DE102004007435A1

DE102004007435A1 - Modulklassenobjekte in einem Prozessanlagenkonfigurierungssystem

Info

Publication number: DE102004007435A1
Application number: DE102004007435A
Authority: DE
Inventors: Mark Round Rock Nixon; Arthur Loughborough Webb; Jian Austin Li; Dennis Round Rock Stevenson; Michael Austin Ott; Michael Broughton Astley Lucas; Herschel San Marcos Koska; Larry Round Rock Jundt; Robert Austin Havekost
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2004-09-23
Also published as: JP4936641B2; HK1118914A1; HK1064174A1; CN100585553C; JP2004318830A; GB0403575D0; US7043311B2; CN1550976A; GB2398659A; US20040199925A1; GB2398659B

Abstract

Ein Konfigurierungssystem für eine Prozessanlage verwendet Modulklassenobjekte, um Konfiguration, Organisation und Änderung der Steuerungs- und Displayaktivitäten innerhalb der Prozessanlage zu unterstützen. Jedes Modulklassenobjekt modelliert bzw. repräsentiert in generischer Form eine Prozessentität wie z. B. eine Einheit, eine Ausrüstungskomponente, eine Steuerungsaktivität etc. und kann zur Erzeugung von weiteren Instanzen der Objekte genutzt werden, die als Modulobjekte bezeichnet werden und die bestimmte Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage repräsentieren und mit diesen verknüpft sind. Die Modulklassenobjekte können Prozessentitäten jedes gewünschten Umfangs darstellen, d. h. ein einziges Modulklassenobjekt kann verwendet werden, um die Steuerungs- und Displayaktivitäten nicht nur auf der Ebene von Steuerungsmodulen, sondern im Rahmen von Prozessentitäten jedes beliebigen Umfangs innerhalb der Prozessanlage zu konfigurieren. Insbesondere können Modulklassenobjekte großen Umfangs genutzt werden, um weite Abschnitte oder Bereiche der Prozessanlage zu konfigurieren, wodurch die Konfigurierung der Prozessanlage einfacher und weniger zeitaufwändig wird. Ein Modulklassenobjekt kann ein Einheiten-Modulklassenobjekt sein, welches eine physikalische Einheit innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt, das eine physikalische Ausrüstungskomponente innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, ein Steuerungs-Modulklassenobjekt, das ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Prozessanlagen und im Besonderen auf die Nutzung von Modulklassenobjekten bei der Konfigurierung und Visualisierung des Betriebs einer Prozessanlage.

Verteilte Prozesssteuerungssysteme, wie sie z.B. in der chemischen Industrie, der Petrochemie oder für andere Prozesse eingesetzt werden, umfassen typischerweise ein oder mehrere Prozesssteuerungsgeräte, die mit einer oder mehreren Feldvorrichtungen über analoge, digitale oder kombinierte analog/digitale Busse kommunikativ verbunden sind. Die Feldvorrichtungen, bei denen es sich z.B. um Ventile, Ventilsteller, Schalter und Messwertgeber (z.B. für Temperatur-, Druck-, Pegel- und Durchflusssensoren) handelt, sind in der Prozessumgebung angeordnet und nehmen dort Prozessfunktionen wahr, z.B. Öffnen und Schließen von Ventilen, Erfassen von Prozessparametern etc. Intelligente Feldvorrichtungen, wie beispielsweise Feldvorrichtungen, die dem bekannten Fieldbus-Protokoll entsprechen, können außerdem Steuerungsberechnungen, Alarmfunktionen und sonstige Steuerungsfunktionen ausführen, die normalerweise in den Steuerungsgeräten implementiert sind. Die Prozesssteuerungsgeräte, die typischerweise ebenfalls in der Anlagenumgebung angeordnet sind, erhalten Signale, die von den Feldvorrichtungen vorgenommene Prozessdatenerfassungen übermitteln, und/oder andere Informationen, die den Feldvorrichtungen zugeordnet sind, und führen eine Steuerungsapplikation aus, die beispielsweise verschiedene Steuerungsmodule abwickelt, welche Prozesssteuerungsentscheidungen treffen, auf Basis der erhaltenen Information Steuersignale erzeugen und sich mit den Steuerungsmodulen oder -blöcken koordinieren, die in den Feldvorrichtungen, z.B. den HART- oder Fieldbus-Vorrichtungen, ausgeführt werden. Die Steuerungsmodule in dem Steuerungsgerät senden die Steuersignale über die Kommunikationsleitungen an die Feldvorrichtungen, um auf diese Weise den Betrieb der Prozessanlage zu steuern.

Informationen von den Feldvorrichtungen und den Steuerungsgeräten stehen normalerweise über einen Datenhighway einer oder mehreren weiteren Hardwareeinrichtungen zur Verfügung, beispielsweise Bediener-Workstations, Personal Computern, der Datenhistorie, Reportgeneratoren, zentralen Datenbanken etc., die typischerweise in Steuerwarten oder an anderer Stelle fern von den raueren Bedingungen der Anlagenumgebung angeordnet sind. Diese Hardwareeinrichtungen führen Applikationen aus, damit beispielsweise ein Bediener den Prozess betreffende Funktionen ausführen kann, wie z.B. die Änderung von Einstellungen der Prozesssteuerungsroutine, Modifikationen der Funktionsweise der Steuerungsmodule innerhalb der Steuerungsgeräte oder der Feldvorrichtungen, Visualisierung bzw. Anzeige des aktuellen Prozessstatus, Anzeige der von den Feldvorrichtungen und Steuerungsgeräten generierten Alarme, Simulation des Prozessablaufes für die Personalschulung oder zum Test der Prozesssteuerungssoftware, Führung und Aktualisierung einer Konfigurationsdatenbank etc.

Beispielsweise umfasst das DeltaV^TM-Steuerungssystem, das von Fisher-Rosemount Systems, Inc. vertrieben wird, multiple Applikationen, die in verschiedenen Vorrichtungen an verschiedenen Stellen innerhalb einer Prozessanlage gespeichert sind und von diesen ausgeführt werden. Eine Konfigurationsapplikation, die in einer oder mehreren Bediener-Workstations gespeichert ist, ermöglicht es einem Nutzer, Prozesssteuerungsmodule zu erzeugen oder zu verändern und diese Prozesssteuerungsmodule über einen Datenhighway in dafür vorgesehene verteilte Steuerungsgeräte herunterzuladen. Diese Steuerungsmodule bestehen typischerweise aus kommunikativ miteinander verbundenen Funktionsblöcken, die Objekte innerhalb eines objektorientierten Programmprotokolls sind, die Funktionen innerhalb des Steuerungsschemas ausführen, die auf Eingangsinformationen desselben basieren, und die Ausgangsinformationen für andere Funktionsblöcke innerhalb des Steuerungsschemas bereitstellen. Durch die Konfigurationsapplikation kann ein Konfigurierungstechniker außerdem Bedienerschnittstellen erzeugen oder verändern, die von einer Anzeigeapplikation genutzt werden, um Daten für einen Bediener zur Darstellung zu bringen, und um einem Bediener die Möglichkeit zu geben, Einstellungen wie z.B. Sollwerte innerhalb der Prozesssteuerungsroutinen zu verändern. Jedes für eine bestimmte Aufgabe vorgesehene Steuerungsgerät, und in einigen Fällen auch eine Feldvorrichtung, speichert eine Steuerungsapplikation und führt diese aus, um die Steuerungsmodule abzuwickeln, die ihr zugeordnet und in sie geladen wurden, um die tatsächliche Funktionalität der Prozesssteuerung zu implementieren. Die Anzeigeapplikationen, die auf einer oder mehreren Bediener-Workstations ausgeführt werden können, erhalten über den Datenhighway Daten von der Steuerungsapplikation und bringen diese Daten für die Systemkonfigurierer der Prozesssteuerung, die Bediener oder die Nutzer der Benutzerschnittstellen zur Ausgabe, wobei sie jede beliebige Anzahl von Ausgaben bereitstellen können, z.B. eine Ausgabe für Bediener, eine Ausgabe für Ingenieure, eine Ausgabe für Techniker etc. Eine Applikation für die Datenhistorie ist typischerweise in einer für die Datenhistorie vorgesehenen Einrichtung gespeichert und wird dort ausgeführt, wobei einige oder alle der Daten, die über den Datenhighway bereitgestellt werden, gesammelt und gespeichert werden, während eine Applikation für eine Konfigurationsdatenbank auf einem weiteren Computer ausgeführt werden kann, der mit dem Datenhighway verbunden ist, um die aktuelle Konfiguration der Prozesssteuerungsroutinen und die zugehörigen Daten zu speichern. Wahlweise kann die Konfigurationsdatenbank in der gleichen Workstation eingerichtet werden wie die Konfigurationsapplikation.

Derzeit können Konfigurationsapplikationen eine Bibliothek mit Objekttemplates wie z.B. Objekttemplates für Funktionsblöcke und, in einigen Fällen, Objekttemplates für Steuerungsmodule umfassen. Diese Konfigurationsapplikationen werden verwendet, um eine Steuerungsstrategie für eine Prozessanlage zu konfigurieren. Die Objekttemplates verfügen über alle zugehörigen standardmäßigen Eigenschaften, Einstellungen und Methoden, und der Techniker, der die Konfigurationsapplikation anwendet, kann diese Objekttemplates auswählen und im Wesentlichen Kopien der gewählten Objekttemplates in einem Konfigurationsbildschirm platzieren, um ein Steuerungsmodul zu entwickeln. Im Verlauf des Prozesses der Anwahl und der Platzierung der Objekttemplates verbindet der Techniker die Ein- und Ausgänge der Objekte und ändert ihre Parameter, Namen, Tags und andere Eigenschaften, um ein spezifisches Steuerungsmodul für einen bestimmten Verwendungszweck in der Prozessanlage zu erzeugen. Nach der Erzeugung eines oder mehrerer sicher Steuerungsmodule kann der Techniker das Steuerungsmodul instantiieren und in das zugehörige Steuerungsgerät bzw. die Steuerungsgeräte und Feldvorrichtungen laden, damit sie dort im Betrieb der Prozessanlage ausgeführt werden.

Anschließend erzeugt der Techniker im Allgemeinen ein oder mehrere Displays bzw. Ausgaben für mit der Prozessanlage befasste Bediener, Wartungspersonal etc., indem er in einer Applikation zur Erzeugung von Bildschirmausgaben Displayobjekte anwählt und erzeugt. Diese Displays sind typischerweise auf systemweiter Basis in einer oder mehreren der Workstations implementiert und stellen vorkonfigurierte Displays hinsichtlich des Betriebszustands des Steuerungssystems oder der Vorrichtungen innerhalb der Anlage für den Bediener oder das Wartungspersonal bereit. Diese Displays haben typischerweise die Form von Alarmdisplays, die von Steuerungsgeräten oder Vorrichtungen innerhalb der Prozessanlage erzeugte Alarmmeldungen erhalten und zur Ausgabe bringen, von Steuerungsdisplays, die den Betriebszustand der Steuerungsgeräte und anderer Vorrichtungen innerhalb der Prozessanlage anzeigen, von Wartungsdisplays, die den Funktionszustand der Vorrichtungen innerhalb der Prozessanlage anzeigen, etc. Diese Displays sind im Allgemeinen vorkonfiguriert, um in bekannter Weise Informationen oder Daten von den Prozesssteuerungsmodulen oder den Vorrichtungen innerhalb der Prozessanlage zur Ausgabe zu bringen. In einigen bekannten Systemen werden Displays unter Verwendung von Objekten erzeugt, denen eine Grafik mit einem physikalischen oder logischen Element zugeordnet ist, die kommunikativ mit dem physikalischen oder logischen Element verknüpft ist, um Daten über das physikalische oder logische Element zu erhalten. Das Objekt kann die Grafik auf dem Ausgabebildschirm auf Basis der erhaltenen Daten ändern, um beispielsweise darzustellen, dass ein Behälter halb gefüllt ist, um eine von einem Durchflussmesser erfasste Durchflussmenge darzustellen, etc.

In ähnlicher Weise wie die Konfigurationsapplikation verfügt eine Applikation zur Erzeugung von Bildschirmausgaben über Templates von grafischen Anzeigeelementen wie z.B.

Behälter, Ventile, Sensoren, Bedienelemente wie etwa Schieberegler, Ein/Ausschalter etc., die in jeder gewünschten Anordnung auf einem Bildschirm platziert werden können, um einen Bedienerbildschirm, einen Wartungsbildschirm usw. zu erstellen. Bei der Anordnung auf dem Bildschirm können die einzelnen grafischen Elemente auf dem Schirm in einer Weise miteinander verbunden werden, die eine Information oder eine Darstellung der internen Abläufe der Prozessanlage für die verschiedenen Nutzer bereitstellt. Um jedoch die grafische Ausgabe mit Animationen zu versehen, muss der Ersteller des Displays jedes der grafischen Elemente manuell mit den innerhalb der Prozessanlage anfallenden Daten verknüpfen, beispielsweise mit von den Sensoren erfassten Daten bzw. mit Anzeigewerten für Ventilstellungen etc., indem er eine Kommunikationsverbindung zwischen dem grafischen Element und der entsprechenden Datenquelle innerhalb der Prozessanlage spezifiziert. Dieser Vorgang ist umständlich, zeitraubend und fehlerträchtig.

Obwohl die Objekttemplates zur Steuerung innerhalb der Konfigurationsapplikation für die Steuerung und die grafischen Elemente innerhalb der Applikation zur Erzeugung von Bildschirmausgaben sehr zweckdienlich sind, da sie kopiert und zur Erzeugung vieler unterschiedlicher Steuerungsmodule und grafischer Ausgaben genutzt werden können, besteht oftmals die Notwendigkeit, eine große Anzahl gleicher Steuerungsmodule und grafischer Elemente für verschiedene Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage zu erzeugen. Beispielsweise haben viele mittlere und große Prozessanlagen eine große Anzahl Instanzen gleicher oder ähnlicher Ausrüstungskomponenten, die mit den gleichen allgemeinen Basissteuerungsmodulen und Displays gesteuert und visualisiert werden können. Um diese vielen Steuerungsmodule und Displays zu erzeugen, wird jedoch ein allgemeines Steuerungsmodul oder Display erzeugt, und das allgemeine Steuerungs- oder Displaymodul wird anschließend für jede der verschiedenen Ausrüstungskomponenten, auf die es anwendbar ist, kopiert. Selbstverständlich muss nach dem Kopieren jedes der neuen Steuerungs- oder Displaymodule in der Konfigurationsapplikation von Hand geändert werden, um die jeweilige Ausrüstungskomponente zu spezifizieren, der es zugehörig ist, und alle diese Steuerungs- und Displaymodule müssen anschließend instantiiert und in das Prozesssteuerungssystem geladen werden.

Leider sind die oben beschriebenen Steuerungsmodule und Displayelemente in keiner Weise modular. Somit muss nach dem Kopieren jedes der Steuerungsmodule und jedes der Displays von Hand und individuell unter Verwendung der geeigneten Konfigurationsapplikation abgeändert werden, um die Ausrüstungskomponente innerhalb der Anlage zu spezifizieren, der es zuzuordnen ist. Bei einer Anlage mit vielen Kopien von Ausrüstungskomponenten des gleichen Typs (d.h. mehrfach vorhandenen Ausrüstungskomponenten) ist dieses Verfahren umständlich, zeitraubend und mit der Gefahr von Fehlern seitens des Ausführenden behaftet. Des Weiteren sind die verschiedenen Stuerungsmodule und Displays nach der Programmierung völlig unabhängig voneinander. Um eine Änderung an den einmal erzeugten Steuerungsmodulen vorzunehmen, muss der Techniker oder Bediener von Hand die gleiche Änderung an jedem der verschiedenen Steuerungsmodule für verschiedene mehrfach vorhandene Ausrüstungskomponenten ausführen, was ebenfalls zeitraubend und umständlich ist. Das gleiche Problem tritt bei den grafischen Ausgaben auf, die für die verschiedenen Gruppen mehrfach vorhandener Ausrüstungskomponenten innerhalb der Anlage erzeugt wurden. Anders gesagt, nachdem ein bestimmtes Steuerungsmodul oder eine bestimmte grafische Ausgabe einmal (individuell oder durch Kopieren einer Objektvorlage) erzeugt und mit einer bestimmten Gruppe von Ausrüstungskomponenten innerhalb der Anlage verknüpft ist, liegt das Steuerungsmodul oder die grafische Ausgabe als separates Gebilde oder Objekt innerhalb des Systems vor, wobei keinerlei automatischer Zusammenhang zu den anderen gleichen oder ähnlichen Steuerungsmodulen oder grafischen Ausgaben gegeben ist. Im Ergebnis müssen Änderungen, die jedes der Steuerungsmodule oder jede der grafischen Ausgaben eines bestimmten Typs betreffen, individuell an den betreffenden Modulen und Displays vorgenommen werden.

Da außerdem jedes Steuerungsmodul und jedes Display ein individuelles Objekt ist, muss es in dem Sinn offen sein, dass alle internen Parameter, Darstellungen, Funktionsblöcke und andere Elemente für jeden Nutzer für Änderungen, Einsicht etc. verfügbar sind. Derzeit existiert kein Verfahren, um zu steuern, was bestimmte Bediener oder andere Nutzer in den Steuerungsmodulen und Displays einsehen können bzw. worauf sie Zugriff haben, so dass keine Möglichkeit besteht, bestimmte Elemente der Steuerungsmodule und Displays, wie z.B. proprietäre Software und Verfahren, Alarmaktivitäten etc. für den Nutzer der Steuerungsmodule und Displays unsichtbar zu machen.

ZUSAMMENFASSUNG

Ein Konfigurierungssystem für eine Prozessanlage verwendet Modulklassenobjekte, um Konfiguration, Organisation und Modifikation der Steuerungs- und Displayaktivitäten innerhalb der Prozessanlage zu unterstützen. Jedes Modulklassenobjekt modelliert gene tisch bzw. stellt generisch ein Prozessobjekt wie z.B. eine Einheit, eine Ausrüstungskomponente, eine Steuerungsaktivität etc. dar, und kann zur Erzeugung von weiteren Instanzen solcher Objekte genutzt werden, die als Modulobjekte bezeichnet werden, und die bestimmte Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage darstellen und mit diesen verknüpft sind. Die Modulklassenobjekte können Prozessentitäten jedes gewünschten Umfangs darstellen, d.h., ein einziges Modulklassenobjekt kann verwendet werden, um die Steuerungs- und Displayaktivitäten nicht nur auf der Ebene von Steuerungsmodulen, sondern im Rahmen von Prozessentitäten jedes beliebigen Umfangs innerhalb der Prozessanlage zu konfigurieren. Insbesondere können Modulklassenobjekte großen Umfangs genutzt werden, um weite Abschnitte oder Bereiche der Prozessanlage zu konfigurieren, wodurch die Konfigurierung der Prozessanlage einfacher und weniger zeitaufwändig wird. Ein Modulklassenobjekt kann beispielsweise ein Einheiten-Modulklassenobjekt sein, welches eine physikalische Einheit innerhalb der Prozessanlage darstellt, ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt, das eine physikalische Ausrüstungskomponente innerhalb der Prozessanlage darstellt, ein Steuerungs-Modulklassenobjekt, das ein Steuerungsmodul oder -schema innerhalb der Prozessanlage darstellt, oder ein Display-Modulklassenobjekt, das eine Displayroutine darstellt, die einem Nutzer Information über die Prozessanlage liefert.

