使用用于造纸机或其它系统的模型参数数据群集的模型‑工厂失配检测技术方案

一种方法包括重复地标识（404）针对与过程相关联的至少一个模型（144、230）的一个或多个模型参数的一个或多个值。针对所述一个或多个模型参数的所述一个或多个值使用与所述过程相关联的数据来标识。所述方法还包括将所述一个或多个模型参数的值群集（406）成一个或多个集群（604）。所述方法还包括使用与所述过程相关联的附加数据来标识（408）针对所述一个或多个模型参数的一个或多个附加值。此外，所述方法包括响应于确定所述一个或多个附加值中的至少一些落在所述一个或多个集群之外而检测（410）所述至少一个模型与所述过程之间的失配。可以使用支持向量机来群集所述值。

The use of a model for plant model parameter data of paper machine or other system cluster mismatch detection

One method is to repeatedly identify (404) one or more values of one or more model parameters for at least one model (144, 230) associated with the process. One or more values for one or more of the model parameters are identified using data associated with the process described. The method also includes a cluster of values of one or more model parameters (406) into one or more clusters (604). The method also includes using additional data associated with the process to identify (408) one or more additional values for one or more model parameters. Besides, the method includes detecting the mismatch between at least one model and the process when detecting at least one of the one or more additional values, which falls outside one or more clusters. (410) Support vector machines can be used to cluster the values described.

【技术实现步骤摘要】
使用用于造纸机或其它系统的模型参数数据群集的模型-工厂失配检测对相关申请的交叉引用和优先权声明本申请在35U.S.C.§119（e）之下要求享有2016年9月16日提交的美国临时专利申请号62/395,950的优先权，所述美国临时专利申请以其整体通过引用并入本文。
本公开一般涉及工业过程控制和自动化系统。更具体地，本公开涉及使用用于造纸机或其它系统的模型参数数据群集（clustering）的模型-工厂（model-plant）失配检测。
技术介绍
工业过程控制和自动化系统通常用于自动化大型且复杂的工业过程。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典型地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例行地用于控制工业过程的操作的一种类型的过程控制器。基于模型的过程控制器典型地使用一个或多个模型来在数学上表示工业过程内的一个或多个性质如何响应于对工业过程做出的改变。
技术实现思路
本公开提供了使用用于造纸机或其它系统的模型参数数据群集的模型-工厂失配检测。在第一实施例中，一种方法包括重复地标识针对与过程相关联的至少一个模型的一个或多个模型参数的一个或多个值。针对所述一个或多个模型参数的所述一个或多个值使用与所述过程相关联的数据来标识。所述方法还包括将所述一个或多个模型参数的值群集成一个或多个集群。所述方法还包括使用与所述过程相关联的附加数据来标识针对所述一个或多个模型参数的一个或多个附加值。此外，所述方法包括响应于确定所述一个或多个附加值中的至少一些落在所述一个或多个集群之外而检测所述至少一个模型与所述过程之间的失配。在第二实施例中，一种装置包括至少一个存储器，其被配置成存储与过程相关联的数据。所述装置还包括至少一个处理设备，所述至少一个处理设备被配置成使用与所述过程相关联的数据来重复地标识针对与所述过程相关联的至少一个模型的一个或多个模型参数的一个或多个值。所述至少一个处理设备还被配置成将所述一个或多个模型参数的值群集成一个或多个集群。所述至少一个处理设备还被配置成使用与所述过程相关联的附加数据来标识针对所述一个或多个模型参数的一个或多个附加值。此外，所述至少一个处理设备被配置成响应于确定所述一个或多个附加值中的至少一些落在所述一个或多个集群之外而检测所述至少一个模型与所述过程之间的失配。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得所述至少一个处理设备重复地标识针对与过程相关联的至少一个模型的一个或多个模型参数的一个或多个值。针对所述一个或多个模型参数的所述一个或多个值使用与所述过程相关联的数据来标识。所述介质还包含指令，所述指令在由所述至少一个处理设备执行时使得所述至少一个处理设备将所述一个或多个模型参数的值群集成一个或多个集群。所述介质还包含指令，所述指令在由所述至少一个处理设备执行时使得所述至少一个处理设备使用与所述过程相关联的附加数据来标识针对所述一个或多个模型参数的一个或多个附加值。此外，所述介质包含指令，所述指令在由所述至少一个处理设备执行时使得所述至少一个处理设备响应于确定所述一个或多个附加值中的至少一些落在所述一个或多个集群之外而检测所述至少一个模型与所述过程之间的失配。其它技术特征可以从以下附图、描述和权利要求而容易对本领域技术人员是明显的。附图说明为了本公开的更加完整的理解，现在参照结合随附各图的以下描述，其中：图1图示了根据本公开的第一示例工业过程控制和自动化系统；图2图示了根据本公开的第二示例工业过程控制和自动化系统；图3图示了根据本公开的支持使用模型参数数据群集的模型-工厂失配检测的示例设备；图4图示了根据本公开的用于使用模型参数数据群集的模型-工厂失配检测的示例方法；以及图5至7图示了根据本公开的模型-工厂失配检测的示例用途。具体实施方式以下讨论的图1至7和用于描述本专利文献中的本专利技术的原理的各种实施例仅仅作为说明，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到，本专利技术的原理可以在任何类型的适当布置的设备或系统中实现。如以上所指出的，基于模型的工业过程控制器是例行地用于控制工业过程的操作的一种类型的过程控制器。基于模型的过程控制器典型地使用一个或多个模型来在数学上表示工业过程内的一个或多个性质如何响应于对工业过程做出的改变。基于模型的控制器典型地要求过程行为的精确模型以便良好地执行。当与工业过程相关的条件改变时，用于该过程的模型典型地需要被更新。然而，从例行操作数据确定模型是否精确地描述工业过程的真实过程行为通常是困难的。而且，执行实验以改进用于该目的的数据的质量通常是不合期望的，因为实验可能影响在工业过程中制造或处理的一个或多个产品的质量。如以下更加详细描述的，本公开提供用于使用例行操作数据来检测明显模型-工厂失配的技术。当检测到失配时，可以更新现有模型或者新的模型可以被创建并且用于控制工业过程，从而帮助维持在工业过程中制造或处理的产品的质量。图1图示了根据本公开的示例工业过程控制和自动化系统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机构（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机构。一般而言，每一个工厂101a-101n可以实现一个或多个过程并且可以单独或集体地称为过程系统。过程系统一般表示被配置成以某种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，系统100使用过程控制的Purdue模型来实现。在Purdue模型中，“第0级”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一个的过程系统中的组件。例如，传感器102a可以测量过程系统中的多种多样的特性，诸如温度、压力或流速。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进行操作或影响的任何合适的结构。一个或多个网络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可以从传感器102a传输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、电气信号网络（诸如HART或基金会现场总线网络）、气动控制信号网络或（一个或多个）任何其它或附加的类型的（一个或多个）网络。在Purdue模型中，“第1级”包括一个或多个控制器106，其耦合到网络104。除其它之外，每一个控制器106可以使用来自一个或多个传感器102a的测量结果以控制一个或多个致动器102b的操作。每一个控制器106包括用于控制过程系统的一个或多个方面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：重复地标识（404）针对与过程相关联的至少一个模型（144、230）的一个或多个模型参数的一个或多个值，针对所述一个或多个模型参数的所述一个或多个值使用与所述过程相关联的数据来标识；将所述一个或多个模型参数的值群集（406）成一个或多个集群（604）；使用与所述过程相关联的附加数据来标识（408）针对所述一个或多个模型参数的一个或多个附加值；以及响应于确定所述一个或多个附加值中的至少一些落在所述一个或多个集群之外而检测（410）所述至少一个模型与所述过程之间的失配。

