專利名稱：用于功能塊實(shí)例化的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中所公開的主題涉及系統(tǒng)的實(shí)例化，以及更具體而言，涉及功能塊的實(shí)例化。
背景技術(shù)：
某些系統(tǒng)，諸如工業(yè)控制系統(tǒng)，可以提供能夠?qū)崿F(xiàn)在各種類型的裝置(諸如傳感器、泵、閥等)中計(jì)算機(jī)指令的執(zhí)行的控制能力。例如，功能塊可以用于將控制邏輯封裝在各種裝置中。然而，功能塊可能由不同的制造商來創(chuàng)建。因此，配置和/或編程多個裝置可能是復(fù)雜和耗時(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容
下面概述與原始要求保護(hù)的發(fā)明在范圍方面相當(dāng)?shù)哪承?shí)施例。這些實(shí)施例不是用來限制要求保護(hù)的發(fā)明的范圍，而是這些實(shí)施例僅僅用來提供本發(fā)明的可能的形式的簡要概述。實(shí)際上，本發(fā)明可以包羅可能與下面闡述的實(shí)施例類似或不同的各種形式。 在第一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括配置成存儲可重用的可執(zhí)行控制信息和替代信息的庫。該系統(tǒng)還包括配置成將可重用的可執(zhí)行控制信息在存儲器中實(shí)例化以及將替代信息與現(xiàn)場裝置相關(guān)聯(lián)的控制器。在第二實(shí)施例中，一種方法包括經(jīng)由系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)定義庫中的可重用的控制信息。該方法還包括在控制器中實(shí)例化可重用的控制信息。該方法還包括用包括在現(xiàn)場裝置中的現(xiàn)場裝置信息來替代包括在可重用的控制信息中的屬性。在第三實(shí)施例中，提供一種包括可執(zhí)行代碼的非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該可執(zhí)行代碼包括用于經(jīng)由系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)定義庫中的可重用的控制信息的指令。該可執(zhí)行代碼還包括用于在控制器中將可重用的控制信息實(shí)例化為可執(zhí)行控制邏輯的指令。該可執(zhí)行代碼還包括用于用包括在現(xiàn)場裝置中的現(xiàn)場裝置信息來替代包括在可重用的控制信息中的屬性的指令。


當(dāng)參考附圖閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些以及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在附圖中，所有附圖中相似的字符表示相似的部件，其中圖I是包括庫的工業(yè)控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例的示意圖；圖2是包括圖I的工業(yè)控制系統(tǒng)的各種組件的實(shí)施例的框圖；圖3是可用于定義圖I的庫的樹形(treeview)控件的一個實(shí)施例的屏幕視圖；圖4是適于輸入(enter)庫信息的網(wǎng)格(grid)控件的一個實(shí)施例的屏幕視圖；圖5是可重用的通用功能塊的一個實(shí)施例的屏幕視圖；圖6是可用于輸入現(xiàn)場裝置信息的網(wǎng)格控件的一個實(shí)施例的屏幕視圖；圖7是基于圖8的可重用的通用功能塊的已實(shí)例化功能塊的一個實(shí)施例的屏幕視圖8是適于輸入功能塊信息的自動化工具的一個實(shí)施例的屏幕視圖；以及圖9是用于重用庫信息的過程的一個實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將描述本發(fā)明的一個或多個具體實(shí)施例。為了提供這些實(shí)施例的簡明描述，在說明書中可能并未描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會的是，在任何這樣的實(shí)際實(shí)現(xiàn)的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須作出許多實(shí)現(xiàn)特定的決定以達(dá)到開發(fā)者的特定目的，諸如遵守系統(tǒng)相關(guān)的和商業(yè)相關(guān)的約束，這些約束對于不同的實(shí)現(xiàn)可能是不同的。此夕卜，應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會的是，這樣的開發(fā)努力可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但盡管如此，對于受益于本公開的那些普通技術(shù)人員來說，仍是設(shè)計(jì)、制作和制造的常規(guī)任務(wù)。在引入本發(fā)明的各種實(shí)施例的各要素時(shí)，冠詞“一個(a)”、“一個(an)”、“該”和“所述”是用來表示存在一個或多個該要素。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”是用來含有并且意味著除了所列要素之外可能存在另外的要素。工業(yè)控制系統(tǒng)可包括適于與多種現(xiàn)場裝置(諸如傳感器、泵、閥等等)接口的控制器系統(tǒng)。例如，傳感器可以給控制器系統(tǒng)提供輸入，以及控制器系統(tǒng)然后可響應(yīng)輸入而推導(dǎo)出某些動作，諸如致動閥、驅(qū)動泵等等。在某些控制器系統(tǒng)中，諸如可從Schenectady, NewYork的General Electric Co.購得的Mark VIe控制器系統(tǒng),多個現(xiàn)場裝置可以可通信地耦合到控制器并且由控制器控制。