[发明专利]用于控制多个机器的方法、控制系统和工厂

说明书

技术领域

本文所公开主题的实施例一般涉及用于控制多个机器的方法、控制系统以及用于处理和/或分配油或气的工厂。

背景技术

许多(几乎所有)系统需要被控制。

在待控制的系统包括例如泵、压缩机、涡轮机、发动机等多个机器时，可沿用两种基本备选方式：集中式控制或分布式控制。

集中式控制系统由控制所有机器的单个控制器组成；集中式控制系统和方法的一个示例在专利US 3133502中公开，其中它用于控制包括多个泵的泵系统。

分布式控制由多个控制器组成，通常是待控制的每个机器一个。

专利US 6233954公开一种第一分布式控制系统(被认为是“现有技术”)，其包括关联到对应多个压缩机的多个“本地”控制器和“主”控制器；主控制器从单个供应管线压力传感器来获得测量值，并且相应地指示本地控制器如何表现(即，待执行的特定控制)。

专利US 6233954公开一种第二分布式控制系统(被认为是“发明”)，其包括关联到对应多个压缩机的多个“本地”控制器；各本地控制器连接到与相应压缩机的输出关联的排放压力传感器；压缩机的输出连接到单个供应管线；控制方法包括下列步骤：将压缩机之一指定为最高分级压缩机；建立用于加载和卸载各压缩机的设置点压力阈值；将依次分级指配给所述压缩机，以最高分级压缩机开始，其中最高分级压缩机将发起用于控制压缩系统中的所有较低分级压缩机的所有命令；以及反复进行加载子例程，直到最高分级压缩机的排放压力大于对其所建立的设置点压力阈值。这种分布式控制解决方案因分级而可定义为“分层控制”。

另一种分布式控制解决方案在专利申请US 2003/0161731中公开；多个涡轮发动机在站中协作，并且具有驱动它的驱动机的各涡轮发动机形成机器单元，机器控制器与其关联；为了在并行或级联操作中控制这些涡轮发动机以观测至少一个过程变量(其由站来预设并且是所有涡轮发动机共同的)，预设的共同过程变量直接设置到每个机器控制器，并且这个预设的共同过程变量经由与特定机器单元关联的机器控制器排他地控制；不存在主控制器；总设置点而是经由延伸到所有机器控制器的信号线直接从站的集中设置点预设器发送给每个机器控制器；实际值同样经由信号线直接发送给各机器控制器，使得各机器控制器能够自行执行必要的计算，并且能够调整下游控制单元，就好像使用公共高级主控制器一样。

所有上述控制系统和方法假定待控制的每个机器是相互独立的单个子系统；其中一部分考虑存在用于控制机器的一个或多个独立传感器的可能性。这在图1中示意示出，其中一组N个子系统SPA-1至SPA-N由对应一组N个控制器CPA-1至CPA-N按照分布式方式来控制；每个子系统(SPA-1至SPA-N)包括机器(MPA-1至MPA-N)以及几个辅助功能组件(子系统SPA-1的APA1-1和APA2-1…子系统SPA-N的APA1-N至APA2-N)；例如，机器(MPA-1至MPA-N)是泵，第一辅助功能组件(APA1-1至APA1-N)是机器的有源（active）润滑设备，第二辅助功能组件(APA2-1至APA2-N)是机器的有源密封设备；每个控制器控制对应子系统的机器和辅助功能组件。

发明内容

无论如何，当例如有源润滑组件或有源冷却组件或有源密封组件等的辅助功能组件(其需要被控制)关联到两个或更多独立机器(其需要被控制)、即它由机器来共享时，上述分布式控制解决方案不适用。

在这种情况下，机器和组件的每个可被认为是待控制的独立子系统；无论如何，子系统相互之间具有关系限制。

本发明的第一方面是一种用于控制多个机器和至少第一组件的方法。

按照其一个实施例，所述多个包括至少第一机器和第二机器，第一组件与所述至少第一和第二机器关联，并且设置成向所述至少第一和第二机器提供第一辅助功能(例如润滑或密封)，控制通过至少第一控制器和第二控制器来执行，所述至少第一和第二控制器分别关联到所述至少第一和第二机器，并且设置成关于主要功能而控制所述至少第一和第二机器，所述至少第一和第二控制器与所述第一组件关联，并且设置成关于第一辅助功能而控制所述第一组件，所述至少第一和第二控制器保持相互之间的对话，以便确保每次只有一个控制器控制所述第一组件。

所述对话有利地提供，控制器的任一个知道哪一个控制器当前控制所述至少第一组件。

在紧急情况下，所述至少第一和第二控制器的任一个可向所述第一组件发出控制命令，而与所述至少第一和第二控制器的哪一个当前控制所述第一组件无关。

所述至少第一和第二控制器可相互直接通信。