【技术特征摘要】
2016.09.16 US 62/395950;2017.06.28 US 15/6363471.一种方法，包括：重复地标识（404）针对与过程相关联的至少一个模型（144、230）的一个或多个模型参数的一个或多个值，针对所述一个或多个模型参数的所述一个或多个值使用与所述过程相关联的数据来标识；将所述一个或多个模型参数的值群集（406）成一个或多个集群（604）；使用与所述过程相关联的附加数据来标识（408）针对所述一个或多个模型参数的一个或多个附加值；以及响应于确定所述一个或多个附加值中的至少一些落在所述一个或多个集群之外而检测（410）所述至少一个模型与所述过程之间的失配。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述过程包括工业过程；至少一个工业过程控制器（106、204）被配置成使用所述至少一个模型来控制工业过程的至少部分；并且所述方法还包括响应于检测到失配而采取（412）校正动作。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述校正动作包括生成针对工业过程控制器的至少一个新的或经更新的模型（144、230）。4.根据权利要求1所述的方法，其中将值群集成一个或多个集群包括使用支持向量机，支持向量机使用核函数来通过将数据映射到其中集群边界被标识的空间中而生成数据的群集。5.根据权利要求1所述的方法，其中重复地标识针对一个或多个模型参数的一个或多个值包括使用与所述过程相关联的操作数据的移动或滑动窗口。6.根据权利要求1所述的方法，其中标识所述一个或多个值和标识所述一个或多个附加值均包括通过以下来执行闭环模型标识：使用闭环数据标识第一模型；基于第一模型对闭环数据进行过滤；以及基于经过滤的闭环数据而标识第二模型。7.根据权利要求6所述的方法，其中：第一模型包括高阶自回归外生（ARX）模型；并且第二模型包括输出误差（OE）模型。8.根据权利要求1所述的方法，其中所检测到的失配指示所述过程已经...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢秋岗，RB戈帕卢尼，MG福布斯，PD勒文，JU贝克斯特伦，GA迪蒙，
申请(专利权)人：霍尼韦尔有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA