用于嵌入式执行环境中的模型预测控制器的交互式调整的系统和方法技术方案

方法包括接收（601）对与工业过程控制系统（100）的嵌入式执行平台（301）中的模型预测控制器（MPC）（106、114、122、130）相关联的处理设备（704）的计算速度的调整（221、223）。方法还包括接收（603）对由处理设备在MPC的操作期间执行的计算所要求的存储器占用空间的调整（222）。方法还包括将MPC加载（605）在嵌入式平台中，其中加载包括对计算速度和存储器占用空间的调整。

System and method for interactive adjustment of model predictive controller in embedded execution environment

The method includes receiving (601) adjustments (221, 223) to the computing speed of the processing equipment (704) associated with the model predictive controller (MPC) (106, 114, 122, 130) in the embedded execution platform (301) of the industrial process control system (100). The method also includes receiving (603) an adjustment (222) of the memory footprint required for the calculation performed by the processing device during the operation of the MPC. The method also includes loading the MPC (605) on an embedded platform, which includes adjustments to computing speed and memory footprint.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于嵌入式执行环境中的模型预测控制器的交互式调整的系统和方法
本公开一般地涉及工业过程控制与自动化系统。更具体地，本公开涉及用于嵌入式执行环境中的模型预测控制器的交互式调整的系统和方法。
技术介绍
工业过程控制与自动化系统经常用于使大而复杂的工业过程自动化。这些类型的系统常规地包括传感器、致动器和控制器。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。模型预测控制器（MPC）（还称为多变量预测控制器或多变量控制器）已经被长期用在工业过程中来管理复杂的系统，使得系统在经济上有益的限度下操作。由于嵌入式环境中增加的计算可用性，MPC现在被提供为分布式控制系统（DCS）级别处的标准产品。嵌入式MPC实现提供了许多优点，包括容错控制、较快的执行、较容易的配置与维护、集成的DCS显示器以及较好的报警。
技术实现思路
本公开提供了用于嵌入式执行环境中的模型预测控制器的交互式调整的系统和方法。在第一实施例中，一种方法包括接收对与工业过程控制系统的嵌入式执行平台中的模型预测控制器（MPC）相关联的处理设备的计算速度的调整。方法还包括接收对由处理设备在MPC的操作期间执行的计算所要求的存储器占用空间（footprint）的调整。方法还包括在嵌入式平台中加载MPC，其中加载包括对计算速度和存储器占用空间的调整。在第二实施例中，一种装置包括至少一个处理设备和至少一个接口，所述至少一个接口被配置成与工业过程控制系统的嵌入式执行平台中的MPC通信。所述至少一个处理设备被配置成接收对与MPC相关联的第二处理设备的计算速度的调整。所述至少一个处理设备还被配置成接收对由第二处理设备在MPC的操作期间执行的计算所要求的存储器占用空间的调整。所述至少一个处理设备还被配置成在嵌入式平台中加载MPC，其中加载包括对计算速度和存储器占用空间的调整。在第三实施例中，一种非暂时性计算机可读介质包含指令，所述指令在由至少一个处理设备执行时使所述至少一个处理设备接收对与工业过程控制系统的嵌入式执行平台中的MPC相关联的第二处理设备的计算速度的调整。介质还包含指令，所述指令在由至少一个处理设备执行时使所述至少一个处理设备接收对由第二处理设备在MPC的操作期间执行的计算所要求的存储器占用空间的调整。介质还包含指令，所述指令在由至少一个处理设备执行时使所述至少一个处理设备在嵌入式平台中加载MPC，其中加载包括对计算速度和存储器占用空间的调整。根据以下附图、描述和权利要求，其它技术特征对本领域技术人员而言可以容易地显而易见。附图说明为了更彻底理解地本公开，现在参考结合随附各图采取的以下描述，其中：图1图示了根据本公开的示例工业过程控制与自动化系统；图2A和2B图示了根据本公开的被配置成调整用于模型预测控制器（MPC）的操作调节（tuning）参数的操作员站的示例屏幕；图3图示了根据本公开的示例框架，其中操作员可以在单一（single）集成用户环境中监视嵌入式MPC应用和其它MPC应用二者；图4和5图示了根据本公开的来自执行在线过程监视环境的操作员站的示例屏幕；图6图示了根据本公开的用于MPC的交互式建模和控制的示例方法；以及图7图示了根据本公开的用于实现方法和教导的示例计算设备。具体实施方式以下讨论的图1到7以及本专利文档中用于描述本专利技术的原理的各种实施例仅作为说明，并且不应当以任何方式解释成限制本专利技术的范围。本领域技术人员将理解，可以在任何类型的合适地布置的设备或系统中实现本专利技术的原理。图1图示了根据本公开的示例工业过程控制与自动化系统100。如图1中所示，系统100包括促进至少一个产品或其它材料的生产或处理的各种组件。例如，系统100在此用于促进对一个或多个工厂（plant）101a-101n中的组件的控制。