專利名稱：：在操作過程環(huán)境中更新及使用動態(tài)過程仿真的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及過程設(shè)備，尤其涉及一種智能控制及仿真環(huán)境，該智能控制及仿真環(huán)境使得仿真活動能夠在過程設(shè)備控制結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)級與聯(lián)機控制系統(tǒng)集成，以及從聯(lián)機控制系統(tǒng)進行更新。
背景技術(shù)：
：分布式過程控制系統(tǒng)-如那些用于化學、石油或其他過程的控制系統(tǒng)-典型地包括一過程控制器或多個過程控制器，過程控制器通過模擬總線、數(shù)字總線或模擬/數(shù)字混合總線通信連接到一或多個現(xiàn)場設(shè)備?，F(xiàn)場設(shè)備可以是閥、閥定位器、開關(guān)及變送器(例如溫度傳感器、壓力傳感器及流率傳感器)，它們位于過程環(huán)境中，并執(zhí)行過程功能，如開啟閥或關(guān)閉閥及測量過程參數(shù)等等。智能現(xiàn)場設(shè)備-如符合知名的Fieldbus("現(xiàn)場總線，，)協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備-也可以執(zhí)行控制計算、告警功能、及其他在控制器中普遍地實施的控制功能。過程控制器(典型地也是位于廠房環(huán)境中)接收與現(xiàn)場設(shè)備所作的過程測量的信號及/或其它與現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的信息，并執(zhí)行控制器應(yīng)用程序；控制器應(yīng)用程序運行不同的控制模塊，控制模塊根據(jù)所接收的信息作出過程控制決定，并產(chǎn)生控制信號以及協(xié)調(diào)正在現(xiàn)場設(shè)備中被執(zhí)行的控制模塊或塊，如HART("可尋址遠程傳感器高速通道")及Fieldbus("現(xiàn)場總線")現(xiàn)場設(shè)備?？刂破髦械目刂颇K通過通信線發(fā)送控制信號到現(xiàn)場設(shè)備，從而控制過程的操作。來自現(xiàn)場設(shè)備及控制器的信息通常通過一數(shù)據(jù)高速通道，向一或多個其他硬件設(shè)備(如操作員工作站、個人計算機、歷史數(shù)據(jù)庫、報告產(chǎn)生器、集中式數(shù)據(jù)庫等等)傳送，這些硬件設(shè)備典型地設(shè)置在控制室或其他遠離較苛刻的廠房環(huán)境的位置。這些硬件設(shè)備運行應(yīng)用程序，使得操作員能夠執(zhí)行有關(guān)過程的功能，比如改變過程控制例程的設(shè)置、修改控制器或現(xiàn)場設(shè)備中的控制模塊的操作、觀測過程的當前狀態(tài)、觀測由現(xiàn)場設(shè)備及控制器產(chǎn)生的告警、仿真過程操作，以便培訓人員或測試過程控制軟件、保持及更新配置數(shù)據(jù)庫等等。舉例而言，由EmersonProcessManagement(艾默生過程控制有限公司)出售的DeltaVTM控制器包括多個應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序存儲在過程設(shè)備中的多個不同位置的不同設(shè)備，并由這些設(shè)備執(zhí)行。裝置在一或多個操作員工作站的配置應(yīng)用程序，使得用戶能夠創(chuàng)建或改變過程控制模塊，以及通過數(shù)據(jù)高速通道將這些過程控制模塊下載到專用的分布式控制器。典型地，這些控制模塊是由通信互連的功能塊構(gòu)成，所述通信互連的功能快是符合對象導向編程協(xié)議的對象，這些功能塊根據(jù)它們的輸入，執(zhí)行控制方衆(zhòng)中的功能，并提供輸出到控制方案中的其他功能塊。配置應(yīng)用程序也可以讓設(shè)計者創(chuàng)建或改變操作員界面，這些操作員界面由顯示應(yīng)用程序用來向操作員顯示數(shù)據(jù)，并使操作員能夠在過程控制例程中改變設(shè)置(比如設(shè)定點)。每個專用控制器(在有些情況下是現(xiàn)場設(shè)備)存儲及執(zhí)行控制器應(yīng)用程序，該控制器應(yīng)用程序運行被分配及下載到其上的控制模塊，以便實施實際的過程控制功能。顯示應(yīng)用程序可以在一或多個操作員工作站上運行，它們通過數(shù)據(jù)高速通道接收來自控制器應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，并向使用用戶界面的過程控制系統(tǒng)設(shè)計員、操作員、或用戶顯示這些數(shù)據(jù)，而且可以提供許多不同視圖中的任何視圖，比如操作員視圖、工程師視圖、技術(shù)員視圖等等。歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序典型地存儲在歷史數(shù)據(jù)庫設(shè)備，并且由歷史數(shù)據(jù)庫設(shè)備執(zhí)行，歷史數(shù)據(jù)庫設(shè)備采集及存儲通過數(shù)據(jù)高速通道提供的一些或所有數(shù)據(jù)，而配置數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序可以在連接到數(shù)據(jù)高速通道的另一計算機中運行，以便存儲當前的過程控制例程配置及與其有關(guān)的數(shù)據(jù)?？蛇x擇地，配置數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序可以裝置在配置應(yīng)用程序所在的相同的工作站中。如以上所述，操作員顯示應(yīng)用程序典型地是在全系統(tǒng)范圍的基礎(chǔ)上實施在一或多個工作站，并且向操作員或維護人員提供有關(guān)廠房中的控制系統(tǒng)或設(shè)備的操作狀態(tài)的預(yù)配置顯示。典型地，這些顯示的形式是接收由過程設(shè)備中的控制器或設(shè)備產(chǎn)生的告警的告警顯示、指示控制器及過程設(shè)備中的控制器及其他設(shè)備的操作狀態(tài)的控制顯示、指示過程設(shè)備中的設(shè)備的操作狀態(tài)的維護顯示等等。這些顯示一般被預(yù)配置成以已知的方式顯示從過程設(shè)備中的過程控制模塊或設(shè)備接收的信息或數(shù)據(jù)。在一些已知的系統(tǒng)中，顯示是通過使用具有與物理元件或邏輯元件有關(guān)的圖形的對象來創(chuàng)建的，而且通信連接到該物理元件或邏輯元件，以便接收有關(guān)物理元件或邏輯元件的數(shù)據(jù)。該對象可以根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)，在顯示屏幕上改變圖形，以描述(例如)水箱只是半滿、以描述流率傳感器測得的流率等等。雖然這些顯示所需要的信息是從過程設(shè)備中的設(shè)備或配置數(shù)據(jù)庫發(fā)送，該信息只用于為用戶提供包含該信息的顯示。因此，在過程設(shè)備控制系統(tǒng)的配置期間，在設(shè)備中用于產(chǎn)生告警、發(fā)現(xiàn)問題的所有信息及編程等等-必須由與廠房有關(guān)的不同設(shè)備(比如控制器及現(xiàn)場設(shè)備)產(chǎn)生，以及在與廠房有關(guān)的不同設(shè)備(比如控制器及現(xiàn)場設(shè)備)中配置。只有這樣，這些信息才會在過程操作期間發(fā)送到操作員顯示。雖然錯誤檢測及其他編程對檢測有關(guān)在不同控制器上運行的控制環(huán)路的情況、錯誤、告警等等及對檢測個別設(shè)備中的問題有用，但很難為過程控制系統(tǒng)編程來識別系統(tǒng)級的情況或錯誤，而這些系統(tǒng)級的情況或錯誤的才企測，必須通過分析來自過程設(shè)備中不同的位于多個位置的可能設(shè)備的數(shù)據(jù)進行。此外，操作員顯示典型地尚未被用來向操作員或維護人員顯示或提供這類系統(tǒng)級情況的信息；而且，無論如何，使用顯示中的這些涉及不同元件的信息或數(shù)據(jù)的備份源，很難在操作員顯示中使對象動畫化。對于物料流的動畫化及建模而言，這個事實更是確切-比如管道中流體的流率、傳輸帶上原料的移動等等物料流-在顯示器上，它們都是以簡單的、連接兩個設(shè)備的線表示。此外，目前不存在有組織地在物料通過設(shè)備時探測設(shè)備中的某些情況(比如流動情況及質(zhì)量平衡)的方式，而要在系統(tǒng)級的基礎(chǔ)上執(zhí)行這些功能，更是談何容易。同樣地，雖然在操作過程環(huán)境中使用過程仿真并不新穎，但設(shè)立或創(chuàng)建過程設(shè)備或過程設(shè)備部分的仿真也可以很難，這是由于仿真活動典型地必須與過程設(shè)備的聯(lián)機環(huán)境中執(zhí)行的顯示及控制活動分開執(zhí)行。此外，如果創(chuàng)建了所述設(shè)備的仿真，將很難(如果不是不可能)使這個仿真與操作員顯示集成或與正在設(shè)備中實施的控制模塊集成。例如，在設(shè)計設(shè)備時使用HYSYS(高保真仿真編程)來實施過程仿真并隨后使用該相同的仿真來協(xié)助執(zhí)行過程操作的方法廣為人知。與操作設(shè)備同時使用過程仿真的其中一優(yōu)點是，實際設(shè)備性能可以與設(shè)計性能比較。然而，當前的技術(shù)只是顯示在仿真中計算的過程參數(shù)的當前值。此外，即使是簡單的過程仿真也可能包含數(shù)以數(shù)百計的可配置參數(shù)，這些可配置參數(shù)影響仿真結(jié)果。因此，實際設(shè)備可能由于廠房中的變化或廠房設(shè)備的退化等原因，與仿真設(shè)備不匹配，或可能在仿真創(chuàng)建后長期與仿真設(shè)備不匹配。使用當前的技術(shù)，這樣的差異一般由工程師手動地調(diào)整仿真的可配置參數(shù)來解決。然而，這種糾正仿真的方法既費時又過度以來操作員的技術(shù)訣藥，而且常伴誤差。
發(fā)明內(nèi)容一種仿真系統(tǒng)以使其容易使用的方式，及以使所述聯(lián)機過程仿真的更新自動而實際的方式，集成到過程控制環(huán)境。本專利所公開的仿真系統(tǒng)使得過程參數(shù)的未來值以及當前值能夠用于性能評估及用來引導設(shè)備操作。此外，所述仿真系統(tǒng)可以連接到多種聯(lián)機過程或設(shè)備測量，而且可以使用這些測量來自動地更新在所述仿真系統(tǒng)中使用的過程模型，從而使所述仿真系統(tǒng)與過程設(shè)備的實際操作狀態(tài)保持協(xié)調(diào)。所述仿真系統(tǒng)可以使用智能過程對象來實施，其智能過程對象具有圖形及仿真元件，所述圖形及仿真元件用于描繪及仿真設(shè)備或所述設(shè)備的部分的操作。一般而言，代表現(xiàn)場設(shè)備中的一物理設(shè)備或?qū)嶓w(比如閥、槽、管等等)的每個智能過程對象包括一圖形元件(該圖形元件可以用來在圖形顯示中描繪該物理元件)及一模擬或仿真元件(比如算法)，所述模擬或仿真元件模擬或仿真該過程元件在設(shè)備中操作時的行為。明確地說，智能過程對象可以包括向操作員顯示的顯示元件、用于存儲有關(guān)設(shè)備中的相關(guān)實體的信息或來自設(shè)備中的相關(guān)實體的信息的數(shù)據(jù)存儲塊、用于與其他過程對象進行通信的輸入及輸出、可以為檢測設(shè)備或設(shè)備情況(比如泄漏、錯誤或其他情況)而對所存儲及接收的數(shù)據(jù)執(zhí)行的方法、以及可以用來仿真所述過程實體的操作的仿真算法。在配置時，多個智能過程對象可以連接在一起，以便創(chuàng)建仿真系統(tǒng)來描繪及仿真所述過程設(shè)備的所述不同部分的操作，及以便創(chuàng)建過程模塊來模擬或仿真所述過程設(shè)備的所述部分的行為。照這樣，每個過程模塊(及與過程體或其他材料的輸出，并模擬或仿真所述過程設(shè)備中的所述過程元件對移動經(jīng)過所述設(shè)備的材料的作用的行為。照這樣，所述智能過程對象的圖形顯示部分可以用于描繪所述設(shè)備中的所述元件的操作(以及所述設(shè)備中的該元件的角色或作用)，而所述智能過程對象的仿真元件則可以用于仿真所述實際設(shè)備的數(shù)據(jù)(例如在所述設(shè)備中測量的數(shù)據(jù))也可以傳送到使用智能過程對象來創(chuàng)建的所述圖形顯示中，或在所述圖形顯示中描繪。為了執(zhí)行更高級及更準確的仿真，智能連接對象對模擬所述設(shè)備中的物理實體之間的連接可以很有用處。例如，這些連接可以指定管道連接、導管連接、電氣連接或傳輸帶連接。因此，所述連接可能于通過所述連接的多種不同類別的物料流的其中之一有關(guān)。所述智能連接對象可以存儲與所述連接有關(guān)的連接參數(shù)數(shù)據(jù)，比如有關(guān)連接類別或連接狀況的的信息。作為仿真系統(tǒng)的部分的所述智能連接對象的執(zhí)行，通過顯示所述連接的圖形描繪及仿真通過所述連接的物料流，幫助產(chǎn)生所述過程設(shè)備的操作的模型。仿真也通過智能流對象提供，這些智能流對象可以與所述設(shè)備中的物料流(或材料流)有關(guān)。這些流可以代表流經(jīng)或通過所述設(shè)備的液體、固體或氣體，而每個流可以包括所述流的特性或參數(shù)，比如壓力、體積、密度、流率、成分等等，這些特性或參數(shù)可能隨著所述流通過所述過程模塊的不同元件而改變。由于所述流流經(jīng)所述過程控制元件的所述輸入及輸出，所述流的特性一般受所述流流經(jīng)的所述過程元件(閥、槽等等)影響，因此，所述過程模塊中的各別的元件可以包括算法，以仿真這些過程元件在它們的輸入處對所述流提供的影響。為了實現(xiàn)所述圖形顯示的操作或?qū)崿F(xiàn)從智能過程對象創(chuàng)建所述過程模塊的操作，操作員工作站或其他計算機運行執(zhí)行引擎，所述執(zhí)行引擎執(zhí)行所創(chuàng)建的圖形顯示或過程模塊。作為這個操作的部分，所述過程模塊可以執(zhí)行被稱作"流算法，，的方法，這些流算法可以用于檢測過程情況-特別是在系統(tǒng)級的基礎(chǔ)上檢測過程情況，以及用于仿真過程元件對流經(jīng)所述設(shè)備的流的影響。因此，從所述智能過程對象創(chuàng)建的所述過程模塊及圖形顯示，使得能夠在所述操作員顯示設(shè)備實施情況及錯誤檢測例程，而且可以同時在所述設(shè)備的所述控制器及現(xiàn)場設(shè)備中提供這個功能，或消除提供這個功能的需要。所述過程模塊也在所述過程設(shè)備中為操作員或配置工程師提供另一程度的編程靈活性，此另一程度的編程靈活性可以為操作員提供更好或更完整的信息，而且還易于使用及實施。此外，所述圖形顯示可以使用由所述過程流模塊的流算法確定或計算的信息來動畫化，以便向操作員提供附加信息。圖l為一原理框圖，其顯示位于過程設(shè)備中的一分布式過程控制網(wǎng)絡(luò)，該分布式過程控制網(wǎng)絡(luò)包括一工作員工作站，該工作員工作站實施一顯示例程，該顯示例程使用智能過程對象來創(chuàng)建過程模型及圖形顯示，以仿真過程設(shè)備的操作；圖2為一邏輯原理框圖，其顯示存儲在圖1的操作員工作站的一組應(yīng)用程序及其他實體，包括智能過程對象及過程模塊，這些應(yīng)用程序及實體可以用來在過程設(shè)備中實施加強功能；圖3筒單地描繪一配置屏幕，配置工程師通過該配置屏幕，使用存儲在對象庫的智能過程對象來創(chuàng)建過程圖形顯示或過程模塊；圖4是一范例過程圖形顯示的詳細描繪，其包括過程設(shè)備中的流及連接元件的描繪，該范例過程圖形顯示通過互連多個智能過程對象的圖形顯示元件而創(chuàng)建；圖5描繪一組最小化過程圖形顯示，包括圖4的過程圖形顯示，這些最小化過程圖形顯示互連成為所述設(shè)備的一較大的圖形顯示；圖6描繪一與圖4的過程圖形顯示有關(guān)的過程模塊，也圖解該過程模塊與一高保真仿真例程之間的互連；圖7A及7B為邏輯原理框圖，它們圖解在過程設(shè)備中集成的圖形顯示、過程模塊及控制模塊之間的通信互連；圖8簡單地描繪一范例過程模塊，該過程模塊的多個模塊與一控制模塊中的多個功能塊互連，以便提供高級控制及仿真能力；圖9為一簡化原理框圖，其顯示一仿真系統(tǒng)，該仿真系統(tǒng)具有多個仿真塊，這些仿真塊使用過程模型來提供將來預(yù)測過程值，并根據(jù)過程測量或用戶輸入來更新所述過程模型；和圖IO為一邏輯原理框圖，其顯示在現(xiàn)有過程控制網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建及實施使用智能過程對象的過程模塊及仿真系統(tǒng)的方式。