用于调整设施的数据处理系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种数据处理系统，具有用于设施（１０４）的设施控制器（１０２），其中所述设施控制器被设计成用于捕获过程变量（１２２）；设施模型（１３６），用于使用一部分所捕获的过程变量来计算所模拟的过程变量（１２４）；以及用户接口（１１６，１１８），用于输出所捕获的过程变量和所模拟的过程变量。

Data processing system and method for adjusting facilities

The invention relates to a data processing system is used for facilities (104) facilities (102), the controller where the installation controller is designed to capture process variables (122); facilities (136), model for use as part of a process variable captured to calculate the simulated process variables (124); and the user interface (116118), for capturing the output of the process variables and the simulated process variables.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据处理系统、用于监视设施(installation)的方法和用于调整设施的方法以及相关的计算机程序产品。在现有技术中已知就有各种用于配置设施的模拟方法。这种模拟方法用来模拟设施的设计以便验证所述设计。另外，模拟结果可以被取做用于在设计阶段改变设施的配置的基础，以便优化所述设施。US2001/0021900A1还公开了使用设施模型(即“模型预测控制”)来控制设施。相比之下，本专利技术目的在于提供一种改进的数据处理系统、用于监视设施的方法、用于调整设施的方法以及相关的计算机程序产品。特别地是，本专利技术目的在于提供对设施模型的新的使用。本专利技术的目的分别借助于独立专利权利要求的特征来实现。在从属专利权利要求中规定了本专利技术的优选实施例。所专利技术的数据处理系统具有用于设施的设施控制器，所述设施控制器被设计成用于捕获过程变量。设施模型用来根据所捕获的部分过程变量来计算模拟的过程变量。可以使用用户接口来输出所捕获的过程变量和所模拟的过程变量。其优点在于可以由操作人员在设施控制器上容易地检测在所捕获的过程变量和所模拟的过程变量之间的差异。如果例如所模拟的过程变量与所捕获的过程变量大大不同，那么这表明在捕获相关过程变量中存在错误。举例来说，在所捕获的过程变量和所模拟的过程变量之间的差异可能由有故障的传感器所导致。如果经由用户接口输出了很大分歧的捕获和模拟的过程变量，那么这可以被操作人员认定为用于检查相关传感器或仪表的建议，其中所述相关传感器或仪表用于捕获所述过程变量。优选地是，在设施模型中用于计算所模拟的过程变量的输入变量只是相对较少捕获的过程变量，特别是具有最高正确概率的、所捕获的过程变量。这些过程变量是用于设施的基本操作参数，特别是诸如当前所供应的操作物质和能量的量。根据这种基本过程变量，设施模型计算所模拟的过程变量，可以把所述模拟的过程变量与所捕获的过程变量相比较。依照本专利技术的一个实施例把所捕获的过程变量存储在数据库中。可以由计算机向数据库请求过程变量。可以基于适当的用户命令或在预编程的时间间隔内(诸如每20分钟)来向数据库发出对过程变量的请求。计算机使用从数据库所请求的过程变量，来利用设施模型模拟所述过程变量。为了向数据库请求所捕获的过程变量，把计算机联网到所述数据库。依照本专利技术的一个实施例，本地存储由计算机从数据库中请求的、所捕获的过程变量。可以使用进一步的用户接口来访问所捕获的过程变量以便改变它们。随后的模拟可以确定过程变量的改变是否会导致制造过程的改进，特别是成本的降低。依照本专利技术的另一实施例，计算机具有用于优化过程变量的优化器。为此，优化器改变所捕获或模拟的过程变量中的一个或多个。当过程变量已经被优化器改变时，执行模拟。优化准则尤其可以是要供应的操作物质量(诸如开始材料、溶剂、催化剂等的量)以及要供应的能量的量或制造成本。优选地是，从数据库请求成本参数以便执行所述优化。可以手动地把成本参数输入到数据库中。作为选择，还可以从“企业资源计划(Enterprise Resource Planning ERP)”系统中读取成本参数。