[发明专利]监督处理控制数据获取设备的冗余部署的主机的运行时间故障管理

说明书

技术领域

本发明总的说来涉及联网的计算机化处理控制(process control)系统的领域。更具体地说，本发明涉及监督处理控制和制造信息系统。这种系统在处理控制系统中通常在控制层以上执行，以向较低级的控制元件提供指导，作为示例，所述较低级的元件诸如可编程逻辑控制器。 

背景技术

工业上越来越依赖高度自动化的数据获取和控制系统，以确保工业处理高效、安全和可靠地运行，同时降低工业处理的整体生产成本。数据获取开始于多个传感器测量工业处理的各个方面并周期性地将它们的测量报告回数据收集和控制系统时。这种测量有各种形式。作为示例，由传感器/记录器产生的测量包括：温度、压力、pH、海量/大量物料流、在航线等待的包裹的结算清单或工厂车间的照片。通常，复杂的处理管理和控制软件检查进入数据，产生状态报告，并且在许多情况下，通过将命令发送到传动器/控制器来进行响应，其中，所述传动器/控制器调整至少一部分工业处理的操作。由传感器产生的数据还允许操作者执行多个监督任务，包括：响应于变化的外部条件(包括原料的成本)加工处理(例如，制定新的设置值)，检测低效/非最佳操作条件和/或即将发生的设备故障，以及采取补救措施，所述补救措施诸如按照需要使设备进入并离开服务。 

典型的工业处理极端复杂，并接收相当大量的信息，所述信息多于任何人可能以它的未处理形式进行提要的信息。作为示例，惯例作法是使得成千上万的传感器和控制元件(例如，阀动器)监视/控制工业车间内的多阶段处理的各个方面。这些传感器具有变化的类型并且对处理的变化的特征作出报告。它们的输出在以下方面类似地变化：它们测量的涵义、为每个测量发送的数据量以及它们测量的频率。关于后者，为了保证精度并实现快速响应，这些传感器/控制元件中的某些每秒进行一次或多次测量。当成千上万的传感器/控制元件相乘时，将导致过多的数据流入复杂的数据管理和处理显像技术所需的处理控制系统。 

当今存在高度发展的人机界面/处理显像系统，它们被链接到诸如上述传感器和控制器的数据源。所述系统获取上述的处理数据并对其进行提要(例如，过滤)。经过提要的处理数据依次驱动由人机界面呈现的图形显示。这种系统的示例是众所周知的WonderwareIN-TOUCH人机界面(HMI)软件系统，其用于进行显像并控制各种工业处理。IN-TOUCH HMI处理显像应用包括一组特定处理的图形示图。每个示图又包括一个或多个图形元件。图形元件的显示状态响应于相关/链接的数据源而随时间改变，从这个意义上说，这些图形元件是“动画”的。例如，精炼处理的示图潜在地包括槽(tank)图形元件。所述槽图形元件具有可视指示符，其显示包含在槽内的液体的水平，图形元件的水平指示符响应于由指示槽内的液体水平的槽水平传感器提供的数据流而上升或下降。动画图形图像由数据流内的不断改变的处理数据值来驱动，其中，槽水平指示符仅是一个示例，对观察人员而言，这种动画图形图像比数字流更加容易理解。为此，诸如IN-TOUCH的处理显像系统已变成监督处理控制和制造信息系统的必要部件。 

访问处理控制系统的数据的丢失必然使得HMI系统(并由此使得管理人员)无法得知处理控制系统的当前状态。因此，保持由上述HMI系统对处理控制元件的可靠的不中断访问即使对于监督处理控制系统的整体生存性不是必要的，但也是非常重要的。结果，许多系统将冗余和自动故障切换机制并入它们的数据/控制通路，以确保人们对自动处理控制系统的访问不会由于单个通路/机器故障而被打断。 

这种冗余/故障切换功能已经在系统中实现，其中，完全相同的部件并行地操作于相同网络区域中的分离的机器上。在一冗余数据传送主机实现中，第二数据传送主机系统作为主要数据传送主机系统的等同副本来操作。这种实现需要完全相同的通信、硬件和软件。此外，冗余对于数据传送系统的客户机而言不是透明的。结果，冗余数据传送系统的每个客户机需要意识到截然不同地标识/命名的活动和备用系统。配置/实现/重新定位所述系统中的冗余主机相当大地增加了系统以及这种系统在其中操作的网络的成本。 

发明内容

本发明针对以下潜在需要，即，提供较好的方式来实现驻留并操作于监督处理控制环境内的主机中的冗余(例如，数据/消息传送服务)，作为示例，所述环境支持用于监视和管理受控的工业处理的元件的显像应用。本发明有助于在监督处理控制和制造信息系统中配置和部署冗余主机对，其中，冗余主机对中指定的冗余主机具有等同的性能，但是所述冗余主机在运行时间环境中根据由冗余对的伙伴承担的不同的角色而不同地工作。