定義多變量批處理控制分析的階段的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了定義多變量批處理控制分析的階段的示例性方法和裝置。一種示例性方法包括：利用處理器基于批處理階段參數的當前值來確定當前批處理過程中的當前階段。批處理階段參數的當前值是基于與當前批處理過程中的過程參數相關聯的過程控制數據來確定的。當前階段是獨立于由批處理配方中的程序、單元程序、操作或階段的開始或結束中的至少一個而定義的批處理事件來確定的。示例性方法還包括：利用處理器將模型應用于當前批處理過程，該模型對應于當前階段。

Method and apparatus for defining stages of multivariable batch control analysis

An exemplary method and apparatus defining a stage for multivariable batch control analysis is disclosed. An exemplary method includes determining the current phase of the current batch process using a processor based on the current value of the batch stage parameters. The current value of the batch stage parameter is determined based on the process control data associated with the process parameters in the current batch process. The current stage is determined independently of batch events defined by at least one of the beginning or end of the program, unit program, operation, or phase of the batch recipe. The example method also includes using the processor to apply the model to the current batch process, which corresponds to the current stage.

【技術實現步驟摘要】
定義多變量批處理控制分析的階段的方法和裝置
本公開內容總體上涉及過程控制系統，具體而言，涉及定義多變量批處理控制分析的階段的方法和裝置。
技術介紹
一些過程控制系統是使用批處理過程控制來實現的。在批處理過程的執行期間，操作員和/或其他工廠人員可以實現分析模型，分析模型可以應用于當前批處理過程以確保批處理過程如所預期地進行。模型可以基于從先前執行的批處理過程收集的數據來生成。分析模型的有效性取決于用于生成模型的數據的可靠性和代表模型正應用于的當前批處理過程的實際處理條件的模型的準確性。
技術實現思路
公開了定義多變量批處理控制分析的階段的示例性方法和裝置。一種示例性方法包括：利用處理器基于批處理階段參數的當前值來確定當前批處理過程中的當前階段。批處理階段參數的當前值是基于與當前批處理中的過程參數相關聯的過程控制數據來確定的。當前階段是獨立于由批處理配方中的程序、單元程序、操作或階段的開始或結束中的至少一個而定義的批處理事件來確定的。該示例性方法還包括：利用處理器將模型應用于當前批處理過程，模型對應于當前階段。一種示例性裝置包括：經由處理器來實現的批處理階段分析器，其用于基于批處理階段參數的當前值來確定當前批處理過程中的當前階段。批處理階段參數的當前值是基于與當前批處理中的過程參數相關聯的過程控制數據來確定的。當前階段是獨立于由批處理配方中的程序、單元程序、操作或階段的開始或結束中的至少一個而定義的批處理事件來確定的。該示例性裝置還包括：批處理模型分析器，其用于將模型應用于當前批處理過程，該模型對應于當前階段。一種示例性制品包括指令，所述指令在被執行時使得機器至少基于批處理階段參數的當前值來確定當前批處理過程中的當前階段。批處理階段參數的當前值是基于與當前批處理中的過程參數相關聯的過程控制數據來確定的。當前階段是獨立于由批處理配方中的程序、單元程序、操作或階段的開始或結束中的至少一個而定義的批處理事件來確定的。所述指令還使得機器將模型應用于當前批處理過程，該模型對應于當前階段。附圖說明圖1是表示示例性批處理配方中的程序要素的甘特圖。圖2是示例性過程控制系統的示意圖示說明。圖3例示了實現圖2的示例性批處理執行引擎的示例性方式。圖4-圖7是表示可以被執行為實現圖2和/或圖3的示例性批處理執行引擎的示例性方法的流程圖。圖8是可以被用于和/或編程為執行圖4-圖7的示例性方法的，和/或更普遍地，實現圖2和/或圖3的示例性批處理執行引擎的示例性處理器平臺的示意性圖示說明。具體實施方式用于批處理控制的標準化程序控制模型或框架在1995年由國際自動化協會(ISA)采納為ISA-88。具體而言，ISA-88標準規定了在可以包括單元程序的有序序列的配方或程序的環境下用于批處理過程的程序控制框架，單元過程的有序序列又可以包括操作的有序序列，操作的有序序列又可以包括階段的有序集合。圖1中示出了表示示例性批處理配方100中的程序要素的甘特圖。如圖1所示的示例中所示出的，配方100的頂層或最高級要素是批處理程序102(有時稱為“配方程序”或簡稱為“程序”)。批處理程序定義了用于執行批處理過程的總體策略。所示示例的批處理程序102包括兩個批處理單元程序104、106(有時稱為“配方單元程序”或簡稱為“單元程序”)。批處理單元程序定義用于在過程控制系統的設備層級中的特定單元內執行全部或部分批處理程序的策略。