用于具有接至多个现场设备的控制器的过程设备中的系统技术方案

一种过程控制系统，包括被设置为与过程控制模块以及与诸如成本、吞吐量和利润数据的经济数据源进行通信的经济模型，并使用该经济模型来确定与设备正在运行时的过程设备的实际操作相关联的有用的经济参数或信息。该经济模型可以被用于基于过程的实际的当前运行状态以及与成品、原材料等相关联的商业数据来实时地提供诸如利润率、生产产品的成本等的金融统计。这些金融统计可以被用于在过程网络中发出警报和报警，并被用作到过程设备优化器等的输入，以提供更好或更优化的过程控制以及提供对导致设备的最大利润率的状况进行的较好理解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及过程控制系统以及，更具体地，涉及通过使用经济核算来便利并 提供更好的过程或设备的控制。
技术介绍
过程控制系统(process control system)，像在化工、石油或者其它的生产过程 中使用的那些一样，典型地包含一个或多个的集中过程控制器，该控制器被通过模拟、数字 或者模拟/数字组合的总线可通信地连接到至少一个主机或操作者工作站上以及连接到 一个或多个现场设备上。这些现场设备，可以是例如阀门、阀门定位器、开关和发送器(例 如，温度、气压和流速传感器)，执行在过程中的功能，诸如，打开或关闭阀门以及测量过程 参数。过程控制器接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或其它与现场设备有关 的信息，使用这个信息来执行控制例程然后并产生控制信号，该控制信号被通过总线或其 它的通信线路发送到现场设备，以控制过程的操作。来自现场设备和控制器的信息可用于 由操作员工作站执行的一个或多个应用程序，这样就可以使操作员执行所期望的关于过程 的功能，诸如察看过程的当前状态，修改过程的操作等。典型地，一种过程控制系统可以在包括有几个过程控制设备、部件和/或服务供 应商和消费者的商业公司内运行，这些设备、部件和/或服务供应商和消费者都可以分布 在一个大的地理区域内，或者在一些情况下，可以分布在整个世界范围内。过程控制设备、 供应商和消费者可以使用各种通信介质和技术或平台例如网络、卫星链路、基于地面的无 线传输、电话线等进行彼此之间的相互通信。当然，国际互连网对于许多商业公司来说已经 成为一个优选的通信平台，这是因为已经建立了通信基础设施，这就使得对于公司来说通信基础设施的成本接近于零，并且用于经由英特网进行通信的信息的技术是容易理解的、 稳定的、安全的等。公司内的过程设备可以包含一种或多种过程控制系统以及大量的其它与商业 相关的或者信息技术的系统，这些系统是用来支持或维护或者是用来影响过程设备的运 行。通常，在过程设备中的信息技术系统可以包括制造执行系统，例如，维护管理系统，并 且也可以包括公司资源计划系统，例如，调度(scheduling)、会计(accounting)和采购 (procurement)系统。尽管这些信息技术系统可以在物理上位于一个设备之中或在其附近， 但是，在一些情况下，这些系统的几个或可能所有可以位于离设备较远的位置并可以使用 英特网或任何其它合适的通信链路与该设备进行通信。每一个过程设备也可以包括用户交互式应用程序，该应用程序可以在可通信地连 接到用于协调或执行设备内的过程控制系统的活动的一个或多个服务器、工作站或者其它 的计算机上的服务器或工作站上被执行。这样的用户交互式应用程序可以执行商业活动管 理功能、历史数据管理功能、资产管理功能、批管理功能、诊断功能等。此外，设备中的每一 个过程控制系统都可以包括过程管理应用程序，该过程管理应用程序可以，例如，管理与报 警和/或其它过程事件相关的信息的通信并提供该信息，提供与过程的状况或正在由过程 设备执行的过程相关的信息或数据，提供与有关与过程控制设备相关联的设备的状况或性 能的信息或数据，等。特别地，过程管理应用程序可以包括振动监视应用程序、实时优化应 用程序、专家系统应用程序、预定维护应用程序、控制循环监测应用程序、或者其它的与控 制、监测和/或维护过程控制系统或设备有关的应用程序。仍进一步地，一个过程设备或者 公司可以包括一个或多个通信应用程序，该应用程序可以通过各种不同的通信介质和平台 将信息从过程控制系统或者设备传送给用户。