Способ и устройство местного или дистанционного управления прибором в технологической системе

Способ и устройство местного или дистанционного управления прибором в технологической системе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение, в общем, относится к системам управления технологическими процессами и, более конкретно, к способу и устройству формирования структуры управления периферийным устройством в системе управления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Системы управления технологическими процессами используются в различных отраслях промышленности в течение многих лет. В области нефтепереработки, производства электроэнергии и химических материалов применяются системы управления технологическими процессами различных размеров, от небольших систем управления, имеющих несколько узлов ввода-вывода (ВВ), до очень крупных систем, содержащих сотни или даже тысячи периферийных приборов и устройств, таких как, например, клапаны, шиберы, регуляторы, датчики смещения и уровня, предохранительные клапаны и средства сигнализации.

[0003] Во многих системах управления технологическими процессами обычно используется одно или большее количество периферийных устройств, реализованных на основе автономных функций мгновенного действия. В такой структуре периферийное устройство, по существу, функционирует отдельно от системы управления, поскольку управление или контроль периферийного устройства может осуществляться только персоналом, эксплуатирующим систему управления, на месте размещения периферийного устройства. Отдельное или удаленное периферийное устройство считается функционирующим «вслепую», поскольку указанное устройство не предоставляет системе управления технологическим процессом данных обратной связи, касающихся функционирования устройства. Указанные данные обратной связи обычно представляют собой, например, данные фактического положения клапана или другую информацию относительно состояния клапана.

[0004] В прошлом управление такими функционирующими «вслепую» устройствами, которые часто размещаются в удаленных пунктах, обычно осуществлялось при помощи пневматического или гидравлического контроллера. Пневматические контроллеры обеспечивают эффективную автоматизацию простых повторяющихся функций. Однако такие контроллеры подвержены воздействию механического износа и их характеристики могут ухудшаться, что оказывает неблагоприятное влияние на точность и повторяемость функционирования системы управления технологическим процессом, причем ухудшение любого из этих параметров может, в конечном счете, привести к сбою системы управления. В связи с этим для упрощения оценки системой управления технологическим процессом рабочего состояния периферийного устройства желательно обеспечить возможность дистанционного управления и (или) контроля периферийного устройства.

[0005] Фиг. 1 иллюстрирует типовую схему контура местного управления автономной структуры. Состояние, связанное с процессом, контролируется датчиком, таким как, например, датчик давления, микровыключатель, концевой выключатель или другие соответствующие устройства. Датчик соединен с контроллером и при возникновении определенного события подает соответствующий сигнал контроллеру. В свою очередь контроллер обеспечивает подачу питания на привод или преобразователь, связанный с периферийным устройством, для регулирования параметров процесса. Например, контроллер может обеспечивать перемещение преобразователем или приводом рабочего органа регулирующего клапана, переключение выключателя или повышение либо снижение температуры или давления, связанного с технологическим процессом.

[0006] Первоначально пневматические системы управления не содержали программируемых логических контроллеров (ПЛК) или каких-либо электрических либо электронных контроллеров. Использование цифровой логики в системах управления, фактически, началось с применения твердотельных устройств, программируемых логических матриц (ПЛМ), ПЛК, а также микропроцессоров и микроконтроллеров. С появлением таких электронных систем управления стало возможным осуществление дистанционного контроля и управления периферийными устройствами при помощи проводных средств связи между контроллером и периферийным устройством.

[0007] В случае необходимости дистанционного контроля периферийного устройства, содержащего автономный контур управления, представленный на фиг. 1, датчик и периферийное устройство могут быть соединены с электронной системой управления проводными средствами связи. Такая схема, в которой местный контур управления, указанный на фиг. 1, подключен к системе управления, представлена на фиг. 2. В такой структуре значение параметра или переменной процесса передается от датчика системе управления с использованием протокола обмена данными, такого как протокол Fieldbus™. Затем система управления определяет уставку (например, рабочего параметра) и с целью управления процессом передает сигнал управления периферийному устройству по шине обмена данными. Таким образом, осуществляется передача функций контроля и управления автономным периферийным устройством из пункта размещения периферийного устройства дистанционной или удаленной системе управления.