實(shí)際上，多個控制器可以控制多個現(xiàn)場裝置，如下文關(guān)于圖I更詳細(xì)地描述?？赏ㄐ诺剡B接到控制器的裝置可以包括現(xiàn)場裝置，諸如現(xiàn)場總線基金會(Fieldbus Foundation)裝置，這些裝置包括對于基金會Hl雙向通信協(xié)議的支持。因此，該裝置可以在諸如Hl段的各種通信段中與控制器可通信地連接，附連到鏈接裝置，以能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的全工廠范圍的網(wǎng)絡(luò)。每個現(xiàn)場裝置可以包括封裝在功能塊中的控制邏輯或計(jì)算機(jī)指令。例如，t匕 例-積分-微分(PID)功能塊可以包括適于實(shí)現(xiàn)諸如工業(yè)過程的某些過程的閉合回路控制的PID指令。同樣地，模擬輸入(Al)功能塊和模擬輸出(AO)功能塊可以分別被用于檢索輸入數(shù)據(jù)和提交輸出數(shù)據(jù)。實(shí)際上，可以提供能包括多種計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯的各種類型的功能塊，如下文關(guān)于圖I更詳細(xì)地描述。每個功能塊然后可以被實(shí)例化或者被加載到現(xiàn)場裝置的存儲器中以在控制回路中使用?，F(xiàn)場裝置然后可以執(zhí)行實(shí)例化的功能塊中的計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯。功能塊實(shí)例化可以使用某些值，諸如裝置標(biāo)識、校準(zhǔn)值和邏輯變量(例如，編程變量)。控制工程師或調(diào)試工程師可以手動輸入功能塊中每一個所使用的值。然而，工業(yè)控制系統(tǒng)可能包括數(shù)百個以及有時(shí)數(shù)千個現(xiàn)場裝置?？缭蕉鄠€裝置輸入某些值可能是耗時(shí)且低效的。本文中公開的系統(tǒng)和方法能夠?qū)崿F(xiàn)塊實(shí)例化信息的自動插入。實(shí)際上，如下文更詳細(xì)地描述，可以使用屬性替代技術(shù)以自動地將庫信息插入到跨越工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種各樣的裝置(包括現(xiàn)場總線基金會裝置)可執(zhí)行的功能塊中。裝置可以由多種制造商提供，并且可以包括任何數(shù)量的功能塊信息，諸如裝置標(biāo)識信息、現(xiàn)場總線基金會功能塊信息以及制造商特定的功能塊信息。此外，本文中公開的系統(tǒng)和方法使諸如控制工程師或者調(diào)試工程師之類的用戶能夠通過使用庫來存儲和更新屬性替代信息，如下文更詳細(xì)地描述。庫可以包括適于有效存儲、發(fā)現(xiàn)和操縱裝置相關(guān)的信息的分級存儲結(jié)構(gòu)。此外，可以在實(shí)際裝置實(shí)例化之前提供實(shí)例化信息。即，本文中公開的系統(tǒng)和方法可以使用戶能夠在實(shí)際的實(shí)例化之前操縱庫信息以有助于準(zhǔn)備期望的裝置配置，并且可以在現(xiàn)場裝置到工業(yè)過程控制系統(tǒng)(如下文關(guān)于圖I更詳細(xì)地描述的工業(yè)過程控制系統(tǒng))的實(shí)際連接之前存儲期望的裝置配置。一旦現(xiàn)場裝置連接到工業(yè)過程控制系統(tǒng)，然后就可以使用存儲的裝置配置以在現(xiàn)場裝置中實(shí)例化功能塊。這樣，可以更有效地執(zhí)行配置現(xiàn)場裝置。通過提供可重用的過程控制信息，現(xiàn)場裝置、控制器和工業(yè)過程控制系統(tǒng)可以更容易地被配置和管理。轉(zhuǎn)向圖I，描述工業(yè)過程控制系統(tǒng)10的一個實(shí)施例。該控制系統(tǒng)10可以包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12適于執(zhí)行多種現(xiàn)場裝置配置和監(jiān)測應(yīng)用，以及用于提供操作者接口，通過該操作者接口，工程師或技術(shù)人員可以監(jiān)測控制系統(tǒng)10的組件。因此，計(jì)算機(jī)12包括可以在處理計(jì)算機(jī)指令中使用的處理器14、以及可以用于存儲計(jì)算機(jī)指令和其它數(shù)據(jù)的存儲器16。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12可以包括適于運(yùn)行軟件應(yīng)用的任何類型的計(jì)算裝置，諸如膝上型計(jì)算機(jī)、工作站、平板計(jì)算機(jī)或手持便攜式裝置(例如，個人數(shù)字助理或蜂窩電話)。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12可以包括多種硬件和/或操作系統(tǒng)平臺中的任一種。依據(jù)一個實(shí)施例，計(jì)算機(jī)12可以承載(host)工業(yè)控制軟件，諸如人機(jī)接口(HMI)軟件18、制造執(zhí)行系統(tǒng) (MES) 20、分布式控制系統(tǒng)(DCS) 22、和/或監(jiān)測控制及數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)24。HMI18、MES20、DCS22、和/或SCADA24可以作為可執(zhí)行代碼指令存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的存儲器16)上。例如，計(jì)算機(jī)12可以承載可從Schenectady，New York 的 General Electric Co.購得的 Contro I ST 軟件。此外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12可通信地連接到工廠數(shù)據(jù)高速通道(highway) 26，該工廠數(shù)據(jù)高速通道26適于實(shí)現(xiàn)工廠中描述的計(jì)算機(jī)12和其它計(jì)算機(jī)12之間的通信。