Соединение специализированной системы, например измерительной системы, с системами управления
Изобретение относится к системам обработки информации, в частности к измерительным системам, выполненным с возможностью соединения со специализированными системами. Техническим результатом является повышение точности при управлении физическим процессом. Устройство обработки данных содержит: процессор, память, соединенную с процессором, и коммуникационный порт, выполненный с возможностью соединения с магистральной сетью связи системы управления. Память хранит программу, побуждающую процессор выборочно участвовать, через коммуникационный порт, в качестве устройства обработки данных системы управления первого производителя, при этом система управления выполняет первый специализированный протокол связи между устройствами обработки данных, и участвовать, через коммуникационный порт, в качестве устройства обработки данных второго производителя, отличного от первого производителя, при этом система управления второго производителя выполняет второй специализированный протокол связи между устройствами обработки данных. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Производители распределенных систем управления процессом проектируют свои системы управления так, чтобы они могли использоваться с разнообразными промышленными процессами. Например, обычное аппаратное и программное обеспечение, которое может создавать производитель распределенной системы управления, может быть использовано в таких разнообразных приложениях, как эксплуатация силовой установки для управления аппаратурой пищеобрабатывающей установки. По этой причине производители распределенных систем управления специально создают свои системы так, чтобы их системы легко адаптировались к разнообразным управляемым процессам.
Однако существуют такие сегменты рынка в области управления процессами, для которых обычные системы управления процессом не совсем подходят. Например, измерение потока углеводородов (например, природного газа, сжиженного природного газа, нефти, бензина) для целей передачи потребителю является сегментом рынка, для которого обычные средства, используемые в распределенных системах управления процессом, не подходят. Иначе говоря, в то время как некоторые распределенные системы управления процессом могут иметь функциональные блоки для выполнения измерительных расчетов потока, обеспечиваемые измерительные расчеты потока имеют недостаточную точность для целей передачи продукта потребителю (т.е. для выставления счетов). Более того, во многих странах существуют требования, касающиеся проведения аудиторских проверок по вопросам измерения расхода углеводородов, и обычные средства для измерения расхода в системах управления процессом не удовлетворяют таким требованиям. Еще один пример сегмента рынка, для которого распределенные системы управления процессом не совсем подходят, - это системы управления турбинами (например, газовыми турбинами, паровыми турбинами). Система управления турбиной управляет не только положением клапана для управления скоростью/нагрузкой турбины, но также выполняет такие различные специальные функции, как тепловое старение турбины для подходящего расширения различных компонентов после периодов бездействия, а в случае газовых турбин обеспечивает управление потоком. Еще один пример сегмента рынка, для которого распределенные системы управления процессом не совсем подходят, - это мониторинг качества углеводородов (например, теплотворная способность, состав углеводородов, содержание жидкости в потоке природного газа), и некоторые правовые инстанции предъявляют также специфические метрологические требования, относящиеся к мониторингу качества.
Из-за сложности систем и требований, предъявляемых к специализированным системам, таким как системы для измерения углеводородов для передачи продукта потребителю, управления турбиной и мониторинга качества углеводородов, известные специализированные системы являются отдельными физическими системами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже подробно описаны варианты реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает в целом систему, имеющую по существу независимые части системы управления и части измерительной системы;
Фиг.2 показывает систему в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации;
Фиг.3 показывает измерительную систему, связанную с магистральной сетью связи систем управления;
Фиг.4 показывает компьютерный способ в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации;
Фиг.5 показывает компьютерный способ в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации;
Фиг.6 показывает устройство обработки данных в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации.
ПРИМЕЧАНИЕ И ТЕРМИНОЛОГИЯ
В следующем описании и формуле изобретения используются определенные термины, относящиеся к отдельным компонентам системы. Как понятно специалистам в области техники, производители распределенного оборудования для управления процессом могут ссылаться на элементы под разными наименованиями. Настоящий документ не производит различие между элементами, отличающимися наименованием, но не функциональным назначением.
В следующем обсуждении и в формуле изобретения термины «включающий» и «содержащий» используются в неограничительном смысле и таким образом должны интерпретироваться по значению как «включающий без ограничения». Точно так же предполагается, что термин «соединение» или «соединения» означает прямое или непрямое соединение. Таким образом, если первое устройство соединено со вторым устройством, то это соединение может быть реализовано через прямое соединение или через непрямое соединение - через другие устройства и соединения.
«Поточный компьютер» означает аппаратное устройство, имеющее процессор, исполняющее программное обеспечение и взаимодействующее непосредственно или опосредованно с оборудованием для измерения расхода текучей среды (например, акустическими измерители потока, передатчиками, соединенными с измерительной диафрагмой). Поточный компьютер может также рассчитывать поток текучей среды (например, в случае измерительной диафрагмы) и затем сохранять значения потока за один или несколько циклов измерений. Поточный компьютер может быть специализированным устройством или виртуальным устройством, исполняемым в устройстве обработки данных, выполняющем также другие функции, например функции, связанные с требованиями метрологического аудита.
«Магистральная сеть связи системы управления» относится к сети связи, через которую устройства обработки данных (например, распределенные устройства обработки данных, интерфейсы человек/машина, серверы архивных данных контроллеров с программируемой логикой) взаимодействуют друг с другом. «Магистральная сеть связи системы управления» отличается от сетей, которые соединяют устройства ввода/вывода с полевыми устройствами (например, HART, Modbus).
Выражение «участвовать в качестве устройства обработки данных в системе управления» означает, что система управления может определять присутствие функциональных блоков, работающих в устройстве обработки данных, присоединенном при помощи магистральной сети связи, и что система управления может визуально отображать функциональные блоки.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следующее рассмотрение относится к различным вариантам реализации изобретения. Хотя одному или более из этих вариантов может быть отдано предпочтение, раскрытые варианты не должны быть истолкованы или использованы как ограничение объема изобретения, включая пункты патентной формулы. Кроме того, любой технический специалист поймет, что следующее описание имеет широкое приложение и обсуждение любого варианта предназначено только для иллюстрации этого варианта и не предназначено для утверждения, что объем изобретения, включая пункты патентной формулы, ограничивается этим вариантом.
Перед обращением к специфике различных вариантов, отметим, что в этом описании обсуждается сочетание системы управления и специализированной системы. Научно-производственный контекст различных вариантов реализации относится к специализированной системе для выполнения измерений, связанных с углеводородами. В соответствии с этим, нижеследующее подробное описание относится главным образом к этому научно-производственному контексту. Вместе с тем, описанные далее принципы могут быть также распространены на другие специализированные системы, например системы для управления турбиной, комплексы для диагностики и мониторинга и системы для мониторинга качества углеводородов.
