Устройство и способы создания маршрутов обслуживания внутри системы управления технологическими процессами

Устройство и способы создания маршрутов обслуживания внутри системы управления технологическими процессами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНОЛОГИИ

[0001] Настоящее изобретение главным образом связано с системой управления технологическими процессами на заводах и, реже, с динамическим формированием и обновлением маршрута обслуживания в системе управления технологическими процессами, имеющей беспроводную сеть, которая основана на сетевой топологии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Система управления технологическими процессами широко используется на фабриках и/или заводах, в которых осуществляется управление технологическими процессами (например, химическое производство, системы управления электростанциями и тому подобное). Система управления технологическими процессами также используется при добыче и переработке природных ресурсов, например бурении и обслуживании газовых месторождений и тому подобном. Фактически, все производственные процессы, процессы переработки природных ресурсов и так далее могут быть автоматизированы с помощью приложений одной или более систем управления технологическими процессами. Считается, что система управления технологическими процессами наиболее часто используется на предприятиях сельского хозяйства.

[0003] При типовом использовании на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности система управления технологическими процессами содержит, как правило, один или более централизованный или распределенный технологический контроллер, подключенный через коммуникационные каналы по меньшей мере к одному узлу рабочей станции, или одному или более устройству управления производственным процессом, или измерительному устройству, например периферийному устройству, через аналоговую или цифровую шину, либо их комбинацию. Периферийные устройства, к примеру, клапана, позиционеры клапанов, переключатели, трансмиттеры и датчики (например, температуры, давления и датчики расхода) выполняют различные функции, связанные с процессами, например открытие и закрытие клапанов, и измерение производственных параметров. Устройство управления производственным процессом принимает сигналы, связанные с процессами измерения или различными процессами, связанными с периферийными устройствами, и/или другую информацию, имеющую отношение к периферийным устройствам, используя эту информацию для определения управляющих процедур, а затем посылает сигналы, отправляющиеся через одну или более шин к периферийным устройствам для управления производственными процессами. Информация от периферийных устройств и контроллеров доступна, как правило, одному или более приложениям, выполняемых на рабочей станции оператора и позволяет оператору выполнять нужные функции, касающиеся производственных процессов, например просмотр текущего состояния процессов, изменением оператором различных параметров и так далее.

[0004] Различные устройства, участвующие в технологическом процессе, могут быть соединены в физические и/или логические группы для создания логических процессов, например контура управления. Аналогично, контуры управления могут быть связаны с другими контурами управления и/или устройствами для создания субъединиц. Субъединицы могут быть соединены с другими субъединицами для создания единиц, которые в свою очередь могут быть соединены с другими единицами для создания зоны. Производственные процессы обычно содержат связанные зоны и бизнес-структуры, которые в свою очередь обычно содержат производственные процессы, связанные между собой. В результате производственные процессы содержат многоуровневую иерархию, имеющую связанные активы, а хозяйствующие объекты содержат связанные производственные процессы. Другими словами, активы, связанные с производственными процессами, или сами по себе производственные процессы могут быть сгруппированы вместе с активами на высоком уровне.

[0005] Способы реализации систем управления технологическими процессами развивались в течение многих лет. Более старые поколения систем управления технологическими процессами реализовывались с использованием специализированного оборудования и постоянного проводного соединения.

[0006] Тем не менее, современные системы управления технологическими процессами реализованы с использованием сильно распределенной сети рабочих станций, интеллектуальных контроллеров, периферийных смарт-устройств и тому подобного, некоторые или все из которых выполняют часть общей стратегии или плана построения управления. В частности, наиболее современные системы управления технологическими процессами содержат периферийные смарт-устройства и другие компоненты устройств управления, коммуникативно связанные друг с другом и/или с одним или более контроллерами управления через одну или более цифровую шину. В дополнение к периферийным смарт-устройствам, современные системы управления технологическими процессами также содержат аналоговые периферийные устройства, к примеру устройства, потребляющие 4-20 миллиампер (мА) при напряжении 0-10 вольт постоянного тока, и тому подобное, которые обычно напрямую подключены к контроллерам, в отличие от общей цифровой шины данных.

