用于分布式工业性能监控的数据分析服务制造技术

提供了用于在分布式过程控制环境中执行数据分析功能的数据分析服务。该服务可以提供用于创建第一图(其表示数据模型)的用户界面。可以使用来自分布式过程控制系统的离线(即，历史)数据(其可以包括储存在分布式数据引擎(DDE)中的数据)来配置、编译、和评估第一图。在评估之后，第一图可以被自动地转换成被绑定到过程控制环境内的在线(即，实时)数据源的第二图，该第二图随后可以被编译并执行为生成针对过程的性能或预测分析数据。这些图可以包括多个可配置的功能块或模块，这些块或模块经由传送这些块或模块的输出或输入的线逻辑地连接。

【技术实现步骤摘要】
用于分布式工业性能监控的数据分析服务相关申请的交叉引用本申请享有与2015年10月9日递交的、标题为DISTRIBUTEDINDUSTRIALPERFORMANCEMONITORINGANDANALYTICS的美国临时申请No.32/239,620的优先权，故通过引用方式将其全部内容明确地并入本文。本申请与以下申请有关：(i)于2013年3月4日递交的、标题为“BIGDATAINPROCESSCONTROLSYSTEMS”的美国申请No.13/784,041，(ii)于2014年2月6日递交的、标题为“COLLECTINGANDDELIVERINGDATATOABIGDATAMACHINEINAPROCESSCONTROLSYSTEM”的美国申请No.14/174,413，(iii)于2014年8月11日递交的、标题为“SECURINGDEVICESTOPROCESSCONTROLSYSTEMS”的美国申请No.14/456,763，(iv)于2014年3月17日递交的、标题为“DATAMODELINGSTUDIO”的美国申请No.14/216,823，(v)于2014年1月31日递交的、标题为“MANAGINGBIGDATAINPROCESSCONTROLSYSTEMS”的美国申请No.14/169,965，(vi)于2014年3月14日递交的、标题为“DETERMININGASSOCIATIONSANDALIGNMENTSOFPROCESSELEMENTSANDMEASUREMENTSINAPROCESS”的美国申请No.14/212,411，(vii)于2014年3月14日递交的、标题为“DISTRIBUTEDBIGDATAINAPROCESSCONTROLSYSTEM”的美国申请No.14/212,493，(viii)于2014年10月6日递交的、标题为“STREAMINGDATAFORANALYTICSINPROCESSCONTROLSYSTEMS”的美国申请No.14/506,863，(ix)于2014年10月6日递交的、标题为“REGIONALBIGDATAINPROCESSCONTROLSYSTEMS”的美国申请No.14/507,188，(x)于2014年10月6日递交的、标题为“DATAPIPELINEFORPROCESSCONTROLSYSTEMANALYTICS”的美国申请No.62/060,408以及(xi)于2014年10月6日递交的、标题为“AUTOMATICSIGNALPROCESSING-BASEDLEARNINGINAPROCESSPLANT”的美国申请No.14/507,252，故通过引用方式将上述申请的全部公开内容明确地并入本文。
概括地说，本公开内容涉及过程工厂和过程控制系统，更具体地说，涉及由过程工厂和过程控制系统生成的实时数据的实时性能监控和分析。
技术介绍
如那些用于化学、石油或工业或其它过程控制工厂中以制造、提炼、变换、生成或者产生物理材料或产品的分布式过程控制系统，典型地包括一个或多个过程控制器，该过程控制器经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线、或经由无线通信链路或网络来通信地耦合到一个或多个现场设备。该现场设备(其可以是例如阀、阀定位器、开关和变送器(例如，温度、压力、液位和流速传感器))，位于过程环境中并且通常执行物理或过程功能，例如打开或关闭阀、测量诸如温度或压力之类的过程和/或环境参数等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，例如遵循公知的Fieldbus协议的现场设备，还可以执行控制计算、报警功能以及在控制器内通常实现的其它控制功能。该过程控制器(典型地也位于工厂环境中)接收指示由现场设备获得的过程测量结果的信号和/或其它关于现场设备的信息，并且执行控制器应用，控制器应用例如运行作出过程控制决定的不同的控制模块，基于所接收到的信息来生成控制信号，以及与正在诸如和Fieldbus现场设备之类的现场设备中执行的控制模块或块进行协调。