加工厂中异常状况的多元检测制造技术

检测加工厂中的过程的异常操作的方法和系统，包括采集在线过程数据。所采集的在线过程数据根据诸如焦化加热器之类的过程的多个过程因变量和过程自变量生成。使用过程数据的对应集合生成过程的操作的多个多元统计模型。每个模型是所述过程在线时所述过程的操作在不同时刻的测量值，并且至少一个模型是当所述过程在线且正常操作时所述过程的操作的测量值。所述模型被执行，以生成与对应的过程因变量的负荷值度量对应的输出，并且所述负荷值度量被用于检测所述过程的异常操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本乂>开内容总地来说涉及加工厂诊断，更具体地说，涉及一种涉及多元 统计技术的监控和诊断系统。
技术介绍
过程控制系统，例如化学、石油、或其它过程中所使用的过程控制系统， 通常包括一个以上通过模拟总线、数字总线或模拟/数字相结合的总线以可 通信方式连接至至少一个主机或操作员工作站以及一个以上过程控制和仪 表设备的集中式或分散式过程控制器。现场设备可以是例如阀、阀定位器、 开关、变送器和传感器(例如温度传感器、压力传感器和流速传感器)，它 们位于加工厂环境中，并在诸如开启或关闭阀和测量过程参数、增加或减小 流体流量等的过程中施行功能。诸如符合公知的FOUNDATION Fieldbus (以下称作Fieldbus)协议或HART⑧协议的现场设备之类的智能现场设备 还施行控制运算、报警功能和过程控制器中通常实现的其它控制功能。通常位于加工厂环境中的过程控制器接收表示现场设备所进行的或所 关联的过程测量值或过程变量的信号和/或与现场设备有关的其它信息，并 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 模块进行过程控制决策，基于所接收的信息生成控制信号，并且与诸如HART⑧和Fieldbus现场设备之类的现场设备中正在施行的控制才莫块或块一 起协调工作。过程控制器中的控制模块通过通信线路或信号路径向现场设备 发送控制信号，从而控制过程的操作。来自现场设备和过程控制器的信息对于诸如操作员工作站、维护工作 站、个人计算机、手持设备、历史数据库、报告发生器、集中式数据库等的 一个以上其它硬件设备可用，从而使操作员或维护人员能够施行针对过程的 期望的功能，例如改变过程控制例程的设置、更改过程控制器或智能现场设 备中的控制模块的操作、查看过程的当前状态或加工厂中的特定设备的当前 状态、查看由现场设备和过程控制器生成的警报、对过程操作进行仿真以训 练人员或测试过程控制软件，以及诊断加工厂中的问题或硬件故障。已知的是，在加工厂环境中，尤其是在具有大量现场设备和支持装置的 加工厂中，经常会有问题出现。这些问题可能是坏了的或故障的设备，诸如 软件例程之类的逻辑元件驻留在不正确的模式，过程控制环路被不正确地调 谐，加工厂中的设备之间的通信失败一次以上，等等。这些和其它问题实际 上会出现多个，通常会导致过程在异常状态下操作(即加工厂处于异常情 况)，这经常与加工厂的次最佳性能相关联。已经建立了 ^艮多诊断工具和应用程序来检测和确定加工厂中问题的产 生原因，并且一旦问题发生并被检测到，就协助操作员或维护人员诊断并校 正这些问题。例如，通常通过诸如直接或无线总线、以太网、调制解调器、 电话线等的通信连接连接至过程控制器的操作员工作站具有适于运行诸如 由爱默生过程管理公司出售的DeltaVTM和Ovation⑧控制系统之类的软件的 处理器和存储器。这些控制系统具有大量的控制模块和控制环路诊断工具。 同样，维护工作站可以通过与控制器应用程序相同的通信连接，或通过诸如 用于过程控制(OPC)的对象连接和嵌入(OLE)连接、手持连接等连接至 过程控制设备，维护工作站通常包括被设计为查看由加工厂中的现场设备生 成的维护警报和警告、对加工厂中的设备进行测试并对现场设备和加工厂中 的其它设备施行维护活动的一个以上应用程序。已经建立出类似的诊断应用程序来诊断加工厂中的支持装置的问题。因此，诸如AMSTM程序组来自爱默生过程管理公司的智能设备管理 器之类的商用软件能够与现场设备进行通信，并存储与现场设备有关的数 据，以确定并跟踪现场设备的操作状态。同时参考名称为"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No.5,960,214。在某些情况 下，AMSTM软件可以用来与现场设备进行通信以改变现场设备中的参数， 从而使现场设备本身运行诸如自校准例程或自诊断例程之类的应用程序，以 获取关于现场设备的状态或健康等的信息。