устройства 114) определителю 208 аварийного сигнала. Примеры уведомлений о состоянии могут быть вызваны уведомлениями о сбоях, которые включают, но не ограничиваются ими, сбой перепрограммируемой ПЗУ, сбой опорного напряжения, сбой управляющего тока, сбой датчика температуры, сбой датчика давления, сбой датчика хода, предупреждение о сбое процессора и т.д.
[0036] В некоторых примерах устройство 206 контроля состояния системы из проиллюстрированного примера контролирует функциональное состояние или рабочее состояние представленного в качестве примера датчика 230 положения полевого устройства 114. Когда датчик 230 положения находится в рабочем состоянии, например, датчик 230 положения предоставляет точную информацию устройству 204 контроля параметра технологического процесса и/или устройству 206 контроля состояния системы. Когда датчик 230 положения находится в нерабочем состоянии, например, датчик 230 положения предоставляет неточную информацию устройству 204 контроля параметра технологического процесса и/или устройству 206 контроля состояния системы относительно положения элемента управления потоком полевого устройства 114. Например, если полевому устройству 114 дано указание перейти в закрытое положение, и датчик 230 положения обнаруживает или отправляет сигнал на устройство 204 контроля параметра технологического процесса и/или устройство 206 контроля состояния системы, что полевое устройство 114 находится в открытом положении, устройство 206 контроля состояния системы обнаруживает, находится ли датчик 230 положения в рабочем состоянии или неисправном состоянии. В некоторых примерах устройство 206 контроля состояния системы может измерять или отслеживать ток или напряжение оборудования или полевого устройства (например, датчика, процессора и т.д.) для определения рабочего состояния. В некоторых примерах датчик 230 положения может выводить сигнал ошибки.
[0037] В некоторых примерах устройство 206 контроля состояния системы в проиллюстрированном примере получает информацию о потоке технологической текучей среды ниже по потоку от выходного отверстия полевого устройства 114 (например, от датчика, расположенного ниже по потоку от выходного отверстия полевого устройства 114 и/или устройства 204 контроля параметра технологического процесса), чтобы определить, находится ли полевое устройство 114 в открытом положении, как указано датчиком 230 положения, или в закрытом положении, как указано командой, например, от главного контроллера 202. Если устройство 206 контроля состояния системы принимает информацию, указывающую на отсутствие потока текучей среды ниже по потоку от выходного отверстия полевого устройства 114, тогда устройство 206 контроля состояния системы определяет, что датчик 230 положения находится в нерабочем состоянии.
[0038] В некоторых таких примерах устройство 206 контроля состояния системы предоставляет определителю 208 аварийного сигнала состояние, что датчик 230 положения находится в неисправном состоянии. Если устройство 206 контроля состояния системы принимает информацию, указывающую на поток текучей среды ниже по потоку от выходного отверстия полевого устройства 114, тогда устройство 206 контроля состояния системы определяет, что датчик 230 положения находится в рабочем состоянии. Если датчик 230 положения находится в рабочем состоянии, устройство 206 контроля состояния системы обнаруживает, является ли сетевое давление 232 на исполнительном механизме полевого устройства 114 недостаточным для перемещения полевого устройства 114 в закрытое положение и/или может инициировать аварийный сигнал, что клапан находится в залипшем положении.
[0039] Определитель 208 аварийного сигнала в проиллюстрированном примере обнаруживает или определяет ошибочное состояние полевого устройства 114 и/или, в более общем случае, системы 100 управления технологическим процессом в соответствии с фиг. 1. Ошибочное состояние представляет собой состояние, связанное с полевым устройством 114, которое инициирует аварийный сигнал или уведомление для операторской станции 104 и/или оператора относительно параметра или условия технологического процесса полевого устройства 114, которое может повлиять на работу системы 100 управления технологическим процессом в соответствии с фиг. 1. Чтобы определить ошибочное состояние (например, состояние, которое инициирует аварийный сигнал) полевого устройства 114 (например, неисправность датчика, неисправность процессора и т.д.) и/или ошибочное состояние, связанное с параметром технологического процесса (например, отклонение параметра (например, давления, температуры, скорости потока и т.д.) от порогового значения), определитель 208 аварийного сигнала принимает параметр(ы) технологического процесса из устройства 204 контроля параметра технологического процесса и/или информацию о состоянии из устройства 206 контроля состояния системы.
