[发明专利]用于高级过程控制的系统和方法

说明书

用于执行高级过程控制（APC）系统（100）中的管理和诊断功能的系统和方法。APC管理计算机（112）从APC控制计算机（150,152）检索（606）操作过程数据（444）并且在APC系统上执行迭代台阶测试（608）。迭代台阶测试修改操作过程数据的至少一个测试参数（448）并且标识由测试参数的修改引起的对操作过程数据的其余参数的集合的改变。APC管理计算机从迭代台阶测试确定（610）至少一个过程变量（443）并且基于过程变量生成（614）至少一个过程模型（352,354,356）。APC管理计算机向APC控制计算机传输（620）过程模型。

技术领域

所公开的实施例涉及随工业硬件设备一起使用的计算机并且更具体地涉及在高级过程控制系统中执行管理和诊断功能。

背景技术

处理机构通常使用过程控制系统来管理。处理机构可以包括制造工厂、化学工厂、原油精炼厂、矿石处理工厂、以及纸张或纸浆制造工厂。这些工厂典型地使用连续过程和流体处理。过程控制系统典型地管理处理机构中的马达、阀门、传感器、仪表和其它工业装备的使用。

高级过程控制是指实现在工业过程控制系统内的技巧和技术的范围。除了基本过程控制之外经常还部署高级过程控制。基本过程控制被设计和构建有过程自身，以促进基本操作、控制和自动化要求。

例如，一种已知的高级过程控制技术是多变量模型预测控制（MPC）。MPC标识无关和相关过程变量和它们之间的动态关系，并且使用基于矩阵数学（matrix-math）的控制和优化算法以同时控制多个变量。

发明内容

提供本概述来以简化的形式引入以下在包括所提供的附图的具体实施方式中进一步描述的所公开的概念的简要选择。本发明内容不意图限制所要求保护的主题的范围。

所公开的实施例认识到，高级过程控制（APC）工程一般为复杂（involved）且专业的任务，并且随着APC控制器的安装基础中的增加和一般地APC工程师的匮乏，存在对于有效地使用APC工程师的时间的需要，因而存在减少行进时间并且使得能够实现远程能力的需要。在工业中，也存在一种驱动力（drive）以便集中事物以用于容易的维护和有效的控制——单元级集中化到工厂级集中化以用于人力和工具的有效使用。而且，过程控制诊断和维护正在变成服务业，连同其一起到来的是对于安全数据输送的需要。

一般牵涉利用比例积分微分（PID）控制器的过程调谐的用于APC的已知模型文件缺少在情境中可用的维护历史，这导致来自工程师的查明问题的显著努力，有时重新使用相同的解决方案若干次。所公开的实施例通过分离APC控制与APC管理之间的责任来解决该问题，其中控制层能力被推送到L2（其中操作员功能在L3（一不同的层级）处），并且还包括APC控制的维护记录，资产健康数据和其它信息，其使得能够提供更加高效且更好的工程过程诊断。

所公开的实施例包括一种执行APC系统中的管理和诊断功能的方法。该方法包括提供通过通信设备通信耦合到APC控制计算机的APC管理计算机。APC管理计算机包括处理器，其连接到具有存储数据收集模块和台阶（step）测试模块的非暂时性机器可读存储介质的存储设备。APC管理计算机被编程为实现数据收集模块和台阶测试模块，使得APC管理计算机从APC控制计算机检索操作过程数据并且在APC系统上执行迭代台阶测试。迭代台阶测试修改操作过程数据的至少一个测试参数并且标识由测试参数的修改引起的对操作过程数据的其余参数的集合的改变。APC管理计算机从迭代台阶测试确定至少一个过程变量并且基于过程变量生成至少一个过程模型。过程模型被传输到APC控制计算机。