具體實施方式現(xiàn)在參看圖1,其詳細描述一范例過程設(shè)備10中的智能過程對象被用來構(gòu)成過程圖形顯示及過程模塊，所述過程圖形顯示及過程模塊可以與控制模塊集成，以便在設(shè)備環(huán)境中提供加強控制及仿真。明確地說，過程設(shè)備10使用一分布式過程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一或多個控制器12，每個控制器12通過輸入/輸出(I/O)設(shè)備或卡18(其可以是Fieldbus界面、Profibus界面、HART界面、標準4-20mA界面等等)，連接到一或多個現(xiàn)場設(shè)備14及16?？刂破?2也通過一數(shù)據(jù)高速通道24(其可以是一以太網(wǎng)鏈接)，連接到一或多個主工作站或操作員工作站20及22。一數(shù)據(jù)庫28可以連接到數(shù)據(jù)高速通道24,而且可以運行為一歷史數(shù)據(jù)庫，以便采集及存儲與設(shè)備10中的控制器及現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的參數(shù)、狀況及其他數(shù)據(jù)；及/或可以運行為一配置數(shù)據(jù)庫，以便將下載到和存儲在控制器12及現(xiàn)場設(shè)備14及16的配置存儲為設(shè)備10中的過程控制系統(tǒng)的當前配置。雖然控制器12、輸入/輸出(I/O)卡18及現(xiàn)場設(shè)備14及16典型地是位于及分布遍及有時苛刻的設(shè)備環(huán)境中，但操作員工作站20及22以及數(shù)據(jù)庫28—般位于控制室或其他較不苛刻、控制人員或維護人員較容易接近的環(huán)境中。如共知的那樣，每個控制器12(其可以是EmersonProcessManagement出售的DeltaVTM控制器)存儲及執(zhí)行一控制器應(yīng)用程序，所述控制器應(yīng)用程序使用任何數(shù)目、不同、獨立執(zhí)行的控制模塊或塊29來實施一控制策略。每個控制模塊29可以由通常稱為"功能塊"的塊構(gòu)成，其中每個功能塊是一完整控制例程的一部分或一子例程，而且每個功能塊(通過被稱為"鏈接"的通信)與其他功能塊一同工作，以便實施過程控制系統(tǒng)10中的過程控制環(huán)路。如廣為人知的那樣，功能塊可以是符合對象導向協(xié)議的對象，它們典型地執(zhí)行以下功能的其中之一，以便執(zhí)行在過程控制系統(tǒng)10中操縱過程參數(shù)的一些物理功能，即輸入功能，比如與變送器、傳感器或其他過程參數(shù)測量設(shè)備相關(guān)的輸入功能；控制功能，比如與執(zhí)行PID、模糊邏輯、MPC等控制有關(guān)的控制功能；或輸出功能(其負責控制一些設(shè)備(比如閥)的操作)。當然，存在一些混合的及其他類別的復雜功能塊，比如模型預(yù)測控制器(MPCs)、優(yōu)化器等等。雖然Fieldbus協(xié)議及DeltaV系統(tǒng)協(xié)議使用根據(jù)對象導向編程協(xié)議來設(shè)計及實施的控制模塊及功能塊，但所述控制模塊可以使用任何期望的控制編程方案來設(shè)計，包括使用順序功能塊、梯型邏輯等等來設(shè)計，而且所述控制模塊的設(shè)計及實施不限于使用所述功能塊或任何其他特定編程技術(shù)。在圖1所示的設(shè)備10中，連接到控制器12的現(xiàn)場設(shè)備14及16可以是標準的4-20mA設(shè)備；可以是智能現(xiàn)場設(shè)備(比如HART、Profibus或FoundationTMFieldbus現(xiàn)場設(shè)備)，它們各包括一處理器及一存儲器；或者可以是任何其他期望類別的設(shè)備。一些這類設(shè)備(比如Fieldbus現(xiàn)場設(shè)備)(在圖1中以編號16標注)可以存儲及執(zhí)行與在控制器12中執(zhí)行的控制策略有關(guān)的模塊、或子模塊(比如功能塊)。功能塊30在圖l被圖解為部署在兩個不同的Fieldbus現(xiàn)場設(shè)備16中，它們可以與控制器12中的控制模塊29—同執(zhí)行，以便實施過程控制，一如共知的那樣。當然，現(xiàn)場設(shè)備14及16可以是任何類別的設(shè)備(比如傳感器、閥、變送器、定位器等等)，而輸入/輸出(I/O)設(shè)備18可以是任何類別的、遵守任何期望的通信協(xié)議或控制器協(xié)議(例如HART、Fieldbus及Profibus協(xié)議)的輸入/輸出(I/O)設(shè)備。在圖1所示的過程設(shè)備10中，工作站20包括一組操作員界面應(yīng)用程序及其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)32,操作員界面應(yīng)用程序32可以由任何授權(quán)用戶(有時在此稱為配置工程師及有時稱為操作員-雖然可能存在其他類別的用戶)存取，以便觀測及提供有關(guān)在過程設(shè)備10中連接的設(shè)備、單元等等的功能。該組操作員界面應(yīng)用程序32存儲在工作站20的一存儲器34中，而且該組應(yīng)用程序32中的每個應(yīng)用程序或?qū)嶓w適合在與工作站20有關(guān)的一處理器36上執(zhí)行。雖然整個組合的應(yīng)用程序32被圖解為存儲在工作站20中，但關(guān)的或與系統(tǒng)10進行通信的其他工作站或計算機設(shè)備。雖然整個組合的應(yīng)用程序32被圖解為存儲在工作站20中，但這些應(yīng)用程序或其他實體中的有些應(yīng)用程序或?qū)嶓w，可以在系統(tǒng)10中的或與系統(tǒng)IO有關(guān)的其他工作站或計算機設(shè)備中存儲及執(zhí)行。此外，所述組合的應(yīng)用程序可以提供顯示輸出到一與工作站20有關(guān)的顯示屏幕37或任何其他期望的顯示屏幕或顯示設(shè)備，包括手攜式設(shè)備、膝上式計算機、其他工作站、打印機等等。同樣地，所述組合的應(yīng)用程序32中的應(yīng)用程序可以分開并在兩個或多個計算機或機器上執(zhí)行，而且可以配置成彼此一起操作。一般而言，該組應(yīng)用程序32提供條件或使得可以創(chuàng)建及使用三種不同的實體，這些實體的運行可以集成，以^便為過程設(shè)備10中的加強控制、仿真及顯示功能提供條件。更明確地，該組應(yīng)用程序32可以用于創(chuàng)建及實施過程圖形顯示35(其一般提供與過程設(shè)備的部分有關(guān)的操作員顯示)、過程模塊39(其一般提供過程設(shè)備的部分的仿真)以及過程控制模塊，如控制模塊29(其一般提供或執(zhí)行過程的聯(lián)機控制)。過程控制模塊29—般為此行熟知，而且可以包括任何類別的控制模塊，比如功能塊控制模塊等等。過程圖形顯示元件35(其將在以下詳細描述)一般被操作員、工程師或其他顯示用來為用戶(比如操作員)提供有關(guān)過程設(shè)備及其中的元件的操作、配置或設(shè)置的信息。過程模塊39—般與過程圖形顯示元件35緊密聯(lián)系，而且可以用于執(zhí)行過程設(shè)備的操作的仿真，或用于執(zhí)行一些過程設(shè)備中的、以過程圖形顯示35中描繪的方式連接的不同元件的仿真。過程圖形顯示35及過程模塊39被描述為存儲在工作站20及22升由工作站20及22執(zhí)行，雖然過程圖形顯示35及過程模塊39可以被下載到、及執(zhí)行于任何與過程控制設(shè)備IO有關(guān)的其他計算機(包括膝上式計算機、手提設(shè)備等等)。圖2圖解工作站20的該組應(yīng)用程序32中的一些應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或其他實體。明確地說，該組應(yīng)用程序32包括控制模塊、過程模塊及圖形顯示配置應(yīng)用程序38，這些應(yīng)用程序由配置工程師用來創(chuàng)建控制模塊、過程模塊(亦稱過程流模塊)及相關(guān)的圖形顯示。雖然控制模塊配置應(yīng)用程序38可以是任何標準的或已知的控制模塊配置應(yīng)用程序，但所述過程模塊及圖形顯示配置應(yīng)用程序可以使用一或多個智能過程對象來創(chuàng)建過程模塊及圖形顯示，其性質(zhì)將在以下詳細描述。此外，雖然過程模塊及過程圖形配置應(yīng)用程序38分開顯示，但一配置應(yīng)用能夠程序可以創(chuàng)建所有這些類別的元件。一庫40的智能過程對象42包括范例或模板智能過程對象42,范例或模板智能過程對象42可以由配置應(yīng)用程序38存取、復制及使用來創(chuàng)建過程模塊39及圖形顯示35。應(yīng)該了解，配置應(yīng)用程序38可以用來創(chuàng)建一或多個過程模塊39,每個過程模塊39由一或多個智能過程對象42構(gòu)成或從一或多個智能過程對象42創(chuàng)建，而且可以包括存儲在過程模塊存儲器46的一或多個過程流或仿真算法45。此外，配置應(yīng)用程序38可以用于創(chuàng)建一或多個圖形顯示35,每個圖形顯示35由一或多個智能過程對象42構(gòu)成或從一或多個智能過程對象42創(chuàng)建，而且可以包括連接在一起的任何數(shù)目的顯示元件。其中一圖形顯示35b在圖2中以放大的方式圖解，而且包括一組過程元件(比如閥、槽、傳感器及流率變送器)的描繪，這些過程元件由連接元件(它們可以是管、導管、電力電纜、運輸帶等等)互連。一執(zhí)行引擎48在運行時間操作或?qū)嵤┟總€圖形顯示35及過程模塊39,為操作員創(chuàng)建如圖形顯示35定義的一或多個過程顯示，以及實施與過程模塊39有關(guān)的仿真功能。執(zhí)行引擎48可以使用一規(guī)則數(shù)據(jù)庫50,規(guī)則數(shù)據(jù)庫50定義將在過程^t塊39上實施的邏輯為一整體及這些模塊中的智能過程對象。執(zhí)行引擎48也可以使用一連接矩陣52，該連接矩陣52定義設(shè)備10中的過程元件以及過程模塊39中的過程元件之間的連接，以便為過程模塊39實施功能。圖2更詳細地圖解其中一智能過程對象42e。雖然智能過程對象42e被圖解為其中一模板智能過程對象，但應(yīng)該了解，其他智能過程對象一般將包括與智能過程對象42e相同或相似的元件、設(shè)置、參數(shù)等等，而且;f見該智能過程對象的性質(zhì)及用途而定，這些元件、設(shè)置、參數(shù)的細節(jié)或數(shù)值可以因不同智能過程對象而改變或變更。此外，雖然智能過程對象42e可以是對象導向編程環(huán)境中的一對象，因此包括數(shù)據(jù)存儲器、輸入及輸出以及與其有關(guān)的方法，這個智能過程對象可以由任何其他期望的編程范例或協(xié)議創(chuàng)建，或在任何其他期望的編程范例或協(xié)議中實施。應(yīng)該了解，智能過程對象42e在被實例化之前，是與圖1的過程設(shè)備10中的某個特定類別的實體(比如物理實體或邏輯實體)有關(guān)的一對象。然而，在被復制及實例化之后，智能過程對象42e可以與所述過程設(shè)備中的某個特定實體有關(guān)。無論如何，智能過程對象42e包括一數(shù)據(jù)存儲器53,數(shù)據(jù)存儲器53用于存儲接收自或關(guān)于與智能過程對象42e有關(guān)的邏輯實體的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲器53—般包括一數(shù)據(jù)存儲器53a,數(shù)據(jù)存儲器53a存儲與智能過程對象42e有關(guān)的實體的一般信息或永久信息，如制造商、修改、名稱、類別等等。一數(shù)據(jù)存儲53b可以存儲變量或變動數(shù)據(jù)，比如參數(shù)數(shù)據(jù)、狀況數(shù)據(jù)、輸入及輸出數(shù)據(jù)、成本或其他與智能過程對象42e有關(guān)的實體的數(shù)據(jù)，包括與所述實體有關(guān)的、該實體曾經(jīng)存在于或現(xiàn)在存在于過程設(shè)備10的數(shù)據(jù)。當然，智能過程對象42e可以配置或編程為在定期或非定期的基礎(chǔ)上，通過任何期望的通信鏈接從該實體本身接收這些數(shù)據(jù)(例如成本數(shù)據(jù))，或通過以太網(wǎng)總線24或以任何其他期望的方式從歷史數(shù)據(jù)庫28接收這些數(shù)據(jù)(例如成本數(shù)據(jù))。一數(shù)據(jù)存儲器53c可以存儲與智能過程對象42e有關(guān)的實體的圖形表達，該圖形表達通過操作員界面(比如與圖1中的工作站20有關(guān)的屏幕37)用于為操作員提供實際顯示。當然，該圖形表達可以包括有關(guān)所述實體的信息的占位符(數(shù)據(jù)存儲器53c中標志下劃線者)，比如存儲在數(shù)據(jù)存儲器53b、由有關(guān)所述實體的參數(shù)或其他變量數(shù)據(jù)定義的信息。當圖形表達作為其中一圖形顯示35的部分、在顯示設(shè)備37上向操作員呈現(xiàn)時，這個參數(shù)數(shù)據(jù)可以顯示于圖形占位符。所述圖形表達(及智能過程對象42e)也可以包括預(yù)定連接點(數(shù)據(jù)存儲器53c中標志"X"者)，預(yù)定連接點使得操作員或配置工程師能夠附加上游或下游組件到過程元件，一如圖形表達所描繪的那樣。當然，這些連接點也使得智能過程對象42e能夠知道在過程模塊中配置的、連接到該智能對象的元件，以及可以指定必須使用的連接元件類別(比如與該元件等有關(guān)的管、管道等等)以及與該元件有關(guān)的流等等。智能過程對象42e也可以包括一或多個輸入54及輸出56,以使得能夠在其中使用智能過程對象42的過程模塊之內(nèi)或之外與其他智能過程對象進行通信。輸入54及輸出56與其他智能過程對象的連接，可以由配置工程師在過程模塊配置時，通過僅僅連接其他智能過程對象到這些輸入及輸出或通過指定將在智能過程對象之間發(fā)生的特定通信，來進行配置。這些輸入及輸出中的有些輸入及輸出可以被定義為在智能過程對象的預(yù)定連接點連接到智能過程對象-如以上所述。這些輸入54及輸出56也可以由規(guī)則數(shù)據(jù)庫50中的一組規(guī)則來確定或定義，及由定義設(shè)備10中的不同設(shè)備或?qū)嶓w之間的連接的連接矩陣52來確定或定義。一般而言，輸入54及輸出56(包括數(shù)據(jù)存儲器或有關(guān)緩沖器)將用來提供從其他智能過程對象傳送數(shù)據(jù)到智能過程對象42e的通信，或提供將存儲在或產(chǎn)生于智能過程對象42e的數(shù)據(jù)傳送到其他智能過程對象的通信。這些輸入及輸出也可以用來提供智能過程對象42e與過程控制系統(tǒng)中的其他對象(比如控制器12中的控制模塊、現(xiàn)場設(shè)備14、16等等)之間的通信。如圖2所示，智能過程對象42e也包括一方法存儲塊58,用于存儲零個、一或多個方法60(在圖2中圖解為方法60a、60b及60c)，這些方法可以是在執(zhí)行使用智能過程對象42e的過程模塊時、由智能過程對象42e實施的算法。一般上，存儲在方法存儲塊58中的方法60將便用存儲在數(shù)據(jù)存儲器部分53a及53b的數(shù)據(jù)，以及從其他智能過程對象獲取的數(shù)據(jù)或從其他來源獲取的數(shù)據(jù)(比如通過輸入54及輸出56，從配置數(shù)據(jù)庫或歷史數(shù)據(jù)庫28獲取的數(shù)據(jù))，以確定有關(guān)過程設(shè)備IO或有關(guān)設(shè)備10中的實體的信息。例如，方法60可以確定由智能過程對象42e定義的實體的不良或良好操作條件、該實體或過程設(shè)備10中的其他實體的誤差等等。方法60可以根據(jù)智能過程對象的種類和級別來預(yù)配置或提供，而且一般在每次智能過程對象42e在運行時間在執(zhí)行引擎48中被執(zhí)行時，方法60將被執(zhí)行。一些可以在智能過程對象(比如智能過程對象42e)中提供的范例方法60包括監(jiān)控泄漏、死區(qū)帶、死區(qū)時間、移動、可變性、情況監(jiān)控、計算成本、或其他與所述實體有關(guān)的情況。方法60也可以被提供來幫助仿真與流經(jīng)過程實體的材料上的智能過程對象有關(guān)的過程實體的操作。因此，方法60可以被提供來計算與設(shè)備10中的材料有關(guān)的質(zhì)量平衡、能量平衡、流率、溫度、成分、汽化狀態(tài)、及其他系統(tǒng)級或流級參數(shù)，以仿真該元件的操作，從而根據(jù)提供的輸入來計算預(yù)期輸出等。當然，除了少數(shù)以外，這些方法可以存儲在智能過程對象42e并由智能過程對象42e運行，而且有許多其他方法可以使用，這些方法一般按被表達的實體的種類、該實體在過程設(shè)備中連接及使用的方式、以及其他因素來確定。必須注意的是，雖然智能過程對象42e可以存儲及執(zhí)行探測系統(tǒng)級情況、錯誤等的方法，這些方法也可以用于確定有關(guān)設(shè)備、邏輯元件(比如過程控制模塊及環(huán)路、及其他分系統(tǒng)級實體)的其他信息。如果需要，方法60可以以任何期望的編程語言(如C、C++、C弁等等)來編程或提供，或可以被引用到或可以定義在執(zhí)行時應(yīng)為智能過程對象42e運行的規(guī)則數(shù)據(jù)庫50中的適用規(guī)則。如果需要，每個智能過程對象可以包括一庫的適用算法或方法，當在過程模塊中連接時，這些適用算法或方法可以用于定義智能過程對象的仿真行為。這樣的庫以圖2中的智能過程對象42e的下拉菜單61圖解，而且一相似的菜單可以與每個其他智能過程對象有關(guān)。在智能過程對象置于一過程模塊39中時，配置工程師可以通過(例如)下拉菜單61，選擇仿真算法(稱為方法l、方法2等等)庫中的一算法來定義該智能過程對象的仿真行為。照這樣，取決于所述智能過程對象被用于建模的過程的種類及性質(zhì)，配置工程師可以為智能過程對象定義不同的仿真行為。如果需要，配置工程師可以改為提供專用或其他用戶供應(yīng)算法來定義由智能過程模塊定義的過程元件的仿真行為。這種用戶定義算法(在下拉菜單21中被圖解為"用戶定義，，輸入)在智能過程對象位于或用于過程模塊39中時，可以被提供給及存儲在智能過程對象中。這個功能使仿真行為能夠由用戶用戶化，從而提供更好或更準確的仿真。如果需要，以及如同以下更詳細描述的那樣，智能過程對象42或每個過程模塊39可以包括一操作員可執(zhí)行開關(guān)(如電子開關(guān)或標志)，所述開關(guān)禁止在智能過程對象中使用仿真算法，使過程模塊的行為由一高保真仿真包或程序(如由HYSYS提供者)確定。在這種情況中，與使用智能過程對象中的仿真算法相反，智能過程對象或過程模塊是從高保真仿真獲得仿真參數(shù)。在執(zhí)行引擎48執(zhí)行一圖形顯示35或一過程模塊39時，執(zhí)行引擎48向圖形顯示35或過程模塊39中的每個智能過程對象實施由輸入54及輸出56定義的通信，而且可以為這些對象中的每個對象實施方法60，以便執(zhí)行方法60提供的功能。如以上所述，方法60的功能可以置于所述智能過程對象中的編程，或根據(jù)某智能過程對象的種類、級別、標識符、標簽名等，由執(zhí)行引擎48執(zhí)行的規(guī)則數(shù)據(jù)庫50中的一組規(guī)則來定義，以便實施這些規(guī)則定義的功能。將注意到的是，智能過程對象42e的一實例有一與智能過程對象42e有關(guān)的過程模塊構(gòu)造中的標簽名或唯一名，這個標簽名或唯一名可以用來提供傳送到或傳送自智能過程對象42e的通信，而且可以在運行時間被執(zhí)行？I擎48引用。過程模塊標簽在控制系統(tǒng)配置中應(yīng)是唯一的。這個標簽慣例使得過程模塊39中的元件能夠由其他過程圖形顯示35、過程模塊39及控制模塊29的元件引用。此外，智能過程對象42e的參數(shù)可以是簡羊參數(shù)(比如簡單值、結(jié)構(gòu)參數(shù)或智能參數(shù))，這些簡單參數(shù)知道與其有關(guān)的預(yù)期單位及屬性。智能參數(shù)可以由過程規(guī)則引擎或執(zhí)行引擎48解釋或使用，以確保所有信號以相同單位傳送或適當?shù)剞D(zhuǎn)換單位。智能規(guī)則也可以用來開啟或關(guān)閉對智能過程對象(或過程模塊)的告警組合，以便為操作員創(chuàng)建一智能告警策略及/或界面。此外，智能過程對象級別可以與設(shè)備10的過程控制策略中的設(shè)備及模塊級別發(fā)生聯(lián)系，以便提供智能過程對象與其將需要解釋或存取的過程變量之間的已知鏈接。，.在用于過程圖形顯示或過程模塊時，智能過程對象也可以包括操作模式、狀況、及告警行為，以使得這些智能對象可以在運行時間置于不同模式(比如關(guān)閉、啟動及一般模式)，可以根據(jù)其當前操作狀態(tài)提供與所述對象有關(guān)的狀況，以及可以根據(jù)檢得狀況(比如參數(shù)超出范圍、受限、高變量等等)提供告警。智能過程對象也可以有一級/子級層次樹，使它們能夠在級庫中被分類、在復合結(jié)構(gòu)中被一起采集等等。此外，智能過程對象可以使用得自其他元件(比如控制模塊)及其他對象的信息，以使智能過程對象能夠識別與其有關(guān)的實體什么時候被臨時占用(例如被設(shè)備10中的批次控制過程捕獲)。智能過程對象可以與任何期望的過程實體有關(guān)，例如物理設(shè)備(比如泵、槽、閥等等)，或邏輯實體(比如過程范圍、測量或執(zhí)行器、控制策略等等)。在有些情況中，智能過程對象可以與連接器(比如管、管道、線路、傳輸器)或任何其他在過程中將材料、電能、氣體等從一點移到另一點的設(shè)備或?qū)嶓w有關(guān)。在此有時稱為智能鏈接或連接器元件的、與連接器有關(guān)的智能過程對象也被標記(即使所述實際設(shè)備或連接器本身可能沒有被標記，或可能不能在過程設(shè)備10中通信)，而且一般用來表示過程中的其他元件之間的物料流o智能鏈接或智能連接器對象典型地將包括特性或參數(shù)，這些特性或參數(shù)定義不同材料(例如蒸汽、電能、水、污水等等)或現(xiàn)象(如電能)怎樣流經(jīng)連接。這些參數(shù)可以顯示通過連接器的流的種類及性質(zhì)(如一般速度、摩擦系數(shù)、流的種類如紊流或非紊流、電磁性等等)，以及通過連接器的流的可能方向或方向。智能鏈接可以包括編程或方法，編程或方法確保智能鏈接連接的源對象及目標對象的單位匹配，否則，編程或方法可以執(zhí)行轉(zhuǎn)換。智能鏈接的方法也可以利用模型或算法來為經(jīng)過連接器的流建模，以估計經(jīng)過實際連接器的流的速度或性質(zhì)、物理連接的長度及大小、交通延滯等等。智能過程對象的存儲參數(shù)(如摩擦參數(shù))可以用于這些方法。因此，實質(zhì)上，智能鏈接或連接器元件使得智能過程對象能夠知道其他上游及下游對象或?qū)嶓w。當然，智能鏈接可以(例如)以任何期望或便利的方式定義系統(tǒng)中的其他對象之間的連接、流體的種類(如液體、氣體、電能等等)、實體的上游側(cè)及下游側(cè)、這個智能過程對象的其他哪些實體在該實體的上游及下游，材料、流體、電流的方向等等。在一實例中，矩陣52可以在執(zhí)行過程流模塊之前被創(chuàng)建，而且可以為所述智能鏈接定義設(shè)備中的不同設(shè)備之間的互連，以及所述不同智能過程對象之間的互連。其實，執(zhí)行引擎48可以使用矩陣52來確定上游及下游實體，以及從而定義智能過程對象及與智能過程對象有關(guān)的方法之間的通信。此外，一或多個組的規(guī)則可以被提供，以用于智能過程對象之間的相互作用及按智能過程對象中的方法的需要、相互獲取數(shù)據(jù)，以及解決與輸出連接有關(guān)的智能對象的影響。如果需要，智能過程對象42e也可以包括與關(guān)鍵文檔的熱鏈接(如"統(tǒng)一資源定位符"(URLs))，關(guān)鍵文檔可能適用于該對象種類、或可能是與智能過程對象42e有關(guān)的設(shè)備(取決于臨界度及應(yīng)用)的實例專用的。文檔可以是廠商供應(yīng)，也可以是用戶專用。文檔的一些例子包括配置、啟動及關(guān)閉等程序、操作及維護文檔。如果需要，操作員可以點擊顯示于操作員顯示的對象，為所述對象或有關(guān)設(shè)備提出實例專用(如有)及一般文檔。此外，操作員可以不受系統(tǒng)軟件的限制、自主地添加/刪除/更改文檔，如維護要求、操作問題記錄等等。此外，這些熱鏈接可以是用戶可配置或用戶可更改熱鏈接，以提供添加知識鏈接到操作員界面中的對象的能力，以提供快捷導航到與對象有關(guān)的適當信息，以及提供添加答尸縣體工作命令到特定對象種類或?qū)ο蟮奶囟▽嵗哪芰?。雖然過程模塊及過程圖形在以上被描述為通過不同智能過程對象的互連而一起創(chuàng)建，但它們也可以個別地創(chuàng)建。例如，可以使用智能過程對象來創(chuàng)建過程圖形，然后在完成時，可以根據(jù)圖形元件及它們在圖形顯示中的互連來產(chǎn)生該圖形的過程模塊。作為選擇，可以首先使用智能過程對象來創(chuàng)建該過程模塊，而且一旦創(chuàng)建了過程模塊，配置應(yīng)用程序38可以自動地使用用于創(chuàng)建該過程模塊的智能過程對象中的圖形顯示元件，產(chǎn)生該過程^t塊的圖形顯示。此外，過程模塊及圖形顯示可以個別地創(chuàng)建，而這兩個實體中的單獨元件可以通過互相引用，人工地連在一起(例如使用圖形顯示及過程模塊中的元件的標簽特性)。通過這個機制，智能過程對象可以被多個顯示引用。無論如何，一旦創(chuàng)建，過程圖形顯示及有關(guān)過程模塊可以獨立或分離地運行，雖然它們將典型地按期望或需要、來回地傳送參數(shù)及信息。為了便于理解，可能用在或用來創(chuàng)建過程圖形顯示及過程模塊的智能過程對象的某些可能設(shè)置及例子，將在以下更詳細地描述。其后，將描述可以使用所迷元件和設(shè)置來創(chuàng)建的過程圖形顯示及過程模塊與控制模塊集成以從而提供高級控制及仿真能力的方式。當然，應(yīng)該了解，智能過程對象元件和設(shè)置并不限于在此討論的元件及設(shè)置，而且，如果需要，其他設(shè)置和元件可以用在或用來創(chuàng)建過程圖形顯示及過程模塊的其中之一或兩者。此外，應(yīng)該了解，雖然以下提供的用于一或多個仿真系統(tǒng)的仿真程序與使用智能對象來構(gòu)建的仿真系統(tǒng)一起描述，但并非必須在這些仿真系統(tǒng)中使用智能對象，而且可以改為采用其他類別的編程技術(shù)來開發(fā)或?qū)嵤┻@些仿真系統(tǒng)。一般而言，配置應(yīng)用程序中可以提供一組預(yù)定圖形元件，以使得用戶能夠構(gòu)建反映過程設(shè)備的操作員或圖形顯示。這些圖形元件的原意在于動態(tài)地顯示與控制系統(tǒng)對接的聯(lián)機測量及執(zhí)行器。此外，反映過程操作的未測量參數(shù)可以使用過程模塊中提供的聯(lián)機過程仿真來計算，而且可以顯示為有關(guān)圖形顯示的組成部分。此外，在用于工程或培訓仿真目的的聯(lián)機或禹線環(huán)境甲，迓程模塊提供的過程仿真可以代替過程測量值，用于圖形元件中及用于有關(guān)控制模塊中。這些由有關(guān)過程模塊計算的值可以基于過程圖形中描述的執(zhí)行器位置或狀態(tài)以及人工擾動值為。照這樣，圖形顯示及控制模塊可以用于聯(lián)機或控制情況以及用于聯(lián)機及離線仿真情況。此外，雖然圖形元件的靜態(tài)部分將在許多情況下與包含在已知圖形庫中的三維元件相似，以下將進一步以這些圖形元件的許多可能種類及例子來描述這些圖形元件的特點或特性、這些元件顯示的信息以及這些元件與控制系統(tǒng)輸入/輸出(I/O)及過程仿真模塊的鏈接。一般而言，與某個智能過程對象有關(guān)的過程;f莫塊中的圖形元件及仿真算法屬于多個不同種類的過程元件(包括流元件、過程連接元件、執(zhí)行器元件、處理元件、測量元件及估計特性元件)的其中一種類。流元件一般定義過程設(shè)備中的物料流，而且可以顯露于圖形顯示中，以顯示定義該物料流的成分、密度、流量、溫度、壓力、重量及/或任何其他參數(shù)。流元件可以在過程才莫塊的輸入處定義，以及可以提供給過程模塊中的元件，從而使通過過程模塊的物料流在過程顯示中建模及描繪。同樣地，流元件可以在輸出處或過程模塊的末端描述，以便在圖形顯示中描述圖形顯示描繪的過程設(shè)備的部分的材料輸出。流元件也可以用于定義不同圖形顯示(及有關(guān)的過程模塊)怎樣互相連接。例如，一過程模塊中的輸出流可以是另一過程模塊中的輸入流，而且可以提供用于另一過程模塊的輸入流的值。流可以包含以下四個部分名稱(例如pH流)、方向(例如流輸入)、測量(例如流量、壓力、溫度)及成分(例如氮、氨等等)。然而，如果需要，流可以有其他部分或參數(shù)。過程連接元件定義設(shè)備中的材料(如固體材料、液體及蒸汽、及氣體)從一設(shè)備傳送或運載到另一設(shè)備的方式。為清晰地描述經(jīng)過過程的物料流，可以使用三個不同種類的過程連接，包括管、管道及傳輸器。當然，其他連接元件也可以使用，例如電氣化學過程中用于傳送能量流的電纜。管一般用于描述(及仿真)設(shè)備中的液體及高壓蒸汽或氣體流。管道一般用于描述(及仿真)設(shè)備中的低壓氣體流。傳輸器一般用于描述(及仿真)處理單元之間的固體材料的移動。因此，每個過程連接元件定義在設(shè)備的輸入或輸出處用于提供材料的連接種類(如管連接、管道連接或傳輸器連接)。如果需要，正連接轉(zhuǎn)移的材料的特性可以由上游輸入確定。這些信息加上一定義連接是否完成的連接狀況變量，可以被提供為圖形顯示上的連接元件的特性。連接元件可以開始于處理元件輸出、執(zhí)行器元件輸出或流元件輸出。同樣地，連接元件可以終止于處理元件輸入、執(zhí)行器元件輸入或流元件輸入。在鼠標置于圖形顯示中的連接元件之上時，連接元件的特性可以自動地顯示。此外，通過放置一測量或估計特性元件(在以下定義)在連接元件上，與連接元件有關(guān)的特性可以永久顯示。如果需要，可以通過在一元件輸出(如流輸出、處理元件輸出或執(zhí)行器元件輸出)上按下鼠標左鍵，并在維持按下鼠標左^t時，將鼠標;故在一元件輸入之上來創(chuàng)建一連接元件。要成功地建立連接，上游及下游元件的輸入及輸出種類(管、管道、或傳輸器)必須匹配。連接將自動接納上游元件的種類。如果需要，管元件可以在過程圖形顯示中被顯示或描繪為管連接，管道元件(例如空氣或氣體)可以被顯示為管道，以及傳輸器元件可以被顯示為傳輸帶。管、管道及傳輸器元件連接可以自動地在處理元件之間通過，而箭頭可以在這些元件的描繪外顯示，以顯示流的方向。如果一上游輸出由兩個連接共有，則管、管道及傳輸器中可以包括一"T，，元件。同樣地，一"T，，元件可以用于結(jié)合多個輸出。傳輸器元件的顏色或其他圖形特性可以更改，以顯示其狀況(例如運行/停止、流動/不流動、堵塞等等)。一般而言，沿著傳輸器的物料流是由連接到傳輸器的馬達驅(qū)動器確定。因此，可以連接一馬達驅(qū)動執(zhí)行器(以下更詳細描述的一執(zhí)行器元件)到傳輸器。此外，測量元件(以下描述)可以連接到管、管道及傳輸器元件，以使得能夠顯露與管、管道及傳輸器元件有關(guān)的測量，例如傳輸器的速度或管或管道中的材料的流量，傳輸器、管或管道上或其內(nèi)的材料的特性(如水分或重量)。此外，可以添加一已顯露的特性元件，以顯示未測量的管、管道及傳輸器元件上或其內(nèi)的材料的特性，例如材料的成分。如果需要，每個管、管道及傳輸器連接元件可以圖形地及動態(tài)地反映失去連接(例如通過顏色更改)，以及反映選定的特性(壓力、溫度、長度等等)在配置界限外(例如通過顏色更改)。此外，有關(guān)過程模塊計算的參數(shù)可以顯露于圖形。例如，上游連接提供的特性(不論連接狀況的優(yōu)劣、連接狀況是否限制連接元件的一或多個選定參數(shù))可以顯露于圖形顯示，以便向操作員提供有關(guān)連接元件或連接元件正在傳輸?shù)牧鞯男畔ⅰＲ话愣?