[0040] Чтобы определить аварийное состояние, определитель 208 аварийного сигнала из проиллюстрированного примера сравнивает один или большее количество параметров технологического процесса, полученных от устройства 204 контроля параметра технологического процесса, с пороговым параметром(ами) технологического процесса и/или принимает одно или большее количество рабочих состояний от устройства 206 контроля состояния системы. Например, определитель 208 аварийного сигнала определяет, что аварийное состояние имеет место, когда параметр технологического процесса (например, сетевое давление) меньше порогового значения параметра технологического процесса (например, порогового значения сетевого давления), полученного из, например, хранилища 212 данных. Пороговое значение параметра(ов) технологического процесса и аварийного состояния(ий), которые должны контролироваться определителем 208 аварийного сигнала, могут быть определены пользователем и/или могут быть предоставлены в хранилище 212 данных через пользовательский ввод 210. Представленный в качестве примера параметр(ы) и/или настройки аварийных сигналов, которые может отслеживать определитель 208 аварийного сигнала из проиллюстрированного примера, могут включать, например, но не ограничиваясь этим, предупреждения об опасности клапанов, предупреждения об опасности устройств, предупреждения об опасности технологической установки, диагностические предупреждения об опасности, различные предупреждения об опасности и/или любое другое предупреждение(я) об опасности. Например, предупреждения об опасности клапана могут включать предупреждение об опасности при недостаточном ходе, предупреждение об опасности при превышенном ходе, предупреждение об опасности при отклонении хода, предупреждение об опасности при движении вне допустимого диапазона и т.д.
[0041] Например, определитель 208 аварийного сигнала в проиллюстрированном примере контролирует положения заданных позиций (например, положение верхней заданной позиции, соответствующее полностью открытому положению, и положение нижней заданной позиции, соответствующее закрытому положению) элемента управления потоком полевого устройства 114, чтобы определить, перемещается ли элемент управления потоком представленного в качестве примера полевого устройства 114 за пороговое значение (например, 2%) от целевых заданных позиций, предоставленных в хранилище 212 данных. В некоторых примерах полевое устройство 114 может быть перенастроено через локальную панель отключения управления, а определитель 208 аварийного сигнала контролирует состояние полевого устройства 114, когда полевое устройство 114 переводится в отключенное состояние.
[0042] В проиллюстрированном примере, если определитель 208 аварийного сигнала определяет, что аварийное состояние существует, задатчик 218 аварийного состояния в проиллюстрированном примере определяет состояние оборудования, связанного с обнаруженным аварийным состоянием. Более конкретно, представленный в качестве примера задатчик 218 аварийного состояния из проиллюстрированного примера предоставляет уведомление о состоянии уведомления об аварийном сигнале, чтобы улучшить качество или точность уведомления об аварийном сигнале, определенного определителем 208 аварийного сигнала. Например, задатчик 218 аварийного состояния в проиллюстрированном примере может задать хорошее состояние, если компонент и/или оборудование, связанное с полевым устройством 114, находится в рабочем состоянии, или плохое состояние, если компонент и/или оборудование, связанное с полевым устройством 114 находится в нерабочем состоянии. Таким образом, уведомление о состоянии может быть проанализировано главным контроллером 202 и/или оператором для повышения точности обнаруженного ошибочного состояния полевого устройства 114, обнаруженного определителем 208 аварийного сигнала.
[0043] Например, если элемент управления потоком представленного в качестве примера полевого устройства 114 получает команду на перемещение, а датчик 230 положения подает сигнал на устройство 206 контроля состояния системы, что элемент управления потоком полевого устройства 114 является неподвижным, то задатчик 218 аварийного состояния определяет функциональное состояние датчика 230 положения перед заполнением интерфейса 224 канала с дискретным входом уведомлением об аварийном сигнале. Например, задатчик 218 аварийного состояния в проиллюстрированном примере извлекает функциональное состояние датчика 230 положения из устройства 206 контроля состояния системы, чтобы определить, точно ли отражена индикация положения элемента управления потоком полевого устройства 114 на основе функционального состояния датчика 230 положения. Например, если определитель 208 аварийного сигнала определяет, что положение элемента управления потоком полевого устройства 114 указывает на ошибочное состояние, уведомление о состоянии может использоваться для обеспечения возможности определения точности ошибочного состояния, обнаруженного определителем 208 аварийного сигнала. Таким образом, присвоение состояния уведомлению, предупреждающего об опасности, может позволить пользователю определить надежность уведомления, предупреждающего об опасности. Например, если устройство 206 контроля состояния системы определяет, что датчик 230 положения находится в нерабочем состоянии, задатчик 218 аварийного состояния может задать плохое состояние для определения определителем 208 аварийного сигнала того, что элемент управления потоком представленного в качестве примера полевого устройства 114 превысило заданную позицию предела хода, определенную хранилищем 212 данных. Таким образом, пользователь на устройстве 228 представления аварийного сигнала операторской станции 102 имеет информацию о том, что элемент управления потоком полевого устройства 114 может находиться в правильном положении (например, в положении, основанном на принятой команде), и что датчик 230 положения является плохим или нерабочим. Таким образом, задатчик 218 аварийного состояния в проиллюстрированном примере может задавать хорошее состояние или плохое состояние уведомлению об аварийном сигнале, определенному определителем 208 аварийного сигнала, и задавать такое состояние уведомлению об аварийном сигнале до заполнения уведомления об аварийном сигнале в интерфейс 214 канала с дискретным выходом.
