用于單一制造技術

用于物理移除和更換單一

【技術實現步驟摘要】
用于單一I/O部件的非破壞性更換的裝置和方法


[0001]本公開內容總體上涉及過程工廠和過程控制系統，并且更具體地，涉及更換過程工廠和過程控制系統的單一
(simplex)I/O
部件以不破壞正執行的工業過程
。

技術介紹

[0002]分布式工業過程控制系統，如在化學
、
石油
、
工業或其它過程工廠中用于制造
、
提煉
、
轉換
、
生成或生產物理材料或產品的那些，通常包括一個或多個過程控制器，該過程控制器經由模擬
、
數字或組合模擬
/
數字總線，或經由無線通信鏈路或網絡通信地耦合到一個或多個連接現場設備
。
現場設備，例如可以是閥
、
閥定位器
、
開關和變送器
(
例如，溫度
、
壓力
、
液位和流速傳感器
)
，位于過程環境中，通常執行物理或過程控制功能，例如打開或關閉閥
、
測量過程和
/
或環境參數
(
例如溫度或壓力等
)
以控制過程工廠或系統內執行的一個或多個工業過程
。
智能現場設備，例如符合眾所周知的現場總線協議的現場設備，也可以執行控制計算
、
報警功能和控制器內通常實現的其它控制功能
。
可能位于或可能不位于工廠環境內的過程控制器接收指示由現場設備進行的過程測量的信號和
/
或與現場設備有關的其它信息，并執行運行例如不同的控制模塊的控制應用，這些控制模塊做出過程控制決策
、
根據接收到的信息生成控制信號并與在現場設備
(
例如和現場總線
)
中執行的控制模塊或塊進行協調
。
控制器中的控制模塊通過通信線路或鏈路將控制信號發送到現場設備
(
和
/
或其它現場設備和
/
或控制器
)
，從而控制過程工廠或系統的至少一部分的操作，例如，控制在工廠或系統內運行或執行的一個或多個工業過程的至少一部分
。
例如，控制器和現場設備控制正由過程工廠或系統控制的過程的至少一部分
。
通常也位于工廠環境內的
I/O
設備通常設置在控制器和一個或多個現場設備之間，并實現它們之間的通信，例如，通過將電信號轉換為數字值，反之亦然
。
如本文所使用的，現場設備
、
控制器和
I/O
設備通常被稱為“過程控制設備”，并且通常位于
、
設置或安裝在過程控制系統或工廠的現場環境中
。
[0003]來自現場設備和控制器的信息通常通過數據高速公路或通信網絡提供給一個或多個其它硬件設備，例如操作員工作站
、
個人計算機或計算設備
、
數據歷史庫
、
報告生成器
、
集中式數據庫或其它集中式管理計算設備，這些設備通常放置在控制室或遠離工廠較惡劣現場環境的其它位置，例如，在過程工廠的后端環境中
。
這些硬件設備中的每一個通常都跨過程工廠或跨過程工廠的一部分上而集中
。
這些硬件設備運行應用程序，應用程序可以例如使操作員能夠執行與控制過程和
/
或操作過程工廠相關的功能，例如更改過程控制例程的設置，修改控制器或現場設備內的控制模塊的操作，查看過程的當前狀態，查看現場設備和控制器生成的警報，模擬過程的操作以用作培訓人員或測試過程控制軟件的目的，保存和更新配置數據庫等
。
硬件設備
、
控制器和現場設備使用的數據高速公路可以包括有線通信路徑
、
無線通信路徑或有線和無線通信路徑的組合
。
[0004]作為示例，由艾默生自動解決方案
(Emerson Automation Solutions)
銷售的
DeltaV
TM
控制系統包括多個應用程序，這些應用程序存儲在位于過程工廠內不同位置的不
同設備中并由這些設備執行
。
駐留在過程控制系統或工廠后端環境中的一個或多個工作站或計算設備中的配置應用程序使用戶能夠創建或更改過程控制模塊，并經由數據高速公路將這些過程控制模塊下載到專用分布式控制器
。
通常，這些控制模塊由通信互連的功能塊組成，這些功能塊是面向對象的編程協議中的對象，其基于對其的輸入執行控制方案內的功能并且向控制方案內的其它功能塊提供輸出
。
例如，可以在包括控制器和一個或多個現場設備的控制回路中執行控制方案
。
配置應用程序還可以允許配置設計人員創建或更改操作員界面，查看應用程序使用該操作員界面向操作員顯示數據并使操作員能夠更改過程控制例程內的設置，例如設定點
。
每個專用控制器，在某些情況下，和一個或多個現場設備存儲并執行相應的控制器應用程序，該應用程序運行分配并下載到其上的控制模塊以執行實際的過程控制功能
。
可以在一個或多個操作員工作站上
(
或在與操作員工作站和數據高速公路通信連接的一個或多個遠程計算設備上
)
執行的查看應用程序經由數據高速公路從控制器應用程序接收數據并顯示該數據給過程控制系統設計人員
、
操作員或使用用戶界面的用戶，并且可以提供多種不同視圖中的任何一種，例如操作員視圖
、
工程師視圖
、
技術人員視圖等
。
數據歷史庫應用程序通常存儲在數據歷史庫設備中并由數據歷史庫設備執行，該設備收集和存儲通過數據高速公路提供的部分或全部數據，而配置數據庫應用程序可以在連接到數據高速公路的另外的計算機中運行以存儲當前的過程控制例程配置和與其相關聯的數據
