СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ, ПЕРИФЕРИЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В НЕЙ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ПЛАНИРОВАНИЯ ДЕЙСТВИЙ Российский патент 2017 года по МПК G05B23/02 G01N19/00 G06F9/46 F16K31/12 F16K37/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение главным образом связано с системами безопасности технологических процессов и, реже, с планированием действий в периферийных устройствах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Технологические процессы, используемые на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей промышленности и других перерабатывающих предприятиях, как правило, содержат один или более централизованный или распределенный технологический контроллер, подключенный через каналы передачи данных по меньшей мере к одной главной рабочей станции и одному или более устройств управления и измерительному устройству, через аналоговую или цифровую шину, либо их комбинацию. Периферийные устройства, например, клапана, позиционеры клапанов, переключатели, трансмиттеры и датчики (например, температуры, давления или датчики расхода) выполняют различные функции, связанные с технологическими процессами, например, открытие и закрытие клапанов, и измерение производственных параметров. Устройство управления производственным процессом принимает сигналы (через шины каналов передачи данных), связанные с процессами измерения или другими процессами, выполняемыми или связанными с периферийными устройствами, реализует управляющие процедуры, а затем формирует сигналы, которые отправляются через одну или более шин к периферийным устройствам для управления производственными процессами. Информация от периферийных устройств и контроллеров доступна, как правило, одному или более приложений, выполняемых на рабочей станции оператора, и позволяет оператору выполнять нужные функции, касающиеся производственных процессов, например, просмотр текущего состояния процессов, изменение оператором различных параметров и так далее.

[0003] "Интеллектуальные" устройства, выполняющие одну или более функций технологического процесса, становятся все более распространенными в индустрии управления технологическими процессами. В дополнение к выполнению основных функций внутри технологического процесса (например, контроль температуры или положения клапанов) каждое интеллектуальное устройство содержит память и микропроцессор. В памяти сохраняются данные, которые относятся к устройству, а микропроцессор взаимодействует с контроллером и/или другими устройствами и выполняет вторичные задачи, например, автоматическую калибровку, идентификацию, диагностику и так далее. Множество стандартных, открытых, цифровых или комбинированных цифровых и аналоговых коммуникационных протоколов, таких как протокол связи HART (HART®), PROFIBUS®, FOUNDATION™ Fieldbus, WORLDFIP®, Device-Net® и локальная сеть контроллеров (CAN), разработаны для того, чтобы обеспечить возможность интеллектуальным периферийным устройствам различных производителей взаимодействовать друг с другом при выполнении одной или более функций управления технологическим процессом. В частности, беспроводные сети ячеистой структуры, например сети стандарта WirelessHART® и Международного общества автоматизации (ISA) 100.11а набирают все большую популярность в системах управления технологическим процессом.

[0004] Во время выполнения операций главный компьютер, как правило, отправляет команду периферийному устройству для активации выполнения действия (например, открытия или закрытия клапана) периферийным устройством. Таким образом, для выполнения действия периферийное устройство вначале получает и обрабатывает сигнал от главного компьютера. В системах беспроводной связи после приема и правильного декодирования сигнала периферийное устройство, как правило, передает обратно главному компьютеру сигнал "подтверждения", который означает, что прием сигнала выполнен корректно. Такой обмен взаимодействиями между периферийным устройством и главным компьютером выполняется всякий раз, когда устройство должно выполнить какое-либо действие. Например, если необходимо открыть клапан и затем закрыть его через определенный промежуток времени, главный компьютер должен передать сигнал позиционеру клапана для инициализации открытия клапана, получить сигнал подтверждения от позиционера клапана, подтверждающий, что сигнал инициализации открытия клапана получен корректно, передать сигнал позиционеру клапана для инициализации закрытия клапана, и получить сигнал подтверждения от позиционера клапана, который подтвердит, что сигнал инициализации закрытия клапана получен корректно.

[0005] С учетом задержек, присущих обычным системам передачи данных (например, количеству времени, которое необходимо устройству, чтобы обработать сигнал от главного компьютера), процесс обмена данными, выполняемый для управления устройством, ограничивается временем, необходимым устройству для выполнения требуемых действий. Задержки при взаимодействии имеют особое значение в беспроводных системах передачи данных, так как процесс получения и обработки сигнала в беспроводных каналах занимает больше времени по сравнению с выполнением аналогичных команд, получаемых через проводные соединения. К тому же, периферийные устройства в беспроводных системах технологических процессов, как правило, используют питание от батарей для того, чтобы иметь возможность поместить устройство в любом месте внутри производственного предприятия. Следовательно, прямой выгодой от сокращения времени обмена данными между периферийным устройством и главным компьютером в беспроводной сети является сохранение энергии батарейного модуля периферийного устройства и, таким образом, увеличение срока службы батарейного модуля (например, до нескольких лет).

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] В соответствии с данным изобретением, периферийное устройство, используемое в технологическом процессе, содержит процессор и машиночитаемую память, которая, в свою очередь, содержит машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором. Также, периферийное устройство содержит модуль планирования, сохраненный в памяти и сконфигурированный для выполнения с помощью процессора, который получает вводимое время, где вводимое время - это запланированное время выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий, а также получает вводимое действие, где вводимое действие - это запланированное действие или запланированная последовательность действий. Кроме того, модуль планирования сконфигурирован для автоматической инициализации запланированного действия или запланированной последовательности действий в заданное время. Также, модуль планирования дополнительно выполнен с возможностью формирования состояния инициализации, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

[0007] В соответствии с одним или более аспектом данного изобретения, модуль планирования также сконфигурирован для формирования состояния выполнения, которое передается на главный компьютер и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. В одном аспекте изобретения, состояние выполнения указывает, что действие (или последовательность действий) было выполнено. В другом аспекте изобретения, состояние выполнения указывает на то, что действие или последовательность действий выполнено успешно, либо на то, что действие или последовательность действий не выполнена. Модуль планирования сконфигурирован таким образом, чтобы определять статус выполнения на основании ответной информации, получаемой от периферийного устройства.

[0008] В соответствии с аспектом проиллюстрированного изобретения, пользователь устанавливает введенное время и введенное действие с помощью интерфейса пользователя на периферийном устройстве. В соответствии с другим аспектом проиллюстрированного изобретения, пользователь устанавливает вводимое время и вводимое действие с помощью главного компьютера, подключенного через каналы передачи данных к периферийному устройству. В одном аспекте изобретения, главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, представляет собой переносной коммуникатор.

[0009] В одном аспекте изобретения, периферийное устройство представляет собой позиционер клапана, подключенный к клапану, а запланированное действие представляет собой установку клапана в заданное положение. В другом аспекте изобретения, периферийное устройство представляет собой позиционер клапана, подключенный к клапану, а запланированная последовательность действий представляет собой установку клапана в первое заданное положение, а, после определенного периода времени, установку клапана во второе заданное положение.

[0010] В соответствии с другим вариантом изобретением, периферийное устройство, используемое в технологическом процессе, содержит процессор и машиночитаемую память, которая, в свою очередь, содержит машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором. Также, периферийное устройство содержит модуль планирования (сохраненный в памяти и сконфигурированный для выполнения с помощью процессора), который получает вводимое действие, где вводимое действие - это запланированное действие, которое должно быть выполнено периферийным устройством, или запланированная последовательность действий, которая должна быть выполнена периферийным устройством, а также получает начальные инструкции, где начальные инструкции представляют собой запланированное действие или запланированную последовательность действий, которое должно быть инициировано. Кроме того, модуль планирования сконфигурирован для приема начальных инструкций и инициализации выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий.

