[发明专利]具有不同的硬件架构控制器备用的过程控制系统

说明书

本发明公开了一种过程控制系统(200)，该过程控制系统包括第一类型控制器(211,212)和第二类型控制器(218,219)，该第一类型控制器和该第二类型控制器具有不同的硬件架构，通过冗余网络(225,235)耦接在一起来提供控制器池(210,260)。主应用模块(AM)(231,232)通过工厂级网络(170)耦接到该控制器平台。该控制器平台(110,120,130)通过输入/输出(I/O)网格网络(240)耦接到I/O设备以提供I/O池(245)，该I/O池耦接到现场设备(150)，该现场设备耦接到处理装备(160)。转换设备转换来自在第一类型控制器上运行的该主AM中的一个主AM的状态和值以生成具有与该第二类型控制器兼容的指令集的备用AM。控制器应用模块协调器(CAMO)(240a至240c)将同步扩展到该第二类型控制器，使该备用AM可供用于该第二类型控制器，并且然后进行切换以利用该第二类型控制器作为活动控制器来运行过程。

未决申请的交叉引用

本专利申请具有与2019年7月1日提交的名称为“CONTROLLER APPLICATIONMODULE ORCHESTRATOR”的共同未决的专利申请号16/459264相关的主题。

技术领域

所公开的实施方案涉及用于过程控制系统的过程控制器。

背景技术

在常规的过程控制系统(也称过程自动化系统)的部署中，托管控制功能并负责相关控制计算(诸如比例积分微分(PID)控制计算)的实体通常是嵌入式计算机设备/平台，通常被描述为过程“控制器”。可商购获得的嵌入式控制器的一个示例为由霍尼韦尔国际公司(Honeywell International)提供的C300控制器。

每个控制器包括计算硬件，其通常包括至少一个处理器或其他计算设备，以及相关联的存储器。本文提到的“控制器平台”包括一个控制器或在冗余控制器的情况下是一对控制器，其中控制器平台在存储器中托管控制软件“应用模块”(AM)，诸如也由霍尼韦尔国际公司销售的可商购获得的EXPERION控制执行环境(CEE)。每个“控制器平台”以高至通过工厂级网络与至少一个服务器通信的级别且低至通常通过输入/输出(I/O)网络与I/O设备通信的级别进行通信，然后与控制工厂中的处理装备的一部分的包括传感器和致动器的现场设备通信。

为了确保高级别的控制系统可用性，通常以提供硬件冗余的方案部署过程控制系统中的控制器，具体地讲是被部署以进行仅一者的工作的两个控制器平台，具体地讲是主动地执行过程控制任务的“主”控制器，以及在待命中、准备好在主控制器出现故障的情况下承担该控制任务的“备用”控制器。当冗余控制器对控制器平台中的主控制器发生故障时，将继续使用备用控制器进行非冗余操作，直到对主控制器进行维修或更换以恢复控制器平台中的控制器冗余。常规上，AM与控制器平台以1:1的比率进行部署。这意味着每个控制器平台(无论是否冗余)始终仅托管一个AM。

图1示出了常规的过程控制系统100，其中在过程控制系统100中AM与3个控制器平台成1:1比率，这三个控制器平台被示为：控制器平台110和120，这两个控制器平台是冗余控制器，各自具有控制器对111、112和121、122；以及另一个控制器130，该控制器被示为单个(非冗余)控制器。每个控制器(110、120和130)包括计算硬件171(包括处理器)和相关联的存储器172。