Um die Anwendungsmöglichkeiten der Modulklassenobjekte im Rahmen der Konfigurierungsmaßnahmen zu erweitern, kann ein Modulklassenobjekt Referenzen oder Platzhalter zu bzw. für andere Modulklassenobjekte enthalten, so dass die aus verschiedenen Modulklassenobjekten erzeugten Modulobjekte einander kennen oder ineinander enthalten sein können. In einer Ausführungsform kann ein Einheiten-Modulklassenobjekt Referenzen zu Ausrüstungs-Modulklassenobjekten, Steuerungs-Modulklassenobjekten und Display-Modulklassenobjekten enthalten, die nach Bedarf mit weiteren einfachen Ausrüstungs- und Steuerungsmodulen verknüpft sind, um eine Einheit zu bilden. Ebenso kann ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Referenzen zu Steuerungs- und Display-Modulklassen objekten enthalten, während ein Steuerungs-Modulklassenobjekt Referenzen zu Display-Modulklassenobjekten enthalten kann.

Jedes Modulklassenobjekt besitzt bzw. ist mit Instanzen (Modulobjekten) verknüpft, die aus dem betreffenden Modulklassenobjekt erzeugt wurden, und die erzeugten Modulobjekte kennen somit immer noch das Modulklassenobjekt. Im Ergebnis können am Modulklassenobjekt vorgenommene Änderungen automatisch auf die dem Modulklassenobjekt zugehörigen Modulobjekte übertragen werden, so dass die Notwendigkeit entfällt, die gleichen Änderungen an einer Vielzahl von Steuerungsmodulen oder Displayapplikationen innerhalb der Prozessanlage manuell vorzunehmen. Durch dieses Merkmal können Änderungen, die an Steuerungs- oder Display-Routinen vorzunehmen sind, die jeweils einer Anzahl von Gruppen mehrfach vorhandener Ausrüstungskomponenten zugeordnet sind, dadurch ausgeführt werden, dass die Änderungen an den zugehörigen Modulklassenobjekten ausgeführt werden, wobei die Änderungen automatisch auf die Modulobjekte übertragen werden, die aus diesen Modulklassenobjekten erzeugt wurden. Diese Wirkungsweise beseitigt die Notwendigkeit, dass die gleichen Änderungen an einer Vielzahl verschiedener Steuerungsmodule für jede der verschiedenen Gruppen mehrfach vorhandener Ausrüstungskomponenten vorgenommen werden müssen. Ebenso kann die Verknüpfung der verschiedenen Modulobjekte, die dem gleichen Modulklassenobjekt zugehörig sind, in großem Umfang erfolgen, etwa durch die Verwendung einer Tabellenkalkulationsapplikation, die in einer einzigen Ansicht bzw. auf einem einzigen Bildschirmdisplay die Parameter, Ein- und Ausgänge, Ausrüstungskomponenten etc. der Modulobjekte und die verschiedenen tatsächlichen Vorrichtungen innerhalb der Prozessanlage einander gegenüberstellt. Darüber hinaus kann Information betreffend die verschiedenen Modulobjekte, die einem Modulklassenobjekt zugeordnet sind, vor dem Bediener oder anderen Nutzer versteckt werden, da das Modulklassenobjekt, zu dem diese Nutzer keinen Zugriff haben, steuern kann, welche Information innerhalb der durch das Modulklassenobjekt erzeugten Modulobjekte sichtbar bzw. zugreifbar ist oder nicht.

1 ist ein Blockschaltbild eines verteilten Prozesssteuerungsnetzwerks, das innerhalb einer Prozessanlage angeordnet ist, die eine Bediener-Workstation aufweist, die eine Konfigurationsapplikation-implementiert, um unter Nutzung von Modulklassenobjekten Steuerungs- und Displayaktivitäten für die Prozessanlage zu konfigurieren;
2 ist ein Schaltbild einer Reaktoreinheit gemäß 1;
3 ist ein Schaltbild der Zumessausrüstungsentität, die in der Reaktoreinheit gemäß der 2 verwendet wird;
4 ist ein Schaltbild eines Auslassventilsystems der Reaktoreinheit gemäß 2;
5 ist ein Blockschaltbild, welches die Beziehungen der Modulklassenobjekte und der zugeordneten Modulobjekte für Einheiten-, Ausrüstungs-, Steuerungs- und Display-Modulklassenobjekte verdeutlicht;
6 ist ein Blockschaltbild eines Einheiten-Modulklassenobjekts für Reaktoren, das verwendet werden kann, um Konfigurierungsmaßnahmen an Reaktoren der Anlage gemäß 1 durchzuführen;
7 ist ein Blockschaltbild eines Ausrüstungs-Modulklassenobjekts für Zumessungen, das für Konfigurationsmaßnahmen an Zumessungen der Anlage der 1 verwendet werden kann;
8 ist eine Darstellung eines ersten Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren;
9 ist eine Darstellung eines zweiten Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren;
10 ist eine Darstellung eines dritten Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren;
11 ist eine Darstellung eines vierten Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren;
12 ist eine Darstellung eines fünften Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren;
13 ist eine Darstellung eines sechsten Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren;
14 ist eine Darstellung eines siebten Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren;
15 ist eine Darstellung eines achten Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren; und
16 ist eine Darstellung eines neunten Konfigurationsbildschirms, der von einem Konfigurationsbediener verwendet werden kann, um eine Prozessanlage unter Verwendung von Modulklassenobjekten zu konfigurieren.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie in 1 erläutert, umfasst eine Prozessanlage 10 eine oder mehrere Prozesssteuerungen 12, die über beispielsweise eine Ethernet-Verbindung oder einen Bus 15 mit mehreren Workstations 14 verbunden ist. Die Prozesssteuerungen 12 sind des Weiteren über Anordnungen von Kommunikationsleitungen oder Bussen 18 mit Vorrichtungen oder Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage 10 verbunden, wobei in 1 nur eine Anordnung solcher Kommunikationsleitungen 18 als Verbindung mit dem Steuerungsgerät 12a dargestellt ist. Die Steuerungsgeräte 12, die beispielsweise unter ausschließlicher Verwendung der von Fisher Rosemount Systems, Inc. vertriebenen DeltaV^TM-Steuerungen implementiert werden können, sind in der Lage, mit über die gesamte Prozessanlage 10 verteilten Steuerungselementen wie Feldvorrichtungen und Funktionsblöcken innerhalb der Feldvorrichtungen zu kommunizieren, um eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutinen 19 auszuführen und dadurch die gewünschte Steuerung der Prozessanlage 10 zu implementieren. Die Workstations 14 (bei denen es sich beispielsweise um Personal Computer handeln kann) können durch einen oder mehrere Konfigurierungstechniker genutzt werden, um die Prozesssteuerungsroutinen 19 zu konzipieren, die von den Steuerungsgeräten 12 auszuführen sind, außerdem Displayroutinen, die von den Workstations 14 oder anderen Computern auszuführen sind, und um mit den Steuerungsgeräten 12 zu kommunizieren, um solche Prozesssteuerungsroutinen 19 in die Steuerungsgeräte 12 zu laden. Des Weiteren können die Workstations 14 Displayroutinen ausführen, die während des laufenden Betriebs der Prozessanlage 10 Informationen bezüglich der Prozessanlage 10 oder Elementen derselben erfassen und zur Darstellung bringen.
Jede der Workstations 14 enthält einen Speicher 20 zur Speicherung von Applikationen, beispielsweise Applikationen zur Konfigurationsauslegung, sowie von Display- oder Anzeigeapplikationen, und zur Speicherung von Daten, beispielsweise von Konfigurationsdaten, die zur Konfiguration der Prozessanlage 10 gehörig sind. Jede der Workstations 14 weist außerdem einen Prozessor 21 auf, der die Applikationen ausführt, so dass es einem Konfigurierungstechniker möglich ist, Prozesssteuerungsroutinen und andere Routinen zu erstellen und diese Prozesssteuerungsroutinen in die Steuerungsgeräte 12 oder in andere Computer zu laden, oder um Displayinformationen während des laufenden Betriebs der Prozessanlage 10 zu sammeln und für einen Nutzer zur Darstellung zu bringen.
Darüber hinaus enthält jedes der Steuerungsgeräte 12 einen Speicher 22, der Steuerungs- und Kommunikationsapplikationen speichert, und einen Prozessor 24, der die Steuerungs- und Kommunikationsapplikationen in irgendeiner bekannten Weise ausführt. In einem Fall wird in jedem der Steuerungsgeräte 12 eine Steuerungsapplikation gespeichert und ausgeführt, die eine Steuerungsstrategie implementiert, die eine Anzahl verschiedener, unabhängig voneinander ausgeführter Steuerungsmodule oder -blöcke 19 implementiert. Die Steuerungsmodule 19 können jeweils aus so genannten Funktionsblöcken aufgebaut sein, wobei jeder Funktionsblock ein Teil oder eine Subroutine einer Gesamtsteuerungsroutine ist und zusammen mit anderen Funktionsblöcken abläuft (über als Links bezeichnete Kommunikationsstrecken gekoppelt), um Prozessregelkreise innerhalb der Prozessanlage 10 zu implementieren. Wie allgemein bekannt ist, führen Funktionsblöcke, bei denen es sich um Objekte in einem objektorientierten Programmprotokoll handeln kann, typischerweise eine Eingabefunktion aus, die z.B. einem Messwertgeber, einem Sensor oder einer anderen Messeinrichtung für Prozessparameter zugeordnet ist, eine Steuerungsfunktion, etwa diejenige, die einer Steuerungsroutine zugeordnet ist, die PID-, Fuzzy-Logik- und ähnliche Funktionen ausführt, oder eine Ausgabefunktion, die die Funktion einer Einrichtung steuert, z.B. eines Ventils, um eine physikalische Funktion innerhalb der Prozessanlage 10 wahrzunehmen. Selbstverständlich existieren auch hybride und andere Arten komplexer Funktionsblöcke, z.B. MPC-Controller (model predictive controller), Optimierer etc. Obwohl das Feldbus-Protokoll und das DeltaV-Systemprotokoll Steuerungsmodule und Funktionsblöcke verwenden, die in einem objektorientierten Programmprotokoll erzeugt und implementiert sind, können die Steuerungsmodule in jedem gewünschten Programmierschema, einschließlich z.B. sequentieller Funktionsblöcke, Kontaktpläne (ladder logic) etc. erzeugt werden, und sind nicht auf die Erstellung mittels Funktionsblöcken oder irgendeiner anderen festgelegten Programmiertechnik beschränkt.
Die Workstations 14 können über einen Display-Bildschirm, auf dem die Steuerungselemente der Prozesssteuerungsroutinen 19 abgebildet werden, eine grafische Darstellung der Prozesssteuerungsroutinen 19 in den Steuerungsgeräten 12 und der Art und Weise, in der diese Steuerungselemente zur Realisierung der Steuerung der Prozessanlage 10 konfiguriert sind, für einen Nutzer bereitstellen. Im System der 1 ist eine Konfigurationsdatenbank 25 mit dem Ethernet-Bus 15 verbunden, um Konfigurationsdaten zu speichern, die von den Steuerungsgeräten 12 und den Workstations 14 genutzt werden, und um durch Sammlung und Speicherung der aus der Prozessanlage 10 angefallenen Daten eine Datenhistorie für die zukünftige Nutzung aufzubauen.
In der in 1 dargestellten Prozessanlage 10 ist das Steuerungsgerät 12a über den Bus 18 kommunikativ mit drei in ähnlicher Weise konfigurierten Reaktoren verbunden (bei denen es sich um identische Ausrüstungen innerhalb der Prozessanlage 10 handelt), die hier als Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03 bezeichnet werden. Reactor_01 umfasst einen Reaktionsbehälter oder -tank 100, drei Einspeiseventilsysteme 101, 102 und 103 (die eigenständige Entitäten bilden), die so verbunden sind, dass sie Fluidvorlaufleitungen steuern, die Säure, Alkali und Wasser in den Reaktionsbehälter 100 einspeisen, und ein Auslassventilsystem 104, das so verbunden ist, dass es den Fluidstrom aus dem Reaktionsbehälter 100 steuert. Ein Sensor 105, bei dem es sich um jeden gewünschten Sensortyp handeln kann, beispielsweise um einen Pegelsensor, einen Temperaturfühler, einen Druckfühler etc., ist im oder nahe dem Reaktionsbehälter 100 angeordnet. Für die vorlie gende Beschreibung wird angenommen, dass es sich beim Sensor 105 um einen Pegelmesser handelt. Außerdem ist ein gemeinsam genutztes Vorlauf-Ventilsystem 110 mit der Wasserzuleitung stromauf eines jeden der Reaktoren Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03 verbunden, um eine Hauptregelung für den Wasserzufluss zu jedem der Reaktoren bereitzustellen.
In entsprechender Weise umfasst Reactor_02 einen Reaktionsbehälter 200, drei Einspeiseventilsysteme 201, 202 und 203, ein Auslassventilsystem 204 und einen Pegelmesser 205, während Reactor_03 einen Reaktionsbehälter 300, drei Einspeiseventilsysteme 301, 302 und 303, ein Auslassventilsystem 304 und einen Pegelmesser 305 umfasst. Im Beispiel der 1 können die Reaktoren Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03 zur Salzproduktion dienen, wobei die Einspeiseventilsysteme 101, 201 und 301 Säure, die Einspeiseventilsysteme 102, 202 und 302 Alkali und die Einspeiseventilsystem 103, 203 und 303 in Verbindung mit dem gemeinsam genutzten Wasservorlauf 110 Wasser für den Reaktionsbehälter 100 bereitstellen. Die Auslassventilsysteme 104, 204 und 304 können bedient werden, um das Produkt in eine in 1 nach rechts gerichtete Abströmleitung zu schicken, und um verbrauchtes Fluid oder andere unerwünschte Stoffe über eine in 1 nach unten gerichtete Leitung abzuführen.
Das Steuerungsgerät 12a ist über den Bus 18 kommunikativ mit den Ventilsystemen 101–104, 110, 201–204 und 301–304 und den Sensoren 105, 205 und 305 verbunden, um den Betrieb dieser Elemente zu steuern und so einen oder mehrere Vorgänge innerhalb der Reaktoreinheiten Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03 ablaufen zu lassen. Solche Vorgänge, allgemein als Phasen bezeichnet, können beispielsweise die Befüllung der Reaktionsbehälter 100, 200, 300, das Erwärmen des Materials in den Reaktionsbehältern 100, 200, 300, die Entleerung der Reaktionsbehälter 100, 200, 300, die Reinigung der Reaktionsbehälter 100, 200, 300 etc. umfassen.
Bei den Ventilen, Sensoren und den anderen in 1 dargestellten Ausrüstungen kann es sich um jede gewünschte Art bzw. jeden Typ von Ausrüstungskomponenten handeln, beispielsweise um Fieldbus-Geräte, 4 bis 20-mA-Standardgeräte, HART-Geräte etc., die mit dem Steuerungsgerät 12 über jedes bekannte oder gewünschte Kommunikationsprotokoll, beispielsweise über das Fieldbus-Protokoll, das HART-Protokoll, das 4 bis 20-mA- Analogprotokoll etc. kommunizieren können. Darüber hinaus können andere Gerätetypen nach den hierin erläuterten Prinzipien mit den Steuerungsgeräten 12 verbunden und durch diese gesteuert werden. Außerdem können andere Anzahlen und Typen von Steuerungsgeräten innerhalb der Anlage 10 zusammengeschaltet werden, um andere Geräte oder Bereiche zu steuern, die zur Prozessanlage 10 gehören, wobei die Funktionen solcher zusätzlicher Steuerungsgeräte durch das in 1 dargestellte Steuerungsgerät 12a in jeder gewünschten Weise koordiniert werden können.
Allgemein gesagt, die Prozessanlage 10 gemäß 1 kann eingesetzt werden, um Batchprozesse zu implementieren, wobei z.B. eine der Workstations 14 oder das Steuerungsgerät 12a eine Batchroutine ausführt, bei der es sich um eine übergeordnete Steuerungsroutine handelt, die den Betrieb einer oder mehrerer der Reaktoreinheiten (oder anderer Anlagenkomponenten) steuert, um eine Folge unterschiedlicher Schritte (allgemein als Phasen bezeichnet) auszuführen, die zur Erzeugung eines Produkts, z.B. einer bestimmten Art Salz, erforderlich sind. Um die verschiedenen Phasen zu implementieren, nutzt die Batchroutine eine allgemein als Rezeptur bezeichnete Vorschrift, die die auszuführenden Schritte sowie die zum jeweiligen Schritt gehörenden Mengen und Zeiten sowie die einzuhaltende Reihenfolge der Schritte vorgibt. Die Schritte einer Rezeptur könnten beispielsweise das Füllen eines Reaktionsbehälters mit den geeigneten Materialien oder Zutaten, Mischen der Materialien im Reaktionsbehälter, Erhitzen der Materialien im Reaktionsbehälter für einen bestimmten Zeitraum auf eine bestimmte Temperatur, Entleeren des Reaktionsbehälters und anschließendes Reinigen des Reaktionsbehälters zur Vorbereitung auf die Produktion des nächsten Batchlaufs umfassen. Jeder der Schritte definiert eine Phase des Batchlaufs, und die Batchroutine im Steuerungsgerät 12a führt für jede der Phasen einen unterschiedlichen Steuerungsalgorithmus aus. Selbstverständlich können die spezifischen Materialien, die Materialmengen, Erhitzungstemperaturen, Zeiten etc. für die verschiedenen Rezepturen variieren, so dass sich die betreffenden Parameter von einem Batchlauf zum jeweils nächsten Batchlauf in Abhängigkeit vom herzustellenden oder zu erzeugenden Produkt und der verwendeten Rezeptur ändern können. Obwohl sich die hierin beschriebenen Steuerungsroutinen und Konfigurationen auf die Chargenproduktion in den Reaktoren der 1 beziehen, ist es für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, dass die Steuerungsroutinen zur Steuerung jeder anderen ge wünschten Vorrichtung genutzt werden können, um beliebige andere gewünschte Batchprozesse auszuführen, oder um, wenn gewünscht, kontinuierliche Prozessläufe zu steuern.
Ebenso ist klar, dass die gleichen Phasen bzw. Schritte eines Batchprozesses gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeitpunkten für jede der verschiedenen Reaktoreinheiten der 1 implementiert werden können. Des Weiteren kann, da die Reaktoreinheiten der 1 allgemein mit Ausrüstungskomponenten in gleicher Anzahl und vom gleichen Typ ausgestattet sind, die gleiche generische Phasensteuerungsroutine für eine bestimmte Phase verwendet werden, um jede der verschiedenen Reaktoreinheiten zu steuern, mit der Ausnahme, dass die generische Phasensteuerungsroutine geeignet modifiziert werden muss, um den Reaktoreinheiten zugeordnete unterschiedliche Hardware oder Ausrüstungskomponenten zu steuern. Beispielsweise werden zur Implementierung einer Befüllungsphase für Reactor_01 (während der die Reaktoreinheit befüllt wird) von einer Steuerungsroutine für das Befüllen ein oder mehrere Ventile, die dem Einspeiseventilsystem 101, 102 und 103 zugeordnet sind, für eine bestimmte Zeit geöffnet, beispielsweise so lange, bis der Pegelmesser 105 erkennt, dass der Behälter 100 gefüllt ist. Die gleiche Steuerungsroutine kann jedoch auch zur Implementierung einer Befüllungsphase für Reactor_02 verwendet werden, indem einfach die Bezeichnung des bzw. der Einspeiseventile so geändert wird, dass diese dem Ventilsystem 201, 202 und 203 anstatt dem Ventilsystem 101, 102 und 103 entspricht, und indem die Bezeichnung des Pegelmessers so geändert wird, dass diese dem Pegelmesser 205 anstatt dem Pegelmesser 105 entspricht.
2 zeigt einen der Reaktoren der 1, genauer Reactor_01, in detaillierter Darstellung. Wie in 1 weist Reactor_01 der 2 den Reaktionsbehälter 100, die Einspeiseventilsysteme 101, 102 und 103 sowie 110 für die Zugabe von Säure, Alkali und Wasser in den Behälter 100, das Auslassventilsystem 104 zur Entfernung von Material aus dem Behälter 100 und den Pegelmesser 105 auf. Wie weiter in 2 gezeigt, verwendet jedes der Einspeiseventilsysteme 101, 102 und 110 eine gleichartige Anordnung, als Zumessung bezeichnet, die aus zwei parallel geschalteten Ventilen und einer stromab der beiden Ventile angeordneten Durchflussmesseinrichtung besteht. Die Zumessung für das Einspeiseventilsystem 101, die in 3 detaillierter dargestellt ist, umfasst ein Absperrventil mit der Bezeichnung coarse valve (Grob) 101a, ein Absperrventil mit der Bezeichnung fine valve (Fein) 101b und einen Durchflussmesser 101c, der stromab der Ventile 101a und 101b angeordnet ist. Der Zumessung 101 sind eine oder mehrere Steuerungsroutinen zugeordnet, die zur Steuerung der Säurezugabe mittels des Durchflussmessers 101c dienen. Eine erste solche Steuerungsroutine kann eine schnelle Durchsatzregelung durch die Zumessung 101 mittels des Grobventils 101a und des Feinventils 101b bewirken, während eine zweite solche Steuerungsroutine eine genaue Durchsatzregelung durch die Zumessung 101 mittels des Grobventils 101a und des Feinventils 101b bewirken kann.
Wie 2 zeigt, umfasst das Alkali-Einspeiseventilsystem 102 eine Zumessung mit einem Grobventil 102a, einem Feinventil 102b und einem Durchflussmesser 102c, während das gemeinsam genutzte Wasser-Einspeiseventilsystem 110 ein Grobventil 110a, ein Feinventil 110b und einen Durchflussmesser 110c umfasst. Die Zumessungen 101, 102 und 110 sind vom selben Typ und von identischer Ausführung, befinden sich aber an verschiedenen Stellen der gleichen Einheit, d.h. der Einheit Reactor_01. Dementsprechend weisen Reactor_02 und Reactor_03 ebenfalls Zumessungen an den Einspeiseventilsystemen 201, 202, 301 und 302 auf.
Beim Auslassventilsystem 104 handelt es sich ebenfalls um eine mehrfach vorhandene Ausrüstungskomponente, die drei Ventile enthält. Wie am besten aus 4 erkennbar, umfasst das Auslassventilsystem 104 ein Hauptauslassventil 104a, das immer geöffnet werden muss, wenn Material aus dem Behälter 100 abgezogen werden soll, ein Produktventil 104b, das zusammen mit den Hauptauslassventil 104a geöffnet werden muss, um Produkt aus dem Behälter 100 zu entnehmen, und ein Entleerungsventil 104c, das zusammen mit dem Hauptauslassventil 104a geöffnet werden muss, um Materialien wie Abfallprodukte, Reinigungsflüssigkeiten etc. aus dem Behälter 100 in ein Ableitungs- oder Rückhaltesystem zu entlassen. Selbstverständlich sind dem Auslassventilsystem 104 eine oder mehrere Steuerungsroutinen zugeordnet, um die Zustände der Ventile 104a, 104b und 104c für das Schließen des Behälters 100, das Entleeren des Behälters 100 oder für das Abziehen von Produkt aus dem Behälter 100 zu steuern.
Früher wurden für die Erstellung einer Steuerungsroutine zur Steuerung der verschiedenen mit den Reaktoren Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03 der 1 verbundenen Ausrüstungskomponenten von einem Konfigurierungstechniker möglicherweise zunächst mehrere Steuerungsmodul-Templates angelegt, die von generischer Art waren und in einer Bibliothek gespeichert wurden, die z.B. in einer der Workstations 14 angelegt war. Um ein Steuerungsmodul-Template zu erzeugen, hatte der Techniker verschiedene Steuerungsfunktionsblöcke auf grafischem Weg miteinander zu verbinden, um eine Steuerungsroutine für verschiedene Elemente oder Regelkreise für den Reaktor bereitzustellen. Im Anschluss an die Erstellung der Steuerungsmodul-Templates, die sich typischerweise auf Ventile oder Regelkreise beziehen, konnten diese Steuerungsmodul-Templates kopiert werden, und die Kopien der Steuerungsmodul-Templates konnten durch manuellen Eingriff mit bestimmten Anlagenkomponenten der Anlage 10 verbunden werden, beispielsweise mit bestimmten Teilen innerhalb der Reaktoren Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03. Nach einer solchen Zuordnung, entweder direkt oder über Aliasnamen, wie dies in der US 6.385.496 detaillierter beschrieben ist, werden die zugeordneten Kopien der Steuerungsmodule in eines oder mehrere der Steuerungsgeräte 12 geladen, um die Prozesssteuerungsaktivitäten für die zugeordneten Reaktoren auszuführen. Die aus den Steuerungsmodul-Templates erzeugten verbundenen Steuerungsmodule verfügten jedoch über keine Referenz oder Verbindung zu der Modulvorlage, aus der sie abgeleitet wurden, und sie stellten im Rahmen ihrer Verwendung innerhalb des Prozesssteuerungssystems effektiv eigenständige Steuerungsmodule oder Objekte dar.
Außerdem musste in diesen Systemen die Konfigurierung auf einer Steuerungsmodulebene erfolgen, was bedeutet, dass ein separates Steuerungsmodul für jede der verschiedenen Anlagenkomponenten oder für jeden Regelkreis innerhalb der Prozessanlage erstellt werden musste. Auf der Steuerungsmodulebene existieren typischerweise viele verschiedene Typen von Steuerungsmodulen, die für jedes der Prozessobjekte innerhalb der Prozessanlage zu erstellen und zuzuordnen sind. Im Ergebnis musste der Konfigurierungstechniker viel Zeit investieren, um einfach nur individuelle Steuerungsmodule zu kopieren und einzelnen Ausrüstungskomponenten innerhalb der Anlage zuzuordnen. Beispielsweise musste ein Konfigurierungstechniker möglicherweise Dutzende von Steuerungsmodulen für eine Reaktoreinheit in der Anlage erstellen und kopieren und jedes dieser Module einer bestimmten Komponente der Reaktoreinheit zuordnen. Wenn die Reaktoreinheit mehrfach in der Anlage vorhanden war, wurde die Aufgabenstellung für den Konfigurierungstechniker noch deutlich umständlicher, da der Konfigurierungstechniker das Verfahren des Kopierens und der Zuordnung für Dutzende von Steuerungsmodulen für jede der mehrfach vorhandenen Ausrüstungskomponenten durchfüh ren musste, was einen hohen Zeitaufwand bedeutete und die Möglichkeit menschlicher Fehler beinhaltete.
Obwohl schon früher ein Konfigurierungstechniker ein Einheitenmodul entwickeln konnte, waren diese Einheitenmodule einfach nur Behälter für die Phasen, die eine Einheit durchlaufen konnte, die aber keine Angaben bezüglich mit der Einheit verbundener Ausrüstungskomponenten oder bezüglich Steuerungsabläufen zur Steuerung von Grundfunktionen der Ausrüstungskomponenten innerhalb der Einheiten enthielten. Außerdem gab es, obwohl Templates für Steuerungselemente zur Steuerung unterschiedlicher Ausrüstungskomponenten erzeugt werden konnten, keine Pakete von Steuerungsmodulen, die für auf höherer Ebene mehrfach vorhandene Entitäten innerhalb der Anlage anwendbar waren, z.B. für Ausrüstungskomponenten und ganze Einheitenentitäten. Anders gesagt, um Steuerungsroutinen für unterschiedliche, mehrfach vorhandene Entitäten innerhalb der Prozessanlage 10 zu erzeugen, musste der Konfigurierungstechniker Steuerungsmodule für jede der mehrfach vorhandenen Ausrüstungskomponenten auf der untersten Steuerungsebene kopieren und jedes einzelne dieser Steuerungsmodule für eine spezifische oder besondere Anlagenkomponente oder einen anderen Teil innerhalb der Prozessanlage 10 anpassen. Bei großen Anlagen mit einer Vielzahl mehrfach vorhandener Anlagenkomponenten konnte diese Aufgabe sehr zeitintensiv und anfällig für Konfigurationsfehler sein. Außerdem mussten Änderungen an einem Steuerungsmodul, das mehrfach vorhandenen Ausrüstungskomponenten zugeordnet war, für jedes der verschiedenen Steuerungsmodule manuell vorgenommen werden, was ebenfalls eine langwierige, zeitaufwändige und mit der Möglichkeit von Fehlern durch den Bediener behaftete Aufgabe war. In ähnlicher Weise mussten Anzeigedisplays für die Bediener separat und unabhängig von den Steuerungsmodulen erstellt werden, und ebenso wie die Steuerungsmodule mussten die Displays individuell erstellt, modifiziert und den Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage zugeordnet werden.
Um die Erstellung und die Änderung einer Prozesskonfiguration zu vereinfachen und weniger zeitaufwändig zu gestalten, enthält eine Konfigurationsapplikation 50, die in einer der Workstations 14 der 1 gespeichert ist, einen Satz von Modulklassenobjekten 52 für die Nutzung im Rahmen der Konfigurierung der Prozessanlage 10. Die Modulklassenobjekte sind insbesondere nützlich, wenn eine Anlage mit vielen Gruppen mehrfach vorhandener Ausrüstungskomponenten zu konfigurieren ist. Allgemein gesagt, ein unterschiedliches Modulklassenobjekt 52 kann für jeden Typ einer physikalischen Einheit oder einer Ausrüstungskomponente erstellt werden, die innerhalb der Prozessanlage 10 mehrfach vorhanden ist oder genutzt wird, für jede Art der Steuerungsaktivitäten, die innerhalb der Prozessanlage 10 mehrfach gegeben sind oder genutzt werden, für jeden Typ der verschiedenen Displayapplikationen, die innerhalb der Prozessanlage 10 mehrfach vorhanden sind oder genutzt werden, etc. Einmal erstellt, können die Modulklassenobjekte 52 genutzt werden, um Elemente der Prozessanlage 10 zu konfigurieren, die den Modulklassenobjekten entsprechen.
Die Modulklassenobjekte 52, bei denen es sich im Wesentlichen um generische Versionen von Prozessentitäten handelt, die nicht an eine bestimmtes Prozessentität gebunden sind, können der unteren Ebene zugehörige Objekte oder Instanzen 53, 54, 55 und 56 enthalten (hierin als Modulobjekte oder Modulblöcke bezeichnet), die ihnen zugeordnet sind. Jedes Modulobjekt ist aus einem Modulklassenobjekt erzeugt und erbt die gleichen Strukturen und Eigenschaften wie das Modulklassenobjekt, aus dem es erzeugt wurde. In jedem Fall ist jedes Modul mit einer bestimmten Entität innerhalb der Prozessanlage 10 verbunden. Somit kann ein einzelnes Modulklassenobjekt 52 erstellt werden, um einen bestimmten Typ einer Reaktoreinheit zu darzustellen (unabhängig davon, wie viele dieser Reaktoreinheiten innerhalb der Prozessanlage 10 vorhanden sind), wobei jedoch ein hiervon verschiedenes Modulobjekt 53 für jede der verschiedenen Reaktoreinheiten des betreffenden Typs existiert oder erzeugt werden kann, die tatsächlich in der Anlage 10 vorhanden sind.
Die aus einem Modulklassenobjekt erzeugten Modulobjekte sind mit dem Modulklassenobjekt verbunden bzw. diesem zugehörig. Im Ergebnis können Änderungen, die an dem Modulklassenobjekt vorgenommen werden, automatisch in jedes der Modulobjekte, die dem Modulklassenobjekt zugeordnet sind, abgebildet oder auf diese übertragen werden. Damit wird es möglich, dass nach dem Erzeugen einer Anzahl von Modulobjekten aus einem bestimmten Modulklassenobjekt, wobei jedes der verschiedenen Modulobjekte mit verschiedenen Prozessentitäten verknüpft ist, jedes der verschiedenen Modulobjekte verändert werden kann, indem einfach Veränderungen am Modulklassenobjekt vorgenom men werden, wobei sich die Veränderungen automatisch auf die zugeordneten Modulobjekte auswirken.
In ähnlicher Weise können dann, wenn die Modulobjekte aus einem Modulklassenobjekt erzeugt wurden, diese Modulobjekte mittels eines Gruppeneditierungsverfahrens bestimmten Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage 10 zugeordnet werden. Insbesondere ist es möglich, da die Modulobjekte eines bestimmten Modulklassenobjekts in ihrer Gesamtheit mit dem gleichen Modulklassenobjekt verbunden oder diesen zugehörig sind, diese insgesamt beispielsweise mit Hilfe einer Applikation vom Typ einer Tabellenkalkulation zu konfigurieren, die die Vorgabe der jeweiligen Zuordnung zwischen den Modulobjekten und den jeweiligen Ausrüstungskomponenten der Prozessanlage 10, der diese Modulobjekte zugehörig sind, einfacher und weniger zeitaufwändig gestaltet.
Bei den Modulklassenobjekten 52 der 1 kann es sich um Strukturen handeln, die in einer objektorientierten Programmierumgebung oder -sprache allgemein als Objekte bezeichnet werden. Im Ergebnis können diesen Objekten andere zugehörig sein, oder sie können auf andere Objekte verweisen. Allgemein gesagt, die Modulklassenobjekte 52 sind übergeordnete Objekte, die Angaben oder Definitionen individueller Elemente enthalten können, z.B. von Steuerungsroutinen, Ausrüstungskomponenten oder anderen mit einer Prozessentität verbundenen Elementen, und zwar zusammen mit einer Definition oder einer Angabe zu der Art und Weise, wie diese individuellen Elemente zusammenwirken, z.B. zur Art und Weise, in der physikalische Elemente miteinander verbunden sind, oder zur Art und Weise, in der logische Elemente in Verbindung mit den physikalischen Elementen funktionieren. Anders gesagt, ein Modulklassenobjekt kann ein Objekt innerhalb beispielsweise einer objektorientierten Programmiersprache sein, das die Basis für die Steuerung und Darstellung einer bestimmten Einzelkomponente oder einer Gruppe von Ausrüstungskomponenten, eines Steuerungselements, eines Displays etc. innerhalb der Prozessanlage 10 bilden kann, und es kann dazu dienen, eine Vielzahl weiterer Instanzen des betreffenden Elements zu generieren, die zur Konfigurierung mehrfach vorhandener Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage 10 genutzt werden.
Grundsätzlich ist jedes Modulklassenobjekt ein Konfigurierungsbehälter, der eine generische Definition einer Prozessentität in Form aller der verschiedenen Steuerungs- und/oder Displayapplikationen oder -routinen enthält, die auf diese Entität anwendbar sind, und die von den Steuerungsgeräten 12 zur Steuerung der Entität oder von den Workstations 14 zur Abwicklung der Displayaktivitäten betreffend die Entität auszuführen sind. Das Modulklassenobjekt kann eine Prozessentität beliebiger Art darstellen, beispielsweise eine Einheit, eine Ausrüstungskomponente, eine Steuerungsentität, eine Displayapplikation etc. Bei der Konfigurierung der Prozessanlage 10 kann das Modulklassenobjekt verwendet werden, um Konfigurationsinstanzen der Prozessentität für jede beliebige Anzahl verschiedener Prozessentitäten zu erzeugen, die der von dem Modulklassenobjekt bereitgestellten Definition entsprechen, wobei jede Konfigurationsinstanz (dem aus dem Modulklassenobjekt erzeugten Modulobjekt) einem anderen tatsächlichen Prozessobjekt zugeordnet oder mit diesem verknüpft wird. Diese unterschiedlichen Modulobjekte enthalten unter anderem Steuerungsroutinen und/oder Displayroutinen, die mit bestimmten Prozessentitäten innerhalb der Prozessanlage 10 verknüpft sind, wobei diese Steuerungsroutinen in die Steuerungen 12 der 1 geladen werden können, um dort für die Ausführung der tatsächlichen Steuerungsaktivitäten für die Prozessobjekte genutzt zu werden, und wobei die Displayroutinen in die Workstations 14 geladen werden können, um die aktuellen Displayaktivitäten bezüglich der Entitäten während des Betriebs der Prozessanlage 10 abzuwickeln.
Unterschiedliche Typen von Modulklassenobjekten können für Prozessentitäten verschiedenen Umfangs stehen und somit Steuerungs- und/oder Displayroutinen enthalten, die konfiguriert sind, um Prozessentitäten verschiedenen Umfangs zu steuern bzw. Aufgaben in deren Rahmen zu übernehmen. Je größer der Umfang der Prozessentität ist, beispielsweise einer Einheit, desto mehr Steuerungs- und/oder Displayroutinen werden typischerweise dem Modulklassenobjekt zugeordnet, und desto einfacher ist es, die Bereiche der Anlage unter Verwendung dieser Modulklassenobjekte zu konfigurieren. Jedoch wird es mit zunehmender Größe der einem Modulklassenobjekt zugeordneten Prozessentität immer weniger wahrscheinlich, dass der Prozess mehrfach vorhandene Ausrüstungskomponenten dieser Größe beinhaltet, und somit ist es immer weniger wahrscheinlich, dass das Modulklassenobjekt von großer Größe nützlich ist. Umgekehrt wird es mit kleinerem Umfang des dem Modulklassenobjekt zugeordneten Prozessobjekts immer wahrscheinlicher, dass das Modulklassenobjekt an vielen verschiedenen Punkten der Anlage genutzt werden kann, wobei jedoch ein immer geringeres Maß an Konfigurierung durch die jewei lige Instanz des Modulklassenobjekts bewirkt wird. In jedem Fall ermöglichen es die Modulklassenobjekte, die Konfigurierung verschiedener mehrfach vorhandener Ausrüstungskomponenten auf einer höheren Abstraktionsebene vorzunehmen als auf der Steuerungsmodulebene, so dass sich die Konfigurierung einer Prozessanlage mit mehrfach vorhandenen Einheiten und anderen Ausrüstungskomponenten durch die Verwendung von Modulklassenobjekten einfacher und weniger zeitaufwändig gestaltet, und zwar insbesondere bei Verwendung von Modulklassenobjekten großen Umfangs, etwa solchen der Einheitenebene.
Beispielsweise kann ein Konfigurierungstechniker bei der Konfigurierung eines Prozesssteuerungssystems ein einziges Modulklassenobjekt für die verschiedenen mehrfach vorhandenen Elemente in der Prozessanlage erzeugen, beispielsweise für die verschiedenen Reaktoren der 1. Danach kann der Konfigurierungstechniker Instanzen (Modulobjekte) des Modulklassenobjekts für jeden der tatsächlich vorhandenen Reaktoren der 1 erzeugen. Jedes so erzeugte Modulobjekt enthält dabei Steuerungsroutinen, die vom Steuerungsgerät 12a genutzt werden, um einen der Reaktoren der 1 zu steuern, und ist speziell mit den Ausrüstungskomponenten des einen der Reaktoren der 1 verknüpft. Diese Steuerungsroutinen können in das Steuerungsgerät 12a geladen und im Betrieb der Prozessanlage 10 genutzt werden. Jedoch ist jedes Modulobjekt nach der Erzeugung immer noch mit dem Modulklassenobjekt verbunden und kann über das Modulklassenobjekt beeinflusst werden, um es zu ändern, den Zugriff auf das Modulobjekt zu gestatten oder zu sperren etc. Ebenso können Modulobjekte gemeinsam aus dem gleichen Modulklassenobjekt erzeugt und definiert werden, und sie können beispielsweise mit Hilfe einer Tabellenkalkulationsapplikation mit den Ausrüstungskomponenten der Anlage verknüpft werden.
Obwohl viele verschiedene Typen von Modulklassenobjekten möglich sind, die innerhalb einer Prozessanlage erzeugt oder verwendet werden können, um Konfigurierungsaktivitäten innerhalb der Prozessanlage auszuführen, werden hierin vier spezifische Typen als Beispiele erläutert, nämlich Einheiten-Modulklassenobjekte, Ausrüstungs-Modulklassenobjekte, Steuerungs-Modulklassenobjekte und Display-Modulklassenobjekte. Allgemein gesagt, jeder Typ der verschiedenen Modulklassenobjekte ist für einen unterschiedlichen Steuerungsumfang oder Einsatzbereich innerhalb der Prozessanlage 10 vor gesehen. Ein Einheiten-Modulklassenobjekt ist vorgesehen, um Steuerungsaktivitäten für ein breites Spektrum von Ausrüstungskomponenten innerhalb einer Prozessanlage darzustellen (und um diese zu konfigurieren). Insbesondere ist ein Einheiten-Modulklassenobjekt dazu gedacht, um eine in Wechselwirkung stehende Gruppe von Ausrüstungskomponenten (typischerweise mehrfach vorhandene Komponenten) wie z.B. die Reaktoren der 1, von denen einzelne Elemente in der einen oder anderen bekannten Weise zusammenarbeiten, zu modellieren oder zu konfigurieren.
Ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt ist gedacht, um zur Darstellung von Steuerungsaktivitäten (und zur Konfigurierung) eines weniger breiten Spektrums physikalischer Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage zu dienen. Bei den Ausrüstungskomponenten, die einem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt zugeordnet sind, handelt es sich allgemein um ein oder mehrere physikalische Entitäten, z.B. Ventile, Durchflussmesser etc., die ein Untersystem einer Einheit bilden, und das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt kann eine oder mehrere Anweisungen oder Algorithmen beinhalten, bei denen es sich um anweisungsgesteuerte Algorithmen (CDAs – command driven algorithms), zustandsgesteuerte Algorithmen (SDAs – state driven algorithms), sequentielle Folgesteuerungsalgorithmen (SFC – sequential flow chart algorithms), Funktionsblockalgorithmen (FBD – function block diagram algorithms), Phasenalgorithmen etc. handeln kann, die in Verbindung mit der betreffenden Ausrüstungskomponente auszuführen sind. Somit ist ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt dafür vorgesehen, die Konfigurierung der Steuerung mehrerer untergeordneter Komponenten oder Entitäten innerhalb einer Einheit zu bewirken, um einen Basisfunktionssatz für die betreffende Ausrüstungskomponente für die Verwendung in der jeweiligen Einheit bereitzustellen. Wie bekannt ist, wird ein anweisungsgesteuerter Algorithmus (anweisungsgesteuerte Steuerlogik) verwendet, wenn die untergeordneten Komponenten über mehrere Schritte aufeinander abgestimmt werden müssen, um eine Funktion auszuführen. Beispielsweise kann es sein, dass ein Ventil für einen bestimmten Zeitraum geöffnet und anschließend wieder geschlossen werden muss, während ein anderes Ventil geöffnet und geschlossen werden muss. Die Zumessung 101 der 3 nutzt diese Art eines anweisungsgesteuerten Algorithmus, um zunächst das Grobventil anzusteuern und einzustellen, und dann das Feinventil auf Basis der Anzeige des Durchflussmessers zu regeln, um den gewünschten Gesamtdurchsatz durch die Zumessung bereitzustellen. Ein zustandsgesteuerter Algorithmus (zustandsgesteuerte Steuer logik) kann die Zustände verschiedener untergeordneter Komponenten vorgeben, die in einem einzigen Schritt gesteuert werden können. Ein solcher zustandsgesteuerter Algorithmus könnte z.B. für das Auslassventilsystem 104 der 4 verwendet werden, bei dem die Zustände der verschiedenen zugehörigen Ventile jeweils getrennt (aber in einem einzigen Schritt) auf Basis des gewünschten Zustands des Auslassventilsystem 104 zum Schließen des Behälters 100, zum Entleeren des Behälters 100 oder zum Abziehen von Produkt aus dem Behälter 100 gesteuert werden.
Ein Steuerungs-Modulklassenobjekt ist gedacht, um zur Darstellung (und zur Konfigurierung) von individuellen Steuerungselementen oder Steuerungsmodulen innerhalb der Prozessanlage zu dienen. Mit einem Steuerungs-Modulklassenobjekt wird eine bestimmte Form einer Steuerung bereitgestellt oder spezifiziert, die für einen Anlagenteil wie z.B. ein Ventil, eine Messeinrichtung etc., eine Ausrüstungskomponente oder eine ganze Einheit auszuführen ist. Allgemein gesagt, ein Steuerungs-Modulklassenobjekt stellt einen bestimmten Typ einer Steuerungsprogrammierung bereit, wie z.B. einen Satz kommunikativ verbundener Funktionsblöcke, die einige Steuerungsmodule definieren, die in einem Steuerungsgerät auszuführen sind, der von Nutzen ist, um wiederholte Steuerungsaktivitäten innerhalb einer Prozessanlage auszuführen. In den meisten Fällen kann ein Steuerungs-Modulklassenobjekt eine generische Steuerungsstrategie bereitstellen, um eine einzelne Vorrichtung oder einen zusammenhängenden Satz von Vorrichtungen abzuwickeln.
Ein Display-Modulklassenobjekt ist gedacht, um zur Darstellung (und zur Konfigurierung) von Displayaktivitäten zu dienen, die während des Betriebs der Prozessanlage 10 für einen Nutzer wie z.B. einen Steuerungsbediener zur Darstellung gebracht werden. Ein Display-Modulklassenobjekt kann daher die Programmierung zur Erzeugung eines Displays eines bestimmten Typs innerhalb einer Bediener-Workstation 14 gemäß 1 spezifizieren, und außerdem die Programmierung, die auf einer oder mehreren der Workstations 14 (oder in anderen Vorrichtungen innerhalb der Prozessanlage 10) ablaufen muss, damit das Display während des Anlagenbetriebs die korrekten Informationen betreffend die Anlage 10 erhält. Zu den Typen der Displayklassenmodule gehören beispielsweise Alarmdisplays, Konfigurationsdarstellungen, Funktionsdarstellungen, Diagnoseanzeigen etc. Selbstverständlich kann ein Display-Modulklassenobjekt ein Display bereitstellen, das jeden gewünschten Bereich physikalischer Elemente oder Objekte innerhalb einer Prozessanlage darstellen kann bzw. diesen zugeordnet ist. Beispielsweise kann ein Display-Modulklassenobjekt Information über einen gesamten Bereich, eine Einheit, eine Ausrüstungskomponente, ein Steuerungselement oder eine beliebige Kombination dieser Elemente innerhalb der Prozessanlage 10 zur Darstellung bringen.
In 5 sind anhand eines hierarchischen Graphen die Verbindungen zwischen den verschiedenen Typen von Modulklassenobjekten wiedergegeben, wie sie in der Konfigurationsapplikation 50 der 1 eingesetzt sind, und außerdem die Beziehung zwischen den Modulklassenobjekten und den aus diesen Modulklassenobjekten entwickelten Modulobjekten. In der Darstellung der 5 sind die Modulklassenobjekte von oben angefangen anhand von Modulklassentypen in einen Einheiten-Modulklassentyp 400, einen Ausrüstungs-Modulklassentyp 402, einen Steuerungs-Modulklassentyp 404 und einen Display-Modulklassentyp 406 unterteilt. Selbstverständlich können ebenso andere Typen von Modulklassenobjekten bereitgestellt oder verwendet werden, so dass die vier hierin dargestellten Typen lediglich als beispielhafte Modulklassentypen anzusehen sind. Die individuellen Modulklassenobjekte (wobei es sich um höhere Objekte handeln kann, die beispielsweise in einer objektorientierten Programmiersprache abgefasst sein können, und die in 5 der Klarheit halber doppelt umrandet wiedergegeben sind) fallen unter die verschiedenen Modulklassentypen 400, 402, 404 und 406. Insbesondere können viele unterschiedliche Einheiten-Modulklassenobjekte für verschiedene Einheiten oder Typen von Einheiten innerhalb der Prozessanlage 10 vorhanden sein. Beispielsweise kann ein Einheiten-Modulklassenobjekt 410 für einen Reaktor einen bestimmten Typ oder eine bestimmte Konfiguration eines Reaktors innerhalb der Prozessanlage 10 darstellen. Ebenso kann ein Modulklassenobjekt 412 für eine Abfüllanlage einen bestimmten Typ oder eine bestimmte Konfiguration einer Abfüllanlage innerhalb der Prozessanlage 10 darstellen, und ein Modulklassenobjekt 414 für eine Trocknereinheit kann einen bestimmten Typ oder eine bestimmte Konfiguration einer Trocknereinheit innerhalb der Prozessanlage 10 darstellen. Selbstverständlich können mehrere Modulklassenobjekte für Reaktoreinheiten vorhanden sein, um Reaktoren darzustellen, die sich untereinander in ihren physikalischen Eigenschaften unterscheiden. An dieser Stelle soll nicht versucht werden, alle unterschiedlichen Typen von Einheiten innerhalb einer Anlage aufzulisten, die durch ein Einheiten-Modulklassenobjekt dargestellt oder modelliert werden können, dem Fach mann ist jedoch klar, dass viele verschiedene Einheitentypen in verschiedenen Arten von Anlagen durch Einheiten-Modulklassenobjekte modelliert oder dargestellt werden können.
Entsprechend können viele verschiedene Ausrüstungs-Modulklassenobjekte verwendet werden, um unterschiedliche Typen von Ausrüstungskomponenten innerhalb der Prozessanlage 10 darzustellen, zu modellieren und zu konfigurieren. Die in 5 wiedergegebenen Beispiele enthalten ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für die Zumessung und ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 418 für die Auslassventile, von denen jedes verschiedenen Typen von Ausrüstungskomponenten (und vorzugsweise mehrfach vorhandenen Ausrüstungskomponenten) innerhalb der Prozessanlage 10 zugeordnet ist. In der gleichen Weise können viele verschiedene Typen von Steuerungs-Modulklassenobjekten, vorhanden sein, in 5 als ein Steuerungs-Modulklassenobjekt 422 für ein Absperrventil, ein Steuerungs-Modulklassenobjekt 424 für einen Pegelmesser und ein Steuerungs-Modulklassenobjekt 426 für einen Durchflussmesser dargestellt. Außerdem sind in 5 Display-Modulklassenobjekte dargestellt, wie z.B. ein Display-Modulklassenobjekt 432 für Alarmmeldungen, ein Display-Modulklassenobjekt 434 für Darstellungen und ein Display-Modulklassenobjekt 436 für Diagnosen. Selbstverständlich können beliebige andere gewünschte Einheiten-, Ausrüstungs-, Steuerungs- und Display-Modulklassenobjekte erzeugt und gemäß den hierin beschriebenen Prinzipien innerhalb der Konfigurationsapplikation 50 der Prozessanlage 10 verwendet werden.
Jedes Modulklassenobjekt kann über Unterobjekte verfügen, die ihm zugeordnet oder zugehörig sind. Diese Unterobjekte können selbst wieder Modulklassenobjekte sein, oder sie können, wie in 5 dargestellt, Modulobjekte sein, die als Instanzen aus den Modulklassenobjekten erzeugt wurden, zu denen sie gehören. Aus 5 geht hervor, dass das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 für den Reaktor drei Reaktor-Modulobjekte mit den Bezeichnungen Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03 zugeordnet hat, wobei diese Reaktor-Modulobjekte den jeweiligen Reaktoren der 1 entsprechen (d.h. mit diesen verknüpft sind). 5 zeigt außerdem, dass das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für die Zumessung fünf verschiedene Modulobjekte hat bzw. diese besitzt, die dabei die Bezeichnungen Water1, Acid1, Acid2, Alkali1 und Alkali2 tragen. Ebenso ist beim Steuerungs-Modulklassenobjekt 422 für die Absperrventile gezeigt, dass es über Modulobjekte mit den Bezeichnungen Coarse_Valve1, Coarse_Valve2, Coarse_Valve3, Fine_Valve1, Fine_Valve2 und Fine_Valve3 verfügt. In entsprechender Weise können jedem der anderen Einheiten-, Ausrüstungs-, Steuerungs- und Display-Modulklassenobjekte der 5 ein oder mehrere Modulobjekte zugeordnet sein. Der Einfachheit halber sind diese Modulobjekte in 5 jedoch nicht wiedergegeben.
In dem Graphen der 5 sind alle Einheiten-Modulobjekte Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03, die (Ausrüstungs-)Modulobjekte Acid1, Acid2, Alkali1, Alkali2 und Water1 für die Zumessungen, die Steuerungs-Modulobjekte Coarse_Valve1, Coarse_Valve2, Coarse_Valve3, Fine_Valve1, Fine_Valve2 und Fine_Valve3 und die anderen Einheiten-, Ausrüstungs-, Steuerungs- und Display-Modulobjekte individuelle Objekte, die mit aktuellen Einheiten, Ausrüstungskomponenten, Steuerungsmodulen oder Displayapplikationen innerhalb der Prozessanlage 10 verknüpft sind. Zum Beispiel werden, da mehrere physikalisch vorhandene Säurezumessungen in der Anlage 10 eingesetzt sind, in der Konfigurierungsroutine mehrere Modulobjekte für Säurezumessungen erzeugt, so dass für jede der einzelnen in der Anlage 10 existierenden Säurezumessungen ein separates Modulobjekt für die Säurezumessung vorhanden ist. Dabei ist jedoch jedes der separaten Modulobjekte für die Säurezumessung mit dem gleichen Modulklassenobjekt 416 für die Säurezumessungen verknüpft oder diesem zugehörig. Es ist klar, dass die Darstellung der 5 nur eine begrenzte Anzahl von Modulklassenobjekten und damit verbundenen Modulobjekten zeigt, und es versteht sich von selbst, dass andere Typen von Modulklassenobjekten bereitgestellt werden können, und dass jede gewünschte Anzahl von Modulobjekten aus jedem der verschiedenen Modulklassenobjekten erzeugt werden kann.
Jedes der Modulklassenobjekte der 5 (und somit auch jedes der Modulobjekte der 5) kann als Teil des Objekts eine Definition oder eine Angabe zu den physikalischen oder logischen Prozesselementen beinhalten, die das Modul definieren oder bilden, und wenn dies gewünscht ist, zur Art und Weise, in der diese Prozesselemente sowohl physikalisch als auch logisch zusammenwirken, um Aktivitäten innerhalb der Prozessanlage 10 zu realisieren. Beispielsweise werden Einheiten-Modulklassenobjekte typischerweise eine Angabe aller physikalischen Elemente und Steuerungselemente enthalten, die zu der als die Einheit definierten Prozessentität gehören oder die dieses bilden. Das Einheiten-Modulklassenobjekt kann außerdem den jeweiligen Aufbau der einzelnen Teile festlegen und vorgeben, wie diese Teile physikalisch verknüpft sind, um als eine Einheit zu fungieren. Entsprechend wird ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt typischerweise die Steuerungsroutinen oder Steuerungsmodule enthalten, die zur Steuerung der als Ausrüstungskomponente definierten Entität verwendet werden, und Anweisungen, die die Steuerungsroutinen oder Steuerungsmodule verwenden, um die Art und Weise festzulegen, in der die Teile physikalisch oder logisch zusammenwirken, um beim Einsatz in der Anlage 10 als Ausrüstungskomponente zu fungieren. Ebenso wird jedes Steuerungs-Modulklassenobjekt, typischerweise in Form eines geeigneten Steuerungsalgorithmus, eine Steuerungsaktivität festlegen, die in der Anlage auszuführen ist. Dazu kann jedes Display-Modulklassenobjekt unter anderem den Aufbau eines Anzeigebildschirms und die darzustellende Information definieren, ebenso die zu erfassenden Daten und die Art und Weise der Datenaufbereitung, die ggf. für bestimmte Typen von Einheiten, Ausrüstungskomponenten, Anlagenbereichen oder für andere physikalische oder logische Entitäten innerhalb der Anlage 10 auf die gesammelten Daten anzuwenden ist.
Als Teil einer Modulklassendefinition kann ein Modulklassenobjekt andere Modulklassenobjekte angeben oder definieren, die einzubeziehen oder einzusetzen sind. Wenn dies der Fall ist, wird das aus dem Modulklassenobjekt erzeugte Modulobjekt andere Modulobjekte, die aus anderen Modulklassenobjekten erzeugt wurden, entsprechend der auf Modulklassenebene definierten Beziehungen für sich übernehmen, auf diese verweisen oder sie einbeziehen. Obwohl nicht zwingend erforderlich, können Einheiten-Modulklassenobjekte andere Einheiten-Modulklassenobjekte, Ausrüstungs-Modulklassenobjekte, Steuerungs-Modulklassenobjekte und Display-Modulklassenobjekte für sich übernehmen, während Ausrüstungs-Modulklassenobjekte andere Ausrüstungs-Modulklassenobjekte, Steuerungs-Modulklassenobjekte und Display-Modulklassenobjekte für sich übernehmen können. Steuerungs-Modulklassenobjekte können andere Steuerungs-Modulklassenobjekte und Display-Modulklassenobjekte für sich übernehmen oder auf diese verweisen. Wenn dies gewünscht ist, können jedoch auch andere Beziehungen zwischen den Modulklassenobjekten verwendet werden. Diese Übernahmevorgaben sind durch die großen Pfeile am unteren Rand des Graphen von 5 veranschaulicht, die deutlich machen, dass jedes der Display-Modulklassenobjekte in jedes der Steuerungs-, Ausrüstungs- und Einheiten-Modulklassenobjekte einbezogen werden kann bzw. dass diese darauf Bezug nehmen können, dass jedes der Steuerungs-Modulklassenobjekte in jedes der Ausrüstungs- und Einheiten-Modulklassenobjekte einbezogen werden kann bzw. dass diese darauf Bezug nehmen können, und dass jedes der Ausrüstungs-Modulklassenobjekte in jedes der Einheiten-Modulklassenobjekte einbezogen werden kann bzw. dass dieses darauf Bezug nehmen kann. Es ist klar, dass Modulklassenobjekte andere Modulklassenobjekte des gleichen Typs übernehmen können. Beispielsweise kann ein Einheiten-Modulklassenobjekt ein anderes Einheiten-Modulklassenobjekt als Teil seiner Definition übernehmen. In entsprechender Weise kann ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt ein anderes Ausrüstungs-Modulklassenobjekt einbeziehen, ein Steuerungs-Modulklassenobjekt kann ein anderes Steuerungs-Modulklassenobjekt einbeziehen, und ein Display-Modulklassenobjekt kann ein anderes Display-Modulklassenobjekt einbeziehen. Selbstverständlich kann ein Modulklassenobjekt, wenn dies gewünscht ist, ein anderes Modulklassenobjekt mehrfach verwenden oder einbeziehen. Beispielsweise kann ein Einheiten-Modulklassenobjekt für einen Reaktor das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt für die Zumessung mehrere Male übernehmen oder verwenden, da die durch das Einheiten-Modulklassenobjekt modellierten Reaktoren mehrfach ausgeführte Zumessungen aufweisen.
Es versteht sich auch von selbst, dass dann, wenn ein erstes Modulklassenobjekt ein zweites Modulklassenobjekt übernimmt oder verwendet, jedes aus dem ersten Modulklassenobjekt erzeugte oder instantiierte Modulobjekt ein Modulobjekt übernimmt oder verwendet, das aus dem zweiten Modulklassenobjekt erzeugt oder instantiiert wurde. Wenn somit das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 für einen Reaktor ein Modulklassenobjekt 416 für eine Zumessung als Element oder Teil für sich selbst übernimmt, wird das Modulobjekt Reactor_01 eines der Modulobjekte für Zumessungen, z.B. das Modulobjekt Acid1, als Element oder Teil für sich selbst verwenden oder einbeziehen. Entsprechend wird dann, wenn ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt für Zumessungen ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt für Auslassventile übernimmt oder einbezieht, ein aus dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt für Zumessungen erzeugtes Modulobjekt, das durch einen eindeutigen Namen, beispielsweise Totalizer_1, gekennzeichnet ist, ein Modulobjekt einbeziehen, das aus dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt für Auslassventile erzeugt wurde und durch einen eindeutigen Namen, beispielsweise Outlet_Valve_2, gekennzeichnet ist. Auf diese Weise spiegeln sich die Beziehungen zwischen den Modulklassenobjekten, die auf der Ebene der Modulklassenobjekte definiert wurden, in den Modulobjekten, die aus diesen Modulklassenobjekten entwickelt oder erzeugt wurden, wider. Diese Verbindung bzw. Bezugnahme zwischen Modulklassenobjekten (und somit den Modulobjekten) ermöglicht ein hohes Maß an Flexibilität und Übertragbarkeit der Objekte bei der Konfigurierung der Aktivitäten, so dass nach dem Erstellen eines grundlegenden Satzes von Modulklassenobjekten, beispielsweise Steuerungs- und Ausrüstungs-Modulklassenobjekten, komplexere Modulklassenobjekte wie beispielsweise Einheiten-Modulklassenobjekte in einfacher Weise durch Bezugnahme auf die grundlegenden Modulklassenobjekte erzeugt werden können. Obwohl Modulklassenobjekte auf andere Modulklassenobjekte verweisen oder diese verwenden können, ist es selbstverständlich möglich, dass sie zusätzlich hierzu oder stattdessen einfache Objekte oder Prozessentitäten definieren oder verwenden, beispielsweise Ventile, Sensoren etc., denen kein eigenes Modulklassenobjekt zugeordnet ist. Diese einfachen Objekte werden vollständig durch entsprechende Steuerungsroutinen innerhalb des Modulklassenobjekts selbst definiert.
Ein beispielhaftes Einheiten-Modulklassenobjekt 410 für einen Reaktor ist in 6 dargestellt, um eine Art und Weise der Beschreibung oder Definition der Objekte zu verdeutlichen, die einem Einheiten-Modulklassenobjekt zugeordnet sind oder in diesem vorliegen. Wie 6 zeigt, enthält das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 für den Reaktor ein Symbol für einen Behälter 500, bei dem es sich um ein einfaches Objekt oder Element innerhalb der Prozessanlage 10 handelt, für das kein Modulklassenobjekt existiert. Der Behälter 500 ist durch gestrichelte Linien dargestellt, da keine Steuerungseingriffe oder untergeordnete Aktivitäten erforderlich sind, um Steuerungsaufgaben oder Maßnahmen zum Befüllen bzw. Entleeren des Behälters auszuführen. Der Behälter 500 ist somit ausschließlich deswegen einbezogen, um die Verbindungen mit anderen, dem Einheiten-Modulklassenobjekt 410 des Reaktors zugehörigen Objekten wiederzugeben. Das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 des Reaktors beinhaltet außerdem drei Zumessungen 501, 502 und 510 mit den Bezeichnungen Säure, Alkali und Wasser, bei denen es sich um drei verschiedene Referenzen zu dem aus 5 ersichtlichen Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für Zumessungen handelt. Das Modulklassenobjekt 510 für die Wasserzumessung ist in einem Abschnitt des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 wiedergegeben, der durch gestrichelte Linien abgetrennt ist, um anzuzeigen, dass es sich hierbei um ein gemeinsam genutztes Modulklassenobjekt handelt, und dass somit das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 zusammen mit anderen Einheiten-Modulklassenobjekten die Kontrolle über dieses Objekt hat. Das Objekt Outlet 504 der 6 ist eine Referenz zum Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 418 für Auslassventile in der 5, der Pegelmesser 505 ist eine Referenz zum Steuerungs-Modulklassenobjekt 424 für Pegelsensoren in der 5, und das Ventil water_in 503 ist eine Referenz zu einem Ventilobjekt, bei dem es sich um ein einfaches Ventilelement (das somit vollständig innerhalb des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 definiert ist) handeln kann, oder um eine Referenz zu einem Steuerungs-Modulklassenobjekt für Ventile, das an beliebiger anderer Stelle der Konfigurationsstrategie definiert sein kann. Die physikalischen Verbindungen zwischen den verschiedenen Entitäten oder Teilen des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 für Reaktoren sind ebenfalls dargestellt, um die Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen zu definieren. Wie oben angemerkt, können das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 oder andere Modulklassenobjekte von beliebigem Typ einfache Elemente enthalten, die vollständig innerhalb der Modulklassenobjekte definiert sind (einschließlich eventuell zugeordneten generischen Steuerungsroutinen), und/oder Referenzen auf Modulklassenobjekte, die außerhalb des Modulklassenobjekts definiert wurden.
Das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 enthält außerdem zwei beispielhafte Display-Modulklassenobjekte mit den Bezeichnungen Reactor viewing 520 und Reactor alarm 522, bei denen es sich um Referenzen zum Display-Modulklassenobjekt 434 für die Anzeigen und zum Display-Modulklassenobjekt 432 für die Alarme der 5 handelt. Diese Objekte definieren generische Displayaktivitäten zur Anzeige der Zustände (beispielsweise Füllstand im Behälter) und der Alarme, die den Ausrüstungskomponenten oder Teilen der Reaktoreinheit zugeordnet sind, die im Einheiten-Modulklassenobjekt 410 für Reaktoren definiert ist. In entsprechender Weise kann das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 andere Elemente enthalten, z.B. Phasenklassenobjekte, im Kasten 524 als die Phasenklassenobjekte Dose, Mix, Drain und Flush bezeichnet (Dosieren, Mischen, Entleeren und Spülen), die jeweils allgemeine Steuerungsroutinen definieren, die die vom Einheiten-Modulklassenobjekt 410 definierte Einheit kontrollieren. Das Einheiten-Modulklassenobjekt kann keine, eine oder mehrere Zuordnungen zu Phasenklassenobjekten aufweisen. Die Phasenklassenobjekte 524 können an beliebiger Stelle definiert und in jeder gewünschten Weise in das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 importiert werden. In gewissem Sinn stellen die Phasenklassen 524 Anweisungen oder Routinen dar, die auf eine vom Einheiten-Modulklassenobjekt 410 definierte Einheit angewendet werden, um verschie dene Funktionen auszuführen, beispielsweise Befüllen der Einheit, Erhitzen der Einheit, Entleeren der Einheit, Reinigen der Einheit etc.
Darüber hinaus kann das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 einen Speicher bzw. einen Bereich 526 enthalten, in dem Referenzen zu den Modulklassenobjekten abgelegt sind, die mittels der Konfigurationsapplikation 50 (1) für das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 erzeugt wurden. Der Abschnitt 526 besteht im Wesentlichen aus einer Liste der Modulobjekte, die vom Einheiten-Modulklassenobjekt 410 erzeugt wurden und die diesem zugehörig sind. (Selbstverständlich können diese Liste oder andere Angaben zu den zugehörigen Modulobjekten in jeder gewünschten Weise in der Workstation oder in der Konfigurationsapplikation 50 gespeichert werden und müssen nicht physikalisch im Einheiten-Modulklassenobjekt 410 gehalten sein). In jedem Fall verfügt das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 im Beispiel der 6 über Modulklassenobjekte Reactor_01, Reactor_1, Reactor_02 etc., die sämtlich aus dem Einheiten-Modulklassenobjekt 410 für Reaktoren erzeugt wurden.
Das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 enthält außerdem einen Satz von METHODS (Methoden) 530, die vom Einheiten-Modulklassenobjekt 410 während oder nach den Konfigurierungsmaßnahmen auszuführen sind. Die Methoden 530 können eine Änderungsmanagementmethode oder eine -applikation beinhalten, die bewirkt, dass am Einheiten-Modulklassenobjekt 410 vorgenommene Änderungen automatisch auf die dem Einheiten-Modulklassenobjekt 410 zugehörigen Modulobjekte 526 übertragen werden. Andere Methoden können Sicherheitskontrollmethoden enthalten, die Sicherheits- oder Zugriffskontrollen bezüglich des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 und/oder bezüglich eines jeden der diesem zugehörigen Einheitenmodulobjekte 526 ausführen, oder Methoden, die es einem Nutzer oder einem Konfigurierungstechniker ermöglichen, Änderungs- und/oder Sicherheitsparameter für das Modulklassenobjekt oder für jedes der aus diesem erzeugten Modulobjekte zu spezifizieren. Selbstverständlich können die verschiedenen Methoden 530 jede andere Prozedur auf das oder bezüglich des Einheiten-Modulklassenobjekt 410 ausführen.
Wenn gewünscht, kann das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 die Art und Weise kontrollieren, in der Änderungen, die am Modulklassenobjekt 410 vorgenommen werden, auf die Einheitenmodulobjekte 526 übertragen werden, und ebenso die Art und Weise, in der die Zugriffssicherheit in den Einheitenmodulobjekten 526 realisiert ist. Ein Verfahren zur Bereitstellung dieser Funktionalität besteht im Setzen eines oder mehrerer Flags oder Parameter innerhalb des Einheiten-Modulklassenobjekts 410, um die Art und Weise festzulegen, in der Änderungen auf die Einheitenmodulobjekte 526 zu übertragen sind, und wie deren Sicherheit zu handhaben ist. Insbesondere können ein oder mehrere Parameter betreffend die Übertragung von Änderungen gesetzt werden, um zu spezifizieren, ob am Einheiten-Modulklassenobjekt 410 vorgenommene Änderungen automatisch auf das oder die Modulklassenobjekte 526 zu übertragen sind. Die Parameter zur Steuerung der Übertragung können in den Einheitenmodulobjekten 526 gespeichert werden und für das gesamte Einheitenmodulobjekt oder für ein Unterelement auf Unterelementbasis spezifizieren, ob am Einheiten-Modulklassenobjekt vorgenommene Änderungen an die Einheitenmodulobjekte weitergegeben werden sollen. Beispielsweise kann das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 einen globalen Änderungsparameter 534 (mit "C" bezeichnet) enthalten, der in jedem Einheitenmodulobjekt gesetzt werden kann, das aus dem Einheiten-Modulklassenobjekt 410 erzeugt wurde, um die automatische Weitergabe von am Einheiten-Modulklassenobjekt 410 vorgenommenen Änderungen an das Einheitenmodulobjekt zu sperren oder freizugeben. Ebenso kann jedes Unterelement bzw. jeder Block, beispielsweise die Blöcke 501–505, 510, 520 und 522, einen Änderungsparameter 536 enthalten, der ausschließlich für den jeweiligen Block angibt, ob Änderungen, die im Einheiten-Modulklassenobjekt 410 an diesem Block vorgenommen wurden, an die Einheitenmodulobjekte weiterzugeben sind. Selbstverständlich können die verschiedenen Blöcke eines Einheitenmodulobjekts unterschiedlich gesetzt sein, so dass beispielsweise Änderungen, die am Block ACID (Säureblock) 501 des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 vorgenommen werden, an den korrespondierenden Säureblock eines ganz bestimmten der Modulobjekte 526 weitergegeben werden, dass jedoch Änderungen, die am Block ALKALI (Alkaliblock) 502 des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 vorgenommen werden, nicht an den Alkaliblock dieses Einheitenmodulobjekts weitergegeben werden. Darüber hinaus können die verschiedenen Einheitenmodulobjekte, die aus einem Einheiten-Modulklassenobjekt erzeugt wurden, jeweils unterschiedlich gesetzte Änderungsparameter aufweisen, so dass Änderungen am Alkaliblock 502 innerhalb des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 an den korrespondierenden Alkaliblock eines ersten der Einheitenmodulobjekte 526 weitergegeben werden, nicht aber an den korrespondierenden Alkaliblock eines zweiten der Einheitenmodulobjekte 526. Selbstverständlich kann die Verfahrensvorgabe des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 für die Wirkungsweise von Änderungen auf die Änderungsparameter der Einheitenmodulobjekte 526 zugreifen und anhand dieser entscheiden, ob an den Objekten eine Änderung erfolgen muss, wenn die betreffende Änderung am Einheiten-Modulklassenobjekt 410 vorgenommen wird.
In entsprechender Weise kann das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 einen oder mehrere Sicherheitsparameter aufweisen, die die Art und Weise bestimmen, in der die Sicherheit oder der Zugriffsschutz in jedem der Einheitenmodulobjekte 526 kontrolliert wird. Das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 kann einen globalen Sicherheitsparameter 538 enthalten (mit "S" bezeichnet), der jede gewünschte Höhe der Zugriffssicherheit zum gesamten Einheitenmodulobjekt für den Reaktor, das aus dem Einheiten-Modulklassenobjekt 410 für Reaktoren erzeugt wurde, einstellen kann, und/oder es kann verschiedene Sicherheitsparameter 540 für jedes Unterelement des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 enthalten, beispielsweise für die Blöcke 501–505, 510, 520, 522 etc., die jeweils auf blockweiser Basis eine Höhe der Zugriffssicherheit für jeden dieser Blöcke spezifizieren. Der globale Sicherheitsparameter 538 kann als Zugangssperre wirken, die das Einheiten-Modulklassenobjekt für den Zugriff durch alle Nutzer sperrt, mit Ausnahme solcher, die über eine bestimmte Höhe der Zugriffsberechtigung verfügen. Selbstverständlich können die Sicherheitsparameter 538 und 540 jede beliebige Höhe der Zugriffssicherheit entsprechend mehreren Stufen spezifizieren, beispielsweise kein Zugriff, begrenzter Zugriff, Zugriff für bestimmte Nutzergruppen oder einzelne Nutzer etc., und die Sicherheitshöhen können für die verschiedenen Blöcke und die verschiedenen Einheitenmodulobjekte, die aus dem gleichen Einheiten-Modulklassenobjekt erzeugt wurden, unterschiedlich gesetzt werden. Wenn gewünscht, können Teile der Sicherheitsmaßnahmen Verschlüsselungen nach einem oder mehreren Verfahren oder Algorithmen beinhalten, die dem Einheiten-Modulklassenobjekt zugeordnet sind.
Es versteht sich von selbst, dass die Modifikations- und Sicherheitsparameter des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 mit Standardwerten vorbesetzt werden können, und dass die entsprechenden Modifikations- und Sicherheitsparameter jedes Einheitenmodulobjekts 526, das aus dem Einheiten-Modulklassenobjekt 410 erzeugt wurde, bei der Erzeugung die betreffenden Standardwerte übernehmen können. Jedoch können die Standardwerte für die Modifikations- und Sicherheitsparameter in den Einheitenmodulobjekten 526 auch individuell verändert werden (durch einen Nutzer mit entsprechender Zugriffsberechtigung), nachdem diese Einheitenmodulobjekte erzeugt wurden. Auch wenn die Modifikations- und Sicherheitsparameter hierin in Bezug auf ein Einheiten-Modulklassenobjekt für Reaktoren erläutert wurden, können entsprechende Modifikations- und Sicherheitsparameter auch in anderen Typen von Einheiten-Modulklassenobjekten sowie in allen gewünschten Typen von Ausrüstungs-Modulklassenobjekten, Steuerungs-Modulklassenobjekten, Display-Modulklassenobjekten etc. bereitgestellt werden.
Wenn gewünscht, kann das Einheiten-Modulklassenobjekt 410 Referenzen wie beispielsweise URLs oder andere Verweise auf Dokumentation enthalten, die für das Einheiten-Modulklassenobjekt gespeichert oder diesem zugeordnet ist, einschließlich Dokumentation, die der dem Einheiten-Modulklassenobjekt 410 zugehörigen Einheit oder beliebigen Unterelementen der Einheit zugeordnet ist. Solche Verweise sind in 6 als Referenzen 549 dargestellt.
Als weiteres Beispiel eines Modulklassenobjekts ist in 7 ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für Zumessungen dargestellt. Das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für Zumessungen enthält Steuerungs-Modulklassenobjekte mit den Bezeichnungen Coarse_Valve 550 und Fine_Valve 552 (beides Steuerungs-Modulklassenobjekte für Öffnen/Schließen) und ein Steuerungs-Modulklassenobjekt 554 mit der Bezeichnung Flow_Meter (bei dem es sich um ein Steuerungs-Modulklassenobjekt für Durchflussmesser handelt) sowie die angedeuteten Verbindungen zwischen diesen Elementen. Außerdem enthält das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für Zumessungen Referenzen auf Display-Modulklassenobjekte einschließlich eines Display-Modulklassenobjekts 560 für Alarme, und auf einen oder mehrere Algorithmen 564, die im Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 implementiert werden können. Auch wenn die dargestellte Auflistung der Algorithmen 564 nur eine Anweisung Totalize_Fast und eine Anweisung Totalize_Accurate enthält, können beliebige andere Anweisungen oder Algorithmen ebenso einbezogen werden. Des Weiteren kann der Anweisungsalgorithmus 564, der mit einem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt verbunden oder in dieses einbezogen ist, jede beliebige Form haben, wobei es sich beispielsweise um anweisungsgesteuerte Algorithmen (CDAs – command driven algorithms), zustandsgesteuerte Algorithmen (SDAs – state driven algo rithms), sequentielle Folgesteuerungsalgorithmen (SFC – sequential flow chart algorithms), Funktionsblockalgorithmen (FBD – function block diagram algorithms), Phasenalgorithmen etc. handeln kann. Allgemein gesagt, sind jedoch alle der Algorithmen 564 von einem bestimmten Typ, wie beispielsweise CDA oder SDA. Selbstverständlich können die Algorithmen 564 in jeder gewünschten Sprache oder Programmierumgebung geschrieben werden, beispielsweise den C- bzw. C⁺⁺-Umgebungen, in jeder beliebigen sequentiellen Folgesteuerungsumgebung, einer Funktionsblockumgebung etc.
Das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für Zumessungen enthält außerdem eine Liste bzw. einen Speicher, in dem Hinweise auf einen Satz (und erforderlichenfalls Kommunikationspfade dorthin) zugehöriger Ausrüstungsmodulobjekte 566 mit den Bezeichnungen Acid1, Acid2, Alkali1, Alkali2, Water_Hdr1 etc., die aus dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 erzeugt wurden, enthalten sind. Das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für Zumessungen verfügt außerdem über einen Satz von Methoden 570, der eine Änderungsmanagementmethode enthält, die in Verbindung mit dem globalen Parameter 572 und/oder den objektbasierten Änderungsparametern 574 genutzt werden kann, um die Weitergabe von Änderungen an die Ausrüstungsmodulobjekte 566 zu kontrollieren. Das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für Zumessungen enthält außerdem einen globalen Sicherheitsparameter 580 sowie objektbasierte Sicherheitsparameter 582. Die Änderungs- und Sicherheitsparameter 572, 574, 580 und 582 wirken generell wie im Hinblick auf die Änderungs- und Sicherheitsparameter des Einheiten-Modulklassenobjekts 410 der 6 beschrieben, und können auf beliebige der Elemente des Steuerungs-Modulklassenobjekts 416 einschließlich der Anweisungen 564 Anwendung finden. Außerdem lassen sich sowohl die Änderungs- als auch die Sicherheitsparameter innerhalb des Modulklassenobjekts (und somit innerhalb der aus diesem erzeugten Modulobjekte) abweichend von der hierin getrennt beschriebenen global oder auf Objekt- bzw. Elementebene getroffenen Einstellung in beliebiger Weise setzen. Wenn gewünscht, können die Änderungs- und Sicherheitsparameter eines Modulklassenobjekts oder eines jeden daraus erzeugten Modulobjekts mittels einer Gruppenkonfigurierungsapplikation oder eines gebräuchlichen Programms, beispielsweise eines Tabellenkalkulationsprogramms, gesetzt oder konfiguriert werden, so dass es einem Konfigurierungstechniker möglich ist, die verschiedenen Modifikations- und Sicherheitsparameter für das gesamte Modulklassenobjekt oder für ein Modulobjekt in einfacher und unkomplizierter Weise zu setzen bzw. zu spezifizieren.
Wenn gewünscht, kann das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 Referenzen wie beispielsweise URLs oder andere Verweise auf Dokumentation enthalten, die für das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt gespeichert oder diesem zugeordnet ist, einschließlich Dokumentation, welche der dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 zugehörigen Ausrüstung oder beliebigen Unterelementen der Ausrüstung zugeordnet ist. Solche Verweise sind in 7 als Referenzen 599 dargestellt. Ebenso kann jeder der Algorithmen des Ausrüstungs-Modulklassenobjekts 416, beispielsweise jeder der Algorithmen 564, verschlüsselt sein oder über einen zugeordneten Sicherheitsparameter verfügen, der die Algorithmen 564 verschlüsselt oder entschlüsselt. Eine solche Verschlüsselung oder Entschlüsselung kann, wenn gewünscht, durch eine Methode 570 erfolgen.
Um die Prozessanlage 10 zu konfigurieren, legt ein Konfigurierungstechniker die erforderlichen Einheiten-, Ausrüstungs-, Steuerungs- und Display-Modulklassenobjekte in einer der Konfigurationsapplikation 50 (1) zugeordneten Bibliothek an. Der Konfigurierungstechniker kann, wenn gewünscht, mit den Objekten mit jeweils geringerem Umfang beginnen, beispielsweise mit den Steuerungs- und Modulklassen, anschließend die Modulklassenobjekte für die Objekte mit größerem Umfang entwickeln, wie z.B. die Ausrüstungs- und Einheiten-Modulklassenobjekte, die die Objekte mit geringerem Umfang verwenden oder auf diese Bezug nehmen können. Danach kann der Konfigurierungstechniker die Modulklassenobjekte wie erforderlich auswählen oder spezifizieren, um tatsächliche Modulobjekte entsprechend den gewählten Modulklassenobjekten für jede der Prozessentitäten innerhalb der Anlage zu erzeugen. Bei der Konfigurierung mehrfach vorhandener Ausrüstungskomponenten erzeugt der Konfigurierungstechniker ein Modulobjekt für jede Instanz der mehrfach vorhandenen Ausrüstungskomponenten aus dem jeweils gleichen Modulklassenobjekt. Daher kann der Konfigurierungstechniker für die Reaktoren der 1 ein Einheiten-Modulklassenobjekt für Reaktoren erzeugen (was die Erzeugung der anderen Modulklassenobjekte beinhaltet, auf die das Einheiten-Modulklassenobjekt für die Reaktoren Bezug nimmt, wenn solche Modulklassenobjekte nicht bereits in der Bibliothek vorhanden sind). Danach kann der Konfigurierungstechniker den Prozess konfigurieren, indem er für jeden der Reaktoren Reactor_01, Reactor_02 und Reactor_03 der 1 ein Einheitenmodulobjekt für Reaktoren aus dem Einheiten-Modulklassenobjekt für Reaktoren erzeugt.
Nach der Erzeugung eines oder mehrerer Modulobjekte aus einem Modulklassenobjekt kann der Konfigurierungstechniker die Modulobjekte (einschließlich der Unterobjekte oder der durch Referenz einbezogenen Objekte) mit den spezifischen Ausrüstungskomponenten der Anlage verknüpfen. Da die Einheitenmodulobjekte einem einzigen Einheiten-Modulklassenobjekt zugeordnet sind, können die Aliasnamen, Parameter und andere Variable für die verschiedenen Einheitenmodulobjekte gemeinsam mittels beispielsweise einer Gruppenverarbeitungsapplikation wie z.B. einem Tabellenkalkulationsprogramm spezifiziert werden. Selbstverständlich spezifiziert der Konfigurierungstechniker eigentlich bei der Verknüpfung der Modulobjekte mit bestimmten Ausrüstungskomponenten die Steuervariablen und Kommunikationspfadnamen, die von den Steuerungsroutinen oder den Steuerungsmodulen in den Steuerungsgeräten 12 genutzt werden, um Steuerungsaktivitäten im Betrieb der Prozessanlage 10 auszuführen, oder die Displayvariablen, die von den Displayroutinen im Betrieb der Prozessanlage 10 beispielsweise in den Workstations 14 verwendet werden. Nachdem die Maßnahmen zur Verknüpfung abgeschlossen sind, kann der Konfigurierungstechniker die gebundenen Steuerungsroutinen in die Steuerungsgeräte 12 und die gebundenen Displayroutinen in die Workstations 14 laden.
8–16 zeigen Bildschirmdarstellungen, die von der Konfigurationsapplikation 50 der 1 erzeugt werden können, wenn der Konfigurierungstechniker bei der Konfigurierung Modulklassenobjekte erzeugt und verwendet, um die Prozessanlage 10 zu konfigurieren. Wie zu erkennen ist, enthalten die meisten der Bildschirmdarstellungen der 8–16 ein Explorer-Fenster im linken Bildschirmteil, in dem anhand einer Baumstruktur die Konfiguration der Prozessanlage 10 wiedergegeben ist. Ebenso enthalten die meisten der Bildschirmdarstellungen der 8–16 ein oder mehrere Informationsfenster im rechten Bildschirmteil. Die Informationsfenster stellen weitere Information über im Explorer-Fenster ausgewählte Elemente bereit. Die Information, die einem Nutzer zur Anzeige gebracht oder die von einem Nutzer in den Informationsfenstern geändert werden kann, kann mittels der Änderungs- und Sicherheitsparameter 534, 536, 538, 540, 572, 574, 580 und 582 der 6 und 7 festgelegt werden, die für jedes der verschiedenen Modulklassenobjekte oder deren Unterelemente gesetzt werden. Folglich kann ein bestimmtes Element des Explorer-Fensters anhand der Änderungs- und Sicherheitsparameter, die im Modulklassenobjekt gesetzt sind, für einen Nutzer einsehbar und/oder veränderbar dar gestellt und an die im Explorer-Fenster aufgeführten Modulobjekte weitergegeben werden. Wie weiter oben ausgeführt, kann Information selbstverständlich als grundsätzlich versteckt, als nach entsprechender Passwort- oder Sicherheitscodeeingabe eines Nutzers einsehbar oder veränderlich, als stets einsehbar aber unveränderlich, als stets einsehbar und veränderlich oder unter jeder beliebigen anderen Konfiguration dieser oder anderer Sicherheits- und Änderungsparameter gehalten werden. Wenn gewünscht, kann außerdem die Einsehbarkeit oder Veränderbarkeit eines Elements im Explorer-Fenster durch Hervorhebung, Abschattierung, Farbgebung oder beliebige andere Techniken angezeigt werden, um dem Nutzer Hinweise zu geben, welche Elemente in detaillierter Form dargestellt oder verändert werden können.
In 8 enthält eine Bildschirmdarstellung 600 einen Abschnitt mit einem Explorer-Konfigurationsfenster 602, das auf der linken Seite des Display gezeigt ist. Der Abschnitt des Explorer-Fensters 602 zeigt eine Bibliothek, in der eine Vielzahl von Modulklassenobjekten gespeichert ist, einschließlich Einheiten-Modulklassenobjekten 604, Ausrüstungs-Modulklassenobjekten 606 und Steuerungs-Modulklassenobjekten 608. Ein Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren (das dem Einheiten-Modulklassenobjekt 410 der 6 entsprechen kann) ist in der Einheiten-Modulklassenbibliothek 604 gespeichert und enthält eine Vielzahl von Unterelementen einschließend die Phasenklassenobjekte Dose, Mix, Drain und Flush und die Ausrüstungs-Modulklassenobjekte Acid, Alkali, Water und Outlet, Steuerungs-Modulklassenobjekte Water_in und Level_Meter und weitere gewünschte Elemente. Somit enthält entsprechend der Definiton in der Einheiten-Modulklassenbibliothek 604 das Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren Angaben zu Phasenklassen sowie Angaben zu Ausrüstungs-Modulklassenobjekten und Steuerungs-Modulklassenobjekten. Da im Bildschirm 600 das Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren angewählt ist, sind dessen Elemente im rechten Teil 612 des Bildschirms 600 in detaillierterer Form aufgelistet.
Des Weiteren enthält die Ausrüstungs-Modulklassenbibliothek 606 ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Totalizer 614 (das dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 416 für Zumessungen in 7 entsprechen kann) und ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Reactor_Outlet 616. Das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Totalizer 614 enthält drei verschiedene Abschnitte eines Algorithmus (z.B. einen der Algorithmen 564 der 7) mit den Bezeichnungen Command_00001, Command_00002 und Command_00003. Das Modulklassenobjekt 614 enthält außerdem Referenzen zu Steuerungsmodulobjekten mit den Bezeichnungen Coarse_Valve und Fine_Valve (bei denen es sich um Steuerungs-Modulklassenobjekte für Absperrelemente handelt) und Flow Meter (bei dem es sich um ein Steuerungs-Modulklassenobjekt für Durchflussmesser handelt). Weiter enthält das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Reactor_Outlet 616 einen zustandsgesteuerten Algorithmus, der verschiedene Statusmodule mit den Bezeichnungen State_00001, State_00002 und State_00003, Module mit den Bezeichnungen Target, Drive, Monitor und Readback, und Steuerungsmodulobjekte für Ventile mit den Bezeichnungen Outlet, Drain und Product umfasst (wobei es sich bei den letzteren um Verweise oder Referenzen auf Modulblöcke des Typs Steuerungs-Modulklassenobjekt für Absperrelemente handeln kann, die die Bezeichnungen Outlet, Drain und Product tragen, oder wobei diese auch einfach nur Objekte sein können). Bei den befehls- und zustandsgesteuerten Algorithmen, die den Modulklassenobjekten Totalizer 614 und Reactor_Outlet 616 zugeordnet sind, kann es sich um beliebige, wie gewünscht aufgebaute Routinen handeln, die auf Steuerungsmodulobjekte innerhalb des Ausrüstungs-Modulklassenobjekts Bezug nehmen können, die in Verbindung mit den betreffenden Anweisungen verwendet werden sollen. Insbesondere können die CDA- und SDA-Anweisungsalgorithmen der Ausrüstungs-Modulklassenobjekte Ausdrücke oder Maßnahmen enthalten, die auf Steuerungsmodule (oder andere Ausrüstungsmodule) Bezug nehmen, indem sie die Bezeichnungen der Module übernehmen, um anzugeben, welche Ausrüstungskomponente bei der Ausführung des Algorithmus zu manipulieren ist. Die Verwendung des Namens des Steuerungsmoduls (oder eines anderen Ausrüstungsmoduls) innerhalb der Algorithmen spezifiziert das Steuerungsmodulobjekt, auf das vom Ausrüstungsmodulobjekt, in dem sich der Algorithmus befindet, Bezug genommen wird bzw. das diesem zugeordnet ist, und die spezifischen Bezeichnungen werden eingebunden oder instantiiert, wenn das Ausrüstungsmodulobjekt aus dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt erzeugt wird.
9 zeigt einen Konfigurationsbildschirm 620, in dem das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Totalizer 614 expandiert dargestellt ist, um die damit verbundene Ablauflogik aufzuzeigen, die die anweisungsgesteuerten Algorithmen mit den Bezeichnungen Command_00002, Command_00003 und Command_00099 enthält. Im rechten Teil 622 des Bildschirms 620 sind detailliertere Angaben zu den Routinen der Ablauflogik enthalten.
Insbesondere handelt es sich bei Command_00002 um eine Routine für die exakte Zumessung, die für die Steuerung des exakten oder feinen Stroms der Zumessung genutzt wird. Command_00003 ist eine Routine für die Grobzumessung, die genutzt wird, um den schnellen Strom der Zumessung zu steuern bzw. durch diesen zu befüllen, und Command_00099 ist eine Rücksetzroutine, die die Zumessung zurücksetzt. Der Block mit der Bezeichnung Monitor im Bildschirm 620 ist ein der Ablauflogik zugeordneter Funktionsblock, der Überwachungsaktivitäten bereitstellt. Wie aus 8 und 9 hervorgeht, hat jedes der Elemente innerhalb der Modulklassenobjekte der Bibliotheken 604, 606 und 608 Unterobjekte und Unterelemente, und in einigen oder allen Fällen nehmen die Unterelemente Bezug auf oder übernehmen Steuerungsroutinen oder Displayroutinen, die im Betrieb der Prozessanlage 10 von einem Computer wie beispielsweise einem Steuerungsgerät oder einer Workstation auszuführen sind. Die Steuerungs- und Displayroutinen und die sonstigen Bezugnahmen auf Ausrüstungskomponenten innerhalb der Modulklassenobjekte sind jedoch generischer Natur, so dass sie mit keinen bestimmten tatsächlichen Ausrüstungskomponenten der Prozessanlage 10 verknüpft oder verbunden sind.
10 zeigt eine weitere Bildschirmausgabe 630, die die Details der Routine Command_00002 in der Ablauflogik des Ausrüstungs-Modulklassenobjekts Totalizer 614 aufzeigt. Wie in einem Pop-up-Fenster 632, das von einem Editor 634 zur Programmierung sequentieller Funktionspläne erzeugt wird, zu erkennen ist, enthält die Routine Command_00002 eine Folge von Schritten, wobei jeder Schritt eine Folge von Maßnahmen umfasst. Nur die erste Maßnahme (A1) des ersten Schritts (S1) der Routine Command_00002 ist im Fenster 632 dargestellt. Dabei ist anzumerken, dass die erste Maßnahme des ersten Schritts der Routine Command_00002 den Parameter Reset des Steuerungsmodulobjekts Flow_Meter auf "True" setzt, und anschließend auf Basis der Zustände der Variablen SP den Parameter Target_State des Steuerungsmodulobjekts (oder Modulblocks) Coarse_Valve auf "Valve:Open" und den Parameter Target_State des Steuerungsmodulobjekts (oder Modulblocks) Fine_Valve auf "Valve:Open" setzt. Es versteht sich von selbst, dass dieser Abschnitt der Routine Command_00002 auf die Steuerungsmodulobjekte (oder Modulblöcke) Flow_Meter, Coarse_Valve und Fine_Valve Bezug nimmt, die an diesem Punkt in generischer Form dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Totalizer zugeordnet sind, dass aber die Routine Command_0002 jedes aktuellen Ausrüstungsmodulobjekts für Zumessungen, das aus dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt für Zumessungen erzeugt wurde, auf die tatsächliche Bezeichnung des Steuerungsmodulobjekts Bezug nehmen wird, das mit dem oder als Teil des Ausrüstungsmodulobjekts für Zumessungen erzeugt wurde.
11 ist eine Bildschirmdarstellung 640, die Details eines Steuerungsalgorithmus zeigt, der der Phasenklasse Dose 642 zugeordnet ist, die vom Einheiten-Modulklassenobjekt Reaktor 610 der 8 verwendet werden oder auf die dieses Bezug nehmen kann. Insbesondere enthält die Phasenklasse Dose 642 einen Satz verschiedener allgemeiner Steuerungsmaßnahmen, zu denen Abort, Fail, Hold, Restart und Run gehören. Die mit der Maßnahme Run verbundene Logik (als Run_Logic bezeichnet) umfasst eine Folge von Schritten, die im Bildschirmabschnitt 644 als Step 1 (S1), Step 2 (S2) und Step 3 (S3) bezeichnet sind, außerdem zwei Übergänge (Transitions) T1 und T2 und einen Abschluss (Termination). Ein Editor für sequentielle Funktionspläne 646 liefert eine grafische Darstellung der Schritte und der Übergänge in Form eines Blockdiagramms. Ein Pop-up-Schirm 648 bringt die tatsächliche, mit Action 1 (A1) von Step 1 (S1) verbundene Steuerlogik zur Ausgabe. Insbesondere enthält die Ablauflogik im Fenster 648, bei dem es sich um einen Logikeditor handelt, die Maßnahmen für die Zuteilung des gemeinsam genutzten Wasservorlaufs für den Reaktor, das Öffnen des Ventils water_in und das anschließende Rücksetzen aller dem Reaktor zugehörigen Zumessungen.
Da die Phasenklasse Dose unabhängig vom Reaktor geschrieben ist, verwendet sie Aliasnamen für den Bezug auf Ausrüstungskomponenten, die zur Laufzeit oder zu einem früheren Zeitpunkt spezifiziert werden, die aber selbstverständlich nicht im Einheiten-Modulklassenobjekt für Reaktoren spezifiziert werden. Jedoch beziehen sich die Referenzen auf tatsächliche Vorrichtungen oder andere Prozesselemente, die im Steuerungsalgorithmus 648 verwendet werden, auf solche Vorrichtungen, die innerhalb des gleichen Modulklassenobjekts vorliegen, in diesem Fall im Einheiten-Modulklassenobjekt für Reaktoren. In der Steuerungsroutine 648 werden Aliasnamen mit dem Symbol # versehen, so dass #WATER_IN# ein Aliasname für das Steuerungsmodul water_in im gleichen Modul ist, d.h. im Einheiten-Modulklassenobjekt 610. In gleicher Weise beziehen sich die Bezeichnungen #WATER#, #ACID# und #ALKALI# auf die Zumessungs-Modulblöcke Water, Acid und Alkali im Einheiten-Modulklassenobjekt Reaktor 610. Selbstverständlich ist klar, dass die Ausrüstungs-Modulklassenobjekte für Zumessungen und Reaktorauslass und das Steuerungs-Modulklassenobjekt für Absperrventile dem Einheiten-Modulklassenobjekt für Reaktoren durch entsprechende Ausrüstungsmodulobjekte für Zumessungen und Reaktoren (mit beispielsweise den Bezeichnungen Alkali1, Acid1 etc.) und Steuerungsmodulobjekte für Absperrventile (mit beispielsweise den Bezeichnungen Coarse_Valve1, Fine_Valve1, Outlet1 etc.) zugeordnet sind und auf diese Weise logische Teile des betreffenden Einheitenklassenobjekts werden.