[0044] Определитель 208 аварийного сигнала в проиллюстрированном примере может контролировать множество состояний (например, более ста состояний) и предоставлять аварийное состояние для устройства 228 представления аварийного сигнала для каждого из состояний. Представленный в качестве примера параметр(ы) технологического процесса, состояние(я), предупреждающее об опасности, и/или уведомление(я) о состоянии, которые могут контролироваться контроллером 200 полевого устройства из проиллюстрированного примера, представлены в руководстве по эксплуатации озаглавленном Fisher FIELDVUE™ DVC 6200 Digital Valve Controller, опубликованном в декабре 2013 года компанией Emerson Process Management, которое полностью включено в данный документ посредством ссылки.
[0045] Определитель 208 аварийного сигнала в проиллюстрированном примере обеспечивает уведомление об аварийном сигнале и/или уведомление о состоянии для устройства 228 представления аварийного сигнала операторской станции 104 через интерфейс 214 канала с дискретным выходом контроллера 200 полевого устройства и интерфейс 224 канала с дискретным входом главного контроллера 202. Более конкретно, входной канал главного контроллера 202 напрямую коммуникативно связан (например, через кабель передачи данных) с выходным каналом контроллера 200 полевого устройства и принимает сигнал от определителя 208 аварийного сигнала. В некоторых таких примерах определитель 208 аварийного сигнала передает уведомление об аварийном сигнале в интерфейс 224 канала с дискретным входом главного контроллера 202 через интерфейс 214 канала с дискретным выходом. В некоторых таких примерах каждому аварийному сигналу или предупреждению об опасности, которое должно быть представлено устройству 228 представления аварийного сигнала, задается выделенный канал с дискретным входом интерфейса 224 канала с дискретным входом главного контроллера 202. Таким образом, каждое уведомление об аварийном сигнале или, предупреждающее об опасности, от определителя 208 аварийного сигнала передается на главный контроллер 202 через выделенный канал с дискретным входом интерфейса 224 канала с дискретным входом. Таким образом, если интерфейс 224 канала с дискретным входом имеет восемь (8) каналов с дискретным входом, главный контроллер 202 может принимать до восьми различных уведомлений об аварийном сигнале и уведомлений о состоянии от определителя 208 аварийного сигнала. Уведомления об аварийном сигнале или, предупреждающие об опасности, которые должны быть предоставлены определителем 208 аварийного сигнала через выделенные каналы с дискретным входом главного контроллера 202, могут быть выбраны пользователем через интерфейс 210 пользовательского ввода и сохранены в хранилище 212 данных.
[0046] Например, определитель 208 аварийного сигнала может предоставлять уведомления, предупреждающие об опасности, и уведомления о состоянии через пакет (например, 2-битный пакет данных, 2-битное двоичное значение и т.д.) и передавать пакет через интерфейс 214 канала с дискретным выходом и интерфейс 224 канала с дискретным входом. Главный контроллер 202 проиллюстрированного примера содержит декодирующее устройство 226 (например, функциональный блок) для декодирования информации или сигнала из интерфейса 214 канала с дискретным выходом перед обработкой или исполнением информации посредством, например, функционального блока. В некоторых таких примерах каждый канал с дискретным входом, связанный с интерфейсом 224 канала с дискретным входом главного контроллера 202, может принимать уведомление об аварийном сигнале и уведомление о состоянии, связанное с полевым устройством 114 и/или контроллером 200 полевого устройства.
[0047] В некоторых примерах главный контроллер 202 может обрабатывать уведомление, предупреждающее об опасности, и/или состояние, связанное с уведомлением, предупреждающим об опасности, (например, посредством функционального блока), и давать команду или управлять работой полевого устройства 114 на основе принятого уведомления, предупреждающего об опасности, и/или уведомления о состоянии, связанного с уведомлением, предупреждающим об опасности. В некоторых примерах главный контроллер 202, прикладная станция 106 и/или операторская станция 104 могут управлять работой полевого устройства 114 на основе уведомления, предупреждающего об опасности, предоставляемого определителем 208 аварийного сигнала в главный контроллер 202. В некоторых примерах устройство 204 контроля параметра технологического процесса и/или определитель 208 аварийного сигнала представляют состояния для устройства 228 представления аварийного сигнала операторской станции 104 во время работы полевого устройства 114. Например, во время теста частичного хода полевого устройства 114 определитель 208 аварийного сигнала может представлять уведомления, предупреждающее об опасности, и уведомление о состоянии, чтобы оператор мог отслеживать тест частичного хода полевого устройства 114 посредством устройства 228 представления аварийного сигнала в режиме реального времени (например, когда полевое устройство 114 проходит тест частичного хода).