，?zhí)行器元件執(zhí)行一些有關(guān)流的執(zhí)行功能，而且可以力文在不同連接元件之間或一處理元件及一連接元件之間。執(zhí)行器元件的例子包括調(diào)節(jié)閥(帶執(zhí)行器)、開關(guān)閥(帶執(zhí)行器)、泵(帶馬達)、送風機(帶馬達)、引風機(帶馬達)、噴射器(帶開關(guān)閥)、減振器(帶驅(qū)動器)、送料機(帶變速馬達)、傳輸器馬達驅(qū)動器(可能附加到傳輸器元件)等等。閥元件的圖形描繪可以動態(tài)地反映控制該閥的有關(guān)控制塊的默認的閥位置(例如通過動畫化)、閥故障(例如通過顏色改變)、閥的全開/全關(guān)位置(例如通過顏色改變)、以及AO、DO、DC、設(shè)定點、PV、OUT、模式等等(例如通過數(shù)字串或其他表示)。與閥元件(用于過程模塊)有關(guān)的仿真元件可以有仿真算法，這些仿真算法計算與閥執(zhí)行器有關(guān)的參數(shù)(例如排放壓力、質(zhì)量流率、液體溫度、液體成分、入口壓力、及出口壓力)。如果需要，這些仿真或計算參數(shù)可以顯露于過程圖形。然而，用戶或配置工程師通常必須將一AO、DO或DC模塊的參考配置在與閥、閥種類(例如線性、快開、等百分比、閥尺寸計算等等)以及從開到關(guān)的動作時間有關(guān)的一控制模塊。當然，可以用來仿真通過閥的物料流上的閥操作的仿真算法，可以取決于閥的種類及尺寸信息。泵元件的圖形描繪可以動態(tài)地反映馬達狀況(例如使用顏色改變)、有關(guān)的DO或DC功能塊模式及設(shè)定點(例如使用串)、馬達速度(如果使用變速驅(qū)動器)、AO設(shè)定點、PV、OUT模式(如果使用變速驅(qū)動器)以及其他需要的參數(shù)。同樣地，泵元件的過程仿真(用于過程模塊)可以確定或計算參數(shù)，例如排放壓力、液體成分、液體溫度、及質(zhì)量流率，這些參數(shù)可以在圖形顯示中顯露。用戶可能需要根據(jù)泵種類來定義泵曲線。然而，用戶可以配置與馬達啟動/停止有關(guān)的DO或DC模塊的參考、用于變速驅(qū)動器(如果使用)的有關(guān)AO功能塊的參考、及用于定義泵的操作的泵曲線(例如壓力對流量曲線)。送風機或引風機執(zhí)行器元件的圖形描繪可以包括動態(tài)地描繪反映馬達狀況、DO或DC功能塊模式及設(shè)定點、馬達速度(如果使用變速驅(qū)動器)、AO設(shè)定點、PV、OUT、DO或DC功能塊模式(如果使用變速驅(qū)動器)以及其他需要的參數(shù)的描繪，任何這些信息可以在圖形顯示中顯露。這個元件的過程仿真元件(用于過程模塊)可以確定或計算諸如排放壓力、氣體成分、氣體溫度及氣體質(zhì)量流率等參數(shù)，這些參數(shù)可以在圖形顯示中顯露。用戶可以配置與馬達啟動/停止有關(guān)的DC模塊的參考、用于變速驅(qū)動器(如果使用)的有關(guān)AO功能塊的參考、及用于定義風機的仿真操作的風機曲線(壓力對流量曲線)。在有些實例中，某種特定類別的執(zhí)行器只能用于某種特定類別的連接，例如管、管道、或傳輸器。下表定義典型執(zhí)行器元件的一些范例連接限制。<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>送料機XX馬達驅(qū)動器X處理元件包括以某種方式處理設(shè)備中的材料或流的設(shè)備裝置。一般而言，處理元件的所有輸入及輸出將通過連接元件來進行。標準處理元件包括槽(垂直及水平)、發(fā)熱器、固定式混合機、反應(yīng)器、混合器、暖風機及任何其他執(zhí)行某種簡單或標準處理活動的元件。對于標準處理元件，用戶可以指定連接到該元件的輸入及輸出的數(shù)目以及設(shè)備的物理特性，如尺寸、體積等等。這些標準處理元件的仿真算法及靜態(tài)表達可以被設(shè)定為不能被用戶更改，但可以在配置時間被選擇如上述。當然，如果需要，其他(典型地是更復雜的設(shè)備裝置，例如蒸餾塔、蒸發(fā)器、分離器、鍋爐等等)可以實施為傳統(tǒng)處理元件。這些傳統(tǒng)處理元件的靜態(tài)表達、輸入及輸出的數(shù)目以及仿真算法可以被更改，以符合用戶界面的要求。一旦一傳統(tǒng)處理元件已經(jīng)凈皮定義，這個傳統(tǒng)處理元件可以存儲為一組合或模板，可以再使用或使用為其他處理元件的創(chuàng)建的一起點。槽標準處理元件(垂直或水平)可以根據(jù)管與槽的連接來配置，槽元件可以動態(tài)地反映槽中的物位(例如使用動態(tài)動畫)、以及100%或空時的物位(例如使用顏色改變)。槽的過程模塊仿真可以通過圖形顯示來計算及顯露諸如槽的出口溫度、出口成分、液體溫度以及仿真物位等參數(shù)。然而，為將槽與系統(tǒng)連接，用戶或配置工程師可能需要配置輸入及輸出連接的數(shù)目、與槽的完全連接、槽的特性如尺寸(例如直徑及高度)等等。發(fā)熱器處理元件可以通過圖形顯示，動態(tài)地計算及反映熱導系數(shù)(例如使用顏色改變)、出口產(chǎn)品溫度、入口產(chǎn)品溫度、出口壓力(假設(shè)固定下落)等等。用戶或配置工程師可能需要配置發(fā)熱器與槽的完全連接、發(fā)熱器表面積以及發(fā)熱器干凈時的熱導系數(shù)。當然，其他處理元件(如固定式混合器、反應(yīng)器、混合器、暖風機、熱交換器等等)可以有適合這些類別的設(shè)備的顯示及仿真能力。非標準處理元件(如蒸餾塔、蒸發(fā)器、分離器、鍋爐等等)可以使用傳統(tǒng)處理元件來圖形表達，其中與容器有關(guān)的仿真(如果未包括在標準選擇中)可以是用戶定義。這些元件中的處理可以被描述或定義為聯(lián)系容器的每個輸入與每個輸出的步進響應(yīng)模型。輸入可以是氣體及/或液體流。作為選擇，用戶可以定義描述處理元件的輸入和輸出之間的關(guān)系的公式，而這些公式可以存儲在使用該元件來執(zhí)行仿真的過程模塊中。如果需要，可以提供一些筒單固定圖形表達來幫助用戶迅速地創(chuàng)建與傳統(tǒng)處理元件有關(guān)的固定圖形。如果這些簡單圖形被使用，用戶可能只需指定需要的輸入及輸出連接的數(shù)目和該傳統(tǒng)處理元件支持的連接的類別(例如管、管道、或傳輸器)。作為響應(yīng)，圖形項目將被顯示，而且可以即刻用于創(chuàng)建操作員圖形。如果需要，與過程元件的每個輸入及輸出有關(guān)的增益及任何動態(tài)可以被指定-如果用戶選擇指定仿真算法為步進響應(yīng)。如果用戶選擇傳統(tǒng)算法，則可以提供一表達式編輯器給用戶，以便用于定義仿真算法。根據(jù)所選擇的方法，傳統(tǒng)處理元件輸出的特性可以分別地計算。此外，用戶可以參考他們已經(jīng)在個別軟件組裝中定義的一或多個算法。此外，幾個組合或模板可以被提供，以便創(chuàng)建傳統(tǒng)處理元件。這些模板可以包括(例如)帶傳統(tǒng)算法的鍋爐模板，其傳統(tǒng)算法計算出口氣體02(氧氣)、出口氣體CO(—氧化碳)、產(chǎn)生的蒸汽、鍋爐鼓筒位及鍋爐通風機。這種模板可以以一簡單燃料輸入為基礎(chǔ)。然而，通過更改該模板，可以仿真多燃料鍋爐。其他預(yù)定義的模板可以包括一專用的容器-旋流分離器模板，容器-旋流分離器模板可以與噴霧干燥機的傳統(tǒng)處理元件一起使用，而且可以包括一步進響應(yīng)模型來模擬分離器操作。同樣地，塔模板、噴霧干燥機及蒸發(fā)器筒體可以使用一步進響應(yīng)模型來定義預(yù)期的過程響應(yīng)。以蒸發(fā)器為例，根據(jù)能量輸入及輸入流的濃度，可以計算輸出流的濃度及蒸汽釋放量。多蒸發(fā)器元件可以與熱交換器及噴射器元件連接在一起，以創(chuàng)建一多效蒸發(fā)器。同樣地，一專用的容器-煙自傳統(tǒng)模板處理元件可以與鍋爐處理元件一起使用。在這種情況中，如果需要，入口的特性在經(jīng)過煙囪時可以保持不變，或反映對煙自執(zhí)行的減少排放?？梢杂糜趧?chuàng)建圖形顯示及過程模塊的其他類別的元件包括測量元件及特性元件。測量元件包括變送器元件，變送器元件可以用于圖形顯示，以便存取與物理變送器及開關(guān)元件有關(guān)的測量值。一般上，變送器元件可以動態(tài)地反映不良或不確定狀況、控制模塊中的有關(guān)模擬輸入(AI)功能塊的模式、與實際變送器(傳感器)有關(guān)的測量值及單位等、或與該實際變送器有關(guān)的其他數(shù)據(jù)。在離線模式(或仿真模式)中，變送器元件可以用于存取及顯示過程模塊提供的仿真值，而不是與模擬輸入(AI)或PCI模塊有關(guān)的值，或可以用于提供測量值予控制模塊中的有關(guān)模擬輸入(AI)模塊，以便用于仿真控制例程。變送器元件可以被添加到連接元件或處理元件，而且，當變送器元件被添加到顯示時，用戶一般將需要識別提供測量的控制器方案中的模擬輸入(AI)、PCI或離散輸入(DI)模塊。在聯(lián)機模式中，測量值可以被顯示于測量元件旁。在離線模式(或仿真模式)中，測量的仿真值(如由相應(yīng)過程模塊開發(fā)者)可以自動地被顯示。在聯(lián)機操作中，如果發(fā)生測量故障，用戶可以選擇將控制及顯示轉(zhuǎn)換到仿真值。開關(guān)元件可以動態(tài)地反映不良或不確定狀況、有關(guān)離散輸入(DI)(例如人工或OS)的模式以及開關(guān)的離散值(開、關(guān)等等)。在離線仿真模式時，用戶可以通過選擇仿真值或人工值及狀況，以及通過人工地輸入開關(guān)的值和狀況，使用開關(guān)顯示元件來存取及更改圖形顯示及控制模塊中的開關(guān)參數(shù)。然而，用戶一般必須通過提供一參考給控制方案中的有關(guān)離散輸入(DI)關(guān)的死區(qū)帶，以便配置該開關(guān)元件。估計特性元件一般顯露過程模塊確定的系統(tǒng)的估計特性，而且可以被添加到連接或處理元件，以顯示該元件的任何特性。在這個估計特性元件;故置于連接元件時或置于設(shè)備時，用戶可以瀏覽及選擇將被顯示的特性。因此，不能通過物理測量獲得的仿真特性可以通過使用估計特性元件顯露。這樣的估計特性元件可以動態(tài)地反映良好/不良連接、估計特性值、及在有關(guān)界限或更變范圍外的特性。如果該特性在所述界限范圍外，用戶一般必須配置將被顯示的對特性的參考以及所述元件的界限和顏色改變。應(yīng)該了解，通過附加變送器元件及估計特性元件到處理元件、執(zhí)行器元離線仿真時被參考。這些特性也可見于圖形顯示中。一般而言，操作員可以運行或執(zhí)行配置應(yīng)用程序38來創(chuàng)建一或多個過程模塊39或圖形顯示，以便在過程IO操作時實施或在仿真環(huán)境中實施。在一實例中，配置應(yīng)用程序38向配置工程師呈現(xiàn)一配置顯示，比如圖3所示者。如圖3所示，配置顯示64包括一庫或模板部分65及一配置部分66。模板部分65包括多組模板智能過程對象67的描繪，所述多組模板智能過程對象67可以包括圖2所示的智能過程對象42,而且可以是以上所述的任何連接元件、測量元件、流元件、處理元件、及估計特性元件。如果需要，只有一圖形定義的非智能元件68也可以被提供。本質(zhì)上，模板67及68是通用對象，它們可以被拉或下落到配置部分66,以便在過程模塊或圖形顯示(或兩者)中創(chuàng)建智能過程對象。一部分完成的過程圖形顯示35c被描述為包括一閥、兩個槽、兩個泵、一流量變送器及兩個傳感器，它們通過流路徑連接器相互連接，流路徑連接器可以是以上所述的提供流輸出的智能鏈接或連接器元件。應(yīng)該注意的是，圖形顯示35c可以是由智能過程對象及非智能元件組成。在創(chuàng)建圖形顯示時，如創(chuàng)建圖形顯示35c(或過程模塊)時，配置工程師可以選擇并將模板部分65中描述的智能過程對象67及元件68拉到配置部分66，以及將它們下落到那里的任何期望位置。一般上，配置工程師將選擇并拉一或多個智能設(shè)備過程對象67a或非智能元件68描繪設(shè)備到配置部分66。配置工程師接著將使配置部分66中的智能設(shè)備過程對象與智能連接器過程對象67b互連，而且可以將輸入及輸出流67c放置到顯示中。此外，非智能元件可以被添加到顯示。配置工程師可以在這個過程中利用彈出特性菜單等，改變每個智能過程對象的特性；明確地說，配置工程師可以改變與這些智能過程對象有關(guān)的方法、參數(shù)、標簽、名稱、熱鏈接、模式、分級、輸入及輸出等等。在過程或配置工程師已經(jīng)以每個需要的元件創(chuàng)建了過程才莫塊(典型地表達一過程配置、范圍等等)時，該配置工程師可以定義與該模塊有關(guān)的規(guī)則或其他功能。這些規(guī)則可以是執(zhí)行規(guī)則，比如那些與系統(tǒng)級方法的執(zhí)行有關(guān)的執(zhí)行規(guī)則，如質(zhì)量平衡及流量計算。過程工程師或操作員也可以決定添加將在過程顯示聯(lián)機時有用的趨勢及面板。在創(chuàng)建圖形顯示35c之后，配置工程師可以將該顯示存儲在一存儲器，并且可以在這時或在隨后以執(zhí)行引擎48可以提供圖形顯示的方式，實例化及下載該顯示到執(zhí)行引擎48。當然，配置工程師可以以相同或相似的方式來創(chuàng)建過程才莫塊-雖然過程模塊元件(而不是過程圖形顯示元件)的不同圖形可以被描繪。此外，操作員可以在設(shè)備運行時選擇開啟細節(jié)層次。例如，其中一細節(jié)層次將顯示每一連接的構(gòu)成。如以上所述，過程圖形或過程模塊可以被提供以特定標簽。例如，圖形顯示或過程模塊中的智能過程對象元件可以被提供以標簽，標簽包括重疊，該重疊可以在運行時間由(例如)執(zhí)行引擎48根據(jù)其他因素(如在過程控制系統(tǒng)中選擇的一設(shè)備或一路徑)來填充或選擇。過程控制系統(tǒng)中重疊名稱及間接參考的使用在美國6,385,496號專利(U.S.PatentNo.6,385,496)中詳細討論，該美國專利被轉(zhuǎn)讓予本發(fā)明的代理人，并且在此通過引用并入本申請。任何這些技術(shù)可以用于提供及解決在此描述的智能過程對象的標簽重疊。通過使用重疊及類似者，相同的過程模塊可以包括或用于支持多組設(shè)備的不同視圖等等。圖3的顯示64描述一過程模塊或圖形顯示的不同視圖的鍵(視圖1、視圖2、視圖3)。通過使用其中的一些相同的智能過程對象，這些鍵可以用來為與過程有關(guān)的不同用戶存取及創(chuàng)建不同視圖。一般而言，在配置工程師創(chuàng)建過程模塊或圖形顯示時，配置應(yīng)用程序38自動地將智能過程對象連同它們之間的連接存儲在一數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫可以接著用來創(chuàng)建其他過程模塊及圖形顯示，這些過程模塊及圖形顯示可以使用一或多個所述相同的智能過程對象來提供不同的視圖。因此，在創(chuàng)建第二個視圖時，配置工程師可以簡單地參考智能過程對象(如已經(jīng)在該數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建和存儲者)及存儲在數(shù)據(jù)庫的任何方法等等，以便將該智能過程對象置于第二視圖中。照這樣，隨著過程控制模塊及圖形顯示被創(chuàng)建，該數(shù)據(jù)庫可以被占據(jù)，而且通過使用已經(jīng)存在于過程流量數(shù)據(jù)庫中的智能過程對象，該數(shù)據(jù)庫可以在任何時候用于創(chuàng)建及執(zhí)行其他視圖、模塊及圖形顯示。利用這樣的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中的每個智能過程對象可以支持或用于過程模塊及參考于多圖形顯示。也應(yīng)該了解的是，可以通過為這些模塊建立顯示，然后指定將應(yīng)用于或涉及過程模塊的流量算法來建立過程模塊。當然，個別過程模塊可以分散于不同計算機及由不同計算機執(zhí)行，而且過程模塊可以通信連接，以便在同一計算機或不同計算機上協(xié)同操作。當這樣完成時，輸入及輸出流將被外部地參考，以便將過程模塊聯(lián)系在一起。如以上所述，作為過程^t塊或圖形顯示的創(chuàng)建的部分，配置工程師可以附加或提供過程模塊的仿真算法。這些仿真算法可以預(yù)配置，以便計算或確定關(guān)于過程模塊描繪或模擬的某些過程或系統(tǒng)級特性，如質(zhì)量平衡計算、流量計算、效率計算、經(jīng)濟核算等等。因此，過程模塊本身可以有模式、狀況、及告警行為，可以被分配予工作站，而且可以下載為顯示下載的部分。如果需要，仿真算法可以由執(zhí)行引擎48執(zhí)行，以便通過使用過程模塊的智能過程對象中提供的數(shù)據(jù)，進行涉及過程仿真的質(zhì)量或熱量平衡、流路徑、流效率、流優(yōu)化、經(jīng)濟核算、或其他需要的計算。此外，這些仿真算法可以從控制策略(也就是與控制器、現(xiàn)場設(shè)備等有關(guān)的或被下載到控制器、現(xiàn)場設(shè)備等的控制模塊)存取參數(shù)，而且可以相反地向這些控制模塊提供數(shù)據(jù)或信息。應(yīng)該了解，需要執(zhí)行引擎48來使得過程算法能夠執(zhí)行在所有顯示上配置的所有過程對象及鏈接的融合體。因此，不論任何有關(guān)圖形顯示是否負載(即被效用和正向用戶顯示信息)，仿真算法(過程模塊中)一般將執(zhí)行。當然，仿真算法可以在整個過程io或過程IO的定又于杲中被反復核對。也應(yīng)該了解的是，在任何特定過程模塊被執(zhí)行時，執(zhí)行引擎48可以在操作員界面上向操作員提供顯示，以根據(jù)與該過程模塊有關(guān)的圖形顯示，描繪過程模塊中的互連對象或?qū)嶓w。所述顯示的參數(shù)、圖形等等將由過程模塊中的智能元件的配置和互連來確定。此外，在這個顯示或其他顯示上提供的告警及其他信息，可以以智能過程對象中的方法及與某特定過程模塊有關(guān)的仿真算法來定義及產(chǎn)生。如果需要，執(zhí)行引擎48可以提供為過程模塊提供顯示到超過一操作員界面，或執(zhí)行引擎48可以配置或設(shè)置為不提供任何顯示-即使執(zhí)行引擎48繼續(xù)執(zhí)行過程流模塊，并從而執(zhí)行與其有關(guān)的方法、告警行為、流算法等等。如果需要，可以從圖形顯示自動地產(chǎn)生過程模塊(或反之亦然)，而過程模塊可獲得的功能由過程圖形元件決定。應(yīng)該清楚的是，過程模塊以構(gòu)建為尾隨過程圖形顯示為宜。因此，當用戶配置過程圖形顯示時，用戶能夠包括過程模塊的附加信息，如質(zhì)量或能量流。這些流被用于過程模塊，以確定仿真功能塊所需要的起始條件。此外，由于過程模塊實質(zhì)上是運行于計算機的實際軟件模塊，它們也可以參考控制器模塊及被控制器模塊參考，以便使用與控制模塊有關(guān)的參數(shù)、控制策略、顯示等等。此外，利用這個性能，過程模塊的創(chuàng)建可以獨立于過程圖形顯示之外。一般而言，過程模塊將由處理元件、流、及它們的有關(guān)連接組成。由于過程圖形元件及仿真元件之間有——對應(yīng)(過程模塊中)，用戶將可以構(gòu)建圖形顯示以及自動地從該顯示產(chǎn)生相應(yīng)過程模塊。當然，如果需要，用戶可以創(chuàng)建過程模塊然后使用智能過程對象中的圖形，從該模塊自動地創(chuàng)建圖形顯示。然而，為了允許過程模塊自動產(chǎn)生，用戶可能需要識別與測量元件及估計特性元件有關(guān)的執(zhí)行器、連接或處理元件特性。用戶也可能需要在創(chuàng)建過程圖形之前或在有些情況下在構(gòu)建控制模塊之前創(chuàng)建過程仿真。在構(gòu)建仿真之后，將可以填充控制模塊中的對I/0模塊的參考。此外，在創(chuàng)建有關(guān)圖形顯示時，將可以瀏覽到現(xiàn)有過程模塊，以設(shè)立特性參考。在有些情況中，過程圖形可能不包含構(gòu)建過程仿真需要的所有細節(jié)。因此，需要提供編輯器以使用戶能夠編輯已經(jīng)從過程圖形自動創(chuàng)建的仿真或過程模塊。此外，由于多個過程圖形可能需要顯示同一設(shè)備，在過程圖形的構(gòu)建中可能需要元件能夠參考現(xiàn)有過程模塊。一般而言，與處理元件對應(yīng)的仿真將有共同結(jié)構(gòu)。如果需要，模塊輸入連接及仿真的參數(shù)存儲在過程模塊，所以不需要控制模塊的參考。此外，由仿真支持的輸入及輸出連接的數(shù)目可以定義為可擴充，仿真執(zhí)行的結(jié)果可以被反映于仿真輸出連接或被反映為仿真的參數(shù)，而仿真算法可以定義為步進響應(yīng)或可以由用戶輸入。當仿真算法由用戶輸入時，用戶可以獨立地為每個輸出指定動態(tài)。此外，可以為輸入及輸出連接支持共用集合的參數(shù)。與輸入及輸出連接有關(guān)的參數(shù)可以在模塊之間傳輸為陣列參數(shù)或結(jié)構(gòu)，而且可以包括參數(shù)，比如連接狀況(例如良好、不良、限制等等)、質(zhì)量流率參數(shù)、壓力參數(shù)、溫度參數(shù)、比熱參數(shù)、密度參數(shù)或任何其他需要的參數(shù)。在有些情況中，其他參數(shù)(比如流組成)可以被提供及用于仿真算法。為了支持這個需要，標準及擴充流元件可以;故提供。作為擴充流元件配置的部分，用戶可以選擇一組預(yù)定數(shù)據(jù)組，以便定義流元件。這種擴充連接將只是能連接到使用這個信息的模塊。一般上，擴充參數(shù)可以包括一組名和許多特定元件。例如，流向鍋爐處理元件的燃料輸入流可以包含燃料的組件，包括燃料組件、燃料中的碳、氫、硫、氧、水分及氮含量(全部以重量％表示-如果需要)。作為另一例子，渦輪式發(fā)電機元件可以使用一蒸汽流，而通到仿真的連接可以使用擴充參數(shù)集合，擴充參數(shù)集合包括一蒸汽集合、進入該階段的蒸汽焓(實際)、離開該階段的蒸汽焓(實際)、蒸汽焓(如果是等熵膨脹)等等。在過程模塊中的仿真元件被用為高保真仿真包時，擴充集合也可以被使用。在這種情況中，有些流的組成在過程圖形中可見。此外，如果需要，可以提供一交互式編輯器，使得較容易創(chuàng)建或更改在圖形顯示中顯示的值，以及將在圖形顯示中呈現(xiàn)的與控制模塊有關(guān)的面板及細節(jié)顯示。圖4描述一范例圖形顯示100,圖形顯示100可以通過使用以上所述的元件及配置應(yīng)用程序來創(chuàng)建。明確地說，圖形顯示100描繪從水、酸和基料生產(chǎn)白醋的過程設(shè)備的一部分。如圖4所示，過程圖形顯示100包括其輸入的四個流元件102，流元件102定義基料進給、酸料進給、水進給及冷卻水的流。基料進給流102通過一管連接元件104傳輸?shù)揭婚y106的執(zhí)行器元件。閥106的輸出通過一管連接元件104連接到一混合器108的一第一輸入。以同樣的方式，酸料進給102連接到一變送器元件IIO，然后再連接到一閥112,閥112連接到混合器108。酸料進給102和變送器110、變送器IIO和閥112、以及閥112和混合器108通過管連接元件114連接。如可容易看見者，混合器108的一輸出通過管和兩個變送器124及126,連接到一熱交換器122。冷卻水流102通過一閥128傳送到熱交換器122,并且通過一閥130，離開該熱交換器以產(chǎn)生一回水流元件131。同樣地，熱交換器122的輸出通過一變送器元件132和一閥134傳送，以提供一輸出乙酸流元件136。雖然并非總是被動用，圖形顯示中的元件在所有實例中都是通過管連接元件互相連接。應(yīng)該了解，被產(chǎn)生來顯示元件本身的特性、或可以是變送器形式的個別元件以及估計特性元件或在控制模塊中參考模塊的顯示框140,在圖形顯示IOO中被描述，以顯示或顯露參數(shù)，例如與不同元件有關(guān)的過程變量(PV)值、設(shè)定點(SP)值、輸出(OUT)值等。此外，如果用戶要將鼠標指在有些元件上，顯示IOO可以描述其他與參考元件有關(guān)的值。例如，將鼠標指在其中一流元件(如乙酸流輸出136)上，可以使圖形顯示過程在這點的酸流的組成、壓力、溫度、密度、流率等等。當然，在圖形顯示IOO上顯示的值和參數(shù)可以從過程控制系統(tǒng)中的一實際參考變送器(例如從控制系統(tǒng)中的一模擬輸入(AI)模塊)傳送，或從仿真元件的功能的一過程模塊仿真元件傳送。圖4中的圖形顯示IOO可以在制造白醋的過程操作時被提供給用戶，或被提供給用戶以仿真將使用的過程操作(例如執(zhí)行設(shè)計或操作員培訓活動)。圖5描述不同圖形顯示(以及不同過程模塊)可以連接在一起以形成較高級的、描述(或仿真)多個過程設(shè)備的顯示的方式。在圖5所示的顯示150中，過程圖形100被折疊到一框，該框有一名稱或標志以及顯示為連接點的一組流輸入及輸出。如果需要，用戶可以通過選擇及(例如)雙擊圖5的過程圖形100，以擴大圖5的過程圖形100為圖4所示的過程圖形100。此外，其他折疊圖形顯示152及154被描述為通過輸入流元件156及158連接到基料進給、酸料進給及水進給、以及冷卻水進給。過程圖形顯示100的流輸出136連接到一白醋存儲槽162的一流輸入160。以同樣的方式，過程圖形顯示152及154的流輸出分別連接到麥芽醋存儲槽163及酸浸醋存儲槽164的流輸入。應(yīng)該了解，過程圖形152及154配置成分別提供制造麥芽醋及制造酸浸醋的過程設(shè)備部分的圖形；而且，可以通過擴大這些顯示來觀察關(guān)于過程設(shè)備的這些部分的數(shù)據(jù)及圖形視圖。然而，圖5描述，過程設(shè)備的不同圖形部分可以通過流元件之間的連接相互連接在一起。明確地說，流元件可以被包括于一顯示中，以定義與連才妄元件有關(guān)的起始特性。此外，流元件可以被使用為顯示之間的連接點。對于這些顯示之間的表外連接，用戶可以點擊該流，以便即刻動用包含參考連接的有關(guān)顯示。因此，一般而言，流元件的質(zhì)量/組成通常將用于定義過程輸入(即起始進料組成等等)的起始特性，或用于定義另一顯示上的流連接的鏈接?？梢栽谫|(zhì)量/組成流元件的輸入或輸出上進行連接。對于流元件，用戶一般可以配置流名稱(在系統(tǒng)中應(yīng)是唯一的)、流特性(如果沒有參考輸入或輸出連接)、流的不同元件的質(zhì)量分數(shù)(如果流是由超過一元件組成)、壓力或質(zhì)量流率、溫度、比熱、密度、需要的連接類別(管、管道、傳輸器)以及參考輸入流(如果用于存取另一顯示的流)。同樣地，能量流元件可以用于定義與過程輸入(例如BTU/hr傳導等等)有關(guān)的起始能量，或用于定義另一顯示上的流連接的能量特性的鏈接。雖然圖5描述使用流來互連不同的折疊圖形顯示，相同程序可以用于互連不同過程模塊(及描述不同過程模塊的互連)。明確地說，過程模塊可以被折疊，以描述一名稱，而流元件輸入及輸出以及這些折疊過程模塊可以通過使用不同過程模塊的流輸出及流輸入之間的通信連接或鏈接的描繪，通信聯(lián)系或連接到其他過程模塊。圖6描述與圖4的圖形顯示100對應(yīng)的一過程模塊100a。如圖所示，過程模塊100a包括表達圖4中的圖形顯示所描繪的每個物理元件的智能對象仿真的模塊。為了便于了解，圖6中對應(yīng)于圖4中的元件的每個仿真模塊被指定以相同的參考號碼，參考號碼后加一字母"a"。因此，圖6的混合器仿真模塊108a是與圖4中描繪的混合器108對應(yīng)的仿真。同樣地，閥仿真模塊106a、112a、及118a分別對應(yīng)于及通信連接到圖4中描繪的閥106、112及118。圖6的過程模塊100a因此包括圖形顯示100中描繪用于每個元件的一過程仿真元件(可以表達為與一智能過程對象有關(guān)或由一智能過程對象指定的一功能塊)，而且這些仿真模塊通過使用圖形顯示100中指定的連接元件，以圖形顯示100中指定的方式互連。如果需要，過程模塊100a可以在圖形顯示100創(chuàng)建后，或甚至可以在圖形顯示IOO創(chuàng)建時，被自動地創(chuàng)建。如以上所述，過程模塊100中的每個過程仿真元件包括仿真功能(例如算法、規(guī)則、傳遞功能等等)，仿真功能是以用于過程的機械設(shè)備的行為以及在這些仿真元件的輸入處的物料流的性質(zhì)為基礎(chǔ)。這些仿真在圖6中被描述為每個處理、執(zhí)行器及變送器元件中的仿真(SIM)模塊。這些設(shè)備的動態(tài)及對流造成的效果從而可以在過程模塊100a中模擬或仿真。與執(zhí)行器和處理元件有關(guān)的仿真模塊可利用的有些可能特性可以是出口溫度(根據(jù)入口溫度、流量及熱容量)、出口流量(根據(jù)入口質(zhì)量流率及元件中的累積)、出口壓力(根據(jù)假設(shè)的、橫跨該單位的壓力下降或下游壓力)以及出口組成(根據(jù)完全混合及入口組成)。當實施傳統(tǒng)計算時，與出口特性有關(guān)的內(nèi)置動態(tài)可以根據(jù)(例如)對過程輸入中的改變的"一階加死區(qū)時間響應(yīng)，，。如果需要，用戶可以指定與每個計算特性有關(guān)的死區(qū)時間及滯后。對于過程測量元件(例如變送器及開關(guān))以及連接元件，可以假設(shè)沒有引入動態(tài)到所述參考特性。然而，如果需要，過渡及其他特性可以模擬。然而，在許多情況中，得自上游連接的特性可以即刻反映于下游連接。使用過程模塊100a，可以仿真過程圖形100中描繪的設(shè)備的部分的操作。這個仿真與顯示100結(jié)合，這是由于得自過程模塊100中的仿真元件的值可以自動地傳輸?shù)胶惋@示在圖形顯示100的圖形中以及用于控制模塊。同樣地，培訓指導員可以使用所述顯示來實現(xiàn)或改變由過程模塊100a執(zhí)行的仿真的特性。如果需要，可以通過為測量及執(zhí)行器元件的輸入/輸出(1/0)定義參考，然后使用這些參考來自動創(chuàng)建目前在HYSYS(例如)中使用的分布式控制系統(tǒng)(DCS)界面表，將高保真仿真(例如HYSYS、CAPE等提供者)添加到仿真設(shè)置，以便執(zhí)行仿真中的輸入/輸出(I/O)?？梢詾榭赡苡糜跇?gòu)建高保真過程仿真的每個HYSYS(或其他高保真仿真)元件定義標準處理元件模板。這個高保真仿真165在圖6中被描述為通信連接到過程模塊100a。在這種情況中，用戶可以選擇禁止過程模塊100a中的每個仿真元件中提供的仿真，而改為使用高保真仿真165提供的仿真參數(shù)。用戶可以通過啟動一開關(guān)166(可以是設(shè)置于過程模塊100a中的電子開關(guān)、標志等等)來指定使用高保真仿真165。一般而言，在開關(guān)166被設(shè)置為使用高保真仿真165時，過程模塊100a中的有關(guān)仿真功能塊擔當模塊鏡像，也就是它們的仿真算法仿真(SIM)模塊沒有被執(zhí)行，而模塊參數(shù)改為由高保真仿真165讀取和寫入。然而，過程模塊100a中的模塊還是傳輸相同的參數(shù)和其他信息到過程圖形及控制模塊，并從過程圖形100(最終用于高保真仿真165)和控制模塊29接收信息。應(yīng)該了解，以這種方式使用過程模塊，提供了一種容易而方便的、以操作員、工程師等人員(即使用與過程模塊100a有關(guān)的過程圖形顯示100)可以觀察的方式，在過程設(shè)備中連接高保真仿真包(軟件產(chǎn)品)的方法。明確地說，過程模塊的流參數(shù)可以連接到、或與高保真仿真中模擬的流聯(lián)系，而且過程模塊中的路徑可以自動結(jié)構(gòu)或與高保真仿真中的路徑聯(lián)系。實質(zhì)上，過程模塊在這種情況中作為變量或數(shù)據(jù)占位符使用，變量或數(shù)據(jù)占位符提供了便利的、將高保真仿真包中的數(shù)據(jù)映射到用于過程設(shè)備控制及仿真環(huán)境的控制模塊和圖形顯示的方式。此外，過程模塊及有關(guān)圖形顯示減少或消除了為高保真仿真提供個別顯示的需要，而高保真仿真目前典型地是由高保真仿真提供者以高價向用戶提供。反之，由于過程模塊已經(jīng)與圖形顯示聯(lián)系，在過程模塊連接到高保真仿真包時，圖形顯示可以用來向用戶提供高保真仿真包所計算的信息，并使得用戶或操作員可以操縱對高保真仿真包的輸入。此外，由于過程模塊通信連接到控制模塊，高保真仿真包產(chǎn)生的參數(shù)或數(shù)據(jù)可以用于控制模塊，以執(zhí)行聯(lián)機控制活動。以這種方式使用過程模塊，高保真仿真包除了可以與控制模塊結(jié)合外，還可以與控制模塊同時執(zhí)行。從以上討論應(yīng)該了解，過程模塊和圖形顯示可以以集成方式創(chuàng)建及運行，以提供過程設(shè)備10的部分的操作員視圖，連同仿真圖形顯示描繪的過程設(shè)備操作的過程模塊。過程模塊和圖形顯示還可以方便地與一或多個對過程設(shè)備的局部或部分執(zhí)行控制活動的控制模塊結(jié)合(例如通信連接)。因此，圖1所示的控制模塊29可以與圖1中描述的一或多個過程模塊39或圖形顯示35通信結(jié)合。