[0007] В обычных промышленных или перерабатывающих предприятиях распределенные системы управления используются для управления большинством технологических процессов, выполняемых на производстве. Предприятие может иметь центральную комнату управления, которая имеет компьютерную систему с системой ввода/вывода для пользователя, дисковую систему ввода/вывода и другие периферийные устройства, известные в компьютерной среде, с одним или более устройствами управления и подсистемами ввода/вывода, подключенными коммуникативно к центральной комнате управления. Дополнительно, одно или более периферийных устройств, как правило, подключены к подсистеме ввода/вывода и к устройствам управления для реализации функций управления и измерений внутри предприятия. Кроме того, подсистема ввода/вывода содержит множество портов ввода/вывода, подключенных к различным периферийным устройствам, использующимся по всему заводу, при этом периферийные устройства содержат различные типы аналитического оборудования, полупроводниковых датчиков давления, емкостных датчиков давления, резистивных температурных датчиков, термопар, тензометров, концевых выключателей, переключателей, весов, преобразователей, клапанных позиционеров, клапанных контроллеров, приводных механизмов, реле, световых индикаторов или любых других устройств, обычно используемых на заводах.

[0008] В данном контексте термин "периферийное устройство" охватывает такие устройства, а также любые другие устройства, выполняющие определенные функции в системе управления. В других случаях периферийные устройства содержат, к примеру, устройства ввода (например, датчики, которые формируют сигналы состояния, определяющие параметры устройств управления, к примеру температуру, давление, расход и тому подобное), а также исполнительные и приводные устройства, выполняющие действия в ответ на команды, полученные от контроллеров и/или других периферийных устройств.

[0009] Обычно аналоговые периферийные устройства подключены к контроллеру с помощью двухжильной витой пары цепи электрического тока, каждое из устройств подключено к контроллеру с помощью одиночной двухжильной витой пары. Аналоговые периферийные устройства способны реагировать и принимать электрический сигнал в указанном диапазоне. В обычной конфигурации, как правило, необходимо, чтобы разность напряжений приблизительно равнялась 20-25 вольт между двумя проводами пары, а сила тока в цепи равнялась 4-20 мА. Аналоговые периферийные устройства, которые передают сигнал в комнату управления, модулируют ток, протекающий через электрическую цепь, при этом сила тока должна быть пропорциональна измеряемому параметру.

[0010] Аналоговые периферийные устройства, которые выполняют действия за счет команд комнаты управления, управляются за счет величины силы тока, протекающей в цепи, где сила тока модулируется портом ввода/вывода системы управления вводом/выводом, которая, в свою очередь, управляется контроллером. Обычные двухпроводные аналоговые устройства имеют набор активных электронных компонентов, получающих до 40 милливатт мощности от цепи электрического тока. Аналоговые периферийные устройства, которые потребляют большую мощность, подключаются к контроллеру с помощью четырех проводов, два из которых подают питание на устройство. Такие устройства известны как четырехпроводные устройства, и они не ограничены по мощности, как двухпроводные устройства.

[0011] Дискретные периферийные устройства способны принимать или передавать двоичный сигнал. Обычно дискретные периферийные устройства работают при напряжении сигнала 24 вольт (либо постоянного, либо переменного тока) при напряжении 110 или 240 вольт переменного тока или 5 вольт постоянного тока. Конечно, дискретные периферийные устройства могут быть разработаны для определенных электрических спецификаций, необходимых для отдельной среды управления. Дискретные периферийные устройства ввода просто переключаются в положение поддержания или разрыва связи с контроллером, тогда как дискретные периферийные устройства вывода выполняют действия в зависимости от наличия или отсутствия сигнала от контроллера.