例如，这些通信应用程序可以包括电子邮件 应用程序、寻呼应用程序、语音消息应用程序、基于文件的应用程序等，所有的这些应用程 序都可以被用来通过无线或者硬连线介质将信息发送给台式计算机、膝上型计算机，个人 数据助理，蜂窝电话或寻呼机、或者任何其它类型的设备或硬件平台。尽管现在复杂的信息技术系统通常与过程设备相关联并且大批的数据也与此相 关联，但是为了优化设备输出，用于控制设备的方式通常已经基于相同的原理，即，在某些 质量限制中增加设备的吞吐量。然而传统上存在一种从利润或者经济角度上来优化地运行 设备的尝试，这样做已经有些困难，这是因为已经使用金融和结算信息以及最好是保守的 其它数据来进行利润分析。例如，在相关执行之后的两周到一个月的时间内，利润率、成本、 存货、运行效率、废物、废料、质量、以及其它的产业管理信息就已经被合计报告了。结果是， 这种信息就不适于与时间相关的方式，或者与其它的测量及分析或者外部环境、市场因素 或信息相集成。因此，当前的设备控制方法很少或者没有为在线或者最新的过程或商业管 理提供支持，并且缺少封闭的循环控制的概念以及对正在被管理的实体的任何部分或方面 的优化。
技术实现思路
一种过程控制系统包括与过程控制模块和经济数据源进行通信中所设置的经济 模型，并在设备正在运行时，使用该经济模型来确定与过程设备的实际运行相关联的有用 的经济参数或信息。该经济模型也能用来根据过程的实际的当前运行状态以及与完成的6产品、原材料等相关联的商业数据，来实时地提供诸如利润率、生产产品的成本等的金融统 计。这些金融统计能被用来在过程网络中驱动报警和警告，并被用作对过程设备优化器等 的输入，以便提供更好或更优化的过程控制以及提供对导致设备的最大利润率的条件的更 好的理解。附图说明图1是一个过程设备的方块图，该过程设备具有相互可通信地连接的过程控制 系统、过程设备监测系统以及商业系统，以便提供在设备中的在线的金融核算(financial calculation)禾口it/j1 ；图2是用来说明图1的设备中的数据流的数据流程图；图3是通过通信调度器系统与多个数据用户可通信地相互连接的多个数据源的 图；图4是用来说明图3的系统中的数据流的数据流程图；图5是说明一种方式的功能性方框图，在该方式中，商业系统能与过程控制以及 过程监测系统可通信地相互连接，以便用来提供在过程设备中的在线金融核算和分析；图6是由图1的过程控制系统中的诊断应用程序所提供的第一示例性屏幕视图， 该图用于说明其中金融或经济数据可以被用来将过程控制诊断信息提供给用户的方式；图7是另一个示例性屏幕视图，可以通过图1的设备的图形用户接口之一将该屏 幕视图显示给用户，以向用户提供在控制图1的过程设备中所使用的在线金融信息；图8是一个示例性屏幕视图，可以通过图1的设备的图形用户接口之一将该屏幕 视图显示给用户，以使用户能够通过使用根据当前正在运行的过程所产生的经济数据来改 变或影响设备的运行；以及图9是另一个示例性屏幕视图，可以通过图1的设备的图形用户接口之一将该屏 幕视图显示给用户，以通过使用根据当前正在运行的过程所产生的经济数据来察看设备的 最佳操作状态。具体实施例方式现在参照图1，过程控制设备10包括大量的通过一个或多个通信网络与大量的 控制和维护系统相互连接的商业和其它计算机系统。图1中说明的过程控制设备10包 括一个或多个过程控制系统14，该过程控制系统14可以是，例如，分布式过程控制系统 或者任何其它期望类型的过程控制系统。过程控制系统14包括一个或多个操作员接 口 14A，该操作员接口 14A通过总线，例如以太网总线连接到一个或多个分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有与多个现场设备相连接的控制器的过程设备中使用的系统，包括：数据源，包括涉及所述过程设备的操作的经济数据；诊断应用程序，被可通信地连接到所述控制器，其中所述诊断应用程序适于采集在所述过程设备的运行期间涉及所述过程设备的操作的诊断数据；经济模型，与所述数据源和所述诊断应用程序相连接，以接收和使用所述诊断数据和所述经济数据，来开发出关于所述过程设备的操作的经济参数；以及控制应用程序，适于利用所述经济参数来执行所述过程设备中的控制活动。

【技术特征摘要】
