用于异常情况检测中的统计处理方法技术

本发明专利技术公开了对一或多种异常情况的检测，其利用工厂内统计过程监控块所做的对一或多项过程参数或变量测量的诸如平均值、中值、标准差之类的各种统计测量值来执行。这种检测在许多情况下通过利用专门的数据滤波器和数据处理技术而得到增强，这些技术被设计成在计算上简单，从而能够在具有有限处理能力的现场设备中被应用于以高采样速率收集到的数据。已增强的数据或测量可以用于提供更佳或更精确的数据统计测量值，可以用于修整数据以移除该数据的离群值，可以用于使该数据拟合到非线性函数，或者可以用于快速检测诸如分裂蒸馏塔和流化床催化裂化器之类的特定工厂设备内的各种异常情况的发生。

Statistical processing method for anomaly detection

The invention discloses a detection of one or more abnormal situations, the use of factory made by statistical process monitoring blocks such as of one or more process parameters or variables measuring the average, median and standard deviation of various statistical measures such as value to perform. This detection in many cases by using specialized data filters and data processing technology are enhanced, these techniques are designed to be computationally simple, in order to field devices with limited processing capability is applied to the high sampling rate data collected. Enhanced data or measurements can be used to provide better or more accurate statistical measurements can be used for trimming data to remove outliers from this data, can be used to fit this data to a nonlinear function, or can be used for various abnormal conditions for rapid detection of specific plant equipment such as distillation tower and fluidized bed catalytic cracking device like in the.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总地涉及在加工厂中执行诊断和维护，更具体地说，涉及以一种 减少或防止加工厂内异常情况的方式来提供加工厂内的诊断功能。
技术介绍
过程控制系统，例如用于化学、石油或者其它过程中的那些过程控制系 统，通常包括一或多个集中式或分布式过程控制器，这些过程控制器通过模 拟总线、数字总线或者数模混合总线，与至少一个主机或者操作员工作站以 及与一或多台类似现场设备这样的过程控制和仪表设备通信连接。现场设 备，例如可以是阀、阀定位器、开关、变送器或者传感器(例如温度传感器、 压力传感器以及流速传感器)，被设置在加工厂环境中，并且执行过程中的 各项功能，例如开关阀、测量过程参数、增大或者减小流体流量等等。智能 现场设备，例如符合众所周知的FOUNDATIONTM现场总线(下文中称为"现 场总线(Fieldbus)")协议或者HART⑧协议的现场设备，还可以执行控制 计算、告警功能以及其它通常在过程控制器中实现的控制功能。过程控制器通常位于加工厂环境中，接收由现场设备做出的或者与现场 设备相关的表示过程测量结果或者过程变量的信号和/或有关该现场设备的 其它信息，并且执行控制器应用程序。控制器应用程序实现例如不同的控制 模块，这些控制模块做出过程控制决策、基于收到的信息生成控制信号，以 及与在诸如HART和Fieldbus现场设备的现场设备中执行的控制模块或控制 块协调一致。过程控制器中的控制模块在通信线路或者信号路径上向现场设 备发送控制信号，从而控制过程中的操作。来自现场设备和过程控制器的信息通常可用于一或多台硬件设备，例如 用于操作员工作站、维护工作站、个人计算机、手持设备、数据历史库、报 告生成器以及集中数据库等等，以使操作员或者维护员可以执行所需要的关 于该过程的功能，例如改变过程控制例程的设置、修改过程控制器或者智能 现场设备中控制模块的操作，查看该过程或者加工厂中特定设备的当前状 态，查看现场设备和过程控制器产生的告警，用于人员培训或者过程控制软 件测试的目的而对过程的操作进行仿真，以及诊断加工厂中的问题或者硬件 故障等等。虽然典型的加工厂具有许多连接到 一 或多个过程控制器的过程控制和 仪表设备，例如阀、变送器、传感器等等，但是同时还存在许多过程操作所 必需的或者与过程操作相关的其它支持设备。