На фиг.1 показана в целом система 10, содержащая систему 12 управления (например, распределенную систему управления процессом) и отдельную измерительную систему 14. Система 12 содержит в качестве примера два распределенных устройства 16, 18 обработки данных. Каждое из устройств 16, 18 соединено по меньшей мере с одним устройством 20, 22 ввода/вывода соответственно. Каждое из устройств 16, 18 исполняет управляющее программное обеспечение, которое отслеживает параметры физического процесса с помощью устройств ввода/вывода, рассчитывает управляющие выходные значения, связанные с физическим процессом, и направляет выходные значения на устройства 20, 22. Распределенные блоки обработки данных обмениваются друг с другом и другими устройствами через магистральную сеть 24 связи показаниями работающих функциональных блоков и значениями данных, связанных с функциональными блоками. Например, интерфейс 26 человек/машина может быть соединен с магистральной сетью 24 связи и может позволять пользователю программировать распределенные устройства 16, 18 и/или отслеживать параметры процесса. Сходным образом, блок 28 архивного сервера может быть соединен с магистральной сетью 24 связи.
Как показано на фиг.1, хотя известная система 12 может выполнять измерения расхода, функциональные возможности, связанные с измерением расхода и обеспечиваемые производителем распределенной системы управления процессом, могут не подходить для случаев приемки-сдачи продукта. Например, расчеты измерения потока, выполненные распределенными устройствами 16 и 18 распределенной системы управления процессом, могут иметь недостаточную точность, могут не обеспечивать выполнение большинства актуальных расчетных уравнений потока и/или могут не соответствовать регулирующим требованиям, устанавливаемым различными утвержденными законом органами управления применительно к приемке-сдаче продукта.
Для того чтобы обеспечить в общем систему управления как возможностью управления физическим процессом, так и возможностью измерения с достаточной точностью для приемки-сдачи, в известных технических решениях используют отдельную и независимую измерительную систему 14. Любые значения данных от измерительной системы 14, используемые системой 12, обменивают через канал 30 связи, соединяющий две системы. Во многих случаях производители управляющей системы 12 и измерительной системы 14 разные, что делает трудным обмен значениями данных между распределенной системой 12 и измерительной системой 14. То же самое справедливо для других специализированных систем, например систем для управления турбиной, комплексами для диагностики и мониторинга и средствами для мониторинга качества углеводородов.
Обращаясь вновь к фиг.1, отметим, что проиллюстрированная измерительная система 14 содержит по меньшей мере один поточный компьютер 32, 34. Каждый поточный компьютер соединен по меньшей мере с одним измерительным устройством. В проиллюстрированном на фиг.1 случае компьютер 32 соединен с измерительными устройствами 36 и 38, а компьютер 34 соединен с измерительными устройствами 40 и 42. Компьютеры 32, 34 могут таким образом принимать либо мгновенные значения потока от измерительных устройств, либо необработанные входные значения, на основании которых рассчитывают значения потока. Кроме того, компьютеры 32, 34 могут накапливать (суммировать) мгновенные значения потока для выработки общих значений потока в течение предопределенного периода времени. Компьютеры 32, 34 могут обмениваться значениями данных друг с другом и с другими устройствами с помощью магистральной сети 44 связи. Программирование и мониторинг компьютеров 32, 34 и/или их любых расчетных или накопленных значений могут быть осуществлены при помощи интерфейса 46 человек/машина, который сходным образом соединен с магистральной сетью 44. Кроме того, в проиллюстрированном на фиг.1 случае измерительная система 14 может содержать устройство 48 межсетевого интерфейса, которое соединено с магистральной сетью 44. В некоторых случаях устройство 48 может исполнять программы для обеспечения соответствия требованиям метрологического аудита любого утвержденного законом управляющего органа, в юрисдикции которого находится работа системы 14.
Как упомянуто выше, во многих случаях производители системы 12 и специализированной системы, например измерительной системы 14, разные. Поскольку каждый изготовитель работает с разными протоколами своих соответствующих магистральных сетей 24 и 44 связи, прямое соединение магистральных сетей связи между системой 12 и приводимой в качестве примера измерительной системой 14 может быть невозможным. Таким образом, фиг.1 иллюстрирует ситуацию, когда устройство 48 действует не только для обеспечения соответствия требованиям метрологического аудита, но также выполняет функцию механизма, посредством которого происходит обмен значениями данных между системой 12 и измерительной системой 14. Еще более детально, в известных устройствах обмен значениями между системой 12 и приводимой в качестве примера измерительной системой 14 происходит через специализированный коммуникационный канал 30, отличный от магистральной сети связи обеих систем. Физический уровень коммуникационного канала 30, а также используемый протокол связи, могут быть различными. Например, коммуникационный канал 30 может быть интерфейсом промышленной сети связи Modbus RTU, Modbus-TSP или коммуникационным каналом, совместимым с OPC Specification. Коммуникационный канал 30 соединен с одним из распределенных устройств обработки данных, например распределенным устройством 16 обработки данных. Коммуникационный канал 30 является просто каналом для передачи значений данных, и другие функции управляющего типа не могут обеспечиваться через коммуникационный канал 30. Например, система 12 не может через коммуникационный канал распознавать наличие блоков специфических функций, присутствующих в измерительной системе 14. Так как система управления 12 не может распознавать такие блоки, система управления не может вырабатывать индикацию функциональных блоков и точно также не может вносить изменения в функциональные блоки. Более того, система 12 не может создавать новые функциональные блоки в измерительной системе 14 для работы через коммуникационный канал 30.
Так как коммуникационный канал 30 может частично подходить для обмена данными между различными системами, то для того чтобы сформировать обмен данных каждый изготовитель вырабатывает перечень точек данных, предназначенных для обмена, и эти перечни обмениваются между изготовителями. Каждый производитель затем формирует свою соответствующую систему для передачи и приема предусмотренных точек данных. Кроме того, производитель измерительной системы 14 создает отчеты и отображает и инициализирует архивные функции, которые относятся к измерительной системе 14 и могут быть доступны и/или просмотрены только внутри системы 14. Сходным образом, производитель управляющей системы создает отчеты и отображает и инициализирует архивные функции, которые относятся к значениям измерительной системы 14 и могут быть доступны и/или просмотрены только внутри системы 12. Как очевидно из данного обсуждения, существует много дублирующих действий на каждой стороне коммуникационного канала 30, чтобы обеспечить возможность обмена данными между системой 12 и специализированной системой (например, измерительной системой 14) и для того чтобы каждая система имела соответствующие индикаторы и отчеты. Кроме того, коммуникационный канал 30, используемый в большинстве случаев, является последовательным коммуникационным каналом с ограниченной полосой пропускания (например, Modbus), и таким образом количество данных, которое может быть обменено через коммуникационный канал, ограничено.
Фиг.2 показывает систему 200 в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации изобретения. В частности, система 200 содержит систему 202 управления (например, распределенную систему управления процессом) справа от вертикальной пунктирной линии и специализированную систему слева от вертикальной пунктирной линии, причем в этом примере специализированная система является измерительной системой 204. В отличие от известных систем, в которых измерительная система и система управления соединены с помощью коммуникационного канала, который ограничен только обменом данными и полоса пропускания которого может быть значительно меньше, чем у магистральной сети связи, система 202 и иллюстративная измерительная система 204 совместно используют магистральную сеть 206 связи. Далее прежде всего подробно описаны различные компоненты общей системы 200, показанной на фиг.2, а затем рассмотрены аспекты иллюстративной измерительной системы 204, включающие способность измерительной системы 204 совместно использовать магистральную сеть 206, как показано на фиг.2, с системами управления от различных производителей систем управления и таким образом с множеством различных протоколов связи.
Фиг.2 показывает физический процесс 208. Физический процесс 208 может быть любым физическим процессом, использующим систему управления для мониторинга и управления процессом. Например, физический процесс 208 может представлять различные подсистемы энергетической станции, различные подсистемы предприятия для обработки углеводородов, промышленное предприятие, которое выпускает потребительскую продукцию, или различные термокамеры, конвейеры и смесительные камеры пищеобрабатывающего предприятия. Независимо от истинной природы физического процесса 208, датчики температуры, датчики давления, устройства для регулировки вентилей, индикаторы положения вентилей, системы управления двигателем и другие физические объекты, которые могут быть отнесены к физическому процессу 208, подсоединяются к устройствам ввода/вывода (I/O) системы 202. В системе, проиллюстрированной на фиг.2, показаны два комплекта устройств 210, 212 ввода/вывода (I/O); однако внутри системы 202 может содержаться любое число устройств ввода/вывода (I/O). Устройства, которые непосредственно взаимодействуют с физическим процессом 208 (например, датчики температуры, датчики давления, устройства для регулировки вентилей и т.п.), могут связываться с устройствами 210, 212 по любому подходящему протоколу. Например, полевые устройства могут связываться с устройствами 210, 212 посредством линий связи с силой тока 4-20 мА, используя протокол HART через такие же провода, как и линии связи с силой тока 4-20 мА, или используя Modbus (например, Modbus RTU, Modbus/TCP).
Обращаясь еще к фиг.2, отметим, что управляющая система 202 может содержать по меньшей мере одно устройство обработки данных. В примере на фиг.2 показаны два распределенных устройства 214 и 216 обработки данных; однако можно использовать любое число распределенных устройств обработки данных. В соответствии с идеологией распределенного управления процессом, каждое из устройств 214, 216 физически может размещаться близко к непосредственно связанными с ними устройствами 210, 212 соответственно. Более того, распределенные устройства 214, 216 могут также размещаться физически близко к конкретной части физического процесса 208, за которую отвечает каждое из устройств 214, 216.
Каждое устройство 214, 216 исполняет управляющее программное обеспечение, относящееся к его части управляемого физического процесса 10. Управляющее программное обеспечение может обеспечить работу основанных на булевой алгебре управляющих схем (иногда обозначаемых как «цепная логическая схема») или обеспечивать управление процессом по замкнутому контуру, такому как пропорционально-интегрально-дифференциальные управляющие контуры. Однако в других реализациях управляющее программное обеспечение может выполнять управление физическим процессом 208, основанное на нейронной сети. В некоторых промышленных случаях распределенные устройства 214, 216 могут быть отнесены к контроллерам на программируемой логике (PLCs). Распределенные устройства 214, 216 могут быть, например, DeltaV™ MD контроллерами производства Emerson Process Management of St. Louis, Missouri.
В большинстве случаев значения данных, используемые управляющим программным обеспечением, исполняемым на конкретном распределенном устройстве обработки данных, а также вырабатываемые выходные значения ставят в соответствия с локально присоединенными устройствами ввода/вывода. Однако иллюстративные распределенные устройства 214, 216 могут взаимодействовать друг с другом и другими устройствами через магистральную сеть 206. Таким образом, может быть обеспечен обмен значениями данных между распределенными устройствами обработки данных с облегчением работы каждого из распределенных устройств обработки данных при выполнении их назначенных задач, связанных с физическим процессом 208. В соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации магистральная сеть 206 реализует сеть типа Ethernet (т.е. Ethernet, определяющий физический уровень и уровень канала передачи данных в модели OSI) с точным протоколом, используемым для информационного обмена (т.е. уровнями выше уровня канала передачи данных в модели OSI), в зависимости от конкретного производителя распределенной системы управления процессом. Иначе говоря, хотя большинство распределенных систем обработки используют основанную на Ethernet сеть 20 связи, каждый производитель может использовать собственный протокол высокого уровня, подходящий для конкретного аппаратного обеспечения и конфигурации поставщиков.
Обращаясь еще к фигуре 2, отметим, что управляющая система 202 в соответствии с некоторыми вариантами изобретения также обеспечивает хранение архивных данных, связанных с физическим процессом 208. В соответствии по меньшей мере с несколькими вариантами изобретения, блок 218 архивного сервера является частью системы 202 и отвечает за сбор и поддержание значений архивных данных, относящихся к физическому процессу 208. В частности, блок 218 может содержать устройство 220 обработки данных. Устройство 220 соединено с энергонезависимым запоминающим устройством 222, в котором хранятся значения архивных данных. В соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами изобретения, энергонезависимое запоминающее устройство может представлять собой жесткий диск или возможно набор накопителей на жестких дисках, работающих в отказоустойчивом варианте, например массив недорогих резервных дисков (RAID-система). В некоторых других вариантах реализации энергонезависимое запоминающее устройство может быть любым существующим или в дальнейшем разработанным устройством, в котором данные могут быть сохранены энергонезависимым образом, например оптическими накопителями и устройствами.
В некоторых вариантах реализации блок 218 собирает значения архивных данных путем опроса распределенных устройств 214, 216. В некоторых других вариантах реализации устройства 214, 216 запрограммированы для периодической отправки выбранных значений параметров в блок 218. Например, значения данных для параметров медленно протекающих процессов могут посылаться распределенными устройствами 214, 216 в блок 218 каждую минуту или реже, в то время как параметры, значения которых изменяются быстро, могут посылаться распределенными устройствами 214, 216 в блок 218 через значительно более короткие интервалы времени (например, две секунды или меньше).
Проиллюстрированная на фиг.2 система 202 содержит также интерфейс человек/машина (HMI) 224. Как подразумевается из наименования, интерфейс 224 может быть механизмом, с помощью которого пользователь взаимодействует с остальным оборудованием системы 202 и в некоторых случаях системы 204. Например, в качестве интерфейса 224 может быть использован механизм, посредством которого контуры управления, исполяемые в распределенных устройствах 214, 216, инициализируются и связываются с соответствующими входными и выходными данными устройств ввода/вывода. Сходным образом, интерфейс 224 может быть механизмом, с помощью которого оператор отслеживает физический процесс 208 и управляет им (например, выполняя регулировки в заданной точке, отслеживая аварийные значения, изменяя положения вентиля). Более того, интерфейс 224 может быть механизмом, с помощью которого инженер отслеживает тенденции физического процесса 208 и возможно на основании этих тенденций вносит изменения в регулируемые параметры или стратегию управления, осуществляемую управляющим программным обеспечением распределенных устройств 214, 216.
Интерфейс 224 может содержать устройство 226 обработки данных, которое по форме и конструкции может быть подобно устройству 220 блока 218. Устройство 226 может отличаться от других устройств обработки данных типом и числом прикладных программ и/или различными операционными системами. Устройство 226 соединено с устройством 228 отображения, например электронно-лучевой трубкой или жидкокристаллическим дисплеем. И наконец, интерфейс 224 может иметь клавиатуру 230 и подсоединенное указывающее устройство 232, чтобы дать возможность пользователю взаимодействовать с прикладными программами, исполняемыми устройством 226. В некоторых других вариантах реализации, программы, которые реализуют интерфейсчеловек/машина, могут быть включены в блок 218, исключая, таким образом, необходимость в отдельных интерфейсах человек/машина и блоках архивных серверов. В некоторых отраслях промышленности блок 218 и, в частности, его функциональность могут быть отнесены к блоку центрального управления и сбора данных (SCADA).
