[发明专利]用于约束违反的自动化识别和诊断的装置和方法

说明书

本发明公开了一种方法，该方法包括获得(404)识别与工业过程控制器(106)相关联的一个或多个过程变量的值的数据并且使用该数据来识别(408)一个或多个约束违反。该方法还包括对于每个所识别的约束违反，分析(410)控制器的行为、待控制的工业过程的行为以及至少一个操作者在一定时间周期内如何使用控制器。时间周期的至少一部分在所识别的约束违反之前。该方法还包括基于分析来生成(412)图形显示(900，1000)，其中图形显示识别一个或多个约束违反中的至少一个的一个或多个可能原因。

相关申请的交叉引用和优先权要求

本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求以下美国临时专利申请的优先权：

-2017年6月12日提交的美国临时专利申请号62/518,352；

-2017年6月12日提交的美国临时专利申请号62/518,397；

-2017年6月12日提交的美国临时专利申请号62/518,474；以及

-2017年6月12日提交的美国临时专利申请号62/518,478。

所有这些临时申请据此全文都通过引用方式并入。

技术领域

本公开整体涉及工业过程控制和自动化系统。更具体地讲，本公开涉及用于约束违反的自动化识别和诊断的装置和方法。

背景技术

工业过程控制和自动化系统常常用于使大型且复杂的工业过程自动化。这些类型的控制和自动化系统例行地包括过程控制器和现场设备，比如传感器和致动器。过程控制器中的一些过程控制器通常从传感器接收测量结果并且生成用于致动器的控制信号。

基于模型的工业过程控制器是一种常规用于控制工业过程的操作的过程控制器。基于模型的过程控制器通常使用一个或多个模型在数学上表示工业过程内的一个或多个特性如何响应于对工业过程所作的变更。遗憾的是，使用基于模型的控制器可获得的益处通常随时间而下降。这可归因于多个因素，诸如模型不准确、配置错误或操作者动作。在一些极端情况下，使用基于模型的控制器可获得的益处可随时间而减少至多50％或甚至更多。

发明内容

本公开提供了用于约束违反的自动化识别和诊断的装置和方法。

在第一实施方案中，方法包括获得识别与工业过程控制器相关联的一个或多个过程变量的值的数据并且使用该数据来识别一个或多个约束违反。该方法还包括对于每个所识别的约束违反，分析控制器的行为、待控制的工业过程的行为以及至少一个操作者在一定时间周期内如何使用控制器。该时间周期的至少一部分在所识别的约束违反之前。该方法还包括基于该分析来生成图形显示，其中该图形显示识别一个或多个约束违反中的至少一者的一个或多个可能原因。

在第二实施方案中，装置包括至少一个界面，该至少一个界面被配置为接收识别与工业过程控制器相关联的一个或多个过程变量的值的数据。该装置还包括至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为使用该数据来识别一个或多个约束违反。至少一个处理器还被配置为对于每个所识别的约束违反，分析控制器的行为、待控制的工业过程的行为以及至少一个操作者在一定时间周期内如何使用控制器。该时间周期的至少一部分在所识别的约束违反之前。至少一个处理器被进一步配置为基于该分析来生成图形显示，其中该图形显示识别一个或多个约束违反中的至少一者的一个或多个可能原因。