定义多变量批处理控制分析的阶段的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了定义多变量批处理控制分析的阶段的示例性方法和装置。一种示例性方法包括：利用处理器基于批处理阶段参数的当前值来确定当前批处理过程中的当前阶段。批处理阶段参数的当前值是基于与当前批处理过程中的过程参数相关联的过程控制数据来确定的。当前阶段是独立于由批处理配方中的程序、单元程序、操作或阶段的开始或结束中的至少一个而定义的批处理事件来确定的。示例性方法还包括：利用处理器将模型应用于当前批处理过程，该模型对应于当前阶段。

Method and apparatus for defining stages of multivariable batch control analysis

An exemplary method and apparatus defining a stage for multivariable batch control analysis is disclosed. An exemplary method includes determining the current phase of the current batch process using a processor based on the current value of the batch stage parameters. The current value of the batch stage parameter is determined based on the process control data associated with the process parameters in the current batch process. The current stage is determined independently of batch events defined by at least one of the beginning or end of the program, unit program, operation, or phase of the batch recipe. The example method also includes using the processor to apply the model to the current batch process, which corresponds to the current stage.

【技术实现步骤摘要】
定义多变量批处理控制分析的阶段的方法和装置
本公开内容总体上涉及过程控制系统，具体而言，涉及定义多变量批处理控制分析的阶段的方法和装置。
技术介绍
一些过程控制系统是使用批处理过程控制来实现的。在批处理过程的执行期间，操作员和/或其他工厂人员可以实现分析模型，分析模型可以应用于当前批处理过程以确保批处理过程如所预期地进行。模型可以基于从先前执行的批处理过程收集的数据来生成。分析模型的有效性取决于用于生成模型的数据的可靠性和代表模型正应用于的当前批处理过程的实际处理条件的模型的准确性。
技术实现思路
公开了定义多变量批处理控制分析的阶段的示例性方法和装置。一种示例性方法包括：利用处理器基于批处理阶段参数的当前值来确定当前批处理过程中的当前阶段。批处理阶段参数的当前值是基于与当前批处理中的过程参数相关联的过程控制数据来确定的。当前阶段是独立于由批处理配方中的程序、单元程序、操作或阶段的开始或结束中的至少一个而定义的批处理事件来确定的。该示例性方法还包括：利用处理器将模型应用于当前批处理过程，模型对应于当前阶段。一种示例性装置包括：经由处理器来实现的批处理阶段分析器，其用于基于批处理阶段参数的当前值来确定当前批处理过程中的当前阶段。批处理阶段参数的当前值是基于与当前批处理中的过程参数相关联的过程控制数据来确定的。当前阶段是独立于由批处理配方中的程序、单元程序、操作或阶段的开始或结束中的至少一个而定义的批处理事件来确定的。该示例性装置还包括：批处理模型分析器，其用于将模型应用于当前批处理过程，该模型对应于当前阶段。一种示例性制品包括指令，所述指令在被执行时使得机器至少基于批处理阶段参数的当前值来确定当前批处理过程中的当前阶段。批处理阶段参数的当前值是基于与当前批处理中的过程参数相关联的过程控制数据来确定的。当前阶段是独立于由批处理配方中的程序、单元程序、操作或阶段的开始或结束中的至少一个而定义的批处理事件来确定的。所述指令还使得机器将模型应用于当前批处理过程，该模型对应于当前阶段。附图说明图1是表示示例性批处理配方中的程序要素的甘特图。图2是示例性过程控制系统的示意图示说明。图3例示了实现图2的示例性批处理执行引擎的示例性方式。