[發明專利]處理優化服務器和系統

在審

• 申請號: 201980052979.8
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112567301A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: R·韋達姆;S·R·布卡;D·張;P·塔納吉特
• 申請（專利權）人: 阿韋瓦軟件有限責任公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05B23/02;G05B19/414
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 程晨

一些實施例包括一種服務器系統，該服務器系統包括能夠由處理器執行的用于從耦接到通信網絡的工業控制系統接收數據通信的第一邏輯模塊。在一些實施例中，該數據通信包括與工業處理相關聯的數據或數據流。第一邏輯模塊的程序邏輯包括被配置為接收變量并至少部分地基于該變量和數據或數據流將優化問題迭代并收斂于優化解以達到第一優化水平的模型。能夠由處理器執行的第二邏輯模塊被操作性地數據鏈接到第一邏輯模塊，并利用模型將優化解的數據值迭代處理成第二優化水平，該第二優化水平具有相對于第一優化水平提高的優化水平。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年7月12日提交的，命名為“PROCESS OPTIMIZATION SERVERAND SYSTEM”的美國臨時專利申請號62/697,079的權益和優先權，該美國臨時專利申請的全部內容通過引用并入本文。

背景技術

在在線的處理優化應用內，嚴格運行時間處理優化通常在工業設備或設施處于穩定狀態時間隔地運行，并且針對分布式控制系統(“DCS”)生成最優設定點。例如，當設備處于穩定狀態時，在線的嚴格在線建模和基于方程的優化程序可以定期地運行，執行考慮(i)相變、(ii)可變界限和(iii)設備非線性和不連續性以及(iv)執行嚴格熱力學計算的嚴格優化，以便接收針對下一時段的新控制器設定點。這些新設定點被高級處理控制(下文中稱為“APC”)系統用作跟蹤目標以最優地或更期望地操作工業設備或設施。

客戶通常在一天內若干次運行嚴格在線建模和基于方程的優化程序，以獲得目標設定點。他們有時面臨的一個挑戰是，在運行嚴格在線建模和基于方程的優化程序之前，需要等待設備或設施的相對穩定或穩定狀態的操作。如果穩定狀態之間的間隔長，則可能錯過進行優化的機會，尤其是在存在定價變化和/或饋送(feed)變化時。響應于這樣的需求，供應商正提出使用APC或DCS的表面上可以在連續的嚴格優化器運行之間使用的簡化解法。在連續運行之間的時段中，APC可以對操縱變量(“MV”)和控制變量(“CV”)執行線性規劃優化，并獲得更簡單的增量待跟蹤目標。這樣的用例允許增量設定點變化，以便至少次優地(sub-optimally)操作。

在兩次嚴格優化運行之間的時段中，尤其是在已知關鍵變量已經(或有可能)改變時，存在獲得增量設定點變化的需求。當前的用于增量優化的實踐包括：

(a)使用識別的一階或增益模型作為線性規劃約束，并使用用戶設置的成本系數進行針對新增量設定點的線性規劃運行，或者

(b)使用數據和測量協調模型(諸如，例如，非線性反應器)及其輸出對饋送的敏感度作為使用簡化約束模型的線性規劃的成本方向的輸入，和/或

(c)使用灰箱模型，該灰箱模型在基于測量的相關性模型中對專家知識進行編碼以生成增量設定點。

常規方法(a)使用增益或識別的一階模型作為控制變量和操縱變量之間的約束。如果該模型失去操作意義，則進行新的處理適應以更新系數。由于線性化區域的保守有效性和模型適用性，該模型更適合于反饋控制器，而不適合于用作優化器。另外，使用預設成本系數沒有提供最優方向在哪的準確圖片。因此，使用方法(a)既不能保證增量最優性，也不能維持在不遠離嚴格優化方向的方向上的新解。如果增量優化器偏移遠離實際的最優設定點，則在下一個嚴格優化周期中，跟蹤控制系統上的工作負載將是高的。

由于對于有意義的基于敏感度的結果保持在邊界區域之外，常規方法(b)提供了保守線性模型。這限制了模型在邊界區域周圍(通常在此處找到最優化解)的有效性。即使在使用來自在線建模以及基于方程的優化系統和處理的線性成本向量時，使用這樣的模型用于增量優化一般也不能提供最優結果。

在常規方法(c)中，使用灰箱模型和數據估計的相關性也服從線性區域保守性。用于參數估計的實驗的設計小心避開了邊界區域，以便獲取有意義的輸入-輸出因果相關性。此外，使用這樣的模型用于增量優化，其中設備已經再次處于邊界處傾向于提供次優結果。