[0011] В соответствии с аспектом данного изобретения, модуль планирования дополнительно выполнен с возможностью формирования состояния инициализации, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

[0012] В соответствии с некоторыми аспектами данного изобретения, модуль планирования дополнительно выполнен с возможностью формирования состояния выполнения, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. В одном аспекте изобретения, состояние выполнения указывает, что действие (или последовательность действий) было выполнено. В другом аспекте изобретения, состояние выполнения указывает на то, что действие или последовательность действий выполнено успешно, либо на то, что действие или последовательность действий не выполнена.

[0013] В соответствии с еще одним вариантом изобретения, способ реализации планирования действий в периферийном устройстве в системе технологического процесса содержит получение периферийным устройством вводимого времени в электронном виде, где вводимое время - это запланированное время выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий. Способ также содержит получение периферийным устройством вводимого действия в электронном виде, где вводимое действие - это запланированное действие или запланированная последовательность действий. Способ также содержит автоматическую инициализацию запланированного действия или запланированной последовательности действий в определенное время и выполнение по меньшей мере следующих действий: i) отправку состояния инициализации на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству и; ii) сохранение состояния инициализации в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

[0014] В соответствии с еще одним вариантом изобретения, система технологического процесса содержит периферийное устройство и главный компьютер, подключенный к периферийному устройству через каналы передачи данных. Периферийное устройство содержит процессор и машиночитаемую память, которая, в свою очередь, содержит машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором. Также, периферийное устройство содержит модуль планирования, сохраненный в памяти и сконфигурированный для выполнения с помощью процессора, который получает вводимое время, где вводимое время - это запланированное время выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий, а также получает вводимое действие, где вводимое действие - это запланированное действие или запланированная последовательность действий. Кроме того, модуль планирования сконфигурирован для автоматической инициализации запланированного действия или запланированной последовательности действий в заданное время. Также, модуль планирования дополнительно выполнен с возможностью формирования состояния инициализации, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0015] Фигура 1 иллюстрирует систему управления технологическим процессом, содержащую периферийные устройства, которые в свою очередь поддерживают возможности реализации планирования действий в соответствии с раскрытием примера настоящего изобретения;

[0016] Фигура 2 представляет собой функциональную схему примера периферийного устройства, смонтированного в соответствии с раскрытым примером изобретения, который содержит модуль планирования, позволяющий главному компьютеру автоматически управлять и контролировать работу периферийного устройства;

[0017] Фигура 3 представляет собой пример блок-схемы варианта реализации способа выполнения запланированного действия, автоматически выполняемого периферийным устройством в определенное время и/или в определенный период времени;

[0018] Фигура 4 представляет собой блок-схему варианта реализации способа выполнения запланированного действия, выполняемого периферийным устройством после получения инструкции, которая инициализирует выполнение действия.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Фигура 1 иллюстрирует систему управления технологическим процессом 100, содержащую периферийные устройства, которые в свою очередь поддерживают возможность реализации планирования действий в соответствии с настоящим изобретением. Пример системы управления технологическим процессом 100 содержит проводную сеть 110 системы автоматизации предприятия, построенную в соответствии с промышленными протоколами автоматизации (например, протоколом HART, PROFIBUS DP (децентрализованных периферийных устройств) и так далее) или другими подходящими коммуникационными протоколами, и беспроводную сеть автоматизации предприятия 150, работающую в соответствии с подходящими беспроводными протоколами (например, WirelessHART, ISA 100.11 а, протоколом Wi-Fi, протоколом персональной беспроводной сети (WPAN) и так далее), или другими подходящими беспроводными протоколами. Проводная сеть автоматизации предприятия ПО содержит один или более контроллеров 114, подключенных к одному или более главному компьютеру или компьютерам 111 (которыми могут быть персональные компьютеры любых типов) и подключенных к группам устройств ввода/вывода 116, которые в свою очередь, подключены к одному или более периферийному устройству 122. Исключительно в качестве примера, контроллеры 114 являются контроллерами DeltaV™, продаваемыми компанией Fisher-Rosemount Systems, Inc., которые подключены к главным компьютерам 111 через каналы передачи данных, например, подключение по локальной сети 120 или другие каналы связи. Аналогично, контроллеры 114 подключены к периферийным устройствам 112 через каналы передачи данных, с использованием подходящего аппаратного или программного обеспечения, соответствующего, к примеру, стандарту устройств 4-20 мА и/или любому интеллектуальному протоколу, например, протоколу интерфейсной шины или протоколу HART. Общеизвестно, что контроллеры 114 реализуют или контролируют технологические процессы с помощью алгоритмов, записанными в их памяти, и, кроме того, связаны и взаимодействуют с устройствами 122 для управления процессами любым доступным способом.

[0020] Периферийные устройства 122 могут представлять собой устройства любого типа, например, клапана, позиционеры клапанов, переключатели, датчики (например, температуры, давления, вибрации, расхода или датчики pH), насосы, вентиляторы и тому подобное, или комбинацию двух или более таких типов, при этом платы ввода/вывода внутри групп плат 116 могут представлять собой устройства ввода вывода любого типа, соответствующие любому подходящему протоколу обмена данными, например, HART, интерфейсная шина, и так далее. Периферийные устройства 122 выполняют функции управления, контроля и/или другие физические функции внутри замкнутого технологического процесса, например, открытие или закрытие клапанов, или измерение технологических параметров. В варианте изобретения, проиллюстрированном на Фигуре 1, периферийные устройства 122а-122с представляют собой устройства стандарта 4-20 мА, взаимодействующие через аналоговые линии с платой ввода/вывода 116а. В другом варианте воплощения изобретения, периферийные устройства 112а-122 с представляют собой устройства HART, а плата ввода/вывода 116а представляет собой плату ввода/вывода, совместимую со стандартом HART. В одном варианте воплощения изобретения, система управления 100 содержит устройства стандарта 4-20 мА, а также устройства HART. Соответственно, в данном варианте воплощения изобретения, система управления 100 содержит одну или более плат ввода/вывода, совместимых со стандартом 4-20 мА, а также одну или более плат ввода/вывода, совместимых со стандартом HART.

[0021] В варианте воплощения изобретения, проиллюстрированном на Фигуре 1, периферийные устройства 122d-122f представляют собой интеллектуальные устройства, например, устройства интерфейсной шины, которые взаимодействуют через цифровую шину 118 с платой ввода/вывода 118 с использованием, к примеру, протокола взаимодействия типа интерфейсная шина. Конечно, периферийные устройства 122 и группы плат ввода/вывода 116 соответствуют любым другим подходящим стандартам или протоколам - помимо протоколов 4-20 мА, HART, интерфейсная шина, включая протоколы и стандарты, которые будут разработаны в будущем.