这些信息可以包括例如状态信息 (例如是否发生了警报或其它类似的事件)、设备配置信息(例如现场设备 当前或可能被配置的方式以及现场设备所使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。当然，这些信息可以被维护人员 用来监控、维护和/或诊断现场设备的问题。类似地，很多加工厂都包括诸如CSI系统所提供的Machinery Health 之类的应用程序，用于监控、诊断和优化各种旋转装置的操作状态。维护人 员经常使用这些应用程序来维护或检查工厂中的旋转装置的性能，以确定旋 转装置的问题，并确定旋转装置是否必须被修理或更换以及修理或更换的时 间。类似地，4艮多加工厂包括电力控制和诊断应用程序，例如由Liebert和 ASCO公司提供的那些电力控制和诊断应用程序，以控制并维护发电和配电 装置。同时已知的是，在加工厂中运行诸如实时优化器(RTO+)之类的控 制优化应用程序，以优化加工厂的控制活动。这种优化应用程序通常使用复 杂的算法和/或加工厂的模型来预测可以以何种方式改变输入以针对诸如利 润之类的某个期望的优化变量优化加工厂的操作。这些和其它诊断和优化应用程序通常以全系统为基础在一个以上操作 员或维护工作站中实现，并且可以给操作员或维护人员提供关于加工厂或加 工厂中的现场设备和装置的操作状态的预配置显示。典型的显示包括接收过 程控制器或加工厂中的其它设备所生成的警报的报警显示、指示过程控制器和加工厂中的其它设备的操作状态的控制显示、指示加工厂中的设备的操作 状态的维护显示等。同样地，这些和其它诊断应用程序可以使操作员或维护 人员能够重新调谐控制环路或重新设置其它控制参数，以运行对一个以上现 场设备的测试，从而确定那些现场设备的当前状态，或校准现场设备或其它 装置。尽管这些多种应用程序和工具可以方便加工厂中的问题识别和校正，但 是这些诊断应用程序通常被配置为仅在加工厂中已经发生问题之后使用，因 此这些诊断应用程序仅在加工厂中已经存在异常情况之后使用。不幸的是， 在使用这些工具来检测、识别和校正异常情况之前，异常情况可能已经存在 一段时间，这导致问题被检测、识别和校正期间加工厂呈现次最佳性能。在 很多情况下，控制操作员首先基于警报、警告或加工厂的不良性能检测到存 在某个问题。然后操作员会通知潜在问题的维护人员。维护人员可能检测到 也可能检测不到实际的问题，并且可能在实际运行测试或其它诊断应用程序 之前需要进一步的提示，或施行识别实际问题所需的其它活动。 一旦问题被 识别出，维护人员就可能需要定购零件并调度维护程序，所有这些都会导致 问题的发生与该问题的校正之间有很长的时间段。在该时间段期间，加工厂 可能在通常与工厂的次最佳操作相关联的异常情况下运行。另外，很多加工厂可能会经历在相对较短的时间量内在工厂中产生严重 的代价或损坏的异常情况。例如，如果某些异常情况存在，则即使存在极短 的时间量，这些异常情况也会引起对装置的重大损坏、原材料的损耗或加工 厂中的明显不期望的停工。因此，仅仅在问题已经发生后检测工厂中的问题， 则不管该问题被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于检测加工厂中过程的异常操作的系统，该系统包括：　数据采集工具，适于从所述加工厂内的过程采集在线过程数据，其中所采集的在线过程数据表示当所述过程在线时所述过程的操作，并且其中所采集的在线过程数据根据所述过程的多个过程变量生成，所 述过程的多个过程变量包括一个以上过程自变量和依赖于所述一个以上过程自变量中至少一个过程自变量的一个以上过程因变量；　分析工具，包括多元统计分析引擎，该多元统计分析引擎适于基于根据所述过程的多个过程变量生成的所采集的在线过程数据的第一集 合来生成所述过程的操作的第一表示，其中所述过程的操作的第一表示适于被执行以生成与一过程因变量有关的第一结果，并且其中所述多元统计分析引擎适于基于根据所述过程的多个过程变量生成的所采集的在线过程数据的第二集合来生成所述过程的操作的第二表示，其中所述过程的操作的第二表示适于被执行以生成与该过程因变量有关的第二结果；以及　监控工具，适于基于与该过程因变量有关的第一结果和第二结果来确定所述过程的变化。

【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：尼古拉萨马尔季亚，艾哈迈德阿里哈马德，
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]