每一个工厂101a-101n表示一个或多个处理设施（或其一个或多个部分），诸如用于生产至少一个产品或其它材料的一个或多个制造设施。一般地，每一个工厂101a-101n可以实现一个或多个过程，并且可以单独地或共同地被称为过程系统。过程系统一般表示被配置成以某一方式处理一个或多个产品或其它材料的任何系统或其部分。在图1中，使用过程控制的普渡模型来实现系统100。在普渡模型中，“级别0”可以包括一个或多个传感器102a和一个或多个致动器102b。传感器102a和致动器102b表示可以执行多种多样的功能中的任何功能的过程系统中的组件。例如，传感器102a可以测量诸如温度、压力或流速之类的过程系统中的多种多样的特性。而且，致动器102b可以更改过程系统中的多种多样的特性。传感器102a和致动器102b可以表示任何合适的过程系统中的任何其它的或附加的组件。传感器102a中的每一个包括用于测量过程系统中的一个或多个特性的任何合适的结构。致动器102b中的每一个包括用于对过程系统中的一个或多个条件起作用或影响过程系统中的一个或多个条件的任何合适的结构。至少一个网络104耦合到传感器102a和致动器102b。网络104促进与传感器102a和致动器102b的交互。例如，网络104可以输送来自传感器102a的测量数据并且向致动器102b提供控制信号。网络104可以表示任何合适的网络或网络的组合。作为特定示例，网络104可以表示以太网网络、电信号网络（诸如HART或FOUNDATIONFIELDBUS网络）、气动控制信号网络或任何其它的或附加的（多个）类型的（多个）网络。在普渡模型中，“级别1”可以包括一个或多个控制器106，所述一个或多个控制器106耦合到网络104。除了别的之外，每一个控制器106还可以使用来自一个或多个传感器102a的测量结果来控制一个或多个致动器102b的操作。例如，控制器106可以从一个或多个传感器102a接收测量数据并且使用测量数据生成用于一个或多个致动器102b的控制信号。诸如当一个控制器106作为主控制器操作同时另一个控制器106作为备用控制器（其与主控制器同步并且可以在关于主控制器的故障的事件中取代主控制器）操作时，多个控制器106还可以在冗余配置中操作。每一个控制器106包括用于与一个或多个传感器102a交互并控制一个或多个致动器102b的任何合适的结构。每一个控制器106可以例如表示多变量控制器，诸如鲁棒的多变量预测控制技术（RMPCT）控制器，或者实现模型预测控制（MPC）或其它先进的预测控制（APC）的其它类型的控制器。作为特定示例，每一个控制器106可以表示运行实时操作系统的计算设备。两个网络108耦合到控制器106。网络108诸如通过向控制器106输送数据以及输送来自控制器106的数据而促进与控制器106的交互。网络108可以表示任何合适的网络或网络的组合。作为特定示例，网络108可以表示以太网网络对或以太网网络的冗余对，诸如来自霍尼韦尔国际公司的容错以太网（FTE）网络。至少一个交换机/防火墙110将网络108耦合到两个网络112。交换机/防火墙110可以从一个网络向另一个输送业务。交换机/防火墙110还可以阻止一个网络上的业务到达另一网络。交换机/防火墙110包括用于提供网络之间的通信的任何合适的结构，诸如霍尼韦尔控制防火墙（CF9）设备。网络112可以表示诸如以太网网络对或FTE网络之类的任何合适的网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：接收（601）对与工业过程控制系统（100）的嵌入式执行平台（301）中的模型预测控制器（MPC）（106、114、122、130）相关联的处理设备（704）的计算速度的调整（221、223）；接收（603）对由处理设备在MPC的操作期间执行的计算所要求的存储器占用空间的调整（222）；以及将MPC加载（605）在嵌入式平台中，其中加载包括对计算速度和存储器占用空间的调整。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.28 US 15/0096801.一种方法，包括：接收（601）对与工业过程控制系统（100）的嵌入式执行平台（301）中的模型预测控制器（MPC）（106、114、122、130）相关联的处理设备（704）的计算速度的调整（221、223）；接收（603）对由处理设备在MPC的操作期间执行的计算所要求的存储器占用空间的调整（222）；以及将MPC加载（605）在嵌入式平台中，其中加载包括对计算速度和存储器占用空间的调整。2.根据权利要求1所述的方法，其中对处理设备的计算速度的调整包括以下中的至少一个：对针对动态控制计算要由处理设备执行的迭代的最大数目的调整（221）；以及对针对稳态计算要由处理设备执行的迭代的最大数目的调整（223）。3.根据权利要求1所述的方法，其中从离线过程建模环境（303）接收对计算速度和存储器占用空间的调整。4.根据权利要求3所述的方法，其中：MPC是第一MPC；方法还包括将第二MPC加载（607）在非嵌入式平台（302）中；使用离线过程建模环境来执行第一MPC的加载和第二MPC的加载，以及离线过程建模环境是被配置成将相同过程模型加载到嵌入式平台或者非嵌入式平台的单一集成环境。5.根据权利要求4所述的方法，其中：加载在嵌入式平台中的第一MPC是级别2MPC；并且加载在非嵌入式平台中的第二MPC是级别3MPC。6.根据权利要求4所述的方法，还包括：提供（609）单一集成在线过程监视环境（304），所述单一集成在线过程监视环境（304）被配置成允许用户监视在嵌入式平台和非嵌入式平台二者中在运行时执行的MPC。7.一种装置，包括：至少一个接口（708），其被配置成与工业过程控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：S哈利霍尔，R斯里尼瓦桑，M马哈帕特拉，MG肯吉，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US