СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ ЗАПРЕЩЕННОГО ПЕРИОДА ДЛЯ ЗАПЛАНИРОВАННЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРОВЕРОК ПЕРИФЕРИЙНОГО УСТРОЙСТВА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ Российский патент 2018 года по МПК G05B15/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данное раскрытие относится главным образом к диагностическим проверкам периферийных устройств в технологической установке и, в частности, к способу и устройству для предотвращения выполнения запланированных в автоматическом режиме диагностических проверок периферийных устройств в течение запрещенных периодов времени.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Системы управления технологическим процессом и автоматизированные системы безопасности (SIS), как правило, содержат один или более контроллеров, подключенных через каналы передачи данных к одному или более периферийных устройств посредством коммуникационной шины. Контроллеры каждой из этих систем используют указанные периферийные устройства для выполнения различных функций управления в среде управления. Например, указанные периферийные устройства можно применять для того, чтобы открывать и закрывать клапаны, увеличивать или уменьшать поток жидкости и измерять технологические параметры, такие как температура, давление и скорость потока жидкости.

[0003] Обслуживание указанной системы управления технологическим процессом и SIS технологической установки является непрерывным процессом, который включает слежение за работой указанных периферийных устройств, периодические испытания указанных периферийных устройств и ремонт или замену указанных периферийных устройств по мере необходимости. Для поддержания производительности указанных периферийных устройств персонал установки может периодически выполнять диагностическую проверку указанного периферийного устройства. Диагностическую проверку также могут планировать или автоматически выполнять системы управления технологическим процессом, SIS или периферийное устройство в ответ на возникновение предварительно определенного диагностического события, которое используется в качестве инициирующего события. Предварительно определенное диагностическое событие, как правило, связано с указанным периферийным устройством и может соответствовать периферийному устройству, достигающему заранее установленного временного предела эксплуатационного использования, или, например, функциональному отказу компонента периферийного устройства достичь заданного положения.

[0004] Одно конкретное периферийное устройство, применяемое в SIS для поддержания безопасной работы системы управления технологическим процессом, представляет собой клапан аварийного отключения (ESD). В одном типовом варианте реализации изобретения клапан ESD представляет собой приводной клапан, выполненный с возможностью остановить поток жидкости при обнаружении опасного события. Поскольку клапан ESD обычно находится в открытом положении, есть опасения, что из-за отложения инородных веществ клапан ESD может заклинить или как-то иначе блокировать приводной механизм клапана, в результате чего клапан ESD перестает нормально функционировать в условиях чрезвычайной ситуации. Тем не менее, сохранение полного цикла работы клапана ESD для проверки его пригодности к эксплуатации, как правило, не представляется возможным, поскольку полное закрытие клапана фактически выключит систему управления технологическим процессом.

[0005] Тест клапана частичным ходом (PST) является стандартной автоматизированной диагностической проверкой, которую широко применяет персонал установок, чтобы проверить процентную норму возможных видов отказов в работе клапана ESD без необходимости полного закрытия клапана. Для выполнения PST активируют механизм управления для частичного закрытия клапана ESD, как правило, путем перемещения клапана приблизительно на 30% полного хода. После этого клапан ESD возвращают в полностью открытое положение. Перемещая клапан ESD настолько, насколько этот процесс можно безопасно осуществить, PST может диагностировать эксплуатационные проблемы клапана ESD, не прерывая процесс управления. Регулярное применение PST обычно обеспечивает более продолжительные интервалы времени между тестами клапана полным ходом (которые требуют выключения установки), тем самым сокращая время вынужденного простоя установки. Следовательно, считают, что PST является достаточным тестом для проверки клапана ESD во время его эксплуатации, благодаря чему таким образом обеспечивается надлежащее функционирование клапана ESD.

[0006] Однако существуют некоторые обоснованные опасения в связи с применением автоматизированного PST. Одно из важных опасений связано со временем, в которое PST в конце концов выполняется, особенно в отношении автоматически «запланированных» событий, например, в ответ на возникновение диагностического события. Диагностическое событие может соответствовать времени или событию. Например, диагностическое событие может относиться к определенному времени, например, каждому понедельнику 15:00, или диагностическое событие может относиться к определенному событию, например, достижению заранее установленного лимита эксплуатационных часов или достижению заранее установленного количества времени с момента, когда в последний раз выполняли PST клапана ESD. Следовательно, поскольку время, когда происходит диагностическое событие, не всегда может быть известно, время, когда выполняется PST в ответ на возникновение диагностического события, также может быть не известно. Эта неопределенность может представлять проблему для персонала установки, если PST выполняется в то время, когда персонал установки не в состоянии в достаточной степени поддержать PST или не в состоянии должным образом отреагировать на неблагоприятный результат PST. Например, если проблема возникает в то время, когда PST автоматически выполняется при передаче смены или в выходные и праздничные дни, на работе может быть меньше персонала установки, который может в случае необходимости предпринять нужные действия, а это может иметь серьезные негативные последствия для производительности установки и безопасности персонала.