12 zeigt eine Bildschirmausgabe 650, in der das Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Reactor_Outlet 616 detaillierter dargestellt ist. Die dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Reactor_Outlet 616 zugeordnete Struktur Run Logic ist in einem Bildschirmabschnitt 652 gezeigt und umfasst die Elemente Drive, Monitor und Readback, und insbesondere einen zustandsgesteuerten Algorithmus mit vier separaten Statusmodulen, die zur Steuerung der Ventile dienen, die dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Reactor_Outlet 616 zugeordnet sind. Der rechte Bildschirmabschnitt 654 enthält Einzelheiten zu den Unterelementen von Drive mit den Bezeichnungen Drain_SP, Outlet_SP und Product_SP entsprechend den Steuerparametern in den Steuerblöcken oder Kontrollmodulen, die zum Öffnen oder Schließen der tatsächlichen Ventile verwendet werden, und außerdem die Kommunikationspfadspezifikationen für jedes Steuerungsmodul Target_State in den Modulblöcken mit den Bezeichnungen Drain, Outlet und Product. Eine Rücklesepfadspezifikation stellt den Kommunikationspfad für den Readback-Parameter von Current_State in jedem der Modulblöcke Drain, Outlet und Product bereit, außerdem werden die Zustände der Ventile für die verschiedenen Zustände der Ausrüstungskomponente Reactor_Outlet angegeben. Demgemäß zeigen die Einzelheiten zu Drive im Bildschirmabschnitt 654, dass bei Reactor_Outlet 616 im geschlossenen Zustand die Entleerungs-, Auslass- und Produktventile alle geschlossen sind, dass während des Entleerungsvorgangs (Draining) die Entleerungs- und Ablassventile geöffnet sind, während das Produktventil geschlossen ist, und dass während des Abziehens des Produkts (Releasing Product) das Entleerungsventil geschlossen ist und das Ablass- und das Produktventil geöffnet sind. Es ist klar, dass die Bildschirmausgabe 650 der 12 nur eine Art und Weise der Darstellung der zustandsgesteuerten Steuerlogik für ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt ist, und dass ebenso gut jede gewünschte andere Art und Weise gewählt werden kann.
Wenn gewünscht, können selbstverständlich diese oder ähnliche Bildschirme wie die Bildschirme 9–12 von einem Konfigurierungstechniker zur Erzeugung und zur Spezifizierung von Steuerungsalgorithmen innerhalb der Dose- oder anderen Phasenklassen verwendet werden, oder auch für beliebige der anderen Module, wie z.B. Einheiten-Modulklassenobjekte, Ausrüstungs-Modulklassenobjekte und Display-Modulklassenobjekte, um auf diese Weise jedes gewünschte Modulklassenobjekt zu erzeugen.
Nach dem Erzeugen eines oder mehrerer Modulklassenobjekte wie oben beschrieben kann der Konfigurierungstechniker anschließend diese Modulklassenobjekte verwenden, um Elemente innerhalb der Prozessanlage 10 zu konfigurieren. 13 zeigt eine Bildschirmausgabe 660, die eine hierarchische Darstellung 661 aufweist, in der eine Systemkonfiguration 662 der Prozessanlage 10 zur Anzeige gebracht wird. Die Systemkonfiguration 662 enthält einen Abschnitt mit der Bezeichnung Control Strategies 664, der die Steuerungsstrategien für die Prozessanlage 10 und insbesondere für die Nutzung bei der Steuerung der Prozessobjekte der Prozessanlage 10 spezifiziert. Die Steuerungsstrategien 664 sind in logische Gruppierungen unterteilt, beispielsweise entsprechend den physikalischen Bereichen der Anlage 10. Ein Bereich Area_A 665 ist im Fenster 661 wiedergegeben. Area_A 665 umfasst eine Sektion zur Salzherstellung 666 mit der Bezeichnung Salts, die eine Vielzahl von Strukturen oder Beispielen für mehrfach vorhandene Ausrüstungskomponenten enthalten kann, die für die Salzherstellung genutzt werden.
Um den Abschnitt der Anlage 10 zur Salzherstellung zu konfigurieren, kann der Konfigurierungstechniker das Einheiten-Modulklassenobjekt für den Reaktor 610 aus der Einheiten-Modulklassenbibliothek 604 der 8 wählen und dieses durch Ziehen oder auf andere Weise unter die Überschrift Salts 666 kopieren, um eine Instanz eines Reaktors entsprechend der durch das Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren spezifizierten Form zu erzeugen. Dieser Reaktor ist in 13 als das Einheitenmodulobjekt Reactor_1 668 wiedergegeben. Die Konfigurationsapplikation 50 kann das Einheitenmodulobjekts Reactor_1 668 automatisch auf Basis des Einheiten-Modulklassenobjekt, aus dem es erzeugt wurde, benennen, und zwar in einer Art und Weise, die die Eindeutigkeit innerhalb des Konfigurierungssystems sicherstellt. Wie in 13 gezeigt, enthält das Einheitenmodulobjekt Reactor_1 668 ein Ausrüstungsmodulobjekt für Zumessungen Acid_1, ein Ausrüstungsmodulobjekt für Zumessungen Alkali_1, und ein Ausrüstungs modulobjekt Outlet_2, die den Modulklassenobjekten für Säure, Alkali und Auslassventile entsprechen, die im Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren spezifiziert sind. Außerdem umfasst das Einheitenmodulobjekt Reactor_1 668 Einheitenphasen Dose, Drain, Flush und Mix (aus den Phasenklassen abgeleitet) gemäß der Spezifikation durch das Modulklassenobjekt 610. Ein Modul mit der Bezeichnung Aliases stellt eine Aliasauflösungstabelle bereit, die die Zuordnung der Aliasnamen enthält, die von der Steuerungsroutine an beliebigen Stellen des Einheitenmodulobjekts Reactor_1 668 verwendet werden. Durch die Aliasauflösungstabelle im Einheitenmodulobjekt Reactor_1 668 ist es möglich, die Steuerungsroutinen vor der oder zur Laufzeit zu analysieren, um sie einer bestimmten Ausrüstungskomponente innerhalb der Prozessanlage 10 zuzuordnen. Die Verwendung von Einheitenphasen und Aliastabellen ist detailliert in der US-Patentschrift Nr. 6,385,496 beschrieben, die für die Anmelderin dieses Patents angemeldet wurde, und die hierin ausdrücklich durch Referenz einbezogen ist. Außerdem enthält das Einheitenmodulobjekt Reactor_1 668 Modulobjekte Water_HDR1 und Water_In, die dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt für die Wasserzumessung entsprechen, auf die im Einheitenklassenobjekt Reactor 610 und im Steuerungs-Modulklassenobjekt für Absperrventile Water_In des Einheitenklassenobjekts Reactor 610 Bezug genommen wird. Selbstverständlich kann die Konfigurationsapplikation 50 wiederum automatisch das Bezeichnungsschema, das für die Elemente des Einheitenmodulobjekts Reactor_1 688 verwendet wurde, auf Basis der Namen der entsprechenden Elemente im Einheiten-Modulklassenobjekt Reactor 610 bereitstellen, aus dem die einzelnen Elemente des Einheitenmodulobjekts Reactor_1 668 erzeugt wurden, und zwar in einer Art und Weise, die die Eindeutigkeit innerhalb der Konfigurierungsstrategie sicherstellt.
Aus der Erläuterung unter Bezug auf das Einheiten-Modulklassenobjekt Reactor 610 geht hervor, dass Water_HDR1 ein gemeinsam genutzter Wasserheader ist (entsprechend dem Wassereinlassventilsystem 110 der 1). Deshalb wird ein separates Ausrüstungsmodulobjekt unter dem Eintrag Salts 666 mit der Bezeichnung Water HDR1 670 bereitgestellt. Selbstverständlich kann der Konfigurierungstechniker das Modulobjekt Water_HDIR1 670 aus dem Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 614 für Zumessungen der 8 erzeugen, indem er das Element durch Kopieren oder Ziehen in das Bildschirmfenster 661 kopiert. Wie hierbei zu erwarten, umfasst der gemeinsam genutzte Wasservorlauf Water_HDR1 670 in der Darstellung spezielle Steuerungsmodulobjekte für Absperrventile (mit den Bezeichnungen Coarse_Valve4 und Fine_Valve4) und ein spezielles Steuerungsmodulobjekt für einen Durchflussmesser (mit der Bezeichnung Flow_Meter4), die den Steuerungs-Modulklassenobjekten Coarse_Valve, Fine_Valve und Flow Meter des Ausrüstungs-Modulklassenobjekt 614 für Zumessungen der 8 entsprechen. Außerdem bezieht sich die Referenz Water_HDR1 im Modulobjekt Reactor_1 688 auf das Ausrüstungsmodulobjekt Water_HDR1 670.
Selbstverständlich können beliebige der Ausrüstungs- oder Steuerungsmodule innerhalb eines Einheiten-Modulklassenobjekts als gemeinsam genutzt oder als nicht gemeinsam genutzt gekennzeichnet werden. Ein nicht gemeinsam genutztes Modulobjekt ist vollständig dem übergeordneten Modulobjekt zugehörig, in dem das nicht gemeinsam genutzte Modulobjekt erzeugt wurde. Ein gemeinsam genutztes Modulobjekt ist mehreren übergeordneten Modulobjekten zugehörig oder diesen zugeordnet. Die Eigenschaft gemeinsam genutztes bzw. nicht gemeinsam genutztes Modulobjekt wirkt sich auf die Anzeige des Modulobjekts im Explorerfenster aus. Insbesondere bewirkt die Kennzeichnung als nicht gemeinsam genutztes Modulobjekt, dass das Modulobjekt nur unter dem übergeordneten Modulobjekt innerhalb der Steuerungsstrategie aufgelistet wird, während eine Kennzeichnung als gemeinsam genutztes Modulobjekt dazu führt, dass der gemeinsam genutzte Modulblock bzw. das Modulobjekt unter jedem der übergeordneten Modulobjekte aufgelistet wird, die das Element gemeinsam nutzen, und außerdem als eigenständiges Modulobjekt in der Explorerhierarchie eingetragen wird.
Es ist klar, dass der Konfigurierungstechniker innerhalb der Sektion Control Strategies 664 des Konfigurierungssystems eine Steuerungsstrategie für einen vollständigen Reaktor erzeugen kann, indem er einfach ein Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren kopiert und damit ein weiteres erzeugt (das Einheitenmodulobjekt Reactor 668), das über alle Elemente verfügt, die im Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren spezifiziert sind. Die einzelnen Einheiten und insbesondere die Steuerungselemente des Einheitenmodulobjekts Reactor 668 können jedoch mit bestimmten Objekten innerhalb der Prozessanlage 10 verknüpft oder verbunden werden, indem Bezeichnungen für Eingänge/Ausgänge verwendet werden, die von Modulobjekt zu Modulobjekt variieren, wobei ein Dialogfenster zur Konfigurierung verwendet wird, das aufgebaut werden kann, damit ein Konfigurierungstechniker die Art und Weise spezifizieren kann, in der die Modul objekte in die Prozessanlage eingebunden werden. Wie weiter oben verdeutlicht, ist das erzeugte Modulobjekt Reactor 668 immer noch mit dem Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren verbunden und diesem zugehörig, so dass Änderungen, die am Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren vorgenommen werden, wenn gewünscht automatisch auf das Modulobjekt Reactor_1 668 übertragen werden und somit auch in diesem zur Verfügung stehen. In jedem Fall kann der Konfigurierungstechniker die erzeugten Modulobjekte verändern oder individuell anpassen, z.B. das Modulobjekt Reactor_1 668, so dass Änderungen am Stamm-Modulklassenobjekt akzeptiert oder zurückgewiesen werden, und zwar entweder auf einer globalen (objektweiten) Basis oder auf einer Basis von Element zu Element.
Der rechte Abschnitt 672 des Bildschirms 660 zeigt bzw. listet die Parameter, Alarme etc. auf, die mit jedem der Elemente im Modulobjekt Reactor_1 668 (da dieses das in der Sektion 661 angewählte Element ist) verbunden sind, und außerdem die damit verbundenen Ventile, Filter und weitere Informationen. Selbstverständlich kann der Konfigurierungstechniker diese Daten für jedes der Elemente des Modulobjekts Reactor_1 668 wie gewünscht ändern oder spezifizieren, um so einzelne Modulobjekte, die aus dem Modulklassenobjekt erzeugt wurden, in jeder gewünschten Weise anzupassen.
14 zeigt eine Bildschirmausgabe 680, die die Konfiguration des Ausrüstungsmodulobjekts Acid1 682 des Einheitenmodulobjekts Reactor_1 668 verdeutlicht. Da das Ausrüstungsmodulobjekt Acid1 682 in 14 angewählt ist, sind die Elemente desselben in rechten Abschnitt 684 des Bildschirms 680 aufgezeigt. Diese Elemente umfassen Steuerungsmodulobjekte Coarse_Valve1, Fine_Valve1 und Flow_Meter1 und offengelegte Parameter.
Ein Pop-up-Fenster 686 stellt Information bezüglich der Untermodulobjekte bereit, die dem Ausrüstungsmodulobjekt Acid1 zugeordnet sind, und ebenso hinsichtlich der Modulklasse, aus der diese herstammen bzw. erzeugt wurden. Insbesondere gehört das Ausrüstungsmodulobjekt Acid1 zum Ausrüstungs-Modulklassenobjekt Totalizer, die Modulobjekte Coarse_Valve1 und Fine_Valve1 gehören zum Steuerungs-Modulklassenobjekt On_Off_Valve für Absperrventile aus der Bibliothekssektion 608 der 8 und das Modulobjekt Flow_Meter1 für Durchflussmesser gehört zum Steuerungs-Modulklassenobjekt Flow Meter in der Bibliothekssektion 608 der 8.
Das Pop-up-Fenster Acid1 Configuration 686 weist Reiter mit den Bezeichnungen Parameters, IO (Eingabe/Ausgabe), Alarms und Fieldbus auf. Der Reiter Parameters kann dazu dienen, die Parameter eines jeden der Elemente der Zumessung Acid1 des Modulobjekts Reactor_1 668 zu spezifizieren oder einzusetzen. Der Reiter IO dient zur Spezifizierung der Ein/Ausgabeverbindungen zwischen den Elementen des Modulobjekts für die Zumessung Acid1 682 des Modulobjekts Reactor_1 668, um die einzelnen Elemente mit den aktuellen Komponenten der Prozessanlage 10 zu verknüpfen. Wenn gewünscht, können diese Verknüpfungen mit Hilfe eines Tabellenkalkulationsalgorithmus bzw. -programms entsprechend 15 spezifiziert werden, um die Verbindungen zwischen allen Elementen eines Modulobjekts (auf jeder Ebene) und den aktuellen Elementen innerhalb der Prozessanlage 10 auf einer globalen oder umfassenden Basis zu spezifizieren. Das Tabellenschema 688 der 15 liefert eine tabellarische Ansicht, die es einem Konfigurierungstechniker ermöglicht, die Grobventile verschiedener Ausrüstungsmodule für Zumessungen insgesamt mit den Ausrüstungskomponenten der Prozessanlage 10 zu verbinden. In diesem Fall sind die Pfadnamen IO_Out und IO_Readback für die Ventile mit den Bezeichnungen VLV-101A, VLV201A, VLV-301A und VLV-401A spezifiziert. Wenn dies gewünscht ist, können jedoch auch verschiedene Elemente des gleichen Moduls gemeinsam spezifiziert werden.
Der ebenfalls in 14 gezeigte Reiter Alarms des Pop-up-Fensters 686 kann dazu dienen, Alarme in Verbindung mit dem Modulobjekt Acid_1 zu spezifizieren oder zu konfigurieren, mit dem Reiter Fieldbus können Verbindungen zu einzelnen Fieldbus-Vorrichtungen wie erforderlich eingerichtet werden. Selbstverständlich können ähnliche Konfigurierungsbildschirme für andere Modulobjekte innerhalb des Modulobjekts Reactor_1 668 oder für das gesamte Modulobjekt Reactor_1 668 eingesetzt werden. Ebenso können die gleichen oder ähnliche Konfigurierungsbildschirme für andere Modulobjekte verwendet werden. Es ist klar, dass die Konfigurierungsbildschirme auf jeder Ebene der Modulobjekte einschließlich der Einheitenmodulebene, der Ausrüstungsmodulebene, der Steuerungsmodulebene etc. ausgegeben und genutzt werden können.
16 zeigt eine Bildschirmausgabe 690, die eine Explorer-Darstellung 661 des Konfigurierungssystems für die Prozessanlage 10 enthält, in der der Konfigurierungstechniker ein weiteres Modulobjekt 692 für Reaktoren mit der Bezeichnung Reactor_1_1 hinzugefügt hat, das aus dem Einheiten-Modulklassenobjekt 610 für Reaktoren der 8 kopiert oder erzeugt wurde. Selbstverständlich kann der Konfigurierungstechniker bei der Erzeugung des Modulobjekts Reactor_1_1 692 abweichende Parameter, abweichende Verknüpfungen zu anderen Vorrichtungen und sogar abweichende Steuerungsroutinen spezifizieren, die in den einzelnen Unterelementen zur Anwendung kommen sollen. Wie 16 zeigt, enthält das Modulobjekt Reactor_1_1 Unterobjekte für jedes der Ausrüstungs-Modulklassenobjekte innerhalb des Einheiten-Modulklassenobjekts 610 für Reaktoren der 8, die Ausrüstungsmodulobjekte Acid2, Alkali2 und Outlet4 umfassen. Das Modulobjekt Reactor_1_1 enthält außerdem Steuerungsmodulobjekte Water_In2 und Level_Meter2, eine Referenz zu den gemeinsam genutzten Ausrüstungmodulobjekten mit den Bezeichnungen Water_HDR1 und den Einheitenphasen Dose, Drain, Flush und Mix. Die nur dem Modulobjekt Reactor_1_1 692 zugeordneten Unterobjekte tragen eindeutige Bezeichnungen, während die gemeinsam genutzten Einheiten wie beispielsweise das Modulobjekt Water_HDR1 durch die Bezeichnung des gemeinsam genutzten Wasserheaders Water ergänzt ist.
Es ist klar, dass der Konfigurierungstechniker in entsprechender Weise auch die Einheiten-Modulklassenobjekte, die Ausrüstungs-Modulklassenobjekte, die Steuerungs-Modulklassenobjekte und die Display-Modulklassenobjekte für Einheiten, Ausrüstungen, Steuerungselemente und Displayelemente innerhalb der Prozesssteuerungsumgebung entsprechend den jeweils beschriebenen Prinzipien nutzen kann. Außerdem ist klar, dass die Nutzung dieser Modulklassenobjekte, die von sehr differenzierter Art sein können, dem Konfigurierungstechniker deutliche Vorteile bei der Erzeugung einer Konfiguration bietet, da der Techniker nicht jedes individuelle Steuerungselement einzeln erzeugen oder jedes individuelle Steuerungselement einzeln aus einem Steuerungstemplate kopieren muss, sondern Modulklassenobjekte verwenden kann, die auf immer höherer Ebene oder mit immer größerem Umfang bereitgestellt werden, um immer umfassendere Konfigurationselemente für die Konfigurierung der Prozessanlage 10 zu erzeugen.
Außerdem kann der Konfigurierungstechniker Änderungen an den Elementen der Konfiguration verschiedener Prozessentitäten auf einer globalen Basis vornehmen, indem er ein oder mehrere der Einheiten-Modulklassenobjekte ändert und dabei die Übertragung dieser Änderungen auf jedes der Modulobjekt zulässt, die aus dem Einheiten-Modulklassenobjekt erzeugt wurden und diesem zugeordnet sind. Dieses Merkmal macht Änderungen innerhalb der Konfiguration, die nach der eigentlichen Erzeugung der Konfiguration notwendig werden, einfacher und weniger zeitraubend. Darüber hinaus kann der Konfigurierungstechniker eine Zugriffsebene für verschiedene Elemente oder Komponenten innerhalb der Konfigurierungssystems spezifizieren, indem er Sicherheitsparameter innerhalb der Modulklassenobjekte setzt. Wie oben erwähnt, kann der Konfigurierungstechniker einen Zugriffsschutz auf modulweiser Basis auf jeder Ebene einrichten, beispielsweise auf der Einheitenmodulebene, der Ausrüstungsmodulebene, der Steuerungsmodulebene und der Displaymodulebene. Auf diese Weise können einige Elemente eines Einheitenmodulobjekts zugreifbar sein, während andere nicht zugreifbar sind.
Selbstverständlich können nach der kompletten Erstellung des Konfigurierungssystems und nachdem die Module mit den einzelnen Prozessentitäten innerhalb der Prozessanlage 10 verbunden sind, die Steuerungs- und Displaymodule in die jeweiligen Steuerungsgeräte 12 und Workstations 14 der 1 geladen werden, wo sie im Betrieb der Prozessanlage 10 ausgeführt werden.
