CN103135455B - 用于包括过程启动的工作流程的过程控制的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过程控制器和用于利用工业自动化***控制过程的方法。该过程控制器包括：进程模块，其包含用于执行进程的指令；以及多个补充进程模块，每个补充进程模块包含执行多个补充进程中的一个的指令。该过程控制器还包括如下配置的过程监视处理器：接收指示过程特征的状态的输入电子信号，基于该输入电子信号应用逻辑，并且响应于该输入电子信号生成输出电子信号。该过程控制器还包括序列如下配置的序列引擎处理器：执行进程、接收输出电子信号、基于输出电子信号应用逻辑、基于所接收的输出电子信号选择多个补充进程中的一个或更多个并且执行所选择的多个补充进程中的一个或更多个。

Description

用于包括过程启动的工作流程的过程控制的***和方法

技术领域

本发明总体上涉及控制***，并且更具体地涉及过程控制***。

背景技术

过程控制***应用于各种行业中，诸如炼油、造纸、化学制造和电厂等。这些***可以使得操作人员中的一小部分人员能够从控制室操作复杂的过程。过程控制***例如可以包括多种过程控制器，诸如可编程逻辑控制器、分布式控制器***或监督控制和数据采集***。另外，过程控制***可以表征为离散***、批处理***、连续***或其组合。例如，在批处理***中，可以在过程控制器内对控制序列编码。这种控制序列可以包括被执行来生产批量产品的多个任务或指令。操作者可以启动或开始这种控制序列以开始生产批量的产品。不幸地是，现在发现这种批处理控制序列可能难以对产品制造中所使用的装备和/或原料的状态的变换做出响应。例如，现有的批处理控制序列可能不能响应于这种装备和/或原料变化而执行或调用其它控制序列。

发明内容

在一个实施例中，过程控制器包括存储电路和处理电路。存储电路包括进程模块，进程模块包含用于执行进程的指令。存储电路还包括多个补充进程模块。多个补充进程模块中的每一个包括用于执行多个补充进程中的一个进程的指令。存储电路还包括生产记录模块，该生产记录模块包含用于存储与生产记录相对应的数据的指令。处理电路包括过程监视处理器，该过程监视处理器被配置为接收表示过程特征的状态的输入电子信号、基于该输入电子信号应用逻辑，并且响应于该输入电子信号生成输出电子信号。处理电路还包括序列引擎处理器，序列引擎处理器被配置为执行进程、接收输出电子信号、基于输出电子信号应用逻辑、基于所接收的输出电子信号选择多个补充进程中的一个或更多个补充进程、执行多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程，以及利用进程和多个补充进程中的一个或更多个补充进程所生成的数据更新生产记录。

在另一实施例中，存储在非暂时性计算机可读存储介质上的程序包括设置在计算机可读存储介质上的计算机代码。该代码包括用于使过程自动化的指令。这些指令包括用于向过程监视处理器发送表示过程特征的状态的输入电子信号的指令、用于由所述过程监视处理器基于所述输入电子信号应用逻辑的指令、以及用于响应于输入电子信号而从所述过程监视处理器生成输出电子信号的指令。这些指令还包括用于通过序列引擎处理器执行进程的指令、用于将输出电子信号从过程监视处理器发送至序列引擎处理器的指令、以及用于由序列引擎处理器基于输出电子信号应用逻辑的指令。这些指令还包括用于由所述序列引擎处理器基于输出电子信号选择多个补充进程中的一个或更多个补充进程的指令、用于由所述序列引擎处理器执行所述多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程的指令、以及用于利用进程和多个补充进程中的一个或更多个补充进程所生成的数据更新生产记录的指令。

在又一实施例中，一种利用工业自动化***控制过程的方法，该方法包括：将表示过程特征的状态的输入电子信号发送至过程监视处理器，由过程监视处理器基于输入电子信号应用逻辑、以及响应于输入电子信号而从过程监视处理器生成输出电子信号。该方法还包括通过序列引擎处理器执行进程、将所述输出电子信号从所述过程监视处理器发送至序列引擎处理器、以及由序列引擎处理器基于输出电子信号应用逻辑。该方法还包括基于输出电子信号选择通过序列引擎处理器选择多个补充进程中的一个或更多个补充进程、通过序列引擎处理器执行多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程，以及利用进程和多个补充进程中的一个或更多个补充进程所生成的数据更新生产记录。

附图说明

当参考附图阅读以下详细说明时，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解。在所有附图中，相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1是根据本技术的实施例的、装配有具有一个或更多个控制器的控制***的过程***的概略图；