图4-图7是表示可以被执行为实现图2和/或图3的示例性批处理执行引擎的示例性方法的流程图。图8是可以被用于和/或编程为执行图4-图7的示例性方法的，和/或更普遍地，实现图2和/或图3的示例性批处理执行引擎的示例性处理器平台的示意性图示说明。具体实施方式用于批处理控制的标准化程序控制模型或框架在1995年由国际自动化协会(ISA)采纳为ISA-88。具体而言，ISA-88标准规定了在可以包括单元程序的有序序列的配方或程序的环境下用于批处理过程的程序控制框架，单元过程的有序序列又可以包括操作的有序序列，操作的有序序列又可以包括阶段的有序集合。图1中示出了表示示例性批处理配方100中的程序要素的甘特图。如图1所示的示例中所示出的，配方100的顶层或最高级要素是批处理程序102(有时称为“配方程序”或简称为“程序”)。批处理程序定义了用于执行批处理过程的总体策略。所示示例的批处理程序102包括两个批处理单元程序104、106(有时称为“配方单元程序”或简称为“单元程序”)。批处理单元程序定义用于在过程控制系统的设备层级中的特定单元内执行全部或部分批处理程序的策略。所示示例中所示的程序要素的第三级对应于配方或批处理操作。批处理操作定义用于在批处理单元程序内执行特定且独立的处理活动的策略。如图1所示，第一批处理单元程序104包括两个批处理操作108、110，而第二批处理单元程序106包括一个批处理操作112。用于批处理控制的最低程序要素是阶段，其定义用于执行与批处理操作的执行相关联的特定面向过程的任务或功能的策略。在所示示例中，第一单元程序104的第一操作108包括三个阶段114、116、118，而第一单元程序104的第二操作110包括两个阶段120、122。此外，在所示示例中，第二单元程序106的操作112包括两个阶段124、126。尽管以通用标签来表示在图1的示例性配方100中的大多数不同程序要素，但出于解释目的，与第一单元程序104的第一操作108相关联的阶段114、116、118包括更特定的标签。具体而言，在所示示例中，第一阶段114是“材料添加阶段”，在该阶段中，将要处理的材料引入罐或其它容器中。第二阶段116是“反应阶段”，在该阶段中，材料经受化学和/或物理变化。在所示示例中，第三阶段118是“转出阶段”，在该阶段中，从罐中移除反应阶段的产物，以用于与第二操作110相关联的进一步的处理。通常，在配方中的每一个程序要素(例如程序、单元程序、操作、阶段)被配置成单独的模块化段，该单独的模块化段布置在批处理工程环境中，用以定义批处理过程的顺序执行。如图1的所示示例中所示出的，批处理单元程序104、106、批处理操作108、110、112和阶段114、116、118、120、122、124、126随时间被排序在连续的序列中。尽管图1中没有表示，但在一些示例中，对应于相同批处理操作的多个阶段可以同时实现。类似地，在一些示例中，多个批处理操作可以在特定单元内并行执行。此外，与完整批处理过程中的不同单元相关联的不同批处理单元程序可以并行执行。批处理配方中的程序要素的模块化分段和连续布置通过识别每一个相连程序要素的开始和结束而实现了对在批处理过程期间在任意时间点执行的当前程序要素的明确识别。基于用于批处理的配置的模块化段何时开始执行来确定程序批处理配方要素的开始(例如，批处理程序、批处理单元程序、批处理操作、阶段)，而基于配置的相应段何时终止来确定程序要素的结束。批处理过程中的每一个程序要素的开始(启动)和结束(终止)在本文中称为批处理事件。通常，将批处理事件及这种事件发生的相应时间存储在批处理历史记录数据库中。在一些实现方式中，批处理历史记录数据库与连续历史记录数据库分离，连续历史记录数据库存储贯穿整个批处理过程而监控的全部过程参数的值。批处理历史记录数据库和连续历史记录数据库两者都可以存储用于在延长的时间段上执行的多个不同批处理过程的数据。大多数批处理过程包括在达成所希望的输出产品和/或材料前的对输入原材料的多个化学和/或物理变化。利用每一个这种化学和/或物理变化(例如由于触发温度反应的材料添加，基于罐液位的对温度有影响的流量变化等)，在各种过程参数之间的相互作用的过程动态或性质也变化。定义过程参数的特定相互作用(即展现特定过程动态)的批处理过程内的时间段在本文中称为过程阶段(或简称为“阶段”)，其在ISA-88中进行了类似的定义。例如，将水添加到要处理的材料的罐中不会增加材料的温度，但将触发化学反应的反应化学物质添加到罐可以导致罐内容物的罐温度的增加。由于过程参数的相互作用(罐内容物和罐温度)在这两个情形下不同，水的填充(charge)和化学物质的填充会构成不同的阶段。通常，在批处理过程的执行期间实现批处理控制分析以改进和/或维持批处理过程的安全性、性能和/或效率。具体而言，在一些实例中，批处理控制分析包括相对于根据先前执行的(例如历史存档的)批处理过程生成的批处理过程的模型的批处理过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：利用处理器基于批处理阶段参数的当前值来确定当前批处理过程中的当前阶段，所述批处理阶段参数的所述当前值是基于与所述当前批处理过程中的过程参数相关联的过程控制数据来确定的，所述当前阶段是独立于由批处理配方中的程序、单元程序、操作或阶段的开始或结束中的至少一个而定义的批处理事件来确定的；以及利用所述处理器将模型应用于所述当前批处理过程，所述模型对应于所述当前阶段。

