用于執(zhí)行輔助配方及批處理配方的方法及設(shè)備的制造方法
【專利說明】用于執(zhí)行輔助配方及批處理配方的方法及設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是于2008年11月13日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?00810176464.2、標(biāo)題為“用于執(zhí)行輔助配方及批處理配方的方法及設(shè)備”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明總體上涉及過程控制系統(tǒng)，尤其涉及用于執(zhí)行與過程控制系統(tǒng)相關(guān)的輔助配方及批處理配方的方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]過程控制系統(tǒng)-如那些用于化學(xué)、石油或其他過程的過程控制系統(tǒng)-典型地包括一個(gè)或多個(gè)過程控制器及輸入/輸出(I/o)設(shè)備，過程控制器及輸入/輸出(I/O)設(shè)備通過模擬總線、數(shù)字總線或模擬/數(shù)字混合總線，與至少一個(gè)主機(jī)或操作員工作站及與一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備通信連接。所述現(xiàn)場設(shè)備可能是閥、閥定位器、開關(guān)及變送器(例如溫度傳感器、壓力傳感器及流率傳感器)，它們?cè)谶^程中發(fā)揮功能，如開啟及/或關(guān)閉閥及測量過程參數(shù)。所述過程控制器接收所述現(xiàn)場設(shè)備所進(jìn)行的過程測量的信號(hào)及/或關(guān)于所述現(xiàn)場設(shè)備的其他信息，并使用這些信息來實(shí)施控制例程，然后產(chǎn)生控制信號(hào)并通過所述總線及/或其他通信線傳送至所述現(xiàn)場設(shè)備，以控制所述過程的操作。照這樣，所述過程控制器可以通過所述總線及/或其他與所述現(xiàn)場設(shè)備通信連接的通信鏈路，使用所述現(xiàn)場設(shè)備來執(zhí)行及協(xié)調(diào)控制策略。
[0004]過程控制系統(tǒng)經(jīng)常配置成根據(jù)批處理配方來執(zhí)行過程，以生產(chǎn)產(chǎn)品。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師或工程師在設(shè)計(jì)時(shí)間準(zhǔn)備配方，并存儲(chǔ)所述配方以供過程控制系統(tǒng)隨后多次使用。配方典型地包括單元程序、操作及階段的組合，而所有單元程序、操作及階段包括提供給控制過程設(shè)備(例如容器槽、大桶、混合器、鍋爐、蒸發(fā)器、栗、閥等等)的指令，以便在過程控制系統(tǒng)中傳送、混合及以各種方式處理配料，從而產(chǎn)生產(chǎn)品。
[0005]在典型的情況下，過程控制系統(tǒng)從開始到結(jié)束一直執(zhí)行配方，以生產(chǎn)期望的產(chǎn)品。然而，在有些情況下，由于(例如)配料誤差、需要精煉產(chǎn)品、外部或環(huán)境因素(例如溫度、濕度等等)負(fù)面地影響某些操作等原故，造成有需要不按照配方的常規(guī)過程流程來進(jìn)行過程。配方常常被指定在沒有中斷或更改的情況下從開始到結(jié)束一直按照過程流程來執(zhí)行。因此，目前還沒有可在配方的執(zhí)行已經(jīng)開始之后對(duì)配方進(jìn)行更改的簡易方法。如果過程因任何原因在配方的執(zhí)行期間發(fā)生錯(cuò)誤，或如果所述配方需要在執(zhí)行已經(jīng)開始之后進(jìn)行更改，已經(jīng)部分處理的昂貴配料可能必須廢棄，以便在設(shè)計(jì)時(shí)間期間重新設(shè)計(jì)所述配方，然后接著重新啟動(dòng)所述配方。一種在配方執(zhí)行期間進(jìn)行配方更改的傳統(tǒng)方法需經(jīng)驗(yàn)豐富的操作員或操作員組合共同人工地停止配方的某些過程步驟、去除或繞過配方中的不必要的過程步驟以及插入期望的過程步驟，并同時(shí)確保任何所述更改不違反公司標(biāo)準(zhǔn)過程流程規(guī)則及/或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)過程流程規(guī)則。由于這樣的人工過程需要操作員具備專門技術(shù)以確保產(chǎn)品品質(zhì)不受負(fù)面影響及/或確保安全操作條件得以維持，所以失于煩瑣、昂貴、費(fèi)時(shí)及易于傾向錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本專利描述在過程控制系統(tǒng)中用于執(zhí)行輔助配方及批處理配方的方法及設(shè)備。根據(jù)一個(gè)描述范例，一種方法涉及執(zhí)行第一配方以及在完成所述第一配方之前識(shí)別輔助配方。所述范例方法也涉及確定所述第一配方是否已經(jīng)達(dá)到所述輔助配方可以被執(zhí)行時(shí)的輸入點(diǎn)。所述輔助配方接著被執(zhí)行，以響應(yīng)確定所述第一配方已經(jīng)達(dá)到所述輸入點(diǎn)。
[0007]根據(jù)另一個(gè)描述范例，一種范例設(shè)備包括配方界面，以便在批處理配方的執(zhí)行期間獲取輔助配方。所述范例設(shè)備也包括過程狀態(tài)識(shí)別器，以確定所述批處理配方是否已經(jīng)達(dá)到所述輔助配方可以被執(zhí)行時(shí)的輸入點(diǎn)。此外，所述范例設(shè)備還包括操作模式選擇器，以促使所述輔助配方的執(zhí)行，以響應(yīng)確定所述批處理配方已經(jīng)達(dá)到所述輸入點(diǎn)。
[0008]根據(jù)另一個(gè)描述范例，一種范例方法涉及接收第一及第二配方以及識(shí)別所述第一配方中的至少兩個(gè)過程步驟之間的過渡點(diǎn)。所述范例方法也涉及確定所述第二配方是否可以在所述過渡點(diǎn)執(zhí)行。配方輸入點(diǎn)接著與所述第二配方連同存儲(chǔ)，以響應(yīng)確定所述第二配方可以在所述過渡點(diǎn)執(zhí)行。所述配方輸入點(diǎn)相應(yīng)于所述過渡點(diǎn)。
[0009]根據(jù)另一個(gè)描述范例，一種范例設(shè)備包括配方分析器(以接收第一及第二配方)以及階段過渡識(shí)別器(以識(shí)別所述第一配方中的至少兩個(gè)過程步驟之間的過渡點(diǎn))。所述范例設(shè)備也包括規(guī)則遵守校驗(yàn)器，以確定所述第二配方是否可以在所述過渡點(diǎn)執(zhí)行。此外，所述范例設(shè)備還包括輸入點(diǎn)產(chǎn)生器，以便將配方輸入點(diǎn)與所述第二配方連同存儲(chǔ)，以響應(yīng)確定所述第二配方可以在所述過渡點(diǎn)執(zhí)行。
[0010]根據(jù)另一個(gè)描述范例，一種范例設(shè)備包括配方界面，以便在批處理配方的執(zhí)行期間獲取輔助配方。所述批處理配方與第一配方標(biāo)識(shí)符相關(guān)，而所述輔助配方與等同所述第一配方標(biāo)識(shí)符的第二配方標(biāo)識(shí)符相關(guān)。此外，所述范例設(shè)備還包括資源管理器，以便根據(jù)所述第一配方標(biāo)識(shí)符來識(shí)別為所述批處理配方保留的設(shè)備，以及根據(jù)等同所述第一配方標(biāo)識(shí)符的所述第二配方標(biāo)識(shí)符使所述輔助配方容易使用所述設(shè)備。所述范例設(shè)備也包括操作模式選擇器，以促使所述輔助配方的執(zhí)行。所述輔助配方需使用所述資源管理器根據(jù)所述第一及第二配方標(biāo)識(shí)符來識(shí)別、為所述批處理配方保留的所述設(shè)備。
【附圖說明】
[0011]圖1為一框圖，其圖解一范例企業(yè)，該范例企業(yè)中可以實(shí)施在此描述的范例方法及設(shè)備。
[0012]圖2為一圖形用戶界面(⑶I)，其顯示一范例程序功能圖(PFC)視圖界面及一輔助配方視圖界面。
[0013]圖3為一框圖，其顯示一范例設(shè)備，該范例設(shè)備可以用于在設(shè)計(jì)階段確定批處理配方中的輔助配方輸入點(diǎn)。
[0014]圖4為一框圖，其顯示一范例設(shè)備，該范例設(shè)備可以用于在批處理配方的執(zhí)行已經(jīng)開始之后執(zhí)行輔助配方。
[0015]圖5描繪一范例方法的流程圖，該范例方法可以用于實(shí)施圖3的范例設(shè)備，以便在設(shè)計(jì)階段確定批處理配方中的輔助配方輸入點(diǎn)。
[0016]圖6A及6B描繪一范例方法的流程圖，該范例方法可以用于實(shí)施圖4的范例設(shè)備，以便在批處理配方的執(zhí)行已經(jīng)開始之后執(zhí)行輔助配方。
[0017]圖7為一框圖，其顯示一范例處理器系統(tǒng)，該范例處理器系統(tǒng)可以用于實(shí)施在此描述的方法及設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0018]雖然以下描述的范例方法及設(shè)備除了包括其他元件之外，還包括在硬件上執(zhí)行的軟件及/或固件，但應(yīng)該注意的是，這些范例僅僅是在于闡明本發(fā)明，因此不應(yīng)被當(dāng)成是限制本發(fā)明包括的范圍。例如，預(yù)期任何或所有這些硬件、軟件及固件構(gòu)件可以單獨(dú)地實(shí)施于硬件、單獨(dú)地實(shí)施于軟件或?qū)嵤┯谌魏斡布c軟件的組合。因此，雖然以下描述一些范例方法及設(shè)備，但本領(lǐng)域的普通工程技術(shù)人員將可以理解，在此提供的這些范例并不是實(shí)施這些方法及設(shè)備的僅有途徑。