[0022] Каждый из контроллеров 114 сконфигурирован для реализации стратегии управления с использованием, так называемых, функциональных блоков, при этом каждый функциональный блок является частью (то есть подпрограммой) общего алгоритма управления и работает совместно с другими блоками (через коммуникационные каналы, называемые каналами передачи данных) для реализации замкнутого цикла управления внутри общей системы управления технологическими процессами 100. Как правило, функциональные блоки выполняют одну функцию ввода, связанную с трансмиттером, датчиком или другим устройством, измеряющим параметры работы системы, функцию управления, связанную с алгоритмом управления, который выполняется PID-устройством, устройством с нечеткой логикой, и так далее, или функцию вывода, которая управляет работой некоторых устройств, таких, как клапана, для выполнения некоторых физических функций внутри системы управления технологическими процессами 100. Конечно, существуют гибридные и другие типы функциональных блоков. Группы таких функциональных блоков называются модулями. Функциональные блоки и модули сохраняются внутри контроллера и выполняются самим контроллером 12; эти блоки обычно являются оболочками при использовании функциональных блоков или связаны с устройствами стандарта 4-20 мА и некоторыми типами интеллектуальных периферийных устройств, или могут быть сохранены и реализованы с помощью самих периферийных устройств, которые могут быть частными случаями устройств интерфейсной шины. Тогда как система управления, описанная в данном документе, использует алгоритмы управления функциональных блоков, стратегия управления также может быть реализована или разработана с использованием других условных обозначений, например в виде принципиальной электросхемы, последовательной блок-схемы и тому подобное, и с использованием необходимых патентованных или непатентованных языков программирования.

[0023] Как обсуждалось выше, система управления технологическим процессом 100 также содержит беспроводную сеть обмена даными150, которая использует или работает под управление подходящего беспроводного протокола обмена данными. Для ясности, несмотря на то, что в данном документе обсуждались технологии и принципы протокола обмена данными WirelessHART, все эти технологии и принципы могут применяться к беспроводным сетям автоматизации предприятия, использующим другие промышленные протоколы автоматизации в дополнение или вместо протокола HART, или к сетям, использующим проводные соединения.

[0024] Беспроводные сети обмена данными 150 содержат шлюз 151, подключенный к магистральной линии связи 120 с помощью проводного соединения и способный взаимодействовать с главным компьютером 111 с использованием подходящего протокола. Шлюз 151 может быть реализован в виде отдельного устройства, например, платы, которая устанавливается в разъем расширения одной из главных рабочих станций 111, в виде составной части подсистемы ввода/вывода программируемого логического контроллера или распределенной системы управления, а также любым другим способом. Шлюз 151 обеспечивает доступ главным рабочим станциям 111 и выполняемым на них приложениям к различным устройствам беспроводной сети автоматизации предприятия 150. Помимо обработки протоколов и команд, шлюз 151 обеспечивает синхронизацию временных интервалов, используемых временными слотами и суперкадрами (то есть наборами коммуникационных временных слотов, равномерно распределенными во времени) схемы планирования беспроводной сети автоматизации предприятия 150.

[0025] В некоторых вариантах реализации изобретения, шлюз 151 функционально разделен на виртуальный шлюз 152 и одну или более точку доступа 155. В системе управления технологическим процессом 100, проиллюстрированной на Фигуре 1, сетевые точки доступа 155 представляют собой отдельные физические устройства, взаимодействующие со шлюзом 151 с помощью проводного соединения. В качестве альтернативного варианта, элементы 151, 152, 155 и 158 могут быть, наоборот, частью комплексного устройства, и/или соединения 158 могут быть беспроводными соединениями. Сетевые точки доступа 155, разделенные физически, могут оперативно размещаться в отдельных местах, повышая, таким образом, общую надежность сети передачи данных 100 за счет компенсации слабого сигнала в тех местах, где размещена одна или более сетевая точка доступа 155. Наличие множества сетевых точек доступа 155 также обеспечивает дублирование каналов передачи данных в случае выхода из строя одной или более сетевой точки доступа 155.

[0026] Шлюз 151 дополнительно содержит программный модуль управления сетью 153 и программный модуль управления безопасностью 154. В другом варианте воплощения изобретения, программный модуль управления сетью 153 и программный модуль управления безопасностью 154 выполняются на главной рабочей станции 111. Например, программный модуль управления сетью 153 может выполняться на главной стационарной рабочей станции 111а, а программный модуль управления безопасностью 154 может выполняться на переносной рабочей станции 111b. Программный модуль управления сетью 153 отвечает за конфигурацию сети 100, планирование процедур обмена данными между устройствами WirelessHART (например, конфигурацию суперкадров), управление таблицами маршрутизации, контроль и получение отчетов о состоянии, к примеру, беспроводной сети автоматизации предприятия 150. В случае поддержки программного модуля управления сетью 153, пример варианта воплощения изобретения содержит только один активный программный модуль управления сетью 153 на каждую беспроводную сеть автоматизации предприятия 150. Программный модуль управления безопасностью 154 отвечает за управление и выдачу безопасных ключей шифрования и поддерживает список устройств, имеющих доступ к беспроводной сети автоматизации предприятия 150 и/или, к примеру, проводной сети автоматизации предприятия 110.

[0027] Беспроводная сеть автоматизации предприятия 150 также содержит одно или более периферийное устройство 156, 157, каждое из которых определенным образом оборудовано для беспроводного взаимодействия с другими устройствами 156, 157, главным компьютером, переносным устройством и так далее. Периферийными устройствами 156, 157 могут быть, к примеру, клапана, позиционеры клапанов, переключатели датчики (например, температуры, давления, вибрации, расхода, датчики рН), насосы, вентиляторы и так далее, или комбинации двух или более таких устройств. Периферийные устройства 156, 157 выполняют функции контроля, управления и/или физические функции внутри процессов или замкнутого технологического процесса, например, открытие или закрытие клапанов, измерение параметров технологического процесса. В приводимой в качестве примера беспроводной сети автоматизации предприятия 150, периферийные устройства 156, 157 выступают в роли поставщиков и потребителей беспроводных коммуникационных пакетов, в частности, пакетов WirelessHART. Кроме того, некоторые или все периферийные устройства 156, 157 служат маршрутизаторами для сообщений, направленных от маршрутизатора или к другим устройствам.

[0028] Периферийными устройствами 156 могут быть устройства WirelessHART, то есть каждое периферийное устройство 156 представляет собой интегральное устройство, поддерживающее все уровни стека протокола WirelessHART. Например, периферийное устройство 156а может быть измерителем расхода WirelessHART, периферийное устройство 156b - датчиком давления WirelessHART, периферийное устройство 156 с - позиционером клапана WirelessHART, а периферийное устройство 156d - датчиком вибрации WirelessHART. Периферийным устройством 157а может быть обычное устройство 4-20 мА, а периферийным устройством 157Ъ может быть проводное устройство HART. В приведенной в качество примера системе управления технологическим процессом 100, проиллюстрированной на Фигуре 1, каждое периферийное устройство 157 подключено к беспроводной сети автоматизации предприятия 150 через адаптер WirelessHART (WHA) 158. Каждый адаптер WHА 158 также поддерживает другие коммуникационные протоколы, например, протокол сетевой шины FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS, DeviceNet и так далее, и в этом случае aflamepWHA 158 поддерживает трансляцию протокола на низком уровне стека протокола WirelessHART. Дополнительно, отдельный адаптер WHA 158 может выступать в роли концентратора и поддерживать множество устройств HART или множество устройств, не соответствующих стандарту HART.