當然，除了圖l所示者外，如果在任何特定情況必要或需要，控制模塊29、過程模塊39及圖形顯示35可以實施于設(shè)備10中的任何其他計算機或設(shè)備。圖7A及7B更詳細地描述一控制模塊29、一過程模塊39(作為仿真系統(tǒng)的部分使用)及一圖形顯示35的結(jié)合。明確地說，圖形顯示35包括一閥180,閥180連接到一循環(huán)槽182的輸入和一泵184,連同一閥186,閥186與循環(huán)槽182的輸出相連。元件180-186通過管連接元件(未標注)連接在一起，而流元件在圖形顯示35的輸入及輸出被提供，以定義在這些點的物料流。由于圖形顯示35的配置，過程模塊39(可以與圖形顯示35同時創(chuàng)建)包括過程仿真元件，其形式為對應(yīng)于圖形35中描繪的物理元件的一閥元件180a、一槽元件182a、一泵元件184a及一間元件186a。控制模塊29(其控制至少一些與圖形顯示35有關(guān)的或在圖形顯示35中描繪的物理元件)包括一組互連的功能塊，這些功能塊提供圖形顯示35及過程模塊39描繪的元件中的控制、或提供與圖形顯示35及過程模塊39描繪的元件有關(guān)的控制。在這個例子中，控制模塊29包括兩個控制環(huán)路190及192。第一控制環(huán)路190有一模擬輸入(AI)功能塊(該模擬輸入(AI)功能塊接收有關(guān)流到槽182的流體流量的流輸入信息)、一比例積分微分(PID)控制功能塊(該功能塊執(zhí)行比例積分微分(PID)控制)及一模擬輸出(AO)功能塊(該功能塊操作閥180，以便實現(xiàn)需要的物料流到槽182)。同樣地，控制環(huán)路192包括一模擬輸入(AI)功能塊(提供有關(guān)槽182中的一物位傳感器測量的槽物位信息)、一比例積分微分(PID)控制功能塊及一模擬輸出(AO)功能塊(從比例積分微分(PID)控制功能塊接收控制信號，以便操作閥186來實現(xiàn)在槽182中控制流體位平)?？刂颇K29也包括一離散輸入(DI)功能塊，離散輸入(DI)功能塊顯示(例如)泵184的開/關(guān)狀態(tài)或操作，而且如果需要，可以由控制環(huán)路190及192用來對槽182執(zhí)行控制活動。應(yīng)該了解，任何圖形顯示35、過程模塊39及控制模塊29中的任何元件可以(通過有關(guān)的通信標簽)與這些元件中的其他元件通信，以便在這些不同實體之間來往提供信息，從而提供更好或加強控制、仿真及操作員顯示，一如以下將作更仔細的說明那樣。例如，如圖7B所示，環(huán)3各190的比例積分微分(PID)控制塊可以配置為向圖形顯示35提供信息，以顯示比例積分微分(PID)控制塊當時使用的流量設(shè)定點，或可以從圖形顯示35讀取將用于控制模塊29的設(shè)定點(如這些元件之間的箭頭線顯示者)。同樣地，過程模塊39的槽元件182a可以提供仿真輸出到過程控制模塊29的控制環(huán)路192的模擬輸入(AI)功能塊，以顯示元件182a中的仿真算法確定的槽仿真物位。這個槽仿真物位也可以在圖形顯示29上被描述為供操作員觀察的附加信息。如果需要，控制環(huán)路192的模擬輸出(AO)模塊可以向圖形顯殺35的閥186提供信息和從圖形顯示35的閥186接收信息。此外，控制環(huán)路192的模擬輸出(AO)功能塊可以配置為提供其控制輸出到過程模塊39的閥元件186a。在這種情況中，閥元件186a可以對閥位置的預(yù)測值與控制環(huán)^各192中測量的實際閥位置進行比較，以確定物理元件中是否存在任何故障。在差異超過某個數(shù)量的情況下，過程模塊39可以包括在圖形顯示35上產(chǎn)生告警或警報、顯示過程設(shè)備中的潛在問題(例如故障傳感器等等)的軟件。亦如圖7B所示，閥元件186a可以提供仿真測量或參數(shù)到圖形顯示35，以便向操作員顯示或提供。該仿真測量或參數(shù)可以顯示來自閥186的仿真或預(yù)測流、或任何其他與閥186有關(guān)的仿真參數(shù)。當然，任何其他需要的信息或數(shù)據(jù)，包括實際測量數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、或圖形顯示數(shù)據(jù)，可以被提供給圖形顯示35、過程模塊39及控制模塊29中的元件，以便提供更好或增強的控制、仿真或顯示。一般而言，結(jié)合過程模塊和控制模塊以及圖形顯示(如果需要)有許多優(yōu)勢。在一種情況中，如以上所述，過程模塊執(zhí)行的仿真可以對仿真或預(yù)測測量、參數(shù)或其他過程值與控制模塊提供的測量或計算參數(shù)進行比較，以探測系統(tǒng)中的潛在問題。例如，過程模塊39計算的流自閥的流量和在過程中測量的流自閥的流量之間的巨大差異，可以是生成告警、顯示存在一些設(shè)備問題的理由。相反地，在控制模塊29知道故障傳感器或其他元件不再能起作用或可供控制模塊利用的情況下，控制模塊29可以使用仿真參數(shù)來提供加強控制。在這種情況中，控制模塊29可以在不需要操作員參與或不需要停止過程的情況下，自動地以過程模塊開發(fā)的仿真輸出取代測量值或參數(shù)(可能已知為故障，可能狀態(tài)不良等等)。此外，在同一顯示上顯示仿真及實際控制數(shù)據(jù)，可以幫助操作員或用戶探測設(shè)備中的問題、對仿真模式有用、對執(zhí)行更好的設(shè)計活動等等有用。圖8是一更詳細的圖，其顯示一控制模塊200可以與過程模塊202(從而同與過程模塊202有關(guān)的任何圖形顯示)通信結(jié)合的方式。圖8中的控制模塊200包括三個模擬輸入(AI)功能塊204、205及206，兵輸出還接到一控制功能塊207,控制功能塊207可以是(例如)多輸入/多輸出控制塊，如模型預(yù)測控制(MPC)功能塊。控制塊207的三個控制輸出傳送到三個沖莫擬輸出(AO)功能塊208、209及210的控制輸入，模擬輸出(AO)功能塊208、209及210可以控制(例如)過程中向混合器提供不同流體(以供混合)的閥。過程模塊202與由控制模塊200控制混合器和閥的過程的部分有關(guān)。明確地說，過程模塊202有閥(執(zhí)行器元件)211、212及213，它們仿真流向混合器元件214的三個流(過程模塊202左邊的箭頭描繪者)的流量。一閥元件215仿真從混合器元件214流出的流體流量，以定義過程才莫塊202右邊的輸出流，一變送器元件217可以顯示(或仿真)從混合器元件214流出的流體的測量組成。應(yīng)該注意的是，為求清楚起見，連接元件在過程才莫塊202中以簡單線段描述。在這種情況中，模擬輸出(AO)功能塊208-210可以控制過程設(shè)備中的閥211-213(過程模塊202中)的操作，而對模擬輸入(AI)功能塊204-206的控制輸入，可以由過程設(shè)備中的一組成傳感器、一流量傳感器或其他傳感器提供，傳感器被描繪為變送器217(過程模塊202中)。應(yīng)該了解，過程模塊202及控制模塊200中的邏輯元件可以通信互連，使得可以以需要或有用的方式從過程模塊202提供信息到控制模塊200，反之亦然。在一實例中，一通信連接(以虛線218表示)可以配置于過程模塊202的變送器元件217的輸出(其顯露混合器214中的材料組成的仿真測量)與過程控制模塊200中的模擬輸入(AI)功能塊206的仿真輸入(SIM—IN)之間。照這樣，混合器214中的流體位平的仿真測量被提供給模擬輸入(AI)功能塊206,而在(例如)因某些原因造成在該功能塊的控制輸入(IN)的信號的狀況不良或已知有故障時，模擬輸入(AI)塊206可以使用這個仿真輸入。照這樣，在實際物理測量無效或不可獲得時，模擬輸入(AI)功能塊206還可以提供與模擬輸入(AI)功能塊206有關(guān)的近似測量值，從而使控制模塊200能在傳感器存在故障的情況下繼續(xù)遠行及提供控制。逸個逸接也可以使控制模塊200能夠以仿真模式運行，在仿真模式中，有效仿真數(shù)據(jù)(由仿真過程模塊202提供者)在離線操作員培訓時被使用或用來測試控制模塊200?？蛇x擇地或附加地，一通信連接(以虛線219表示)可以配置于過程控制模塊200中的模擬輸出(AO)功能塊208的輸出和閥元件211的輸入(其模擬由過程設(shè)備中的模擬輸出(AO)功能塊208控制的實際閥)之間。這里，閥元件211可以使用得自實際閥或發(fā)至實際閥的數(shù)據(jù)，以確定仿真數(shù)據(jù)(即閥元件211的仿真(SIM)塊計算的測量及參數(shù))是否正確或是否與用于實際控制例程200的數(shù)據(jù)匹配。如果存在重大差異，過程模塊202可以生成告警或警報，以顯示潛在問題，或可以使用實際數(shù)據(jù)在過程模塊202中提供更好或更準確的仿真。例如，閥元件211可以使用模擬(SIM)塊中有關(guān)閥元件211的位置的實際控制數(shù)據(jù)，在仿真中反映實際閥位置。當然，可以對過程模塊202和控制模塊200的元件之間進行其他連接，而且可以在這兩個模塊之間的任一方向提供數(shù)據(jù)流，以便執(zhí)行加強控制及/或仿真。此外，來自過程模塊202或控制模塊200的任何數(shù)據(jù)，可以通過與過程模塊202有關(guān)的圖形顯示，自動地提供給操作員。圖9顯示過程設(shè)備的部分或局部的一仿真系統(tǒng)250,該仿真系統(tǒng)250由多個仿真塊252、254及256構(gòu)成，而且，如果需要，智能連接元件260及262可以連接仿真塊252、254及256。應(yīng)該了解，在某些實例中，仿真系統(tǒng)250可以與實際過程設(shè)備中運行的過程控制例程并行執(zhí)行(例如與過程控制例程同時執(zhí)行或協(xié)同執(zhí)行)，而且仿真系統(tǒng)250可以以以下更詳細描述的方式連接到過程設(shè)備的組件(或連接到過程設(shè)備的的控制系統(tǒng))，以便執(zhí)行加強及更準確的仿真活動。明確地說，如圖9所示，一泵仿真塊252包括一仿真例程271,仿真例程271實施或使用一或多個過程(例如設(shè)備)模型272,以便仿真過程設(shè)備的部分的操作，比如過程設(shè)備中的某個設(shè)備的操作。明確地說，仿真例程271使用由(例如)其他仿真塊、控制系統(tǒng)、用戶等等向塊252提供的多種輸入，以便仿真或估計由正在被仿真的過程設(shè)備中的實際泵設(shè)備開發(fā)的或在所述實際泵設(shè)備處開發(fā)的流率變量、壓力變量及/或其他過程變量。這些流率變量、壓力變量及/或其他仿真變量，連同該流或正在被泵的材料的其他特性(比如粘性、材料平衡等等)被提供給一連接對象260，連接對象260則將這些測量傳送到閥仿真塊254。如果需要，連接對象260可以是智能連接對象，其根據(jù)過程設(shè)備中的連接結(jié)構(gòu)的仿真操作來處理由塊252開發(fā)的仿真輸出變量，以便向閥仿真塊254提供仿真流率、壓力等元件。當然，連接對象260可以不是智能連接對象，而可以僅僅是泵仿真塊252與閥仿真塊254之間的一鏈接，用于提供由泵仿真塊252開發(fā)及輸出的壓力變量、流率變量或其他仿真變量的指示。同樣地，闊仿真塊254包括一仿真例程273，仿真例程273包括并使用一或多個過程模型274(其可以包括設(shè)備模型)，以便根據(jù)與該閥有關(guān)的測量或情況(比如閥位置等等)及由連接對象260向閥仿真塊254提供的仿真輸入來仿真該閥的操作。此外，仿真例程273可以使用過程模型274以任何已知方式來仿真過程設(shè)備中的實際閥的操作，以從而產(chǎn)生一或多個仿真輸出變量，比如來自該閥的仿真流率、該閥的輸出處的仿真壓力、該閥中或該閥的輸出處的流的仿真溫度等等。這些仿真過程變量的指示可以提供給連接器對象262，連接器對象262可以處理這些變量，以便向反應(yīng)器仿真塊256提供輸入。當然，連接器對象262可以僅僅是一通信連接，該通信連接將閥仿真塊254的輸出提供給反應(yīng)器仿真塊256的輸入。如圖9所示，反應(yīng)器仿真塊256也包括一仿真例程275,仿真例程275使用一或多個過程模型276，根據(jù)反應(yīng)器情況或變量(設(shè)備變量)及由連接作。過程模型276用于產(chǎn)生該反應(yīng)器的一或多個仿真輸出，這些仿真輸出可以包括過程流體溫度、壓力、材料平衡等等。因此，應(yīng)該了解，在這種情況中，在過程仿真實施為由代表過程設(shè)備的一或多個塊時，則這些塊的輸出代表根據(jù)對過程仿真塊的輸入來計算的仿真過程情況。過程模型272、274及276可以是任何期望類別的過程模型，包括參數(shù)及非參數(shù)過程模型。例如，過程模型272、274及276可以是第一性原理模型，比如一階加死區(qū)時間過程模型；可以是根據(jù)過程操作期間進行的實際測量來反映一系列的脈沖或步進響應(yīng)輸入/輸出曲線的過程模型，比如那些用于模型預(yù)測控制(MPC)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、模糊邏輯模型、在2006年9月26日公布、標題為"基于狀態(tài)的自適應(yīng)反饋前饋比例積分微分控制器"(StateBasedAdaptiveFeedbackFeedforwardPIDController)的美國7,113,834號專利(U.S.PatentNo.7，113,834)中公開的類別的過程模型、在2003年6月10日公布、標題為"自適應(yīng)反饋前饋比例積分孩i分控制器"(AdaptiveFeedback/FeedforwardPIDController)的美國6,577,908號專利(U.S.PatentNo.6,577,908)中公開的類別的過程模型(所述美國專利的全部揭示在此通過引用被并入本專利)，或任何其他類別的過程才莫型。此外，用于仿真塊252、254及256的模型可以以任何方式創(chuàng)建，比如由用戶或設(shè)計者特別為仿真目的而創(chuàng)建。然而，在有些情況中，這些模型可以從使用過程模型來執(zhí)行控制活動或優(yōu)化活動的聯(lián)機控制系統(tǒng)的部分復制。例如，MPC控制器在聯(lián)機控制活中典型地產(chǎn)生過程模型以便供該控制器使用，而且這個過程模型可以輸入到一或多個相關(guān)或有關(guān)的仿真塊，以便用來為MPC控制器或為由MPC控制器控制的設(shè)備的部分執(zhí)行仿真活動。雖然仿真系統(tǒng)(比如圖9的仿真系統(tǒng))的配置對提供離線仿真活動有用，4旦已經(jīng)確定，也可以以聯(lián)^/L或并行模式，對過程設(shè)備運行仿真系統(tǒng)250,并通過這么做來自動地或半自動地更新過程模型272、274及276，以反映在仿真系統(tǒng)250的創(chuàng)建之后可能在實際過程設(shè)備中發(fā)生的變化，以便從而提供更好或更準確的仿真系統(tǒng)。明確地說，通過添加附加的標準輸入到仿真系統(tǒng)250的仿真塊，其中所述標準輸入代表與仿真塊252、254及256的輸出參數(shù)有關(guān)的(例如對應(yīng)于塊輸出參數(shù))實際過程測量，可以作為仿真算法的部分，自動地修正仿真塊252、254及256使用的過程模型272、274及276，以便補償所計算(仿真)的輸出與在操作或聯(lián)機過程中測量的仿真參數(shù)的實際測量之間的差異。因此，如圖9所示，仿真塊252、254及256中的每個仿真塊包括一模型再生塊280，模型再生塊280可以根據(jù)來自實際過程及/或用戶(如果需要)的反饋，用來定期地更新或再產(chǎn)生過程仿真塊252、254及256中的過程沖莫型272、274及276。更明確地，模型再生塊280可以使用有關(guān)實際過程變量的測量(例如由控制系統(tǒng)在過程設(shè)備中進行的測量)，并將這個測得的過程變量(PV)與相應(yīng)于測得的過程變量(與測得的過程變量同時)的仿真新或再產(chǎn)生所述過程仿真塊中使用的過程模型。根據(jù)這個特征，一單一PV流率測量284被圖解為從過程設(shè)備反饋(例如通過過程設(shè)備中使用的控制系統(tǒng))到閥仿真塊254，以便由閥仿真塊254中的模型再生塊280使用。在這里，PV流率測量284是或代表正在由閥仿真塊254仿真的、過程設(shè)備中的所述閥的測量流輸出。同樣地，一PV壓力測量286及一PV溫度測量288在圖9中被圖解為反饋到反應(yīng)器仿真塊256,以便由反應(yīng)器仿真塊256中的才莫型再生塊280使用。