[0048] Как отмечено выше, количество уведомлений об аварийном сигнале и уведомлений о состоянии, которые могут быть представлены главному контроллеру 202 через интерфейс 224 канала с дискретным входом, может быть ограничено количеством каналов с дискретным входом интерфейса 224 канала с дискретным входом. Чтобы разрешить инициирование количества уведомлений об аварийных сигналах и/или о состоянии, превышающих количество каналов с дискретным входом главного контроллера 202, параметр(ы), настройки аварийного сигнала и/или уведомлений о состоянии, которые может контролировать определитель 208 аварийного сигнала, могут классифицироваться на различные группы или классификации. Например, группы или классификации могут содержать, например, группу предупреждения об опасности клапана, группу предупреждения об опасности устройства, группу диагностических предупреждений об опасности, группу разных предупреждений об опасности и/или любую другую группу(ы) или классификацию(и). В некоторых примерах каждая группа или классификация аварийных сигналов вместо отдельных аварийных сигналов в соответствующей группе может быть связана с каналом с дискретным входом интерфейса 224 канала с дискретным входом. Например, уведомление о первой группе аварийных сигналов, связанное с первой группой аварийных сигналов, может быть передано на главный контроллер 202 через первый канал с дискретным входом главного контроллера 202 вследствие активации одного из первого множества аварийных сигналов, связанных с первой группой, а уведомление второй группы аварийных сигналов, связанное со второй группой аварийных сигналов, может быть передано на главный контроллер 202 через второй канал с дискретным входом главного контроллера 202 вследствие активации одного из второго множества аварийных сигналов, связанных со второй группой. Например, интерфейс 224 канала с дискретным входом в проиллюстрированном примере может содержать от одного до восьми каналов с дискретным входом, где каждый канал может поддерживать выделенную группу аварийных сигналов или классификацию аварийных сигналов.
[0049] В некоторых примерах определитель 208 аварийного сигнала может определять или выбирать аварийный сигнал из группы классификаций аварийных сигналов. Например, классификатор 220 аварийного сигнала определяет или выбирает, какой аварийный сигнал должен быть активирован из группы аварийных сигналов. Такая конфигурация позволяет большему количеству уведомлений об аварийном сигнале быть предоставленными главному контроллеру 202, которые в противном случае могут быть приняты на основе количества каналов с дискретным входом главного контроллера 202. Например, главный контроллер, имеющий восемь каналов с дискретным входом, может быть ограничен для контроля восьми уведомлений об аварийном сигнале. В примерах, где несколько аварийных сигналов должны быть связаны с соответствующим одним из каналов с дискретным входом главного контроллера 202, классификатор 220 аварийного сигнала из проиллюстрированного примера идентифицирует аварийный сигнал, который должен быть представлен в устройство 228 представления аварийного сигнала.
[0050] Чтобы разрешить количество идентификаторов аварийных сигналов, превышающих количество каналов с дискретным входом, классификатор 220 аварийного сигнала может предоставлять уведомления, предупреждающие об опасности, и уведомления о состоянии через пакеты (например, 16-разрядный пакет данных, 32-разрядный пакет данных) и передавать пакеты через интерфейс 214 канала с дискретным выходом и интерфейс 224 канала с дискретным входом. В некоторых примерах кодирующее устройство 222 может кодировать уведомления об аварийном сигнале и уведомление о состоянии для передачи в канал с дискретным входом главного контроллера 202. В некоторых таких примерах главный контроллер 202 проиллюстрированного примера содержит декодирующее устройство 226, которое декодирует кодированное уведомление об аварийном сигнале, предоставленное классификатором 220 аварийного сигнала, и передает или обменивается данными декодированного уведомления об аварийном сигнале в, например, функциональный блок главного контроллера 202 и/или устройство 228 представления аварийного сигнала операторской станции 104. Таким образом, в некоторых примерах классификатор 220 аварийного сигнала из проиллюстрированного примера позволяет передавать на главный контроллер 202 количество уведомлений об аварийном сигнале, которое превышает количество каналов с дискретным входом интерфейса 224 канала с дискретным входом. В некоторых таких примерах (например, различные) уведомления об аварийном сигнале и уведомления о состоянии могут передаваться на главный контроллер 202 через один канал с дискретным входом.
