專利名稱：使用模板的系統(tǒng)配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開通常涉及過程控制系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及用于提供這種系統(tǒng)的有效
率的配置。
背景技術(shù)：
過程控制系統(tǒng)，諸如像化學(xué)處理過程、石油處理過程或其它處理過程中使用的那 些分布式的或可伸縮的過程控制系統(tǒng)，通常包括一個(gè)或多個(gè)控制器，其通信地彼此耦合、與 至少一個(gè)主機(jī)或操作員工作站耦合并且經(jīng)由模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線與一個(gè)或 多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備耦合?，F(xiàn)場設(shè)備，其可為例如閥門、閥門定位器、開關(guān)和變送器(例如溫度、 壓力和流速傳感器)，執(zhí)行過程中的功能諸如打開或關(guān)閉閥門以及測量過程參數(shù)。過程控制 器接收指示由現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行的過程測量的信號(hào)和/或其它關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的信息，并且使用 該信息實(shí)施控制例程并隨后產(chǎn)生控制信號(hào)，這些控制信號(hào)通過總線被發(fā)送至現(xiàn)場設(shè)備以控 制過程的操作。通常使得來自于現(xiàn)場設(shè)備和控制器的信息可被由操作員工作站執(zhí)行的一個(gè) 或多個(gè)應(yīng)用使用，以使操作員能夠執(zhí)行與過程有關(guān)的任何期望功能，諸如查看過程的當(dāng)前 狀態(tài)、修改過程的操作等。如由總部位于德克薩斯州奧斯汀的Fisher Rosemount Systems公司銷售的 DeltaV 系統(tǒng)等的一些過程控制系統(tǒng)使用位于控制器和/或現(xiàn)場設(shè)備中的功能塊或被稱 作模塊的功能塊的組以執(zhí)行控制操作。在這些情況下，控制器或其它設(shè)備能夠包括和執(zhí)行 一個(gè)或多個(gè)功能塊或模塊，它們中的每一個(gè)接收來自于其它功能塊(在相同設(shè)備中或在不 同設(shè)備中)的輸入和/或提供到達(dá)其它功能塊的輸出，并且執(zhí)行一些過程操作，諸如測量 或檢測過程參數(shù)、控制設(shè)備或執(zhí)行如比例-微分-積分(PID)控制例程的執(zhí)行等的控制操 作。過程控制系統(tǒng)中的不同的功能塊和模塊通常被配置為彼此通信(例如通過總線)以形 成一個(gè)或多個(gè)過程控制回路。在一些情況下，功能塊可與Foundation Fieldbus頒布的標(biāo)準(zhǔn)一致或相似。然而， 本文使用的術(shù)語“功能塊”不局限于DeltaV或Fieldbus協(xié)議所識(shí)別的功能塊，而是包括任 何其它類型的塊、程序、硬件、固件等，其與任何類型的控制系統(tǒng)和/或通信協(xié)議相關(guān)聯(lián)并 且能被用于執(zhí)行某些控制功能。此外，本文使用的術(shù)語“功能塊”一般可以指封裝一個(gè)或幾 個(gè)控制功能的功能塊、包括一個(gè)或多個(gè)過程參數(shù)的資源塊、對(duì)應(yīng)于傳感器(例如溫度傳感 器、壓力傳感器等)、流量計(jì)、閥門驅(qū)動(dòng)器等的接口的轉(zhuǎn)換塊，或者任何其它類型的塊。進(jìn)一 步地，功能塊可涉及如離散輸入(DI)、離散輸出(DO)、模擬輸入(AO)、模擬輸出(AO)、PID控 制、PD控制、PI控制、P控制、控制選擇器、偏置/增益站等基本功能塊，以及涉及如設(shè)定點(diǎn) 斜坡發(fā)生器、定時(shí)器、模擬報(bào)警、離散報(bào)警、死區(qū)時(shí)間等高級(jí)功能塊。更進(jìn)一步地，本文使用 的功能塊可為嵌套塊，其例如包括幾個(gè)現(xiàn)場總線功能塊，或者甚至一個(gè)或幾個(gè)嵌套塊。也應(yīng) 該注意到，雖然功能塊通常采取面向?qū)ο缶幊汰h(huán)境中的對(duì)象的形式，但是功能塊通常能通 過在任何適合的軟件環(huán)境中使用任何期望的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被定義。因此，過程控制器通常被編程為執(zhí)行不同算法、子例程或控制回路(其均為控制例程)以用于為過程定義的或包含在過程中的大量不同回路中的每一個(gè)，諸如流量控制回 路、溫度控制回路、壓力控制回路等。如上所述，每個(gè)這樣的控制回路包括一個(gè)或多個(gè)輸入 塊，諸如模擬輸入(Al)功能塊、如比例-積分-微分(PID)或模糊邏輯控制功能塊等單輸 出控制塊和如模擬輸出(AO)功能塊等輸出塊?？刂评毯蛨?zhí)行這些例程的功能塊被依照大量控制技術(shù)配置，該控制技術(shù)包括 PID控制、模糊邏輯控制和例如史密斯預(yù)估器或模型預(yù)測控制(MPC)等基于模型的技術(shù)。在 基于模型的控制技術(shù)中，在例程中使用以用于確定閉環(huán)控制響應(yīng)的參數(shù)是基于對(duì)用作過程 的輸入的受控或測得的干擾改變的動(dòng)態(tài)過程響應(yīng)。過程對(duì)過程輸入改變的這種響應(yīng)的表示 可被表征為過程模型。例如，一階參數(shù)化的過程模型可指定過程的增益、死區(qū)時(shí)間和時(shí)間常 數(shù)的值。在典型的工廠中，工程師可通過使用運(yùn)行在操作員工作站上的配置系統(tǒng)限定和配 置過程控制策略。一些配置系統(tǒng)可包括庫來存儲(chǔ)如功能塊或模塊(通常是由大量功能塊組 成)等控制元件，這使得工程師能夠根據(jù)特定應(yīng)用選擇和生成所選擇的控制元件的實(shí)例。 配置系統(tǒng)也可允許工程師修改以在例如通過將控制元件下載至控制器或可編程現(xiàn)場設(shè)備 將實(shí)例應(yīng)用于過程控制環(huán)境以前改變所選擇的控制元件的生成的實(shí)例。例如，DeltaV系統(tǒng)中的模板庫存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)基本測量和控制功能的各種模塊模板。 DeltaV中的模板能夠是自主式的或基于類的(即被鏈接至從類模板實(shí)例化的實(shí)例并且能 夠?qū)㈩惸０逯械母淖儌魉椭翆?shí)例)。工程師通常將使用一個(gè)或幾個(gè)模塊模板作為定義和配 置相應(yīng)過程控制方案的起始點(diǎn)。然而，因?yàn)閷?duì)模塊模板的典型的修改牽涉大量的工程工作 量并且需要某些檢入、檢出和文件程序，所以使用模板庫工作可能是費(fèi)時(shí)的。為了簡化配置過程控制系統(tǒng)的任務(wù)，Emerson 過程管理開發(fā)了一系列全面的可重 復(fù)使用的模塊模板和模塊類，其被稱作項(xiàng)目構(gòu)造庫(PBL)。通常，PBL中的模塊模板實(shí)現(xiàn)可 應(yīng)用于特定模塊的配置選項(xiàng)和方案的最廣泛的預(yù)期范圍。對(duì)PBL做出貢獻(xiàn)的工程師是根據(jù) 如ISAS88. 0、IEC 61508、IEC 61131-3等國際標(biāo)準(zhǔn)建立的并且結(jié)合了來自許多小時(shí)的應(yīng)用 和項(xiàng)目工程的經(jīng)驗(yàn)和最佳實(shí)踐。通過使用PBL，工程師能夠選擇模塊模板、修改模塊參數(shù)的 值以啟用和配置期望特征并且禁用對(duì)特定應(yīng)用不必要的特征。例如，某一模板可允許某一 功能塊的8個(gè)可能的輸入，并且可相應(yīng)地包括與這8個(gè)輸入相應(yīng)的8個(gè)輸入塊。僅需要這些 輸入中的一個(gè)的用戶可通過給相應(yīng)的參數(shù)分配“假”值的方式而實(shí)際上禁用這8個(gè)輸入中 的7個(gè)。因此，典型的PBL模板包括比為了相似目的而定義的DeltaV庫模塊更多的特征。 例如，用于連續(xù)控制的PBL模板可包括相應(yīng)的DeltaV模板的所有特征以及與設(shè)備仲裁、對(duì) 具有啟用/禁用能力和先出檢測的四個(gè)跟蹤輸入的支持、具有啟用/禁用能力和操作員訪 問的有條件警報(bào)、用于設(shè)置RCAS_IN和R0UT_IN通道的狀態(tài)的控制、可選地阻止操作員訪問 模塊的鎖模、失效參數(shù)等有關(guān)的額外特征?？傊琍BL模塊模板可能包括工程師可能需要用 于特定項(xiàng)目的模塊的所有功能，并且為了使用該模塊，工程師通常僅必須改變模塊參數(shù)的 一些或所有值。雖然PBL能夠大大地簡化配置過程控制的過程，但遺憾的是PBL模塊模板需要相 對(duì)大量的控制器內(nèi)存。具體地說，因?yàn)楣こ處熗ㄟ^修改模塊參數(shù)的方式定制模塊模板，所以 無論特定功能塊在該實(shí)例中是否是操作的，每個(gè)實(shí)例繼承父模塊模板的所有功能塊以及相 關(guān)聯(lián)的參數(shù)。此外，PBL模板并不總是提供“所見即所得”用戶體驗(yàn)，因?yàn)槊總€(gè)模塊實(shí)例保留了相應(yīng)PBL模塊模板的整個(gè)功能，并且工程師必須檢查很多參數(shù)以確定哪些功能塊和參數(shù) 是實(shí)際使用的。

發(fā)明內(nèi)容
過程控制配置中使用的模塊模板包括一個(gè)或幾個(gè)可選擇的組件諸如邏輯塊或功 能塊和過程參數(shù)。當(dāng)設(shè)計(jì)過程控制方案時(shí)，操作員可選擇用于特定應(yīng)用的模塊模板、選擇模 塊模板中的期望組件并創(chuàng)建僅包含所選組件的模塊實(shí)例。因此，操作者可定制模塊實(shí)例的 結(jié)構(gòu)和與模塊實(shí)例的組件對(duì)應(yīng)的參數(shù)。在一些實(shí)施方式中，模塊模板附加地包括一個(gè)或幾 個(gè)非可選組件，并且通過使用該模塊模板創(chuàng)建的每個(gè)模塊實(shí)例相應(yīng)地包括非可選組件中的 每一個(gè)，而不管模塊實(shí)例的可選配置和用戶選擇的可選組件。可選地，模塊實(shí)例也包括父模 板識(shí)別器以識(shí)別生成模塊實(shí)例的模塊模板，即“父”模板。作為另一個(gè)選擇，模塊實(shí)例可包 括數(shù)據(jù)字段，以指定在模塊實(shí)例的實(shí)例化時(shí)父模塊模板的可利用的選項(xiàng)中哪些被選擇了。 在一些實(shí)施方式中，操作者可在模塊實(shí)例已經(jīng)被實(shí)例化后修改模塊實(shí)例。在這些實(shí)施方式 中的至少一些中，操作者可取消對(duì)先前選擇的可選組件中的一些的選擇和/或選擇先前未 選擇的可選組件。在另一方面，用于配置過程控制系統(tǒng)的軟件環(huán)境包括這樣的用戶界面，其用于定 義模塊模板、識(shí)別模塊模板的一個(gè)或幾個(gè)組件和將可選擇的屬性分配給所識(shí)別的一個(gè)或幾 個(gè)組件以指示當(dāng)基于模塊模板生成模塊實(shí)例時(shí)被識(shí)別的組件可被選擇或省略。在一些實(shí)施 方式中，用戶界面允許用戶選擇一組組件并將共同可選擇的屬性分配給所選組。用戶界面 也可支持塊類型選擇特征以允許將如功能塊等組件與幾個(gè)特殊類型的列表相關(guān)聯(lián)，以使相 同的用戶或另一個(gè)操作者稍后可從列表中選擇期望的類型并且將組件與特定實(shí)例中的所 選類型相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施方式中，用戶界面允許用戶在模塊模板中選擇一個(gè)組件或一組 組件并且將快捷方式名稱分配給所選擇的組件或組件的組。設(shè)想用戶將選擇這樣的名稱， 其描述了一個(gè)或幾個(gè)所選組件將在基于模塊模板的實(shí)例中執(zhí)行的功能。一旦快捷方式名稱 被分配，在一些實(shí)施方式中的用戶界面在已經(jīng)被分配了快捷方式名稱的一個(gè)或幾個(gè)組件旁 邊或上方顯示快捷方式名稱。當(dāng)用戶將快捷方式名稱分配給一組組件時(shí)，用戶界面可附加 地顯示包圍所述組的方框、套索或另一種視覺指示符，以指示該快捷方式名稱對(duì)應(yīng)于一組 組件。軟件環(huán)境可將模塊模板保存在如數(shù)據(jù)庫等模板庫中并且在過程控制設(shè)計(jì)或配置 期間經(jīng)由相同的用戶界面或另一個(gè)用戶界面將一個(gè)或多個(gè)保存的模塊模板提供給用戶。在 一些實(shí)施方式中，用戶界面給每個(gè)可選組件，即，可被選擇或取消選擇的組件，提供了標(biāo)識(shí) 符。當(dāng)選擇適合于特定應(yīng)用的模塊模板時(shí)，用戶可選擇期望的選項(xiàng)并且激活用戶界面上的 控制以生成與所選模塊模板和所選選項(xiàng)一致的模塊實(shí)例。用戶可通過使用相同的模塊模板 生成多個(gè)實(shí)例，其中一些實(shí)例具有不同的所選擇的選項(xiàng)。在一些實(shí)施方式中，通過允許用戶僅修改在實(shí)例創(chuàng)建時(shí)在父模塊模板中選擇的實(shí) 例中的那些組件，用于配置過程控制系統(tǒng)的軟件環(huán)境防止鏈接至父模塊模板的模塊實(shí)例被 錯(cuò)誤編輯。如果期望，軟件環(huán)境的用戶界面可允許用戶取消保護(hù)、切斷至父模塊模板的鏈 接，并且按照期望修改實(shí)例。附加地或替代地，用戶界面可通過允許用戶僅修改參數(shù)值而非 實(shí)例結(jié)構(gòu)的方式保護(hù)鏈接至具有可選擇的選項(xiàng)的模塊模板的實(shí)例，至少直到通過明確用戶命令取消保護(hù)為止。在一些實(shí)施方式中，用于配置過程控制系統(tǒng)的軟件環(huán)境的系統(tǒng)開發(fā)界面提供了這 樣的界面功能，其用于選擇模塊模板并且要求通過使用模塊模板創(chuàng)建的所有模塊實(shí)例在所 選擇的過程區(qū)域中被識(shí)別?？蛇x地，系統(tǒng)開發(fā)界面可顯示所識(shí)別的模塊實(shí)例和與這些實(shí)例 相關(guān)聯(lián)的配置選項(xiàng)。系統(tǒng)開發(fā)界面可提供用于有效率地共同編輯所識(shí)別的實(shí)例的另一個(gè)功 能(例如選擇或取消選擇父模塊模板的選項(xiàng)、編輯由父模塊模板指定的共同參數(shù)等)。


圖1是過程控制系統(tǒng)的示意圖，其包括控制器、幾個(gè)現(xiàn)場設(shè)備和工作站，該工作站 可通過使用具有可選組件的模塊模板而被用于配置控制器和現(xiàn)場設(shè)備。圖2是示出了配置過程控制系統(tǒng)諸如圖1所示的過程控制系統(tǒng)中使用的控制元件 的已知分層結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的方框圖。圖3示意性地示出了被用于創(chuàng)建和保持過程工廠的控制方案的已知模塊的組件。圖4是示出了基于具有一個(gè)或多個(gè)可選組件的模塊模板生成幾個(gè)模塊實(shí)例的過 程的方框圖。圖5是顯示具有可選組件的模塊模板的示例性用戶界面屏幕。圖6A和圖6B示出了用于配置模塊的組件的屬性的示例性對(duì)話屏幕。圖7示出了用于選擇具有可選組件的模塊模板并且通過使用模塊模板生成模塊 實(shí)例的示例性用戶界面。圖8是用于查看和選擇通過使用指定的模塊模板而生成的一個(gè)或幾個(gè)模塊的組 件的示例性電子表格型界面屏幕。圖9是用于查看和編輯通過使用指定的模塊模板而生成的一個(gè)或幾個(gè)模塊的參 數(shù)的示例性電子表格型界面屏幕。圖10是用于編輯通過使用指定的模塊模板而生成的一個(gè)或幾個(gè)模塊的位掩碼或 基于結(jié)構(gòu)的參數(shù)的示例性電子表格型界面屏幕。圖11和圖12是顯示通過使用圖5的模塊模板生成的模塊實(shí)例的示例性的用戶界
面屏幕。圖13示出了顯示模塊的幾個(gè)組件以及組件和組件的組的快捷方式名稱的用戶界面屏幕。
具體實(shí)施例方式圖1示出了示例性的過程控制系統(tǒng)10，定義、編輯和使用具有可選組件的模塊模 板的技術(shù)可應(yīng)用于該系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)10包括過程控制器11，該過程控制器連接于數(shù)據(jù)歷 史記錄庫12并且連接于一個(gè)或多個(gè)主機(jī)工作站或計(jì)算機(jī)13 (其可為任何類型的個(gè)人計(jì)算 機(jī)、工作站等)，每個(gè)具有顯示屏幕14。控制器11也可經(jīng)由輸入/輸出(I/O)卡26和28 被連接于現(xiàn)場設(shè)備15-22。數(shù)據(jù)歷史記錄庫12可為任何期望類型的數(shù)據(jù)收集部件，其具有 任何期望類型的存儲(chǔ)器和任何期望或已知的軟件、硬件或固件以用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)歷史 記錄庫12可與工作站13分離(如圖1所示)，或者可為工作站13中的一個(gè)的一部分?？?制器11，以舉例的方式，其可為由Fisher-Rosemount Systems公司銷售的DeltaV控制器，經(jīng)由例如以太網(wǎng)連接或任何其它期望的通信網(wǎng)絡(luò)被通信地連接于主機(jī)13和數(shù)據(jù)歷史記錄 庫12。通過使用與例如標(biāo)準(zhǔn)4-20ma設(shè)備和/或如FOUNDATION現(xiàn)場總線協(xié)議、HART協(xié)議等 任何智能通信協(xié)議相關(guān)聯(lián)的任何期望的硬件和軟件，控制器11也通信地連接于現(xiàn)場設(shè)備 15-22?，F(xiàn)場設(shè)備15-22可為任何類型的設(shè)備，諸如傳感器、閥、變送器、定位器等，而I/O 卡26和28可為符合任何期望的通信協(xié)議或控制器協(xié)議的任何類型的I/O設(shè)備。在圖1所 示的實(shí)施方式中，現(xiàn)場設(shè)備15-18是標(biāo)準(zhǔn)4-20mA設(shè)備，其通過模擬線路與I/O卡26通信， 而現(xiàn)場設(shè)備19-22是智能設(shè)備，諸如現(xiàn)場總線現(xiàn)場設(shè)備，其利用現(xiàn)場總線協(xié)議通信通過數(shù) 字總線與I/O卡28通信。當(dāng)然，現(xiàn)場設(shè)備15-22可符合任何其它期望的有線或無線標(biāo)準(zhǔn)或 協(xié)議，包括未來制定的任何標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議?？刂破?1包括處理器23，其執(zhí)行或檢查一個(gè)或多個(gè)可包括控制回路的過程控制 例程，并且與設(shè)備15-22、主機(jī)13和數(shù)據(jù)歷史記錄庫12通信，從而以任何期望的方式控制 過程?？刂评炭杀淮鎯?chǔ)在控制器存儲(chǔ)器24中，或者以其他方式與控制器11相關(guān)聯(lián)(例 如分布在智能現(xiàn)場設(shè)備19-22中)。應(yīng)該注意，通常，本文描述的任何控制例程或模塊可包 括由不同控制器或者如果期望的話由其它的設(shè)備實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行的部分。此外，本文描述的將 在過程控制系統(tǒng)10中執(zhí)行的控制例程或模塊可具有任何形式，包括軟件、固件、硬件等。 為了本公開的目的，過程控制模塊可為過程控制系統(tǒng)的任何部件或部分，包括例如例程、塊 或其存儲(chǔ)在任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的任何元件?？刂评?，其可為模塊或控制程序的任何 部分諸如子例程、子例程的部分(諸如代碼行)等，可以任何期望的軟件格式實(shí)現(xiàn)，例如 使用面向?qū)ο缶幊?、使用梯形邏輯、順序功能圖、功能塊圖或使用任何其它軟件編程語言或 設(shè)計(jì)模式。同樣地，控制例程可被硬編碼至例如一個(gè)或多個(gè)EPROM、EEPR0M、專用集成電路 (ASIC)或任何其它硬件或固件元件。因此，控制器11可被配置為以任何期望的方式實(shí)現(xiàn)控 制策略或控制例程。在一些實(shí)施方式中，盡管用于定義、編輯和使用具有可選參數(shù)的模塊模板的技術(shù) 通常可應(yīng)用于其它控制方法或慣例(例如梯形邏輯、順序功能圖表等)，但是控制器11通 過使用功能塊實(shí)現(xiàn)控制策略。在過程控制系統(tǒng)10中，功能塊可與任何方案一致，在所述方 案中控制邏輯、資源邏輯、通信邏輯、轉(zhuǎn)換器邏輯等中的一個(gè)或多個(gè)被封裝在邏輯塊中。為 了便于解釋，在本文中，術(shù)語“邏輯塊”和“功能塊”可交換地使用。每個(gè)功能塊是整個(gè)控制 策略的對(duì)象或其它部分(例如子例程)，并且經(jīng)由通信鏈接與其它功能塊共同操作以實(shí)現(xiàn) 過程控制系統(tǒng)10中的一個(gè)或多個(gè)過程控制回路。功能塊通常執(zhí)行諸如與變送器、傳感器 或其它過程參數(shù)測量設(shè)備相關(guān)聯(lián)的輸入功能、諸如與執(zhí)行PID、模糊邏輯等控制的控制例程 相關(guān)聯(lián)的控制功能、或控制一些設(shè)備諸如閥的操作以執(zhí)行過程控制系統(tǒng)10中的一些物理 功能的輸出功能中的一個(gè)。當(dāng)然，混合的和其它類型的功能塊也可存在。功能塊可被存儲(chǔ) 在控制器11中并且由控制器11執(zhí)行，其通常為這樣的情況，即，當(dāng)這些功能塊被用于標(biāo)準(zhǔn) 4-20mA設(shè)備和如HART設(shè)備等一些類型的智能現(xiàn)場設(shè)備或與它們相關(guān)聯(lián)時(shí)，或者功能塊可 存儲(chǔ)在現(xiàn)場設(shè)備本身中并且由這些設(shè)備執(zhí)行，這能是使用現(xiàn)場總線設(shè)備的情況。如圖1的分解塊30所示，控制器11可包括很多單回路控制例程，如例程32和34 所示，并且如果期望，控制器11可實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)高級(jí)控制回路，如控制回路36所示。通 常，每個(gè)這樣的回路被稱作控制模塊或簡單地稱為模塊。單回路控制例程32和34被示為分別通過使用連接于合適的模擬輸入(Al)和模擬輸出(AO)功能塊的單輸入/單輸出模糊 邏輯控制塊和單輸入/單輸出PID控制塊執(zhí)行單回路控制，所述模擬輸入(Al)和模擬輸 出(AO)功能塊可與如閥等過程控制設(shè)備、如溫度和壓力變送器等測量設(shè)備或過程控制系 統(tǒng)10中的任何其它設(shè)備相關(guān)聯(lián)。