[0029] Персонал предприятия имеет возможность использовать ручные или переносные коммуникационные устройства, вместо рабочей станции или в дополнение к основной рабочей станции, для настройки, установки, управления, контроля и/или поддержки сетевых устройств и другого оборудования предприятия. В общем случае, портативное коммуникационное устройство ("переносной коммуникатор") является переносной частью оборудования, которое напрямую подключается к периферийным устройствам 122, 156, 158 через беспроводное или проводное соединение, или напрямую подключается к беспроводной сети автоматизации предприятия 150, или подключается к беспроводной сети автоматизации предприятия 150 через шлюз 151. В приведенной в качестве примера системе управления технологическим процессом, проиллюстрированной на Фигуре 1, переносной коммуникатор 125 взаимодействует напрямую с периферийным устройством I22f через проводное соединение, а переносной коммуникатор 165 взаимодействует напрямую с беспроводной сетью автоматизации предприятия 150. При работе со сформировавшейся беспроводной сетью автоматизации предприятия 150 переносной коммуникатор 165 подключается к беспроводной сети автоматизации предприятия 150, к примеру, в качестве еще одного ycTpoficTBaWirelessHART. При работе с заданным сетевым устройством, которое не подключено к сети WirelessHART переносной коммуникатор 165 работает одновременно в качестве шлюза 151 и модуля управления сетью 153, формируя, таким образом, свою собственную сеть WirelessHART с заданным сетевым устройством. К тому же, в некоторых вариантах воплощения изобретения, периферийное устройство 122, являющееся частью проводной сети автоматизации ПО, имеет возможность взаимодействовать с переносным коммуникатором 165 через беспроводное соединение с помощью беспроводного адаптера. В общем смысле, термин "главный компьютер", используемый в данном документе означает любое стационарное или переносное устройство, например, рабочую станцию, используемую для контроля и наблюдения за периферийными устройствами, станцию слежения, переносной коммуникатор, взаимодействующий с периферийным устройством любым способом, использую проводное или беспроводное соединение, или группу таких устройств, скомбинированных в сеть обмена данными, которая используется для взаимодействия с периферийным устройством.

[0030] Ссылаясь на Фигуру 1, беспроводная сеть автоматизации предприятия 150 приведенной в качестве примера системы управления технологическим процессом 100, также содержит маршрутизатор 162. Маршрутизатор 162 - это сетевое устройство, которое перенаправляет пакеты из одной сети в другую. Сетевое устройство, действующее в качестве маршрутизатора, использует внутреннюю таблицу маршрутизации для определения устройства из другой сети, к которому маршрутизатор должен перенаправить отдельный пакет. Автономный маршрутизатор, например, маршрутизатор 162 не требует поддержки маршрутизации со стороны других устройств в беспроводной сети автоматизации предприятия 150. Тем не менее, с практической точки зрения, лучше добавить выделенный маршрутизатор 162 в беспроводную сеть автоматизации предприятия 150, например, с целью расширения сети или для сохранения пропускной способности периферийных устройств в сети.

[0031] Все устройства, подключенные напрямую к беспроводной сети автоматизации предприятия 150, считаются сетевыми устройствами беспроводной сети автоматизации предприятия 150. В частности, периферийные устройства WirelessHART 156, 157, адаптер WHA 158, маршрутизатор 162, шлюз 151, сетевая точка доступа 155 и переносное устройство 165, используемые для маршрутизации и планирования, считаются сетевыми устройствами беспроводной сети автоматизации предприятия 150. Для создания надежной и легко расширяемой сети все сетевые устройства должны поддерживать маршрутизацию и каждое сетевое устройство должно быть идентифицировано с помощью своего HART-адреса. Кроме того, программный модуль управления сетью 153 содержит полный список сетевых устройств и присваивает каждому устройству уникальное сетевое имя (например, имя, имеющее 16-битную маску). К тому же, каждое сетевое устройство хранит информацию о частоте обновления, сессиях подключения и ресурсах устройства. Короче говоря, каждое сетевое устройство поддерживает обновляемую информацию, касающуюся маршрутизации и планирования. В некоторых вариантах воплощения изобретения, программный модуль управления сетью 153 обменивается этой информацией с сетевыми устройствами (например, новыми периферийными устройствами) всякий раз, когда новые устройства подключаются к сети или всякий раз, когда модуль управления сетью обнаруживает или вносит изменения в топологию или планирование беспроводной сети автоматизации предприятия 150.

[0032] Помимо формирования, приема и/или перенаправления данных, связанных с основными операциями в системе управления технологическим процессом 100 (например, данных с датчиков температуры, данных для управления позиционерами клапанов и так далее), устройства системы управления технологическим процессом 100 способны передавать данные, связанные с обслуживанием устройств системе управления технологическим процессом 150. Например, периферийное устройство способно отправлять данные на главный компьютер в том случае, если периферийное устройство работает неправильно (например, в случае выхода из строя позиционера клапана) или в случае возможной неисправности оборудования (например, если уровень напряжения модуля питания выходит за установленные пределы). В качестве еще одного примера, периферийное устройство может постоянно или периодически отправлять на главный компьютер определенные данные о корректной работе оборудования (например, данные, указывающие, что определенное действие или действия успешно выполнены периферийным устройством). Главный компьютер, получающий такие данные (например, главная рабочая станция 111), способен визуализировать эти данные с помощью графического интерфейса пользователя, предоставляя, таким образом, пользователю возможность выполнять соответствующие корректировочные или профилактические измерения или использовать эти данные для сохранения записей, которые отображают процессы работы оборудования и/или выполнения технологических процессов внутри системы управления технологическим процессом 100.

[0033] Несмотря на то, что на Фигуре 1 проиллюстрирована коммуникационная сеть 100, содержащая как проводную сеть автоматизации 110, так и беспроводную сеть автоматизации 150, коммуникационная сеть 100 может содержать только проводную 110 или только беспроводную 150 сеть автоматизации. В одном варианте воплощения изобретения, беспроводная сеть автоматизации предприятия 150 является беспроводной сетью в виде ячеистой структуры.

[0034] Дополнительно, система управления технологическим процессом 100 содержит одно или более периферийных устройств 170, выполненных в виде автономных устройств. По этой причине, периферийные устройства 170 представляют собой устройства, отдельные от основных компьютеров 111, с помощью которых персонал системы управления осуществляет контроль и управление периферийными устройствами 170 со стороны самих периферийных устройств 170. С этой целью, периферийное устройство 170 предоставляет интерфейс пользователя (в самом периферийном устройстве), позволяющий оператору устройства локально управлять устройством. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, периферийное устройство 170 оснащается таким образом, чтобы управлять им с помощью переносного коммуникатора (например, переносного коммуникатора 165 или переносного коммуникатора 125), физически подключаемого к периферийному устройству 170 через проводное или беспроводное соединение. В некоторых вариантах воплощения изобретения, автономные периферийные устройства, например, устройства 170, работают в условиях предприятия, которое не использует систему управления технологическим процессом, или в ситуации, когда основной компьютер системы управления недоступен или не сконфигурирован для взаимодействия с периферийным устройством 170, например, если периферийное устройство 170 находится в недосягаемом для основного компьютера месте.

[0035] Фигура 2 представляет собой функциональную схему периферийного устройства 200, приведенного в качестве примера, которое содержит модуль планирования 212, используемый системой управления для автоматического управления и контроля над периферийным устройством 200, в соответствии с примером варианта воплощения настоящего изобретения. Периферийное устройство 200 встраивается в систему управления технологическим процессом, как показано на примере системы управления технологическим процессом 100 на Фигуре 1. Ссылаясь на Фигуру 1, в соответствии с воплощением изобретения, периферийное устройство 200 является одним из периферийных устройств 156, 157, взаимодействующих с главным компьютером 111 с использованием беспроводного соединения. Продолжая ссылаться на Фигуру 1, в некоторых вариантах воплощения изобретения, периферийное устройство, аналогичное периферийному устройству 200, является одним из периферийных устройств 122, взаимодействующих с главным компьютером 111 с использованием беспроводного соединения. К тому же, в некоторых вариантах воплощения изобретения, периферийное устройство 200 представляет собой автономное периферийное устройство, которым можно управлять локально с помощью интерфейса пользователя на периферийном устройстве или с помощью переносного коммуникатора, например, переносного коммуникатора 165 или переносного коммуникатора 125 на Фигуре 1. В некоторых воплощениях изобретения, у периферийного устройства 200 может отсутствовать антенна и/или сетевой интерфейс.