[0051] Хотя представленный в качестве примера способ реализации контроллера 200 полевого устройства и/или контроллер 202 (например, хост 122) в соответствии с фиг. 1 проиллюстрирован на фиг. 2, один или большее количество элементов, процессов и/или устройств, проиллюстрированных на фиг. 2, могут быть объединены, разделены, перегруппированы, опущены, сокращены и/или реализованы любым другим путем. Кроме того, представленное в качестве примера устройство 204 контроля параметра технологического процесса, представленное в качестве примера устройство 206 контроля состояния системы, представленный в качестве примера определитель 208 аварийного сигнала, представленный в качестве примера интерфейс 210 пользовательского ввода, представленное в качестве примера хранилище 212 данных, представленный в качестве примера интерфейс 214 канала с дискретным выходом, представленный в качестве примера задатчик 218 аварийного состояния, представленный в качестве примера классификатор 220 аварийного сигнала и представленное в качестве примера кодирующее устройство 222 и/или, в более общем случае, представленный в качестве примера контроллер 200 полевого устройства в соответствии с фиг. 2 и/или представленный в качестве примера интерфейс 224 канала с дискретным входом, представленное в качестве примера декодирующее устройство 226 и, или, в более общем случае, главный контроллер 202 в соответствии с фиг. 2 могут быть реализованы посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения, встроенного программного обеспечения и/или любой комбинации аппаратного, программного и/или встроенного программного обеспечения. Таким образом, например, любое из: представленное в качестве примера устройство 204 контроля параметра технологического процесса, представленное в качестве примера устройство 206 контроля состояния системы, представленный в качестве примера определитель 208 аварийного сигнала, представленный в качестве примера интерфейс 210 пользовательского ввода, представленное в качестве примера хранилище 212 данных, представленный в качестве примера интерфейс 214 канала с дискретным выходом, представленный в качестве примера задатчик 218 аварийного состояния, представленный в качестве примера классификатор 220 аварийного сигнала и представленное в качестве примера кодирующее устройство 222 и/или, в более общем случае, представленный в качестве примера контроллер 200 полевого устройства в соответствии с фиг. 2 и/или представленный в качестве примера интерфейс 224 канала с дискретным входом, представленное в качестве примера декодирующее устройство 226 и, или, в более общем случае, главный контроллер 202 в соответствии с фиг. 2, может быть реализовано одной или большим количеством аналоговых или цифровых схем, логических схем, программируемым процессором(ами), специализированной интегральной схемой(ами) (ASIC(s), application specific integrated circuit(s)), программируемым логическим устройством(ами) (PLD(s), programmable logic device(s)) и/или программируемым на месте логическим устройством(ами) (FPLD(s), field programmable logic device(s)). При чтении любого из пунктов формулы изобретения устройства или системы, которые охватывают чисто программную и/или программно-аппаратную реализацию по меньшей мере одного из: представленного в качестве примера устройства 204 контроля параметра технологического процесса, представленного в качестве примера устройства 206 контроля состояния системы, представленного в качестве примера определителя 208 аварийного сигнала, представленного в качестве примера интерфейса 210 пользовательского ввода, представленного в качестве примера хранилища 212 данных, представленного в качестве примера интерфейса 214 канала с дискретным выходом, представленного в качестве примера задатчика 218 аварийного состояния, представленного в качестве примера классификатора 220 аварийного сигнала и представленного в качестве примера кодирующего устройства 222, представленного в качестве примера интерфейса 224 канала с дискретным входом и представленного в качестве примера декодирующего устройства 226 настоящим прямо определен/определены, что оно содержит материальное машиночитаемое запоминающее устройство или диск, такой как память, цифровой универсальный диск (DVD, digital versatile disk), компакт-диск (CD, compact disk), диск Blu-ray и т.д., в котором хранится программное обеспечение и/или или встроенное программное обеспечение. Дополнительно, приведенный в качестве примера контроллер 200 полевого устройства в соответствии с фиг. 2 может содержать один или большее количество элементов, технологических процессов и/или устройств в дополнение к или вместо проиллюстрированных на фиг. 2, и/или может содержать более одного из любых или всех проиллюстрированных элементов, технологических процессов и устройств.
[0052] Блок-схема, представляющая представленные в качестве примера способы для реализации контроллера 200 полевого устройства и/или главного контроллера 202 в соответствии с фиг. 2 показана на фиг. 3-5. В этом примере, указанные способы могут быть реализованы с помощью машиночитаемых команд, содержащих программу, исполняемую процессором, таким как процессор 612, показанный на представленной в качестве примера процессорной платформе 600, обсуждаемой ниже в связи с фиг. 6. Указанная программа может быть реализована в программном обеспечении, хранящемся на материальном читаемом компьютером носителе данных, таком как компакт-диск (CD-ROM), гибкий диск, жесткий диск, цифровой универсальный диск (DVD), диск Blu-ray или запоминающее устройство, связанное с процессором 612, но вся программа и/или ее части могут альтернативно выполняться устройством, отличным от процессора 612, и/или может быть реализована во встроенном программном обеспечении или специализированных аппаратных средствах. Кроме того, хотя представленная в качестве примера программа описана со ссылкой на блок-схему показанную на фиг. 3-5, альтернативно могут использоваться многие другие способы реализации представленного в качестве примера контроллера 200 полевого устройства и/или главного контроллера 202. Например, может быть изменен порядок исполнения блоков, и/или могут быть изменены, устранены или объединены некоторые из блоков.
