[發明專利]過程監控系統及方法

有效

• 申請號: 201310235042.9
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103513628B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 小林賢志
• 申請（專利權）人: 橫河電機株式會社
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;李銘

相關申請的交叉引用

本發明要求于2012年6月19日提交的日本專利申請No.2012-137760的優先權，其內容通過引用方式并入于此。

技術領域

本發明涉及過程監控系統及方法。

背景技術

為了更加全面地描述本發明所屬領域的現有技術，在下文中將要在本申請中引用或識別的所有專利、專利申請、專利公開、科學論文等將通過引用方式整體并入于此。

傳統地，在車間、工廠等內，實現了監控工業過程中的諸如壓力、溫度、以及流量之類的各種狀態量的過程監控系統，同時，根據過程監控系統的監測結果，實現先進的自動化操作。過程監控系統一般由諸如測量儀器和致動器之類的被稱為現場裝置的處于現場的裝置、控制它們的控制器、以及監控狀態量的過程監控設備構成。

過程監控設備采集表示各種狀態量的信息，該信息是通過控制器獲得的現場裝置的測量結果。過程監控設備顯示通過一個或多個現場裝置測量的狀態量的當前值，并且顯示通過特定的現場裝置測量的狀態量隨時間的變化的曲線的趨勢圖。過程監控設備在顯示狀態量的當前值和趨勢圖的同時，還顯示狀態量的上限閾值和下限閾值，并且當狀態量超出閾值時發出警報，以通報異常。工廠操作人員參考顯示在過程監控設備上的內容，以了解過程的狀態，并且根據需要來操作過程監控設備。

日本已審查專利申請第二次公開No.H6-60826、日本專利（已授權）公開No.3012297和No.3631118、以及日本未審查專利申請第一次公開No.2007-11686公開了用于對工廠等中出現的異常進行診斷等的常規技術。具體地，日本已審查專利申請第二次公開No.H6-60826以及日本專利（已授權）公開No.3012297和No.3631118公開了利用仿真和神經網絡來識別異常的技術。日本未審查專利申請第一次公開No.2007-11686公開了如下的技術：將在工廠操作期間的時間序列數據和與工廠操作有關的信息進行關聯并存儲在存儲單元中，以及從存儲在存儲單元中的時間序列數據中選擇出與根據當前工廠操作的時間序列數據相似的特定時間序列數據，然后獲得與所選特定時間序列數據相關的信息。

近年來，一直在努力使上述現場裝置數字化并給予上述現場裝置智能，并且從現場裝置采集大量多樣化信息已經成為可能。在能夠采集所述大量多樣化信息的情況下，因為過程控制所需的信息量變大，所以可以預想到實現比傳統過程控制更準確更高效的過程控制的可能性。當所采集的信息變得多樣化并且數量增長時，在工廠操作人員要監控的項目數量增加的同時，監控的范圍拓寬了，操作人員的負擔也加重了。

為了實現準確高效的過程控制，需要盡快地把握狀態量的細微變化。為了改善工廠等內的總體的生產效率，僅控制以實現部分過程步驟內的最優狀態是不夠的，有必要實現考慮相對于一個過程步驟的上游過程步驟和下游過程步驟中的狀態的高水平控制。傳統地，因為操作人員參考狀態量的當前值和趨勢圖來判斷工廠的狀態，所以除非操作人員有足夠的經驗，否則會忽略狀態量的細微變化，使得很難實現高效的處理。

若使用日本已審查專利申請第二次公開No.H6-60826、日本專利（已授權）公開No.3012297和No.3631118、以及日本未審查專利申請第一次公開No.2007-11686中公開的技術，可以在一定程度上幫助不具有高水平經驗的操作人員。但是，因為操作人員必須對工廠的狀態做出最終的判斷，所以高效率處理的實現仍然需要操作人員具有高水平的經驗。此外，在從現場裝置獲得的信息變得多樣且數量增長的情況下，即使是對經驗豐富的操作人員的負擔也增加了，從而使得傳統的監控方法接近其極限。

發明內容

一種過程監控系統可以包括：存儲單元，其被構造為存儲從位于工廠內用于測量狀態量的現場裝置輸出的時間序列數據以及包括過去的處理工序的記錄數據；預測單元，其被構造為使用從現場裝置輸出的時間序列數據來預測狀態量隨時間的變化；以及提取單元，其被構造為從已經存儲在存儲單元內的時間序列數據中提取出與已經由預測單元預測出的狀態量隨時間的變化相似的時間序列數據，該提取單元被構造為從已經存儲在存儲單元內的記錄數據中提取出已經在獲得已提取的時間序列數據時進行的處理工序。

所述過程監控系統還可以包括：顯示單元，其被構造為顯示已由提取單元提取出的處理工序。

所述過程監控系統還可以包括：現場裝置。