过程控制系统及数据处理方法技术方案

本发明专利技术提供一种过程控制系统和数据处理方法，该过程控制系统包括：一个或多个现场设备，配置于工厂；控制装置，通过对所述现场设备进行输入或输出的至少其中之一来进行所述工厂的控制；变化倾向计算部，对包含由所述现场设备得到的各时间点的观测值在内的时间序列数据的变化倾向进行计算。

【技术实现步骤摘要】
过程控制系统及数据处理方法本申请请求于2017年04月28日向日本专利局提交的日本专利申请2017-089880的优先权，其全部内容通过援引加入其中。
本专利技术涉及过程控制系统及数据处理方法。
技术介绍
目前，为了在过程控制系统中对控制对象的过程运行进行操作，设有操作监视终端。使用该终端，作为用户的操作员能够任意地选择数个表示现场设备等测量到的过程状态量等的各种时间序列数据。例如，日本专利第5868784号公报中记载的过程监视系统根据从测量工业过程的状态量的现场设备输出的时间序列数据及该状态量的变化倾向来判断工厂的状态。显示其判断的结果、得到的状态和状态量。此外，日本专利公开2014-167706号公报记载的监视装置根据由传感器测量到的物理量，输出趋势图表。在该图表中，将包含未来物理量预测值的物理量的时间序列数据图表化。操作员分析在操作监视终端的显示部选择的时间序列数据的变化倾向，并进行异常的发现及未来值的预测等。此外，近来现场设备智能化不断发展。例如，若干现场设备具有检测放置本机的环境状态及本机的设定状态等的功能、及将检测到的状态信息通知给其他设备的功能。上述状态包括例如周围温度、测量区间设定异常、导压管堵塞及阀工作累积信息。此外，作为通知地的设备例如为设备管理终端。用户即维修员确认表示通知的状态的时间序列数据的变化，在发展成为障害之前，进行判定是否要实施维修作业。在操作监视终端等的显示部通常显示表示状态值及设备的状态量等观测量的时间序列数据，其中状态值表示过程的状态，设备的状态量表示现场设备的状态。操作员及维修员根据自身的经验和知识，对显示的时间序列数据进行解释，并预测其未来值。因此，要求操作员及维修员具有比较高的能力。因此，包括运行操作及维修员等在内的运行负担较大。此外，通常一个操作员不得不操作监视多个时间序列数据。需要操作监视的时间序列的数量在小规模的工厂中有数十个，若为大规模的工厂则攀升到数千个。解释各个时间序列数据并预测其未来值带来较大的负担。因此，实质上应操作监视的点中有时仅能够监视极少一部分。此外，预测能够自主检测及输出本机状态的智能现场设备今后会进一步普及。但是若维修员一个人的监视对象台数过多，则从现场设备获得的信息有可能无法完全灵活运用。进而，为了支持操作员及维修员的操作，有时计算使用模拟器的预测功能获得的相对于状态量的输出值，并作为当前时间点之前的时间序列数据的未来状态量的预测趋势显示在显示部。但是，若不是对工厂中处理的物质物性及外部环境等具有广泛知识的工程师，则无法应对用于模拟的模型生成。此外，用于模拟的模型生成还花费较大的作业量(例如，数人月程度)。因此，对于增加的全部监视点建构模型变得更加困难。
技术实现思路
本专利技术的过程控制系统及数据处理方法是鉴于上述问题实施的。即，根据本专利技术提供的过程控制系统及数据处理方法，在过程控制系统的操作员及维修员等用户观察大量时间序列数据时能够准确地掌握其观测值的变化倾向。(1)本专利技术用于解决上述问题，本专利技术的一方式是一种过程控制系统，其包括：一个或多个现场设备，配置于工厂；控制装置，通过对所述现场设备进行输入或输出的至少其中之一来进行所述工厂的控制；变化倾向计算部，对包含由所述现场设备得到的各时间点的观测值在内的时间序列数据的变化倾向进行计算。(2)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，所述变化倾向计算部连接所述现场设备和所述控制装置，且至少设置于输入来自所述现场设备的输出的输入部。(3)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，所述变化倾向计算部设置于所述现场设备。(4)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，所述变化倾向计算部设置于用于中转从所述现场设备向所述控制装置发送的观测值的中转装置(5)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，所述变化倾向计算部提取表示从第一时间点至第二时间点为止的解析范围内各时间点的观测值的时间序列数据，以使目标函数最小化的方式，计算出表示所述解析范围内所述观测值的变化倾向的一次函数的斜率，所述目标函数是所述解析范围内各时间点的乘积值的总和，所述乘积值是所述一次函数的函数值与所述观测值之间的差分的平方值乘以权重系数得到的数值，从所述第一时间点至所述各时间点为止的经过时间越大，所述权重系数的数值越大。(6)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，包括通知筛选部，所述通知筛选部根据每个通道的所述变化倾向来筛选用于通知所述通道相关信息的通道。(7)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，所述通知筛选部包括：存储部，预先存储将表示每个通道的所述变化倾向的模式与指定的通道建立对应的判断表格；通知输出部，参照所述判断表格，选择与每个通道的时间序列数据所示的观测值的变化倾向一致的模式，并筛选与所述模式建立对应的指定通道。(8)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，所述判断表格包括分配有优先级的所述模式，当筛选出的模式个数为多个时，分配给该模式的优先级越高，所述通知输出部越优先地输出与该模式建立对应的指定通道所相关的信息。(9)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，所述通知筛选部根据每个通道的所述变化倾向，计算从当前时间点至该通道观测值超过规定阈值的时间点为止的预想时间，并根据每个通道的所述预想时间来筛选用于通知所述通道相关信息的通道。(10)本专利技术的另一方式是在上述的过程控制系统中，还包括用于显示所述时间序列数据或所述变化倾向的管理装置。(11)本专利技术的又一方式提供一种数据处理方法，包括：将一个或多个现场设备配置于工厂；通过对所述现场设备进行输入或输出的至少其中之一来进行所述工厂的控制；计算包含由所述现场设备至少其中一个测量到的各时间点的观测值在内的时间序列数据的变化倾向。根据本专利技术，观察时间序列数据的用户的观测值的变化倾向解释及未来值的预测所涉及的负荷得以降低。因此，能够准确地掌握观测值的变化倾向。此外，通过降低对于各个观测值的负荷，实质上能够监视更多的时间序列数据。附图说明图1是表示第一实施方式涉及的控制系统的一结构例的框图。图2是表示第一实施方式涉及的变化倾向判定部的一结构例的框图。图3是表示第一实施方式涉及的终端装置的一结构例的框图。图4是表示第一实施方式的变形例涉及的控制系统的一结构例的框图。图5是表示第二实施方式涉及的控制系统的一结构例的框图。图6是第二实施方式涉及的通知筛选部的功能的说明图。图7是表示观测值的时间序列和斜率的显示例的图。图8是表示观测值的时间序列和斜率的其他显示例的图。图9是表示第二实施方式的变形例涉及的通知筛选部的一结构例的框图。图10A及图10B是表示观测值的变化倾向模式例的图。图11表示第二实施方式涉及的通知处理一例的流程图。图12是表示第二实施方式的变形例涉及的远程I/O节点的一结构例的框图。具体实施方式在下面的详细说明中，为了便于理解，记载了若干特定的细节以用于实施方式的完整理解，然而其中一个或多个实施方式可以不需要这些特定的细节也能够实施。在一些示例中，为了简化附图，对于公知的结构和器件仅示意性示出。下面，参照附图对本专利技术的实施方式涉及的过程控制系统及数据处理方法进行说明。＜第一实施方式＞首先，对本专利技术的第一实施方式涉及的控制系统的一结构例进行说明。图1是表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过程控制系统，其特征在于，包括：一个或多个现场设备，配置于工厂；控制装置，通过对所述现场设备进行输入或输出的至少其中之一来进行所述工厂的控制；变化倾向计算部，对包含由所述现场设备得到的各时间点的观测值在内的时间序列数据的变化倾向进行计算。