图2是根据本技术的实施例的、可以包括在控制器中的特定功能部件的概略图；

图3根据本技术的实施例的过程控制器的概略图；

图4是根据本技术的实施例的、用于操作过程控制器的实施例的过程的流程图；

图5是根据本技术的实施例的流程和多个补充流程的框图；

图6是根据本技术的实施例的、过程控制器和由该过程控制器控制的装备的实施例的框图；

图7是根据本技术的实施例的进程和多个补充进程的时序图；以及

图8是根据本技术的实施例的包括多个补充进程的装备的框图。

具体实施方式

尽管本公开可以具有各种变型和替代形式，已通过附图和表格中的示例示出了特定的实施例并在本文中详细描述了这些实施例。然而，应当理解，这些实施例不是试图限制于所公开的特定形式。相反，本公开旨在涵盖落入由所附权利要求书所限定的精神和公开范围内的所有变型、等同和替代。此外，为了简化说明，本文讨论了个别的实施例，但是本公开旨在涵盖这些实施例的所有组合。

如以下详细讨论的，本技术的实施例的功能是提供用于工业控制和自动化***的存储电路和处理电路(诸如过程控制器)，该存储电路和处理电路提供过程启动的工作流程。特别地，存储电路可以包括多种模块，这些模块包括用于执行进程的指令、用于执行一个或更多个补充进程的指令以及用于在生产记录中存储与该进程和补充进程相关联的数据的指令。处理电路可以包括第一处理器，第一处理器被配置为对输入电子信号应用逻辑以生成输出电子信号。输入电子信号可以表示过程中的变化。处理电路还可以包括第二处理器，第二处理器被配置为执行进程、接收输出电子信号、基于所接收的输出信号选择一个或更多个补充进程、执行一个或更多个所选择的补充进程、以及利用该进程和一个或更多个所选择的补充进程所生成的数据更新生产记录。因此，该过程控制器能够通过执行适当的补充进程来对过程中的变化做出响应。换言之，由于过程中的变化导致补充工作进程的生成，因此补充流程或工作流程是过程启动的。另外，记录可以包括具有操作人员、工程师和/或管理人员易于访问的格式的、与该流程和所选择的补充流程相关联的历史数据和当前数据。

现在转向附图，并且首先参考图1，图1示出了过程***10，其至少部分地由具有一个或更多个控制器14的控制***12调节。过程***10可以是任何可以想到的类型的过程，诸如制造过程、稳定状态或批处理、化学过程、原料加工过程和能源生产过程等。在示例性实施例中，如以下将参考图5至图8更详细描述的那样，可以在面包制造过程的背景下实施过程***10。因此，在某些实施例中，过程控制器14可以是批处理控制器。

通常，图1的过程***10可以接收一个或更多个输入16，并且生成一个或更多个输出18。通过示例的方式，在工业中创建的复杂过程中，可以采用很多这种输入，包括给料、原材料、电能、燃料、部件、配件和子配件等。输出18可以包括成品、半成品、配件、制造产品和副产品等。基于***动态、***的物理性质和类似的因素，控制***12可以调节过程***10的操作，以控制输出18的生产以及输出18的质量等。

在所示出的实施例中，控制***12可以响应于从过程***10接收的过程信息20来执行控制功能22。例如，可以通过被配置为检测和/或测量过程***10的某些参数的一个或更多个传感器24提供过程信息20。通常，这类传感器24可以包括可以产生表示过程***10的各种变量的值和离散或模拟信号的测量装置和变送器等。传感器24可以耦接至控制***12的一个或更多个控制器14，控制***12进而控制过程***10的执行器26(例如，阀执行器和泵执行器等)，执行器26可以用于操纵过程***10。在实践中，可以在控制***12中设置多个这种传感器24和不止一个控制器14。这种传感器24通常生成表示所感测的变量的电压或电流输出。过程信息20可以表示从过程直接获得(例如，使用传感器24)的各种参数的“过程中(on-process)”测量。本文所使用的术语“过程中测量”或“在线测量”等应该理解为是指测量从过程***10直接获取的过程参数的测量。另外，过程信息20还可以包括可控的外部操作约束以及用户指定的设置点。这种约束可以从实验室测试设施28接收并且可以包括用作参考数据或设置点的实验室测量30。

图2示出可以包括在图1所示类型的控制器14中的某些示例性部件，如下所述，其可以被配置为响应于过程变化而实施各种补充进程。依据***设计、***控制的类型和***控制需求等，可以在控制器14中包括很多其它部件。在所示出的实施例中，接口电路34接收过程信息20，如上所述，过程信息20可以包括使用传感器24所获得的值或信号。接口电路34可以包括滤波电路和模拟-数字转换电路等。接口电路34与处理电路36进行数据通信，处理电路36可以包括任何适合的处理器，诸如微处理器和现场可编程门阵列等。处理电路36可以执行控制功能，并且在本实施例中，处理电路36可以响应于过程变化而执行各种补充进程。作为示例，处理电路36可以包括序列引擎处理器38和/或过程监视处理器40。序列引擎处理器38可以执行一个或更多个进程序列，该进程序列可以是用于生产产品18的一系列指令或步骤。进程序列或进程的示例包括过程自动控制程序的序列、手动指令的序列和软件模块的序列等。当满足某些条件，诸如过程变化、触发动作时，过程监视处理器40可以启动指定的补充进程序列或补充进程。尽管示出了处理电路36被设置在过程控制器14中，然而，在其它实施例中，处理电路36可以被设置在平板电脑、工作站、基于云计算的虚拟装置、计算装置或其任意组合中。

