[發(fā)明專利]預(yù)測(cè)過程控制系統(tǒng)中的過程質(zhì)量的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010205338.2
• 申請(qǐng)日: 2010-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN101923340A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·L·布勒文斯;W·K·沃杰茲尼斯;M·尼克松;P·R·馬斯頓;C·沃雷克;R·雷伊斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 費(fèi)希爾-羅斯蒙特系統(tǒng)公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 鄭立柱

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及過程控制系統(tǒng)，以及更具體地，涉及預(yù)測(cè)過程控制系統(tǒng)中的過程質(zhì)量的方法和裝置。

背景

如那些在化工、石油或其他過程中使用的過程控制系統(tǒng)通常包括經(jīng)由模擬、數(shù)字或合成模擬/數(shù)字總線通信耦合到至少一個(gè)主機(jī)或操作員工作站和通信耦合到一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)過程控制器和輸入/輸出(I/O)設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以是例如閥門、閥門定位器、開關(guān)和發(fā)射機(jī)(例如溫度、壓力和流速傳感器)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在諸如打開或關(guān)閉閥門以及測(cè)量過程控制參數(shù)的過程中執(zhí)行過程控制功能。過程控制器接收指示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行的過程測(cè)量結(jié)果的信號(hào)、處理這些信息以實(shí)現(xiàn)控制例行程序、以及生成在總線或者其他通信線路上發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制信號(hào)以控制過程操作。通過這種方式，過程控制器可以經(jīng)由總線和/或其他通信鏈路使用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備執(zhí)行并協(xié)調(diào)控制策略。

可以使來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器的過程信息對(duì)操作員工作站(例如，基于處理器的系統(tǒng))執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序(即，軟件例行程序、程序等等)是可獲取的，以使操作員能夠執(zhí)行關(guān)于過程的期望的功能，例如查看過程的當(dāng)前狀態(tài)(例如經(jīng)由圖形用戶界面)、評(píng)估過程、修改過程操作(例如經(jīng)由可視化對(duì)象圖)等等。很多過程控制系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用站(例如工作站)。通常，使用經(jīng)由局域網(wǎng)(LAN)通信耦合到控制器、操作員工作站和過程控制系統(tǒng)內(nèi)的其他系統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)等等來實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用站。每個(gè)應(yīng)用站可以包括顯示過程控制信息的圖形用戶界面，過程控制信息包括過程變量值、與過程相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量參數(shù)值、過程故障檢測(cè)信息、和/或過程狀態(tài)信息。

通常，在圖形用戶界面中顯示過程信息僅限于與過程相關(guān)聯(lián)的每個(gè)過程變量值的顯示。此外，一些過程控制系統(tǒng)可以表征一些過程變量之間的關(guān)系，以確定與過程相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量指標(biāo)。然而，在過程的最終產(chǎn)品不符合預(yù)定的質(zhì)量控制指標(biāo)的情況下，可能只能在批量、過程、和/或最終產(chǎn)品裝配完成之后分析過程和/或過程變量。由于在過程和/或批量完成之后立即查看過程變量和/或質(zhì)量變量，因此可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)以改進(jìn)后續(xù)產(chǎn)品的制造和/或處理。然而，這些改進(jìn)可能無法補(bǔ)救當(dāng)前的不符合技術(shù)規(guī)格的已完成的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

描述了預(yù)測(cè)過程控制系統(tǒng)中的過程質(zhì)量的示例性方法和裝置。在一個(gè)實(shí)例中，一種方法包括：接收在第一時(shí)間上的關(guān)于過程的過程控制信息，過程控制信息包括關(guān)于第一被測(cè)變量的第一值和關(guān)于第二被測(cè)變量的第二值。該示例性方法還包括：確定基于所接收的過程控制信息的與過程相關(guān)聯(lián)的變化是否超過閾值，以及如果該變化超過閾值，則根據(jù)第一被測(cè)變量對(duì)變化的貢獻(xiàn)計(jì)算第一貢獻(xiàn)值以及根據(jù)第二被測(cè)變量對(duì)變化的貢獻(xiàn)計(jì)算第二貢獻(xiàn)值。該示例性方法還包括：根據(jù)第一貢獻(xiàn)值、第二貢獻(xiàn)值、第一值或者第二值確定至少一個(gè)校正措施，以及計(jì)算基于所述至少一個(gè)校正措施的在第一時(shí)間之后的一時(shí)間上的預(yù)測(cè)的過程質(zhì)量。

一種示例性裝置包括：批量數(shù)據(jù)接收機(jī)，用于接收在第一時(shí)間上的關(guān)于過程的過程控制信息，過程控制信息包括關(guān)于第一被測(cè)變量的第一值和關(guān)于第二被測(cè)變量的第二值。該示例性裝置還包括：處理器，用于確定基于所接收的過程控制信息的與過程相關(guān)聯(lián)的變化是否超過閾值，以及如果該變化超過閾值，則根據(jù)第一被測(cè)變量對(duì)變化的貢獻(xiàn)計(jì)算第一貢獻(xiàn)值以及根據(jù)第二被測(cè)變量對(duì)變化的貢獻(xiàn)計(jì)算第二貢獻(xiàn)值，根據(jù)第一貢獻(xiàn)值、第二貢獻(xiàn)值、第一值或者第二值確定至少一個(gè)校正措施，以及計(jì)算基于該至少一個(gè)校正措施的在第一時(shí)間之后的某一時(shí)間上的預(yù)測(cè)的過程質(zhì)量。

附圖說明

圖1是示出了包括示例性操作管理系統(tǒng)的示例性過程控制系統(tǒng)的框圖。

圖2表示包含過程變量和質(zhì)量變量的示例性批量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

圖3表示包含過程變量和相應(yīng)質(zhì)量變量的示例性批量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

圖4是圖1的示例性操作管理系統(tǒng)的功能圖。

圖5是表示由圖1的示例性操作管理系統(tǒng)生成的圖表和/或圖的示圖，其可被顯示來確定過程控制系統(tǒng)內(nèi)的故障。

圖6示出了顯示圖1的示例性操作管理系統(tǒng)的示例性過程概述圖的用戶界面。

圖7示出了顯示示例性過程變化圖的圖6的用戶界面，包括圖6的示例性批量過程的未解釋的和已解釋的變化圖。

圖8示出了顯示示例性過程變化圖的圖7的用戶界面，包括概略貢獻(xiàn)面板。

圖9示出了顯示示例性貢獻(xiàn)圖的圖6的用戶界面，包括關(guān)于圖1的過程控制系統(tǒng)的變量的未解釋的和已解釋的過程變化。

圖10示出了顯示圖8和9的介質(zhì)流變量的變量趨勢(shì)圖的圖6的用戶界面。

圖11示出了顯示圖6的示例性批量的質(zhì)量預(yù)測(cè)圖的圖6的用戶界面。