[0053] Как упомянуто выше, представленные в качестве примера способы в соответствии с фиг. 3-5 могут быть реализованы с помощью кодированных команд (например, команд, читаемых компьютером и/или машиной), хранимых на материальном машиночитаемом носителе данных, таком как жесткий диск, флеш-память, постоянное запоминающее устройство (ROM, read-only memory), компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD), кеш-память, оперативное запоминающее устройство (RAM, random-access memory) и/или любое другое устройство хранения данных или диск хранения данных, в котором информация хранится в течение любого периода (например, в течение длительных периодов времени, постоянно, в течение коротких промежутков времени, для временной буферизации и/или для кеширования информации). Используемый в настоящем документе термин «материальный читаемый компьютером носитель данных» явно определен таким образом, чтобы включать любой тип читаемого компьютером запоминающего устройства и/или диска для хранения данных, и исключает распространяющиеся сигналы и средства передачи. Используемые в настоящем документе термины «материальный читаемый компьютером носитель данных» и «материальный машиночитаемый носитель данных» используются взаимозаменяемо. Дополнительно или альтернативно, приведенный в качестве примера способ в соответствии с фиг. 3-5 может быть реализован с использованием кодированных команд (например, читаемых компьютером и/или машиной команд), хранящихся на постоянном компьютеро- и/или машиночитаемом носителе данных, таком как жесткий диск, флэш-память, постоянное запоминающее устройство, компакт-диск, цифровой универсальный диск, кэш память, оперативное запоминающее устройство и/или любое другое запоминающее устройство или диск для хранения данных, на котором информация хранится в течение любого периода времени (например, в течение длительного времени, постоянно, в течение коротких промежутков времени, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Используемый в настоящем документе термин «постоянный читаемый компьютером носитель данных» явно определен таким образом, чтобы включать любой тип читаемого компьютером запоминающего устройства и/или диска для хранения данных и исключает распространяющиеся сигналы и средства передачи. Используемая в настоящем документе фраза «по меньшей мере» используется в качестве переходного термина в преамбуле пункта формулы изобретения, является таким же открытым термином, как и термин «содержащий».
[0054] Фиг. 3-5 являются блок-схемами, представляющими представленные в качестве примера способы 300-500, которые могут быть выполнены для реализации представленного в качестве примера контроллера 200 полевого устройства и/или главного контроллера 202 в соответствии с фиг. 1 и 2. Ссылаясь на фиг. 3, устройство 204 контроля параметра технологического процесса в проиллюстрированном примере контролирует параметры технологического процесса, связанные с полевым устройством 114 (этап 302), для обнаружения ошибочного состояния (этап 304). Если ошибочное состояние не обнаружено на этапе 304, способ 300 возвращается к этапу 302. Если на этапе 304 обнаружено ошибочное состояние, то определитель 208 аварийного сигнала и/или задатчик 218 аварийного состояния определяет, должно ли быть предоставлено уведомление о состоянии для обнаруженного ошибочного состояния (этап 306). Если определитель аварийного сигнала 308 и/или задатчик 218 аварийного состояния определяют, что уведомление о состоянии не требуется на этапе 306, то определитель 208 аварийного сигнала предоставляет (например, генерирует или передает) уведомление, предупреждающее об опасности, для обнаруженного ошибочного состояния в главный контроллер 202 через интерфейс 214 канала с дискретным выходом контроллера 200 полевого устройства и интерфейс 224 канала с дискретным входом главного контроллера 202 (этап 308).
[0055] Если определитель 208 аварийного сигнала и/или задатчик 218 аварийного состояния определяет, что уведомление о состоянии для обнаруженного ошибочного состояния должно быть предоставлено на этапе 306, устройство 206 контроля состояния системы проиллюстрированного примера контролирует состояние(я) системы устройства (устройств) (этап 310). Например, устройство 206 контроля состояния системы контролирует и/или определяет рабочее состояние устройств (например, оборудования), связанных с обнаруженным ошибочным состоянием(ями). В свою очередь, устройство 206 контроля состояния системы из проиллюстрированного примера передает информацию о состоянии или работе определителю 208 аварийного сигнала. В некоторых примерах определитель 208 аварийного сигнала в проиллюстрированном примере извлекает или получает информацию о состоянии для оборудования, связанного с обнаруженным ошибочным состоянием(ями), из устройства 206 контроля состояния системы. В некоторых примерах, определитель 208 аварийного сигнала и/или задатчик 218 аварийного состояния определяет состояние устройства или оборудования, связанного с измеренным параметром, который активируется или вызывается обнаруженным ошибочным состоянием(ями).
[0056] Если определитель 208 аварийного сигнала и/или устройство 206 контроля состояния системы определяет, что устройство(а) (например, оборудование, связанное с обнаруженным ошибочным состоянием) является работоспособным или функциональным (этап 312), задатчик 218 аварийного состояния в проиллюстрированном примере задает уведомление о состоянии как точное или хорошее (этап 314). Если определитель 208 аварийного сигнала и/или устройство 206 контроля состояния системы определяет, что устройство(а) (например, оборудование, связанное с обнаруженным ошибочным состоянием) не является работоспособным или функциональным (этап 312), то задатчик 218 аварийного состояния в проиллюстрированном примере задает уведомление о состоянии как неточное или плохое (этап 316). Определитель 208 аварийного сигнала предоставляет уведомление, предупреждающее об опасности, для обнаруженного ошибочного состояния и заданного уведомления о состоянии (например, из этапа 314 или этапа 316) в главный контроллер 202 через канал 224 с дискретным входом (этап 318). Например, как отмечено выше, определитель 208 аварийного сигнала может конфигурировать уведомление, предупреждающее об опасности, и заданное уведомление о состоянии через интерфейс 214 канала с дискретным выходом и интерфейс 224 канала с дискретным входом. В некоторых примерах определитель 208 аварийного сигнала конфигурирует сигналы в пакеты (например, 2-битные пакеты) и передает пакеты на главный контроллер 202 по тому же или одному каналу с дискретным входом интерфейса 224 канала с дискретным входом. Таким образом, и уведомление, предупреждающее об опасности, и заданное уведомление о состоянии передаются на главный контроллер 202 через один и тот же канал с дискретным входом интерфейса 224 канала с дискретным входом.