[0007] Также бывает, что диагностическое событие возникает в неподходящее время и, следовательно, ответные действия могут оказаться ненужными. Например, в соответствии с определенными протоколами персонал установки может, как правило, быть информирован об обнаружении того, что положение клапана находится вне желательного диапазона. Тем не менее, если такое отклонение от нормы произойдет во время запуска установки в эксплуатацию, когда система управления не полностью настроена, то автоматические сообщения об отклонении от нормы в этом случае могут только отвлекать персонал установки. Например, именно во время запуска установки, возможно, будет желательным и полезным для персонала установки «отключить» механизм сообщений о возникновении триггерной схемы диагностического события.

[0008] Хотя в автоматизированном выполнении диагностической проверки в ответ на обнаружение возникновения диагностического события есть свои преимущества, автоматизированная диагностическая проверка может оказывать негативное влияние на работу системы управления. Поскольку автоматизированные диагностические проверки могут происходить в неизвестные промежутки времени и, возможно, без особого предварительного уведомления, что может неблагоприятно повлиять на чувство восприятия контроля со стороны персонала установки в отношении управления системой контроля, персонал установки в некоторых случаях может, следовательно, предпочитать не использовать автоматизированные диагностические проверки и испытания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] В данном документе описаны типовое устройство и способы улучшения контроля за эксплуатацией установки. В одном типовом способе, реализованном на вычислительном устройстве, предусматривают применение запоминающего устройства по меньшей мере с одним установленным периодом, слежение за периферийным устройством и обнаружение возникновения диагностического события, связанного с периферийным устройством. Данный способ реализации изобретения предписывает диагностическую проверку периферийного устройства в ответ на возникновение диагностического события и определяет, будет ли диагностическая проверка выполняться в течение по меньшей мере одного запрещенного периода. Данный способ реализации изобретения включает выполнение первой команды, если диагностическая проверка не будет происходить в течение по меньшей мере одного запрещенного периода, и выполнение второй команды, если диагностическая проверка будет происходить в течение по меньшей мере одного запрещенного периода.

[0010] При желании, команды, выполняемые в соответствии с типовым способом реализации изобретения, могут включать: выполнение диагностической проверки периферийного устройства, перепланирование выполнения диагностической проверки и (или) пропуск выполнения диагностической проверки. Данный способ реализации изобретения может дополнительно включать передачу сигнала предупреждения, связанного с первой командой, поступившей на рабочую станцию, и (или) прием календарного плана, содержащего по меньшей мере один запрещенный период, в запоминающее устройство.

[0011] В дополнительном типовом варианте реализации изобретения, нацеленном на диагностическое устройство для системы управления, содержащее контроллер, функционально соединенный с периферийным устройством, диагностическое устройство содержит процессор, функционально соединенный с периферийным устройством для обнаружения возникновения диагностического события. Данное устройство содержит память, функционально соединенную с процессором, и календарный план, хранящийся в памяти. Календарный план включает запрещенный период, на протяжении которого запрещено выполнение диагностической проверки. Данное устройство содержит диагностический модуль, хранящийся в памяти, причем процессор выполняет диагностический модуль, если обнаружено возникновение диагностического случая и время выполнения диагностического модуля не совпадает с запрещенным периодом времени.

[0012] В другом типовом варианте реализации изобретения материальный энергонезависимый машиночитаемый носитель содержит инструкции, выполнение которых одним или большим числом процессоров приводит к выполнению одним или большим числом процессоров слежения за возникновением диагностического события, связанного с периферийным устройством, обнаружения возникновения диагностического события, формулирования необходимых действий в ответ на возникновение диагностического события, определения, произойдет ли выполнение данного действия во время запрещенного периода, и выполнения команды в ответ на определение того, произойдет ли выполнение данного действия во время запрещенного периода.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0013] Фиг. 1 иллюстрирует функциональную схему типовой технологической установки, которая содержит систему управления технологическим процессом и систему безопасности.

[0014] Фиг. 2 иллюстрирует типовой календарный план, содержащий запрещенные периоды времени для выполнения ответного действия.