[0036] Периферийное устройство 200 содержит сетевой интерфейс 204 для передачи и/или приема сигналов в соответствии с индивидуальным коммуникационным протоколом системы управления технологическим процессом, частью которой является данное периферийное устройство. В некоторых вариантах воплощения изобретения, коммуникационным протоколом является протокол сети в виде ячеистой структуры, например, протокол WirelessHART или ISA 100.11а, или подходящий протокол для работы в проводных сетях, например, HART или PROFIBUS. В некоторых вариантах воплощения изобретения, сетевой интерфейс 204 содержит трансивер (не показан). Трансивер, как правило, содержит один или более процессоров (также не показаны) для выполнения инструкций, связанных с выполнением задач протокола физического уровня и других уровней (например, уровня управления доступом к среде передачи), в соответствии с беспроводным протоколом, используемым системой управления технологическим процессом. Сетевой интерфейс подключается к антенне 201 или, в качестве альтернативы, к множеству антенн. Через антенну 201 сетевой интерфейс 204 передает или принимает пакеты данных в соответствии с беспроводным коммуникационным протоколом. В варианте воплощения изобретения, в котором сетевой интерфейс 204 сконфигурирован для проводного соединения, антенна 201 может отсутствовать. Сетевой интерфейс 204 преимущественно сконфигурирован как для отправки, так и для приема пакетов данных.

[0037] Сетевой интерфейс 204 периферийного устройства 200, приведенного в качестве примера, подключен через каналы передачи данных к процессору 206, который, в свою очередь, подключен через каналы передачи данных к машиночитаемой памяти 202 и функциональному блоку 208. Функциональный блок обработки 208 выполняет основные функции периферийного устройства 200 (например, измерение и/или управление уровнем жидкости, расходом, уровнем pH, вибрацией и так далее) внутри системы управления технологическим процессом. Например, если периферийное устройство 200 является позиционером клапана, функциональный блок обработки 208 содержит золотник клапана, управляющий давлением воздуха, поступающего к клапану, за счет управляющего сигнала от процессора 106. В другом примере, если периферийное устройство 200 является устройством измерения температуры, функциональный блок обработки 208 содержит один или более температурных датчиков и один или более преобразователь для конвертации сигнала датчика в цифровой сигнал, отправляемый в процессор 206.

[0038] Память 202 хранит переменные, связанные с обработкой данных (например, предыдущие показания датчика, полученные процессором 206 из функционального блока обработки 208, последующее показания, полученные процессором 206 через сеть с помощью сетевого интерфейса 204 и так далее), а также хранит данные, к примеру, маршрутизации и/или планирования, связанные с сетью (например, беспроводной сетью автоматизации предприятия 150 на Фигуре 1). Тогда как приведенное в качестве примера периферийное устройство 200 на Фигуре 2 содержит один процессор 206, в другом варианте воплощения изобретения, периферийное устройство содержит два или более процессоров, выполняющих функции процессора 206. В качестве альтернативы, периферийное устройство 200 содержит один процессор, выполняющий не только функции процессора 206, но любые функции обработки, необходимые для работы сетевого интерфейса 204. Кроме того, любые дополнительные процедуры обработки, запрашиваемые функциональным блоком обработки 208, выполняются процессором 206 или одним или более отдельным процессором.

[0039] Периферийное устройство 200 сконфигурировано для автоматического выполнения определенных функций, например, в предварительно заданное время и/или в предварительно заданный интервал времени, или выполнения предварительно настроенных (запланированных) действий при получении сигнала от пользователя или от главного компьютера, подключенного через каналы передачи данных к периферийному устройству 200. С этой целью, периферийное устройство 200 содержит модуль планирования 212, подключенный через каналы передачи данных к процессору 206. Модуль планирования 212 хранится в памяти 202 или хранится, к примеру, в другой памяти периферийного устройства 200. В некоторых вариантах воплощения изобретения, модуль планирования 212 может быть реализован в виде отдельной микросхемы. В этом случае, модуль планирования 212 подключается напрямую к функциональному блоку 208. Как будет более подробно пояснено со ссылкой на Фигуру 3 и 4, модуль планирования 212 настраивается пользователем и используется, после выполнения с помощью процессора 206 (или другого процессора на периферийном устройстве 200), для управления автоматическим выполнением запланированного действия или запланированной последовательности действий в заданное время, без необходимости любых дополнительных действий по вводу данных, или, в качестве альтернативы, после получения инструкций, инициализирующих ("команда инициализации") действие или последовательность действий.

[0040] В качестве примера, в варианте воплощения изобретения, в котором периферийное устройство 200 является позиционером клапана, модуль планирования 212 сконфигурирован для перевода клапана из открытого состояния в закрытое или, в более широком смысле, из одного заданного положения в другое (например, в положение открытия на 25%, 50%, 75%, 100% или другое соответствующее положение) в заданное время или в заданные интервалы времени (например, в 10 часов утра или в 10 часов утра ежедневно), или поле получения команды инициализации от пользователя или главного компьютера, вызывающей выполнение действия модулем планирования 212. В другом примере, модуль планирования 212 сконфигурирован для инициализации последовательности действий, содержащей, к примеру, действие, связанное с открытием клапана на заданную величину (например, на 25%, 50%, 75%, 100% или любое другое заданное положение), и действие, связанное с закрытием клапана по истечении определенного периода времени, например, после 1, 2, 3, 4, 5, и так далее, секунд или после любого другого соответствующего периода времени. В одном варианте воплощения изобретения, пользователь вводит запланированное время инициализации последовательности действий. В этом случае, модуль планирования 212 управляет периферийным устройством для инициализации последовательности действий в запланированное время. В качестве альтернативы, модуль планирования 212 сконфигурирован для инициализации запланированной последовательности действий после получения инструкций от пользователя, инициализирующих выполнение последовательности действий. В этом случае, главный компьютер отправляет только одну команду периферийному устройству 200 для выполнения запланированного действия, что намного предпочтительнее, чем отправка отдельных команд для инициализации каждого действия. Таким образом, использование модуля планирования 212 сохраняет энергию, используемую периферийными устройствами, и позволяет устройству выполнять запланированные действия в заданное время, быстро выполняя такую последовательность, что невозможно в том случае, когда для выполнения каждого действия требуется передача отдельной команды от главного компьютера из-за физических задержек, возникающих в каналах передачи данных (то есть времени, которое необходимо для получения и обработки коммуникационных сигналов).

[0041] В некоторых вариантах воплощения изобретения, модуль планирования 212 сконфигурирован для отправки состояния инициализации главному компьютеру, после инициализации запланированного действия (или последовательности действий), для информирования главного компьютера о подтверждении инициализации действия (или последовательности действий). Дополнительно или в качестве альтернативы, после выполнения запланированного действия (или последовательности действий) модуль планирования 212 отправляет главному компьютеру состояние выполнения, указывающее на то, что действие (или последовательность действий) выполнено. Кроме того, модуль планирования 212 способен отправлять главному компьютеру состояние выполнения, указывающее, что действие (или последовательность действий) выполнена успешно. Таким образом, если действие (или действия) не выполнено, модуль планирования 212 отправляет данные на главный компьютер, указывающие на то, что периферийное устройство 200 не может корректно выполнить действие (или действия). Главный компьютер хранит информацию, полученную от периферийного устройства 200, для ведения журнала статистических данных, например, связанных с выполнением операций в периферийном устройстве.