高級(jí)控制回路36被示為包括高級(jí)控制塊38，其具有通信 地連接于一個(gè)或多個(gè)AI功能塊的輸入和通信地連接于一個(gè)或多個(gè)AO功能塊的輸出，盡管 高級(jí)控制塊38的輸入和輸出可被連接于任何其它期望的功能塊或控制元件以接收其它類 型的輸入并且提供任何其它類型的控制輸出。高級(jí)控制塊38可為任何類型的模型預(yù)測控 制(MPC)塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型或控制塊、多變量模糊邏輯控制塊、實(shí)時(shí)優(yōu)化器塊等。將理解到， 圖1示出的功能塊，包括高級(jí)控制塊38，能夠由控制器11執(zhí)行，或者替代地，能夠位于任何 其它處理設(shè)備中并由這些設(shè)備執(zhí)行，諸如工作站13中的一個(gè)或者甚至現(xiàn)場設(shè)備19-22中 的一個(gè)。為了在無需過多地花費(fèi)內(nèi)存和處理資源的情況下快速且有效率地定義過程控制 系統(tǒng)10的控制策略，授權(quán)用戶(例如配置工程師、操作者等)可定義并使用具有一個(gè)或 多個(gè)可選組件以及零個(gè)或更多個(gè)強(qiáng)制組件的模塊模板。具體地說，用戶可通過選擇或定義 功能塊、互連所選擇的功能塊以定義模塊的控制例程、定義模塊的過程參數(shù)、將默認(rèn)值分配 給這些參數(shù)等方式開發(fā)模塊模板。如下面參照?qǐng)D4-11C的詳細(xì)討論，用戶可將可選擇的屬 性分配給一些或所有組件以指示這些組件在基于模塊模板的任何特定模塊實(shí)例(或僅僅 “實(shí)例”)中是可選的。類似地，如果期望，用戶可識(shí)別可選參數(shù)或其它模塊屬性，并且將模 塊模板存儲(chǔ)在儲(chǔ)存庫諸如數(shù)據(jù)庫中以例如在配置過程控制系統(tǒng)10中使用。下面的實(shí)施例 進(jìn)一步示出了具有可選組件的模塊模板的接下來的使用，包括當(dāng)生成用于特定應(yīng)用的實(shí)例 時(shí)經(jīng)由可選擇的屬性選擇地激活模塊模板中可利用的組件、將僅具有強(qiáng)制的和所選擇的組 件的實(shí)例下載至控制器和/或智能現(xiàn)場設(shè)備中、根據(jù)模塊模板和所選擇的可選組件編輯實(shí) 例、編輯派生自共同模塊模板的多個(gè)實(shí)例等。將注意到，盡管與操縱可選組件有關(guān)的技術(shù)主 要是參照模塊模板被討論的，但是相似的技術(shù)也可被應(yīng)用于模塊類。在下面的討論中，術(shù)語 “模塊模板”和“模塊類”因此是可交換地使用的。在圖1所示的實(shí)施例中，工作站13包括(單獨(dú)地、以分布式的方式或任何其它方 式)一套操作者界面應(yīng)用50，其支持與具有可選參數(shù)的模塊模板有關(guān)的操作。授權(quán)用戶也 可使用這套操作者界面應(yīng)用50得以對(duì)過程控制系統(tǒng)10中連接的設(shè)備、部件和其它元件的 各種功能的進(jìn)行查看、編輯和管理。這套操作者界面應(yīng)用50可位于工作站13的存儲(chǔ)器52 中，并且這套應(yīng)用50內(nèi)的應(yīng)用或?qū)嶓w中的每一個(gè)可適合于在與每個(gè)工作站13相關(guān)聯(lián)的相 應(yīng)處理器54上被執(zhí)行。雖然整套應(yīng)用50被示為存儲(chǔ)在工作站13中，但是這些應(yīng)用或其它 實(shí)體中的一些可被存儲(chǔ)在其它工作站或計(jì)算機(jī)設(shè)備中并在它們中被執(zhí)行，這些工作站或計(jì) 算機(jī)設(shè)備位于系統(tǒng)10中或者與系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)或者與系統(tǒng)10通信。此外，這套應(yīng)用50可提 供顯示輸出給與工作站13相關(guān)聯(lián)的顯示屏幕14或任何其它期望的顯示屏幕或顯示設(shè)備， 包括手持式設(shè)備、膝上型電腦、其它工作站、打印機(jī)等。同樣地，這套應(yīng)用50中的應(yīng)用可被 分解并且在兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或機(jī)器上被執(zhí)行，并且可被配置為彼此共同操作。為了支持本文討論的技術(shù)，這套應(yīng)用50可包括用于創(chuàng)建和修改具有可選組件的 模塊模板的模板開發(fā)應(yīng)用或界面和用于將模塊模板應(yīng)用(即實(shí)例化)于特定過程區(qū)域的 系統(tǒng)配置應(yīng)用或界面。如果期望，單個(gè)應(yīng)用或應(yīng)用框架可支持模塊模板開發(fā)和模塊模板應(yīng)用。作為一個(gè)例子，這套應(yīng)用50可與由艾默生過程管理開發(fā)的PlantWeb 數(shù)字架構(gòu)一致， 更具體地說，這套應(yīng)用50可包括一個(gè)或幾個(gè)DeltaV應(yīng)用(例如Control Studio (控制工 作室)、Plant Explorer (工廠資源管理器)、0perate (操作)等)。然后，對(duì)開發(fā)和應(yīng)用具 有可選組件的模塊模板的支持可被添加于Control Studio應(yīng)用，而具有可選參數(shù)的模塊模 板可與更多傳統(tǒng)的模板和功能一起被存儲(chǔ)在DeltaV庫中。為了繼續(xù)該例，通過允許用戶瀏 覽模塊模板庫并選擇期望的模塊模板、查看使用模塊模板生成的模塊實(shí)例、確定所包含的 組件中哪些為可選的和對(duì)實(shí)例執(zhí)行其它操作，Plant Explorer可提供對(duì)與模塊模板有關(guān)的 操作的進(jìn)一步支持。通常，將了解到，與模塊模板有關(guān)的功能可以任何期望的方式被分配給 一個(gè)或多個(gè)軟件應(yīng)用。為了更好地說明過程控制環(huán)境中的模塊模板的結(jié)構(gòu)和操作，圖2示出了控制組件 的一種普遍接受的分層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可被用于配置過程控制系統(tǒng)10，其包括模塊級(jí)。然后， 圖3示意性地示出了通常與圖2所示的分層結(jié)構(gòu)的模塊級(jí)相關(guān)聯(lián)的模塊的通用的組件。接 下來，圖4-10C示出了參照一套操作者界面應(yīng)用50的用戶界面的各種例子而開發(fā)和應(yīng)用具 有可選組件的模塊模板的技術(shù)。更具體地說，圖4 一般性地示出了基于具有可選組件的模 塊模板生成模塊實(shí)例的技術(shù)；圖5-6B示出了用于開發(fā)具有可選組件的模塊模板的示例性 的界面屏幕；以及圖7A-10C示出了通過使用該模塊模板生成的幾個(gè)實(shí)例的幾個(gè)例子，如相 應(yīng)的用戶界面所呈現(xiàn)的。參照?qǐng)D2，分層模型100表示用于開發(fā)過程控制策略的自上而下的工程方法。從樹 型結(jié)構(gòu)的最高級(jí)的工廠102開始，模型100包括用戶可查看或配置控制元件的多個(gè)級(jí)。例 如，工廠102可為例如化學(xué)廠、煉油廠、自動(dòng)化工廠或任何具有受控的和(至少部分地)自 動(dòng)化的過程的其它環(huán)境。如圖2所示，工廠102可包括一個(gè)或幾個(gè)工廠區(qū)域104，其本身又 可包括模塊106以執(zhí)行某一基本的或高級(jí)的控制任務(wù)，如參照?qǐng)D2的更詳細(xì)的討論。功能 塊圖108可將相應(yīng)的模塊106的控制邏輯定義為一個(gè)(在不重要的情況下)或幾個(gè)(在重 要的情況下)互聯(lián)的功能塊110。在這個(gè)意義上，功能塊圖108定義了模塊106的結(jié)構(gòu)。功 能塊110本身又對(duì)應(yīng)于參數(shù)112。在該例中，比例-積分-微分(PID)功能塊負(fù)責(zé)控制功 能，其取決于如增益、某一設(shè)定點(diǎn)(例如目標(biāo)壓力)、輸入信號(hào)等調(diào)整參數(shù)。在這套應(yīng)用50 中，元件102-112中的每一個(gè)可由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件對(duì)象或任何其它數(shù)據(jù)的聚合表示。這些元 件中的至少一些也對(duì)應(yīng)于過程控制系統(tǒng)100中的物理元件、對(duì)應(yīng)于物理元件的部分，或者 相反地，對(duì)應(yīng)于物理元件的組。例如，PID回路模塊106可對(duì)應(yīng)于閥、定位器和傳感器，而增 益調(diào)整參數(shù)112可對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)在控制器存儲(chǔ)器中的值、經(jīng)由模擬信號(hào)線路傳輸?shù)男盘?hào)等。接下來，圖3示出了參照?qǐng)D3描述的模塊106的組件。為了通過使用有線信號(hào)或 無線信號(hào)與物理實(shí)體相互作用，模塊106包括1/0組件120。從這套應(yīng)用50的角度看，1/0 組件120可為與特定軟件對(duì)象相關(guān)聯(lián)的指定協(xié)議驅(qū)動(dòng)器。另一方面，模塊106經(jīng)由顯示器 122給用戶提供了圖形信息，例如，其例如可包括圖形圖標(biāo)、具有動(dòng)畫能力的dynamo等。模 塊106也可包括歷史收集組件124以收集和管理事件數(shù)據(jù)、警報(bào)組件126、條件組件128和 算法組件130以按如功能塊圖108(如圖2所示)管理模塊106的組件的操作。如圖3所 示，參數(shù)132可與各種組件120-130相關(guān)聯(lián)。參照?qǐng)D4，例如由該套應(yīng)用50(如圖1所示)支持的配置環(huán)境或系統(tǒng)150可利用參 照?qǐng)D2和圖3所討論的普通方法中的至少一些。特別地，模塊模板庫152可包括很多用于各種應(yīng)用和情景的模塊模板，例如包括用于具有增益調(diào)度控制的PID的模塊模板154、用于具 有死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償控制回路的PID的模塊模板156和用于標(biāo)準(zhǔn)PID控制回路的模塊模板158， 這也在分解圖中示出。通常，模塊模板154、156和158中的每一個(gè)實(shí)現(xiàn)廣泛范圍的功能要 求。對(duì)模塊模板庫152有貢獻(xiàn)的用戶可為例如對(duì)與眾多工程有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的配置工 程師，并且可試圖將每個(gè)可能的情景包含在單個(gè)模塊模板中。其它貢獻(xiàn)者可為這樣的用戶， 其開發(fā)模板以準(zhǔn)備對(duì)特定工程中的某一相同或相似功能進(jìn)行頻繁的后續(xù)復(fù)制，并且其它貢 獻(xiàn)者可為稍后通過使用這些模塊模板創(chuàng)建實(shí)例的相同用戶。在任何一種情況下，模塊模板 154、156和158將通常包括至少一些這樣的組件(例如功能塊、功能塊的組、參數(shù)等)，用 戶將在指定應(yīng)用的環(huán)境下發(fā)現(xiàn)其為多余的。為了滿足這些或其它考慮(例如節(jié)省控制器存儲(chǔ)器、保留處理能力、減小將模塊 呈現(xiàn)給用戶的復(fù)雜度等)，配置環(huán)境150例如允許用戶自相同的模塊模板158派生出具有不 同功能塊的實(shí)例。因此，盡管實(shí)例160和162是基于模塊模板158，但是實(shí)例160在結(jié)構(gòu)上 與實(shí)例162是不同的。當(dāng)然，實(shí)例160和162也可包括不同參數(shù)。當(dāng)設(shè)計(jì)或編輯模塊模板158時(shí)，如配置工程師等用戶可給功能塊170、172和174 分配強(qiáng)制的屬性，以指示至少功能塊170、172和174必須出現(xiàn)在基于模塊模板158的每個(gè) 實(shí)例中。替代地，配置環(huán)境150可默認(rèn)將強(qiáng)制屬性與模塊模板中的每個(gè)功能塊相關(guān)聯(lián)，并 且如果期望且當(dāng)可應(yīng)用時(shí)用戶可取消默認(rèn)屬性。此外，工程師可將可選屬性分配給功能塊 176-179，以指示用戶能在稍后的時(shí)間選擇是否在特定實(shí)例中包括這些功能塊。如果期望， 工程師可將功能塊178和179組合在一起并且將共同的可選屬性分配給功能塊178和179。 進(jìn)一步地，工程師可將可替換的屬性分配給功能塊182，以允許各種塊替換功能塊182。在 至少一些情況下，工程師將指定允許的一組功能塊，功能塊182可從這組功能塊被選擇。在 圖4所示的例子中，模塊模板158指定可被用作功能塊182的三個(gè)功能塊。當(dāng)完成模塊模 板158的設(shè)計(jì)時(shí)，工程師可將模塊模板158保存在庫152中，其可位于工作站13(如圖1所 示)的存儲(chǔ)器中、可位于獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫中、可位于在線儲(chǔ)存庫中等。在配置環(huán)境150中操作的模板生成引擎184可支持新的模塊模板的定義、現(xiàn)有模 塊模板的修改和與模塊配置和管理有關(guān)的其它功能。模板生成引擎184可與用戶界面協(xié) 作，所述用戶界面允許用戶選擇一個(gè)或多個(gè)組件(例如功能塊176-179)、將強(qiáng)制或可選屬 性分配給單獨(dú)組件或組件的組、以及執(zhí)行下面更詳細(xì)地描述的其它功能。此外，模塊實(shí)例化 引擎186可響應(yīng)于用戶命令生成模塊實(shí)例160和162。具體地，模塊實(shí)例化引擎186可給強(qiáng) 制組件和所選擇的可選組件分配內(nèi)存、生成可在控制器和/或現(xiàn)場設(shè)備上執(zhí)行的指令等。 附加地，模塊實(shí)例化引擎186可允許對(duì)生成的模塊實(shí)例160和162中的所選擇的可選組件 的歷史數(shù)據(jù)(例如事件數(shù)據(jù))進(jìn)行收集。在生成實(shí)例160和162 (由箭頭190和192表示實(shí)例化過程)之前或之時(shí)，配置環(huán) 境可指示用戶，在相應(yīng)的選項(xiàng)選擇階段194和196期間“父”模塊模板158包括可選組件。 配置環(huán)境150可顯示圖形對(duì)話屏幕、基于文本的對(duì)話屏幕、電子表格或任何其它形式的用 戶界面，以請(qǐng)求用戶指定可選組件176-179中的哪些應(yīng)該被包含在實(shí)例160或162中，和這 三個(gè)可能功能塊中的哪些應(yīng)該與功能塊182相關(guān)聯(lián)?？蛇x地，配置環(huán)境150也可指示功能 塊170、172和174是強(qiáng)制的。在該例中，用戶在創(chuàng)建實(shí)例160時(shí)選擇了模塊模板158中可 利用的所有功能塊，并且選擇從實(shí)例162略去功能塊177、178和179。此外，用戶指定功能塊182在實(shí)例160中屬于類型1而在實(shí)例162中屬于類型2。因此，用戶基于共享的模塊模 板158生成兩個(gè)在結(jié)構(gòu)上不同的實(shí)例160和162。在實(shí)例160和162的圖形表示中，配置環(huán)境150可保留父模塊模板158的原始結(jié) 構(gòu)布局，并且顯示未選擇的可選組件被放置在模塊模板158中的空白位置。按照這種方式， 因?yàn)閷?shí)例160和162能被容易地識(shí)別為模塊模板158的派生物，所以配置環(huán)境150給用戶 提供了一定的舒適度。此外，如果用戶在稍后的時(shí)間決定重新激活原始拒絕的可選組件中 的一些，那么配置環(huán)境150將在預(yù)分配的位置處顯示這些重新激活的組件。舉一個(gè)具體的 例子，用戶可決定在稍后時(shí)間編輯實(shí)例162并選擇可選功能塊177。配置環(huán)境150將在由模 塊模板158指定的位置處顯示功能塊177。繼續(xù)參照?qǐng)D4，實(shí)例160和162中的每一個(gè)可包括父模板識(shí)別器200，其在邏輯上 將這些實(shí)例鏈接至模塊模板158。如下面更詳細(xì)地討論，父模板識(shí)別器200可被用于各種目 的，包括在指定的過程區(qū)域中識(shí)別基于模塊模板158的所有實(shí)例，通過使用共同的對(duì)話同 時(shí)編輯實(shí)例160和162等。此外，實(shí)例160和162中的每一個(gè)也可包括各自選項(xiàng)選擇域202 或204，以指示模塊模板158中可利用的哪些選項(xiàng)已經(jīng)在特定實(shí)例中被激活。在一些實(shí)施方 式中，選項(xiàng)選擇域202可為位掩碼，其中每個(gè)位對(duì)應(yīng)于可選組件，并且存儲(chǔ)在位中的值指示 實(shí)例中的組件的存在或不存在。父模板識(shí)別器200中的每一個(gè)和選項(xiàng)選擇域202或204可 被保存為實(shí)例160或162的對(duì)象數(shù)據(jù)的一部分，或者被單獨(dú)地保存并且在邏輯上鏈接至實(shí) 例 160 和 162。在一些實(shí)施方式中，配置環(huán)境150可使用父模板識(shí)別器200作為保護(hù)形式，以限制 用戶僅編輯由模塊模板指定的那些組件和參數(shù)。當(dāng)需要時(shí)，用戶可通過使用預(yù)定命令或程 序取消保護(hù)。配置環(huán)境150也可允許用戶切斷實(shí)例與模塊模板之間的鏈接。例如，用戶可 能希望在父模塊模板158規(guī)定的范圍以外對(duì)實(shí)例162進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變。配置環(huán)境150可自動(dòng) 地生成對(duì)話，通知用戶通過進(jìn)行這些改變，與父模板之間的連接將丟失。當(dāng)接收到來自于用 戶的確認(rèn)時(shí)，配置環(huán)境150可刪除或修改區(qū)域200和204，以使實(shí)例162與模塊模板158解 除關(guān)聯(lián)。在接下來的操作中，配置環(huán)境150將把實(shí)例162當(dāng)作“從無到有”建立的，即根據(jù) 傳統(tǒng)庫中可利用的基本功能塊建立的?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5，由一套應(yīng)用50 (如圖1所示)中的一些或所有支持的配置環(huán)境150 可包括用于配置如上面討論的模板154、156和158等模塊模板的示例性的界面屏幕或窗口 220。界面屏幕220可包括具有文本下拉菜單224和象形菜單226的工具欄222、顯示模版 項(xiàng)240的模版窗口 228和圖形窗口 242。如果期望，工具欄222可為帶狀界面，其例如與微 軟公司開發(fā)的界面相似。模版窗口 228可包括任何數(shù)量的預(yù)定義控制元件或塊，諸如功能 塊或資源塊。在一些實(shí)施方式中，模版窗口 228也可提供塊的專題安排(例如與反饋控制 有關(guān)的所有塊)或其它形式的分組。此外，每個(gè)模版項(xiàng)可包括用于快速視覺識(shí)別相關(guān)功能 的圖標(biāo)(例如常用的工程符號(hào)、描述圖畫等)。當(dāng)通過使用界面屏幕220設(shè)計(jì)模塊模板時(shí)， 用戶可從模版窗口 228選擇模版項(xiàng)，將所選擇的模版項(xiàng)拖動(dòng)到圖表窗口 242中的期望位置， 并且將所選擇的模版項(xiàng)放在期望位置處。因此，這套應(yīng)用50可提供直觀的配置環(huán)境，在其 中用戶可使用簡單的拖放界面以快速地建立模塊模板。然而，將注意到，舉一個(gè)例子來說， 配置環(huán)境150也可經(jīng)由如文本命令等不同類型的用戶界面與用戶相互作用。一般地對(duì)于用戶界面，配置環(huán)境150可包括一些或所有主/編輯窗格，其用于模塊、控制例程和過程控制系統(tǒng)10的控制策略的其它部分的文本或圖形配置；資源管理器窗 格，其用于瀏覽各種庫控制元件和過程區(qū)域；調(diào)色板窗格，其經(jīng)由拖放操作提供用于有效率 的選擇和放置在主窗格中的圖標(biāo)，例如其可選地劃分成功能組；警報(bào)窗格，其顯示各種警報(bào) 的標(biāo)識(shí)符、優(yōu)先級(jí)和描述；參數(shù)窗格，其列出各種操作參數(shù)的名稱、默認(rèn)值、當(dāng)前值等；參考 窗格，其列出物理模塊的地址；滑動(dòng)條，其允許用戶容易地選擇主窗格中呈現(xiàn)的圖形的期望 尺寸；觀察窗格；公式窗格；狀態(tài)欄，其指示配置環(huán)境150的當(dāng)前狀態(tài)(例如“編輯”)，等。 總之，通常與過程控制系統(tǒng)10有關(guān)的信息，更具體地說，與模塊和模塊模板有關(guān)的信息可 以任何期望的方式被呈現(xiàn)。在圖表窗口 242中，圖5示出了通過使用上面所述的技術(shù)開發(fā)的模塊類或模板的 一個(gè)具體例子。具體地，模塊類PID_STD支持標(biāo)準(zhǔn)PID算法以基于設(shè)定點(diǎn)和錯(cuò)誤信號(hào)控制 過程變量。配置工程師可設(shè)計(jì)控制模塊模板PID_STD以包括最復(fù)雜的預(yù)期的PID控制所需 的大多數(shù)的或者，如果可能，所有的功能。在這方面，模塊模板PID_STD與PBL中可利用的 模板PID_LT相似。然而，應(yīng)注意到，為了清楚和簡明的目的，圖5未示出PID_LT模板的某 些塊和參數(shù)。圖表250示出了模塊模板PID_STD的組件的一種可能的布局。當(dāng)設(shè)計(jì)該模塊模板 和其它模塊模板時(shí)，用戶可指向并點(diǎn)擊象形菜單226中的圖標(biāo)252以激活區(qū)域選擇器工具、 圍繞互鎖條件功能塊256和布爾扇形輸入(BFI)功能塊258繪制方框(或其它形狀)254以 定義區(qū)域260，右擊以激活屬性菜單，并將可選屬性分配給互鎖條件功能塊256和258。如 果期望，可選屬性可聚合地應(yīng)用于互鎖條件功能塊256和258。替代地，界面窗口 220可在 象形菜單226中包括用于激活功能的圖標(biāo)，其將把選擇一個(gè)或幾個(gè)功能塊的步驟與將可選 屬性分配給該選擇的步驟相結(jié)合。當(dāng)然，界面窗口 220或配置環(huán)境150的另一個(gè)界面元件 可包括任何期望類型的選擇和屬性分配工具，例如高亮工具、基于文本的命令對(duì)話、編程 腳本支持等。繼續(xù)參照?qǐng)D5，類似地，用戶可在互鎖條件功能塊272周圍繪制方框270，以定義區(qū) 域274。在一些實(shí)施方式中，如果，例如用戶不希望操作功能塊的聚合，那么配置環(huán)境150 可允許用戶將可選屬性直接與所選功能塊相關(guān)聯(lián)。因此，用戶可點(diǎn)擊互鎖條件功能塊272、 激活選項(xiàng)選擇菜單和將可選屬性分配給它們。如圖5進(jìn)一步所示，用戶也可在互鎖條件功 能塊276和278周圍以及在共同負(fù)責(zé)設(shè)備仲裁邏輯的區(qū)域280中的幾個(gè)功能塊和參數(shù)周圍 繪制單獨(dú)的框。將注意到，除了 PID仲裁塊282，區(qū)域280還包括幾個(gè)參數(shù)，例如ACQUIRE_ ID (輸入?yún)?shù)284)、0VR_ENAB (輸入?yún)?shù)286)和0WNER_ID (輸出參數(shù)288)。因此，配置環(huán) 境150支持對(duì)功能塊、參數(shù)、功能塊和參數(shù)的組合的選擇。除了將可選屬性分配給功能塊或功能塊的組，用戶可可選地給區(qū)域260、274和 280等中的每一個(gè)分配名稱。例如，用戶可將名稱路徑1分配給區(qū)域260、將名稱路徑2分 配給區(qū)域274和將名稱仲裁分配給區(qū)域280。優(yōu)選地，每個(gè)名稱反映與模塊模板的具體環(huán)境 中的所選區(qū)域相關(guān)聯(lián)的聚合功能。更具體地說，名稱路徑2指示PID_STD模板的未來用戶 對(duì)應(yīng)的互鎖條件功能塊272可服務(wù)于多路徑PID回路中的第二輸入或“路徑”。繼續(xù)參照?qǐng)D5討論的實(shí)施例，用戶可將模塊模板PID_STD保存在過程控制系統(tǒng)10 的模板庫(例如放置在存儲(chǔ)器52中)、在線儲(chǔ)存庫或獨(dú)立存儲(chǔ)設(shè)備中。如果期望，用戶可 將模塊模板PID_STD與模塊類相關(guān)聯(lián)。在任一種情況下，模塊模板PID_STD可以以配置系統(tǒng)150認(rèn)知的預(yù)定義格式被存儲(chǔ)，以使相同的或不同的用戶可基于模塊模板PID_STD創(chuàng)建 模塊實(shí)例。圖6A和6B示出了示例性的菜單和對(duì)話，配置環(huán)境150可顯示它們以支持上述屬 性分配技術(shù)中的一些。具體地，例如圖6A示出了功能塊300和可以響應(yīng)于用戶在功能塊 300上的雙擊而彈出的下拉菜單302。下拉菜單302可包括屬性菜單項(xiàng)，當(dāng)屬性菜單項(xiàng)被選 擇時(shí)，它可觸發(fā)用戶對(duì)話304以用于啟用或禁用可選屬性，和分派功能塊300的快捷方式名 稱。在該例子中，用戶對(duì)話304包括具有啟用(ENABLE)和禁用(DISABLE)選項(xiàng)的單選按鈕 306以及用戶可可選地在其中填寫的文本輸入框308。圖6B示出了相似的下拉菜單312和 用戶對(duì)話314。然而，配置環(huán)境150將下拉菜單312應(yīng)用于包圍功能塊318和320的方框 316內(nèi)的區(qū)域。換句話說，經(jīng)由對(duì)話314指定的選項(xiàng)應(yīng)用于具有幾個(gè)功能塊的分組。在圖7所示的一個(gè)實(shí)施例中，配置系統(tǒng)150的界面窗口 350提供了便利的且有效 率的拖放界面，用于通過選擇期望的選項(xiàng)創(chuàng)建和定制基于某一基于類的模塊模板？10_回 路的多個(gè)實(shí)例。在該實(shí)施方式中的界面窗口 350包括模塊資源管理器窗格352、詳細(xì)查看窗 格354和工具欄356。模塊資源管理器窗格352可以包含庫分支362的分層樹360的形式 列出過程控制系統(tǒng)10的各種元件，庫分支362本身又包括模塊模板分支364。通常，模塊資 源管理器窗格352中的元件能夠以任何期望的方式被列出和呈現(xiàn)。進(jìn)一步地，對(duì)于分層樹 360，系統(tǒng)配置分支366可列出與特定控制策略有關(guān)的元件，包括分支368下面的一組用于 某一過程區(qū)域“A”的元件。例如，為了根據(jù)用于連續(xù)控制的模塊模板PID_回路創(chuàng)建一個(gè)或幾個(gè)模塊實(shí)例，用 戶可將模塊類PID_回路拖動(dòng)至如與分支368對(duì)應(yīng)的區(qū)域等期望的過程區(qū)域或領(lǐng)域。過程 領(lǐng)域可為區(qū)域、部件、單元或配置環(huán)境150允許模塊分配的任何其它實(shí)體。此時(shí)，配置環(huán)境 150可自動(dòng)地顯示模塊開發(fā)界面380，其用于定義和命名一個(gè)或多個(gè)將根據(jù)模塊模板PID_ 回路創(chuàng)建的模塊，并且用于選擇用于一個(gè)或多個(gè)模塊的可選組件。替代地，用戶可通過使用 專門的菜單項(xiàng)或特定的命令啟動(dòng)模塊開發(fā)界面380。模塊開發(fā)界面380可包括定義標(biāo)簽 382、配置標(biāo)簽384、過程區(qū)域選擇菜單386 (例如下拉列表)和模塊模板選擇菜單388。用 戶可通過點(diǎn)擊確定按鈕390完成定義和配置過程。在一些實(shí)施方式中，添加按鈕392允許 用戶基于所選擇的模塊模板即模板PID_回路添加模塊實(shí)例。在一些實(shí)施方式中，僅當(dāng)對(duì)應(yīng)的模塊模板包括至少一個(gè)可選組件時(shí)，配置環(huán)境150 才可顯示模塊開發(fā)界面380。換句話說，如果某一模塊模板僅包括強(qiáng)制組件，那么當(dāng)生成實(shí) 例時(shí)顯示系統(tǒng)開發(fā)界面是不必要的。圖7示出了模塊開發(fā)界面380，其具有激活的定義標(biāo)簽382和因此位于前臺(tái)中的定 義區(qū)域400。通常，定義區(qū)域400可具有任何布局并且包括任何期望類型的控制、選擇器和 /或?qū)υ?。然而，圖7中的例子示出了定義區(qū)域400的特別便利的表格式或電子表格布局， 在其中，每個(gè)單個(gè)模塊是由列402中的唯一的標(biāo)簽識(shí)別的，模塊模板？10_回路的每個(gè)可選 組件在如列404、406或408等獨(dú)立的列中被識(shí)別，并且每個(gè)行422-430指定用于對(duì)應(yīng)模塊 的所選擇的選項(xiàng)。換句話說，定義區(qū)域400中的每個(gè)單元識(shí)別某一模塊/可選組件元組的 選項(xiàng)，其中空白指示項(xiàng)的省略。因此，行420指示，對(duì)于由標(biāo)簽100FIC605標(biāo)識(shí)的模塊實(shí)例， 行404中識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)(STD)類型或“風(fēng)格”的可選組件(在該例中，與前饋控制輸入值參數(shù) 相關(guān)聯(lián)的功能塊)已經(jīng)被選擇，而行422指示，具有標(biāo)簽100LIC310的模塊實(shí)例根本不包含該組件?？紤]另一個(gè)例子，定義區(qū)域400中的信息指示，六個(gè)列出的實(shí)例中的每一個(gè)包括可 選組件LP_PID，但行422、424和426中的實(shí)例包括類型STD的LP_PID組件，行426中的實(shí) 例包括類型FF的LP_PID組件，行428中的實(shí)例包括具有擴(kuò)展警報(bào)的類型STD的LP_PID組 件，和行430中的實(shí)例包括具有擴(kuò)展警報(bào)的類型FF的LP_PID組件。通常，用戶可點(diǎn)擊定義區(qū)域400中的任何單元以選擇和取消選擇某一選項(xiàng)、改變 單元中的值(例如組件類型)等。用戶也可操作滑動(dòng)條432以將期望列帶入焦點(diǎn)。在配置 環(huán)境150的該界面窗口或者相似界面窗口中，當(dāng)滑動(dòng)條432 —直被操作時(shí)，模塊標(biāo)簽列452 可維持在相同的位置。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)單元可自動(dòng)地提供可用于特定可選組件的 類型的下拉列表。如上所述，某些可選組件可在實(shí)例中存在或不存在，當(dāng)用戶選擇在實(shí)例中 包括可選組件時(shí)，對(duì)應(yīng)的單元?jiǎng)t可顯示對(duì)號(hào)或另一種視覺指示符。如果期望，定義區(qū)域400 也可列出強(qiáng)制組件以幫助用戶識(shí)別所有與所選模板相關(guān)聯(lián)的功能塊。在該情況下，強(qiáng)制組 件優(yōu)選地以灰化形式被呈現(xiàn)或者被呈現(xiàn)在獨(dú)立標(biāo)簽下以防止混淆。也將注意到，除了功能 塊，定義區(qū)域400可列出模塊模板的參數(shù)和其它組件(見圖3)。此外，定義區(qū)域400可可選 地顯示快捷方式名稱，其被分配給組件或組件的組，如參照?qǐng)D6A和6B在上面所討論的。鑒于上述情況，將理解到，配置環(huán)境150可通過使用任何期望布局提供可選組件 的列表(或其它識(shí)別形式)，諸如包含多個(gè)實(shí)例和多個(gè)組件的表格形式、具有列在指定實(shí)例 分支下面的可選組件的分層樹、關(guān)于每個(gè)實(shí)例的獨(dú)立標(biāo)簽等。此外，配置環(huán)境150可為每個(gè) 可選組件提供任何類型的選擇器，以允許用戶指定可選組件應(yīng)該被排出、包含在由模塊模 板指定的唯一變量中還是被包含在由模塊模板指定的幾個(gè)類型中的一個(gè)中。在一些實(shí)施方 式中，選擇器可包括多級(jí)對(duì)話，其首先用于指定可選組件是否應(yīng)該被包含在特定實(shí)例中，并 且然后在模塊模板指定可選組件的風(fēng)格的多個(gè)可能類型的情況下，用于后續(xù)指定風(fēng)格中哪 些可能的類型應(yīng)該被使用。換句話說，配置環(huán)境150可提供類型選擇器，其與可選組件的現(xiàn) 有選擇器分離或構(gòu)成在一起。圖8示出了模塊開發(fā)界面380的另一個(gè)可操作狀態(tài)。具體地，當(dāng)用戶激活配置標(biāo) 簽384時(shí)，模塊開發(fā)界面380將配置區(qū)域450置于前臺(tái)。配置區(qū)域450的布局可與定義區(qū) 域400的布局相似。在圖8的例子中，列452列出了單個(gè)模塊實(shí)例的標(biāo)簽，而列454-458列 出了模塊模板PID_回路的可選組件。用戶能夠點(diǎn)擊任何期望的單元并修改對(duì)可選組件的 選擇。此外，用戶可點(diǎn)擊列460以激活模塊開發(fā)界面380的參數(shù)配置視圖。將理解到，配 置區(qū)域450允許用戶有效率地配置共享共同資源模板的多個(gè)模塊。除了改善配置的速度 和效率，通過支持共同配置區(qū)域450，模塊開發(fā)界面380也提供模塊之間的功能差別的清楚 視圖。具體地，通過觀看圖8所示的可選組件的表格式列表，用戶能夠立即識(shí)別具有標(biāo)簽 100FIC101U00DIC222和100TIC450的實(shí)例之間的功能差別，而無需為每個(gè)模塊激活單獨(dú) 的界面屏幕。此外，例如如果用戶希望在每個(gè)實(shí)例的列458中選擇相同類型的可選組件，那 么模塊開發(fā)界面380減小了操作者錯(cuò)誤的可能性。更進(jìn)一步地，一些實(shí)施方式中的模塊開 發(fā)界面380可提供這樣的功能，S卩，將共同選擇選項(xiàng)(例如類型FF)應(yīng)用于特定可選組件 (例如:AI1/LP_IN)的配置區(qū)域450的每一行。參照?qǐng)D9，模塊開發(fā)界面380也可使參數(shù)配置區(qū)域470處于前臺(tái)，其通常與參數(shù)配 置區(qū)域450相似。然而，參數(shù)配置區(qū)域470也正在條472上顯示了對(duì)應(yīng)的功能塊的名稱以 識(shí)別參數(shù)所應(yīng)用的可選組件，并且參數(shù)配置區(qū)域470包括向上文件夾圖標(biāo)474，其允許快速返回配置視圖的上一級(jí)。在至少一些實(shí)施方式中，用戶能夠直接將數(shù)字或字母數(shù)字參數(shù)鍵 入對(duì)應(yīng)于各種模塊/參數(shù)元組的單元中。按照上述指示，參數(shù)配置區(qū)域470可通過點(diǎn)擊模 塊參數(shù)列460 (如圖8所示)的方式被激活。替代地，用戶可直接點(diǎn)擊模塊的圖形或文字標(biāo) 識(shí)符，例如在模塊資源管理器窗格352或詳細(xì)查看窗格354(如圖7所示)中。在一些情況下，如列478中的參數(shù)LP_IN等參數(shù)可被定義為結(jié)構(gòu)或位串。圖10還 示出了模塊開發(fā)界面380的另一個(gè)可操作狀態(tài)，其中用戶修改LP_IN或相似的復(fù)合參數(shù)。此 視圖中，條472顯示參數(shù)的名稱，并且配置區(qū)域470相應(yīng)地更新為顯示與位掩碼或基于結(jié)構(gòu) 的參數(shù)有關(guān)的信息。在這個(gè)意義上，模塊開發(fā)界面380提供了“鉆入”組件和參數(shù)的有效率 的方法。返回參照?qǐng)D7，在用戶輸入選項(xiàng)和模塊標(biāo)簽之后，他或她可點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕390。作 為響應(yīng)，配置環(huán)境150將生成六個(gè)模塊實(shí)例，每個(gè)模塊實(shí)例根據(jù)相應(yīng)行420-430中指定的選 項(xiàng)被配置，并且將生成的實(shí)例放置在分支368中，放在用戶將模塊模板PID_回路拖動(dòng)至的 位置。在一些實(shí)施方式中，模塊開發(fā)界面380可包括用于每個(gè)實(shí)例的附加參數(shù)，以指定實(shí)例 的位置。如果期望，配置環(huán)境150可自動(dòng)地發(fā)起這樣的過程，S卩，將配置的實(shí)例應(yīng)用于如控 制器等相應(yīng)的物理元件，或者用戶可激活單獨(dú)的控制以開始下載過程。也可預(yù)期到，基于具 有可選組件的模塊模板的實(shí)例不需要在對(duì)象中存儲(chǔ)某些屬性(例如父模板識(shí)別器200、選 項(xiàng)選擇域202-204等)。為了保存控制器內(nèi)存，這些屬性可被存儲(chǔ)在工作站13的存儲(chǔ)器中、 本地?cái)?shù)據(jù)庫或在線數(shù)據(jù)庫中等。地，配置環(huán)境150可將與將被實(shí)例化的六個(gè)模塊實(shí)例有關(guān)的配置信息傳送至這套 應(yīng)用50的另一個(gè)組件。例如，這套應(yīng)用50可包括模塊實(shí)例化引擎，其直接地或經(jīng)由這套應(yīng) 用50的通信組件，將工作站存儲(chǔ)器分配給模塊實(shí)例、與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信以更新實(shí)例參考和 其他信息，和將模塊實(shí)例下載至控制器11和/或智能現(xiàn)場設(shè)備19-22 (如圖1所示)。將注 意到，通常，與呈現(xiàn)用戶界面屏幕、分配處理和存儲(chǔ)資源以及將模塊實(shí)例應(yīng)用于控制器和現(xiàn) 場設(shè)備有關(guān)的功能可分布在工作站13中，并且在一些實(shí)施方式中，可以任何期望的方式分 布在其它計(jì)算設(shè)備中。將認(rèn)識(shí)到，模塊開發(fā)界面380可在稍后的時(shí)間被調(diào)用，諸如當(dāng)過程控制系統(tǒng)10的 要求改變時(shí)，以編輯先前實(shí)例化的模塊。此外，用戶可調(diào)用某一功能以選擇模塊模板并自動(dòng) 地識(shí)別從指定的模塊模板實(shí)例化的所有模塊實(shí)例。按照這種方式，用戶可有效率地定位和 更新多個(gè)模塊實(shí)例，即使由于較早在對(duì)應(yīng)的父模塊模板中選擇的不同選項(xiàng)，這些模塊實(shí)例 是不同的。例如，操作者可選擇用某一過程區(qū)域中執(zhí)行相同或相似功能的現(xiàn)場總線設(shè)備替 換執(zhí)行特定功能的幾個(gè)4-20mA的舊有現(xiàn)場設(shè)備。為了正確地對(duì)配置環(huán)境150中的這些改 變進(jìn)行配置，操作者可調(diào)用識(shí)別某一過程區(qū)域中的所有模塊的功能，所述所有模塊派生自 為特定功能開發(fā)的模塊模板(當(dāng)然，假設(shè)實(shí)例最初是通過使用具有可選組件的模塊模板而 被創(chuàng)建的)。通過使用與上面參考圖7至圖10討論的那些界面屏幕相似的界面屏幕，用戶 可例如通過指定功能塊的新的類型或風(fēng)格的方式改變多個(gè)實(shí)例中的一個(gè)或幾個(gè)合適的可 選組件，以對(duì)應(yīng)于新的現(xiàn)場總線配置。在這個(gè)意義上，用戶無需單獨(dú)地定位每個(gè)模塊、調(diào)用 合適的對(duì)話等，就能有效率地傳播可應(yīng)用于多個(gè)模塊的改變。在一些實(shí)施方式中，配置系統(tǒng) 150也可提供非電子表格的用戶界面用于集體編輯實(shí)例。在另一種情景中，用戶能夠容易地將在模塊模板中可用的組件添加至基于該模塊模板的實(shí)例，其中組件最初未被選擇。配置環(huán)境150可提供與模塊開發(fā)界面380相似的界 面屏幕。此外，用戶可將附加部分或刪除部分傳播至共享共同父模塊模板的多個(gè)實(shí)例。在另一方面，模塊模板可包括適合于反映可選組件的選擇的標(biāo)準(zhǔn)顯示元件或顯示 元件的組。因此，模塊實(shí)例可僅存儲(chǔ)或引用那些實(shí)際上已經(jīng)在實(shí)例中被選擇的顯示元件。當(dāng) 配置環(huán)境150生成模塊實(shí)例的圖形表示時(shí)，圖形表示能夠反映所選擇的選項(xiàng)以改善表現(xiàn)的 清楚性和一致性。比較起來，由于描繪已經(jīng)由設(shè)置為“假”或0的參數(shù)禁用并且在模塊的物 理對(duì)應(yīng)物中實(shí)際上不存在的組件，如今可利用的配置環(huán)境中的至少一些有時(shí)產(chǎn)生派生自模 板的模塊的混亂和迷惑的顯示。為了更好地示出與配置環(huán)境150的模塊模板相關(guān)聯(lián)的靈活圖形的優(yōu)點(diǎn)，圖11和圖 12描繪了通過使用上述模板PID_STD生成的模塊實(shí)例的兩個(gè)例子。同時(shí)參照?qǐng)D5和圖11， 界面屏幕502中的模塊圖表500對(duì)應(yīng)于基于模塊模板PID_STD的實(shí)例，其中互鎖條件功能 塊256、258和272已經(jīng)被選擇，而功能塊276和278以及區(qū)域280中的功能塊和參數(shù)已經(jīng)被 省略。另一方面，界面屏幕522 (圖12)中的模塊圖表520對(duì)應(yīng)于基于模塊模板PID_STD的 另一個(gè)實(shí)例。圖12的實(shí)例包括可選互鎖條件功能塊256和與區(qū)域280相關(guān)聯(lián)的仲裁功能。 當(dāng)然，兩種實(shí)例也包括非可選的組件。包含在圖11的這些實(shí)例中的這些塊(和相關(guān)聯(lián)的配 線)是不同的，雖然兩種實(shí)例都是由PID_STD模板實(shí)例化的。然而，界面屏幕502和522將 可選塊256、272等放置在模塊模板PID_STD中被指定的位置處。按照這種方式，用基于模 板PID_STD的多個(gè)實(shí)例工作的用戶能立即識(shí)別實(shí)例之間的功能差別。為了僅激活那些在特定實(shí)例中正被使用的顯示元件，配置環(huán)境150可使用選項(xiàng)選 擇域202-204和父模板區(qū)域200 (如圖4所示)。具體地，配置環(huán)境150可通過追蹤到父模 塊模板的鏈接獲取顯示元件或引用顯示元件，并且通過使用選項(xiàng)選擇域202確定哪些顯示 元件應(yīng)被用于呈現(xiàn)圖表500或520。此外，除了如功能塊圖標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)形狀等靜態(tài)顯示元件， 配置環(huán)境150還可同樣地支持dynamo、動(dòng)畫和其它圖形元件。例如，配置環(huán)境可自動(dòng)地生成 (或從儲(chǔ)存庫中選擇)dynamo腳本，其對(duì)應(yīng)于所選擇的選項(xiàng)和非可選的組件。進(jìn)一步參照模塊實(shí)例的圖形描繪，如上面參照?qǐng)D6A和6B所述而指定的快捷方式 名稱可被顯示在打印的文檔、離線模式和其它屬于或不屬于配置環(huán)境150的范圍的情景 中。例如，如圖13所示，界面屏幕600可顯示圖表602，其中功能塊是以被分配給對(duì)應(yīng)的可 選組件的快捷方式名稱610示出的。將注意到，因?yàn)樵摾械墓δ軌K612和614是與包含 在框616中的單個(gè)聚合可選組件相關(guān)聯(lián)的，因此功能塊612和614共享顯示在框616的角 落的單個(gè)快捷方式名稱。通常參照?qǐng)D3至圖13，也將預(yù)期到，模塊模板可可選地包括軟件鎖以防止在一個(gè) 或多個(gè)實(shí)例已經(jīng)通過使用模板被創(chuàng)建之后模板的改變。也將注意到，盡管開發(fā)和應(yīng)用具有可選組件的模塊模板的技術(shù)主要參照PID回路 在上面討論，模塊模板庫能夠覆蓋各種各樣的控制例程并且可包括例如用于模擬控制(例 如PID回路)、監(jiān)控(例如模擬輸入監(jiān)控)、雙態(tài)電機(jī)(例如對(duì)泵和攪拌機(jī)的控制)、三 態(tài)電機(jī)(例如對(duì)前向/逆向電機(jī)的控制)、雙向閥的控制、仿真等的模塊模板。雖然本系統(tǒng)和方法是參照旨在僅為示例性的并且不限制本發(fā)明的具體實(shí)施例而 描述的，但是為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情 況下，可對(duì)公開的實(shí)施方式進(jìn)行改變、添加和/或刪除。
權(quán)利要求
1.一種在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于開發(fā)過程工廠的過程控制策略的過程控制配置方法，包括在所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶界面上提供模塊模板，所述模塊模板具有多個(gè)組件，其中所 述多個(gè)組件包括多個(gè)至少部分互連的邏輯塊和與之相關(guān)聯(lián)的多重參數(shù)以用于執(zhí)行所述過 程工廠中的過程控制操作；經(jīng)由所述用戶界面接收所述模塊模板的所述多個(gè)組件中的一個(gè)或多個(gè)的選擇，以定義 一組所選擇的一個(gè)或多個(gè)組件和一組未選擇的零個(gè)或更多個(gè)組件；基于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的所述模塊模板生成模塊實(shí)例，包括實(shí)例化所述模塊實(shí)例以包 括所述一組所選擇的一個(gè)或多個(gè)組件并且不包括所述一組未選擇的零個(gè)或更多個(gè)組件；以 及將所生成的模塊實(shí)例與所述過程控制策略相關(guān)聯(lián)，包括根據(jù)所生成的模塊實(shí)例生成能 在處理器上執(zhí)行的一組指令，所述指令用于在所述過程工廠中操作的物理設(shè)備中使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在用戶界面上顯示所生成的模塊實(shí)例的圖形表示，包括顯示與所述一組所選擇的一個(gè) 或多個(gè)組件相對(duì)應(yīng)的顯示元件并且不顯示與所述一組未選擇的零個(gè)或更多個(gè)組件相對(duì)應(yīng) 的顯示元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)組件是第一多個(gè)組件；其中所述模塊模 板還具有第二多個(gè)組件；并且其中生成所述模塊實(shí)例還包括無條件地在所生成的模塊實(shí)例中包括所述第二多個(gè)組件中的每一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供具有多個(gè)模塊模板的模板庫；以及其中提供所述模塊模板包括響應(yīng)于對(duì)所述多個(gè) 模塊模板中的一個(gè)的選擇而提供所述模塊模板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中提供所述模塊模板包括顯示對(duì)話屏幕，所述對(duì)話 屏幕列出了所述多個(gè)組件并且具有用于所述多個(gè)組件中的每一個(gè)的相應(yīng)的選擇控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述對(duì)話屏幕包括電子表格，所述電子表格具有 定義所述電子表格的一組單元的多個(gè)行和多重列，其中所述多個(gè)行或所述多重列中的一個(gè) 指定將基于所述模塊模板被生成的多個(gè)實(shí)例，并且所述多個(gè)行或所述多重列中的另一個(gè)指 定所述多個(gè)組件，以使所述一組單元中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)實(shí)例中的相應(yīng)的一個(gè)實(shí)例 和多個(gè)組件中的相應(yīng)的一個(gè)組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述模塊模板指定多種類型，來自所述一組所選 擇的一個(gè)或多個(gè)組件中的某一組件能夠與所述多種類型關(guān)聯(lián)；所述方法還包括接收對(duì)所述某一組件的類型選擇，其中所述類型選擇識(shí)別所述多種類型中的一個(gè)；并 且其中生成所述模塊實(shí)例還包括根據(jù)所述類型選擇實(shí)例化所述某一組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述多種類型對(duì)應(yīng)于多個(gè)協(xié)議、多個(gè)警報(bào)能力或 多個(gè)包含反饋選項(xiàng)和前饋選項(xiàng)的信號(hào)選項(xiàng)中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括接收對(duì)所生成的模塊實(shí)例的修改請(qǐng)求，其中所述修改請(qǐng)求指定所述某一組件和來自所 述多種類型的新類型；以及根據(jù)所述修改請(qǐng)求更新所生成的模塊實(shí)例，包括將所述某一組件與所述新類型相關(guān)聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供用戶界面以定義所述模塊模板；提供控件以將所述多個(gè)組件中的每一個(gè)與可選的屬性相關(guān)聯(lián)，以指定所述多個(gè)組件中 的每一個(gè)的在所述生成的模塊實(shí)例中的可選的存在。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述模塊模板生成所述模塊實(shí)例還包括將 選項(xiàng)選擇屬性與所述模塊實(shí)例相關(guān)聯(lián)，其中所述選項(xiàng)選擇屬性識(shí)別所述多個(gè)組件中的每一 個(gè)并且指定所識(shí)別的組件是否被包含在所生成的模塊實(shí)例中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述選項(xiàng)選擇屬性是位掩碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供用于修改所述模塊實(shí)例的界面，包括根據(jù) 所述一組所選擇的一個(gè)或多個(gè)組件限制對(duì)所述模塊實(shí)例的修改。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述選擇是第一選擇，所述一組所選擇的一個(gè)或 多個(gè)組件是第一組所選擇的一個(gè)或多個(gè)組件，所述一組未選擇的零個(gè)或更多個(gè)組件是第一 組未選擇的零個(gè)或更多個(gè)組件，并且所述模塊實(shí)例是第一模塊實(shí)例；所述方法還包括接收所述模塊模板的多個(gè)組件的一個(gè)或多個(gè)的第二選擇，以定義第二組所選擇的一個(gè) 或多個(gè)組件以及第二組未選擇的零個(gè)或更多個(gè)組件；以及基于所述模塊模板生成第二模塊實(shí)例；包括實(shí)例化所述第二模塊實(shí)例以包括所述第二 組所選擇的一個(gè)或多個(gè)組件并且不包含所述第二組未選擇的零個(gè)或更多個(gè)組件；其中所述第一模塊實(shí)例包括未包含在所述第二模塊實(shí)例中的至少一個(gè)組件。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括接收與所述模塊模板相關(guān)聯(lián)的模塊實(shí)例識(shí)別請(qǐng)求；識(shí)別與所述過程控制策略相關(guān)聯(lián)并且基于所述模塊模板的每個(gè)模塊實(shí)例；以及將描述至少每個(gè)被識(shí)別的模塊實(shí)例的標(biāo)識(shí)的信息顯示在交互式的用戶界面上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括接收與所述一組所選擇的一個(gè)或多個(gè)可選組件中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的修改請(qǐng)求；對(duì)于每個(gè)所識(shí)別的模塊實(shí)例，自動(dòng)地將所述修改請(qǐng)求應(yīng)用于所述一組所選擇的一個(gè)或 多個(gè)可選組件中的所述一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中生成所述模塊實(shí)例還包括允許收集與所述一組 所選擇的一個(gè)或多個(gè)組件相關(guān)聯(lián)的歷史數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中生成所述模塊實(shí)例還包括將所述模塊與dynamo 腳本相關(guān)聯(lián)，其中所述dynamo腳本與至少所述一組所選擇的一個(gè)或多個(gè)組件相對(duì)應(yīng)。
19.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于開發(fā)在配置過程工廠的過程控制策略中使用的模塊模板的 過程控制配置方法，其中所述模塊模板作為數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上；所述方法包 括在與所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的交互式用戶界面上提供所述模塊模板的表示，其中所述 模塊模板具有用于執(zhí)行過程控制操作的多個(gè)組件；經(jīng)由所述交互式用戶界面接收請(qǐng)求以將所述多個(gè)組件中的一個(gè)與可選屬性相關(guān)聯(lián)，從 而定義可選的組件；以及將所述可選的組件與所述模塊模板相關(guān)聯(lián)；其中所述模塊模板是可執(zhí)行的以將至少一個(gè)模塊實(shí)例生成為能由所述過程工廠中一 個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備執(zhí)行的一組指令，以使所述至少一個(gè)模塊實(shí)例基于用戶輸入有條件地包 括或排除所述可選的組件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中提供所述模塊模板的表示包括在用戶界面屏幕上提供多個(gè)結(jié)構(gòu)組件，其中所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中的每一個(gè)與預(yù)定義功 能相關(guān)聯(lián)；接收所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中的兩個(gè)或多個(gè)的選擇；接收描述所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中的所選擇的兩個(gè)或多個(gè)之間的交互的組件交互信息；接收與所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件的所選擇的兩個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的一組參數(shù)；以及將所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件的所選擇的兩個(gè)或多個(gè)、所述組件交互信息和所述一組參數(shù)與所 述模塊模板相關(guān)聯(lián)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中接收所述請(qǐng)求包括接收第一請(qǐng)求，并且所述可 選的組件是第一可選組件；所述方法還包括接收第二請(qǐng)求以將所述多個(gè)組件中的另一個(gè)與所述可選屬性相關(guān)聯(lián)，以定義第二可選 組件；以及將所述第一可選組件和所述第二可選組件與可選組件組相關(guān)聯(lián)，其中整個(gè)可選組件組 選擇性地被包含在所述至少一個(gè)模塊實(shí)例中或被排除在所述至少一個(gè)模塊實(shí)例之外。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括接收快捷方式名稱；將所述快捷方式名稱與所述可選組件組相關(guān)聯(lián)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中接收所述請(qǐng)求還包括接收將與所述可選組件相 關(guān)聯(lián)的多種類型的指示，其中所述可選組件的多種類型中的恰好一個(gè)選擇性地被包含在所 述至少一個(gè)模塊實(shí)例中或者被排除在所述至少一個(gè)模塊實(shí)例之外。