处理电路36还与存储电路42进行数据通信，存储电路42可以包括一个或更多个存储模块，存储模块存储要由处理电路36执行的控制例程，并且存储某些期望的变量、变量设置和设置点等，这是本领域的技术人员可以理解的。例如，存储电路42可以包括调度程序模块44、进程模块46、补充进程模块48和/或生产记录模块50。调度程序模块44可以包括用于基于预定的排程启动一个或更多个进程序列的指令。进程模块46可以包括用于由序列引擎38执行一个或更多个进程序列的指令。在其它实施例中，进程模块46可以包括用于过程自动控制程序序列、手动指令序列、软件模块序列或其组合的指令。补充进程模块48例如可以包括用于响应于过程信息20而由序列引擎38执行一个或更多个补充进程序列的指令。在其它实施例中，补充进程模块48可以包括用于过程自动控制程序序列、手动指令序列、软件模块序列或其组合的指令。在某些实施例中，补充进程模块48可以包括用于与进程模块46分开的异常处理的指令。异常处理可以指用于对改变程序执行的正常进程的异常或特殊情况的发生进行处理的指令。因此，补充进程模块48能够处理异常而不依赖于进程模块46的异常处理。生产记录模块50可以包括用于在生产记录中存储与所执行的进程序列和补充进程序列相关联的数据的指令。

处理电路36和存储电路42均可以与操作接口52进行数据通信，操作接口52可以使操作者能够向控制器14提供输入或指令。在某些实施例中，操作接口52可以包括显示器。例如，操作者可以使用操作接口52来浏览关于控制器14的数据、输出、状态和其它信息。另外，基于存储电路42的模块，处理电路36可以向接口电路54输出信号，接口电路54可以用于驱动图1的过程***10的执行器26。接口电路54可以包括各种驱动器电路、放大电路和数字-模拟转换电路等。即，基于所接收的过程信息20，控制器14可以基于通过存储电路42限定的变量关系、约束和/或目标来确定适合的控制动作或输出。

控制器14还可以包括通信接口电路56。作为示例，通信接口电路56可以包括联网电路58，联网电路58例如被配置为将控制器14与可在控制***12中实施的其它控制器联网，以及将控制器14与远程监视和控制***联网。此外，通信接口电路56还可以将控制器14与图1所示的实验室测试设施28联网，以接收表示某些过程参数的测量的实验室数据30。特别地，这些实验室测量30可以表示在正通过过程***10生产产品18的时段期间内不可直接测量的参数的测量值，并且可以通过对成品18的样本执行一个或更多个测试进程来获得或测量。尽管在本文中为了本公开的目的而将该部件称为“实验室测试设施”，然而应当理解，由附图标记28表示的离线测试布置可以包括能够获得和提供过程参数的过程外测量(off-process measurements)的任何可以想到的类型的测试布置，举几个例子，包括自动化的或专用的测试装备、离线传感器。这里使用的术语“过程外测量”或“离线测量”等应该理解为是指在这种脱离过程***10的设置中所获取的过程参数的测量。

图3是示出各部件之间的关系的过程控制器14的实施例的框图。具体地，图3示出了过程中的变化如何导致过程启动的补充工作进程或进程的生成。图3中的元件与图1和图2中以相同的附图标记标示的元件相同。如图3所示，过程监视器40可以接收表示过程特征72的状态的输入。例如，过程特征72可以包括过程***10的一个或更多个装备74，并且装备74的状态可以包括操作状态、温度、压力、流速、功率消耗、可用性、维修状态或其任意组合。另外，过程特征72可以包括进程步骤76，进程步骤76可以为正由过程***10的一个或更多个过程控制器14执行的一个或更多个进程序列和/或补充进程序列的步骤，并且进程步骤76的状态可以包括进程步骤76的标识、状态和/或属性。具体地，进程步骤76的状态可以表示进程步骤76是否准备好开始、运行、中止、停止或其任意组合。过程特征72还可以包括原料78，原料78可以是由过程***10使用的任何原料、配料或组分。例如，原料78的状态可以包括质量、容积、温度、压力、强度、浓度、寿命、历史或其任意组合。过程特征72的装备74、进程76和/或原料78中的一个或更多个可以生成被发送至过程监视器40的输入电子信号80。在某些实施例中，过程特征72可以包括生成表示过程特征72的状态的输入电子信号80的一个或更多个传感器24。通常，输入电子信号80可以携带与过程信息20相对应的信息。在某些实施例中，操作者可以经由操作接口52将输入电子信号80发送至过程监视器40。在这些实施例中，传感器24可能不能将输入电子信号80直接发送至过程监视器40。例如，由操作者生成的输入电子信号80可能对应于实验室数据30。

图3所示的过程监视器40可以基于输入电子信号80应用逻辑。这种逻辑可以用于经由输出电子信号82来改变或变更正由序列引擎38执行的进程。例如，装备74的状态可以表示一个装备的不可用性。由过程监视器40执行的逻辑可以指导序列引擎38以交换至空闲的装备。作为进一步的示例，原料78的状态可以表示配料的不可用性。由过程监视器40执行的逻辑可以指导序列引擎38来使用替代的配料。具体地，过程监视器40可以响应于输入电子信号80而生成输出电子信号82。然后，序列引擎38可以接收输出电子信号82。在某些实施例中，操作者可以经由操作接口52将输出电子信号82直接发送至序列引擎38。例如，操作者可能意识到未经由输入电子信号80发送至过程监视器40的过程特征72中的变化。

如上所述，序列引擎38可以执行存储在存储电路42的进程模块46中的一个或更多个进程。另外，序列引擎38基于来自过程监视器40的输出电子信号82应用逻辑。具体地，该逻辑可以基于所接收的输出电子信号82来指导序列引擎38选择存储在补充进程模块48中的一个或更多个补充进程。如图3所示，补充进程模块48可以包括多达N个补充进程。响应于所接收的输出电子信号82，序列引擎38可以生成命令84以接收并执行存储在补充进程模块48中的N个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程。例如，N个补充进程中的一个补充进程可以包括用于使序列引擎38从不可用的装备交换至空闲装备的指令。作为进一步的示例，另一补充进程可以包括用于在原先的配料不可用时指导序列引擎38使用替代配料的指令。因此，过程中的变化导致选择过程启动的补充进程。在某些实施例中，序列引擎38可以生成命令84，以并行地执行存储在补充进程模块48中的N个补充进程中的两个或更多个补充进程。

通过由序列引擎38执行存储在进程模块46中的进程以及存储在补充进程模块48中的补充进程，可以生成被发送至生产记录50的数据86。在某些实施例中，数据86可以包括与通过序列引擎38执行进程和/或补充进程的步骤或指令的时间相对应的时间值。在其它实施例中，数据86可以包括过程变量的值、警报和消息等，其也可以包括与事件发生的时间相对应的时间值。可以经由操作接口52使来自生产记录50的输出88对操作者可用。例如，操作者能够经由操作接口52浏览流程和/或补充流程的步骤。另外，可以基于与数据86相关联的时间值对数据86排序。因此，尽管序列引擎38可以执行一个或更多个不同的流程和/或补充流程的步骤，基于时间值对数据86的排序使得生产记录50能够提供与过程***10相关联的步骤和其它事件的连续的前后关联的线程。

图4是可以由过程控制器14执行的、用于基于过程变化选择补充流程的过程100的流程图。本发明的实施例可以实现为计算机实施的处理以及用于实施这些处理的设备。本发明的实施例还可以实现为计算机程序产品，该计算机程序产品具有包含以非暂时性有形的机器可读介质(诸如，软盘、只读光盘存储器、硬盘驱动器、USB(通用串行总线)驱动器或任何其它有形的计算机可读存储介质)实现的可执行指令的计算机程序代码，其中当将该计算机程序代码加载至计算机中并由计算机执行时，该计算机成为用于实施本发明的实施例的设备。本发明的实施例也可以实现为计算机程序代码，例如，该计算机程序代码或者存储在存储介质上或者加载至计算机中和/或由计算机执行，其中当该计算机程序代码存储在计算机中并由该计算机执行时，该计算机成为用于实现本发明的实施例的设备。当在通用处理器上实施时，该计算机程序代码段使得该处理器创建特定的逻辑电路。

具体地，过程100可以包括被布置在非暂时性计算机可读存储介质或包括这种非暂时性计算机可读存储介质的过程控制器上的计算机代码。该计算机代码可以包括用于使序列引擎38执行存储在流程模块46中的一个或更多个进程的指令。在其它实施例中，该代码可以包括用于使序列引擎38至少部分地基于发送至过程监视器40的输入电子信号80来选择并执行存储在补充进程模块48中的一个或更多个补充进程的指令。输入电子信号80可以表示一个或更多个过程特征72的状态变化。

返回图4，在步骤102中，序列引擎38开始执行存储在进程模块46中的进程。例如，操作者可以使用操作接口52启动该进程的执行。替代地，调度程序44可以开始该进程。在步骤104中，序列引擎38执行该进程的各个步骤。当该进程的每个步骤完成时，在步骤106中序列引擎38发送数据86以更新生产记录50。与步骤104和106并行地，在步骤108中序列引擎38确定是否完成了该进程。如果没有完成该进程，则在步骤110中，过程监视器40接收来自过程特征72的输入电子信号80。在步骤112中，过程监视器40基于输入电子信号80应用逻辑。例如，过程监视器40可以确定输入电子信号80的值是否超出阈值的范围，诸如确定装备是否正在温度阈值范围之外操作。作为其它示例，过程监视器40可以确定配料是否在最小库存阈值的范围之外。如果输入电子信号80的值没有超出阈值的范围，在步骤114中则序列引擎38发送数据86以更新生产记录50。然后，过程100返回至步骤108。返回步骤112，如果输入电子信号80的值超出阈值的范围，则在步骤116中，序列引擎38对输出电子信号82应用逻辑以选择存储在补充进程模块48中的适合的补充进程。在步骤118中，序列引擎38发送命令84以接收并执行所选择的补充进程。在某些实施例中，补充进程可以包括逻辑或智能以基于与该补充进程相关联的一个或更多个指定标准的状态确定是否执行。例如，该指定的标准可以包括维修标记或其它信号。如果维修标记的状态是清楚地，则能够执行该补充进程，并且如果该标记是不清楚的，则可以阻止执行该补充进程。作为其它示例，所指定的标准可以包括正在运行的补充进程的实例的数量。如果实例的数量大于一，则可以防止另外的补充进程实例运行。在其它实施例中，阈值可以包括类似的逻辑或智能以基于与该阈值相关联的指定标准的状态确定是否执行该补充进程。因此，这种指定标准的使用可以有助于防止如下循环情形：在该循环情形中，阈值溢出、条件变化，以及阈值再次溢出。在完成补充进程之后，在步骤114中，序列引擎38发送与补充进程的执行相关联的数据86以更新生产记录50。然后，过程100返回步骤108。如果在步骤112中输入电子信号80的值依旧超出阈值的范围之外，则可以再次执行补充进程。然而，在某些实施例中，与补充进程相关联的指定标准和/或阈值可能使得补充进程不能执行。相反，维修标记或其它信号可以促使操作者调查为何补充进程不具有期望的效果。因此，在某些实施例中，每当输入电子信号80超出阈值范围之外时，不执行补充进程。返回步骤108，如果确定进程到达其最终步骤，则过程进入步骤120以结束该进程。

图5是该进程与可用于面包制作的多个补充进程之间的关系的框图。面包制作进程可以存储在进程模块46中并且多个补充进程可以存储在补充进程模块48中。使用这些进程制作面包的过程是用于说明本实施例的非限制性示例。如上所述，可以通过序列引擎38来执行该进程和多个补充进程的各个步骤。如图5所示，使用顺序功能图来表示面包制作进程。该进程以初始步骤130开始。在初始步骤130之后，激发(fire)由图5中十字形符号表示的转变131，并且预秤量配料步骤132变成激活。应该注意，术语“激发(fire)”可以指转变131变为真状态。在步骤132中，对用于制作面包的各种配料进行秤量。在已经预秤量了配料之后，激发跟随在步骤132之后的转变131，并且步骤134和136变成激活。具体地，在步骤134中混合干的配料，并且在步骤136中混合湿的配料。在混合了干配料和湿配料两者之后，激发跟随在步骤134和136之后的转变131，并且步骤138变成激活。在步骤138中，将干配料和湿配料混合在一起以形成生面团。在完成生面团的混合之后，激发跟随在步骤138之后的转变131，并且步骤140变成激活。如图5所示，在步骤140中，使生面团发酵指定时间段(诸如大于300分钟)。在经过了指定时间段之后，激发跟随在步骤140之后的转变131，并且步骤142变成激活。如图5所示，在步骤142中，将生面团在烤炉内烘烤指定时间段，诸如大于45分钟。在经过了指定时间段之后，激发跟随在步骤142之后的转变131，并且序列终端144变成激活以结束面包制作进程。

如上所述，可以通过序列引擎38经由命令84来执行存储在图5所示的补充进程模块48中的一个或更多个补充进程。序列引擎38的逻辑可以至少基于面包制作进程所处的步骤来选择一个或更多个补充进程。例如，命令84在图5中被示出为将进程的步骤与适当的补充进程相链接。换言之，序列引擎38可以根据序列引擎38正执行进程的哪个步骤来选择特定的补充进程。例如，如果进程处于步骤132，则可以执行秤校准补充进程146或配料制备补充进程148。类似地，如果进程处于步骤136，则可以执行校正pH补充进程150。如果进程处于步骤138，则可以执行水合物校正补充进程152。如果进程处于步骤140，则可以执行附加发酵循环补充进程154。如果进程处于步骤142，则可以执行烤炉清洁补充进程156。下面，更详细地描述补充进程146、148、150、152、154和156。

例如，在配料预秤量步骤132期间，过程监视器40可以从装备74接收指示配料预秤量步骤132期间所使用的秤的状态的输入电子信号80。来自秤的输入电子信号80可以表示：将使用秤校准补充进程146来校准秤。因此，序列引擎38可以生成至秤校准补充进程146的命令84来校准秤，从而使得面包制作进程能够继续。类似地，在配料预秤量步骤132期间，过程监视器40可以从原料78接收指示一种或更多种配料的低库存量的输入电子信号80。因此，序列引擎38可以生成至配料制备补充进程148的命令84以产生附加的配料，从而使得进程能够继续。在湿配料混合步骤136中，过程监视器40可以从原料78接收指示湿配料的pH超过阈值的输入电子信号80。因此，序列引擎38可以生成至pH校正补充进程150的命令84以增加附加的原料，从而使得湿配料的pH在阈值以内。利用秤校准补充进程146、配料制备补充进程148和pH校正补充进程150，进程中止并且在进程重新开始之前完成补充进程146、148和150。

在图5所示的生面团混合步骤138期间，过程监视器40可以从原料78接收指示生面团的水合物超过阈值的输入电子信号80。序列引擎38可以生成命令84以执行水合物校正补充进程152，其可以取代面包制作进程的步骤138。换言之，水合物校正补充进程152可以包括使生面团的水合物在阈值以内的步骤和完成生面团的混合的步骤。一旦完成了生面团的混合，水合物校正补充进程152将激发步骤138之后的转变131，并且激活步骤140。类似地，过程监视器40可以从原料78接收指示生面团需要额外的发酵时间的输入电子信号80。因此，序列引擎38可以生成命令84，以执行附加发酵循环154，其可以取代发酵步骤140。在生面团发酵了附加发酵补充进程154中指定的附加时段之后，激发跟随在步骤140之后的转变131，并且步骤142变成激活。在烘烤步骤142期间，过程监视器40可以从装备74接收指示自上次使用烤炉之后已使用烤炉的时间量的输入电子信号80。响应于输出电子信号82，如果使用烤炉的时间量超过阈值，则序列引擎38可以生成命令84，以执行烤炉清洁补充进程156。可以在面包烘烤进程达到序列终端144之后，执行烤炉清洁步骤156，所述序列终端144指示当前批次的面包已完成。

图6是***170的框图，该***170包括可以在过程控制器14的实施例控制下来制作面包的装备。该***是用于说明本实施例的***的非限制性示例。具体地，可以在干配料制备***172中制备干配料。类似地，可以在湿配料制备***174中制备湿配料。流控制元件176可以用来将在干配料制备***172中制备的干配料传送至干配料存储器178。类似地，流控制元件176可以用来将湿配料从湿配料制备***174传送至湿配料存储器180。流控制元件176可以包括，但不限于，控制阀、泵、输送机、挤压机、吹风机、滑阀、漏斗阀(hopper valve)或其任意组合。接着，流控制元件176可以将干配料和湿配料从干配料存储器178和湿配料存储器180输送至混合器182。具体地，生面团可以通过在混合器182中混合湿配料和干配料来形成。在某些实施例中，流控制元件176可用于将生面团从混合器182传送至烤炉184，以将生面团烘烤成面包186。流控制元件176可用于将面包186传送到烤炉184之外。

如图5所示，序列引擎38可以基于序列引擎38正在执行补充进程模块48中所存储的哪个补充进程来将一个或更多个控制信号188发送至***170的各装备。例如，如果序列引擎38正在执行秤校准补充进程146，则引擎38可以将控制信号188发送至干和/或湿配料制备***172和174中所使用的秤。类似地，如果序列引擎38正在执行配料制备补充进程148，则引擎38可以将控制信号188发送至干和/或湿配料制备***172和174中的配料制备装备。如果序列引擎38正在执行pH校正补充进程150，则引擎38可以将控制信号188发送至湿配料制备***174中的配料制备装备。如果序列引擎38正在执行水合物校正补充进程152，则引擎38可以将控制信号188发送至一个或更多个流控制元件176，以便将额外的干配料178和/或湿配料180添加至混合器182，以调整生面团的水合物。如果序列引擎38正在执行附加发酵循环补充进程154，则引擎38可以将控制信号188发送至混合器182和/或流控制元件176，以便在将生面团传送至烤炉184之前，使生面团在混合器182中保持附加时间段。如果序列引擎38正在执行烤炉清洁补充进程156，则引擎38可以将控制信号188发送至烤炉184，以执行烤炉184的清洁。因此，在各种实施例中，序列引擎38可以基于引擎38正在执行补充进程中哪个来将控制信号188发送至过程170的适当装备。另外，***170可以包括一个或更多个传感器24。例如，传感器24可以生成输入指示过程特征72的状态的输入电子信号80，诸如温度、压力、流率、质量、体积、强度、浓度、寿命、历史、正在执行的步骤或其任意组合。如图6所示，干配料制备***172、湿配料制备***174、混合器182和烤炉184可以包括传感器24。图6中所示的传感器24可以生成被发送至过程监视器40的输入电子信号80，过程监视器40包括用于确定要发送至序列引擎38的输出电子信号82的逻辑。基于输出电子信号82，序列引擎38包括用于确定命令84的逻辑，以选择存储在补充进程模块48中的一个或更多个适当的补充进程。因此，由输入电子信号80指示的***170中的变化可导致适当的补充进程的选择和执行，由此使所选择的补充进程为过程启动的工作流。

图7是用于面包制作中使用的进程和补充进程的时序图210，将在下文中详细描述。该时序图是用于说明本实施例的时序图的非限制性示例。具体地，时序图210示出了在制作一批面包186期间可能使用的进程和补充进程的步骤的顺序和持续时间。如图7所示，在时序图210中时间从左往右逐渐增加。具体地，该批处理在初始时刻212开始，并且在第五时刻222结束。因此，存储在进程模块46中的面包制作进程在初始时刻212开始，并且在第五时刻222结束，如指示进程正常执行的箭头224所示。进程的配料预秤量步骤132可以从初始时刻212运行到第一时刻214，如正常执行箭头224所示。干配料混合步骤134和湿配料混合步骤136可以从第一时刻214运行到第二时刻216，如正常执行箭头224所示。混合生面团步骤138可以从第二时刻216运行到第三时刻218，如正常执行箭头224所示。发酵步骤140可以从第三时刻218运行到第四时刻220，如正常执行箭头224所示。最后，烘烤步骤142可以从第四时刻220运行到第五的时刻222，如正常执行箭头224所示。

下面转向图7所示的补充进程，秤校准补充进程146可以在初始时刻212与第一时刻214之间的任意时间点上执行，如过程启动线226所示。如上所述，秤校准补充进程146使进程中断。换言之，序列引擎38不继续进行配料预秤量步骤132，直到秤校准补充进程146完成，这可以通过将数据86传送至生产记录50来指示。配料制备补充进程148可以在初始时刻212与第四时刻220之间的任意时间点上执行，如过程启动线226所示。pH校正补充进程226可以在初始时刻214与第二时刻216之间运行，如过程启动线226所示。配料制备补充进程148和pH校正补充进程150均可以中断进程，这意味着补充进程148和150在进程重新开始之前完成。水合物校正补充进程152可以在第二时刻216与第三时刻218之间运行。水合物校正补充进程152取代进程的混合生面团步骤138，如过程启动线228所示。换言之，在序列引擎38执行水合物校正补充进程152之后，引擎38继续进行进程的下一个步骤，即发酵步骤140。附加发酵循环补充进程154可以在第三时刻218与第四时刻220之间运行。附加发酵循环补充进程154取代进程的发酵步骤140，如过程启动线228所示。最后，烤炉清洁补充进程156可以在第五时刻222之后运行，如过程启动线226所示。因此，烤炉清洁补充进程156在序列引擎38执行进程以制作另一批面包186之前完成。因此，时序图210示出了在执行进程期间序列引擎38可以执行各个过程启动补充进程的方式的示例。在各个实施例中，过程启动补充进程可以中断进程，利用补充进程取代进程，与进程并行地操作，或其任意组合。

图8是可包括用于制作面包186的进程模块46和补充进程模块48的装备的框图。具体地，补充进程模块48可位于一个以上的装置中。例如，配料制备补充进程148、水合物校正补充进程152、附加发酵循环补充进程154和烤炉清洁补充进程156可以位于过程控制器14内的补充进程模块48中，所述过程控制器14可以位于面包制作工厂的控制室内或其附近。进程模块46还可以位于过程控制器14内。秤校准补充进程146可以位于平板电脑242内的补充进程模块48中。例如，平板电脑242可以是操作员或维修技术员用于执行秤的校准的手持设备。在某些实施例中，平板电脑242可以与过程控制器14无线通信。从而，序列引擎38可以将命令84以无线的方式发送至平板电脑242。随后，平板电脑242可以显示与秤校准补充进程146相关的、用于校准秤的指令，以使操作员或维修技术员能够校准秤。在完成校准后，平板电脑242可以与过程控制器14以无线的方式通信，以利用与秤校准相关联的数据86更新生产记录50。然后，序列引擎38可以继续执行进程。在其它实施例中，pH校准补充进程150可以位于实验室工作站244内的补充进程模块48中。例如，实验室工作站244可以在实验室中且与过程控制器14连接的台式电脑。序列引擎38可以将命令84发送至实验室工作站244。随后，实验室工作站244可以显示与校正pH补充进程150有关的、用于校正湿配料的pH的指令。实验室技术员可以执行显示在实验室工作站244上的指令。在校正湿配料的pH之后，实验室技术员可以使用实验室工作站244来利用与校正pH相关联的数据86更新生产记录50，以使序列引擎38能够继续执行进程。在其它实施例中，与过程控制***相关联的其它装备和装置可以以多种配置来执行进程和过程启动的补充进程，以对过程中的变化作出响应。

尽管本文仅说明和描述了本发明的某些特征，但本领域的技术人员将会想到很多修改和变型。因此，应该理解，所附权利要求书意在覆盖落入本发明的真正主旨内的所有这些修改和变型。

Claims (23)

1.一种过程控制器，包括：

存储电路，包括：

进程模块，其包括用于执行进程的指令，

多个补充进程模块，所述多个补充进程模块中的每一个包括用于执行多个补充进程中的一个的指令，以及

生产记录模块，其包括用于存储与生产记录相对应的数据的指令；以及

处理电路，包括：

过程监视处理器，其被配置成接收指示过程特征的状态的输入电子信号，基于所述输入电子信号应用逻辑，并且响应于所述输入电子信号生成输出电子信号，以及

序列引擎处理器，其被配置成：执行所述进程；接收所述输出电子信号；基于所述输出电子信号应用逻辑；基于所接收的输出电子信号选择所述多个补充进程中的一个或更多个补充进程；执行多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程，以及利用通过所述进程和所述多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程所生成的数据更新生产记录。

2.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述过程监视处理器被配置成将所述输入电子信号与阈值进行比较，并且如果所述输入电子信号在所述阈值之外，则基于与所述阈值相关联的特定标准状态来生成所述输出电子信号。

3.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述过程特征包括进程步骤、装备、原料、配料、组件或其组合。

4.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述序列引擎处理器被配置成基于与多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程相关联的特定标准状态，来执行多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程。

5.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述序列引擎处理器被配置成并行地执行两个或更多个补充进程。

6.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述进程模块包括过程自动控制程序序列、手动指令序列、软件模块序列或其组合。

7.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述多个补充进程模块中的每一个包括过程自动控制程序序列、手动指令序列、软件模块序列或其组合。

8.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述多个补充进程中的每一个被配置成中断进程、利用补充进程替换所述进程、与所述进程并行地操作或其组合。

9.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述处理电路被设置在控制器、平板电脑、工作站、基于云计算的虚拟装置、计算装置或其组合中。

10.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述多个补充进程模块中的每一个包括用于与所述进程模块分开的异常处理的指令。

11.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述数据包括与所述序列引擎处理器执行步骤的时间相对应的时间值。

12.如权利要求1所述的过程控制器，其包括操作接口，所述操作接口被配置成使得操作者能够将所述输入电子信号提供给所述过程监视器、选择所述进程、浏览所述数据或其组合。

13.如权利要求1所述的过程控制器，其包括调度程序，所述调度程序被配置成启动所述序列引擎处理器来执行所述进程。

14.如权利要求1所述的过程控制器，其中所述过程控制器包括批处理控制器。

15.一种利用工业自动化***控制过程的设备，所述设备包括：用于将指示过程特征的状态的输入电子信号发送至过程监视处理器的装置；

用于使所述过程监视处理器基于所述输入电子信号应用逻辑的装置；

用于响应于所述输入电子信号从所述过程监视处理器生成输出电子信号的装置；

用于通过序列引擎处理器执行进程的装置；

用于将所述输出电子信号从所述过程监视处理器发送至所述序列引擎处理器的装置；

用于通过所述序列引擎处理器基于所述输出电子信号来应用逻辑的装置；

用于通过所述序列引擎处理器基于所述输出电子信号来选择多个补充进程中的一个或更多个补充进程的装置；

用于通过所述序列引擎处理器执行多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程的装置；以及

用于利用通过所述进程和多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程所生成的数据来更新生产记录的装置。

16.如权利要求15所述的设备，其中所述用于响应于所述输入电子信号从所述过程监视处理器生成输出电子信号的装置通过所述过程监视处理器将所述输入电子信号与阈值进行比较，并且如果所述输入电子信号在所述阈值之外，则所述用于响应于所述输入电子信号从所述过程监视处理器生成输出电子信号的装置从所述过程监视处理器生成所述输出电子信号。

17.如权利要求15所述的设备，其中所述进程或所述多个补充进程包括过程自动控制程序序列、手动指令序列、软件模块序列或其组合。

18.如权利要求15所述的设备，其中所述多个补充进程中的每一个被配置成中断进程、利用所述补充进程替换所述进程，与所述进程并行地操作或其组合。

19.如权利要求15所述的设备，其中所述过程包括批处理。

20.一种用于利用工业自动化***控制过程的方法，包括：

将指示过程特征的状态的输入电子信号发送至过程监视处理器；

所述过程监视处理器基于所述输入电子信号来应用逻辑；

响应于所述输入电子信号从所述过程监视处理器生成输出电子信号；

由序列引擎处理器执行进程；

将所述输出电子信号从所述过程监视处理器发送至所述序列引擎处理器；

所述序列引擎处理器基于所述输出电子信号来应用逻辑；

所述序列引擎处理器基于所述输出电子信号来选择多个补充进程中的一个或更多个补充进程；

所述序列引擎处理器执行多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程；以及

利用通过所述进程和多个补充进程中的所选择的一个或更多个补充进程所生成的数据来更新生产记录。

21.如权利要求20所述的方法，包括所述序列引擎处理器并行地执行两个或更多个补充进程。

22.如权利要求20所述的方法，其包括调度程序，所述调度程序配置成启动所述序列引擎处理器来执行所述进程。

23.如权利要求20所述的方法，所述过程包括批处理。