在這個情況中，PV壓力測量286及PV溫度測量288分別代表正在由反應(yīng)器仿真塊256仿真的反應(yīng)器的輸出處的壓力及溫度。當然，其他類別及數(shù)目的PV測量可以反饋到仿真塊252、254及256,而這些測量的性質(zhì)及特性典型地是根據(jù)正在執(zhí)行的過程模型或仿真的細節(jié)來選擇。無論如何，使用這些從過程設(shè)備測得的反饋信號，仿真塊252、254及256可以在過程設(shè)備的持續(xù)操作期間改變或更新，以便更準確地反映過程操作。這個更新可以包括對這些模型應(yīng)用的計算補償系數(shù)或更新系數(shù)。照這樣，仿真系統(tǒng)250適應(yīng)過程設(shè)備中的變化情況、非模擬變化、引入設(shè)備的或與設(shè)備有關(guān)的非線性及設(shè)備中的其他變化，以便提供更準確的仿真。仿真系統(tǒng)250開發(fā)的適應(yīng)或再生的過程模型272、274及276可以輸出(定期地或在再生時)，以便在過程設(shè)備中執(zhí)行其他活動，比如控制活動、用戶界面活動、優(yōu)化活動等等。例如，如果在仿真模塊252、254及256中產(chǎn)生或更新的模型是步進或脈沖響應(yīng)模型，則這些模型可以被提供到MPC控制器，以便用于MPC矩陣及控制器產(chǎn)生。其由仿真系統(tǒng)產(chǎn)生的這些更新模型可以用于MPC控制器產(chǎn)生的MPC及優(yōu)化器混合系統(tǒng)的一范例，揭示在公布于2006年5月23日、標題為"過程控制系統(tǒng)中的集成模型預(yù)測控制及優(yōu)化"(IntegratedModelPredictiveControlandOptimizationwithinaProcessControlSystem)的美國7,050,863號專利(U.S.PatentNo.7,050,863)中，其全部揭示在此通過引用被并入本專利。因此，在這個情況中，可以創(chuàng)建l吏用步進響應(yīng)或有限脈沖響應(yīng)來仿真復雜設(shè)備、過程控制環(huán)路或過程響應(yīng)的仿真塊。例如，DeltaVMPC-SIM塊被設(shè)計以這個方式來提供仿真。如果采取這個方式，與在MPC中執(zhí)行的聯(lián)機測量相似的測量的修正可以容易地實施，以便改變或修正過程模型272、274及276。同樣地，過程模型272、274及276可以是其他類別的模型，比如在6,577,908及7,113,834美國號專利(U.S.PatentNos.6,577,908及7，113，834)那些描述的沖莫型，而且可以再用于在這些專利中描述的自適應(yīng)PID控制技術(shù)。因此，過程模型272、274及276或其部分實際上可以提供到所述控制系統(tǒng)，以用于過程設(shè)備的控制。此外，如果需要，來自不同仿真塊的不同集合或組合的過程模型可以組合并提供，以用于聯(lián)機過程操作，比如控制及優(yōu)化器操作。此外，在一情況中，過程模型可以在聯(lián)機控制活動期間為控制或優(yōu)化器或其他例程開發(fā)、可以從所述控制系統(tǒng)輸入到所述仿真系統(tǒng)、可以如上述在所述仿真系統(tǒng)中更新，而且可以沖妻著(以其更新或適應(yīng)狀態(tài))提供給所述控制系統(tǒng)，以便由原來為非適應(yīng)模型創(chuàng)建的控制器或優(yōu)化器使用。雖然過程測量的反饋可以用來自動地再生仿真塊252、254及256中使用的過程模型272、274及276，但用戶也可以在有些情況中提供人工反饋，以Y更再生仿真塊252、254及256中使用的過程模型272、274及276。例如，在有些情況中，過程變量測量可能由于某種原因而不能獲得，比如由于故障傳感器、通信問題等等，或由于與所述測量有關(guān)的模式情況而已知所測量的過程變量可能有錯誤(例如準確性可疑)。在其他情況中，過程變量測量可以離線進行，比如在實驗室中進行，因此不能直接從設(shè)備的控制系統(tǒng)獲得過程變量測量。在另外的情況中，某個過程變量或其他由模型再生塊280的其中之一使用的變量實際上不能測量，但可以估計或只由用戶以其他方式提供。在這些情況中，有必要使用戶能夠提供由模型再生塊280使用的仿真過程變量的實際值的指示。這個技術(shù)在圖9由UI塊290及292圖解，UI塊290及292可以連到或與用戶界面或其他設(shè)備進行通信，以使得用戶能夠指定過程變量的值作為對應(yīng)于所述仿真塊(254或256)的輸出的"正確"或"測得"變量來使用，并因此用來執(zhí)行模型再生。照這樣，用戶可以促使仿真塊252、254及256再生其中使用的模型，以及指定用來執(zhí)行這個再生的值。當然，雖然圖中只顯示兩個UI塊允許用戶控制對仿真塊254及256的反饋，但應(yīng)該了解，可以為任何期望的反饋變量提供任何數(shù)目的UI反饋路徑或連接給任何仿真塊，而且這些UI連接可以在通往由控制系統(tǒng)中的傳感器或其他元件進行的過程變量測量的連接之外附加地提供，或可以代替通往由控制系統(tǒng)中的傳感器或其他元件進行的過程變量測量的連接。此外，在測得的過程變量及用戶提供的變量都被提供給仿真塊時，仿真塊可以使用這些輸入的其中之一為主要輸入，并將另一輸入作為備份輸入，以便在主要輸入失效、不可使用或產(chǎn)生明顯錯誤結(jié)果時使用備份輸入。因此，例如，仿真塊可以自動地或主要地使用從過程控制網(wǎng)絡(luò)反饋的測得PV信號，以便執(zhí)行模型再生。然而，如果所述測得PV信號失效、不可使用、已知存在錯誤或產(chǎn)生明顯不正確結(jié)果，則模型再生塊280可以改為使用由用戶提供的過程變量輸入。此外，作為任何仿真塊252、254或256中使用的仿真算法的部分，可以計算該塊的輸出參數(shù)的未來值，而不只是當前值。因此，如圖9所示，閥仿真塊254可以在(例如)用戶界面(圖中未顯示)向用戶提供一曲線圖或趨勢圖294，以顯示在特定未來時期內(nèi)來自正在被仿真的閥的仿真流。可以通過在一段時期內(nèi)運行仿真系統(tǒng)250來估計在特定未來時間范圍內(nèi)的輸出變量的未來值，開發(fā)這個未來流特性。同樣地，如圖9所殺、反應(yīng)器仿真塊256可以根據(jù)過程模型或其中使用的其他算法，為仿真輸出溫度提供一曲線圖或趨勢圖296。當然，未來過程變量估計值的計算，可以使用(例如)類似MPC控制中用來進行未來預(yù)測的技術(shù)來進行。這些技術(shù)中的一些技術(shù)在美國7,050,083號專利(U.S.PatentNo.7,050,083)中更詳細地揭示。如果需要，圖形元件或圖形界面元件可以由仿真塊252、254及256提供，以允許這些未來值由其他應(yīng)用程序存取及查看、由過程設(shè)備中的用戶界面存取及查看或由其他有興趣設(shè)備存取及查看。此外，應(yīng)該了解，除了使用當前預(yù)測過程變量值及反饋到仿真塊的當前測得過程變量值之外，還可以附加地、同時使用一或多個過程變量或其他仿真輸出的未來預(yù)測值或未來仿真值來執(zhí)行圖9的仿真塊中的過程模型再生或更新，或可以使用一或多個過程變量或其他仿真輸出的未來預(yù)測值或未來仿真值來代替使用當前預(yù)測過程變量值及反饋到仿真塊的當前測得過程變量值，以執(zhí)行圖9的仿真塊中的過程模型再生或更新。在這種情況中，為特定過程變量或其他過程元件計算的未來值可以計算或存儲，而且可以*接著在相應(yīng)于每個所計算的未來值的時間測量所述過程變量的實際值。在特定時間的實際測得過程元件值與該特定時間的預(yù)測未來值之間的差異可以接著用來再生用于仿真例程的過程模型，以開發(fā)未來值。在過程模型是步進響應(yīng)模型或脈沖響應(yīng)模型(比如有限脈沖響應(yīng)模型)時，使用未來值來再生過程模型特別適用。因此，如有關(guān)圖9的描述那樣，實際過程測量可以用于仿真塊，以使得能夠根據(jù)相同過程元件的計算值及測量值之間的比較來自動修正仿真塊中使用的過程模型。此外，在過程測量不可獲得或已經(jīng)成為不可獲得時(例如由于測量能力故障)，則可以人工輸入該值，以便根據(jù)輸入值與計算值之間的比較來修正過程模型。此外，在過程仿真是根據(jù)步進或有限脈沖響應(yīng)或其他技術(shù)(比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第一性原理模型或其他常用技術(shù))時，過程模型可以根據(jù)計算值與測量值之間的差異自動地修正。更明確地，先前用于MPC的技術(shù)可以用于修正過程模型，例如包括偏差修正，其中根據(jù)過程參數(shù)的實際測量值與仿真值之間的差異，計算或應(yīng)用修正系數(shù)于過程模型(或過程模型的輸出)，以便從而消除過程模型與實際過程設(shè)備之間的偏差。當然，也可以使用其他修正方法，許多這樣的修正技術(shù)刊載于2004年12月9日出版、標題為"具有非線性預(yù)測能力的多輸入/多輸出控制塊"(Multiple-Input/Multiple-OutputControlBlockswithNon-LinearPredictiveCapabilities)的美國2004/0249483Al號專利申請出版物(U.S.PatentApplicationPublicationNo.2004/0249483Al)(特別是有關(guān)該出版物的圖4的描述)以及在2005年9月30日提交、標題為"過程控制系統(tǒng)中的聯(lián)機自適應(yīng)才莫型子貞測4空制，，(On-LineAdaptiveModelPredictiveControlinaProcessControlSystem)的美國11/240,705號專利申請(U.S.PatentApplicationSerialNo.11/240,705)(特別是有關(guān)其圖2-4的、在自適應(yīng)MPC控制例程中修改過程模型的方法的描述)，所述這些美國專利申請出版物及美國專利申請的全部揭示在此通過引用#1并入本專利。此外，在過程仿真是根據(jù)步進或有限脈沖響應(yīng)或其他技術(shù)(比如根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第一性原理模型或其他常用技術(shù))時，則可以計算及存儲未來輸出值以供顯示。此外，對于根據(jù)步進及有限脈沖響應(yīng)的模型而言，先前用于MPC的技術(shù)可以用來計算未來值。此外，過程仿真環(huán)境可以支持允許顯示當前及未來仿真輸出值的顯示元件/應(yīng)用程序。例如，可以提供用戶界面窗口，以便使用任何期望的顯示技術(shù)(比如趨勢圖、柱狀圖、數(shù)字圖表及曲線圖等等)來顯示未來輸出值的趨勢。如果需要，在此描述的過程模塊可以在過程控制網(wǎng)絡(luò)或過程設(shè)備中提供及仿真冗余功能。明確地說，過程模塊可以仿真部署于過程設(shè)備中的實際冗余元件(例如冗余設(shè)備、冗余控制塊等等)的操作，而且可以探測或仿真實際冗余元件的操作(例如包括在備份冗余元件應(yīng)接替時等等)。此外，如果需要，過程模塊連同其仿真能力可以作為過程設(shè)備中的一對冗余元件來使用。在這種情況中，在主要(及實際物理)設(shè)備發(fā)生故障或問題時，過程模塊(或其任何部分)可以作為一備份設(shè)備來進行操作，以便提供備份或冗余數(shù)據(jù)(信號、計算等等)。在這種情況中，發(fā)揮冗余元件作用的過程模塊可以以任何已知方式、與控制模塊(執(zhí)行控制或傳感操作)通信互連，以便提供冗余性能。在過程模塊以上述方式連接到一或多個高保真仿真包時，這種在過程設(shè)備中使用過程模塊為冗余元件的方法特別有用。應(yīng)該了解，在此描述的智能過程對象、圖形顯示元件及過程;漢塊的功能可以在操作員工作站20運行，而且不需要下載到或配置在設(shè)備10中的控制器、現(xiàn)場設(shè)備等等之中，這使得功能更容易實施、觀察、更改等等。此外，這個功能使得系統(tǒng)級確定比在過程設(shè)備、控制器等中更容易作出，這是由于系統(tǒng)級的設(shè)備信息典型地可以在操作員工作站20獲得，尤其可以在執(zhí)行引擎48獲得，然而所有這些信息并非典型地可以在過程設(shè)備10中的每個控制器及現(xiàn)場設(shè)備獲得。然而，雖然這么做有優(yōu)勢，一些與過程模塊有關(guān)的邏輯(如原始邏輯)可以嵌入過程設(shè)備中的裝置、設(shè)備及控制器。使用智能過程對象來創(chuàng)建集成過程控制模塊及圖形顯示，使得執(zhí)行引擎48能(例如)自動地探測泄漏及以最小量的用戶配置活動產(chǎn)生智能告警，以便在工程設(shè)計和操作員培訓時計算及跟蹤設(shè)備10中的流量及質(zhì)量平衡、跟蹤設(shè)備10中的耗損、為設(shè)備10提供高級診斷、以及仿真設(shè)備10的搡作。圖IO描繪在一有分布式控制策略的過程設(shè)備中結(jié)合執(zhí)行引擎48和過程模塊及其使用的圖形顯示的一種可能方式。如圖IO中所示，由過程模塊創(chuàng)建或與過程模塊有關(guān)的顯示級定義220在執(zhí)行引擎48執(zhí)行時，向操作員提供顯示，并且被提供給控制配置數(shù)據(jù)庫及工程工具222,它們可以在控制策略文檔中以任何期望的方式使用及組織這些顯示級定義。過程算法224可以在運行時間之前連接到這些顯示級定義，然后顯示級定義和捆綁到顯示級定義的流量算法可以被實例化及被提供到圖形顯示/過程模塊運行時間環(huán)境226(可以以一或多個執(zhí)行引擎48的形式實施在一或多個工作站)。圖形顯示/過程模塊運行時間環(huán)境226使用一"下載腳本句法分析程序"(Parser)228，以便在執(zhí)行時分析代碼(即執(zhí)行正好及時的對象代碼轉(zhuǎn)換)及使用一基于規(guī)則的執(zhí)行引擎230來執(zhí)行流量算法或執(zhí)行其他提供給顯示級或捆綁到顯示級的基于規(guī)則的程序。在這個過程期間，圖形顯示/過程模塊運行時間環(huán)境226可以與控制模塊運行時間環(huán)境232通信，控制模塊運行時間環(huán)境232可以在與過程有關(guān)的控制器及現(xiàn)場設(shè)備中執(zhí)行，以提供數(shù)據(jù)或信息給控制模塊運行時間環(huán)境232或從控制模塊運行時間環(huán)境232存取數(shù)據(jù)或其他信息。當然，圖形顯示/過程模塊運行時間環(huán)境226可以使用任何期望或預(yù)配置通信網(wǎng)絡(luò)(如圖1的以太總線24),與控制模塊運行時間環(huán)境232通信。此外，在此描述的將圖形顯示、過程模塊及控制模塊結(jié)合成標準過程控制系統(tǒng)或過程設(shè)備中的其他方法，也可以使用。在被實施時，在此描述的任何軟件可以存儲在任何計算機可讀存儲器，比如磁盤、光盤或其他存儲媒介、計算機或處理器的隨機存取存儲器(RAM)或只讀存儲器(ROM)等等。同樣地，可以使用任何已知或期望的傳輸方法-例如包括計算機可讀盤或其他移動計算機存儲裝置或通過通信頻道(比如電話線、互聯(lián)網(wǎng)、環(huán)球信息網(wǎng)、任何其他局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)等等)-將這些軟件傳送給用戶、過程設(shè)備或操作員工作站(其傳送被視為與通過移動存儲媒介提供這些軟件相同，或可互換為通過移動存儲媒介提供這些軟件)。此外，這些軟件可以在沒有調(diào)制或加密的情況下被直接提供，或可以在通過通信頻道傳送之前，通過使用任何期望的調(diào)制載波及/或加密技術(shù)來調(diào)制。因此，雖然本發(fā)明已經(jīng)參考特定例子進行了描述，但這些例子只是在于闡明而不是限制本發(fā)明包括的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)的人員將很清楚，已揭示的實例可以在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的條件下被修改、添加或刪除。