[0008] Одной из проблем проводной связи между контуром управления и системой управления являются затраты и объем работ, связанных с фактической прокладкой средств связи системы. Во многих случаях является невозможным обеспечить проводную связь контура управления и системы управления вследствие значительного расстояния, неблагоприятных условий местности, опасной среды или ограничений прав пользования территорией между двумя пунктами. Другая проблема связана с увеличением временной задержки процесса управления удаленным периферийным устройством по сравнению с исходной схемой автономного устройства мгновенного действия. То есть интервал времени, требуемый для передачи по проводным средствам связи периферийному устройству ответного сигнала управления, включает время передачи измеренного значения параметра технологического процесса удаленной системе управления, обработки измеренного значения контроллером и передачи команды управления удаленному элементу управления, а также время реагирования элемента управления на полученную команду. Указанное увеличение интервала времени может оказывать неблагоприятное воздействие на способность системы управлять процессами, в которых контролируемая переменная быстро изменяется.

[0009] Для снижения затрат и устранения проблем, связанных с прокладкой средств проводной связи удаленных периферийных устройств с системой управления, некоторые элементы процесса управления были изменены с целью обеспечения возможности использования беспроводной связи. Типовой вариант применения беспроводного датчика представлен на фиг. 3, на которой проводной канал обмена данными между датчиком и системой управления, указанный на фиг. 1 и 2, заменен беспроводным каналом обмена данными. Однако такое изменение не решает проблем, связанных с увеличением временной задержки системы управления периферийным устройством по сравнению со схемой мгновенного действия. Напротив, поскольку питание беспроводных датчиков во многих случаях осуществляется от аккумуляторных батарей, частота передачи данных от беспроводного датчика системе управления обычно уменьшается для экономии заряда аккумуляторной батареи. К сожалению, уменьшение частоты передачи датчиком значений параметра может привести к дополнительному увеличению интервала времени, требуемого для управления процессом, в сравнении с системами, в которых используются проводные датчики.

[0010] Вследствие наличия указанных выше проблем, связанных с дистанционным управлением и (или) контролем периферийного устройства, очевидными являются причины сохранения схемы автономного функционирования во многих периферийных устройствах. Следовательно, для управления такими периферийными устройствами также требуется посещение персоналом, эксплуатирующим систему управления, пункта размещения периферийного устройства, который может находиться в агрессивной или опасной среде, с целью изменения или регулирования состояния, положения или других рабочих параметров периферийного устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] В настоящем документе описаны примеры осуществления устройства и способа управления периферийным устройством, удаленным от системы управления технологическим процессом. В представленном примере осуществления изобретения система управления технологическим процессом включает в себя периферийное устройство, связанное с определенным процессом и предназначенное для управления состоянием данного процесса. Беспроводный датчик связан с процессом и предназначен для контроля возникновения события, соответствующего определенному состоянию процесса. Система дистанционного управления удалена от периферийного устройства и включает в себя первый контроллер, первую память, первый процессор и первый модуль беспроводного обмена данными. Первый модуль беспроводного обмена данными связан с первым процессором и обеспечивает беспроводный обмен данными между первым контроллером и беспроводным датчиком. Система дистанционного управления дополнительно может включать в себя первый модуль управления, записанный в первой памяти и связанный с первым процессором. Первый модуль управления может быть выполнен процессором с целью установления первым контроллером на периферийном устройстве первой уставки для управления указанным состоянием процесса. Местная система управления размещена в месте расположения периферийного устройства и включает в себя беспроводное устройство вывода. Беспроводное устройство вывода включает в себя местный контроллер, местную память, местный процессор и местный модуль беспроводного обмена данными, связанный с местным процессором и предназначенный для обеспечения беспроводного обмена данными между местным контроллером и первым контроллером. Местный модуль управления записан в местной памяти и связан с местным процессором. Местный модуль управления выполняется местным процессором с целью установки местным контроллером на периферийном устройстве местной уставки. Первый контроллер может быть дополнительно предназначен для настройки местного модуля управления с целью регулирования местной уставки.

[0012] Если необходимо, беспроводное устройство вывода может содержать интерфейс пользователя, включающий в себя, по меньшей мере, одно устройство ввода, связанное с местным процессором, и, по меньшей мере, одно устройство вывода, связанное с местным процессором. Указанное устройство ввода может включать в себя кнопочную панель, клавиатуру, кнопку и т.д., а устройство вывода может содержать устройство отображения, такое как экран, светодиод, громкоговоритель и т.д.