[0012] Исторически, более привычные периферийные устройства имеют один вход или один выход, который напрямую связан с основной функцией, выполняемой периферийным устройством. Например, единственной функцией, реализуемой обычным резистивным температурным датчиком, является передача данных о температуре за счет модуляции электрического тока, протекающего через двухпроводную витую пару, тогда как единственной функцией, реализуемой обычным аналоговым позиционером клапана, является установка клапана в положение полного открытия и полного закрытия в зависимости от величины тока, протекающего через двухпроводную витую пару.

[0013] Позднее у периферийных устройств, являющихся частью гибридных систем, появилась возможность накладывать цифровые данные на электрическую цепь, используемую для передачи аналогового сигнала. Одним из примеров такой гибридной системы, известной в среде управления, является протокол связи HART (магистральный адресуемый дистанционный преобразователь). Система HART использует величину тока в электрической цепи для отправки аналогового управляющего сигнала или для приема обнаруживаемого регулируемого процесса (как и в традиционных системах), а также накладывает цифровой несущий сигнал на сигнал электрической цепи. Протокол HART позволяет использовать стандарт частотной модуляции Bell 202 для наложения цифровых сигналов на низком уровне поверх аналогового сигнала 4-20 мА. Это позволяет организовать двунаправленную связь и обеспечивает возможность двухстороннего обмена дополнительной информацией между регулируемыми процессами и интеллектуальными периферийными инструментами. Протокол HART обеспечивает постоянную скорость передачи сигнала 1200 бит/с при силе тока 4-20 мА и позволяет приложению узла (ведущего устройства) получать два или более цифровых сигнала в секунду от периферийных устройств. Так как цифровой сигнал частотной модуляции имеет постоянную фазу, то он не создает помех для аналогового сигнала 4-20 мА.

[0014] Частотно модулируемый сигнал имеет достаточно малую скорость распространения, поэтому обеспечивает обновление вторичных регулируемых процессов или других параметров с частотой приблизительно 2-3 раза в секунду. Как правило, цифровой несущий сигнал используется для оправки вторичной или диагностической информации и не используется для реализации функций первичного управления периферийными устройствами. Примерами информации, передаваемой с помощью цифрового несущего сигнала, являются: вторичные регулируемые процессы, диагностическая информация (в том числе диагностика датчиков, диагностика устройств, диагностика электросети и диагностика процессов), рабочая температура, температура датчиков, калибровочная информация, идентификационные номера устройств, конструкционные материалы, настройки и программная информация и тому подобное. Соответственно, одиночное гибридное периферийное устройство может иметь множество входных и выходных параметров и может реализовать множество функций.

[0015] Позднее был утвержден новый протокол управления Американского общества контрольно-измерительных приборов (ISA). Новый протокол обычно называют интерфейсной шиной, он имеет специфичное название SP50, которое является акронимом Подкомитета норм и правил 50. Протокол интерфейсной шины определяет два протокола нижнего уровня. Протокол интерфейсной шины HI передает данные с частотой 31,25 кбит/с и снабжает питанием периферийные устройства, подключенные к сети. Протокол интерфейсной шины Н2 передает данные с частотой 2,5 Мбит/с, однако не обеспечивает питанием периферийные устройства, подключенные к сети, обеспечивая избыточную среду передачи данных. Протокол интерфейсной шины является непатентованным открытым стандартом, и на данный момент является наиболее распространенным промышленным стандартом, что привело к созданию и использованию множества устройств интерфейсной шины на промышленных предприятиях. Так как устройства интерфейсной шины используются в дополнение к другим типам периферийных устройств, например устройств HART 4-20 мА, то для каждого из таких различных типов устройств поддерживается структура взаимодействия через систему ввода/вывода.