[0042] В некоторых вариантах воплощения изобретения, модуль планирования 212 сконфигурирован для предоставления главному компьютеру дополнительной диагностической информации или других данных, связанных с запланированными действиями. Например, модуль планирования 212 способен формировать сигнал тревоги, который передается на главный компьютер в том случае, если запланированное действие (или действия) выполнены не так, как ожидалось. Например, модуль планирования 212 предоставляет информацию, связанную с длительностью выполнения запланированного действия и модуль планирования 212 направляет сигнал тревоги на главный компьютер в том случае, если запланированное действие выполняется слишком быстро или слишком медленно.

[0043] В некоторых вариантах воплощения изобретения, в дополнение или вместо отправки данных, связанных с инициализацией действий, завершением и/или выполнением действия или действий, модуль планирования 212 может сохранять такие данные локально, например, в памяти 202 или другой локальной памяти периферийного устройства 200. Сохраненные данные впоследствии доступны для извлечения главному компьютеру (например, главной рабочей станции, переносному или ручному устройству и так далее).

[0044] Во многих вариантах воплощения изобретения и/или сценариях, модуль планирования 212 настраивается пользователем (например, оператором устройства) с помощью различных способов. Например, приведенное в качестве примера периферийное устройство 200 содержит локальный блок управления 210, с помощью которого оператор может настраивать модуль планирования 212, используя локальные органы управления. С этой целью, в некоторых вариантах воплощения изобретения, локальный блок управления 210 оборудован сенсорным экраном, набором кнопок и тому подобным, в качестве альтернативного варианта, оператор устройства настраивает модуль планирования 212 с использованием стационарного или переносного главного компьютера, например, переносного коммуникатора 122 или переносного коммуникатора 165 на Фигуре 1. Беспроводной переносной коммуникатор подключается к периферийному устройству 200, к примеру, через беспроводное соединение с помощью антенны 201 и сетевого интерфейса 204. В этом случае, переносной коммуникатор использует любой подходящий коммуникационный протокол для связи с периферийным устройством 200. Например, в одном варианте воплощения изобретения сетевой интерфейс 204 сконфигурирован для работы с помощью протокола Bluetooth, а переносной коммуникатор используется для настройки модуля планирования 212 через протокол Bluetooth. В качестве альтернативного варианта, переносной коммуникатор физически подключается к периферийному устройству 200 через проводное соединение. Еще в одном примере, модуль планирования 212 сконфигурирован с использованием главного компьютера, например, главной рабочей станции 111 на Фигуре 1 или любой другой рабочей станции, подключенной через каналы передачи данных к периферийному устройству 200.

[0045] В одном варианте воплощения изобретения, периферийное устройство 200 также содержит локальный монитор 214 для отображения определенных параметров, связанных с работой периферийного устройства 200. Например, локальный монитор 214 способен отображать текущее положение клапана в том случае, когда периферийное устройство 200 является позиционером клапана, или отображать измерение температуры в том случае, когда периферийное устройство 200 является датчиком температуры. Дополнительно, локальный монитор 214 отображает определенную калибровочную информацию, связанную с периферийным устройством 200. В некоторых вариантах воплощения изобретения, локальный монитор 214 также используется для отображения информации, связанной с модулем планирования 212. Например, локальный монитор 214 может отображать данные о том, что запланированное действие (или последовательность действий) было инициировано, и запланированное действие (или последовательность действий), было успешно выполнено (или не выполнено).

[0046] В некоторых вариантах воплощения изобретения, например, в случае подключения периферийного устройства 200 к главному компьютеру с использованием проводного канала передачи данных, или в том случае, если периферийное устройство 200 представляет собой автономное устройство, не подключенное к главному компьютеру, антенна 201 и/или сетевой интерфейс 204 у периферийного устройства 200 могут отсутствовать.

[0047] Фигура 3 представляет собой пример блок-схемы варианта реализации способа 300 выполнения запланированного действия, автоматически выполняемого периферийным устройством в определенное время и/или в определенный период времени. В одном варианте воплощения изобретения, способ 300 реализован за счет модуля планирования 212, выполняемого на процессоре 206 в периферийном устройстве 200 на Фигуре 2. В другом варианте воплощения изобретения, способ 300 реализован за счет другого подходящего модуля планирования и/или используется в другом подходящем периферийном устройстве. Для более четкого понимания, способ 300, описанный ниже, выполняется с помощью модуля планирования 212 в периферийном устройстве 200 на Фигуре 2.

[0048] В блоке 302 модуль планирования 212 получает на входе введенное действие, указывающее на запланированное действие или последовательность действий ("введенное действие"), которое должно быть выполнено периферийным устройством 200. В варианте воплощения изобретения, в котором периферийное устройство 200 является клапаном, запланированное действие соответствует, к примеру, открытию клапана на заданную величину. Аналогично, в другом варианте воплощения изобретения или сценарии, запланированная последовательность действий соответствует открытию клапана на предварительно заданную величину и закрытию клапана или его перемещению на другую заданную величину после определенного периода времени (например, через 5 секунд).

[0049] В блоке 304, модуль планирования 200 получает на входе введенное значение времени, указывающее запланированное время ("введенное время"), соответствующее времени инициализации выполнения действия (или последовательности действий). В некоторых вариантах воплощения изобретения, на входе указывается запланированное время или период времени, когда действие (или последовательность действий) должны выполняться периодически. В этом случае, модуль планирования 212 инициирует запланированное действие (или последовательность действий) периодически, в заданные периоды времени.

[0050] В блоке 306, в запланированное время, полученное в блоке 304, модуль планирования 212 инициирует действие (или последовательность действий), полученное в блоке 302. В варианте воплощения изобретения и/или в ситуации, в котором введенное значение, полученное в блоке 304, содержит временной интервал для периодического выполнения действия (или последовательности действий), модуль планирования также инициирует выполнение действия (или последовательности действий) в течение заданного интервала времени, указанного в блоке 304. В блоке 308, модуль планирования 212 формирует "состояние инициализации", указывающее на действие или последовательность действий инициированных для отправки на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству 200. Дополнительно или в качестве альтернативы, модуль планирования 212 способен формировать, в блоке 308, состояние инициализации, сохраняемое в локальной памяти периферийного устройства 200.

[0051] В блоке 310, модуль планирования 212 выполняет проверку успешного выполнения действия (или последовательности действий). К примеру, модуль планирования 212 способен получать ответную информацию, касающуюся инициированного действия или действий (например, ответную информацию о положении клапана от передатчика положения, подключенного к клапану). Затем, модуль планирования 212 сравнивает полученные ответные данные с заданными параметром (или параметрами) выполнения действия, полученным в блоке 304 и определяет, что действие (или действия) выполнены успешно, если полученные ответные данные соответствуют заданному параметру (или параметрам). В противном случае, если полученные ответные данные не соответствуют заданному параметру (или параметрам), полученному в блоке 304, в блоке 310 модуль планирования 212 определяет, что действие (или действия) не выполнены.

[0052] Если в блоке 310 было определено, что действие (или последовательность действий) выполнено успешно, способ 300 продолжает выполняться в блоке 312, при этом модуль планирования 212 формирует "состояние выполнения", указывающее на успешное выполнение действия, которое направляется главному компьютеру и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства 200. В противном случае, если в блоке 308 определено, что действие или последовательность действий не выполнено, способ 300 продолжает выполняться в блоке 314, при этом модуль планирования 212 формирует сигнал состояния выполнения, указывающий на то, что действие или последовательность действий было не выполнено, которое направляется на главный компьютер и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства 200.