[0013] В другом примере осуществления изобретения система управления технологическим процессом включает в себя периферийное устройство, связанное с процессом и предназначенное для регулирования состояния процесса. Беспроводный датчик связан с процессом и предназначен для контроля возникновения события, соответствующего определенному состоянию процесса. Местный контур управления функционально связан с периферийным устройством и включает в себя местный контроллер, содержащий местный модуль беспроводного обмена данными, связанный с беспроводным датчиком. Местный контроллер дополнительно включает в себя местный процессор, местную память и местный модуль управления. Местный модуль управления может быть записан в местной памяти и может выполняться местным процессором. Местный контур управления может быть установлен в режим местного управления, в котором местный контроллер осуществляет контроль беспроводного датчика и выполняет установку на периферийном устройстве местной уставки, определенной местным модулем управления. Удаленный контур управления функционально связан с периферийным устройством и включает в себя удаленный контроллер, содержащий удаленный модуль беспроводного обмена данными, связанный с местным модулем беспроводного обмена данными местного контроллера с целью обеспечения беспроводного обмена данными между удаленным контуром управления и местным контуром управления. Удаленный контур управления дополнительно включает в себя удаленный процессор, удаленную память и удаленный модуль управления. Удаленный модуль управления может быть записан в удаленной памяти и может выполняться удаленным процессором. Удаленный контур управления может быть установлен в режим удаленного управления, в котором удаленный контроллер осуществляет контроль беспроводного датчика и выполняет установку на периферийном устройстве удаленной уставки, определенной удаленным модулем управления. Удаленный контур управления дополнительно может обеспечивать перевод местного модуля управления в режим удаленного изменения местной уставки.

[0014] В дополнительном примере осуществления изобретения устройство управления, предназначенное для управления периферийным устройством и обеспечивающее возможность подключения к системе управления, выполняет хранение в памяти команд, доступных для компьютера. Выполнение команд позволяет осуществить беспроводный обмен данными устройства управления с системой управления и может также обеспечивать контроль устройством управления состояния процесса, связанного с периферийным устройством, координацию совместных функций управления периферийным устройством, выполняемых устройством управления и системой управления, и передачу периферийному устройству сигнала управления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0015] Фиг. 1 иллюстрирует структурную схему известного контура управления мгновенного действия.

[0016] Фиг. 2 иллюстрирует структурную схему известного контура управления, функционирующего с использованием системы управления.

[0017] Фиг. 3 иллюстрирует структурную схему известного контура управления, функционирующего с использованием системы управления, в которой датчик связан с системой управления беспроводным каналом передачи данных.

[0018] Фиг. 4 иллюстрирует структурную схему примера системы управления технологическим процессом в соответствии с настоящим изобретением, которая используется для дистанционного контроля и (или) управления периферийным устройством или местным контуром управления.

[0019] Фиг. 5 иллюстрирует структурную схему одного примера системы управления технологическим процессом в соответствии с настоящим изобретением, которая используется для дистанционного контроля и (или) управления периферийным устройством или контуром управления.

[0020] Фиг. 6 иллюстрирует структурную схему второго примера системы управления технологическим процессом в соответствии с настоящим изобретением, которая используется для дистанционного контроля и (или) управления периферийным устройством или контуром управления.

[0021] Фиг. 7 иллюстрирует пример структурной схемы технологического процесса, предусматривающей применение совместных функций управления в системе управления согласно настоящему изобретению, которая используется для дистанционного контроля и (или) управления периферийным устройством или контуром управления.

[0022] Фиг.8 иллюстрирует пример структурной схемы технологического процесса, предусматривающей применение совместных функций управления в системе управления согласно настоящему изобретению, которая используется для дистанционного контроля и (или) управления периферийным устройством или контуром управления.

[0023] Фиг. 9 иллюстрирует пример структурной схемы технологического процесса, предусматривающей применение совместных функций управления в системе управления согласно настоящему изобретению, которая используется для дистанционного контроля и (или) управления периферийным устройством или контуром управления.

[0024] Фиг. 10 иллюстрирует пример беспроводного устройства вывода, содержащего процессор, модуль управления, датчик, память и устройство вывода сигналов управления.