實(shí)際上，工業(yè)控制系統(tǒng)10可以包括通過工廠數(shù)據(jù)高速通道26互連的多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12可以進(jìn)一步可通信地連接到單元數(shù)據(jù)高速通道28，該單元數(shù)據(jù)高速通道28適于將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12可通信地耦合到工業(yè)控制器30。工業(yè)控制器30可以包括處理器32，處理器32適于執(zhí)行可用于使多種工廠設(shè)備(諸如渦輪系統(tǒng)34、溫度傳感器36、閥38和泵40)自動化的計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯。工業(yè)控制器30還可包括存儲器42，存儲器42用于存儲例如計(jì)算機(jī)指令和其它數(shù)據(jù)。工業(yè)控制器30可以與多種現(xiàn)場裝置通信，包括但并不限于流量計(jì)、PH傳感器、溫度傳感器、振動傳感器、間隙傳感器(例如，測量旋轉(zhuǎn)組件和固定組件之間的距離)、壓力傳感器、泵、致動器、閥等等。在一些實(shí)施例中，工業(yè)控制器30可以是可從Schenectady, New York 的 General Electric Co.購得的 Mark VIe 控制器系統(tǒng)。在描述的實(shí)施例中，渦輪系統(tǒng)34、溫度傳感器36、閥38和泵40通過使用鏈接裝置44和46來可通信地連接到工業(yè)控制器30，鏈接裝置44和46適于在I/O網(wǎng)絡(luò)48和Hl網(wǎng)絡(luò)50之間接口。例如，鏈接裝置44和46可以包括可從Haar，Germany的Softing AG購得的FG-100鏈接裝置。如描述的，鏈接裝置44和46可以分別包括可用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令的處理器52和54，并且還可以包括可用于存儲計(jì)算機(jī)指令和其它數(shù)據(jù)的存儲器56和58。在一些實(shí)施例中，I/O網(wǎng)絡(luò)48可以是100百萬比特(MB)高速以太網(wǎng)(HSE)網(wǎng)絡(luò)，并且Hl網(wǎng)絡(luò)50可以是31. 25千比特/秒網(wǎng)絡(luò)。因此，通過I/O網(wǎng)絡(luò)48傳送和接收的數(shù)據(jù)又可以由Hl網(wǎng)絡(luò)50傳送和接收。也就是，鏈接裝置44和46可以充當(dāng)I/O網(wǎng)絡(luò)48和Hl網(wǎng)絡(luò)50之間的橋梁。例如，I/O網(wǎng)絡(luò)48上的更高速的數(shù)據(jù)可以被緩沖，然后在Hl網(wǎng)絡(luò)50上以合適的速度被傳送。因此，多種現(xiàn)場裝置可以鏈接到工業(yè)控制器30和鏈接到計(jì)算機(jī)12。例如，現(xiàn)場裝置34、36、38和40可以包括或可以為工業(yè)裝置，諸如包括對基金會Hl雙向通信協(xié)議的支持的現(xiàn)場總線基金會裝置。該現(xiàn)場裝置34、36、38和40還可以包括對其它通信協(xié)議的支持，諸如HART 通信基金會(HCF)協(xié)議以及 Profibus NutzerOrganization e. V. (PNO)協(xié)議中所見的那些。鏈接裝置44和46中的每個可以包括可用于分段Hl網(wǎng)絡(luò)42的一個或多個段端口60和62。例如，鏈接裝置44可以使用段端口 60以與裝置34和36可通信地耦合，同時(shí)鏈接裝置46可以使用段端口 62以與裝置38和40可通信地耦合。通過使用例如段端口 60和62在現(xiàn)場裝置34、36、38和40之間分布輸入/輸出，可以實(shí)現(xiàn)可用于保持故障容許度、冗余以及改善通信時(shí)間的物理分離。每個現(xiàn)場裝置34、36、38和40可以包括各自的裝置描述(DD)文件，諸如所示的DD文件64、66、68和70。DD文件64、66、68和70可以以裝置描述語言(DDL)，諸如國際電工委員會(IEC) 61804標(biāo)準(zhǔn)中定義的DDL來書寫。在一些實(shí)施例中，文件64、66、68和70為標(biāo)記化的(tokenized) 二進(jìn)制文件。即，DD文件64、66、68和70可以包括以可用于減小DD文 件64、66、68和70的大小的標(biāo)記化的二進(jìn)制格式來格式化的數(shù)據(jù)。DD文件64、66、68和70每個可以包括一個或多個功能塊72、74、76和78。功能塊72、74、76和78可以包括由處理器80、82、84和86可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令或計(jì)算機(jī)邏輯。實(shí)際上，功能塊72、74、76和78可以被實(shí)例化到存儲器88、90、92、94中，然后分別通過處理器80、82、84和86執(zhí)行。這樣，現(xiàn)場裝置34、36、38和40可以向工業(yè)過程控制系統(tǒng)10中的過程的執(zhí)行貢獻(xiàn)控制邏輯和其它計(jì)算機(jī)指令。有利地，本文中公開的系統(tǒng)和方法為用戶(例如，控制工程師或調(diào)試工程師)提供庫100，該庫100適于存儲、操縱和傳播信息到現(xiàn)場裝置34、36、38和40。例如，可重用的實(shí)例化信息可以被提供到現(xiàn)場裝置34、36、38和40，所以能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場裝置34、36、38和40的更有效的配置，如下文關(guān)于圖2更詳細(xì)地描述。