[0053] Кроме того, в некоторых вариантах воплощения изобретения, если модуль планирования 212 предоставляет дополнительную информацию относительно ожидаемого выполнения (например, ожидаемой продолжительности) действия (или действий), в блоке 310 модуль планирования 212 проверяет, выполнено ли действие (или действия) в соответствии с ожидаемым результатом и направляет главному компьютеру предупреждающий сигнал в том случае, если было определено, что действие (или действия) выполнены не так, как ожидалось (например, слишком быстро или слишком медленно), или же сохраняет информации о неудачном выполнении в локальной памяти периферийного устройства 200.

[0054] В некоторых вариантах воплощения изобретения, блоки 308-312 могут быть пропущены.

[0055] Фигура 4 представляет собой блок-схему варианта реализации способа выполнения 400 запланированного действия, выполняемого периферийным устройством после получения инструкции, инициализирующей выполнение действия, в соответствии с вариантом воплощения изобретения. В одном варианте воплощения изобретения, способ 400 реализован за счет модуля планирования 212, выполняемого на процессоре 206 в периферийном устройстве 200 на Фигуре 2. В другом варианте воплощения изобретения, способ 400 реализован за счет другого подходящего модуля планирования и/или используется в другом подходящем периферийном устройстве. Для более четкого понимания, способ 400, описанный ниже, выполняется с помощью модуля планирования 212 в периферийном устройстве 200 на Фигуре 2.

[0056] В блоке 402 модуль планирования 212 получает на входе введенное действие, указывающее на запланированное действие или последовательность действий ("введенное действие"), которое должно быть выполнено периферийным устройством 200. В варианте воплощения изобретения, в котором периферийное устройство 200 является клапаном, запланированное действие соответствует, к примеру, открытию клапана на заданную величину. Аналогично, в другом варианте воплощения изобретения или сценарии, запланированная последовательность действий соответствует открытию клапана на предварительно заданную величину и закрытию клапана или его перемещению на другую заданную величину после определенного периода времени (например, через 5 секунд).

[0057] В блоке 404, модуль планирования 200 получает "инструкцию инициализации", информирующую модуль планирования 212 об инициализации запланированного действия (или последовательности действий), полученную в блоке 402. В блоке 406, модуль планирования 212 инициирует действие или последовательность действий. В блоке 408, модуль планирования 212 формирует состояние инициализации, указывающее на действие или последовательность действий, инициированное для отправки на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству 200. Дополнительно или в качестве альтернативы, модуль планирования 212 способен формировать, в блоке 408, состояние инициализации, сохраняемое в локальной памяти периферийного устройства 200.

[0058] В блоке 410, модуль планирования 212 выполняет проверку успешного выполнения действия (или последовательности действий), используя, к примеру, ответную информацию, как обсуждалось выше, в соответствии с блоком 310 на Фигуре 3. Если в блоке 408, было определено, что действие (или последовательность действий) выполнено успешно, способ 400 продолжает выполняться в блоке 410, где модуль планирования 212 формирует состояние выполнения, указывающее на успешное выполнение действия, которое направляется главному компьютеру и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства 200. В противном случае, если в блоке 408 определено, что действие или последовательность действий не выполнено, способ 400 продолжает выполняться в блоке 412, где модуль планирования 212 формирует сигнал состояния выполнения, указывающий на то, что действие или последовательность действий было не выполнено, который направляется на главный компьютер и/или сохраняется в локальной памяти периферийного устройства 200..

[0059] Кроме того, в варианте воплощения изобретения, в котором модуль планирования 212 предоставляет дополнительную информацию относительно ожидаемого выполнения действия (или действий), блок 410 также выполнят проверку того, выполнено ли действие (или действия) в соответствии с ожидаемым результатом и направляет системе предупреждающий сигнал в том случае, если было определено, что действие (или действия) выполнены не так, как ожидалось (например, слишком быстро или слишком медленно); также модуль планирования 212 направляет главному компьютеру предупреждающий сигнал (например, главной рабочей станции, переносному устройству и так далее) о неудачном выполнении или же сохраняет эту информацию в локальной памяти периферийного устройства 200.

[0060] В некоторых вариантах воплощения изобретения, блоки 408-414 могут быть пропущены.

[0061] Тогда как различные функции и/или системы периферийных устройств описаны в данном документе как "модули", "компоненты" или "функциональные блоки", следует помнить, что эти термины не ограничиваются одиночными, интегрированными элементами. Более того, хотя настоящее изобретение описано со ссылками на конкретные примеры, такие примеры приведены исключительно в качестве иллюстраций и не предполагают каких-либо ограничений данного изобретения. Для специалистов в данной области будет очевидным, что любые изменения, дополнения или исключения, касающиеся воплощения изобретения, раскрытого в данном документе, могут быть сделаны без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Например, один или более частей способов, описанных выше, могут быть выполнены в любом последовательности (или одновременно) и все равно приведут к желаемому результату.

Изобретение относится к технологическим процессам. Периферийное устройство для использования в системе управления технологическим процессом содержит процессор; память; функциональный блок для инициализации запланированных действий и модуль планирования. Процессор получает введенное время и действие от главного устройства, подключенного через каналы передачи данных к периферийному устройству. Введенное время и действие указывает на запланированное время выполнения запланированного действия или последовательности действий. В запланированное время и без дополнительной передачи данных от главного устройства, автоматически выполняют запланированное действие или последовательность действий. Формируют состояние инициализации, которое передается на главное устройство, и состояние инициализации, которое сохраняется в локальной памяти периферийного устройства. Состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий. Сокращается время обмена данными. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Периферийное устройство для использования в системе управления технологическим процессом, которое содержит:

процессор;

машиночитаемую память, содержащую машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором;

по меньшей мере один функциональный блок, сохраненный в машиночитаемой памяти и который выполнен с возможностью, при выполнении процессором, инициализации: i) запланированного действия или ii) запланированной последовательности действий, которые будут выполнены периферийным устройством; и модуль планирования, сохраненный в указанной памяти для последующего выполнения процессором, который выполнен с возможностью:

получения введенного времени от главного устройства, подключенного через каналы передачи данных к периферийному устройству, посредством беспроводной сети обмена данными, при том что введенное время указывает на запланированное время выполнения i) запланированного действия или ii) запланированной последовательности действий;

получения введенного действия от главного устройства посредством беспроводной сети обмена данными, при том что введенное действие указывает на i) запланированное действие или ii) запланированную последовательность действий;

в запланированное время и без дополнительной передачи данных от главного устройства, обеспечения автоматического выполнения процессором указанного по меньшей мере одного функционального блока для инициализации i) запланированного действия или ii) запланированной последовательности действий; и

выполнения по меньшей мере одного из следующих действий: i) формирования состояния инициализации, которое передается на главное устройство, и ii) формирования состояния инициализации, которое сохраняется в локальной памяти периферийного устройства;

причем состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

2. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль планирования выполнен с возможностью дополнительно совершать по меньшей мере одно из следующих действий: i) формирование состояния выполнения, которое передается на главное устройство, и ii) формирование состояния выполнения, которое сохраняется в локальной памяти.

3. Периферийное устройство по п. 2, отличающееся тем, что состояние выполнения указывает на действие или последовательность действий, которое было выполнено.

4. Периферийное устройство по п. 2, отличающееся тем, что состояние выполнения указывает на то, что: i) действие или последовательность действий выполнено успешно или ii) действие или последовательность действий не выполнено.