该控制器中的控制模块通过通信线路或链路发送控制信号给现场设备，由此来控制过程工厂的至少一部分的操作，例如以控制在该工厂内运行或执行的一个或多个工业过程的至少一部分。例如，控制器和现场控制设备控制由过程工厂的过程控制系统控制的过程的至少一部分。来自现场设备和控制器的信息通常通过数据高速通路或通信网络而可用于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(historian)、报表生成器、集中式数据库、或其它集中式管理计算机设备，这些硬件设备典型地放置在控制室或远离较恶劣的工厂环境的其它位置。这些硬件设备中的每一个通常跨过程工厂或跨过程工厂的一部分而集中。这些硬件设备运行应用，该应用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、修改控制器或现场设备内的控制模块的操作、查看过程的当前状态、模拟过程的操作以便培训员工或测试过程控制软件、保留和更新配置数据库等。硬件设备、控制器和现场设备所使用的数据高速通路可以包括有线通信路径、无线通信路径、或者有线和无线通信路径的组合。举例而言，由Emerson过程管理(EmersonProcessManagement)销售的DeltaVTM控制系统包括多个应用，这些应用储存在位于过程工厂内的不同地方的不同设备内，并且由这些设备执行。位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，以及经由数据高速通路将这些过程控制模块下载到专用分布式控制器。通常，这些控制模块由通信地互连的功能块组成，其是面向对象的编程协议的对象，所述对象在控制方案内基于到控制方案的输入来执行功能，并且将输出提供给控制方案内的其它功能块。配置应用也可以允许配置设计者来创建或改变操作员界面，这些界面被查看应用用于向操作员显示数据，以及使用户能够改变设置，诸如过程控制例程内的设定点。每个专用控制器以及在某些情况下一个或多个现场设备储存和执行相应的控制器应用，该应用运行被分配和下载至其的控制模块，以便实现实际的过程控制。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通路通信连接的一个或多个远程计算设备上)执行的查看应用经由数据高速通路从控制器应用接收数据并且向过程控制系统设计者、操作员、或使用用户界面的用户显示该数据，并且可以提供多种不同视图的任意一种，例如操作员视图、工程师视图、技术人员视图等。数据历史库应用典型地储存在数据历史库设备中并由其执行，该数据历史设备收集和储存跨数据高速通路提供的一些或全部数据，同时配置数据库应用可以在另一个附接到数据高速通路的计算机中运行，以便储存当前过程控制例程配置及其相关联的数据。替代地，可以将配置数据库置于与配置应用相同的工作站中。在过程工厂或过程控制系统中，当发生异常状况或故障的迹象时(例如，当生成报警时，或当发现过程测量或致动器具有过量变化时)，操作员、仪表技术人员或过程工程师通常使用分析工具结合他或她关于受系统控制的该过程以及其通过该系统的流动路径的知识来尝试确定可能已促成异常状况或故障(fault)的迹象的产生的上游测量结果和过程变量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在过程控制环境中执行实时分析的系统，所述系统包括：多个过程控制设备，所述多个过程控制设备在过程工厂中进行操作；控制器，所述控制器经由控制网络通信地耦合到所述多个过程控制设备；大数据储存节点，所述大数据储存节点包括对所述过程控制环境的操作的数据进行储存的有形的、非暂时性储存介质；处理器，所述处理器通信地耦合到所述大数据储存节点；程序存储器，所述程序存储器通信地耦合到所述处理器，并且包括储存指令的有形的、非暂时性储存介质，所述指令在被所述处理器执行时使得所述处理器进行以下操作：显示包括编辑画布的图形用户界面；接收对多个图形编程元素的选择以便放置在所述编辑画布上，从而创建表示第一编程指令的第一图，所述第一编程指令适用于使得所述处理器操纵储存在所述大数据储存节点上的数据；编译由所述第一图表示的所述第一编程指令；执行经编译的由所述第一图表示的所述第一编程指令，以创建第一结果输出；基于所述第一结果输出来创建预测模型；根据所述第一图自动地生成第二图，所述第二图表示第二编程指令，所述第二编程指令适用于使得所述处理器进行以下操作：绑定到实况数据源，并至少使用用于创建所述第一结果输出的所述模型来对从所述实况数据源接收到的数据进行评估；编译由所述第二图表示的所述第二编程指令；以及执行经编译的由所述第二图表示的所述第二编程指令，以预测所述过程控制环境的所述操作的方面。...