圖2是示出庫100的一個實(shí)施例的框圖，庫100可以用于存儲、操縱信息、以及與一個或多個現(xiàn)場裝置(諸如圖I中所示的現(xiàn)場裝置34、36、38和40)之間傳播信息。庫100可以實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。在描述的實(shí)施例中，庫100被示為可通信地耦合到三個現(xiàn)場裝置，裝置34、裝置36以及指示為102的裝置η。要理解的是，庫100可以例如通過圖I中所示的網(wǎng)絡(luò)28、48和/或50來可通信地耦合到任何數(shù)量的現(xiàn)場裝置。有利地，可以使用庫100以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場裝置34、36和102的更快、更有效的配置。在一個實(shí)例中，可以將庫100用于實(shí)例化所述現(xiàn)場裝置34、36和102。在實(shí)例化中，諸如控制工程師或調(diào)試工程師之類的用戶可以選擇分別用于由現(xiàn)場裝置34、36和102執(zhí)行的某些功能塊72、74和104。實(shí)際上，用戶可以編程具有選擇的功能塊72、74和104的一個或多個控制回路或模塊106、108和110。例如，裝置占位符(例如虛擬裝置)可以通過配置屏幕來呈現(xiàn)并且可以被用戶選擇以輸入與裝置(諸如裝置34、36或102)相關(guān)的配置信息，諸如選擇的功能塊72、74和104。一旦裝置物理地連接到系統(tǒng)10，配置信息可以自動地加載到裝置的存儲器中。裝置然后可以執(zhí)行包括在實(shí)例化的功能塊72、74和104中的計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯。然而，每個功能塊72、74和104可以包含例如與各自的現(xiàn)場裝置(例如裝置34、36、102)關(guān)聯(lián)的實(shí)例化信息(例如屬性和/或變量)112、114和116。更具體而言，實(shí)例化信息可以包括將功能塊72,74和104鏈接(liking)到各自的裝置34,36和102的實(shí)例化過程所使用的信息。例如，實(shí)例化信息112、114和116可以包含輸入和輸出標(biāo)識信息，該輸入和輸出標(biāo)識信息分別唯一地標(biāo)識現(xiàn)場裝置34、36和102 (例如，裝置標(biāo)簽、信道I/O、端口 I/O、段I/O)。實(shí)例化信息112、114和116還可以包含校準(zhǔn)信息(例如，默認(rèn)的校準(zhǔn)值、范圍)以及可用于將裝置34、36和102實(shí)例化或者以其它方式調(diào)試到系統(tǒng)10中的其它變量。手動輸入實(shí)例化信息112、114和116可能是費(fèi)力且低效的。庫100能夠?qū)崿F(xiàn)分級信息的創(chuàng)建，包括適于裝置34、36和102重用的可重用的邏輯模塊或控制信息118。例如，控制信息118可以包括可重用的通用功能塊120。通用功能塊120可以包括適于在許多現(xiàn)場裝置中執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令，所述許多現(xiàn)場裝置包括對某些功能塊規(guī)范的支持，諸如由現(xiàn)場總線基金會功能塊應(yīng)用過程(FBAP)使用的功能塊規(guī)范，可從Austin，Texas的現(xiàn)場總線基金會組織得到。功能塊類型的非包含性的列表可以包括資源塊、顯示塊、Al塊、AO塊、離散輸入塊、離散輸出塊、診斷塊、多模擬輸入塊、多模擬輸出塊、PID控制塊、增強(qiáng)型PID控制塊、先進(jìn)PID控制塊、算法塊、分離器塊、信號表征器塊、積分器塊、模擬警報(bào)塊、輸入選擇器塊、設(shè)定點(diǎn)斜坡發(fā)生器塊、計(jì)時(shí)器和邏輯塊、超前滯后塊、 輸出信號選擇器和動態(tài)限制器塊、密度塊、常量塊、自定義塊、流量傳感器塊和/或雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和邊緣觸發(fā)器塊。裝置34、36和102的每個的制造商可以提供計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯，該計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯與前述的功能塊類型和功能塊規(guī)范(例如，現(xiàn)場總線基金會規(guī)范)相符合。庫100的可重用的控制信息118可以包括類似的計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯，該類似的計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯也與前述的功能塊類型和功能塊規(guī)范(例如，現(xiàn)場總線基金會規(guī)范)相符合。因此，用戶可以配置可重用的控制信息或控制回路118—次，然后可以將可重用的控制信息配置和/或?qū)嵗癁檠b置34、36和102可執(zhí)行的控制邏輯或控制回路106、108和110。實(shí)際上，庫100使可重用的控制信息118能夠如期望的那樣多的次數(shù)提供給一個或多個現(xiàn)場裝置，包括描述的裝置34、36和102?？刂七壿嫷倪@樣的重用可以減少配置時(shí)間，并導(dǎo)致現(xiàn)場裝置34、36和102的更有效的調(diào)試。如前面提及的，功能塊72、74和104可以包括與諸如現(xiàn)場裝置34、36和102之類的特定的現(xiàn)場裝置對應(yīng)的實(shí)例化信息112、114和116。例如，功能塊72、74和104可以使用實(shí)例化信息112、114和116以標(biāo)識描述的現(xiàn)場裝置34、36和102并與其通信，以校準(zhǔn)裝置34、36和102，和/或以一般地調(diào)試裝置34、36和102。