[發明專利]用于識別關于基于模型的控制器性能的可變性或控制偏差的影響和原因的裝置和方法

有效

• 申請號: 201880047121.8
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN110914776B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 安德魯·約翰·特倫查德;桑杰·K·戴夫;克里斯托弗·J·韋伯;邁克爾·涅梅茨;芒達爾·瓦爾塔;斯里蘭·哈利霍爾
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳嵐

本發明公開了一種方法，該方法包括獲得(504)識別與工業過程控制器(106)相關聯的一個或多個受控變量的值的數據。該方法還包括識別(506)一個或多個受控變量中的至少一個受控變量已被控制器移動到相關聯限制時的周期。該方法還包括針對每個所識別周期，(i)識別(510)相關聯受控變量的預測值的標準差，以及(ii)基于標準差確定(512)相關聯受控變量的控制偏差值。控制偏差值與相關聯受控變量的平均值和相關聯限制之間的偏移相關聯。此外，該方法包括使用控制偏差值識別(516)一個或多個受控變量的方差，以及生成(520)識別方差中的至少一些方差的一個或多個影響或原因的圖形顯示(1100，1200，1300)。

相關申請的交叉引用和優先權要求

本專利申請根據35U.S.C.§119(e)要求以下美國臨時專利申請的優先權：

-2017年6月12日提交的美國臨時專利申請62/518,352；

-2017年6月12日提交的美國臨時專利申請62/518,397；

-2017年6月12日提交的美國臨時專利申請62/518,474；以及

-2017年6月12日提交的美國臨時專利申請62/518,478。

所有這些臨時申請據此全文都通過引用方式并入。

技術領域

本公開整體涉及工業過程控制和自動化系統。更具體地，本公開涉及用于識別關于基于模型的控制器性能的可變性或控制偏差(control giveaway)的影響和原因的裝置和方法。

背景技術

工業過程控制和自動化系統常常用于使大型且復雜的工業過程自動化。這些類型的控制和自動化系統通常包括過程控制器和現場設備，比如傳感器和致動器。過程控制器中的一些過程控制器通常從傳感器接收測量結果并且生成用于致動器的控制信號。

基于模型的工業過程控制器是一種通常用于控制工業過程的操作的過程控制器。基于模型的過程控制器通常使用一個或多個模型在數學上表示工業過程內的一個或多個屬性如何響應于對工業過程所作的變更。遺憾的是，使用基于模型的控制器可獲得的益處通常隨時間推移而下降。這可歸因于多個因素，諸如模型不準確、配置錯誤或操作者動作。在一些極端情況下，使用基于模型的控制器可獲得的益處可隨時間推移而減少至多百分之五十或甚至更多。

發明內容

本公開提供了用于識別關于基于模型的控制器性能的可變性或控制偏差的影響和原因的裝置和方法。

在第一實施方案中，方法包括獲得識別與工業過程控制器相關聯的一個或多個受控變量的值的數據。該方法還包括識別一個或多個受控變量中的至少一個受控變量已被控制器移動到相關聯限制時的周期。該方法還包括針對每個所識別周期，(i)識別相關聯受控變量的預測值的標準差，以及(ii)基于標準差確定相關聯受控變量的控制偏差值。控制偏差值與相關聯受控變量的平均值和相關聯限制之間的偏移相關聯。此外，該方法包括使用控制偏差值識別一個或多個受控變量的方差，以及生成識別方差中的至少一些方差的一個或多個影響或原因的圖形顯示。

在第二實施方案中，裝置包括至少一個界面，該至少一個界面被配置為接收識別與工業過程控制器相關聯的一個或多個受控變量的值的數據。該裝置還包括至少一個處理器，該至少一個處理器被配置為識別一個或多個受控變量中的至少一個受控變量已被控制器移動到相關聯限制時的周期。至少一個處理器還被配置為針對每個所識別周期來(i)識別相關受控變量的預測值的標準差，以及(ii)基于標準差確定相關聯受控變量的控制偏差值。控制偏差值與相關聯受控變量的平均值和相關聯限制之間的偏移相關聯。該至少一個處理器被進一步配置為使用控制偏差值來識別一個或多個受控變量的方差，并且生成識別方差中的至少一些方差的一個或多個影響或原因的圖形顯示。