【技术特征摘要】
2015.10.09 US 62/239,620;2016.09.23 US 15/274,5191.一种用于在过程控制环境中执行实时分析的系统，所述系统包括：多个过程控制设备，所述多个过程控制设备在过程工厂中进行操作；控制器，所述控制器经由控制网络通信地耦合到所述多个过程控制设备；大数据储存节点，所述大数据储存节点包括对所述过程控制环境的操作的数据进行储存的有形的、非暂时性储存介质；处理器，所述处理器通信地耦合到所述大数据储存节点；程序存储器，所述程序存储器通信地耦合到所述处理器，并且包括储存指令的有形的、非暂时性储存介质，所述指令在被所述处理器执行时使得所述处理器进行以下操作：显示包括编辑画布的图形用户界面；接收对多个图形编程元素的选择以便放置在所述编辑画布上，从而创建表示第一编程指令的第一图，所述第一编程指令适用于使得所述处理器操纵储存在所述大数据储存节点上的数据；编译由所述第一图表示的所述第一编程指令；执行经编译的由所述第一图表示的所述第一编程指令，以创建第一结果输出；基于所述第一结果输出来创建预测模型；根据所述第一图自动地生成第二图，所述第二图表示第二编程指令，所述第二编程指令适用于使得所述处理器进行以下操作：绑定到实况数据源，并至少使用用于创建所述第一结果输出的所述模型来对从所述实况数据源接收到的数据进行评估；编译由所述第二图表示的所述第二编程指令；以及执行经编译的由所述第二图表示的所述第二编程指令，以预测所述过程控制环境的所述操作的方面。2.根据权利要求1所述的系统，还包括网页服务器，所述网页服务器包括所述处理器和所述程序存储器，其中，所述指令使得所述处理器将所述图形用户界面作为网页应用显示在工作站上。3.根据权利要求1所述的系统，还包括图形编程元素库，所述图形编程元素中的每个都包括适用于使得所述处理器执行对储存在所述大数据储存节点上的所述数据的特定操纵的编程指令。4.根据权利要求1所述的系统，其中，创建所述第一图包括将多个图形编程元素放置在所述图形用户界面的所述编辑画布上，所述多个图形编程元素中的每个图形编程元素都选自图形编程元素库，并且每个图形编程元素都表示相应的编程指令，并且其中，所述图形编程元素中的各个图形编程元素表示适用于使得所述处理器进行以下操作中的一个或多个操作的编程指令：加载数据、过滤所加载的数据、从所加载的数据中选择列、缩放所加载的数据、归一化所加载的数据、发现所加载的数据中的异常、执行所述数据的时间偏移、以及对所述数据执行维度缩减。5.根据权利要求1所述的系统，还包括图形编程元素库，所述图形编程元素中的每个都包括适用于使得所述处理器执行对储存在所述大数据储存节点上的所述数据的特定操纵的编程指令，并且其中，所述图形编程元素库包括数据加载元素，所述数据加载元素表示适用于使得所述处理器从所述大数据储存节点加载数据的编程指令，并且其中，所述数据加载元素能够被配置为指定以下各项中的至少一项：待加载的数据或者所述数据在所述大数据储存节点上的位置。6.根据权利要求1所述的系统，还包括图形编程元素库，所述图形编程元素中的每个都包括适用于使得所述处理器执行对储存在所述大数据储存节点上的所述数据的特定操纵的编程指令，并且其中，所述图像编程元素库包括列选择元素，所述列选择元素表示适用于使得所述处理器创建列选择元素输出的编程指令，所述列选择元素输出仅包括在所加载的数据中的多个列中的选定的一个或多个列中的数据，并且其中，所述列选择元素能够被配置为从所述多个列中选择所述一个或多个列。7.根据权利要求1所述的系统，还包括图形编程元素库，所述图形编程元素中的每个都包括适用于使得所述处理器执行对储存在所述大数据储存节点上的所述数据的特定操纵的编程指令，并且其中，所述图形编程元素库包括查询元素，所述查询元素表示适用于使得所述处理器创建查询元素输出的编程指令，所述查询元素输出仅包括响应于用第一查询语言编写的查询而返回的数据，其中，所述查询元素能够被配置为选择以下各项中的至少一项：查询参数或者上面储存待查询的数据的有形的储存介质。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述查询在由所述查询元素表示的所述编程指令的执行期间被转换为第二查询语言。9.根据权利要求1所述的系统，还包括图形编程元素库，所述图形编程元素中的每个都包括适用于使得所述处理器执行对储存在所述大数据储存节点上的所述数据的特定操纵的编程指令，并且其中，所述图形编程元素中的每个都包括以下各项中的一项或多项：至少一个输入端或至少一个输出端，并且其中，所述图形编程元素的输入端和输出端能够通过适用于将数据从输出端传送到输入端的一个或多个线来彼此连接。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述一个或多个线中的每个都适用于传送单个值、阵列、矩阵、或编程指令集的形式的数据。11.