Обращаясь еще раз к фигуре 2, отметим, что специализированная система, в примере измерительная система 204, содержит по меньшей мере один поточный компьютер 234 и 236. Каждый поточный компьютер соединен по меньшей мере с одним измерительным устройством. В примере на фиг.2, поточный компьютер 234 соединен с измерительными устройствами 238 и 240, тогда как компьютер 236 соединен с измерительными устройствами 242 и 244. Устройства 238-244 могут быть такими устройствами, как ультразвуковые измерители потока или системы с измерительной диафрагмой, содержащие точную измерительную диафрагму, наряду с датчиками давления и температуры. Компьютеры 234 и 236 могут, таким образом, принимать либо мгновенные значения величин потока от измерительных устройств (в случае ультразвуковых измерителей потока) или могут принимать неисправленные входные значения, из которых рассчитываются величины потока. Кроме того, компьютеры 234, 236 могут аккумулировать (суммировать) мгновенные значения величин потока для получения общих величин потока в течение любого заданного интервала времени. Более того, компьютеры 234, 236 могут реализовывать различные аварийные сигнальные условия (например, аварийные сигналы высокой и низкой скорости потока, аварийные сигналы превышения давления) и могут дополнительно регулировать вентили, для того чтобы выборочно переводить в рабочее или нерабочее положение измерители потока (например, в качестве полного потока). Компьютеры 234 и 236 могут быть, например, поточными компьютерами марки Daniel® S600, выпускаемыми фирмой Emerson Process Management. Кроме того, устройства 238-244 во многих вариантах выпускаются фирмой Emerson Process Management.
Поточные компьютеры 234, 236 могут обмениваться значениями данных друг с другом и с другими устройствами при помощи магистральной сети 206 связи. Программирование и мониторинг компьютеров 234, 236 и/или любых их рассчитанных или накопленных величин могут выполняться с помощью метрологического блока 246, который сходным образом соединен с магистральной сетью 206 связи.
Метрологический блок 246 может содержать устройство 248 обработки данных, которое по форме и конструкции может быть подобно устройству 226 интерфейса 224 или устройству 220 блока 218. Устройство 248 может отличаться от других устройств обработки данных типом и числом прикладных программ и/или различными операционными системами. Блок 246 соединен с устройством 228 отображения, например электронно-лучевой трубкой или жидкокристаллическим дисплеем. И наконец, метрологический блок 246 может иметь клавиатуру 252 и подсоединенное указывающее устройство 254, чтобы дать возможность пользователю взаимодействовать с прикладными программами, исполняемыми устройством 248. Метрологический блок 246 может выполнять различные функции. Например, в некоторых реализациях изобретения метрологический блок 246 взаимодействует с компьютерами 234, 236 через магистральную сеть 206 с обеспечением центрального управления компьютерами 234, 236. В некоторых других вариантах реализации компьютеры 234 и 236 могут отсутствовать, а метрологический блок 246 может непосредственно взаимодействовать с устройствами 238-244 (как в случае, когда измерительные устройства являются ультразвуковыми измерителями потока) через магистральную сеть 206. В некоторых других вариантах реализации, в которых поточные компьютеры отсутствуют, метрологический блок 246 может быть выполнен с возможностью обеспечения функции поточного компьютера и по существу может рассматриваться для выполнения функции по меньшей мере одного виртуального поточного компьютера. Более того, действуя как виртуальный поточный компьютер и/или выполняя метрологические расчеты и функции, метрологический блок 246 не ограничивается значениями данных, полученными на стороне метрологической системы 204 общей системы 200, и некоторые значения данных могут быть сходным образом получены от устройств ввода/вывода на стороне системы 202 общей системы 200. Далее, метрологический блок 246 может быть устройством, которое обеспечивает централизацию учета аварийных и/или предупредительных сигналов, в частности когда компьютеры 234, 236 присутствуют в системе, а также когда блок 264 работает как виртуальный поточный компьютер. Более того, метрологический блок 246 может обеспечивать централизацию измерительных данных и может, кроме того, обеспечивать специфические функции измерительной системы, например расчет станционного полного потока, исходя из лежащих в основе работы поточного компьютера последовательности общих значений, в частности общих значений, относящихся к значениям массы для одного компонента, средних взвешенных значений потока, долгосрочные и короткосрочные отчеты измерений, управление метрологическими данными, которые могут быть отображены на дисплеях системы 202, и выполнение диагностических проверок измерительной системы (например, модуль обусловленного мониторинга Daniel® MeterLink, выпускаемый фирмой Emerson Process Management). Хотя на фиг.2 в качестве примера приведен только один метрологический блок 246, любое число таких блоков 246 может быть использовано для выполнения различных иллюстративных функций.
Многие утвержденные законом органы управления (например, отдельных штатов и стран) предъявляют специфические требования метрологического аудита, относящиеся к передаче углеводородов потребителю. В соответствии с различными вариантами изобретения, метрологический блок 246 обеспечивает центральное управление поточными компьютерами 234, 236 или их виртуальными эквивалентами, а также обеспечивает согласование измерительных аспектов в части углеводородов в общей системе 200 с требованиями метрологического аудита. В частности, метрологический блок 246 может выполнять функции, задаваемые метрологическими испытаниями (например, средство поверки при регулировке, средство контроля при нарушении регулировки, регулирование потока для обеспечения расхода потока через каждый метр в линейном диапазоне). Более того, метрологический блок 246 может быть централизованным банком данных для требуемых по метрологии контрольных журналов (например, запись всех изменений в соответствии с требованиями метрологии).
В отличие от известных систем, где система управления является отдельным элементом от специализированной системы, такой как измерительная система, в соответствии с различными вариантами изобретения и как показано на фиг.2, элементы иллюстративной измерительной системы 204 связываются при помощи магистральной сети 206 с системой 202. Таким образом, даже если изготовитель системы 202 не является производителем иллюстративной измерительной системы 204, программирование, управление и мониторинг устройств внутри измерительной системы 204 могут выполняться пользователями через интерфейс 224 со стороны системы 202 в общей системе 200 или с помощью любого устройства, работающего как интерфейс человек/машина.
При этом, в соответствии с различными вариантами реализации, функциональность специализированной системы, т.е. взятой в качестве примера измерительной системы 204, состоит не только в обеспечении непосредственного соединения с магистральной сетью связи системы управления от одного производителя. В частности, как отмечено выше, ключевым моментом в развитии промышленной отрасли систем управления, связанным с приобретением системы управления для управления установкой и приобретением специализированных систем, например систем для измерения углеводородов и систем для управления турбиной, является то, что производитель системы управления может не быть и в большинстве случаев не является тем же самым производителем, что и производитель специализированной системы. Специализированные системы, например измерительные системы 204, в соответствии с различными вариантами изобретения, проектируются и конструируются для подключения к магистральной сети связи систем управления различных изготовителей.
На фиг.3 показана возможность присоединения иллюстративной измерительной системы 204 к системам управления различных изготовителей. В примере на фиг.3 показаны две такие системы 300 и 302 управления; однако измерительная система 204 в соответствии с различными вариантами изобретения может связываться с двумя или более системами управления различных изготовителей. В частности, фиг.3 показывает, что иллюстративная измерительная система 204 выполняет роль магистральной сети 206. Как показано пунктирной линией 304, магистральная сеть 206 может быть связана с магистральной сетью 306 связи системы 300 управления, изготовленной первым производителем. Этот первый производитель может реализовывать собственный протокол в работе магистральной сети 306. Например, магистральная сеть 306 может реализовывать физический уровень и уровень канала передачи данных типа Ethernet, а производитель может использовать собственный протокол для уровней выше уровня канала передачи данных в модели OSI.
Обращаясь еще раз к фиг.3, отметим, что иллюстративная измерительная система 204, как также показано, избирательно связана со второй системой 302 управления пунктирной линией 308. Подобно системе 300, система 302 имеет магистральную сеть 310 связи, к которой может подсоединяться магистральная сеть 206 измерительной системы 204. Магистральная сеть 310 системы 302 может реализовывать физический уровень и уровень канала передачи данных типа Ethernet, а производитель может использовать собственный протокол для уровней выше уровня канала передачи данных в модели OSI. Из фиг.3 должно быть понятно, что измерительная система 204 не связывается одновременно с двумя или более системами управления; вместо этого, измерительная система 204 конфигурируется и программируется для связи с двумя или более системами управления различных производителей и для выполнения различных протоколов связи, но в каждый момент времени измерительная система 204 соединяется только с одной системой управления.
В соответствии с различными вариантами реализации, иллюстративная измерительная система 204 проектируется и программируется так, чтобы участвовать как устройство обработки данных в каждой из иллюстративных систем 300 и 302, несмотря на то что иллюстративная система 300 (первого изготовителя) и система 302 (второго изготовителя, отличного от первого изготовителя) могут использовать различные (и во многих случаях собственные) протоколы их магистральных сетей 306 и 310 соответственно. При участии как устройство обработки данных, например, программирование компьютеров 234, 236, а также программирование и управление функциями метрологического аудита, выполняемого метрологическим блоком 246, может быть отображено, визуально представлено на графических дисплеях и изменено пользователем целиком через интерфейс 224 системы управления. Более того, функции архивирования, обеспечиваемые блоком 218 системы 202, могут проследить и заархивировать значения данных, связанные с точками данных любого из компьютеров 234, 236 или метрологического блока 246 на стороне измерительной системы 204 общей системы 200. В общем, в вариантах реализации, показанных на фиг.2, устройства обработки данных на стороне измерительной системы 204 (например, компьютеры 234, 236 и устройство 248 метрологического блока 246) участвуют как устройства обработки данных системы 300, 302. При работе таким образом дублирование технических работ, относящихся к разработке функций протоколирования и архивирования, а также работ, связанных с обменом данными между двумя системами, значительно уменьшается, если не исключается совсем.
Точный механизм, с помощью которого измерительная система 204 участвует как устройство обработки данных присоединенной системы 300, 302, будет специфическим и в большинстве случаев уникальным для каждой системы управления в зависимости от производителя системы управления. Таким образом, далее описаны механизмы, с помощью которых измерительная система 204 может участвовать как устройство обработки данных системы управления, хотя такие механизмы могут не выполняться в каждом случае. Обсуждение иллюстративного механизма начинается с разработки и модификации функциональных блоков.
В некоторых вариантах реализации сходство специализированной и управляющей систем может дать возможность непосредственно обнаружать, отображать на дисплее, создавать, модифицировать и удалять функциональные блоки, реализованные в специализированной системе. Однако в некоторых других вариантах интерфейс человек/машина присоединенной системы управления 300, 302 может быть не в состоянии непосредственно быть подключенным либо к метрологическому блоку 246, либо к компьютерам 234, 236 для целей программирования. В этих вариантах программирование определенных аспектов метрологического блока 246 и/или компьютеров 234, 236 может быть выполнено через распределенное устройство обработки данных присоединенной системы управления 300, 302. В частности, в вариантах реализации, в которых интерфейс человек/машина системы 300, 302 не может непосредственно обращаться к частям измерительной системы 204 для целей программирования, этот интерфейс может выполнять программирование с помощью распределенного устройства обработки данных внутри системы 300, 302. Например, каждое распределенное устройство обработки данных присоединенной системы управления 300, 302 может иметь или может получить набор функциональных блоков, которые могут быть включены в управляющую схему, выполненную в распределенном устройстве обработки данных. Включение функциональных блоков может быть выполнено, например, при помощи спецификации функционального блока IЕС 61131-3 Function Block. Однако в этих вариантах реализации функциональные блоки, выполненные в составе распределенного устройства обработки данных системы 300, 302 (как заменители для устройств в измерительной системе 204), могут не выполнять каких-либо функций управления. Точнее, функциональные блоки могут быть выбраны, а различные точки данных могут быть связаны с ними, но функциональные блоки не реализуют никакое программное обеспечение для выполнения функции управления. Скорее, измерительная система 204, например метрологический блок 246, строится так, чтобы периодически обследовать распределенные устройства обработки данных присоединенной системы 300, 302. Когда один из функциональных блоков, связанный с измерительной системой 204, определяется в распределенном устройстве обработки данных присоединенной системы 300, 302, метрологический блок 246 выполняет дублирование функционального блока в устройстве обработки данных измерительной системы 204, которое в действительности реализует программное обеспечение для выполнения требуемого управления. Иначе говоря, имитируемые функциональные блоки присоединенной системы 300, 302 используются для передачи в метрологический блок 246 информации о том, что пользователь системы 300, 302 выбирает особое функционирование, и в ответ на это метрологический блок 246 фактически выполняет управление, определяемое выбранным типом функционального блока и на точках данных, определенных в функциональном блоке распределенного устройства обработки данных системы 300, 302.
Однако в некоторых других вариантах реализации опрос «имитируемых» функциональных блоков и практическая реализация могут быть выполнены любой частью измерительной системы 204, включая компьютеры 234, 236, метрологический блок 246, или блок обработки измерительных систем, специально созданный для целей опроса блоков обработки присоединенных систем 300, 302 и, как отмечено, для практической реализации дублирующих блоков.
Согласно некоторым другим вариантам реализации, хотя специализированная система, примером которой является измерительная система 204, и система 202 могут совместно использовать магистральную сеть 206, программирование измерительной системы 204 в некоторых аспектах может быть отлично от «программирования» системы 202 (т.е. функциональных блоков). Кроме того, в некоторых случаях требования метрологического аудита могут диктовать разделение данных между системами для обеспечения целостности данных метрологического аудита. В случаях, когда системы не полностью интегрированы (ввиду несовместимостей или необходимости соответствия требованиям метрологического аудита), для измерительной системы может быть использован по меньшей мере один отдельный программируемый интерфейс. При этом отдельный программируемый интерфейс не обязательно существенно отличается между двумя системами. Таким образом, программирование специализированной системы с помощью отдельного программируемого интерфейса может быть сходно по форме и назначению с программированием внутри системы управления, например в отношении использования функциональных блоков и привязывания входных данных функциональных блоков к точкам данных, например посредством конфигураций, основанных на перетаскивании и опускании, а в некоторых вариантах в соответствии с нормативными требованиями для функциаональных блоков IЕС 61131-3.
Предполагается, что хотя некоторые или все точки данных специализированной системы могут быть заданы специализированной системой (например, для соответствия требованиям метрологического аудита). Точки данных могут быть аналогичны точкам данных, используемым и отслеживаемым системой управления. Другими словами, программные изменения, сделанные в измерительной системе 204, могут быть при необходимости отражены или синхронизированными в системе 300, 302 (например, доработка «имитируемых» блоков управления на стороне системы 202, чтобы отразить программирование на стороне измерительной системы 204). Большинство систем управления производителей, в дополнение к графическому программированию с использованием функциональных блоков, имеют возможность редактирования массива информации. Возможность редактирования массива информации обеспечивает создание двумерного или ASCLL файла, который содержит различные точки данных, сведения о том, как эти точки данных привязаны к функциональным блокам, и другие характеристики системы управления. В соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации, программные изменения и дополнения на стороне специализированной системы реализуются на стороне системы управления путем использования возможности редактирования массива информации. В частности, отдельный интерфейс программирования, в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами изобретения, распространяет изменения, сделанные на стороне специализированной системы, используя возможности редактирования массива информации в системе управления. Изменения делаются редактированием массива информации двумерного файла с помощью отдельного программного интерфейса для отражения изменений, а затем двумерный файл заново устанавливается на стороне системы управления для выполнения изменений на стороне системы управления. После этого изменения передаются на дисплеи пользователя, отображающие визуальную картину функциональных блоков и то, как определенные функциональные блоки соединяются с другими функциональными блоками и/или точками данных.
Кроме выполнения изменений с помощью указанного двумерного файла, программирование, настройка и выполнение изменений в управляющих схемах системы управления также главным образом отображены при помощи визуальных представлений на устройствах отображения, например на дисплее 228 интерфейса 224 (фиг.2). Когда интерфейс 224 запрашивает в распределенном устройстве 214, 216 информацию, относящуюся к функциональному блоку, устройство 214, 216 выдает индикацию функционального блока, различные точки данных, связанные с функциональным блоком, и текущие установки параметров работы (например, параметры идентификатора процесса). После получения информации интерфейс 224 распознает тип функционального блока, генерирует визуальное представление, соответствующее типу функционального блока, и заполняет визуальное представление информацией, поступающей от распределенного устройства 214, 216. Однако функциональные блоки, реализованные в специализированной системе, могут быть не известны для системы управления. В соответствии с этим, далее описаны примеры механизмов для передачи визуальных представлений между специализированной системой (например, измерительной системой 204) и системой 202.
В некоторых вариантах реализации, при запросе пользователем на стороне системы 202 визуального представления, относящегося к функциональным блокам, реализованным на стороне измерительной системы 204, измерительная система предоставляет сами визуальные представления в одной из нескольких форм, а не просто индикацию. Например, в некоторых вариантах реализации, когда сделан запрос, визуальные представления предоставляются системе 202 на гипертекстовом языке описания документов (HTML) через магистральную сеть связи, которая затем обеспечивает визуализацию с помощью окна браузера на дисплее 228. Использование языка HTML для обеспечения визуальных представлений между системами может требуемым образом работать в случае дисплеев, отображающих мгновенные состояния. Однако когда пользователь желает увидеть индикации состояния процесса в режиме реального времени или в режиме времени, близкого к реальному времени, язык HTML может быть недостаточен, даже если он часто обновляется.
В некоторых других вариантах реализации, когда запрос сделан пользователем, визуальные представления обеспечиваются при помощи модулей ActiveX, отправленных через магистральную сеть связи. ActiveX представляет собой объектную модель программных компонентов, выполняемых в другой программе на приемной стороне, такой как веб-браузер. Таким образом, в ответ на запрос измерительная система может отправить компоненты ActiveX либо отдельно, либо вместе с HTML кодом. Интерфейс 224, принимая компоненты ActiveX, реализует эти компоненты, и при исполнении компонентов ActiveX обеспечиваются определенные функциональные возможности, такие как отображение значений данных параметра процесса в реальном времени (т.е. компоненты ActiveX облегчают передачу значений данных) или обновление параметров процесса (например, PID - установки, с обеспечением компонентами ActiveX связи для выполнения запрашиваемых изменений). Сходным образом, специализированная система может обеспечивать исполнение кода Java или Java Applets с реализацией функциональных возможностей, связанных с дисплеями.
В некоторых других вариантах реализации, когда запрос сделан пользователем, визуальные представления обеспечиваются из специализированной системы в систему управления с помощью отдельных исполняемых программ через магистральную сеть связи. Таким образом, отдельная программа передается через магистральную сеть связи. После того как программа принята, интерфейс 224 исполняет эту программу, а затем программа накапливает соответствующую информацию, вырабатывает визуальные представления и передает эти визуальные представления в устройство отбражения.
Следует отметить, что передача исполняемого кода (непосредственно исполняемого или интерпретируемого, например кода Java и/или ActiveX) не поддерживается различными протоколами связи для устройств ввода/вывода, например Modbus, Modbus-RTU, Modbus-TCP или коммуникационным каналом, совместимым с OPC Specification.
Фиг.4 иллюстрирует реализованный с помощью компьютера способ в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации. В частности, способ начинается (блок 400) и переходит к взаимодействию по меньшей мере с одним устройством и согласованию с требованиями метрологического аудита, относящимися по меньшей мере к одному устройству (блок 404). В некоторых вариантах реализации в качестве по меньшей мере одного устройства использованы фактические или виртуальные поточные компьютеры, а в других вариантах реализации эти устройства представляют собой любые устройства, для которых имеются законодательные требования метрологического аудита, например требования мониторинга качества углеводородов. Проиллюстрированный способ затем работает по одному из по меньшей мере двух возможных параллельных направлений, зависящих от системы управления, с которой соединен реализующий способ процессор. В первом из параллельных направлений способ предусматривает участие через коммуникационный порт в качестве системы управления первого производителя, реализующей первый собственный протокол связи между распределенными устройствами обработки данных (блок 408). Во втором из параллельных направлений способ предусматривает участие через коммуникационный порт в качестве системы управления второго производителя, реализующей второй собственный протокол связи между распределенными устройствами обработки данных (блок 412). Выбор направления зависит от типа системы, с которой соединен реализующий способ процессор. После этого проиллюстрированный способ, реализованный с помощью компьютера, заканчивается (блок 416).