[0016] Новейшие интеллектуальные периферийные устройства, которые, как правило, являются по своей природе цифровыми, имеют режимы обслуживания и улучшенные функции, которые недоступны для более старых систем управления. Даже если все компоненты распределенной системы управления поддерживают одинаковый стандарт (например, стандарт интерфейсной шины), оборудование системы управления одного производителя не может получить доступ к вторичным функциям или вторичной информации, предоставляемой периферийными устройствами другого производителя.

[0017] Таким образом, одним из важных аспектов системы управления технологическими процессами является разработка способа, при котором периферийные устройства будут коммуникативно подключены друг к другу, к контроллерам и другим системам или устройствам внутри системы управления технологическими процессами или промышленного предприятия. В общем, различные коммуникационные каналы, линии и пути, позволяющие периферийным устройствам функционировать внутри системы управления технологическими процессами, совместно именуются как коммуникационная сеть ввода/вывода.

[0018] Топология коммуникационной сети и физические подключения или маршруты, используемые для реализации коммуникационной сети ввода/вывода, имеют значительное влияние на устойчивость и целостность обмена данными между периферийными устройствами, особенно, при влиянии на коммуникационную сеть ввода/вывода факторов внешней среды или условий работы системы управления технологическими процессами. Например, многие объекты промышленных систем управления и связанные с ними коммуникационные сети ввода/вывода подвергаются воздействию агрессивной физической среды (например, воздействию высокой, низкой или переменной температурам, вибрациям, агрессивным газам или жидкостям и так далее), сложным электрическим условиям (например, высокому шуму, низкому качеству электрической энергии, переходным напряжениям и так далее) и так далее. В любом случае, факторы внешней среды ставят под угрозу надежность связи между одним или более периферийным устройством, контроллером и так далее. В некоторых случаях такие ненадежные каналы связи снижают эффективность контроля системы управления технологическими процессами или мешают выполнению соответствующих способов управления, что приводит к снижению эффективности и/или рентабельности системы управления технологическими процессами, чрезмерному износу или повреждению оборудования, созданию опасных условий, которые могут привести к порче оборудования, строений, наносить вред окружающей среде или людям.

[0019] С целью минимизации влияния факторов окружающей среды и для обеспечения постоянных каналов связи коммуникационные сети ввода/вывода в системах управления технологическими процессами исторически используют сети с проводными подключениями, где для проводов используется изоляция, защитные экраны и кабельные каналы. Также периферийные устройства внутри таких систем управления технологическими процессами, как правило, коммуникативно подключены к контроллерам, рабочим станциям и другим компонентам системы управления технологическими процессами с использованием многоуровневой топологии и использованием проводных соединений, в которой неинтеллектуальные устройства напрямую подключены к контроллерам, используя аналоговые интерфейсы, например проводные интерфейсы 4-20 мА, 0-10 вольт постоянного тока или платы ввода/вывода. Интеллектуальные устройства, такие как устройства интерфейсной шины, также подключены с использованием цифровой шины данных, которая подключена к контроллерам через интерфейс интеллектуальных периферийных устройств.

[0020] Изначально коммуникационные сети ввода/вывода, основанные на проводных соединениях, обеспечивают надежную сеть ввода/вывода, однако их надежность со временем очень сильно снижается в результате стрессовых воздействий окружающей среды (например, агрессивных газов или жидкостей, вибрации, влажности и так далее). Например, сопротивление контактов проводов коммуникационной сети ввода/вывода увеличивается за счет коррозии, окисления и тому подобного. Кроме того, эффективность изоляции проводов и/или экранирования снижается или полностью нарушается, таким образом создаются условия, при которых электрические помехи или шумы искажают сигналы, передаваемые по проводам коммуникационной сети ввода/вывода. В некоторых случаях нарушение изоляции происходит в результате короткого замыкания, в результате чего полностью разрушаются провода коммуникационных сетей ввода/вывода.