5. Периферийное устройство по п. 2, отличающееся тем, что модуль планирования внутри периферийного устройства выполнен с возможностью определения состояния выполнения на основании ответной информации, получаемой от периферийного устройства.

6. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что главное устройство является переносным коммуникатором.

7. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что периферийное устройство является позиционером клапана, подключенным к нему, причем запланированное действие представляет собой перевод клапана в заданное положение.

8. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что периферийное устройство является позиционером клапана, подключенным к нему, при том что запланированная последовательность действий представляет собой перевод клапана в заданное положение, а также перевод клапана в другое заданное положение через определенный период времени.

9. Периферийное устройство для использования в системе управления технологическим процессом, которое содержит:

процессор;

машиночитаемую память, которая, в свою очередь, содержит машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором;

по меньшей мере один функциональный блок, сохраненный в машиночитаемой памяти и который выполнен с возможностью, при выполнении процессором, инициализации: i) запланированного действия или ii) запланированной последовательности действий, которые будут выполнены периферийным устройством; и модуль планирования, сохраненный в указанной памяти для последующего выполнения процессором, который выполнен с возможностью:

получения введенного действия посредством сети обмена данными извне периферийного устройства, при том что введенное действие указывает на i) запланированное действие, которое будет выполнено периферийным устройством, или ii) запланированную последовательность действий, которая будет выполнена периферийным устройством; и

получения инструкции инициализации без дополнительной передачи данных извне периферийного устройства, при том что инструкция инициализации обеспечивает выполнение процессором по меньшей мере одного функционального блока и указывает на выполнение процесса инициализации запланированного действия или запланированной последовательности действий; и

инициализации выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий после получения инструкции инициализации.

10. Периферийное устройство по п. 9, отличающееся тем, что модуль планирования выполнен с возможностью получения введенного действия через локальный интерфейс пользователя, предоставляемый периферийным устройством.

11. Периферийное устройство по п. 9, отличающееся тем, что модуль планирования выполнен с возможностью получения введенного действия через главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству.

12. Периферийное устройство по п. 11, отличающееся тем, что главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, является переносным коммуникатором.

13. Периферийное устройство по п. 9, отличающееся тем, что периферийное устройство является позиционером клапана, к нему подключенным, при том что запланированное действие представляет собой перевод клапана в заданное положение.

14. Периферийное устройство по п. 9, отличающееся тем, что периферийное устройство является позиционером клапана, к нему подключенным, при том что запланированная последовательность действий представляет собой перевод клапана в заданное положение, а также перевод клапана в другое заданное положение через определенный период времени.

15. Периферийное устройство по п. 9, отличающееся тем, что модуль планирования дополнительно сконфигурирован для выполнения по меньшей мере одного из следующих действий: i) формирования состояния инициализации, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и ii) формирования состояния инициализации, которое сохраняется в локальной памяти периферийного устройства; и

при этом состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

16. Периферийное устройство по п. 15, отличающееся тем, что модуль планирования выполнен с возможностью дополнительно совершать по меньшей мере одно из следующих действий: i) формирование состояния выполнения, которое передается на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству и ii) формирование состояния выполнения, которое сохраняется в локальной памяти периферийного устройства.

17. Периферийное устройство по п. 16, отличающееся тем, что состояние выполнения указывает на действие или последовательность действий, которое было выполнено.

18. Периферийное устройство по п. 16, отличающееся тем, что состояние выполнения указывает на то, что: i) действие или последовательность действий выполнено успешно или ii) действие или последовательность действий не выполнено.

19. Периферийное устройство по п. 16, отличающееся тем, что модуль планирования внутри периферийного устройства сконфигурирован для определения состояния выполнения на основании ответной информации, получаемой от периферийного устройства.

20. Способ планирования действий в периферийных устройствах, установленных в системах управления технологическим процессом, который включает:

получение периферийным устройством функционального блока в электронном виде, при том что периферийное устройство выполняет функциональный блок для выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий, которые будут выполнены периферийным устройством;

получение периферийным устройством введенного времени в электронном виде посредством сети обмена данными извне периферийного устройства, при том что введенное время указывает на запланированное время выполнения запланированного действия или запланированной последовательности действий;

получение периферийным устройством введенного действия в электронном виде посредством сети обмена данными извне периферийного устройства, при том что введенное действие указывает на запланированное действие или запланированную последовательность действий;

в запланированное время и без дополнительной передачи данных извне периферийного устройства, автоматическое выполнение периферийным устройством указанного по меньшей мере одного функционального блока для инициализации запланированного действия или запланированной последовательности действий; и

выполнение по меньшей мере одного из следующих действий: i) отправка состояния инициализации на главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству, и ii) сохранение состояния инициализации, которое сохраняется в локальной памяти периферийного устройства; и

при этом состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

21. Способ по п. 20, дополнительно включающий выполнение по меньшей мере одного из следующих действий: i) отправка состояния выполнения на главный компьютер и ii) сохранение состояния выполнения в локальной памяти.

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что состояние выполнения указывает на действие или последовательность действий, которое было выполнено.

23. Способ по п. 21, отличающийся тем, что состояние выполнения указывает на то, что: i) действие или последовательность действий выполнено успешно или ii) действие или последовательность действий не выполнено.

24. Способ по п. 21, отличающийся тем, что модуль планирования сконфигурирован для определения состояния выполнения на основании ответной информации, получаемой от периферийного устройства.

25. Система управления технологическим процессом, содержащая:

периферийное устройство; и

главный компьютер, подключенный через каналы передачи данных к периферийному устройству; и

в которой периферийное устройство содержит:

процессор;

машиночитаемую память, содержащую машиночитаемые инструкции, выполняемые процессором;

по меньшей мере один функциональный блок, сохраненный в машиночитаемой памяти и который выполнен с возможностью, при выполнении процессором, инициализации: i) запланированного действия или ii) запланированной последовательности действий, которые будут выполнены периферийным устройством; и

сохраненный в памяти модуль планирования, выполняемый впоследствии процессором, который сконфигурирован для:

получения введенного времени посредством сети обмена данными, причем введенное время указывает на запланированное время выполнения i) запланированного действия или ii) запланированной последовательности действий;

получения введенного действия посредством сети обмена данными, причем введенное действие указывает на i) запланированное действие или ii) запланированную последовательность действий;

в запланированное время и без дополнительной передачи данных через сеть обмена данными, обеспечения автоматического выполнения процессором указанного по меньшей мере одного функционального блока для инициализации i) запланированного действия или ii) запланированной последовательности действий; и

выполнения по меньшей мере одного из следующих действий: i) формирования состояния инициализации, которое передается на главный компьютер, и ii) формирования состояния инициализации, которое сохраняется в локальной памяти периферийного устройства;

при этом состояние инициализации указывает на выполнение процесса инициализации действия или последовательности действий.

26. Система управления технологическим процессом по п. 25, отличающаяся тем, что периферийное устройство выполнено с возможностью дополнительно совершать по меньшей мере одно из следующих действий: i) формирование состояния выполнения, которое передается на первый главный компьютер и ii) формирование состояния выполнения, которое сохраняется в локальной памяти.

27. Система управления технологическим процессом по п. 26, отличающаяся тем, что состояние выполнения указывает на действие или последовательность действий, которое было выполнено.

28. Система управления технологическим процессом по п. 26, отличающаяся тем, что состояние выполнения указывает на то, что: i) действие или последовательность действий выполнено успешно или ii) действие или последовательность действий не выполнено.