[0015] Фиг. 3 иллюстрирует типовой модуль или блок-схему процесса для обеспечения дополнительного контроля в системе управления, проиллюстрированной на Фиг. 1.

[0016] Фиг. 4 иллюстрирует типовой модуль или блок-схему процесса для обеспечения дополнительного контроля в системе управления, проиллюстрированной на Фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] Если ссылаться на Фиг. 1, то технологическая установка 10 содержит систему управления технологическим процессом 12, которая интегрирована с системой безопасности 14 (обозначенной пунктирными линиями), что в целом функционирует как автоматизированная система безопасности (SIS). Система безопасности 14 контролирует работу системы управления технологическим процессом 12 для обеспечения безопасной работы технологической установки 10. Если необходимо, система безопасности 14 может перенять на себя управление, осуществляемое системой управления технологическим процессом 12.

[0018] Технологическая установка 10 может также содержать одну или более главных рабочих станций 16 или вычислительные устройства, включающие пользовательский интерфейс (который может представлять собой любой тип персонального компьютера, рабочей станции и т.д.), к которым имеет доступ персонал установки. В примере на Фиг. 1 две рабочие станции 16 проиллюстрированы как подключенные к узлу управления процессом/управления безопасностью 18 и к запоминающему устройству 20 посредством общей коммуникационной линии или шины 22. Коммуникационная шина 22 может быть реализована с помощью любого требуемого аппаратного обеспечения с шинной организацией или не с шинной организацией, с помощью любой требуемой жестко спроектированной или беспроводной структуры связи и с помощью любого требуемого или подходящего протокола передачи данных, такого как протокол Ethernet.

[0019] В общем, технологическая установка 10 содержит как устройства системы управления технологическим процессом, так и устройства системы безопасности, функционально связанные друг с другом посредством шинной структуры, которая может располагаться на объединительной плате 26, к которой подсоединены различные контроллеры процессов и устройства ввода/вывода. Технологическая установка 10, проиллюстрированная на Фиг. 1, содержит по меньшей мере один контроллер процесса 24, а также одно или более устройств ввода/вывода 28, 30, 32 системы управления технологическим процессом. Каждое из устройств ввода/вывода 28, 30, 32 системы управления технологическим процессом коммуникативно подключено к набору смежных периферийных устройств управления процессом, которые проиллюстрированы на Фиг. 1 в виде периферийных устройств 40 и 42. Контроллер процесса 24, устройства ввода/вывода 28, 30, 32 и периферийные устройства контроллера 40, 42, как правило, составляют систему управления технологическим процессом 12, проиллюстрированную на Фиг. 1.

[0020] Контроллер процесса 24, которым может быть, исключительно в качестве примера, DeltaV™ controller, который продает компания «Emerson Process Management», или любой другой необходимый тип контроллера процесса, программируют для обеспечения функциональности управления процессом с помощью устройств ввода/вывода 28, 30, 32 и периферийных устройств 40, 42. В частности, контроллер 24 реализует или контролирует один или более модулей управления процессом 46 или подпрограммы, которые хранятся в его памяти или иным образом связаны с ним, и взаимодействует с периферийными устройствами 40 и 42 и рабочими станциями 16 для управления технологической установкой 10 или частью технологической установки 10 любым желаемым способом.

[0021] Программы управления 46, которые могут представлять собой модули управления или любую часть процесса управления, такую как подпрограмма, часть подпрограммы (например, строки кода) и т.д., могут быть реализованы в любом желаемом формате программного обеспечения, такого как обеспечение, применяющее цепную логическую схему, последовательные диаграммы функций, схемы программ управления, объектно-ориентированное программирование или любой другой язык программирования или парадигму проектирования. Аналогично, программы управления, описанные в данном документе, могут быть жестко прописаны, например, в одном или более EPROM, EEPROM, специализированных интегральных схемах (ASIC), PLC или любых других элементах аппаратного обеспечения или программно-аппаратного обеспечения. Программы управления могут быть разработаны с помощью каких-либо инструментов проектирования, в том числе графических инструментов проектирования или любого другого типа программного/аппаратного/программно-аппаратного обеспечения или инструментов проектирования.