[0025] Фиг. 11 иллюстрирует структурную схему третьего примера системы управления технологическим процессом в соответствии с настоящим изобретением, которая используется для дистанционного контроля и (или) управления периферийным устройством или контуром управления.

[0026] Фиг. 12 иллюстрирует структурную схему четвертого примера системы управления технологическим процессом в соответствии с настоящим изобретением, которая используется для дистанционного контроля и (или) управления периферийным устройством или контуром управления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0027] В общем, система управления включает в себя контроллер, реагирующий на целевое значение или событие, связанное с состоянием процесса. Обычно контроль состояния процесса предусматривает определение возникновения определенного события и осуществляется при помощи датчика, связанного с процессом. При возникновении указанного события датчик предоставляет контроллеру данные относительно возникновения события. Далее контроллер регистрирует соответствующую информацию, связанную с возникновением события, такую как дата и время возникновения события, и (или) контроллер может реагировать посредством передачи сигнала управления для регулирования параметра соответствующего периферийного устройства с целью управления процессом.

[0028] Фиг. 4 иллюстрирует пример осуществления системы 200 управления технологическим процессом, содержащей контроллер 211 системы или процесса, связанный каналом обмена данными с памятью 212, включающей в себя блок сбора данных, и одну или большее число главных рабочих станций или компьютеров 213 (которые могут представлять собой персональные компьютеры, рабочие станции и т.д. любого типа), каждый из которых содержит экран 214 для отображения выходных данных. Память 212 может включать в себя память любого требуемого типа и содержать любое требуемое или известное программное обеспечение, аппаратное обеспечение или встроенное программное обеспечение для хранения данных, а также может быть реализована отдельно (как указано на фиг. 4) или в составе одной из рабочих станций 213.

[0029] Контроллер 211, представляющий собой, например, цифровой контроллер клапана FIELDVUE^®, поставляемый компанией Emerson Process Management, связан каналом передачи данных с главными компьютерами 213 и памятью 212 при помощи, например, сети Ethernet или любой другой требуемой сети 229 обмена данными. Сеть 229 обмена данными может представлять собой локальную вычислительную сеть (ЛВС), глобальную вычислительную сеть (ГВС), телекоммуникационную сеть и т.д. Система 200 управления дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один процессор 205, связанный с модулем 206 беспроводного обмена данными, который обеспечивает беспроводный обмен данными, передаваемыми в систему 200 управления и от указанной системы управления.

[0030] Контроллер 211 связан каналом обмена данными с периферийными устройствами 215-222 при помощи плат или устройств 226 и 228 ввода-вывода (ВВ) и функционирует на основе любого требуемого аппаратного обеспечения и программного обеспечения, предназначенного, например, для стандартных устройств с токовой петлей 4-20 мА и (или) любого интеллектуального протокола обмена данными, такого как протокол FOUNDATION^® Fieldbus (Fieldbus), протокол HART и т.д. Периферийные устройства 215-222 могут представлять собой устройства любого типа, такие как клапаны, позиционеры клапанов, датчики и преобразователи (например, датчики температуры, давления и расхода), и выполнять в рамках технологического процесса определенные функции, такие как открывание или закрывание клапанов и измерение параметров процесса. Платы 226 и 228 ввода-вывода могут представлять собой устройства ввода-вывода любого типа, соответствующие требуемому протоколу обмена данными или управления.

[0031] В примере осуществления изобретения, представленном на фиг. 4, периферийные устройства 215-218 представляют собой стандартные устройства с токовой петлей 4-20 мА, осуществляющие обмен данными с платой 226 ввода-вывода по аналоговым линиям, а периферийные устройства 219-222 представляют собой интеллектуальные устройства, такие как устройства, функционирующие на основе протокола Fieldbus, которые осуществляют обмен данными с платой 228 ввода-вывода по цифровой шине с использованием протокола Fieldbus. Очевидно, что периферийные устройства 215-222 могут соответствовать любому другому требуемому стандарту (стандартам) или протоколам, в том числе стандартам или протоколам, которые будут разработаны в будущем.

[0032] Контроллер 211 осуществляет обмен данными с устройствами 215-222, главными компьютерами 213 и памятью 212 с целью управления процессом в соответствии с требованиями. Контроллер 211, который может представлять собой один из множества контроллеров, функционирующих в технологической установке, обеспечивает реализацию или контроль одной или большего числа процедур управления технологическим процессом. Процедуры управления технологическим процессом обычно включают в себя модули управления, которые могут представлять один или большее число контуров управления или процедур управления и которые могут храниться в памяти 212 и выполняться процессором 205. Для целей настоящего описания изобретения элемент управления технологическим процессом может представлять собой любую часть или сегмент системы управления технологическим процессом, в том числе, например, процедуру, блок или модуль управления, записанный на каком-либо машиночитаемом носителе данных.

[0033] Процедуры управления, которые могут представлять собой модули управления или любую часть процедуры управления, такую как подпрограмма, сегменты подпрограммы (такие как строки программы) и прочие компоненты, могут быть реализованы в любом требуемом формате программного обеспечения, таком как многозвенные логические схемы, последовательные функциональные схемы, схемы процедур управления, средства объектно-ориентированного программирования или инструменты проектирования. Аналогичным образом, описанные в настоящем документе процедуры управления могут быть жестко запрограммированы, например, в одном или большем числе стираемых программируемых постоянных запоминающих устройств, электрически стираемых программируемых постоянных запоминающих устройств, специализированных интегральных схемах (ASIC), ПЛК или любых других элементах аппаратного обеспечения либо встроенного программного обеспечения. Процедуры управления могут быть разработаны с использованием средств проектирования, в том числе средств графического проектирования или любых других средств программирования или проектирования на основе программного обеспечения, аппаратного обеспечения или встроенного программного обеспечения.

[0034] Контроллер 211 может быть предназначен для реализации процедуры управления или стратегии управления любым требуемым способом. Например, контроллер 211 может обеспечивать реализацию стратегии управления с использованием компонентов, которые обычно называются функциональными блоками, причем каждый функциональный блок представляет собой элемент или объект общей процедуры управления и функционирует во взаимодействии с другими функциональными блоками (с использованием каналов передачи данных) с целью реализации функций контуров управления процессом в системе 200 управления технологическим процессом. Функциональные блоки обычно выполняют одну из следующих функций: функцию ввода, связанную с использованием преобразователя, датчика или другого устройства измерения параметров процесса; функцию управления, связанную с выполнением процедуры управления, которая обеспечивает управление на основе алгоритма пропорционально-интегрально-дифференциального управления, нечеткой логики и т.д.; или функцию вывода, осуществляющую управление определенным устройством, таким как клапан, с целью реализации некоторой механической функции в рамках системы 200 управления технологическим процессом. В системе могут также использоваться гибридные варианты указанных функциональных блоков, а также другие типы функциональных блоков. Хотя в настоящем документе представлено описание системы управления, реализованной с использованием стратегии управления на основе функциональных блоков, которая включает в себя принципы объектно-ориентированного программирования, стратегия управления, процедуры управления, контуры управления или модули управления могут быть также реализованы или разработаны на основе других средств, таких как многозвенная логика, последовательные функциональные схемы и т.д., либо с использованием других языков или принципов программирования.

[0035] Функциональные блоки или процедуры управления могут быть записаны в контроллере 211 и выполняться указанным контроллером, причем обычно такая структура применяется, если указанные функциональные блоки используются для стандартных устройств, реализованных на основе токовой петли 4-20 мА, или связаны с такими устройствами либо для некоторых типов интеллектуальных периферийных устройств, таких как устройства, функционирующие на основе протокола HART. Функциональные блоки и процедуры управления могут быть также записаны в памяти и реализовываться самими периферийными устройствами, например, в случае устройств, функционирующих на основе протокола Fieldbus.

[0036] Для целей настоящего описания изобретения термины «стратегия управления», «процедура управления», «модуль управления», «функциональный блок управления» и «контур управления», по существу, обозначают программу управления, которая выполняется с целью управления процессом, причем указанные термины при использовании в настоящем документе являются взаимозаменяемыми. Однако для целей последующего обсуждения будет использоваться термин «модуль управления». Далее, следует отметить, что модуль, описанный в настоящем документе, если это необходимо, может содержать элементы, реализованные или выполненные другими контроллерами или другими устройствами. Кроме того, модули управления, описанные в настоящем документе, которые предназначены для применения в системе 200 управления технологическим процессом, могут быть представлены в любой форме, в том числе в форме программного обеспечения, встроенного программного обеспечения, аппаратного обеспечения и т.д.

[0037] Как показано на развернутой структурной схеме блока 230, изображенного на фиг. 4, контроллер 211 может включать в себя или обеспечивать функционирование нескольких одноконтурных модулей управления, представленных в виде модулей 232 и 234 управления, а также может обеспечивать функционирование одного или большего числа усовершенствованных контуров управления, представленных модулем 236 управления. Одноконтурные модули 232 и 234 управления осуществляют управление отдельным контуром с использованием блока управления с одним входом и одним выходом, функционирующего на основе нечеткой логики, и блока управления с одним входом и одним выходом, реализованного на основе функции пропорционально-интегрально-дифференциального управления, соответственно, соединенных с соответствующими функциональными блоками аналогового входа (AI) и аналогового выхода (АО), которые могут быть связаны с устройствами управления технологическим процессом, такими как периферийные устройства 215-222.

[0038] Как указано на фигуре, усовершенствованный модуль 236 управления включает в себя модуль 238 управления по многим переменным, содержащий входы, подключенные с возможностью обмена данными к нескольким функциональным блокам AI, и выходы, подключенные с возможностью обмена данными к нескольким функциональным блокам АО, хотя входы и выходы блока 238 управления по многим переменным могут быть подключены с возможностью обмена данными к другим входам и могут обеспечивать подачу на выход других сигналов управления. В общем, на процесс воздействует один или большее число входных сигналов, которые могут представлять собой регулируемые переменные (MV) (также называются входными сигналами управления), измеряемые переменные возмущений (DV) и не измеряемые переменные возмущений (XV). Процесс может осуществляться на основе входных сигналов MV, DV и XV, воздействующих на процесс с целью получения выходных сигналов процесса или сигналов управляемых переменных (CV). Очевидно, что модули 232, 234, 236 и 238 управления, представленные на фиг. 4, могут быть выполнены контроллером 211 или, в альтернативном варианте, могут быть размещены на любом другом вычислительном устройстве и выполняться указанным устройством, таким как одна из рабочих станций 213 или, как описано далее, могут выполняться в режиме совместной координации функций управления с беспроводным устройством 352 вывода.

[0039] Фиг. 5 иллюстрирует систему 350 управления технологическим процессом в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения, связанную с процессом регулирования уровня текучей среды. В то же время, после ознакомления с настоящим описанием изобретения для специалистов в данной области техники будет очевидным, что процессы, описанные в настоящем документе при рассмотрении примеров осуществления изобретения, могут представлять собой любые процессы, которые обычно выполняются в технологической установке, такие как, например, процессы, связанные с расходом текучей среды, положением клапана, температурой, давлением и т.д. В данном примере осуществления изобретения датчик контролирует уровень текучей среды в накопительной емкости, причем в случае превышения уровнем текучей среды установленного предела индицируется соответствующее событие и датчик передает контроллеру уведомление о возникновении данного события. После получения информации о возникновении указанного события контроллер может реагировать посредством передачи на соответствующее периферийное устройство, например сливной клапан, определенного сигнала управления, в результате чего клапан открывает сливной патрубок и, таким образом, уровень текучей среды возвращается к значению ниже установленного предела.

[0040] Система 350 управления технологическим процессом функционально связана с процессом 351 и периферийным устройством 354, которое также связано с процессом 351 с целью управления состоянием процесса 351. Система 350 управления технологическим процессом включает в себя беспроводный датчик 356, связанный с процессом 351 и предназначенный для контроля возникновения события, обусловленного состоянием процесса 351. Система 200 дистанционного управления, описанная ранее при рассмотрении фиг. 4, удалена от периферийного устройства 354, причем система 200 дистанционного управления включает в себя контроллер, память, процессор и модуль беспроводного обмена данными. В представленном примере контроллер, память, процессор и модуль беспроводного обмена данными могут представлять собой контроллер 211, память 212, процессор 205 и модуль 206 беспроводного обмена данными, которые описаны ранее при рассмотрении системы 200 управления, указанной на фиг. 4. Модуль 240 управления может быть выполнен процессором 205 для обеспечения контроллеру 211 возможности установки на периферийном устройстве 354 первой уставки с целью управления состоянием процесса.

