[发明专利]用于收集过程控制数据的方法及装置

说明书

技术领域

本发明大体上涉及过程控制系统，更具体地，涉及用于收集过程控制数据的方法及装置。

背景技术

过程控制系统，诸如在化工，石油，制药，纸浆造纸或其他制造过程中使用的过程控制系统，通常包含了一个或多个过程控制器，该一个或多个过程控制器通信地耦合至至少一个包含至少一个操作员工作站的主机，以及耦合至配置为通过模拟的、数字的或组合的模拟/数字的通信协议来通信的一个或多个现场设备。例如可以是设备控制器、阀、阀致动器、阀定位器、开关和变送器(例如，温度、压强、流速以及化学成分传感器)或其的组合的现场设备在过程控制系统内施行功能，例如打开阀或关闭阀，以及测量或推测过程参数。过程控制器接收由现场设备所做的指示过程测量的信号，和/或其他与现场设备相关的信息，使用这些信息来执行控制例程，并产生通过总线或其他通信线发送到现场设备以控制过程的操作的控制信号。

典型的过程控制系统被分成一个或多个由过程控制器操作的控制回路。每个控制回路包括来自一个或多个现场设备的一系列输入、控制算法，以及一个或多个输出。每个现场设备典型地通过一个或多个I/O卡和各自的通信路径(例如，双芯电缆、无线链路或者光纤)耦合到过程控制器。I/O卡从现场设备接收输入并将输入转发到过程控制器。同样地，输出信号经由I/O卡被传送到过程控制系统内的现场设备。任何控制回路的质量都是由控制回路及时读取输入变化、执行必要控制计算以及以输出信号的形式生成响应的能力而确定的。在一些情况下，通信路径可延迟输入信号被过程控制器及时接收，从而降低了使用通信路径的任何控制回路的质量。

发明内容

收集过程控制数据的示例性方法包括注册一个电子设备描述，其描述待测量的参数以及测量抽样率；根据测量抽样率测量所述参数；将表示所述所测量的参数的数据存储于数据结构中；以及响应于用于所述数据的请求、与所述数据相关的条件或与所述数据相关的事件中的至少一项，将所述数据结构中的数据，通过过程控制网络，传送至第一过程控制设备。

收集过程控制数据的示例性装置包括传感器，用于收集与过程控制参数相关的信息；模拟数字转换器，用于将所述信息转换为测量数据；存储器，用于将所述测量数据存储于数据结构中；以及端口控制器，用于如与所述装置相关的电子设备描述所定义地，接收用于数据的请求，打开一个端口用于与过程控制设备通信，以及如所述电子设备描述所定义地，将所述测量数据传送到所述过程控制设备。

附图说明

图1示出了示例性过程控制系统的框图。

图2示出了图1的过程控制系统的示例性控制回路的示意图。

图3示出了用于提供过程控制数据的在图1和图2的过程控制系统中的示例性过程控制设备的框图。

图4示出了用于接收和/或操作过程控制数据的在图1和图2的过程控制系统中的示例性过程控制应用或控制器的框图。

图5示出了表示可被执行以访问存储在过程控制设备上的过程控制数据的指令的示例性伪码。

图6示出了表示可以被施行以收集过程控制数据抽样的示例性方法的流程图。

图7示出了表示可以被施行以处理数据抽样的示例性方法的流程图。

图8示出了能够执行图6-7的方法，以实现图1所示的FDI服务器、控制器和/或过程控制设备，图2所示的传感器和/或I/O卡，图3所示的过程控制设备和/或图4所示的示例性过程控制应用的示例性计算机的框图。

具体实施方式

此处所述的示例性方法及装置，可以在过程控制系统中被用于施行在收集过程控制数据的装置及应用之间的数据传输。由于多数之前使用专用硬件施行的过程控制功能现在由软件施行，数据延迟能够对控制性能有重大影响。尽管一些过程控制通信网络、总线、标准、和/或通信协议能够处理大量数据传输，但是另一些网络、总线、标准和/或协议可能不提供这样的能力或容量。因此，在一个包含了多种网络、总线、标准和/或协议的过程控制系统中，在这些网络、总线、标准和/或协议中可以存在大范围的数据量容量和/或数据需求。在这种过程控制系统中，使用多种通信协议，这里描述的示例性方法和装置能够用于通过读取来自电子设备描述(EDD)文档中的属性或需求，来访问具有不同属性或需求的数据。附加地，所述的示例性方法及装置能够被用于实现复杂和/或数据密集的现场设备，其可以被建立和/或被用于具有较低数据量容量的通信总线中。