Фиг.5 иллюстрирует реализованный с помощью компьютера способ в соответствии с аспектами обследования и реализации, когда интерфейсы человек/машина системы управления не могут непосредственно программировать устройства обработки данных присоединенной специализированной системы, например измерительной системы, системы управления турбиной, аппаратуры диагностики и мониторинга или системы мониторинга качества углеводородов. В частности, способ начинается (блок 500) и переходит к обследованию первого устройства обработки данных системы управления для функциональных блоков, нацеленных на второе устройство обработки данных (блок 504) (например, на устройство обработки данных измерительной системы). Если в первом устройстве обработки данных найден функциональный блок, обращенный ко второму устройству обработки данных (блок 508), то определяют, расположен ли соответствующий функциональный блок во втором устройстве обработки данных (блок 512). Если соответствующего функционального блока во втором устройстве обработки данных нет (вновь блок 512), то функциональный блок реализуют во втором устройстве обработки данных (например, измерительной системе) для отражения этого функционального блока в системе управления (блок 520), а иллюстративный способ заканчивается (блок 524). Во многих случаях соответствующие функциональные блоки могут уже существовать во втором устройстве обработки данных (вновь блок 512), и, таким образом, иллюстративный способ переходит к определению, отличается ли функциональный блок, присутствующий во втором устройстве обработки данных (например, измерительной системе) от первого функционального блока в системе управления (блок 514). Если различие между соответствующими функциональными блоками имеется (вновь блок 514), то функциональный блок во втором устройстве обработки данных изменяется для согласования с первым функциональным блоком в системе управления (блок 516), а иллюстративный способ заканчивается (блок 524). Если в первом устройстве обработки данных системы управления не имеется функциональных блоков (вновь блок 508) или если функциональные блоки во втором устройстве обработки данных соответствуют функциональным блокам в системе управления (вновь блок 514), то иллюстративный способ заканчивается (блок 524). При этом предполагается, что обследование и реализация осуществляются внутри на непрерывной основе.
Кроме того, в случае удаления функционального блока, нацеленного на второе устройство обработки данных (например, измерительную систему), из системы управления, согласно проиллюстрированному способу дополнительно определяют, что по меньшей мере один функциональный блок расположен во втором устройстве обработки данных, для которого не имеется соответствующих функциональных блоков в системе управления, и удаляют функциональные блоки из второго устройства обработки данных.
Фиг.6 иллюстрирует устройство 600 обработки данных, реализованное в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации. Устройство 600 может быть любым из устройств обработки данных на фиг.2, например распределенными устройствами 214, 216, устройством 226 (связанным с интерфейсом 218), устройством 220 (связанным с блоком 218), устройством 248 (связанным с метрологическим блоком 246), компьютерами 234, 236 или любым другим устройством обработки данных, которое может быть реализовано в системе 200. В частности, устройство 600 содержит процессор 622, связанный с устройством 624 памяти при помощи устройства 626 сетей. Хотя показан только один процессор 622, точно так же можно выполнить многопроцессорную систему и систему, где «процессор» имеет многопроцессорные ядра. Процессор 622 может быть любым доступным в настоящее время или впоследствии разработанным процессором, таким как процессоры, выпускаемые фирмами AMD, Саннивейл, Калифорния или Intel, Санта-Клара, Калифорния.
Процессор 622 соединен с устройством 626 сетей с помощью процессорной шины 628, а память 624 соединена с устройством 626 с помощью шины 630 памяти. Память 624 - это любая энергозависимая или энергонезависимая память или совокупность устройств памяти, таких как запоминающие устройства с произвольной выборкой, динамические RAM (DRAM), статические DRAM устройства (SDRAM), память DRAM с удвоенной скоростью передачи данных или устройства памяти типа Magnetic RAM (MRAM).
Устройство 626 содержит контроллер памяти и вырабатывает управляющие сигналы для чтения и записи в памяти 624, чтения и записи как процессором 622, так и другими устройствами, связанными с устройством 626 (т.е. память с прямым доступом). Память 624 является оперативной памятью для процессора 622 и хранит программы, исполняемые процессором 622, и структуры данных, используемые программами, исполняемыми в процессоре 622. В некоторых случаях перед исполнением программы, хранящиеся в памяти 624, скопированы с других устройств (например, с описанного ниже жесткого диска 634 или другой энергонезависимой памяти).
Устройство 626 не только соединяет процессор 622 с памятью 624, но также соединяет процессор 622 и память 624 с другими устройствами. Например, приводимое в качестве примера устройство 600 может содержать контроллер 632 ввода/вывода, который связывает различные устройства ввода/вывода с устройством 600. В приводимом в качестве примера устройстве 600 контроллер 632 обеспечивает связь и использование устройств энергонезависимой памяти, таких как жесткий диск 634, накопитель 636 на гибких магнитных дискетах (и соответственно дискета 638), оптический привод 640 (и соответствующий оптический диск 642) (например, компакт-диск (CD), компакт-диск формата DVD), указывающее устройство 644 и клавиатура 646. В случае когда устройство 600 является устройством обработки данных, связанным с интерфейсом 224, клавиатура 646 и указывающее устройство 644 могут соответствовать клавиатуре 230 и указывающему устройству 232 соответственно на фиг.2. В случае, когда устройство 600 является устройством обработки данных, связанным с метрологическим блоком 246, клавиатура 646 и указывающее устройство 644 могут быть аналогичны клавиатуре 252 и указывающему устройству 254 соответственно на фигуре 2. В случаях, когда устройство 600, показанное на фиг.6, является распределенным устройством 214, 216, поточным компьютером 234, 236 или устройством 220, связанным с блоком 22, клавиатура 646 и указывающее устройство 644 могут быть исключены. В случае, когда устройство 600 является распределенным устройством 214, 216, компьютеры 234, 236, а также жесткий диск 634, накопитель 636 на гибких магнитных дискетах и оптический привод 640 могут быть исключены. Более того, в случае когда устройство 600 является устройством 220, связанным с блоком 218, контроллер 632 может быть замещен контроллером для нескольких накопителей, например контроллером для системы избыточного массива независимых недорогих жестких дисков (RAID).
Обращаясь еще к фиг.6, отметим, что устройство 626 также соединяет процессор 622 и память 624 с другими устройствами, такими как графический адаптер 648 и коммуникационный порт или сетевой адаптер 650. Графический адаптер 648, если он присутствует, - это любой подходящий графический адаптер для чтения памяти дисплея и запуска дисплейного устройства или монитора 652 с графическими изображениями, находящимися в памяти дисплея. В некоторых вариантах реализации графический адаптер 648 внутри содержит область памяти, в которой графические примитивы записаны процессором, и/или устройство прямого доступа к памяти обеспечивает запись между памятью 624 и графическим адаптером 648. Графический адаптер 648 соединен с устройством 626 с помощью любой подходящей системы шин, такой как шины интерфейса периферийных устройств (PCI) или шины графического порта (AGP). В некоторых вариантах реализации графический адаптер 648 интегрирован с устройством 626. Интерфейс 224 и метрологический блок 246 на фиг.2 могут оба содержать графический адаптер, тогда распределенные устройства 214, 216 (связанные с блоком архивирования 218) и компьютеры 234, 236 могут не содержать графический адаптер.
Сетевой адаптер 650 позволяет связать устройство 600 с другими устройствами обработки данных через магистральную сеть 206 (фиг.2). В некоторых вариантах реализации сетевой адаптер 650 обеспечивает доступ в систему с помощью фиксированного соединения (например, через сеть Ethernet), а в других вариантах реализации сетевой адаптер 650 обеспечивает доступ через протокол беспроводной связи (например, IEEE 802. 11(b), (g).