[0057] Фиг. 4 представляет собой блок-схему, изображающую представленный в качестве примера способ 400, который может быть применен для реализации этапа 302 в соответствии с фиг. 3 для контроля параметра(ов) для ошибочного состояния(й). Чтобы контролировать параметр(ы) представленного в качестве примера полевого устройства 114 и/или, в более общем плане, систему 100 управления технологическим процессом и/или параметр(ы) технологического процесса, устройство 204 контроля параметра технологического процесса в проиллюстрированном примере принимает состояние(я) или параметр(ы) системы (этап 402). Например, устройство 204 контроля параметра технологического процесса в проиллюстрированном примере принимает сигналы от одного или большего количества датчиков (например, датчиков давления, датчиков температуры, датчиков потока и т.д.), значения напряжения или тока от одного или большего количества процессоров, датчиков, устройств памяти и т.д. Например, устройство 204 контроля параметра технологического процесса контролирует положение элемента управления потоком полевого устройства 114 посредством датчика 230 положения, который предоставляет информацию о положении определителю 208 аварийного сигнала, представляющую положение элемента управления потоком между верхней заданной позицией предела хода и нижней заданной позицией предела хода.
[0058] Устройство 204 контроля параметра технологического процесса и/или определитель 208 аварийного сигнала из проиллюстрированного примера сравнивает контролируемый параметр(ы), предоставленный устройству 204 контроля параметра технологического процесса, с предварительно определенным пороговым значением параметра(ов), предоставляемым посредством хранилища 212 данных (этап 404). Например, устройство 204 контроля параметра технологического процесса и/или определитель 208 аварийного сигнала из проиллюстрированного примера сравнивает сигнал положения, представляющий положение элемента управления потоком полевого устройства 114, которое обеспечивается датчиком 230 положения, с предварительно определенным верхним пороговым значением предела хода или предварительно определенным нижним пороговым значением предела хода, сохраненным в хранилище 212 данных. Если контролируемый параметр(ы) не отклоняется от предварительно определенного порогового значения параметра (этап 406), ошибочное состояние не обнаруживается (этап 408). Если контролируемый параметр(ы) отклоняется от предварительно определенного порогового значения параметра (этап 406), обнаруживается ошибочное состояние (этап 410).
[0059] Фиг. 5 представляет собой блок-схему, изображающую представленный в качестве примера способ 500, который может быть применен для реализации этапа 310 в соответствии с фиг. 3 для контроля состояния(й) системы устройства (устройств). Устройство 206 контроля состояния системы контролирует состояние(я) системы представленного в качестве примера полевого устройства 114 и/или, в более общем смысле, систему 100 управления технологическим процессом и/или параметр(ы) технологического процесса. Для контроля состояния(й) системы, устройство 206 контроля состояния системы принимает входные данные о состоянии или информацию об устройстве(ах), связанном с полевым устройством 114 (этап 502). Устройство 206 контроля состояния системы определяет функциональное состояние устройств, таких как, например, датчики (например, датчик 230 положения, датчики температуры, датчики положения, датчики давления и т.д.), процессоры (например, процессор контроллера 200 полевого устройства) и/или любое другое устройство или оборудование, которое используется для предоставления параметра(ов) или информации технологического процесса для устройства 204 контроля параметра технологического процесса.
[0060] На основании принятых входных данных о состоянии устройство 206 контроля состояния системы и/или определитель 208 аварийного сигнала определяют, работает ли системное оборудование или устройство(а) в пределах порогового значения (этап 506). Например, если устройство находится в пределах порогового значения (например, рабочего диапазона) на этапе 506, то устройство 206 контроля состояния системы и/или определитель 208 аварийного сигнала определяет, что устройство находится в рабочем состоянии (этап 508). Если устройство не находится в пределах указанного порогового значения (например, рабочего диапазона) на этапе 506, то устройство 206 контроля состояния системы и/или определитель 208 аварийного сигнала определяет, что устройство находится в нерабочем состоянии (этап 510). Например, если значение тока или напряжения датчика 230 положения, полученное устройством 206 контроля состояния системы, находится в пределах порогового значения тока или напряжения (например, диапазона рабочего тока или напряжения), то устройство 206 контроля состояния системы и/или определитель 208 аварийного сигнала определяет, что датчик 230 положения находится в рабочем состоянии.