举例来说，这些附加设备包括 放置在典型工厂的许多地方的供电装置、发电和配电装置、以及诸如涡轮和 电机之类的旋转装置等等。虽然这些附加装置并不一定产生或者使用过程变 量，并且在多数情况下，也不会为了实现过程操作的目的而由过程控制器来 控制，甚至也不与过程控制器连接，但是这些装置对于正确的过程操作而言 仍然是重要的，并且归根结底是必需的。所周知的是，加工厂环境中时常出现问题，特别是拥有大量现场设备和 支持装置的加工厂。这些问题的形式可以是设备故障或者失灵、流体线路或 导管堵塞、诸如软件例程的逻辑元件配置不当或处于不当模式、过程控制回 路被不正确的调节以及加工厂的设备之间的 一或多个通信故障等等。大量这 样或其它的问题实际上通常导致过程工作在异常状态(即，加工厂处于异常 情况)，而这些异常状态通常与加工厂的非最优性能有关。已经有许多诊断 工具和应用程序被开发出来，以在一旦问题出现并且被检测到时，用于检测 和确定加工厂中问题的原因，并且帮助操作员或者维护员对这些问题进行诊断和纠正。例如，通过诸如直接总线或无线总线、以太网、调制解调器、电 话线之类的通信连接通常与过程控制器相连的操作员工作站，其具有适于运行软件或者固件的处理器和内存，例如由爱默生过程管理公司(Emerson Process Management)出售的其中软件具有大量控制模块和控制回路诊断工 具的DeltaV 和Ovation控制系统。类似地，通过与控制器应用软件相同 的通信连接或者通过诸如OPC连接、手持连接之类的不同的通信连接而与 例如现场设备这样的过程控制设备相连的维护工作站，其通常包括一或多个 应用软件，以查看由加工厂中的现场设备生成的维护告警或者警报，测试加 工厂中的设备，以及对加工厂中的现场设备和其它设备进行维护行为。类似 的诊断应用程序已经被开发出来，以用于对加工厂中的支持装置的问题进行 诊断。这样，举例来说，由爱默生过程管理公司出售的资产管理解决方案 (AMS)应用程序(其中的至少一部分由专利号为5, 960, 214且名称为 "Integrated Communication Network for use in a Field Device Management System"("用于现场设备管理系统的集成通信网络")的美国专利所公 开)，可以与现场设备通信并且保存有关现场设备的数据，从而确定并追踪 现场设备的操作状态。在一些情况下，AMS应用程序可以用于与现场设备 通信，来改变现场设备中的参数，使现场设备自行运行例如自校准例程或者 自诊断例程这样的应用程序，以及获取现场设备的状态或健壮信息，等等。 举例来说，这些信息可以包括状态信息(例如，是否发生了告警或者其它类 似事件)、设备配置信息(例如，现场设备当前所处的或者可以被配置成的 方式以及现场设备所用的测量单元的类型)、设备参数(例如，现场设备范 围值和其它参数)，等等。当然，这些信息可以被维护员用来监控、维护、 和/或诊断现场设备的问题。类似地，许多加工厂包括装置监控和诊断应用程序，例如由CSI系统提 供的RBMware软件，或者其它任何已知的用于监控、诊断以及优化各种旋 转装置运行状态的应用软件。维护员通常利用这些应用软件来维护和检查工厂中旋转装置的性能，以确定旋转装置的问题，以及确定旋转装置是否和在 什么时候需要修理或替换。类似地，许多加工厂包括电力控制和诊断应用软件，例如由Liebert和ASCO公司提供的那些应用软件，以控制和维护发电 和配电装置。已知的还有通过在加工厂中运行控制优化应用软件，例如实时 优化器(RTO+ )来优化加工厂中的控制行为。这些优化应用软件通常使用 复杂的算法和/或加工厂模型，以预报怎样通过改变输入来优化加工厂的操 作，从而达到一些例如效益的目标优化值。这样或者其它的诊断和优化应用程序通常在基于一或多个操作员或维 护工作站的系统尺度上实现，并且可以向操作员或者维护人员提供关于加工 厂或者加工厂内设备和装置的运行状态的预先配置的显示器。典型的显示器 包括告警显示器，其接收由加工厂内的过程控制器或者其它设备产生的告 警；控制显示器，其表示加工厂内的过程控制器或者其它设备的运行状态； 维护显示器，表示加工厂内设备的运行状态，等等。类似地，这样或者其它 的诊断应用程序可以使操作员或者维护员能够重调节控制环路或者重置其 它控制参数，在一或多台现场设备上运行测试以确定这些现场设备的当前状 态，校准现场设备或者其它装置，或者在加工厂的设备和装置上进行其它的 问题^^测和纠正行为。虽然这些各种应用程序和工具极有助于识别和纠正加工厂中的问题，^f旦 是这些诊断应用程序通常被配置为只在加工厂中已经发生问题后，也就是随 之在工厂中已经存在异常情况后，才能起作用。不利的是，在被这些工具检 测、识别和纠正之前，异常情况可能已经存在了一段时间，从而导致在问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测与加工厂相关的异常情况的方法，包括：　　　　接收由至少一台与所述加工厂相关的探测设备探测出的与过程参数有关的测量数据；　　　　使用所述测量数据来确定与所述过程参数相关的一或多项统计测量值；并且　　　　使用所述与所述过程参数相关的一或多项统计测量值来检测所述加工厂内的异常情况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡迪尔卡瓦卡里欧卢，
申请(专利权)人：费舍柔斯芒特系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]