[0022] Контроллер 24 может быть выполнен с возможностью реализации программы управления или стратегии управления любым желаемым способом. Например, каждый из контроллеров 24 может реализовать стратегию управления с помощью так называемых функциональных блоков, при этом каждый функциональный блок является частью или объектом общей программы управления и работает совместно с другими блоками (через коммуникационные каналы, называемые каналами передачи данных) для реализации замкнутых систем автоматического регулирования процессов внутри общей системы управления технологическими процессами 12. Как правило, функциональные блоки выполняют одну из следующих функций: функцию ввода, связанную с трансмиттером, датчиком или другим устройством, измеряющим параметры работы системы; функцию управления, например, связанную с программой управления, которая выполняется PID-устройством, устройством с нечеткой логикой и так далее; или функцию вывода, которая управляет работой некоторых устройств, таких как клапан, для выполнения той или иной физической функции внутри системы управления технологическим процессом 12. Могут также существовать гибридные типы этих функциональных блоков, а также другие типы функциональных блоков. В то время как описанная в данном документе система управления использует алгоритмы управления функциональных блоков, которые включают парадигму объектно-ориентированного программирования, стратегия управления или программы управления, или контуры управления, или модули управления также можно реализовать или разработать с помощью других условных обозначений, например, в виде цепной логической схемы, последовательной блок-схемы и т.д., или с помощью любого другого необходимого языка программирования или парадигмы.

[0023] Функциональные блоки и программы управления может хранить и выполнять контроллер 24, что, как правило, происходит, когда эти функциональные блоки применяются или связаны с устройствами стандарта 4-20 мА и некоторыми типами интеллектуальных периферийных устройств, таких как устройства, поддерживающие протокол HART. Функциональные блоки и программы управления также могут сохраняться и осуществляться самими периферийными устройствами, что может иметь место в связи с устройствами сетевой шины.

[0024] В контексте данного раскрытия термины «алгоритмы управления», «программа управления», «модуль управления», «функциональный блок управления», «модуль безопасности», «логический модуль безопасности» и «замкнутая система автоматического регулирования» по существу обозначают программу управления, выполняемую для управления процессом, и эти термины могут быть взаимозаменяемы в данном документе. Тем не менее, в контексте дальнейшего обсуждения будет применяться термин «модуль». Следует также отметить, что модуль, описанный в данном документе, может содержать элементы, реализованные или выполняемые на различных контроллерах или, если необходимо, на других устройствах. Кроме того, модули, которые описаны в данном документе и должны быть реализованы в рамках системы управления технологическим процессом 12 и системы безопасности 14, могут иметь любую форму, включая программное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение, аппаратное обеспечение и любую их комбинацию.

[0025] Периферийные устройства 40, 42 могут представлять собой любой необходимый тип, такой как датчики, клапаны, трансмиттеры, устройства позиционирования и т.д., и могут соответствовать любому необходимому открытому протоколу, протоколу собственной разработки или другому протоколу связи или программирования, включая, среди прочих, например, протокол HART или протокол 4-20 мА (проиллюстрированный для периферийных устройств 40), любой протокол шины, такой как сетевой протокол Foundation® (проиллюстрированный для периферийных устройств 42) или протоколы CAN, Profibus и AS-Interface. Аналогичным образом, каждое из устройств ввода/вывода 28, 30, 32 может представлять собой любой известный тип устройства управления процессом ввода/вывода, применяющего любой подходящий протокол передачи данных.

[0026] Технологическая установка 10 также содержит одно или более логических решающих устройств 50, 52 системы безопасности. Каждое из логических решающих устройств 50, 52 представляет собой контроллер безопасности (также неизменно называемый устройством ввода/вывода), содержащий процессор 54, который выполняет логические модули безопасности 58, хранящиеся в памяти, и подключен с возможностью передачи данных, чтобы обеспечить передачу управляющих сигналов периферийным устройствам системы безопасности 60, 62 и (или) прием сигналов от этих устройств. Контроллеры безопасности 50, 52 и периферийные устройства системы безопасности 60, 62, как правило, образуют систему безопасности 14, проиллюстрированную на Фиг. 1.

[0027] Периферийные устройства системы безопасности 60, 62 могут представлять собой любой необходимый тип периферийного устройства, которое соответствует или применяет любой известный или необходимый протокол передачи данных, как, например, протоколы, указанные выше. В частности, периферийные устройства 60, 62 могут представлять собой связанные с системой безопасности периферийные устройства такого типа, которым обычно управляет отдельная, выделенная система управления, связанная с обеспечением безопасности, например, клапан аварийного отключения (ESD). В технологической установке 10, проиллюстрированной на Фиг. 1, периферийные устройства системы безопасности 60 проиллюстрированы в виде устройств, использующих специальный или двухточечный протокол передачи данных, такой как HART или протокол 4-20 мА, в то время как периферийные устройства системы безопасности 62 проиллюстрированы в виде устройств, использующих протокол передачи данных через шину, такой как сетевой протокол. Как правило, устройства системы безопасности (как контроллеры 50, 52, так и периферийные устройства системы безопасности 60, 62), применяемые как блоки системы безопасности 14, классифицируют как предохранительные устройства, а это, как правило, означает, что эти устройства должны пройти процедуру классификации и получить классификацию у соответствующего органа как устройства безопасности.

[0028] Общую объединительную плату 26 (обозначенную пунктирной линией, проходящей через контроллер процесса 24, устройства ввода/вывода 28, 30, 32 и контроллеры безопасности 50, 52) применяют для подключения контроллера процесса 24 к платам управления процессом ввода/вывода 28, 30, 32, а также к контроллерам безопасности 50, 52. Контроллер процесса 24 также подключен через каналы передачи данных к шине 22 и действует в качестве арбитра шины, чтобы обеспечить каждому из устройств ввода/вывода 28, 30, 32 и контроллерам безопасности 50, 52 взаимодействие с любой из рабочих станций 16 посредством шины 22. Объединительная плата 26 обеспечивает контроллерам безопасности 50, 52 взаимодействие друг с другом и координирование функций безопасности, которые реализует каждое из этих устройств, передачу данных друг другу или выполнение других комплексных функций.

[0029] Каждая из рабочих станций 16 содержит процессор рабочей станции 34 и запоминающее устройство 36, которое может хранить приложения или модули, адаптированные для выполнения любым из процессоров 24, 34, 50, 52 в пределах технологической установки 10.

[0030] Дисплейное приложение 44 проиллюстрировано в виде компонентного изображения на Фиг. 1 как сохраняемое в запоминающем устройстве 36 одной из рабочих станций 16. Тем не менее, при необходимости, дисплейное приложение 44 можно сохранять и выполнять на другой рабочей станции 16 или в другом вычислительном устройстве, связанном с технологической установкой 10. Дисплейное приложение 44 может представлять собой любой тип интерфейса, который, например, дает возможность пользователю управлять значениями данных (например, выполнять считывания или записи), чтобы тем самым изменять функцию модулей управления 46 или модулей безопасности 58 в пределах системы управления 12 и (или) системы безопасности 14. Таким образом, если задают выполнение записи в модуль управления 46, связанный с системой управления 12, или, например, в одно из периферийных устройств 42, то дисплейное приложение 44 обеспечивает осуществление данной записи. С другой стороны, если задают выполнение записи в логический модуль безопасности 58, связанный с системой безопасности 14, или, например, в одно из периферийных устройств 62, то дисплейное приложение 44 обеспечивает осуществление данной записи.

[0031] Диагностическое приложение 38 может содержать один или более диагностических модулей. Диагностические модули также могут быть сохранены в запоминающем устройстве рабочей станции 16 для последующего применения персоналом установки в системе управления 12 или системе безопасности 14. Говоря в общем, при выполнении соответствующими процессорами 24, 50, 52 в системе управления 12 или системе безопасности 14 диагностическое приложение 38 может проверять или тестировать рабочее состояние используемых периферийных устройств 40, 42, 60, 62. Например, механизм настройки регулирующего контура (который может быть, например, применен в любом регулирующем контуре системы управления 12 или регулирующем контуре системы безопасности 14) может представлять собой один конкретный модуль в диагностическом приложении 38, модуль управления 46 или логический модуль безопасности 58, который может выполняться процессорами 24, 50, 52. Пользователь может решить запустить этот конкретный модуль, когда диагностические данные о регулирующем контуре показывают, что регулирующий контур плохо настроен или не работает в пределах заданных допусков.

[0032] Кроме того, другие модули диагностического приложения 38 могут быть запланированы для запуска в определенных условиях, например, в определенный момент времени или при возникновении определенного события. Например, диагностический модуль 38, выполняемый контроллером процесса 24 системы управления 12, может периодически контролировать возникновение предварительно определенного диагностического события, такого как положение клапана вне заданного диапазона. В ответ на обнаружение возникновения диагностического события контроллер процесса 24 и (или) периферийное устройство может автоматически записывать данные и сообщать о возникновении события персоналу установки и (или), при необходимости, регулировать положение клапана соответственно. Аналогично, диагностический модуль 38, выполняемый контроллером безопасности 50, 52 системы безопасности 14, может контролировать возникновение другого предварительно определенного диагностического события, например, количества часов, в течение которых работает клапан аварийного отключения (ESD), и автоматически инициировать тест клапана частичным ходом (PST), проверяя механические компоненты клапана ESD в ответ на обнаружение возникновения диагностического события.