US 2003-7-30 60/491,066;US 2004-3-11 10/798,101一种在具有与多个现场设备相连接的控制器的过程设备中使用的系统，包括数据源，包括涉及所述过程设备的操作的经济数据；诊断应用程序，被可通信地连接到所述控制器，其中所述诊断应用程序适于采集在所述过程设备的运行期间涉及所述过程设备的操作的诊断数据；经济模型，与所述数据源和所述诊断应用程序相连接，以接收和使用所述诊断数据和所述经济数据，来开发出关于所述过程设备的操作的经济参数；以及控制应用程序，适于利用所述经济参数来执行所述过程设备中的控制活动。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制应用程序是优化器应用程序，该优化器 应用程序用于生成一组在控制所述过程设备中使用的控制目标参数，从而基于所述经济参 数来优化所述过程设备的操作。3.根据权利要求2所述的系统，还包括显示应用程序，适于使得用户能够选择一个或 多个在生成控制目标参数组中由所述优化器应用程序所使用的优化器因素。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制应用程序是过程控制例行程序，该过程 控制例行程序适于在控制器上被执行，以使用所述经济参数来生成将要发送给过程设备中 的多个现场设备中的一个的控制信号，从而控制所述过程设备的操作。5.根据权利要求1所述的系统，还包括与适于将所述经济参数显示给用户的经济模 型相连接的显示应用程序。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述显示应用程序适于结合所述经济参数的显 示，来显示一个或多个与所述诊断数据相关联的诊断参数。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述一个或多个诊断参数包括与所述过程设备中 的控制循环的操作相关联的参数。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个诊断参数包括在控制循环中的一 个或多个控制信号的可变性测量。9.根据权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个诊断参数包括在控制循环中的一 个或多个控制块的操作模式指示。10.根据权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个诊断参数包括用于控制循环中 的一个或多个控制信号的限制指示。11.根据权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个诊断参数包括与控制循环中的 一个或多个控制块相关联的一个或多个报警。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据源适于通过无线通信信道与所述经济 模型进行通信。13.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据源适于通过在所述数据源和所述经济 模型之间设置的路由器来与所述经济模型进行通信。14.根据权利要求12所述的系统，其中所述数据源是手持数据源，该手持数据源适于 通过无线通信信道与所述路由器进行通信。15.根据权利要求1所述的系统，还包括执行引擎，用于在过程设备的运行期间执行 所述经济模块，以开发出用于发送给所述控制应用程序的经济参数。16.一种用于协助进行过程设备控制的方法，包括在过程设备的运行期间，根据在服务供应商站点的规则，采集涉及与过所述程设备的运行相关联的经济因素的经济数据； 在过程设备的运行期间，根据在服务供应商站点的规则，采集涉及所述过程设备中的 控制操作的过程控制数据； 在服务供应商站点处运行用于通过使用所述经济数据和所述过程控制数据来模拟所 述过程设备的操作的计算机模型，以生成模型输出；使用在服务供应商站点处的模型输出，来在所述过程设备的运行期间，确定将要相对 于所述过程设备的操作来执行的一个或多个活动；以及从服务供应商站点将所述一个或多个活动的指示提供给所述过程设备，以用于控制所 述过程设备的操作。17.根据权利要求16所述的方法，还包括收取一次或多次运行所述计算机模...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里恩A凯斯，马克尼克松，特伦斯布莱文斯，
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]