【技术特征摘要】
2015.09.18 US 14/858,8191.一种方法，包括：利用处理器基于批处理阶段参数的当前值来确定当前批处理过程中的当前阶段，所述批处理阶段参数的所述当前值是基于与所述当前批处理过程中的过程参数相关联的过程控制数据来确定的，所述当前阶段是独立于由批处理配方中的程序、单元程序、操作或阶段的开始或结束中的至少一个而定义的批处理事件来确定的；以及利用所述处理器将模型应用于所述当前批处理过程，所述模型对应于所述当前阶段。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述批处理阶段参数的所述当前值是基于与所述过程参数的条件相关联的用户指定的定义来定义的而无需参考所述批处理事件。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当前阶段由在所述批处理过程的运行时间期间在所述批处理事件中的连续批处理事件之间接收的操作员输入来定义，其中，所述操作员输入满足用以定义所述批处理阶段参数的所述当前值的用户指定的规则。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当前阶段对应于所述当前批处理过程的与所述过程参数的特定相互作用相关联的一部分。5.根据权利要求1所述的方法，还包括基于多个先前执行的批处理过程中的每一个中的相应阶段来生成用于所述当前批处理过程的所述当前阶段的所述模型。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述模型通过以下操作来生成：取回在连续历史记录数据库中存储的与所述先前执行的批处理过程相关联的过程控制数据；基于与每一个先前执行的批处理过程相关联的过程控制数据何时首次满足定义所述批处理阶段参数的所述当前值的用户指定的定义，来检测在每一个先前执行的批处理过程中的相应阶段的开始；基于与每一个先前执行的批处理过程相关联的过程控制数据何时不再满足所述用户指定的定义，来检测在每一个先前执行的批处理过程中的相应阶段的结束；以及分析在所述先前执行的批处理过程中的每一个中的相应阶段的开始和结束之间的与所述先前执行的批处理过程相关联的过程控制数据。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述批处理阶段参数何时首次对应于所述当前值来确定所述当前阶段的开始；基于所述批处理阶段参数何时不再对应于所述当前值来确定所述当前阶段的结束；以及将所述当前阶段的开始和结束连同所述过程控制数据一起存储在连续历史记录数据库中。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：基于在所述连续历史记录数据库中存储的在所述当前阶段的开始和结束之间的过程控制数据来改进所述模型，以用于后续的批处理过程。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述批处理阶段参数对应于除了所述当前值以外的不同值时，应用不同的模型以分析所述当前批处理过程，所述模型对应于批处理过程的除了所述当前阶段以外的不同阶段，其中，所述当前阶段和所述不同阶段的边界与所述批处理事件不对应。10.一种装置，包括：经由处理器来实现的批处理阶段分析器，其用于基于批处理阶段参数的当前值来确定当前批处理过程中的当前阶段，所述批处理阶段参数的所述当前值是基于与所述当前批处理过程中的过程参数相关联的过程控制数据来确定的，所述当前阶段是独立于由批处理配方中的程序、单元程序、操作或阶段的开始或结束中的至少一个而定义的批处理事件来确定的；以及批处理模型分析器，其用于将模型应用于当前批处理过程，所述模型对应于所述当前阶段。11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述批处理阶段参数的所述当前值是基...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·默里，
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