[0033] Результаты выполняемого диагностического модуля могут быть представлены и (или) отображены на дисплее персоналу установки на рабочей станции 16 посредством дисплейного приложения 44 и (или) на периферийных устройствах 40, 42, 60 или 62. Например, предупреждение может быть сгенерировано в полевом устройстве 40, 42, 60, 62 и отправлено на дисплейное приложение 44 для отображения на рабочей станции 16. При необходимости, персонал установки может реагировать на событие, принимая или отключая сигналы предупреждения в отношении управления и (или) безопасности, отображаемые на рабочей станции 16.

[0034] Поскольку диагностическую проверку можно автоматически выполнять в ответ на обнаружение диагностического события, автоматизированная диагностическая проверка может происходить в неизвестный и (или) неприемлемый момент времени. Следовательно, персонал установки, возможно, захочет убедиться в том, что при автоматизированном запуске диагностическая проверка выполняется в приемлемый период времени, когда имеется достаточная поддержка со стороны персонала установки. Один из способов обеспечения диагностической проверки в приемлемый момент времени состоит в применении календарного плана 48, имеющего установленные периоды времени с запретом, когда диагностическая проверка будет автоматически выполняться в ответ на обнаружение возникновения предварительно определенного диагностического события. Фиг. 2 иллюстрирует один вариант реализации календарного плана 48, включающего один или более запрещенных периодов времени, в течение которых запрещено выполнение диагностической проверки. Запрещенные периоды времени или периоды «замирания» могут отображаться в часах, днях, неделях или годах. Кроме того, запрещенные периоды могут быть представлены в виде списка или в любом другом виде и не должны быть ограничены примером, проиллюстрированным на Фиг. 2.

[0035] Календарный план 48 может представлять собой входные данные в любой из блоков запоминающего устройства в технологической установке 10 посредством любого известного способа, в том числе, но не ограничиваясь этим, ввода данных, выгрузки или загрузки из проводного или беспроводного портативного устройства, рабочей станции 16, удаленного устройства, удаленного контроллера и т.д. Календарный план 48 может быть редактирован персоналом установки и исключительно подключен к периферийному отдельному устройству 40, 42, 60, 62 или вообще подключен к множеству периферийных устройств. В тех случаях, когда один календарный план подключен к одному конкретному периферийному устройству, другой календарный план может быть подключен к другому периферийному устройству. Дополнительные календарные планы также могут быть подключены к определенному типу периферийного устройства или могут быть связаны с определенным типом диагностической проверки и сохраняться в запоминающем устройстве технологической установки 10.

[0036] Периоды запрета на выполнение диагностической проверки могут быть обозначены в календарном плане 48 персоналом установки завода на дискретной или периодической (повторной) основе, например, это могут быть праздничные дни, выходные, каждая вторая пятница, время передачи смен, время выключения установки и т.д. Эта дополнительная функциональная возможность, предоставляемая частично посредством календарного плана 48, дает персоналу установки дополнительную гибкость в контроле над системой управления, в частности, в отношении выполнения автоматизированных запланированных диагностических проверок. Все формулировки, сопоставления и определения, связанные с диагностическим событием, календарным планом 48 и ответными действиями и их выполнением, могут быть сделаны посредством согласованной работы контроллера процесса 12, контроллера безопасности 50, 52 и контроллера рабочей станции 54, а также блоков запоминающего устройства технологической установки 10.

[0037] Фиг. 3 иллюстрирует блок-схему 300 типового способа реализации в одном из вариантов реализации изобретения, при котором контролируют возникновение диагностического события, связанного с периферийным устройством (блок 302). Диагностическое событие может представлять собой идентификацию компонента периферийного устройства, которое расположено за пределами требуемого диапазона, например, клапана. В ответ на обнаружение возникновения диагностического события, связанного с периферийным устройством (блок 304), формулируется ответное действие (блок 306). Процессор производит расчет для определения того, будет ли ответное действие выполняться во время запрещенного периода (блок 308), который, возможно, ранее был обозначен персоналом установки в календарном плане 48. Это означает, что время выполнения ответного действия сопоставляется с запрещенным(и) периодом(ами) календарного плана 48 для определения того, будет ли ответное действие выполняться в течение запрещенного периода времени. Если выполнение ответного действия не совпадает с запрещенным периодом времени, то выполняется первая команда (блок 310). Некоторые примеры первой команды, которая может быть выполнена, включают проведение диагностической проверки, передачу сигнала предупреждения или сообщение, передаваемое рабочей станции, а также регулирование периферийного устройства. Если выполнение ответного действия совпадает с запрещенным периодом времени, то выполняется вторая команда (блок 312). Некоторые примеры второй команды включают перепланирование ответного действия таким образом, чтобы его выполнение не совпадало по времени с запрещенным периодом, или игнорирование и не отмена сообщения о диагностическом событии. Например, персонал установки может установить, что конкретные диагностические проверки, такие как проверка положения клапана конкретного периферийного устройства, будут игнорироваться во время запуска установки или в установленный период обслуживания. Таким образом, любые связанные диагностические события, происходящие в течение этого заданного периода, могут быть проигнорированы.

[0038] В дополнение к отсрочке или задержке ответного действия на возникновение диагностического события или полному игнорированию возникновения диагностического события, может быть предпочтительным время от времени инициировать какое-то действие в ответ на возникновение диагностического события, которое происходит ранее, чем ожидалось. Предвидя, что диагностическое событие, вероятно, произойдет в течение предстоящего запрещенного периода, и перепланируя ответное действие или диагностическую проверку до наступления такого периода времени, можно избежать потенциальных последствий, связанных с затягиванием ответного действия за пределы установленного периода времени.

[0039] Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему 400, представляющую другой пример способа реализации раскрываемой технологии в системе управления, при котором контролируют диагностическое событие, связанное с периферийным устройством. В частности, интервал PST используют, чтобы обнаружить возникновение следующего запланированного PST (блок 402). Интервал PST представляет собой период, выражаемый, как правило, в часах эксплуатации, и обозначает количество эксплуатационного времени работы клапана ESD, прежде чем ему потребуется PST. В одном из вариантов реализации изобретения периферийное устройство отслеживает эксплуатационное использование клапана ESD и контролирует оставшееся время работы в интервале до тех пор, пока не запустится PST. Следующее возникновение PST может быть обнаружено, или определено, путем планирования того, когда подойдут к завершению часы работы интервала PST. Время, когда ожидается окончание оставшихся часов работы клапана ESD, можно сопоставить с запрещенным(и) периодом(ами) в календарном плане (блок 406). Если срок окончания интервала PST не пересекается и не совпадает ни с одним из запрещенных периодов, указанных в календарном плане, может быть дана команда на выполнение PST, запланированного на момент истечения интервала PST (блок 408). Однако если момент истечения интервала PST запланирован на период, который пересекается или совпадает с любым отрезком запрещенных периодов в календарном плане, для выполнения PST можно запланировать альтернативные периоды времени, которые не конфликтуют с запрещенными периодами, обозначенными в календарном плане. В отношении перепланирования PST, для того чтобы избежать нарушения мер безопасности, предпочтительно запланировать выполнение PST на более ранний срок, чем ожидаемое истечение интервала PST, в отличие от задержки PST, которое выполняют в более позднее время после истечения срока интервала PST. Например, PST может быть выполнен по времени раньше для обеспечения того, чтобы PST было выполнено перед любыми запрещенными конечными сроками или ограничительными периодами.

[0040] Как видно из описания выше, реакция персонала установки и фактический уровень контроля в управлении системой управления может возрастать за счет применения календарного плана с обозначенными периодами, когда выполнение автоматизированной диагностической проверки в ответ на возникновение диагностического события запрещено. Набор запрещенных периодов уменьшает вероятность того, что автоматизированная диагностическая проверка будет выполняться тогда, когда персонал установки недостаточно оснащен, чтобы поддержать диагностическую проверку.

[0041] Хотя в данном описании раскрыты некоторые типовые способы реализации изобретения, устройство и производственные изделия, объем данного патента этим не ограничивается. Напротив, данный патент охватывает все способы реализации изобретения, устройства и производственные изделия, которые в достаточной мере подпадают под объем прилагаемой формулы изобретения буквально или в соответствии с доктриной эквивалентов.

Изобретение относится к диагностике технологических установок. В способе управления периферийным устройством в системе управления обеспечивают запоминающим устройством, содержащим запрещенный период, характеризующий время передачи смен, праздничный день или время запуска установки; следят за периферийным устройством; обнаруживают возникновение диагностического события, характеризующее определенное время, заранее установленные лимит эксплуатационных часов или время с момента выполнения последней проверки. Формулируют диагностическую проверку периферийного устройства в ответ на диагностическое событие. Проверка включает тест клапана частичным ходом или проверку положения клапана. Определяют совпадение проверки с запрещенным периодом времени. Выполняют первую команду, если проверка не происходит в течение запрещенного периода, и вторую команду при обратном условии. Вторая команда включает перепланирование выполнения проверки, чтобы она не происходила в течение одного запрещенного периода. Улучшается контроль за эксплуатацией установки. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ управления периферийным устройством в системе управления, включающий следующие этапы:

обеспечение запоминающим устройством, содержащим по меньшей мере один запрещенный период, причем запрещенный период выбран из группы, включающей время передачи смен, праздничный день или время запуска установки;

слежение за указанным периферийным устройством;

обнаружение возникновения диагностического события, связанного с указанным периферийным устройством, причем диагностическое событие выбрано из группы, включающей определенное время, заранее установленный лимит эксплуатационных часов или заранее установленное количество времени с момента выполнения последней диагностической проверки;

формулирование диагностической проверки периферийного устройства в ответ на возникновение диагностического события, причем диагностическая проверка выбрана из группы, включающей тест клапана частичным ходом или проверку положения клапана;

определение того, совпадает ли выполнение диагностической проверки по меньшей мере с одним запрещенным периодом времени;

выполнение первой команды, если диагностическая проверка не будет происходить в течение по меньшей мере одного запрещенного периода, и

выполнение второй команды, если диагностическая проверка будет происходить в течение по меньшей мере одного запрещенного периода, причем выполнение второй команды включает перепланирование выполнения диагностической проверки, чтобы она не происходила в течение по меньшей мере одного запрещенного периода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выполнении первой команды осуществляют выполнение диагностической проверки периферийного устройства.

3. Способ по любому из п.п. 1 или 2, отличающийся тем, что выполнение второй команды включает перепланирование выполнения диагностической проверки, чтобы она не происходила перед началом по меньшей мере одного запрещенного периода.

4. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что выполнение первой команды включает выполнение теста частичным ходом.

5. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что выполнение второй команды включает пропуск диагностической проверки.

6. Способ по любому из пп. 1 или 2, дополнительно включающий передачу сигнала предупреждения, связанного с первой командой, на рабочую станцию.

7. Способ по любому из пп. 1 или 2, дополнительно включающий прием календарного плана, содержащего по меньшей мере один запрещенный период, в запоминающее устройство.

8. Диагностическое устройство для системы управления, имеющее контроллер, функционально соединенный с периферийным устройством, и содержащее:

процессор, функционально соединенный с периферийным устройством для обнаружения возникновения диагностического события;

память, функционально соединенную с процессором;

календарный план, хранящийся в запоминающем устройстве и содержащий запрещенный период, на протяжении которого запрещено выполнение диагностической проверки, причем запрещенный период выбран из группы, включающей время передачи смен, праздничный день или время запуска установки; и

диагностический модуль, хранящийся в памяти, причем процессор выполняет указанный диагностический модуль, если обнаружено возникновение диагностического события и время выполнения диагностического модуля не совпадает с запрещенным периодом, и процессор перепланирует выполнение указанного диагностического модуля, если обнаружено возникновение диагностического события и время выполнения диагностического модуля совпадает с запрещенным периодом.

9. Диагностическое устройство по п. 8, отличающееся тем, что диагностическое событие связано с операционным параметром периферийного устройства.

10. Диагностическое устройство по любому из пп. 8 или 9, отличающееся тем, что периферийное устройство представляет собой клапан аварийного отключения.

11. Диагностическое устройство по любому из пп. 8 или 9, отличающееся тем, что при выполнении диагностического модуля происходит тест частичным ходом периферийного устройства.

12. Диагностическое устройство по любому из пп. 8 или 9, отличающееся тем, что при выполнении диагностического модуля происходит сбор данных в периферийное устройство.

13. Диагностическое устройство по любому из пп. 8 или 9, отличающееся тем, что при выполнении процессором диагностического модуля происходит генерация сигнала предупреждения и его передача.

14. Диагностическое устройство по любому из пп. 8 или 9, отличающееся тем, что при выполнении процессором диагностического модуля происходит передача сигнала предупреждения.

15. Процессор диагностического устройства, который посредством хранимых в машиночитаемом носителе инструкций выполнен с возможностью:

слежения за возникновением диагностического события, связанного с указанным периферийным устройством;

обнаружения возникновения диагностического события;

формулирования действия в ответ на возникновение диагностического события;

определения совпадения выполняемого действия с запрещенным периодом времени, причем запрещенный период выбран из группы, включающей время передачи смен, праздничный день или время запуска установки; и

выполнения команды в ответ на определение того, что выполнение действия не совпадает с запрещенным периодом времени, и перепланирования выполнения команды в ответ на определение того, что выполнение действия совпадает с запрещенным периодом времени.

16. Процессор диагностического устройства по п. 15, который посредством хранимых в машиночитаемом носителе инструкций выполнен с возможностью передачи сигнала предупреждения, связанного с командой, которая поступает на рабочую станцию.