【技术特征摘要】
2017.04.28 JP 2017-0898801.一种过程控制系统，其特征在于，包括：一个或多个现场设备，配置于工厂；控制装置，通过对所述现场设备进行输入或输出的至少其中之一来进行所述工厂的控制；变化倾向计算部，对包含由所述现场设备得到的各时间点的观测值在内的时间序列数据的变化倾向进行计算。2.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，所述变化倾向计算部连接所述现场设备和所述控制装置，且至少设置于输入来自所述现场设备的输出的输入部。3.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，所述变化倾向计算部设置于所述现场设备。4.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，所述变化倾向计算部设置于用于中转从所述现场设备向所述控制装置发送的观测值的中转装置。5.根据权利要求1～4中任一项所述的过程控制系统，其特征在于，所述变化倾向计算部提取表示从第一时间点至第二时间点为止的解析范围内各时间点的观测值的时间序列数据，以使目标函数最小化的方式，计算出表示所述解析范围内所述观测值的变化倾向的一次函数的斜率，所述目标函数是所述解析范围内各时间点的乘积值的总和，所述乘积值是所述一次函数的函数值与所述观测值之间的差分的平方值乘以权重系数得到的数值，从所述第一时间点至所述各时间点为止的经过时间越大，所述权重系数的数值越大。6.根据权利要求1～5中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田祥，高桥公一，江间伸明，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP