NO178809B - Fleksibelt automatiseringssystem for variable industrielle prosesser - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et fleksibelt automatiseringssystem for variable industrielle prosesser, f.eks. for prosessene på en produksjonsplattform for olje eller gass, med over busstrukturer eller punkt-til-punkt-forbindelser forbundne automatiseringsinnretninger som tilføres prosessvariable på digital og analog form.

I artikkelen av G. Kiihler, "Intérkama' 83: Digitale Prozess-automatisierungssysteme", Regelungstechnische Praxis, bind 26, nr. 3, mars 1984 er det vist et fleksibelt automatiseringssystem for variable industrielle prosesser, men hvor systemet må ha en busstyrihg som danner forbindelsen til periferi-utstyret ved egenmelding og polling.til styringssentralen med hensyn til anleggskarakteristikker for.prosessanlegget eller stedegne, valgte parametere. EP-A-0 138 135 viser et automatiseringssystem som forutsetter bruk av kommunikasjonsprosessorer. Endelig viser EP-A-0 156 176 et kontrollsystem for en fermenteringsprosess, idet også dette systemet har én busstyring, men gir ikke mulighet for en direkte respons fra prosessvariablene.

I løpende drift, av industrielle prosesser er det ofte nødvendig å forandre kommunikasjonsomfanget og -forløpet raskt ved forandringer i prosessen eller prosessforløpet og det kan da være ønskelig å unngå busstyringer eller bruk av kommunikasjonsprosessorer. Ved fri overføring av kodede prosessvariable kan det dermed oppnås en frittflytende datakommunikasjon i bussystemet.

Ved bruk av busstrukturer, men også ved bruk av et punkt-til-punkt-system, fås det dessuten ved hver forandring en ikke ubetydelig, feiltynget programmeringskostnad..I løpet av driftstiden for et stort anlegg kan denne programmeringskostnaden til og med overstige den opprinnelige programmerings-kostnad.

Det er hensikten med oppfinnelsen å angi et fleksibelt automatiseringssystem som er bygget opp slik at programmeringskostnaden for endringer, men også for ny-programmering, i forhold til de tidligere systemer og deres programmering kan reduseres i betydelig grad. For dette formål skal det spesielt oppnås en fleksibel, hurtig tilpasning til nye resultater som fås ved driften av anlegget. De tidligere forekommende hindre for endring av virkningen av de prosessvariable på automatiseringssystemet skal dermed reduseres slik at det totalt kan fås et bedre driftsforløp som er tilpasset de forekommende krav og enkelt lar seg endre.

Denne hensikt blir hovedsakelig oppnådd i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som fremgår av de vedføyde krav.

Ved utførelsen av oppfinnelsen er det sørget for at det ved siden av busstrukturene kan forekomme ytterligere punkt-til-punkt-strukturer med kommunikasjonsgrensesnitt for kallingen av de prosessvariable fra automatiseringsinnretningen. Dermed fås muligheten av å skaffe et flere ganger redundant totalsystem ved hvilket overføringen av særlig relevante prosessparametre og prosessdata kan foregå med høy grad av støysikkerhet ved punkt-til^punkt-fbrbindelsene.. Således blir driftssikkerheten til den industrielle prosess forhøyet i betraktelig grad. Likeledes behøver ikke den -hurtige og enkle omstilling av automatiseringssystemet å føre til nye krav.

Det er i den forbindelse sørget for at det i programmene til de enkelte automatiseringsinnretninger direkte og inndirekte benyttes oppkallbare prosessvariable. Med dette blir automatiseringssystemet mest mulig fleksibelt, slik at særlig fordelaktig for kallingen av de prosessvariable kan de kjente fysiske og logiske definisjoner av kommunikasjonsgrensesnittene for automatiseringsinnretningene benyttes.

For å oppnå en forenkling av programmeringen er det sørget for at kallesignalene for de prosessvariable kan adresseres programstyrt. Således kan også den opprinnelige programmering utføres særlig enkelt og med lav kostnad, spesielt når identiske prosessvariable er forsynt med samme kode, og^a^ncir de opptrer på forskjellige steder i prosessen.

