[发明专利]用于增强型模块化控制器端口到端口通信的系统和方法

说明书

公开了一种增强型模块化控制器，其包括多个可配置的通信端口和能够操作以控制过程工厂的装备的控制逻辑层。所述多个通信端口包括能够操作以与所述过程工厂的分布式控制系统的一个或多个节点通信的第一通信端口集合和第二通信端口集合。所述增强型模块化控制器还包括接受端口配置参数的软件层，所述端口配置参数定义用于所述第一通信端口集合和用于所述第二通信端口集合的一个或多个端口通信规则。所述一个或多个端口通信规则使得所述软件层选择性地允许或限制传入消息的重新传输，其中所述传入消息是在所述第一通信端口集合或所述第二通信端口集合处被接收到的。

技术领域

本公开内容总体上涉及与过程工厂一起使用模块化控制系统(诸如橇装式系统)，并且具体而言，涉及配置模块化控制系统的模块化控制器的多个通信端口以实现过程工厂的分布式控制系统内的通信。

背景技术

目前在各种工业中使用的模块化控制系统是完整的控制系统，其可以提供特定的功能，诸如煮沸水、过滤液体或控制热交换。模块化控制系统通常被实现为橇装式系统(或简称为“橇装设备”(skid))，这么叫是因为该系统被封装在框架内并且易于运输。橇装设备可以作为整体单元递送到工厂，而无需拆卸和重新组装，并且通常由制造商预先配置。作为示例，橇装设备通常包括可编程逻辑控制器(PLC)、诸如阀或锅炉之类专用装备、以及诸如压力或温度传感器之类的传感器。

另一方面，分布式控制系统(DCS)还用于各种过程工业(包括化学、石油化工、提炼、制药、食品和饮料、电力、水泥、水和废水、石油和天然气、纸浆和纸、以及钢)，并用于控制在单个场地或远程位置处操作的批次过程、补料批次过程和连续过程。过程工厂通常包括一个或多个过程控制器，该一个或多个过程控制器经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线或者经由无线通信链路或网络通信地耦合到一个或多个现场设备。总的来说，各种设备执行监测、控制和数据收集功能，以控制过程、安全关闭系统、火灾和气体检测系统、机器健康监测系统、维护系统、决策支持以及其它系统。

可以是例如阀、阀定位器、交换机和变送器(例如，温度、压力、液位和流量传感器)的现场设备位于过程环境内并且通常执行物理或过程控制功能(诸如打开或关闭阀、测量过程参数等)，以控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备(诸如符合公知的现场总线协议的现场设备)也可以执行控制计算、报警功能以及通常在控制器内实现的其它控制功能。通常也位于工厂环境内的过程控制器接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或与现场设备有关的其它信息，并执行运行例如不同控制模块的控制器应用，不同控制模块例如作出过程控制决策、基于接收到的信息生成控制信号、并与正在现场设备(诸如和Fieldbus现场设备)中执行的控制模块或块协作。控制器中的控制模块通过通信线路或链路将控制信号发送到现场设备，以由此控制过程工厂或系统的至少一部分的操作。

来自现场设备和控制器的信息通常通过数据高速通道变得对一个或多个其它硬件设备可用，该一个或多个其他硬件设备为诸如操作员工作站、个人计算机或计算设备、数据历史库、报告生成器、集中式数据库或通常放置在远离较严苛的工厂环境的控制室或其它位置中的其它集中式管理计算设备。这些硬件设备中的每一者通常跨过程工厂或跨过程工厂的一部分是集中式的。这些硬件设备运行应用，这些应用例如使得操作员能够执行与控制过程和/或操作过程工厂有关的功能，诸如改变过程控制例程的设置、修改控制器或现场设备内的控制模块的操作、查看过程的当前状态、查看由现场设备和控制器生成的警报、为了培训人员或测试过程控制软件的目的而模拟过程的操作、保持和更新配置数据库等。由硬件设备、控制器和现场设备使用的数据高速通道可包括有线通信路径、无线通信路径或者有线和无线通信路径的组合。