Как рассмотрено выше, когда иллюстративное устройство 600 соединяется с интерфейсом 224, устройство 600 может быть компьютером, через который пользователь взаимодействует с распределенными устройствами 214, 216 или метрологическим блоком 246 (например, для программирования контуров управления, относящихся к физическому процессу), а также для взаимодействия с блоком 218. Более того, программы, реализуемые и исполняемые для осуществления рассмотренных выше иллюстративных способов, могут быть сохранены и/или выполнены с любого машиночитаемого носителя иллюстративного устройства 600 (например, памяти 624, оптического диска 642, гибкой дискеты 638 или жесткого диска 634).
Исходя из приведенного здесь описания специалисты легко смогут комбинировать программное обеспечение, создаваемое, как описано, с помощью подходящего обычного или специализированного компьютера, для реализации компьютерной системы и/или набора компьютерных узлов в соответствии с различными вариантами изобретения, для создания компьютерной системы и/или компьютерных узлов для осуществления способов в различных устройствах, и/или для создания по меньшей мере одного машиночитаемого носителя для хранения программного обеспечения с целью реализации аспектов способа согласно различным вариантам реализации.
Выше приведенное обсуждение предназначено для иллюстрации принципов и различных вариантов настоящего изобретения. Многочисленные варианты и модификации станут очевидны специалистам, как только изложенная информация будет полностью проанализирована. Предполагается, что следующие пункты формулы изобретения будут истолкованы так, чтобы охватить все эти варианты и модификации.
1. Устройство обработки данных, содержащее процессор;
память, соединенную с процессором; и
коммуникационный порт, соединенный с процессором и выполненный с возможностью соединения с магистральной сетью связи системы управления;
причем память хранит программы, которые при их исполнении процессором побуждают процессор выборочно:
участвовать посредством коммуникационного порта в качестве устройства обработки данных системы управления первого производителя, которая реализует первый специализированный протокол связи между устройствами обработки данных; и
участвовать посредством коммуникационного порта в качестве устройства обработки данных системы управления второго производителя, отличного от первого производителя, которая реализует второй специализированный протокол связи между устройствами обработки данных, отличный от первого специализированного протокола связи.
2. Устройство по п.1, в котором программы при их исполнении процессором дополнительно побуждают процессор выполнять требования метрологического аудита.
3. Устройство по п.1, в котором программы при их исполнении процессором дополнительно побуждают процессор взаимодействовать по меньшей мере с одним поточным компьютером и выполнять требования метрологического аудита.
4. Устройство по п.1, в котором программы во время их участия побуждают процессор обследовать устройство обработки данных системы управления для формирования функционального блока, формировать соответствующий функциональный блок в устройстве обработки данных и исполнять этот функциональный блок.
5. Устройство по п.1, в котором программы во время их участия обеспечивают непосредственную программируемость процессора при помощи интерфейса человек/машина системы управления.
6. Устройство по п.5, в котором в случае, когда процессор является непосредственно программируемым с помощью интерфейса человек/машина, программы дополнительно побуждают процессор допускать программирование в соответствии со стандартом International Electric Commission (IEC) 61131-3.
7. Устройство по п.1, в котором программы при их исполнении процессором дополнительно побуждают процессор осуществлять по меньшей мере одно действие, выбранное из группы, содержащей: выполнение измерений, связанных с углеводородами; управление турбиной; выполнение диагностики и мониторинга; и выполнение мониторинга качества углеводородов.
8. Машиночитаемый носитель, хранящий программы, которые при их исполнении процессором побуждают процессор:
взаимодействовать по меньшей мере с одним устройством и выполнять действия для соответствия требованиям метрологического аудита, относящимся к указанному по меньшей мере одному устройству;
участвовать посредством коммуникационного порта в качестве устройства обработки данных системы управления первого производителя, которая реализует первый специализированный протокол связи между устройствами обработки данных; и
участвовать посредством коммуникационного порта в качестве устройства обработки данных системы управления второго производителя, отличного от первого производителя, которая реализует второй специализированный протокол связи между устройствами обработки данных, отличный от первого специализированного протокола связи.
9. Носитель по п.8, в котором при взаимодействии процессора программы дополнительно побуждают процессор взаимодействовать по меньшей мере с одним поточным компьютером.
10. Носитель по п.9, в котором при взаимодействии процессора по меньшей мере с одним поточным компьютером программа дополнительно побуждает процессор взаимодействовать с указанным по меньшей мере одним поточным компьютером посредством коммуникационного порта.
11. Носитель по п.8, в котором при взаимодействии процессора программы дополнительно побуждают процессор взаимодействовать по меньшей мере с одним ультразвуковым измерителем расхода.
12. Носитель по п.8, в котором во время участия процессора программы побуждают процессор обследовать устройство обработки данных системы управления с формированием функционального блока, формировать соответствующий функциональный блок и исполнять этот функциональный блок.
13. Носитель по п.8, в котором программы во время их участия обеспечивают непосредственную программируемость процессора с помощью интерфейса человек/машина системы управления.
14. Носитель по п.13, в котором при обеспечении программами непосредственной программируемости процессора при помощи интерфейса человек-машина программы дополнительно побуждают процессор допускать программирование в соответствии со стандартом International Electric Commission (IEC) 61131-3.
15. Машиночитаемый носитель, хранящий программы, которые при их исполнении процессором побуждают процессор:
обследовать первое устройство обработки данных системы управления относительно функциональных блоков, нацеленных на второе устройство обработки данных;
реализовывать функциональный блок во втором устройстве обработки данных, соответствующий функциональному блоку, обнаруженному в первом устройстве обработки данных, если соответствующий функциональный блок отсутствует во втором устройстве обработки данных; и
изменять функциональный блок во втором устройстве обработки данных с обеспечением соответствия функциональному блоку, обнаруженному в первом устройстве обработки данных, если соответствующий функциональный блок между первым и вторым устройствами обработки данных существует, но функциональный блок во втором устройстве обработки данных имеет отличающиеся параметры.
16. Носитель по п.15, в котором программы дополнительно побуждают процессор обследовать первое устройство обработки данных и удаляют функциональный блок из второго устройства обработки данных, если соответствующий функциональный блок в первом устройстве обработки удален.
17. Носитель по п.15, в котором при осуществлении процессором указанного обследования программы дополнительно побуждают процессор обследовать первые устройства обработки данных, а при осуществлении процессором указанной реализации функционального блока программы дополнительно побуждают процессор реализовывать во втором устройстве обработки данных функциональные блоки, соответствующие функциональным блокам, обнаруженным в первых устройствах обработки данных.
18. Носитель по п.17, в котором при осуществлении процессором указанной реализации функционального блока или указанного изменения функционального блока программы побуждают процессор реализовывать или изменять функциональные блоки во втором устройстве обработки данных, выполненном в виде части по меньшей мере одной системы, выбранной из группы, содержащей: систему, выполненную с возможностью выполнения измерений, связанных с углеводородами; систему, выполненную с возможностью управления турбиной; систему, выполненную с возможностью осуществления диагностики и мониторинга; и систему, выполненную с возможностью осуществления мониторинга качества углеводородов.