[0019]在此描述的范例方法及設(shè)備可以用于在批處理配方已經(jīng)開始在過程控制系統(tǒng)中執(zhí)行之后執(zhí)行輔助配方。在執(zhí)行一配方(例如批處理、程序等等)時(shí)，問題或其他情況可能發(fā)生，而操作員可能希望通過執(zhí)行另一配方(例如輔助配方)來進(jìn)行糾正，以執(zhí)行不是當(dāng)前活動(dòng)或運(yùn)行的批處理配方的部分的操作。所識(shí)別的問題或情況可以是由所述過程控制系統(tǒng)外部的因素導(dǎo)致，例如由錯(cuò)誤配料的傳輸、不正確地過程設(shè)置導(dǎo)致或僅僅因期望更改最終產(chǎn)品的構(gòu)成而導(dǎo)致。例如，在運(yùn)行批處理配方時(shí)，操作員可能為了糾正混合物存在的問題而決定必須清洗容器槽、大桶、混合器等等。
[0020]傳統(tǒng)的在批處理配方正在執(zhí)行時(shí)執(zhí)行輔助配方的方法需要操作員以人工執(zhí)行模式來運(yùn)行所述批處理配方、停止某些操作或過程步驟、人工運(yùn)行所述輔助配方、在完成人工運(yùn)行所述輔助配方之后結(jié)束所述輔助配方以及將所述批處理配方設(shè)置成以自動(dòng)模式再次運(yùn)行。在這整個(gè)過程期間，操作員必須認(rèn)識(shí)到，停止所述批處理配方的過程步驟及執(zhí)行所述輔助配方的其他過程步驟不能違反任何過程流程規(guī)則。過程流程規(guī)則可以是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及/或制造商標(biāo)準(zhǔn)，而且它們用于確保安全操作及促進(jìn)高品質(zhì)的過程操作。定義過程流程規(guī)則的一個(gè)范例標(biāo)準(zhǔn)是S-88ANSI/ISA-S88.01-1995Batch Standard (批處理標(biāo)準(zhǔn))。然而，其他適用于過程流程規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)可以附加地或選擇地與在此描述的范例方法及設(shè)備連同使用。
[0021]在批處理配方已經(jīng)開始時(shí)使用傳統(tǒng)技術(shù)來人工地執(zhí)行輔助配方是非常困難和復(fù)雜的過程，這是由于設(shè)備已經(jīng)由所述正在執(zhí)行的批處理配方擁有或已經(jīng)為所述正在執(zhí)行的批處理配方保留。要使用傳統(tǒng)技術(shù)來執(zhí)行另一配方，需要釋放由所述當(dāng)前正在執(zhí)行的配方保留的設(shè)備，以及由隨后的配方重新獲取所述設(shè)備，然后執(zhí)行。人工地執(zhí)行所述輔助批處理配方需要高度熟練的人員，并易于造成誤差，這將導(dǎo)致昂貴的錯(cuò)誤(例如需要丟棄大量廢損產(chǎn)品)及時(shí)間損失(例如重新配置配方及重新啟動(dòng)過程所需要的時(shí)間)，而且經(jīng)常面對(duì)損失整批產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)。此外，人工地執(zhí)行輔助配方也可能導(dǎo)致操作員或操作員們重復(fù)嘗試正確地執(zhí)行所述輔助配方而耗費(fèi)時(shí)間。
[0022]與傳統(tǒng)的用于在批處理配方已經(jīng)開始執(zhí)行之后執(zhí)行輔助配方的方法需要用戶互動(dòng)及專門技術(shù)不同，在此描述的范例方法及設(shè)備使用戶能夠在批處理配方的執(zhí)行期間以少得多的用戶互動(dòng)來執(zhí)行輔助配方。明確地說，在此描述的用于執(zhí)行輔助配方的范例方法及設(shè)備涉及在可以在相應(yīng)的批處理配方之下(例如作為相應(yīng)的批處理配方的部分、在相同的前后關(guān)系內(nèi)、在相同的執(zhí)行環(huán)境內(nèi)等等)運(yùn)行的設(shè)計(jì)階段或配置階段定義一個(gè)或多個(gè)配方。換句話說，在設(shè)計(jì)或配置階段，配方設(shè)計(jì)師確保預(yù)計(jì)與特定批處理配方連同執(zhí)行的每個(gè)輔助配方不違反任何過程執(zhí)行規(guī)則(例如S-88批處理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則)或不以任何方式抵觸所述批處理配方的執(zhí)行。在所述輔助配方的設(shè)計(jì)期間，可以使用一過程來識(shí)別所述批處理配方在其可以暫停時(shí)的輸入點(diǎn)，而且可以執(zhí)行所述輔助配方以避免違反過程流程規(guī)則及/或避免抵觸所述批處理配方的執(zhí)行。為了在批處理配方的執(zhí)行期間執(zhí)行輔助配方，在此描述的范例方法及設(shè)備涉及監(jiān)測所述批處理配方的進(jìn)展，以便在所述批處理配方過程期間識(shí)別一個(gè)或多個(gè)預(yù)定輸入點(diǎn)、在所述批