Nach der Implementierung kann die gesamte hierin beschriebene Software auf einem beliebigen rechnerlesbaren Speichermedium wie z.B. Magnetplatte, Laser-Disk, oder auf einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder einem ROM eines Computers oder Prozessors etc. abgelegt werden. Ebenso kann die Software an einen Nutzer, einen Betrieb oder eine Bedienerworkstation auf jede bekannte oder gewünschte Art der Lieferung einschließlich beispielsweise auf einer rechnerlesbaren Disk oder einem anderen transportablen Speichermedium für Computer oder über einen Kommunikationskanal wie z.B. eine Telefonleitung, das Internet, das World Wide Web, jedes andere lokale oder Fernnetz etc. übermittelt werden (wobei unter Lieferung auch die Bereitstellung solcher Software auf einem transportablen Speichermedium zu verstehen ist). Des Weiteren kann die Software direkt ohne Modulation oder Verschlüsselung oder aber moduliert und/oder ver schlüsselt mittels einer geeigneten Übertragungs- und/oder Verschlüsselungstechnik bereitgestellt werden, bevor sie über einen Kommunikationskanal übermittelt wird.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben worden ist, die die Erfindung nur verdeutlichen und nicht einschränken sollen, wird es für den Fachmann offensichtlich sein, daß Änderungen, Hinzufügungen oder Weglassungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Modulklassenobjektentität zur Konfigurierung einer Prozessanlage, wobei die Modulklassenobjektentität Folgendes aufweist: – einen computerlesbaren Speicher; – ein Klassenobjekt, das in dem computerlesbaren Speicher abgelegt ist, wobei das Klassenobjekt generisch eine Prozessentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert und dabei umfasst: – einen ersten Speicherbereich, der dafür ausgelegt ist, Merkmale eines oder mehrerer Prozesselemente zu speichern, die die Prozessentität bilden; und – einen zweiten Speicherbereich, der dafür ausgelegt ist, eine Referenz zu einem oder mehreren Modulobjekten zu speichern, wobei jedes Modulobjekt aus dem Klassenobjekt erzeugt wird, um die Merkmale eines oder mehrerer spezifischer Prozesselemente entsprechend dem oder den Prozesselementen, die die Prozessentität bilden, und die auf ein oder mehrere spezifische Prozesselemente bezogene Programmierung einzubeziehen, die im Betrieb der Prozessanlage auszuführen ist.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der die Prozessentität eine Einheit ist und ein oder mehrere Prozesselemente Unterelemente der Einheit bilden.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 2, bei der das oder die Unterelemente der Einheit eine Ausrüstungsentität beinhalten.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 3, bei der das oder die Unterelemente der Einheit generische Steuerungsprogrammierung enthalten, die für die Steuerung der Ausrüstungsentität angepasst ist.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 3, bei der das oder die Unterelemente ein generisches Displayprogramm enthalten, das angepasst ist, um während des Betriebs der Prozessanlage ein Display für einen Nutzer bereitzustellen.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der die Prozessentität eine Ausrüstungsentität ist und das oder die Prozesselemente Unterelemente der Ausrüstungsentität sind.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 6, bei der das oder die Unterelemente der Ausrüstungsentität generische Steuerungsprogrammierung zur Steuerung der Ausrüstungsentität enthalten.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 6, bei der das oder die Unterelemente der Ausrüstungsentität ein Ventil enthalten.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 6, bei der das oder die Unterelemente der Ausrüstungsentität generische Displayprogrammierung enthalten, die angepasst ist, um während des Betriebs der Prozessanlage ein auf die Ausrüstungsentität bezogenes Display für einen Nutzer bereitzustellen.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der die Prozessentität ein Steuerungselement ist und das oder die Prozesselemente eine generische Steuerungsroutine enthalten, die angepasst ist, um für die Bereitstellung von Steuerungsaktivitäten innerhalb der Prozessanlage genutzt zu werden.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der die Prozessentität ein Displayelement ist und das oder die Prozesselemente eine generische Displayroutine enthalten, die angepasst ist, um für die Bereitstellung von Displayaktivitäten innerhalb der Prozessanlage für einen Nutzer verwendet zu werden.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der eines der Merkmale betreffend das oder die Prozesselemente, die die Prozessentität bilden, eine Angabe bezüglich eines weiteren Klassenobjekts enthält, das eine zweite Prozessentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, wobei das weitere Klassenobjekt einen weiteren Speicherbereich aufweist, der für die Speicherung von Merkmalen eines oder mehrerer Prozesselemente ausgebildet ist, die die zweite Prozessentität bilden.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 12, bei der das weitere Klassenobjekt ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt ist, das eine Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 12, bei der das weitere Klassenobjekt ein Steuerungs-Modulklassenobjekt ist, das eine Steuerungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 12, bei der das weitere Klassenobjekt ein Displayklassenobjekt ist, das eine Displayentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend das oder die Modulobjekte.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 16, bei der das Klassenobjekt Programmierung enthält, um eine Änderung an dem oder den Modulobjekten vorzunehmen, wenn die Änderung am Klassenobjekt vorgenommen wird.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 17, bei der das oder die Modulobjekte jeweils einen Parameter enthalten, der angibt, ob die am Klassenobjekt vorgenommene Änderung auch am Modulobjekt vorzunehmen ist oder nicht.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der die Klassenobjekte einen oder mehrere Parameter enthalten, die einen Sicherheitszugriff auf ein Modulobjekt spezifizieren, das aus dem Klassenobjekt erzeugt wurde.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der die Prozessentität eine Ausrüstungsentität ist, und das oder die Prozesselemente Unterelemente der Ausrüstungsentität sind, und bei der das Klassenobjekt einen Algorithmus enthält, der für die Prozesselemente zu implementieren ist.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 20, bei der der Algorithmus ein zustandsgesteuerter Algorithmus ist.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 20, bei der der Algorithmus ein anweisungsgesteuerter Algorithmus ist.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 20, bei der der Algorithmus verschlüsselt ist.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der das Klassenobjekt einen Sicherheitsparameter enthält, der einen Sicherheitszugriff für das Klassenobjekt spezifiziert.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 24, bei der das Klassenobjekt mehrere Sicherheitsparameter und eine Routine enthält, die es einem Nutzer ermöglicht, die verschiedenen Sicherheitsparameter zu spezifizieren.
Modulklassenobjektentität nach Anspruch 1, bei der das Klassenobjekt eine Referenz zur Dokumentation aufweist, die dem Klassenobjekt zugehörig ist.
Konfigurierungssystem zur Ausführung auf einem Prozessor, um eine Prozessanlage zu konfigurieren, wobei das Konfigurierungssystem Folgendes umfasst: – einen computerlesbaren Speicher; – eine Bibliothek zur Speicherung eines Modulklassenobjekts, wobei das Modulklassenobjekt generisch eine Prozessentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert und Angaben eines oder mehrerer Prozesselemente enthält, die der Prozessentität zugeordnet sind; – eine Konfigurierungsroutine, die in dem computerlesbaren Speicher abgelegt und dafür ausgelegt ist, durch den Prozessor ausgeführt zu werden, um – eine Konfigurationsdarstellung bereitzustellen, die dem Nutzer eine Konfiguration der Prozessanlage vermittelt; – ein oder mehrere Modulobjekte aus dem Modulklassenobjekt zu erzeugen, wobei jedes Modulobjekt Angaben des oder der Prozesselemente enthält, die dem Prozessobjekt zugeordnet sind; – einem Nutzer zu ermöglichen, ein oder mehrere Modulobjekte in die Konfigurationsdarstellung einzufügen und für jedes der Modulobjekte bestimmte Prozessentitäten innerhalb der dem oder den Prozesselementen zugeordneten Prozessanlage zu spezifizieren; – ein Programm aus wenigstens einem der Modulobjekte zu erzeugen, wobei das Programm ausgelegt ist, im Betrieb der Prozessanlage auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, um Steuerungs- oder Anzeigefunktionen bezüglich bestimmter Prozessentitäten bereitzustellen, die dem oder den Prozesselementen des Modulobjekts zugeordnet sind; und – die Modulklassenobjekte zurückzuverfolgen, aus denen das oder jedes der Modulobjekte erzeugt wurden.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem das Modulklassenobjekt einen Speicherabschnitt aufweist, der ausgelegt ist, eine Referenz zu einem oder mehreren Modulobjekten zu speichern, die aus dem Modulklassenobjekt erzeugt wurden.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem die Prozessentität eine Einheit ist und das oder die Prozesselemente des Modulklassenobjekts Unterelemente der Einheit sind.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 29, bei dem das oder die Unterelemente der Einheit generische Steuerungsprogrammierung enthalten, die auf einem Prozessor ausgeführt wird, um die Einheit zu steuern.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 29, bei dem das oder die Unterelemente der Einheit allgemeine Displayprogrammierung enthalten, die ausgelegt ist, um bei der Ausführung im Betrieb der Prozessanlage ein die Einheit betreffendes Display für einen Nutzer bereitzustellen.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem die Prozessentität eine Ausrüstungsentität ist, und das oder die Prozesselemente Unterelemente der Ausrüstungsentität sind.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 32, bei dem das oder die Unterelemente der Ausrüstungsentität generische Steuerungsprogrammierung enthalten, die ausgeführt wird, um die Ausrüstungsentität zu steuern.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 32, bei dem das oder die Unterelemente der Ausrüstungsentität generische Displayprogrammierung enthalten, die ausgelegt ist, um bei der Ausführung im Betrieb der Prozessanlage ein die Ausrüstungsentität betreffendes Display für einen Nutzer bereitzustellen.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem die Ausrüstungsentität ein Steuerungselement ist, und das oder die Prozesselemente eine generische Steuerungsroutine enthalten, die dafür ausgelegt ist, zur Bereitstellung von Steuerungsaktivitäten innerhalb der Prozessanlage genutzt zu werden.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem die Ausrüstungsentität ein Displayelement ist, und das oder die Prozesselemente eine generische Displayroutine enthalten, die dafür ausgelegt ist, zur Bereitstellung von Displayaktivitäten innerhalb der Prozessanlage für einen Nutzer verwendet zu werden.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem die Bibliothek eine Vielzahl von Modulklassenobjekten enthält, und bei dem ein erstes der Modulklassenobjekte eine Angabe eines zweiten der Modulklassenobjekte als eines der Prozesselemente enthält, die der durch das erste der Modulklassenobjekte repräsentierten Prozessentität zugeordnet sind.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 37, bei dem das erste der Modulklassenobjekte ein Einheiten-Modulklassenobjekt ist, das eine Einheit innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und bei dem das zweite der Modulklassenobjekte ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt ist, das eine Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 37, bei dem das erste der Modulklassenobjekte ein Einheiten-Modulklassenobjekt ist, das eine Einheit innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und bei dem das zweite der Modulklassenobjekte ein Steuerungs-Modulklassenobjekt ist, das eine Steuerungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 37, bei dem das erste der Modulklassenobjekte ein Einheiten-Modulklassenobjekt ist, das eine Einheit innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und bei dem das zweite der Modulklassenobjekte ein Display-Modulklassenobjekt ist, das eine Displayentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, um ein Display für einen Nutzer bereitzustellen.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 37, bei dem das erste der Modulklassenobjekte ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt ist, das eine Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und bei dem das zweite der Modulklassenobjekte ein Steuerungs-Modulklassenobjekt ist, das eine Steuerungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 37, bei dem das erste der Modulklassenobjekte ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt ist, das eine Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und bei dem das zweite der Modulklassenobjekte ein Display-Modulklassenobjekt ist, das eine Displayentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, um ein Display für einen Nutzer bereitzustellen.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem die Konfigurierungsroutine außerdem ausgelegt ist, einem Nutzer zu ermöglichen, ein oder mehrere Modulklassenobjekte zu erzeugen und das oder die Modulklassenobjekte in der Bibliothek zu speichern.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem die Konfigurierungsroutine außerdem geeignet ist, eine Änderung an einem oder mehreren Modulobjekten zu bewirken, wenn die Änderung am Modulklassenobjekt vorgenommen wird.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 44, bei dem das oder die Modulobjekte einen Änderungsparameter enthalten, der angibt, ob die am Modulklassenobjekt vorgenommenen Änderungen auf das Modulobjekt übertragen werden sollen oder nicht.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem das Modulklassenobjekt einen oder mehrere Parameter enthält, die einen Sicherheitszugriff für jedes aus dem Modulklassenobjekt erzeugte Modulobjekt spezifizieren.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem die Prozessentität eine Ausrüstungsentität ist, und das oder die Prozesselemente Unterelemente der Ausrüstungsentität sind, und bei dem das Klassenobjekt einen Algorithmus enthält, der in den Prozesselementen zu implementieren ist.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 47, bei dem der Algorithmus ein zustandsgesteuerter Algorithmus ist.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 47, bei dem der Algorithmus ein anweisungsgesteuerter Algorithmus ist.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 47, bei dem der Algorithmus verschlüsselt ist.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 47, bei dem das Modulklassenobjekt einen Sicherheitsparameter enthält, der einen Sicherheitszugriff für das Modulklassenobjekt spezifiziert.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 51, bei dem das Modulklassenobjekt mehrfache Sicherheitsparameter und eine Routine enthält, die es einem Nutzer ermöglicht, die mehrfachen Sicherheitsparameter zu spezifizieren.
Konfigurierungssystem nach Anspruch 27, bei dem das Modulklassenobjekt eine Referenz zur Dokumentation enthält, die dem Modulklassenobjekt zugeordnet ist.
Verfahren zur Konfigurierung einer Anlage mit Prozesssteuerung, umfassend: – Erzeugen eines oder mehrerer Modulklassenobjekte, wobei jedes Modulklassenobjekt generisch eine Prozessentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert und Angaben eines oder mehrerer Prozesselemente enthält, die der Prozessentität zugeordnet sind; – Bereitstellen einer Konfigurationsdarstellung, die eine Konfiguration der Prozessanlage für einen Nutzer repräsentiert; – Erzeugen eines oder mehrerer Modulobjekte aus dem Modulklassenobjekt, wobei jedes Modulobjekt Angaben des oder der Prozesselemente enthält, die der Prozessentität zugeordnet sind; – Spezifizieren einzelner Prozessentitäten innerhalb der Prozessanlage für jedes der Modulobjekte, die dem oder den Prozesselementen des Modulobjekts zugeordnet sind; – Einfügen des oder der Modulobjekte in die Konfigurationsdarstellung; – Erzeugen und Herunterladen eines aus mindestens einem der Modulobjekte entwickelten Programms, wobei das Programm ausgelegt ist, im Betrieb der Prozessanlage auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, um Steuerungs- oder Displayfunktionen zu Prozessentitäten bereitzustellen, die dem oder den Prozesselementen des Modulobjekts zugeordnet sind; und – Speichern einer Angabe des Modulklassenobjekts, aus dem das oder jedes der Modulobjekte erzeugt wurden.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Erzeugen eines oder mehrerer Modulobjekte aus dem Modulklassenobjekt das Speichern einer Angabe des oder der Modulobjekte umfasst, die dem Modulklassenobjekt zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Erzeugen eines oder mehrerer Modulklassenobjekte das Erzeugen eines Einheiten-Modulklassenobjekts umfasst, das generisch eine Einheit innerhalb der Prozessanlage repräsentiert und ein oder mehrere Prozesselemente enthält, die Unterelemente der Einheit sind.
Verfahren nach Anspruch 56, bei dem das Erzeugen eines Einheiten-Modulklassenobjekts die Spezifizierung generischer Steuerungsprogrammierung als eines der Unterelemente der Einheit umfasst, die zur Steuerung der Einheit innerhalb der Prozessanlage dient.
Verfahren nach Anspruch 56, bei dem das Erzeugen eines Einheiten-Modulklassenobjekt die Spezifizierung einer Displayroutine als eines der Unterelemente der Einheit umfasst, die zur Darstellung von Information hinsichtlich der Einheit für einen Nutzer verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Erzeugen eines oder mehrerer Modulklassenobjekte das Erzeugen eines Ausrüstungs-Modulklassenobjekts umfasst, das generisch eine Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert und ein oder mehrere Prozesselemente enthält, die Unterelemente der Ausrüstungsentität sind.
Verfahren nach Anspruch 59, bei dem das Erzeugen des Ausrüstungs-Modulklassenobjekts die Spezifizierung von Steuerungsprogrammierung als eines der Unterelemente der Ausrüstungsentität umfasst, die zur Steuerung der Ausrüstungsentität verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 59, bei dem das Erzeugen des Ausrüstungs-Modulklassenobjekts die Spezifizierung einer Displayroutine als eines der Unterelemente der Ausrüstungsentität umfasst, die zur Darstellung von Informationen hinsichtlich der Ausrüstungsentität für einen Nutzer verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Erzeugen eines oder mehrerer Modulklassenobjekte das Erzeugen eines Steuerungs-Modulklassenobjekts umfasst, das generisch eine Steuerungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert und eine oder mehrere Steuerungsroutinen enthält, die zur Ausführung von Steuerungsaktivitäten im Betrieb der Prozessanlage verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Erzeugen eines oder mehrerer Modulklassenobjekte das Erzeugen eines Display-Modulklassenobjekts umfasst, das generisch eine Displayentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert und eine oder mehrere Displayroutinen enthält, die zur Bereitstellung von Displayaktivitäten für einen Nutzer im Betrieb der Prozessanlage verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Erzeugen eines oder mehrerer Modulklassenobjekte das Erzeugen eines ersten Modulklassenobjekts umfasst, um eine Angabe eines zweiten Modulklassenobjekts als eines der Prozesselemente einzubeziehen, die der Prozessentität zugeordnet sind, die durch das erste der Modulklassenobjekte repräsentiert wird.
Verfahren nach Anspruch 64, welches das Erzeugen des ersten Modulklassenobjekts als Einheiten-Modulklassenobjekt beinhaltet, das generisch eine Einheit innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und das Erzeugen des zweiten Modulklassenobjekts als ein Ausrüstungs-Modulklassenobjekt, das generisch eine Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 64, welches das Erzeugen des ersten Modulklassenobjekts als Einheiten-Modulklassenobjekt beinhaltet, das generisch eine Einheit innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und das Erzeugen des zweiten Modulklassenobjekts als ein Steuerungs-Modulklassenobjekt, das generisch eine Steuerungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 64, welches das Erzeugen des ersten Modulklassenobjekts als Einheiten-Modulklassenobjekt beinhaltet, das generisch eine Einheit innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und das Erzeugen des zweiten Modulklassenobjekts als ein Display-Modulklassenobjekt, das generisch eine Displayentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, um ein Anzeigedisplay für einen Nutzer bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 64, welches das Erzeugen des ersten Modulklassenobjekts als Ausrüstungs-Modulklassenobjekt beinhaltet, das generisch eine Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und das Erzeugen des zweiten Modulklassenobjekts als ein Steuerungs-Modulklassenobjekt, das generisch eine Steuerungsentität repräsentiert, die für die Steuerung der Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 64, welches das Erzeugen des ersten Modulklassenobjekts als Ausrüstungs-Modulklassenobjekt beinhaltet, das generisch eine Ausrüstungsentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, und das Erzeugen des zweiten Modulklassenobjekts als ein Display-Modulklassenobjekt, das generisch eine Displayentität innerhalb der Prozessanlage repräsentiert, um für einen Nutzer ein Display zu der Ausrüstungsentität bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 54, welches außerdem eine automatische Änderung jedes Modulobjekts beinhaltet, das aus einem der Modulklassenobjekte erzeugt wurde, wenn das Modulklassenobjekt geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 70, bei dem die automatische Änderung jedes der Modulobjekte den Zugriff auf einen in jedem der Modulobjekte gespeicherten Änderungsparameter beinhaltet, um zu bestimmen, ob die Änderung des Modulklassenobjekts auch am Modulobjekt erfolgen soll.
Verfahren nach Anspruch 54, welches die Speicherung eines Sicherheitsparameters in einem der Modulklassenobjekte beinhaltet, um die Zugriffsrechte auf jedes der aus einem der Modulklassenobjekte erzeugten Modulobjekte zu kontrollieren.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem die Erzeugung eines oder mehrerer Modulklassenobjekte die Erzeugung eines Ausrüstungsmodulklassenobjekts beinhaltet, das eine Ausrüstungsentität mit Prozesselementen repräsentiert, wobei das Ausrüstungsmodulklassenobjekt einen Anweisungsalgorithmus zur Implementierung in den Prozesselementen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 73, bei dem das Ausrüstungsmodulklassenobjekt derart erzeugt wird, dass es einen zustandsgesteuerten Algorithmus beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 73, bei dem das Ausrüstungsmodulklassenobjekt derart erzeugt wird, dass es einen anweisungsgesteuerten Algorithmus beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 73, bei dem das Ausrüstungsmodulklassenobjekt derart erzeugt wird, dass es einen verschlüsselten Anweisungsalgorithmus beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Modulklassenobjekt derart erzeugt wird, dass es einen Sicherheitsparameter beinhaltet, der einen Sicherheitszugriff für das Modulklassenobjekt spezifiziert.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Modulklassenobjekt derart erzeugt wird, dass es mehrere Sicherheitsparameter und eine Routine beinhaltet, mit der der Nutzer die verschiedenen Sicherheitsparameter spezifizieren kann.
Verfahren nach Anspruch 54, bei dem das Modulklassenobjekt derart erzeugt wird, dass es eine Referenz zu dem Modulklassenobjekt zugehöriger Dokumentation beinhaltet.