根据权利要求1所述的系统，其中，根据所述第一图自动地生成所述第二图包括响应于单个用户输入来根据所述第一图自动地生成所述第二图，所述单个用户输入包括键按压、在触摸屏上的触摸、或利用定点设备的点击。12.根据权利要求1所述的系统，其中，储存在所述程序存储器中的所述指令适用于使得所述处理器编译所述第一编程指令的子集，并执行经编译的所述第一编程指令的子集以实现对所述图形用户界面的所述编辑画布上的多个图形编程元素的逐元素执行。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图形编程元素中的每个在被放置在所述编辑画布上时包括状态指示器。14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述状态指示器将所述图形编程元素的状态指示为未执行、当前正在执行、或执行完成。15.根据权利要求1所述的系统，其中，储存在所述程序存储器中的适用于使得所述处理器绑定到所述实况数据源的所述指令包括：使得所述处理器绑定到与储存在所述大数据储存节点上的所述数据相对应的实况数据源的指令。16.根据权利要求1所述的系统，其中，储存在所述程序存储器中的适用于使得所述处理器绑定到所述实况数据源的所述指令包括：使得所述处理器绑定到包括与储存在所述大数据储存节点上的所述数据相对应的流式数据源的实况数据源的指令。17.根据权利要求1所述的系统，还包括作业管理模块和作业执行模块，并且其中，使得所述处理器执行所述经编译的由所述第一图表示的第一编程指令的所述指令包括：使得所述处理器将所述经编译的第一编程指令下载到所述作业管理模块的指令，所述作业管理模块向作业执行模块发送与所述经编译的第一编程指令相对应的一个或多个作业。18.根据权利要求1所述的系统，其中，使得所述处理器执行所述经编译的由所述第二图表示的第二编程指令的所述指令包括：使得所述处理器进行以下操作的指令：将所述经编译的第二编程指令下载到作业管理模块以及使与所述经编译的第二编程指令相对应的一个或多个作业被发送到所述处理器。19.一种用于在过程控制环境中执行实时分析的方法，所述方法包括：在图形用户界面上创建第一图，所述第一图表示适用于使得处理器操纵由所述过程控制环境先前生成和储存的数据的第一编程指令；编译由所述第一图表示的所述第一编程指令；执行经编译的由所述第一图表示的第一编程指令，以创建第一结果输出；对所述第一结果输出进行评估，以确定用于创建所述第一结果输出的模型的预测值；根据所述第一图自动地生成第二图，所述第二图表示第二编程指令，所述第二编程指令适用于使得所述处理器进行以下操作：绑定到实况数据源，并至少使用用于创建所述第一结果输出的所述模型来对从所述实况数据源接收到的数据进行评估；编译由所述第二图表示的所述第二编程指令；以及执行经编译的由所述第二图表示的第二编程指令，以预测所述过程控制环境的操作的方面。20.根据权利要求19所述的方法，其中，创建所述第一图包括将多个块放置在所述图形用户界面的编辑画布上，所述多个块中的每个都表示相应的编程指令，所述相应的编程指令适用于使得所述处理器进行以下操作中的一个或多个操作：加载数据、过滤所加载的数据、从所加载的数据中选择列、缩放所加载的数据、归一化所加载的数据、发现所加载的数据中的异常、执行所述数据的时间偏移、以及对所述数据执行维度缩减。21.根据权利要求19所述的方法，其中，创建所述第一图包括将数据加载块放置在编辑画布上，所述数据加载块表示适用于使得所述处理器从上面储存所述数据的有形的储存介质加载数据的编程指令，其中，所述数据加载块能够被配置为指定以下各项中的至少一项：所述待加载的数据或者上面储存所述数据的所述有形的储存介质。22.根据权利要求19所述的方法，其中，创建所述第一图包括将列选择块放置在编辑画布上，所述列选择块表示适用于使得所述处理器创建列块输出的编程指令，所述列块输出仅包括在所加载的数据中的多个列中的选定的一个或多个列中的数据，其中，所述列选择块能够配置为从所述多个列中选择所述一个或多个列。23.根据权利要求19所述的方法，其中，创建所述第一图包括将查询块放置在编辑画布上，所述查询块表示适用于使得所述处理器创建查询输出的编程指令，所述查询输出仅包括响应于用第一查询语言编写的查询而返回的数据，其中，所述查询块能够被配置为选择以下各项中的至少一项：查询参数或者上面储存待查询的数据的有形的储存介质。24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述查询在由所述查询块表示的所述编程指令的执行期间被转换为第二查询语言。25.根据权利要求19所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·基德，M·J·尼克松，A·T·恩弗，N·H·贝尔，P·R·穆斯托尼，
申请(专利权)人：费希尔罗斯蒙特系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US