盡管用戶可以在各個功能塊72、74、104的配置期間手動輸入實(shí)例化信息112、114和116，但是這可能是低效的、耗時(shí)的，并且可能導(dǎo)致疏忽的數(shù)據(jù)錄入錯誤。在一個實(shí)施例中，庫100能夠?qū)崿F(xiàn)屬性替代方法與包括在可重用的控制信息118中的屬性替代信息122的使用，如關(guān)于圖9更詳細(xì)地描述。實(shí)際上，屬性替代信息122可以由庫100提供，適于用作某些值的稍后替代的占位符，因此變?yōu)閷?shí)例化信息112、114和116。即，屬性替代信息122然后可以由期望值(例如，I/O值、校準(zhǔn)值、調(diào)試值)來代替。該期望值將屬性替代信息122轉(zhuǎn)化為實(shí)例化信息112、114和116，如下文更詳細(xì)地描述。圖3是樹形控件124和網(wǎng)格控件126的一個實(shí)施例的屏幕視圖123，這些控件可以被用于定義可重用的控制邏輯118，包括與可重用的通用功能塊120關(guān)聯(lián)的屬性替代信息122。該屏幕視圖123可實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。如以上提及的，通過在一個或多個裝置(例如裝置34、36和102)之中分布可重用的控制邏輯118，以及通過提供屬性替代信息122，庫100可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場裝置的更有效的和更快的配置。樹形控件124和網(wǎng)格控件126可以實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。在描述的實(shí)施例中，樹形控件124包括標(biāo)注為“庫(LIBRARIES) ”的根節(jié)點(diǎn)128，在分級地組織庫100中可用作樹節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？商峁┢渌鼣?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以組織庫100，包括列表、表格和圖形(例如一對多、多對多)。還描述了標(biāo)注為“Libl”的子節(jié)點(diǎn)或子庫節(jié)點(diǎn)130。子庫節(jié)點(diǎn)130是庫100的子庫。實(shí)際上，庫100可以包括一個或多個子庫以更好地組織庫100。子庫節(jié)點(diǎn)130包括標(biāo)注為“AIDemo”的任務(wù)節(jié)點(diǎn)132。子庫可以包括一個或多個任務(wù)節(jié)點(diǎn)、程序節(jié)點(diǎn)、和將控制邏輯和/或功能塊編組的其它編組節(jié)點(diǎn)。例如，任務(wù)節(jié)點(diǎn)132包括標(biāo)注為“AI_1”的功能塊節(jié)點(diǎn)134。該功能塊節(jié)點(diǎn)134可以為例如圖2中描述的通用功能塊72、74或104中的一個(諸如功能塊104 (例如，Al功能塊104))的可視表示。在所示實(shí)施例中，任務(wù)節(jié)點(diǎn)132包括標(biāo)注為“屬性(ATTRIBUTES) ”的子屬性節(jié)點(diǎn) 136。該屬性節(jié)點(diǎn)136可以是屬性替代信息122的可視表示。該子屬性節(jié)點(diǎn)136可用于將與任務(wù)節(jié)點(diǎn)132關(guān)聯(lián)的所有屬性列表。因?yàn)樽訉傩怨?jié)點(diǎn)136被描述為已被用戶選擇，因此示出了與所選擇的子屬性節(jié)點(diǎn)136對應(yīng)的網(wǎng)格控件126。與屬性節(jié)點(diǎn)136對應(yīng)的所有屬性然后可以顯示為網(wǎng)格控件126的行。例如，裝置屬性行138被示出，標(biāo)注為“裝置(DEVICE) ”。裝置屬性行138中包括的信息然后可以用作在功能塊104配置和/或?qū)嵗陂g物理裝置的虛擬占位符。例如，裝置屬性行138捕獲的信息可以包括用于代替物理裝置標(biāo)簽(S卩，唯一裝置標(biāo)識標(biāo)簽)的裝置名稱。通過經(jīng)由裝置屬性行138的使用來提取物理裝置信息，庫100可以實(shí)現(xiàn)功能塊72、74和104的更快、更不易出錯的配置。例如，在一個實(shí)施例中，當(dāng)通過添加Al功能塊節(jié)點(diǎn)134來定義任務(wù)節(jié)點(diǎn)132時(shí)，提示用戶選擇某些屬性值，如關(guān)于圖4更詳細(xì)地描述。圖4是包括標(biāo)注為“輸入屬性實(shí)例值(ENTER THE ATTRIBUTE INSTANCE VALUES)”的屏幕標(biāo)題142的網(wǎng)格控件140的屏幕視圖141。該屏幕視圖141可以實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。該網(wǎng)格控件140和/或類似的圖形用戶接口(GUI)控件可以實(shí)現(xiàn)可重用的邏輯模塊118、可重用的通用功能塊120以及屬性替代信息122的錄入。例如，當(dāng)創(chuàng)建圖3中所示的Al功能塊節(jié)點(diǎn)134時(shí)，可以在那時(shí)提示用戶將塊134與現(xiàn)場裝置相關(guān)聯(lián)。代替輸入實(shí)際的裝置標(biāo)簽，用戶可以輸入替代屬性值，諸如具有值“{Device}”的替代屬性144。這樣，Al功能塊節(jié)點(diǎn)134被配置成使用通用屬性信息而不是特定的裝置信息。任務(wù)132的最終庫100定義則可示出與替代屬性144關(guān)聯(lián)的Al功能塊節(jié)點(diǎn)134，如下文關(guān)于圖5更詳細(xì)地描述。圖5是控制回路視圖中描述的圖2的Al功能塊120的一個實(shí)施例的屏幕視圖145。