[发明专利]数据建模工作室

说明书

技术领域

本专利通常涉及过程工厂和过程控制系统，并且更具体地涉及使用数据建模工作室来创建并且执行在过程工厂中和/或在过程控制系统中并且特别是在实现大数据体系结构的过程控制系统中的数据处理模型。

背景技术

分布式过程控制系统，如在化学、石油或其它过程工厂中使用的那些一般包括经由模拟、数字或组合模拟/数字总线或经由无线通信链路或网络通信地耦合到一个或多个现场设备的一个或多个过程控制器。可以是例如阀、阀定位器、开关和发射机(例如温度、压力、水平和流速传感器)的现场设备位于过程环境内，并且通常执行物理或过程控制功能，例如打开或关闭阀，测量过程参数等，以控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备(例如，符合公知的现场总线协议的现场设备)也可以执行控制计算、警告功能和通常在过程控制器内实现的其它控制功能。也一般位于工厂环境内的过程控制器接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或涉及现场设备的其它信息，并且执行例如运行做出过程控制决策的不同的控制模块的控制器应用，基于所接收的信息生成控制信号，并且与在现场设备(例如，和现场总线现场设备)中执行的控制模块或块进行协调。在控制器中的控制模块通过通信线或链路将控制信号发送到现场设备以从而控制过程工厂或系统的至少一部分的操作。

来自现场设备和控制器的信息通常通过数据高速公路对一个或多个其它硬件设备(例如，操作员工作站、个人计算机或计算设备、数据历史库、报告发生器、集中式数据库、或一般放置在控制室中或在远离苛刻的工厂环境的其它位置处的其它集中式管理计算设备)而言变得可用。这些硬件设备中的每一个一般集中在过程工厂或过程工厂的一部分当中。这些硬件设备运行如下应用，其可以例如使操作员能够执行关于控制过程和/或操作过程工厂的功能，例如，改变过程控制例程的设置、修改在控制器或现场设备内的控制模块的操作、观看过程的当前状态、观看由现场设备和控制器生成的警报、出于培训职员或测试过程控制软件的目的而模拟过程的操作、保持并且更新配置数据库等。由硬件设备、控制器和现场设备利用的数据高速公路可以包括有线通信路径、无线通信路径、或有线和无线通信路径的组合。

作为示例，由艾默生过程管理公司出售的DeltaV^TM控制系统包括存储在位于过程工厂内的不同地方中的不同设备内并且由这些不同设备执行的多个应用。存在于一个或多个工作站或计算设备中的配置应用使用户能够创建或改变过程控制模块，并且经由数据高速公路将这些过程控制模块下载到专用的分布式控制器。一般，这些控制模块由通信地互连的功能块构成，所述功能块是在面向对象的编程协议中的对象，其基于到其的输入来执行在控制方案内的功能，并且向控制方案内的其它功能块提供输出。配置应用也可以允许配置设计者创建或改变由观看应用使用的操作员接口来向操作员显示数据，并且使操作员能够在过程控制例程内改变设置，例如，设置点。每一个专用控制器和在一些情况下一个或多个现场设备存储并且执行相应的控制器应用，所述控制器应用运行被分配和下载到其的控制模块以实现实际的过程控制功能。可以在一个或多个操作员工作站上(或在与操作员工作站和数据高速公路操作地连接的一个或多个远程计算设备上)执行的观看应用经由数据高速公路从控制器应用接收数据，并且显示该数据以使用用户接口来处理控制系统设计者、操作员、或用户，并且可以提供多个不同的视角中的任一个，例如，操作员的视角、工程师的视角、技术员的视角等。数据历史库应用一般存储在收集并且存储通过数据高速公路提供的一些或所有数据的数据历史库设备中，并且由所述数据历史库设备执行，同时配置数据库应用可以在附连到数据高速公路的又一计算机中运行，以存储与其相关的当前过程控制例程配置和数据。可替换地，配置数据库可以位于与配置应用相同的工作站中。

当前已知的过程控制工厂和过程控制系统的体系结构强烈地被有限的控制器和设备存储器、通信带宽和控制器及设备处理器能力影响。例如，在当前已知的过程控制系统体系结构中，在控制器中使用动态和静态非易失性存储器通常被最小化或至少谨慎地管理。作为结果，在系统配置(例如，先验)期间，用户一般必须选择在控制器中的哪个数据应被存档或保存、它将被保存的频率、以及是否压缩被使用。其后，控制器相应地配置有数据规则的有限集合。因此，在故障诊断和过程分析中可能有用的数据常常不被存档，并且如果它被收集，则有用的信息可能由于数据压缩而丢失。