[发明专利]一种在过程控制系统与资产管理系统之间的软件锁定协调

说明书

技术领域

本发明大体上涉及过程控制系统，更具体地，涉及一种在过程控制系统与资产管理系统之间的软件锁定协调。

背景技术

过程控制网络，诸如例如在化工、石油或其他过程中使用的过程控制网络通常包括通信地耦合至一个或多个现场设备的集中式过程控制器，这些现场设备可以是例如阀定位器，开关和传感器(例如，温度、压强和流速传感器)等。这些现场设备可以在过程工程内实现物理控制功能(例如打开和关闭阀)，可以在过程工厂内进行测量以用于控制过程工厂的运行，或可以施行在过程工厂内任何其他的期望的功能。过程工厂还可以包括各种其他的装置，例如反应堆罐、过滤器、干燥器、发电机、涡轮机、加热器等。过程控制器先前经由一个或多个模拟信号线或总线被连接至现场设备或装置，该信号线或总线承载来自或通向现场设备和/或其他装置的例如4-20mA(毫安)的信号。然而，在过去的几十年中，过程控制工业已经开发出多个标准的、开放的、数字或组合的模拟和数字的通信协议，诸如基金会^TM现场总线(下文将称为“现场总线”)、以及CAN协议，其能够用于实现控制器与现场设备和装置之间的通信。通常而言，过程控制器接收表示由一个或多个现场设备所做的测量的信号和/或关于现场设备的其他信息，使用这些信息在处理器上实现存储在过程控制器的计算机可读介质上的通常较复杂的控制例程，并且产生控制信号，该控制信号通过信号线或总线被发送到现场设备和装置以由此控制过程工厂的运行。

典型的过程工厂将包括多个现场设备以及其他过程装置，该些现场设备进行测量和施行物理控制功能。有时各种现场设备和装置将需要维护和/或校准。例如，温度传感器可能需要定期的(例如，每六个月)校准，控制阀可能需要定期的润滑，反应堆罐可能需要定期的清洁，涡轮机可能需要定期的润滑等。此外，在一个现场设备或装置的组成部分经历出错或故障时，需要对现场设备或装置进行维护以使得其恢复至准确的运行条件或纠错其故障。在一些实例中，维护技术人员可以远程地(例如，从资产管理系统，例如由艾默生过程控制销售的AMS SUITE)在装置或现场设备上施行必要的运行(例如，校准、诊断测试等)。在其他实例中，需要的任务(例如，润滑、替换等)可能需要维护技术人员在现场参与进装置或现场设备中去。

通常，当维护人员需要物理地访问工业环境中的装置时，锁定/标定(lock-out/tag-out)程序的应用通过提供物理的或管理的预防措施来在正在进行工作时或在进行操作是安全的任何情况之前防止装置的意外操作或重新启动，来确保人员安全。在配电设施中，例如，维护人员可以通过例如断开将电压和电流供应至装置的断路器来断开一个装置的一部分(例如，配电总线)的电源。锁定机构可以将断路器物理地锁定在断开(安全)位置，并且安全性取决于断路器保持断开位置的每个人员可以将个人的挂锁(padlock)放置在锁定机构上。以这种方式，锁定机构防止断路器闭合(并且防止装置被重新启动)直至每个维护技术人员将其挂锁从锁定机构移除，因此确保了所有的相关的维护人员同意重新开启装置是安全的。

在过程控制环境中，在保护装置、过程和人员方面也存在类似的顾虑。例如，许多过程工厂为施行维护而实施管理程序。依据防止维护技术人员例如向装置和/或现场设备发送命令(或对其进行变化)的目标来设计并且实施管理程序，其中这些变化可能引起在过程期间产品的损坏，引起材料的浪费或引起装置出现故障。这些程序的另一目标是通过例如在维护技术人员在装置上施行维护时确保过程操作员不引起过程控制装置开始运行(例如确保当技术人员在更换涡轮机上的风机叶片时涡轮机不开始运行)来在人员在各种装置上施行维护时保护维护人员。

与存在在许多工业环境中的物理联锁(interlock)不同，在用于控制过程的主控制系统与用于追踪和维护过程装置的资产管理系统之间，没有与过程自动系统相关联地协调现场仪器的“锁定”的正式的方法。当维护技术人员准备在过程控制系统控制的资产上施行工作时，依靠口头通信的管理工作过程规定在工厂操作员与维护技术人员之间的控制的转移。由于过程自动系统中的数字通信和网络的普遍性，工厂人员通过口头程序而犯错误变得越发容易，并且这些错误的影响可以很大。

发明内容