該屏幕視圖145可以實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。該Al功能塊120示為包括引腳146，該引腳用于將Al功能塊連接到包括模擬輸入功能性的現(xiàn)場裝置(例如，現(xiàn)場裝置34、36和102)。該引腳146被示為帶有標(biāo)注“{Device}”。同樣地，功能塊標(biāo)識148被示為帶有標(biāo)注“ {Device}All”以指示圖4中所示的替代屬性144的使用。如此，用戶可視地鑒定Al功能塊120當(dāng)前指的是替代屬性144而不是物理裝置。通過在控制回路中提供屬性的使用的可視反饋，本文中描述的系統(tǒng)和方法使用戶能夠快速地建立可執(zhí)行的控制邏輯的庫，諸如庫100，具有與通用裝置關(guān)聯(lián)的功能塊。因此，在不具有可期望使用可重用的邏輯模塊118的物理裝置(例如現(xiàn)場裝置34、36,102)和控制器(例如控制器30)的先驗(yàn)知識的情況下，可以定義庫100的可重用的邏輯模塊118。一旦已經(jīng)定義功能塊120，功能塊120就可以由可通信地耦合到庫100的任何數(shù)量的控制器來重用。例如，控制器30可以通過將可重用的通用功能塊120加載到現(xiàn)場裝置102的存儲器中來實(shí)例化可重用的通用功能塊120。在功能塊120的實(shí)例化期間，控制器30可以提示輸入裝置標(biāo)簽以將功能塊120關(guān)聯(lián)到特定的現(xiàn)場裝置(例如裝置34、36、102)，如下文關(guān)于圖6更詳細(xì)地描述。通過在實(shí)例化期間重用通用功能塊120和獲取適于將功能塊120關(guān)聯(lián)到特定的現(xiàn)場裝置的信息，可更容易和快速地配置控制器30。圖6是示出用于將功能塊120的實(shí)例或復(fù)本與標(biāo)注為“FFAI1000”的裝置標(biāo)簽152關(guān)聯(lián)的網(wǎng)格控件150的一個實(shí)施例的屏幕視圖149。該裝置標(biāo)簽152唯一地標(biāo)識現(xiàn)場裝置?！ぴ撈聊灰晥D149可以實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。如以上提及的，控制器30可以通過將功能塊復(fù)制到諸如圖2中所示的裝置102的裝置的存儲器中來創(chuàng)建功能塊120的實(shí)例。所得到的實(shí)例則被示為功能塊104。要理解的是，功能塊120 (以及可重用的邏輯模塊118)可由諸如控制器30之類的任何數(shù)量的控制器從庫100中復(fù)制任意次數(shù)。網(wǎng)格控件150可以提供裝置標(biāo)簽152，該裝置標(biāo)簽152則可用于與物理現(xiàn)場裝置(例如裝置102)關(guān)聯(lián)。這樣，功能塊120實(shí)例化到功能塊104中可以將功能塊104與裝置標(biāo)簽(例如裝置標(biāo)簽152)關(guān)聯(lián)?？刂苹芈啡缓罂梢栽诠δ軌K104中顯示更新的裝置標(biāo)簽152，如下文關(guān)于圖7更詳細(xì)地描述。圖7是示出控制回路視圖中描述的圖2的Al功能塊104的一個實(shí)施例的屏幕視圖155。該屏幕視圖155可以實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。在功能塊120實(shí)例化到裝置102中后，描述Al功能塊104。S卩，功能塊120可以被復(fù)制到裝置102的存儲器中并且被實(shí)例化，因此變成功能塊104。如描述的，引腳154現(xiàn)在被標(biāo)注為“FFAI1000”以反映功能塊104和圖6中所示的裝置標(biāo)簽152的關(guān)聯(lián)。同樣地，功能塊標(biāo)識156現(xiàn)在標(biāo)注為“FFAI1000AII”。裝置標(biāo)簽152然后可以被用于與裝置102通信。在一個實(shí)施例中，可以使用自動化工具以鏈接裝置標(biāo)簽152到期望的現(xiàn)場裝置(諸如裝置102)，如下文關(guān)于圖8更詳細(xì)地描述。圖8是自動化工具158的一個實(shí)施例的屏幕視圖，包括適于將裝置標(biāo)簽152鏈接到諸如圖2中描述的現(xiàn)場裝置102的物理現(xiàn)場裝置的網(wǎng)格控件162和樹形控件160。該自動化工具158可以實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。通過鏈接或以其它方式關(guān)聯(lián)裝置標(biāo)簽152到現(xiàn)場裝置102，圖2和7中所示的實(shí)例化功能塊104可用于期望的現(xiàn)場裝置102中。在描述的實(shí)施例中，樹形控件160包括標(biāo)注為“分布式I/O”的根節(jié)點(diǎn)164，表示可以被附連到例如控制器30的硬件。根節(jié)點(diǎn)164包括可以表示諸如圖I中所示的鏈接裝置46之類的鏈接裝置的鏈接裝置節(jié)點(diǎn)166。鏈接裝置46的段端口 62則被示為子段節(jié)點(diǎn)168。因?yàn)楝F(xiàn)場裝置102可以連接到段62，因此現(xiàn)場裝置102被描述為段節(jié)點(diǎn)168的子現(xiàn)場裝置節(jié)點(diǎn)170。同樣地，Al功能塊節(jié)點(diǎn)172可以用于可視地表示在現(xiàn)場裝置102中實(shí)例化的功能塊104。網(wǎng)格控件162被描述為包括標(biāo)注為“FFAI1000AII”的塊標(biāo)簽174。該塊標(biāo)簽174唯一地標(biāo)識功能塊(例如功能塊104)并且提供與所標(biāo)識的功能塊通信的機(jī)制。在一個實(shí)施例中，網(wǎng)格控件162可以被用于輸入功能塊節(jié)點(diǎn)172的各種屬性，以及可被用于將圖6中所示的裝置標(biāo)簽152鏈接或關(guān)聯(lián)到塊標(biāo)簽174?？梢允褂闷渌夹g(shù)以將裝置標(biāo)簽152鏈接或關(guān)聯(lián)到塊標(biāo)簽174，諸如在節(jié)點(diǎn)172上右單擊以輸入鏈接信息，以及提供用于鏈接信息的菜單。也可以提供搜索工具以自動地搜索某些裝置標(biāo)簽(諸如裝置標(biāo)簽152)，和將裝置標(biāo)簽鏈接或關(guān)聯(lián)到塊標(biāo)簽174。通過提供用于將裝置標(biāo)簽152鏈接到物理現(xiàn)場裝置的鏈接中可用的各種系統(tǒng)，本文中描述的系統(tǒng)和方法能夠?qū)崿F(xiàn)替代控制邏輯118的有效的重用。
圖9是描述適于在一個或多個現(xiàn)場裝置(包括圖2中所示的裝置34、36和102)中重用控制邏輯118的過程180的一個實(shí)施例的流程圖。該過程180可以實(shí)現(xiàn)為存儲在非臨時(shí)性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如計(jì)算機(jī)12的易失性或非易失性存儲器16)上的可執(zhí)行代碼指令。在描述的實(shí)施例中，可重用的控制信息，諸如圖2中所示的可重用的邏輯模塊118、可重用的通用功能塊120以及替代I/O信息122，可以在庫(例如庫100)中定義(框182)。如以上提及的，圖3和4的屏幕視圖123和141可以用于定義庫100 (框182)。然后可以在諸如控制器30之類的控制器中實(shí)例化定義的可重用的控制信息118 (框184)。例如，可重用的控制信息118可以被復(fù)制到控制器30的存儲器42中。然后可用實(shí)際現(xiàn)場裝置(例如現(xiàn)場裝置34、36、38、40、100)信息替代包括在可重用的控制信息118中的某些信息，諸如替代I/O信息122(框186)。例如，可用將期望的功能塊鏈接或關(guān)聯(lián)到期望的現(xiàn)場裝置的物理信息(例如裝置標(biāo)簽)替代屬性信息(例如通用裝置)。在一個實(shí)施例中，諸如圖8中所示的自動化工具158之類的自動化工具可用于將替代I/O信息122替代。替代的信息(例如實(shí)例化信息112、114、116)然后可以實(shí)現(xiàn)邏輯模塊(例如邏輯模塊106、108、110)的執(zhí)行(框188)。通過提供可以容易且有效地實(shí)例化到可執(zhí)行的控制邏輯106、108和110中的可重用的控制邏輯118，本文中描述的系統(tǒng)和方法能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場裝置34、36、38、40和/或102的更有效的配置和/或調(diào)試。本發(fā)明的技術(shù)效果包括在一個或多個現(xiàn)場裝置和控制器中可重用的控制邏輯(包括可重用的通用功能塊)的重用。在特定的現(xiàn)場裝置的配置期間，通用功能塊可以被復(fù)制或?qū)嵗街付ǖ默F(xiàn)場裝置中?？捎美缥ㄒ坏貥?biāo)識特定的現(xiàn)場裝置的裝置標(biāo)簽替代與通用功能塊關(guān)聯(lián)的屬性。如此，唯一地標(biāo)識實(shí)例化功能塊的功能塊標(biāo)簽可以鏈接到唯一地標(biāo)識現(xiàn)場裝置的裝置標(biāo)簽?？梢酝ㄟ^適于用裝置特定的信息取代屬性信息的自動化工具的使用，使得屬性替代自動化。該書面描述使用示例以公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造或使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求來定義，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權(quán)利要求的文字語言沒有不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求的文字語言的非實(shí)質(zhì)差別的等效結(jié)構(gòu)要素，那么它們確定為在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。部件列表10工業(yè)過程控制系統(tǒng)
12計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14處理器16存儲器18人機(jī)接口(HMI)軟件24監(jiān)測控制及數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)20制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)22分布式控制系統(tǒng)(DCS)26工廠數(shù)據(jù)高速通道 28單元數(shù)據(jù)高速通道30工業(yè)控制器32處理器34渦輪系統(tǒng)36溫度傳感器38 閥40 泵42存儲器44鏈接裝置46鏈接裝置48輸入/輸出(I/O)網(wǎng)絡(luò)50H1 網(wǎng)絡(luò)52處理器54處理器56存儲器58存儲器60 段端口62 段端口64DD 文件66DD 文件68DD 文件70DD 文件72功能塊74功能塊76功能塊78功能塊80處理器82處理器84處理器86處理器88存儲器
90存儲器92存儲器94存儲器100 庫102現(xiàn)場裝置η104功能塊106 模塊108 模塊 110 模塊112實(shí)例化信息114實(shí)例化信息116實(shí)例化信息118可重用的控制信息120可重用的通用功能塊122屬性替代信息123屏幕視圖124樹形控件126網(wǎng)格控件128根節(jié)點(diǎn)130子庫節(jié)點(diǎn)132任務(wù)節(jié)點(diǎn)134功能塊節(jié)點(diǎn)136子屬性節(jié)點(diǎn)138裝置屬性行140網(wǎng)格控件141屏幕視圖142屏幕標(biāo)題144替代屬性145屏幕視圖146 引腳148功能塊標(biāo)識149屏幕視圖150網(wǎng)格控制152裝置標(biāo)簽155屏幕視圖154 引腳156功能塊標(biāo)識158自動化工具160樹形控件
162網(wǎng)格控件164根節(jié)點(diǎn)166鏈接裝置節(jié)點(diǎn)168子段節(jié)點(diǎn)170子現(xiàn)場裝置節(jié)點(diǎn)172AI功能塊節(jié)點(diǎn)174塊標(biāo)簽180 過程
182 塊184 塊186 塊188 塊
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 庫(100)，配置成存儲可重用的可執(zhí)行控制信息(118)和替代信息(122);以及 控制器(30)，配置成將所述可重用的可執(zhí)行控制信息(118)在存儲器中實(shí)例化以及將所述替代信息(122)與現(xiàn)場裝置(34、36、38、40、102)相關(guān)聯(lián)。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述現(xiàn)場裝置(34、36、38、40、102)包括現(xiàn)場總線基金會現(xiàn)場裝置、HART現(xiàn)場裝置、Profibus現(xiàn)場裝置或其組合。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述可重用的可執(zhí)行控制信息(118)包括功能塊(120)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，功能塊(120)包括以下至少一個顯示塊、模擬輸入(Al)塊、模擬輸出(AO)塊、尚散輸入塊、尚散輸出塊、診斷塊、多模擬輸入塊、多模擬輸出塊、比例-積分-微分(PID)控制塊、增強(qiáng)型PID控制塊、先進(jìn)PID控制塊、算法塊、分離器塊、信號表征器塊、積分器塊、模擬警報(bào)塊、輸入選擇器塊、設(shè)定點(diǎn)斜坡發(fā)生器塊、計(jì)時(shí)器和邏輯塊、超前滯后塊、輸出信號選擇器和動態(tài)限制器塊、密度塊、常量塊、自定義塊、流量傳感器塊或者雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和邊緣觸發(fā)器塊。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述替代信息(122)包括配置成標(biāo)識所述現(xiàn)場裝置(34、36、38、40、102)的裝置標(biāo)簽、裝置校準(zhǔn)值、裝置調(diào)試值或其組合。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，包括自動化工具(158)，所述自動化工具(158)配置成將所述替代信息(122)與所述現(xiàn)場裝置(34、36、38、40、102)相關(guān)聯(lián)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述自動化工具(158)包括樹形控件(160)、網(wǎng)格控件(162)或其組合，這些控件配置成將所述替代信息(122)與所述現(xiàn)場裝置(34、36、38、40、102)相關(guān)聯(lián)。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述控制器(30)包括所述自動化工具(158)。
9.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，包括鏈接裝置(44、46)、高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(48)以及基金會Hl網(wǎng)絡(luò)(50)，其中所述鏈接裝置(44、46)配置成將所述高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(48)鏈接到所述基金會Hl網(wǎng)絡(luò)(50)，以及所述現(xiàn)場裝置(34、36、38、40、102)附連到所述基金會Hl網(wǎng)絡(luò)(50)。
10.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，包括具有所述庫(100)的人機(jī)接口(HMI)系統(tǒng)(18)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES) (20)、分布式控制系統(tǒng)(DCS) (22)、監(jiān)測控制及數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)(24)或其組合。
11.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，包括具有所述現(xiàn)場裝置(34、36、38、40、102)的渦輪系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明名稱是“用于功能塊實(shí)例化的系統(tǒng)和方法”。本文中描述的實(shí)施例包括一種系統(tǒng)和一種方法。在一個實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括配置成存儲可重用的可執(zhí)行控制信息(118)和替代信息(122)的庫(100)。該系統(tǒng)還包括配置成將可重用的可執(zhí)行控制信息(118)在存儲器中實(shí)例化以及將替代信息(122)與現(xiàn)場裝置(34、36、38、40、102)相關(guān)聯(lián)的控制器(30)。
文檔編號G05B19/02GK102890453SQ20121037550
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者D·R·克雷夫特, R·W·格魯布斯, A·S·德莫里斯 申請人:通用電氣公司