™
[0061] Фиг. 6 представляет собой структурную схему представленной в качестве примера процессорной платформы 600, способной исполнять команды, реализующие способы в соответствии с фиг. 3-5 и контроллер 200 полевого устройства и/или главный контроллер 202 в соответствии с фиг. 2. Указанной процессорной платформой 600 может быть, например, сервер, персональный компьютер, мобильное устройство (например, сотовый телефон, смартфон, планшет, такой как iPad), персональный цифровой помощник (PDA, personal digital assistant), устройство для доступа в Интернет или любой другой тип вычислительного устройства.
[0062] Процессорная платформа 600 из проиллюстрированного примера содержит процессор 612. Указанный процессор 1012 проиллюстрированного примера представляет собой аппаратное средство. Например, процессор 612 может быть реализован с помощью одной или большего количества интегральных схем, логических схем, микропроцессоров или контроллеров любого желаемого семейства или производителя.
[0063] Процессор 612 в проиллюстрированном примере содержит локальное запоминающее устройство 613 (например, кэш). Процессор 612 проиллюстрированного примера соединен с главным запоминающим устройством, содержащим энергозависимое запоминающее устройство 614 и энергонезависимое запоминающее устройство 616 посредством шины 618. Энергозависимое запоминающее устройство 614 может быть реализовано с помощью синхронной динамической оперативной памяти (SDRAM, Synchronous Dynamic Random Access Memory), динамической оперативной памяти (DRAM, Dynamic Random Access Memory), динамической оперативной памяти RAMBUS (RDRAM, RAMBUS Dynamic Random Access Memory) и/или оперативного запоминающего устройства любого другого типа. Энергонезависимое запоминающее устройство 616 может быть реализовано с помощью флеш-памяти и/или запоминающего устройства любого другого желаемого типа. Доступ к основной памяти 614, 616 контролируется контроллером памяти.
[0064] Процессорная платформа 600 проиллюстрированного примера также содержит схему 620 интерфейса. Схема 620 интерфейса может быть реализована с помощью стандарта интерфейса любого типа, такого как интерфейс Ethernet, универсальная последовательная шина (USB, universal serial bus) и/или последовательный интерфейс PCI express.
[0065] В проиллюстрированном примере одно или большее количество устройств 622 ввода соединены со схемой 620 интерфейса. Устройство (устройства) 622 ввода позволяет (позволяют) пользователю вводить данные и команды в процессор 612. Указанное устройство(а) ввода может быть реализовано, например, с помощью звукового датчика, микрофона, камеры (фото или видео), клавиатуры, кнопки, мыши, сенсорного экрана, сенсорного планшета, трекбола, isopoint и/или системы распознавания голоса.
[0066] Одно или большее количество устройств 624 вывода также соединены со схемой 620 интерфейса проиллюстрированного примера. Указанные устройства 624 вывода могут быть реализованы, например, с помощью устройств отображения (например, светоизлучающих диодов (LED, light emitting diode), органических светоизлучающих диодов (OLED, organic light emitting diode), жидкокристаллических дисплеев, дисплеев с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), сенсорных экранов, устройств тактильного вывода, принтеров и/или акустических колонок). Таким образом, схема 620 интерфейса проиллюстрированного примера, как правило, содержит плату графического драйвера, микросхему графического драйвера или процессор графического драйвера.
[0067] Схема 620 интерфейса проиллюстрированного примера также содержит устройство передачи данных, такое как передатчик, приемник, приемопередатчик, плата модемного и/или сетевого интерфейса, обеспечивающая обмен данными с внешними вычислительными устройствами (например, вычислительными устройствами любого типа) посредством сети 626 (например, соединение Ethernet, цифровая абонентская линия (DSL, digital subscriber line), телефонная линия, коаксиальный кабель, система сотовой телефонной связи и т.п.).
[0068] Процессорная платформа 600 проиллюстрированного примера также содержит одно или большее количество запоминающих устройств 628 большой емкости для хранения программного обеспечения и/или данных. Примеры таких запоминающих устройств 628 большой емкости включают накопители на гибких дисках, накопители на жестких дисках, дисководы для компакт-дисков, дисководы для дисков Blu-ray, системы RAID и дисководы для универсальных цифровых дисков (DVD).
[0069] Кодированные команды 632 для осуществления способов в соответствии с фиг. 3-5 могут храниться в запоминающем устройстве 628 большой емкости, в энергозависимой памяти 614, в энергонезависимой памяти 616, и/или на сменном материальном машиночитаемом запоминающем носителе, таком как CD или DVD.
[0070] Хотя в настоящем документе раскрыты определенные варианты осуществления способов, устройств и изделий промышленного производства, объем защиты данного патента не ограничивается ими. Такие примеры предназначены для неограничивающих иллюстративных примеров. Наоборот, данный патент охватывает все способы, устройства и изделия промышленного производства, явно подпадающие под объем защиты прилагаемой формулы изобретения, буквально или согласно доктрине эквивалентов.