维护计划计算 机35及36。计算机30也可以通过（例如）总线32连接到一设备级局域网（LAN) 37、一企 业级广域网（WAN) 38、以及连接到一计算机系统40,使得能够从遥远位置对设备10进行远 程监测或与设备10通信。可选择地或附加地，计算机系统30、过程控制系统12、分布式过 程控制系统14、维护界面18、过程控制及/或维护界面14A、旋转设备维护计算机22及/或 发电及分配计算机26可以通过互联网互联及通过互联网兼容协议进行通信。因此，设备10 可以具有通过一个或多个远程设备来进行检视及控制的功能，以便检视及控制设备10内 的多种系统、计算机及例程。
[0041] 此外，远程监测设备可以通过互联网通信连接到设备10,以便提供附加分析及诊 断资源存取通路。在一个范例中，设备10可以连接到一个故障防卫计划系统，该系统包括 多种设备资产的分析，并根据这些设备资产对设备或对设备内的系统的重要性来优先化资 产，以提供临界数据。
[0042] 参看图2,其中显示一使用集成模型预测控制及优化的过程控制系统100的进一 步范例。作为一个范例，过程控制系统100可能总体上相应于图1的过程控制系统10。虽 然以下描述一个模型预测控制及优化范例，但更详细的范例见公布于2006年5月23日、 标题为"过程控制系统中的集成模型预测控制及优化"（Integrated Model Predictive Control and Optimization Within a Process Control System)的 7, 050, 863 号美国专 利（U.S. Patent No. 7, 050, 863)，所述美国专利的全部公开内容在此通过引用被并入本专 利。
[0043] 过程控制系统100包括过程控制器110,过程控制器110通信连接到历史数据库 120,并通信连接到一个或多个主工作站或主计算机130 (其可以是任何类别的个人计算 机、工作站等等），每个主工作站或主计算机130带有一个显示屏幕140。控制器110也通 过输入/输出（I/O)卡260及280连接到现场设备150-220。历史数据库120可以是任何 期望类别的数据采集单元，其具有任何期望类别的存储器及任何期望或公知的用于存储数 据的软件、硬件或固件，而且可以与其中一个工作站130分开（如图2所示）或可以成为其 一部分。控制器11〇(举例而言，其可以是由艾默生过程控制有限公司（Emerson Process Management)出售的DeltaVTM控制器）通过（例如）以太网连接或任何其他期望的通信 网络290,通信连接到主计算机130及历史数据库120。通信网络290的形式可以是局域 网（LAN)、广域网（WAN)、通信网络等等，而且可以使用固定线路或无线技术来实施。控制 器110还使用任何期望的硬件及软件（例如与标准的4-20mA设备及/或任何智能通信协 议-比如FOUNDATION Fieldbus TM协议、HART协议等等有关的-硬件及软件），通信连接 到现场设备150-220。
[0044] 现场设备150-220可以是任何类别的设备，比如传感器、阀、变送器、定位器等等， 而输入/输出卡260及280可以是任何类别的符合任何期望通信协议或控制器协议的输入 /输出设备。在图2所示的实施例中，现场设备150-180是标准的4-20mA设备，它们沿着 模拟线路通信连接到输入/输出卡260,而现场设备190-220是智能设备，比如Foundation FieldbusTM现场设备，它们使用Fieldbus协议通信并沿着数字总线通信连接到输入/输出 卡280。当然，现场设备150-220可以遵循任何其他期望的一个或多个标准或协议，包括将 来开发的任何标准或协议。
[0045] 控制器110(其可以是设备100中有至少一个处理器的许多分布式控制器其中之 一）实施或监督一个或多个过程控制例程，过程控制例程可以包括存储于其中或与其有关 的控制环路。控制器110也与现场设备150-220、主计算机130及历史数据库120进行通 信，以便以期望方式来控制过程。应该注意的是，在此描述的任何控制例程或元件的部分 可以由不同的控制器或其他设备实施或执行（如果需要的话）。同样地，在此描述的需要 在过程控制系统100中实施的控制例程或元件可以采用任何形式，包括软件、固件、硬件等 等。以本讨论为例，过程控制元件可以是过程控制系统的任何部分或局部，例如包括存储在 在任何计算机可读媒介上的例程、块或模块。控制例程可以是控制程序的多个模块或任何 部分，比如子例程、子例程的多个部分（比如多条代码线）等等，所述控制例程可以以任何 期望的软件格式实施，比如使用梯形逻辑、顺序功能图、功能块图，对象导向编程、或使用任 何其他软件编程语言或设计范式来实施。同样地，所述控制例程可以被固化成一个或多个 可擦除可编程只读存储器（EPROMs)、电可擦除可编程只读存储器（EEPROMs)、专用集成电 路（ASICs)、或任何其他硬件或固件元件。此外，所述控制例程可以使用任何设计工具来设 计，包括图形设计工具或任何其他类别的软件/硬件/固件编程或设计工具。因此，控制器 110可以配置成以任何期望方式来实施控制策略或控制例程。