Ytterligere fordeler og enkeltheter ved oppfinnelsen fremgår av den etterfølgende beskrivelse av et utførelseseksempel i tilknytning til tegningen og i samband med de uselvstendige krav.

Fig. 1 viser et prinsipielt blokkdiagram av oppfinnelsen.

Fig. 2 viser oppfinnelsen anvendt på en transportplattform som eksempel.

På fig. 1 betegner 1 en busstruktur og a...z de enkelte automatiseringsinnretninger. De enkelte automatiseringsinnretninger a...z tilføres de prosessvariable (parametre) <p>l,2,3... <p>n'n+1'n+x som er kodet forskjellig og tilsvarende en gitt kode. Deres koding motsvarer praktisk en'benevnelse og-kan automatiseres med en mateinnretning.

Mellom de enkelte automatiseringsinnretninger a...z forekommer det via kommunikasjonsgrensesnitt al-zl forbindelser til busstrukturen 1. Utover dette har automatiseringssystemet også punkt-til-punkt-forbindelser mellom kommunikasjonsgrensesnittene ab ...yz , hvis anordning kan velges vilkårlig. Punkt-til-punkt-forbindelsene blir valgt alt etter kravene til' . det enkelte tilfelle.

For programmeringen av de enkelte automatiseringsinnretninger a...z for kodingen osv. som for automatiseringsinnretningene a...z selv blir det benyttet velprøvede komponenter i automatiseringsteknikken, f.eks. Simatic S5-innretninger fra . firmaet Siemens med et visualiseringssystem og programmerings-systemer, men også arbeidsstasjoner av alle typer. Alt i alt fås et nettsystem med automatisk lasting og nedlasting av kommunikasjonsgrensesnittene med fordelen av en rask og feilfri tilpasning ved henholdsvis program- eller prosessforandringer. På fig. 2 som viser et automatiseringssysem for vari industrielle prosesser, f.eks. for prosessene på en transportplattform for olje og gass på en eksemplifiserende måte som en til enhver tid kan endres, betegner 10 hovedsystembussen. Til hovedsystembussen 10 er de enkelte automatiseringsinnretninger 13, 14,15,16 og 17, f.eks. vilkårlige Simatic S5-innretninger, tilknyttet over serielle grensesnitt 2,3,4,5,6. Ytterligere er hovedsystembussen 10 tilknyttet den sentrale betjeningsstasjon 20 og stasjonen 25 for forbindelse med visualiseringsinnretningene 21,22,23 og 24 over grensesnittene 6,7. Visualiseringsinnretningene 21,22,23 og 24 befinner seg fortrinnsvis i et kontrollrom 9 hvori også den sentrale betjeningsstasjon 20 kan befinne seg.

Den sentrale betjeningsstasjon 20 kan samtidig være utført som programmeringsstasjon for hele systemet. Den sentrale programmering kan imidlertid like gjerne skje i en særskilt innretning. Automatiseringsinnretningene 13-17 kan såvel forsynes direkte med prosessparametre, f.eks. fra pumper, trykkstasjoner, ventiler, endebrytere etc. som også med data fra arbeidsinnretninger, f.eks. kraner. En slik arbeids-innretning blir f.eks. fordelaktig betjent over en lokal betjeningsstasjon 19 som er forbundet med automatiseringsinnretningen 17. De enkelte parametre for arbeidsinnretningen blir som antydet, likeledes gitt ut som signaler 30,31 og 32 til en automatiseringsinnretning, her automatiseringsinnretningen 17.

Prosessparametrene kan leveres direkte såvel som også bearbeidet over en med mikroprosessorer forsynt klemlist, slik det eksempelvis er betegnet med 18 til automatiseringsinnretningene, her f.eks. automatiseringsinnretningen 16. Likeledes er nedlastingen mulig ved en ekstrabuss 11 som forbinder automatiseringsinnretningene 26,27 og 28 med hverandre, slik det er vist ved automatiseringsinnretningen 14. Alt i alt dreier det seg om et automatiseringssystem som kan forandres vilkårlig og hvori det i henhold til oppfinnelsen skjer en automatisk programmert, vilkårlig sammenknytting av de enkelte prosessparametre innbyrdes via kodingen.

I hvert tilfelle, både ved igangsetting som ved senere endringer, fås det en i forhold til den tidligere vanlige programmering betydelig tids- og kostnadsbesparelse. For drift av anlegget bortfalle riktignok den entydige tilordning av de enkelte datapakker til overf©ringsveiene, men dette er imidlertid av underordnet interesse.

Claims (9)

1. Fleksibelt automatiseringssystem for variable industrielle prosesser, f.eks. for prosessene på en transportplattform for olje eller gass, med over busstrukturer (1) eller punkt-til-punkt-forbindelser forbundne automatiseringsinnretninger (a...z), som tilfores prosessvariable (Pi23--<-P>n, n+1, n+x) digital eller analog form, karakterisert ved at busstrukturene (1) eller punkt-til-punkt-forbindelsene har kommunikasjonsgrensesnitt (la'...zl) for kalling av de prosessvariable (Pi f 2, 3 <p>n- n+1, n+-x) fra automatiseringsinnretningene (a...z), og at hver prosessvariabel (<p>i,2,3...<p>n, n+1, n+x) f°r automatisk respons tilordnes et kallesignal på kodeform.

2. Fleksibelt automatiseringssystem i henhold til krav 1, karakterisert ved at det i. programmene for de enkelte automatiseringsinnretninger (a...z) benyttes direkte eller inhdirekte oppkallbare prosessvariable (<p>i,2,3.•.<p>n, n+\ n+x), idet det for oppkallingen er forhåndsgitt fysikalske og logiske definisjoner av kommunikasjonsgrensesnittene, (ai....zl og ab...yz) for automatiseringsinnretningene (a...z).

3. Fleksibelt automatiseringssystem i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at adresseringen av kallesignalene for de kodede prosessvariable (?i,2,3...<p>n, n+1, n+x) <g>jennomføres programstyrt i en virtuell adresse-prosessor.

4. Fleksibelt- automatiseringssystem i henhold til krav 3, karakterisert ved at identiske prosessvariable (pi, 2, 3 ... pn, n+1, n+x) er forsynt med lik,- steds-uavhengig koding.

5. Fleksibelt automatiseringssystem i henhold til krav 1,2,

3, eller 4, karakterisert ved at inngående prosessvariable (<p>i,2,3...<p>n, n+1, n+x) i hver automatiseringsinnretning (a...z) forsynes med en tilleggskode, som er karakteriserende for hvilke prosessvariable (pi, 2 , 3 ... pn\ n+1, n+x) som kan kalles over kommunikasjonsgrensesnittene (al...zl og ab...yz) til den respektive automatiseringsinnretning (a...z) .

6. Fleksibelt automatiseringssystem i henhold til krav 1,2,3, 4, eller 5, karakterisert ved at ved sammenligning av det kodede kallesignal for de prosessvariable (<p>l,2,3...<p>n, n+1, n+x) i en automatiseringsinnretning (a...z) med de i de andre automatiseringsinnretninger (a...z) anvendte kallesignaler for de prosessvariable (pi,2,3.•.pn, n+1, n+x)' fastlegges de mulige kommunikasjonsveier for kallingen av de prosessvariable (<p>i,2,3...<p>n, n+1, n+x) °3 deretter settes dermed de ønskede forbindelser automatisk opp.

7. Fleksibelt automatiseringssystem i henhold til krav 1,2,3, 4,5 eller 6, karakterisert ved at det for en automatisk forbindelsesoppsetting på forhånd manuelt gis en underméngde av de mulige forbindelser.

8. Fleksibelt automatiseringssystem i henhold til krav 1,2,.. 3,4,5, eller 6, karakterisert ved at-oppsettingsmuligheter for forbindelsene er lagret i et. informasjonssystem og kan kalles fra dette.

9. Fleksibelt automatiseringssystem i henhold .til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det til oppbygging, av tilhørende kommunikasjonsnett benyttes kallesignaler på kodet form.