[0021] Кроме того, установка коммуникационных сетей ввода/вывода, основанных на проводных соединениях, требует больших затрат, в частности, в том случае, если такие сети устанавливаются на больших промышленных предприятиях или объектах, которые разбросаны на большой территории, к примеру на заводах по переработке нефти или химических предприятиях, которые имеют площадь в несколько акров земли. Во многих случаях провода коммуникационной сети ввода/вывода прокладываются на очень большие расстояния и/или проходят через, под или вокруг множества структур (например, стен, строений, оборудования и так далее), такая большая протяженность проводов требует больших трудовых ресурсов, материалов и затрат. Дополнительно, такая большая протяженность проводов особенно чувствительна к искажениям сигнала, связанным с емкостным сопротивлением проводников и искажениями электрических сигналов; каждая из этих причин обуславливает ненадежную связь.

[0022] Кроме того, такие коммуникационные сети ввода/вывода, основанные на проводных соединениях, как правило, сложно переконфигурировать при каких-либо изменениях или обновить при необходимости. Добавление нового периферийного устройства обычно требует установки проводов между новым периферийным устройством и контроллером. Модернизация технологических процессов в таком случае может быть очень сложной и требовать больших затрат ввиду большой протяженности проводов и ограниченности пространства, что часто встречается в старых устройствах управления производственным предприятия или систем. Большое количество проводов внутри изоляционных каналов, оборудования и/или различных структур, монтируемых вдоль доступных кабельных каналов, значительно увеличивают сложность модернизации или добавления новых периферийных устройств в существующих системах. Замена существующих периферийных устройств на новые, требующие отличных от существующих технических условий, может представлять определенные трудности в случае, если необходимо установить новое периферийное устройство с другим количеством проводов или характеристиками. Такие модификации обуславливают длительные простои промышленного предприятия.

[0023] Беспроводные коммуникационные сети ввода/вывода используются для облегчения сложностей, связанных с коммуникационными сетями ввода/вывода, основанными на проводных соединениях, а также для снижения стоимости, связанной с установкой датчиков или доводчиков внутри системы управления технологическими процессами. Беспроводные коммуникационные сети ввода/вывода также более предпочтительны для систем управления технологическими процессами и их элементов, чем сложные для доступа коммуникационные сети ввода/вывода, основанные на проводных соединениях.

Например, патент US №7436797, называемый "Беспроводная архитектура и поддержка систем управления технологическими процессами", Shepard и др., запатентованный 14 октября 2008 года, содержащийся в прямой форме в виде ссылки в данном документе, указывает на то, что недорогие беспроводные сетевые ячеистые структуры могут быть развернуты внутри системы управления технологическими процессами как по отдельности, так и в комбинации с соединениями типа точка-точка для создания надежных беспроводных коммуникационных сетей, которые легко настраивать, конфигурировать, изменять и контролировать, таким образом делая коммуникационные сети более надежными, менее дорогостоящими и более безотказными.

[0024] Беспроводные сети ячеистой структуры (или ячеистая сетевая топология) используют множественные узлы, каждый из которых может работать не только в качестве клиента, принимая и отправляя свои собственные данные, но также может выступать в качестве повторителя или передающей станции, распространяющей данные через сеть к другим узлам. Каждый узел подключен к ближайшему узлу и, преимущественно, к множеству ближайших узлов, каждый из которых может быть подключен к дополнительным ближайшим узлам. В результате образуется сеть узлов, которая обеспечивает множество маршрутов взаимодействия одного узла с другими через сеть, таким образом создается недорогая надежная сеть, позволяющая поддерживать подключение или переконфигурацию, даже при повреждении или блокировке маршрутов взаимодействия.

[0025] В беспроводной сети в виде ячеистой структуры каждое устройство (узел) подключается к шлюзу с помощью беспроводного соединения или непрямого соединения через ближайшее устройство. Каждое устройство имеет определенный уровень сигнала, который, как правило, регулируется в зависимости от расстояния между устройством и шлюзом или другим ближайшим устройством. В случае если со шлюзом нет прямого беспроводного соединения, каждое устройство подключается к шлюзу через другое одноранговое устройство, которое имеет подключение к шлюзу или другому устройству. Количество устройств, используемых совместно для подключения узлов к шлюзу, известно как количество транзитных шлюзов по маршруту соединения. Каждое устройство использует маршрут соединения и порядок, в котором выполняются подключения устройство-устройство, именуемый как путь сообщения или маршрутизация.