24.一種過程控制配置系統(tǒng)，其作為一組指令被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上并且能在處 理器上執(zhí)行，以用于配置過程控制系統(tǒng)，所述過程控制配置系統(tǒng)包括用戶界面，其開發(fā)至少部分地在物理設(shè)備上執(zhí)行的模塊實(shí)例，以進(jìn)行所述過程控制系 統(tǒng)中的控制操作，所述用戶界面包括界面屏幕，其用于呈現(xiàn)具有多個(gè)組件的模塊模板，所述多個(gè)組件包括與控制邏輯和一 個(gè)或幾個(gè)參數(shù)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或幾個(gè)結(jié)構(gòu)組件；其中所述多個(gè)組件包括一組可選組件；以及用戶可操作控件，其用于接收對(duì)所述一組可選組件中的一個(gè)或多個(gè)可選組件的選擇， 以定義一組所選擇的一個(gè)或多個(gè)可選組件和一組未選擇的零個(gè)或更多個(gè)可選組件；以及模塊實(shí)例化引擎，其用于基于所述模塊模板生成所述模塊實(shí)例；其中所述模塊實(shí)例化 引擎實(shí)例化所述一組所選擇的一個(gè)或多個(gè)可選組件并且不實(shí)例化所述一組未選擇的零個(gè) 或更多個(gè)可選組件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括存儲(chǔ)多個(gè)模塊模板的數(shù)據(jù)庫。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或幾個(gè)結(jié)構(gòu)組件是功能塊，每個(gè)功能 塊包括一個(gè)或幾個(gè)輸入，每個(gè)輸入適合于接收各自的過程控制參數(shù)；一個(gè)或幾個(gè)輸出；和控制邏輯，其響應(yīng)于所述一個(gè)或幾個(gè)輸入，以在所述一個(gè)或幾個(gè)輸出處生成控制信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述用戶界面是第一用戶界面，所述系統(tǒng)還包括開發(fā)所述模塊模板的第二用戶界面，所述第二用戶界面包括第一用戶可操作控件，其用于選擇所述多個(gè)組件并指定所述組件之間的交互以定義控 制算法；以及第二用戶可操作控件，其用于指定所述一組可選組件并將相應(yīng)的可選屬性與所述一組 可選組件中的每一個(gè)組件相關(guān)聯(lián)。
28.一種過程控制配置系統(tǒng)，其作為一組指令被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上并且能在處 理器上執(zhí)行以開發(fā)模塊模板，其中所述模塊模板被用于定義過程工廠中的控制策略，所述 系統(tǒng)包括顯示所述模塊模板的表示的交互式屏幕；其中所述模塊模板作為數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì)上并且包括多個(gè)結(jié)構(gòu)組件和多重參數(shù)，所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中的每一個(gè)與相應(yīng)的邏 輯操作相關(guān)聯(lián)；第一用戶可操作控件，其用于接收所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中的至少一個(gè)的選擇；第二用戶可操作控件，其用于將所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中所選擇的至少一個(gè)與可選屬性相 關(guān)聯(lián)；以及模板生成引擎，其用于根據(jù)所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中的所述至少一個(gè)的選擇和所述可選屬 性生成所述模塊模板；其中基于所述模塊模板，至少一個(gè)模塊實(shí)例被生成為一組指令，所述一組指令可由所述過 程工廠的一個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備執(zhí)行；其中所述至少一個(gè)模塊實(shí)例根據(jù)用戶選擇包括或排除 所述可選組件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的軟件系統(tǒng)，其中所述第一用戶可操作控件還適合于選擇具 有所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中的多個(gè)的可選組；并且其中所述第二用戶可操作控件將所述可選組 與所述可選屬性相關(guān)聯(lián)，以使整個(gè)可選組根據(jù)用戶選擇被包含在所述至少一個(gè)模塊實(shí)例中 或者被排除在所述至少一個(gè)模塊實(shí)例之外。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的軟件系統(tǒng)，還包括第三用戶可操作控件，其用于接收快捷方式名稱并且將所述快捷方式名稱與所述可選 組相關(guān)聯(lián)。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的軟件系統(tǒng)，還包括第三用戶可操作控件，其用于將所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中所選擇的至少一個(gè)與多個(gè)組件類 型相關(guān)聯(lián)，其中所述至少一個(gè)模塊實(shí)例根據(jù)所述類型選擇包括所述多個(gè)結(jié)構(gòu)組件中所選擇 的至少一個(gè)。
32.—種模塊模板，其作為數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上以基于所述模塊模板生成 模塊實(shí)例，其中所述模塊實(shí)例至少部分地在工作于過程控制系統(tǒng)中的設(shè)備上執(zhí)行；所述模 塊模板包括描述多個(gè)塊的塊數(shù)據(jù)，其中每個(gè)塊與過程控制功能相關(guān)聯(lián)；描述所述多個(gè)塊中的至少一些之間的邏輯連接的連接數(shù)據(jù)；描述與所述多個(gè)塊相關(guān)聯(lián)的多重過程參數(shù)的參數(shù)數(shù)據(jù)；以及選項(xiàng)數(shù)據(jù)，其包括與所述多個(gè)塊中的一個(gè)對(duì)應(yīng)的可選組件標(biāo)識(shí)符，所述多個(gè)塊中的所 述一個(gè)基于用戶選擇可選地出現(xiàn)在所述模塊實(shí)例中。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的模塊模板，其中所述多個(gè)塊中的所述一個(gè)是所述多個(gè)塊中 的第一個(gè)；并且其中所述可選組件還對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)塊中的第二個(gè)，其中所述多個(gè)塊中的 所述第一個(gè)和所述多個(gè)塊中的所述第二個(gè)定義可選組件組。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的模塊模板，還包括與所述可選組件組相關(guān)聯(lián)的組名稱。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的模塊模板，其中所述可選組件標(biāo)識(shí)符是第一可選組件標(biāo)識(shí) 符并且所述多個(gè)塊中的所述一個(gè)是所述多個(gè)塊中的第一個(gè)；并且其中所述選項(xiàng)數(shù)據(jù)還包括 對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)塊的第二個(gè)的第二可選組件標(biāo)識(shí)符；其中所述第一可選組件和所述第二可 選組件中的每一個(gè)根據(jù)用戶選擇、獨(dú)立于所述第一可選組件和所述第二可選組件中的另一 個(gè)而被實(shí)例化在所述模塊實(shí)例中。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的模塊模板，所述選項(xiàng)數(shù)據(jù)還包括類型選擇域，該類型選擇 域指定了與所述多個(gè)塊中的所述一個(gè)相關(guān)聯(lián)的多種類型。
37.一種用于實(shí)現(xiàn)過程工廠中的控制策略的過程控制系統(tǒng)，包括多個(gè)設(shè)備，其實(shí)現(xiàn)所述控制策略，包括控制器和多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備以執(zhí)行所述過程工廠中 的相應(yīng)的物理步驟；計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其將模塊模板作為與多個(gè)邏輯塊和多重參數(shù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；其 中所述模塊模板被用于生成作為能在所述多個(gè)設(shè)備上執(zhí)行的指令組的模塊實(shí)例；并且其中 所述多個(gè)邏輯塊中的至少一個(gè)是與可選屬性相關(guān)聯(lián)的以定義可選組件；配置系統(tǒng)，其包括用戶界面，其能在處理器上執(zhí)行以支持用戶與所述模塊模板交互；以及模塊實(shí)例化引擎，其基于所述模塊模板生成模塊實(shí)例；其中如果所述可選組件被選擇， 所述模塊實(shí)例化引擎實(shí)例化所述可選組件，并且如果所述可選組件未被選擇，所述模塊實(shí) 例化引擎不實(shí)例化所述可選組件。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述用戶界面包括界面屏幕，以選擇所述多個(gè) 邏輯塊中的一個(gè)或多個(gè)并且將所述多個(gè)邏輯塊中所選擇的一個(gè)或多個(gè)與所述可選屬性相 關(guān)聯(lián)。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中如果所述可選組件在所生成的模塊實(shí)例中被選 擇，那么所述模塊實(shí)例化引擎允許收集與所述可選組件相關(guān)聯(lián)的歷史數(shù)據(jù)。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述模塊實(shí)例化引擎將所生成的模塊實(shí)例與 dynamo腳本相關(guān)聯(lián)，其中如果所述可選組件被選擇，那么所述dynamo腳本對(duì)應(yīng)于至少所述 可選組件。
全文摘要
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于開發(fā)過程控制策略的方法包括提供具有第一多個(gè)組件并且與控制操作相關(guān)聯(lián)的模塊模板，接收所述模塊模板的所述第一多個(gè)組件中的一個(gè)或多個(gè)的選擇，基于所述模塊模板生成模塊實(shí)例，包括僅實(shí)例化所述第一多個(gè)組件中所選擇的一個(gè)或多個(gè)，以及將生成的模塊實(shí)例與所述過程控制策略相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101995860SQ201010251609
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者A·T·恩弗, J·M·盧卡斯, M·J·尼克松, S·C·吉爾伯特, T·L·布勒文斯 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾-羅斯蒙特系統(tǒng)公司