[0041] Система 350 управления технологическим процессом включает в себя систему 300 местного управления, размещенную в одном месте с периферийным устройством 354. Система 300 местного управления включает в себя беспроводное устройство 352 вывода. Беспроводное устройство вывода включает в себя местный контроллер 310, местную память 252, местный процессор 250 и местный модуль 254 беспроводного обмена данными, связанный с местным процессором 250 и предназначенный для обеспечения беспроводного обмена данными между местным контроллером 310 и контроллером 211 системы 200 дистанционного управления. Система 300 местного управления включает в себя местный модуль 256 управления, записанный в местной памяти 252 и связанный с местным процессором 250. Местный модуль 256 управления выполняется местным процессором 250 с целью установки местным контроллером 310 местной уставки на периферийном устройстве 354. Контроллер 211 системы 200 дистанционного управления может обеспечивать возможность выполнения местным модулем 256 управления регулирования местной уставки.

[0042] Уставки представляют собой положения, в которые может быть установлено периферийное устройство 354. Например, уставками клапана являются различные положения, в которые может быть установлен клапан, например полностью открытое, полностью закрытое или некоторое промежуточное положение. Сигналы управления передаются от контроллера, который представляет собой удаленный контроллер 211 или местный контроллер 310, с целью указания уставки периферийного устройства 354. Изменение значения уставки может осуществляться в ответ на получение данных текущего состояния процесса, которое сравнивается с требуемым состоянием процесса. Например, если не допускается, чтобы уровень жидкости в накопительной емкости превышал установленный предел, то для предотвращения возникновения такой ситуации выполняются операции управления. Датчик осуществляет контроль уровня текучей среды в накопительной емкости и передает контроллеру процесса информацию, касающуюся текущего состояния. При возникновении конкретного события, то есть достижении указанного предела уровня жидкости, датчик предоставляет соответствующие данные контроллеру процесса. Далее контроллер процесса передает сигнал управления периферийному устройству для регулирования процесса.

[0043] Как указано на фиг. 10 и более подробно описано ниже, беспроводное устройство 352 вывода может включать в себя, по меньшей мере, одно устройство ввода 408 и, по меньшей мере, одно устройство вывода 406, которые подключены к местному контроллеру 310. С использованием устройства ввода 408 и устройства вывода 406 пользователь может вручную установить местную уставку периферийного устройства 354. В частности, устройство ввода 408 может представлять собой клавиатуру, кнопочную панель, кнопку и т.д., причем для обмена данными с местным контроллером 310 может вводиться текстовая информация или символы либо для навигации по дереву меню контроллера 310 могут вводиться соответствующие указания с целью выбора модуля управления, записанного в памяти, который требуется использовать в системе управления. Устройство 406 вывода может представлять собой устройство отображения определенного типа, такое как экран монитора, светодиод или громкоговоритель, обеспечивающий предоставление информации пользователю.

[0044] В процессе функционирования система 350 управления технологическим процессом, указанная на фиг. 5, осуществляет управление процессом 351 посредством обеспечения получения системой 200 дистанционного управления от беспроводного датчика 356 информации, связанной с состоянием процесса 351. Беспроводный обмен данными 312 в системе 350 управления технологическим процессом может осуществляться при помощи любых известных средств, например протокола магистрального адресуемого дистанционного преобразователя (HART) и т.д. С целью обеспечения защиты данных и сигналов управления могут также применяться методы скачкообразного переключения частоты и технология защиты от помех с использованием 128-разрядного шифрования на основе алгоритма, соответствующего расширенному стандарту шифрования (AES), ротация ключей шифрования, аутентификация и проверка подлинности данных.

[0045] Беспроводный датчик 356 контролирует уровень текучей среды в накопительной емкости и предоставляет соответствующую информацию системе 200 управления. Беспроводный датчик 356 может выполнять периодическую передачу системе 200 дистанционного управления сигнала, содержащего данные состояния процесса 351. При возникновении конкретного события беспроводный датчик 356 передает системе 200 дистанционного управления определенный сигнал, указывающий о возникновении события. Система 200 дистанционного управления выполняет обработку полученного сигнала, после чего на беспроводное устройство 352 вывода может быть передан сигнал управления, приводящий в действие привод периферийного устройства 354 с целью регулирования уставки рабочего параметра, такого как положение клапана.

[0046] Система управлени