[0026] Независимо от типа сети, реализованной внутри технологической системы, обслуживающий персонал выполняет задачи обслуживания и калибровки устройств внутри сети. Это означает физическое перемещение внутри технологического процесса от устройства к устройству в соответствии с упорядоченными списками точек остановки для выполнения необходимых действий по сбору данных, обслуживанию и калибровке. Обычно приложения для обслуживания на основании маршрутизации используют определенный процесс организации обслуживания с использованием данных о физическом местоположении устройств и указаниях точек остановки вдоль определенного маршрута. Маршрут содержит упорядоченный список точек остановки, через которые должны пройти инженеры или другой обслуживающий персонал, для выполнения задач, связанных со сбором данных, калибровкой устройств, выполнением обслуживания устройства или выполнением визуальной проверки устройства, тогда как определенный маршрут указан как наиболее эффективный маршрут выполнения данных задач, на основании процессов, сформированных вручную, определяются задачи, которые могут возникнуть по пути следования маршрута. Другими словами, тогда как приложения, основанные на маршрутизации, формируют техническое задание для обслуживающего персонала, маршруты, используемые обслуживающим персоналом, которые сформированы вручную, обычно зависят от физического местоположения устройств и точек остановки. Это не только приводит к неэффективному использованию рабочего времени обслуживающего персонала, в частности, когда количество устройств и точек остановки измеряется десятками или сотнями, но также приводит к тому, что созданный вручную маршрут является неэффективным и неоптимальным и в большей степени недостаточно оптимальным.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0027] Уровень сигнала и маршруты коммуникаций внутри беспроводной сети используются для автоматического создания маршрута обслуживания для обслуживающего или другого персонала предприятия, для выполнения калибровки устройства, сбора данных, проверки оборудования или других действий, связанных с обслуживанием, определенных в маршруте обслуживания. Процесс, в результате которого формируется маршрут обслуживания, основан на последовательности вычислений, основанных на удаленности каждого устройства от шлюза и/или относительно ближайших устройств. Удаленность устройства зависит от уровня сигнала между беспроводным шлюзом и/или ближайшими устройствами, а также количества транзитных шлюзов по маршруту связи для данного набора устройств, взаимодействующих в сети. Учитывая, что все устройства взаимодействуют с беспроводным шлюзом либо напрямую, либо через другое устройство, создается упорядоченный список всех устройств с нулевым количеством транзитных шлюзов в их коммуникационном маршруте (то есть напрямую связанных со шлюзом), где устройства упорядочены по уровню сигнала относительно шлюза. Начиная с первого устройства в списке, создается дополнительный упорядоченный список ближайших устройств, напрямую взаимодействующих с первым устройством, и дополнительный упорядоченный список, который добавляется к исходному упорядоченному списку после первого устройства. Данный процесс создания дополнительных упорядоченных списков и добавления их к исходному списку повторяется несколько раз, каждый раз учитывая следующее устройство в добавленном упорядоченном списке после предыдущей итерации до тех пор, пока не будут учтены все устройства. Как только все устройства, взаимодействующие с беспроводным шлюзом напрямую или через другое устройство, будут учтены, то устройства в списке, связанном с точками остановки вдоль маршрута, и порядок устройств в списке, связанном с маршрутом, окажутся среди точек остановки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0028] Фигура 1 представляет собой комбинацию блоков и блок-схему распределенной системы управления в соответствии с данным изобретением;

[0029] Фигура 2 представляет собой комбинацию блоков и блок-схему беспроводной коммуникационной сети внутри элементов технологического процесса в соответствии с данным изобретением;

[0030] Фигура 3 представляет собой блок-схему беспроводной коммуникационной среды, в которой беспроводная сеть содержит множество узлов, соответствующих различным периферийным устройствам;

[0031] Фигуры 4A и 4B представляют собой схемы, представленные в табличной форме, беспроводной сети в виде ячеистой структуры и беспроводной топологии узлов типа точка-точка, а также соответствующие ближайшие узлы в порядке удаленности;

[0032] Фигура 5 представляет собой функциональную схему формирования маршрута обслуживания в соответствии с данным изобретением;

[0033] Фигуры 6A-6E иллюстрируют формирование и последовательность создания упорядоченного списка на основании алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 5, где алгоритм выполняет несколько итераций для списка беспроводной сети в виде ячеистой структуры;

[0034] Фигура 7 представляет собой функциональную схему алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 5, создания упорядоченного списка узлов, напрямую взаимодействующих со шлюзом;

[0035] Фигура 8 представляет собой функциональную схему алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 5, интерактивного создания упорядоченного списка узлов, напрямую взаимодействующих с узлом из списка, созданного на основании алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 7, и дополнительного алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 9;

[0036] Фигура 9 представляет собой функциональную схему алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 5, добавления списка, сформированного на основании алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 7 и добавленного на предыдущей итерации, проиллюстрированной на Фигуре 5;

[0037] Фигура 10 представляет собой блок-схему маршрута обслуживания через среду взаимодействия беспроводной сети в виде ячеистой структуры, проиллюстрированной на Фигуре 3, сформированную на основании алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 5;

[0038] Фигуры 11A-11E иллюстрируют формирование и последовательность создания упорядоченного списка на основании алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 5, где алгоритм выполняет несколько итераций для списка беспроводной сети типа точка-точка; и

[0039] Фигура 12 представляет собой блок-схему маршрута обслуживания через среду взаимодействия беспроводной сети типа точка-точка, проиллюстрированной на Фигуре 3, сформированную на основании алгоритма, проиллюстрированного на Фигуре 5;

ДЕТАЛЬНОЕ РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0040] Ссылаясь на Фигуру 1, распределенная система управления технологическими процессами 10 содержит одно или более устройство управления 12, подключенное к одной или более главной рабочей станции или компьютеру 14 (который может быть компьютером или рабочей станцией любого типа). Устройство управления 12 также подключено к блоку устройств ввода/вывода 20, 22, каждое из которых, в свою очередь, подключено к одному или более периферийному устройству 25-39. Контроллеры 12, которые исключительно в качестве примера являются контроллерами DeltaV™, продаваемыми компанией Fisher-Rosemount Systems Inc, коммуникативно подключены к основным компьютерам 14, к примеру, через Ethernet подключение 40 или другой канал связи. Аналогично, контроллеры 12 коммуникационно подключены к периферийным устройствам 25-39 используют любое необходимое аппаратное или программное обеспечение, связанное, к примеру, с устройствами стандарта 4-20 мА и/или любыми интеллектуальными коммуникационными протоколами, например протоколом интерфейсной шины или протоколом HART. Общеизвестно, что контроллеры 12 реализованы или управляются алгоритмами устройств управления, сохраненными в них или, в противном случае, связаны и взаимодействуют с устройствами 25-39 для управления процессами любыми необходимыми способами.

[0041] Периферийные устройства 25-39 могут быть устройствами любого типа, например сенсорами, клапанами, передатчиками, позиционерами и так далее, тогда как платы ввода/вывода блоков 20 и 22 могут быть устройствами ввода/вывода любого типа, поддерживающими любые требуемые протоколы связи или протоколы поддержки контроллеров, например протоколы HART, интерфейсная шина, открытая промышленная шина и так далее. В варианте воплощения изобретения, проиллюстрированном на Фигуре 1, периферийные устройства 25-27 являются устройствами стандарта 4-20 мА, которые взаимодействуют через аналоговые линии с платами ввода/вывода 22А. Периферийные устройства 28-31 проиллюстрированы как устройства HART, подключенные к устройствам ввода/вывода 20А, совместимым с протоколом HART. Подобным образом периферийные устройства 32-39 являются интеллектуальными устройствами, например устройствами интерфейсной шины, которые взаимодействуют через цифровую шину 42 или 44 с платами ввода/вывода 20В или 22В, используя, к примеру, протокол связи типа интерфейсная шина. Конечно, периферийные устройства 25-39 и блоки плат ввода/вывода 20 и 22 способны поддерживать любые другие необходимые стандарты или протоколы, помимо стандартов и протоколов 4-20 мА, HART или интерфейсная шина, включая любые стандарты или протоколы, которые будут разработаны в будущем.

[0042] Каждый из контроллеров 12 выполнен с возможностью реализации стратегии управления с использованием так называемых функциональных блоков, где каждый функциональный блок является частью (например, подпрограммой) общего алгоритма управления и работает в сочетании с другими функциональными блоками (через каналы связи) для реализации схемы управления производством внутри системы управления технологическими процессами 10. Функциональные блоки обычно выполняют одну функцию ввода, например, связанную с передатчиком, датчиком или другим устройством измерения, функцию управления, например, связанную с алгоритмом управления, которые выполняют PID-устройства, устройства с нечеткой логикой и так далее, или функцию вывода, которая управляет работой некоторых устройств, например клапанов, для выполнения некоторых физических функций внутри системы управления технологическими процессами 10. Конечно же, существуют гибридные и другие типы функциональных блоков. Наборы таких функциональных блоков называются модулями. Функциональные блоки и модули сохраняются внутри и выполняются самим контроллером 12, которые обычно являются оболочками при использовании функциональных блоков, или связаны с устройствами стандарта 4-20 мА и некоторыми типами интеллектуальных периферийных устройств, или могут быть сохранены и реализованы с помощью самих периферийных устройств, которые могут быть частными случаями устройств интерфейсной шины, тогда как система управления 10, проиллюстрированная на Фигуре 1, описана как использующая алгоритмы управления функциональных блоков, стратегия управления также может быть реализована или разработана с использованием других условных обозначений, например, в виде принципиальной электросхемы, последовательной блок-схемы и тому подобного и с использованием необходимых патентованных или непатентованных языков программирования.

[0043] Более того, существует известный способ, при котором одна или более рабочих станций 14 содержат приложение, реализующее интерфейс пользователя, позволяющее пользователю, например оператору, наладчику, обслуживающему персоналу и так далее, взаимодействовать с сетью устройств управления производственным процессом 10 внутри производственного предприятия. В частности, рабочая станция 14 содержит один или более интерфейсов пользователя, которые запускаются на процессорах рабочих станций 14 для взаимодействия с базой данных, модулями управления или другими алгоритмами внутри контроллера 12 или блоков ввода/вывода 20, 22, с периферийными устройствами 25-39 и модулями внутри этих периферийных устройств и так далее, для получения информации со всего промышленного предприятия, например информации, связанной с состоянием процессов в системе управления технологическими процессами 10. Программный интерфейс пользователя обрабатывает и/или отображает эту собранную информацию на экране устройства, подключенном к одной или более рабочих станций 14. Собранная, обработанная и/или отображаемая информация является информацией о состоянии процессов, сигналы тревоги и предупреждений, генерируемые внутри производственного предприятия, данные об обслуживании и так далее. Аналогично, одно или более приложений сохраняются в виде исполняемых программ в рабочих станциях 14 для выполнения действий по настройке, например создания или настройки модулей, выполняемых внутри производственного предприятия, выполнения действий по управлению работой, например изменения точек установки или других переменных управления внутри производственного предприятия и тому подобного. Конечно, количество и типы алгоритмов не ограничиваются описанными в данном документе, соответственно и д