權(quán)利要求1、一種用于仿真過程設(shè)備的部分的操作的仿真系統(tǒng)，所述仿真系統(tǒng)包括一或多個仿真塊，所述仿真塊配置成執(zhí)行過程設(shè)備中的一或多臺設(shè)備的仿真，每個仿真塊包括過程模型，其模擬所述過程設(shè)備的部分；仿真單元，其使用所述過程模型來仿真所述過程設(shè)備的所述部分的操作，以便為與所述過程設(shè)備的所述部分有關(guān)的過程元件產(chǎn)生仿真輸出；輸入端，其適應(yīng)接收與所述過程元件的所述仿真輸出對應(yīng)的所述過程元件的實際值的指示；和模型再生單元，其對所述過程元件的所述實際值的所述指示與所述過程元件的所述仿真輸出進行比較，以便開發(fā)更新的過程模型，以供所述仿真例程使用。2、如權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng),其中所述過程元件是過程變量。3、如權(quán)利要求2所述的仿真系統(tǒng)，其中所述過程變量指示所述過程設(shè)備中的流體流率、溫度或壓力的其中之一。4、如權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其中所述輸入端通信連接，以便接收在所述過程設(shè)備的聯(lián)機操作期間對所述過程元件進行的測量。5、如權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其中所述輸入端通信連接到用戶輸入設(shè)備，以便接收所述過程元件的值的用戶提供指示。6、如權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其中所述輸入端通信連接，以便接收指示在所述過程設(shè)備的聯(lián)機操作期間對所述過程元件進行的實際測量的測量信號，以及接收指示所述過程元件的值的用戶提供輸入。7、如權(quán)利要求6所述的仿真系統(tǒng)，其中所述模型再生單元確定所述測量信號是否可用，并在所述測量信號可用時根據(jù)所述測量信號來再生所述過程才莫型，以及在所述測量信號不可用時根據(jù)所述用戶提供輸入來再生所述過程沖莫型。8、如權(quán)利要求6所述的仿真系統(tǒng)，其中所述模型再生單元確定所迷測量信號是否有效，并在所述測量信號有效時根據(jù)所述測量信號來再生所述過程模型，以及在所述測量信號無效時根據(jù)所述用戶提供輸入來再生所述過程才莫型。9、如權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其中所述過程模型是第一性原理模型。10、如權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其中所述過程模型是脈沖響應(yīng)^t型。11、如權(quán)利要求IO所述的仿真系統(tǒng)，其中所述模型再生單元根據(jù)所述過程元件的值的所述指示與所述過程元件的所述仿真輸出之間的差異，向所述過程模型提供偏差修正。12、如權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其中所述過程模型是步進響應(yīng)模型。13、如權(quán)利要求12所述的仿真系統(tǒng)，其中所述模型再生單元根據(jù)所述過程元件的值的所述指示與所述過程元件的所述仿真輸出之間的差異，向所述過程模型提供偏差修正。14、如權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其中所述過程模型是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。15、一種用于仿真過程設(shè)備的部分的操作的系統(tǒng)，包括仿真系統(tǒng)，其包括多個仿真塊及一或多個通信鏈接，所述通信鏈接將所述仿真塊通信連接在一起，所述仿真系統(tǒng)配置成執(zhí)行所述過程設(shè)備中的一或多臺設(shè)備的仿真，其中每個所述仿真塊包括過程模型，其模擬所迷過程設(shè)備的一部分；仿真例程，其使用所述過程模型來仿真所述過程設(shè)備的所述部分的操作，以便為過程元件產(chǎn)生仿真輸出；輸入端，其適應(yīng)接收與所述過程元件的所述仿真輸出對應(yīng)的所述過程元件的實際值的指示；和模型再生例程，其對所述過程元件的所述實際值的所述指示與所述過程元件的所述仿真輸出進行比較，以便開發(fā)更新的過程模型，以供所述仿真例程使用；和過程控制系統(tǒng)，其具有一或多個控制塊，所述控制塊連接到所述過程中的元件，以便執(zhí)行所述過程的聯(lián)機控制。16、如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所速仿真塊的其中之一的所述輸入端通信連接到用戶輸入設(shè)備，以便接收所述過程元件的所述實際值的用戶提供指示o17、如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述仿真塊的其中之一的所述輸入端通信連接到所述過程控制系統(tǒng)的輸出，以便將聯(lián)機測量過程值作為所述過程元件的所述實際值的所述指示來接收。18、如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述聯(lián)機測量過程值指示所述過程i殳備中的流體流率、溫度或壓力的其中之一。19、如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述聯(lián)機測量過程值是在所述過程設(shè)備的聯(lián)機操作期間由所述過程控制系統(tǒng)進行的過程變量測量值。20、如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述仿真塊的所述其中之一的所述輸入端通信連接，以便接收指示在所述過程設(shè)備的聯(lián)機操作中對所述過程元件進行的實際測量的測量信號，以及接收指示所述過程元件的所述實際值的用戶提供輸入。21、如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述仿真塊的所述其中之一的所述才莫型再生例程確定所述測量信號是否可用或有效，并在所述測量信號可用或有效時根據(jù)所述測量信號來為所述仿真塊的所述其中之一再生所述過程模型，以及在所述測量信號不可用或無效時根據(jù)所述用戶提供輸入來為所述仿真塊的所述其中之一再生所述過程模型。22、如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述仿真塊的其中之一的所述過程才莫型是第一性原理模型。23、如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述仿真塊的其中之一的所述過程才莫型是脈沖響應(yīng)模型或步進響應(yīng);f莫型。24、如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述仿真塊的所述其中之一的所述沖莫型再生例程根據(jù)所述過程元件的所述值的所述指示與所述過程元件的所述仿真輸出之間的差異，向所述仿真塊的所述其中之一的所述過程模型提供偏差修正。25、如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述過程控制系統(tǒng)使用的所述控制塊的其中之一包括過程模型，以便執(zhí)行聯(lián)機過程控制活動，并且其中所述仿真系統(tǒng)向所述控制塊的所述其中之一提供由所述仿真塊的其中之一的模型再生例程開發(fā)的所述更新過程模型，以便供所述控制塊的所述其中之一用來執(zhí)行所述聯(lián)機過程控制活動。26、如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述控制塊的所述其中之一是模型預(yù)測控制塊，其使用過程模型來實施模型預(yù)測控制。27、如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述控制塊的所述其中之一是自適應(yīng)比例-積分-微分(PID)控制塊，其使用過程模型來實施PID控制。28、如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述控制塊的所述其中之一包括優(yōu)化器，所述優(yōu)化器使用過程模型來實施過程優(yōu)化。29、如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中多個所述仿真塊仿真所述過程設(shè)備中的過程裝置的操作，并且其中所述一或多個通信鏈接的其中之一是智能通信鏈接，其模擬過程材料在所述過程設(shè)備中從第一臺過程裝置到第二臺過程裝置的移動。30、一種用于仿真過程設(shè)備的部分的操作的方法，包括使用所述過程設(shè)備的所述部分的過程模型來仿真所述過程設(shè)備的所述部分的操作，以便為所述過程設(shè)備中的過程元件產(chǎn)生仿真輸出；使用與所述過程元件的所述仿真輸出相應(yīng)的、所述過程元件的實際值的指示，以開發(fā)更新的過程模型，以便供所述仿真例程使用；并且使用所述更新的過程模型來仿真所述過程設(shè)備的進一步操作。31、如權(quán)利要求30所述的方法，包括使用戶能夠提供所述過程元件的所述實際值的指示，以便用于開發(fā)所述更新的過程模型。32、如權(quán)利要求30所述的方法，包括在運行過程控制系統(tǒng)來控制所述過程設(shè)備的所述部分的操作期間，同時仿真所述過程設(shè)備的所述部分的才喿作、測量所述過程設(shè)備中的所述過程元件、以及將所述元件的所測得的值作為所述過程元件的所述實際值的指示來使用。33、如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述測量所述過程設(shè)備中的所述過程元件的步驟包括測量所述過程設(shè)備中的流體流率、溫度或壓力的其中之一。34、如權(quán)利要求32所述的方法，包括接收指示所述過程元件的所述實際值的用戶提供輸入，并獲得指示在所述過程控制系統(tǒng)的所述運行期間測得的所述過程元件的所述實際值的測量的測量信號，以及將所述用戶提供輸入及所述測量信號的其中之一作為所述過程元件的所述實際值的指示來使用。35、如權(quán)利要求34所述的方法，進一步包括確定所述測量信號是否可用或有效，并在所述測量信號可用或有效時將所述測量信號作為所述過程元件的所述實際值的指示來使用，以及在所述測量信號不可用或無效時將所述用戶提供輸入作為所述過程元件的所述實際值的指示來使用。36、如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述運行過程控制系統(tǒng)的步驟包括使用過程模型來執(zhí)行所述過程設(shè)備中的聯(lián)機過程控制活動，并包括向所述過程控制系統(tǒng)提供所述更新的過程模型，以及在所述過程控制系統(tǒng)中使用所述更新的過程模型來執(zhí)行所述聯(lián)機過程控制活動。37、如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述使用所述過程模型來執(zhí)行所述聯(lián)機過程控制活動的步驟包括使用所述過程模型來實施模型預(yù)測控制。38、如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述使用所述過程模型來執(zhí)行所述聯(lián)機過程控制活動的步驟包括使用所述過程模型來實施自適應(yīng)比例-積分-微分(PID)控制例程。39、如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述使用所述過程模型來執(zhí)行所述聯(lián)機過程控制活動的步驟包括使用優(yōu)化器來執(zhí)行過程或使用所述過程模型來控制優(yōu)化。40、如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述使用過程模型來仿真所述過程設(shè)備的所述部分的操作的步驟包括將第一性原理模型作為所述過程;漠型來使用。41、如權(quán)利要求30所述的方法，其中使用過程模型來仿真所述過程設(shè)備的所述部分的操作的步驟包括將脈沖響應(yīng)模型或步進響應(yīng)模型作為所述過程模型來使用。42、如權(quán)利要求30所述的方法，其中所迷使用與所迷過程元件的所述仿真輸出相應(yīng)的、所述過程元件的實際值的指示以開發(fā)所述更新的過程模型的步驟包括根據(jù)所述過程元件的所述值的所述指示與所述過程元件的所述仿真輸出之間的差異，向所述過程模型提供偏差修正。43、一種用于仿真過程設(shè)備的操作的方法，包括存儲多個仿真對象在計算機可讀存儲器中，其中所述多個仿真對象中的每個仿真對象與所述過程設(shè)備中的不同物理實體有關(guān)，每個所述仿真對象包括過程模型，其模擬所述過程設(shè)備的一部分；和仿真例程，其使用所述過程模型來仿真所述過程設(shè)備的所述部分的:l喿作，以<更為過程元件產(chǎn)生仿真輸出；使用戶能夠?qū)⑺龇抡鎸ο笸ㄐ胚B接在一起，以便開發(fā)仿真系統(tǒng)；在一或多個處理器上執(zhí)行所述仿真系統(tǒng)，以便在所述過程的聯(lián):機操作期間為過程元件產(chǎn)生仿真輸出；并且使用所述過程元件的實際值的指示與所述過程元件的所述仿真輸出之間的比較，在所述過程的聯(lián)機操作期間再生所述仿真對象的其中之一的所述過程模型。44、如權(quán)利要求43所述的方法，其中所述再生所述過程模型的步驟包括^使用戶能夠提供所述過程元件的實際值的所述指示，以便用于所述過程元件的所述實際值的所述指示與所述過程元件的所述仿真輸出之間的比較。45、如權(quán)利要求43所述的方法，其中所述再生所述過程模型的步驟包括使用戶能夠提供所述過程元件的實際值的所述指示，以及提供指示在所述過程的聯(lián)才;i4喿作期間測量的所述過程元件的所述實際值的測量的測量信號，并且包括將所述用戶提供輸入及所述測量信號的其中之一作為所述過程元件的所述實際值的所述指示來使用，以便產(chǎn)生所述再生過程模型。46、如權(quán)利要求43所述的方法，進一步包括與所述仿真系統(tǒng)同時執(zhí)行過程控制系統(tǒng)，以便控制所述過程的所述聯(lián)機操作，其中所述執(zhí)行所述過程控制系統(tǒng)的步驟包括使用進一步的過程模型來執(zhí)行所述過程中的聯(lián)機過程控制活動，并且進一步包括向所述過程控制系統(tǒng)提供所述仿真對象的所述其中之一的所述再生過程模型以作為所述進一步的過程模型來使用，以便執(zhí)行所述聯(lián)機過程控制活動。47、權(quán)利要求46所述的方法，其中所述使用所述進一步的過程模型來執(zhí)行所述聯(lián)機過程控制活動的步驟包括使用所述進一步的過程模型來實施模型預(yù)測控制。48、如權(quán)利要求43所述的方法，其中所述仿真對象的其中之一的所述過程模型是脈沖響應(yīng)模型或步進響應(yīng)模型，并且其中所述在所述過程的聯(lián)機操作期間再生所述仿真對象的其中之一的所述過程模型的步驟包括根據(jù)所述過程元件的所述值的所述指示與所述過程元件的所述仿真輸出之間的差異來執(zhí)^f亍偏差修正。全文摘要一種仿真系統(tǒng)，其包括使用過程模型來為過程設(shè)備執(zhí)行仿真活動的互連仿真塊，所述仿真系統(tǒng)以使其容易使用以及使聯(lián)機過程仿真容易更新的方式，集成到適合所述過程設(shè)備的過程控制環(huán)境。本發(fā)明公開的仿真系統(tǒng)使得可以使用由該仿真系統(tǒng)產(chǎn)生的過程參數(shù)的未來預(yù)測值及當前預(yù)測值來進行性能評估及引導設(shè)備操作。此外，所述仿真系統(tǒng)連接到操作過程設(shè)備，以接收多種聯(lián)機過程設(shè)備測量，而且所述仿真系統(tǒng)使用這些測量來自動更新所述仿真系統(tǒng)中使用的過程模型，以便從而使所述仿真系統(tǒng)與所述過程設(shè)備的實際操作情況保持協(xié)調(diào)。文檔編號G05B19/418GK101158872SQ20071016417公開日2008年4月9日申請日期2007年10月8日優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日發(fā)明者威廉·K·沃瓊斯尼斯,特倫斯·L·貝利文斯,馬克·J·尼克松申請人:費舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司