。
或者，配置數據庫可以位于與配置應用程序相同的工作站中
。
[0005]通常，現場設備可以通信地耦合到
I/O
卡，
I/O
卡將從現場設備接收到的信號轉換成控制器可以處理的信號，并且將從控制器接收到的信號轉換成現場設備可以處理的信號
。
每個
I/O
卡的每個通道，對應于一個特定的現場設備，必須與適當的信號類型相關聯
(
以便信號被
I/O
卡適當地處理
)
并且
I/O
卡必須通信耦合到最終將接收來自和
/
或發送信號到耦合到該
I/O
卡的現場設備的一個或多個控制器
。
[0006]在一些過程控制系統中，電子編組系統或設備被用來有效地執行現場設備和控制器之間本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種單一
I/O
部件，所述單一
I/O
部件包括在過程控制系統中，所述過程控制系統操作為控制過程工廠中的工業過程，所述單一
I/O
部件包括：用戶接口；第一通信接口，所述第一通信接口將所述單一
I/O
部件通信連接到設置在所述過程工廠中的現場設備；以及第二通信接口，所述第二通信接口將所述單一
I/O
部件通信連接到
I/O
子系統，所述
I/O
子系統通信連接到控制器，所述控制器經由所述單一
I/O
部件和所述
I/O
子系統接收由所述現場設備生成的數據，基于接收到的數據生成控制信號，并將所述控制信號發送給所述現場設備
、
另一個現場設備
、
或另一個控制器，以控制所述工業過程的操作；并且所述單一
I/O
部件被配置為：經由所述第一通信接口獲得由所述現場設備生成的所述數據，并經由所述第二通信接口將所獲得的數據發送給所述
I/O
子系統；經由所述單一
I/O
部件的所述用戶接口接收進入操作的可更換狀態的指令；以及響應于接收到的指令，進入所述可更換狀態并經由所述第二通信接口向所述
I/O
子系統發送所述單一
I/O
部件處于所述可更換狀態的指示，從而使所述
I/O
子系統在所述
I/O
子系統從所述單一
I/O
部件接收預期信號發生后續故障時，并基于所述單一
I/O
部件的所指示的可更換狀態，存儲最近接收到的由所述現場設備生成的數據值，以用于發送給所述控制器
。2.
根據權利要求1所述的單一
I/O
部件，其中，所述單一
I/O
部件為單一電子編組部件
、
單一
I/O
信號調節器
、
單一單通道
I/O
卡
、
或單一多通道
I/O
卡
。3.
根據權利要求1所述的單一
I/O
部件，其中，所述單一
I/O
部件被包括在所述過程控制系統的電子編組系統中
。4.
根據權利要求3所述的單一
I/O
部件，其中，所述
I/O
子系統被包括在所述電子編組系統的頭端單元中
。5.
根據權利要求4所述的單一
I/O
部件，其中，所述單一
I/O
部件為單一
I/O
卡
。6.
根據權利要求3所述的單一
I/O
部件，其中，所述單一
I/O
部件為單一電子編組部件，并且，所述
I/O
子系統被包括在所述電子編組系統的
I/O
卡或頭端單元中
。7.
根據權利要求1所述的單一
I/O
部件，其中，所述單一
I/O
部件的所述用戶接口包括一個或多個觸摸傳感器，并且，進入所述可更換狀態的所述指令包括所述一個或多個觸摸傳感器的激活
。8.
根據權利要求1所述的單一
I/O
部件，其中，當所述單一
I/O
部件接收到進入所述可更換狀態的所述指令時，所述單一
I/O
部件處于服務中狀態
。9.
根據權利要求1所述的單一
I/O
部件，其中，當所述單一
I/O
部件接收到進入所述可更換狀態的所述指令時，所述單一
I/O
部件處于降低可用性狀態
。10.
根據權利要求1所述的單一
I/O
部件，進一步包括多個子部件，每個子部件分別被配置為在所述單一
I/O
部件內將所述現場設備生成的所述數據從所述第一通信接口傳送到所述第二通信接口；并且其中，經由所述用戶接口接收進入所述可更換狀態的所述指令是基于
06005/598583CN
所述子部件中的一個子部件的故障
。
11.
根據權利要求
10
所述的單一
I/O
部件，其中：所述單一
I/O
部件還包括視覺指示器；所述單一
I/O
部件被進一步配置為，在檢測到所述單一
I/O
部件的所述子部件中的所述一個子部件發生故障時執行以下操作：經由所述第二通信接口向所述
I/O
子系統發送檢測到的子部件故障的指示；進入降低可用性狀態；以及激活所述視覺指示器；以及接收進入所述可更換狀態的所述指令是響應于所述視覺指示器的激活
。12.
一種由過程控制系統執行的方法，所述過程控制系統操作為控制過程工廠中的工業過程，所述方法包括：響應于由所述過程控制系統的
I/...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S，
申請(專利權)人：費希爾羅斯蒙特系統公司，
類型：發明
國別省市：