依照本专利技术的一个实施例，计算机产生包含有借助于模拟所获得的优化过程变量的文件。所述文件被经由网络从计算机传送到设施控制器。此类型的过程控制系统可以用于许多过程，例如用于制造聚合物，优选用于制造合成橡胶，诸如EPDM(ethylene-propylene-dienerubber三元乙丙橡胶)、CR(polychloroprene rubber氯丁橡胶)、NBR(nitrile-butadiene rubber丁腈橡胶)、HNBR(hydrogenated nitrile-butadiene rubber氢化丁腈橡胶)、SBR(styrene-butadiene rubber丁苯橡胶)、BR(polybutadiene rubber聚丁二烯橡胶)、EVM(ethylene-vinyl acetate rubber乙烯-醋酸乙烯酯橡胶)或IIR(butyl rubber丁基橡胶)。特别有益地是，本专利技术可以用于制造异氰酸酯，特别是TDI。为了制造TDI，把甲苯二胺(toluenediamine TDA)溶入光气中。所使用的溶剂例如是邻二氯苯(ortho-dichlorobenzene ODB)。可以在一个或多个子反应中特别是在一个或多个反应器中进行用于制造TDI的化学反应。当TDA与光气起反应时，除所述TDA之外还获得具有光气的气态氯化氢以及具有TDI的溶剂。借助于蒸馏把TDI与气态氯化氢分离。然后例如把气态氯化氢冷却到-15℃，以便通过冷凝来回收光气和溶剂。依照这种方式可以在该过程中重复利用所述光气和溶剂。通常，调整TDI的制造以使产量尽可能地高。在这里，产量指的是在反应期间被转换为TDI分子的TDA分子的比例。然而，在这种情况下的缺点在于高产量要求高比例的溶剂，这可能导致用于能量和材料的成本相对较高。相比之下，本专利技术能够控制TDI的制造以便优化要供应的操作物质和能量的量由此优化了制造成本。下面参考附图来更详细地解释本专利技术的优选实施例，其中附图说明图1示出了根据本专利技术的数据处理系统的优选实施例的框图，图2示出了根据本专利技术的监视方法的优选实施例的流程图，图3示出了根据本专利技术的调整方法的优选实施例的流程图。图1示出了数据处理系统100的框图。数据处理系统100具有设施控制器102，用于控制和/或调整设施104。设施控制器102例如是“过程控制系统”，其可以用一个或多个可编程逻辑控制器(programmablelogic controller PLC)来制造。设施104例如是化学生产工厂，用于通过供应操作物质和能量来制造物质。作为一个例子，设施104用于从TDA制造TDI，其中把所述TDA溶入光气中。所使用的溶剂优选是ODB。设施104具有起动元件106，例如用于设置所供应的操作物质和能量的量，以及传感器108，用来测量用于设施的过程变量，诸如压强、温度和浓度。起动元件106和传感器108借助于现场总线110连接到设施控制器102。设施控制器102具有至少一个处理器112，用于控制和/或调整设施104。处理器112用来执行程序模块114和程序模块116。程序模块114提供了“软传感器”。因而程序模块114用于例如根据由传感器108所测量的一个或多个过程变量来计算当前过程变量。程序模块116提供了用户接口。举例来说，设施控制器102具有带有屏幕118和一个或多个输入元件(诸如键盘、计算机鼠标和/或触摸屏)的操作台。由程序模块116所提供的用户接口可以由操作人员在设施控制器102上使用来实现对过程变量的读取或写入访问。设施控制器102被连接到数据库120。数据库120用来控制由设施控制器102所捕获并计算的过程变量122，以及用来存储通过模拟所获得的过程变量124。数据库120可以是设施控制器102的组成部分。作为选择，数据库120可以在独立的硬件组件上产生，所述硬件组件如图1的示例性实施例中那样直接连接到设施控制器102或经由网络连接到设施控制器102。由程序模块116所提供的用户接口用来生成具有表126的显示窗口，例如用于表明各个过程变量所捕获和模拟的值。由程序模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据处理系统，具有用于设施（１０４）的设施控制器（１０２），所述设施控制器被设计成用于捕获已经被测量或通过计算导出的过程变量（１２２），设施模型（１３６），用于使用部分所捕获的过程变量来计算所模拟的过程变量（１２４），　 　至少一个用户接口（１１６，１１８），用于输出所捕获的过程变量和所模拟的过程变量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J柯施，F斯蒂芬斯，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]