[0046] 在一个实施例中，控制器110使用通常称为功能块的元件来实施控制策略，其中 每个功能块是一个完整控制例程的一个部分或对象（例如子例程），而且每个功能块（通 过被称为"链接"的通信）与其他功能块一起工作，以便实施过程控制系统100中的过程控 制环路。功能块典型地执行以下功能的其中之一，以便执行在过程控制系统100中的一些 物理功能，即：输入功能，比如与变送器、传感器或其他过程参数测量设备相关的输入功能； 控制功能，比如与执行PID、模糊逻辑等控制有关的控制功能；或输出功能（其负责控制一 些设备（比如阀）的操作）。当然，存在混合的及其他类别的功能块。在这些功能块用于或 与标准的4-20mA设备及某些类别的智能现场设备（比如HART?设备）相关时，这些功能 块可以典型地存储于控制器110中并由其执行；或在这些功能块用户或与Fieldbus设备相 关时，这些功能块可以存储于所述现场设备本身，并由所述现场设备本身执行。虽然在此使 用功能块控制策略（其使用对象导向编程范式）来描述所述控制系统，但所述控制策略或 控制环路或模块也可以使用其他协议（比如梯形逻辑、顺序功能图等等）来实施或设计，或 使用任何其他期望的编程语言或范式来实施或设计。
[0047] 如图2的扩展块300所示，控制器110可以包括多个单环路控制例程，如图解的 例程320及340,而且，控制器110可以实施一个或多个高级控制环路，如图解的控制环路 360。每个这样的环路典型地称为控制模块。单环路控制例程320及340被图解为分别使 用单输入/单输出模糊路基控制（FLC)块及单输入/单输出PID控制块来执行单环路控 制，所述模糊路基控制（FLC)块及单输入/单输出PID控制块连接到适当的模拟输入（Al) 功能块及申旲拟输出（AO)功能块，所述t旲拟输入（Al)功能块及申旲拟输出（AO)功能块可以与 过程控制设备（比如阀）有关、与测量设备（比如温度变送器及压力变送器）有关、或与过 程控制系统100中的任何其他设备有关。高级控制环路360被图解为包括一个高级控制块 380,该高级控制块380具有通信连接到多个模拟输入（Al)功能块的多个输入，并具有通 信连接到多个模拟输出（AO)功能块的多个输出，虽然高级控制块380的输入及输出可以连 接到任何其他期望的功能块或控制元件，以接收其他类别的输入并提供其他类别的控制输 出。将作进一步描述的是，高级控制块380可以是集成了模型预测控制例程与优化器的、对 过程或过程的局部执行优化控制的控制块。虽然高级控制块380在此被描述为包括模型预 测控制（MPC)块，但高级控制块380也可以包括任何其他多输入/多输出控制例程或程序， 比如神经网络建模例程或神经网络控制例程、多变量模糊逻辑控制例程等等。应该了解的 是，图2所示的功能块（包括高级控制块380)可以由控制器110执行，或可以位于并由任 何其他处理设备执行，比如由工作站130的其中之一或甚至是现场设备190220的其中之一 执行。
[0048] 如图2所示，工作站130的其中之一包括一高级控制块产生例程400,高级控制块 产生例程400用于创建、下载及实施高级控制块380。虽然高级控制块产生例程400可以 存储在工作站130的存储器并且由其中的处理器执行，但如果需要，这个例程（或其任何部 分）也可以附加地或替代地存储在过程控制系统100中的任何其他设备或由过程控制系统 100中的任何其他设备执行。一般而言，高级控制块产生例程400包括一控制块创建例程 420 (控制块创建例程420创建如在此进一步描述的高级控制块，并将这个高级控制块连接 到所述过程控制系统）、一过程模拟例程440 (过程模拟例程440根据由所述高级控制块采 集的数据，为过程或过程的局部创建过程模型）、一控制逻辑参数创建例程460 (控制逻辑 参数创建例程460根据所述过程模型，创建控制逻辑参数，并存储或下载所述高级控制块 中的这些控制逻辑参数，以用于控制过程）及一优化器例程480 (优化器例程480创建一优 化器，以便同所述高级控制块一起使用）。应该了解，例程420、440、460及480可以由一系 列的不同的例程组成，比如由第一例程（第一例程创建一高级控制元件，该高级控制元件 的控制输入适合接收过程输出，其控制输出适合提供控制信号给过程输入）、第二例程（第 二例程使得用户能够在过程控制例程（其可以是任何期望的配置例程）中下载及通信连 接所述高级控制元件）、第三例程（第三例程使用所述高级控制元件来为每个过程输入提 供激励波形）、第四例程（第四例程使用所述高级控制元件来采集反映所述过程输出中的 每个过程输出对所述激励波形的响应的数据）、第五例程（第五例程为所述高级控制块选 择或使