所示示例中所示的程序要素的第三級對應于配方或批處理操作。批處理操作定義用于在批處理單元程序內執行特定且獨立的處理活動的策略。如圖1所示，第一批處理單元程序104包括兩個批處理操作108、110，而第二批處理單元程序106包括一個批處理操作112。用于批處理控制的最低程序要素是階段，其定義用于執行與批處理操作的執行相關聯的特定面向過程的任務或功能的策略。在所示示例中，第一單元程序104的第一操作108包括三個階段114、116、118，而第一單元程序104的第二操作110包括兩個階段120、122。此外，在所示示例中，第二單元程序106的操作112包括兩個階段124、126。盡管以通用標簽來表示在圖1的示例性配方100中的大多數不同程序要素，但出于解釋目的，與第一單元程序104的第一操作108相關聯的階段114、116、118包括更特定的標簽。具體而言，在所示示例中，第一階段114是“材料添加階段”，在該階段中，將要處理的材料引入罐或其它容器中。第二階段116是“反應階段”，在該階段中，材料經受化學和/或物理變化。在所示示例中，第三階段118是“轉出階段”，在該階段中，從罐中移除反應階段的產物，以用于與第二操作110相關聯的進一步的處理。通常，在配方中的每一個程序要素(例如程序、單元程序、操作、階段)被配置成單獨的模塊化段，該單獨的模塊化段布置在批處理工程環境中，用以定義批處理過程的順序執行。如圖1的所示示例中所示出的，批處理單元程序104、106、批處理操作108、110、112和階段114、116、118、120、122、124、126隨時間被排序在連續的序列中。盡管圖1中沒有表示，但在一些示例中，對應于相同批處理操作的多個階段可以同時實現。類似地，在一些示例中，多個批處理操作可以在特定單元內并行執行。此外，與完整批處理過程中的不同單元相關聯的不同批處理單元程序可以并行執行。批處理配方中的程序要素的模塊化分段和連續布置通過識別每一個相連程序要素的開始和結束而實現了對在批處理過程期間在任意時間點執行的當前程序要素的明確識別。基于用于批處理的配置的模塊化段何時開始執行來確定程序批處理配方要素的開始(例如，批處理程序、批處理單元程序、批處理操作、階段)，而基于配置的相應段何時終止來確定程序要素的結束。批處理過程中的每一個程序要素的開始(啟動)和結束(終止)在本文中稱為批處理事件。通常，將批處理事件及這種事件發生的相應時間存儲在批處理歷史記錄數據庫中。在一些實現方式中，批處理歷史記錄數據庫與連續歷史記錄數據庫分離，連續歷史記錄數據庫存儲貫穿整個批處理過程而監控的全部過程參數的值。批處理歷史記錄數據庫和連續歷史記錄數據庫兩者都可以存儲用于在延長的時間段上執行的多個不同批處理過程的數據。大多數批處理過程包括在達成所希望的輸出產品和/或材料前的對輸入原材料的多個化學和/或物理變化。利用每一個這種化學和/或物理變化(例如由于觸發溫度反應的材料添加，基于罐液位的對溫度有影響的流量變化等)，在各種過程參數之間的相互作用的過程動態或性質也變化。定義過程參數的特定相互作用(即展現特定過程動態)的批處理過程內的時間段在本文中稱為過程階段(或簡稱為“階段”)，其在ISA-88中進行了類似的定義。例如，將水添加到要處理的材料的罐中不會增加材料的溫度，但將觸發化學反應的反應化學物質添加到罐可以導致罐內容物的罐溫度的增加。由于過程參數的相互作用(罐內容物和罐溫度)在這兩個情形下不同，水的填充(charge)和化學物質的填充會構成不同的階段。通常，在批處理過程的執行期間實現批處理控制分析以改進和/或維持批處理過程的安全性、性能和/或效率。具體而言，在一些實例中，批處理控制分析包括相對于根據先前執行的(例如歷史存檔的)批處理過程生成的批處理過程的模型的批處理過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，包括：利用處理器基于批處理階段參數的當前值來確定當前批處理過程中的當前階段，所述批處理階段參數的所述當前值是基于與所述當前批處理過程中的過程參數相關聯的過程控制數據來確定的，所述當前階段是獨立于由批處理配方中的程序、單元程序、操作或階段的開始或結束中的至少一個而定義的批處理事件來確定的；以及利用所述處理器將模型應用于所述當前批處理過程，所述模型對應于所述當前階段。

【技術特征摘要】
2015.09.18 US 14/858,8191.一種方法，包括：利用處理器基于批處理階段參數的當前值來確定當前批處理過程中的當前階段，所述批處理階段參數的所述當前值是基于與所述當前批處理過程中的過程參數相關聯的過程控制數據來確定的，所述當前階段是獨立于由批處理配方中的程序、單元程序、操作或階段的開始或結束中的至少一個而定義的批處理事件來確定的；以及利用所述處理器將模型應用于所述當前批處理過程，所述模型對應于所述當前階段。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述批處理階段參數的所述當前值是基于與所述過程參數的條件相關聯的用戶指定的定義來定義的而無需參考所述批處理事件。3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述當前階段由在所述批處理過程的運行時間期間在所述批處理事件中的連續批處理事件之間接收的操作員輸入來定義，其中，所述操作員輸入滿足用以定義所述批處理階段參數的所述當前值的用戶指定的規則。4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述當前階段對應于所述當前批處理過程的與所述過程參數的特定相互作用相關聯的一部分。5.根據權利要求1所述的方法，還包括基于多個先前執行的批處理過程中的每一個中的相應階段來生成用于所述當前批處理過程的所述當前階段的所述模型。6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述模型通過以下操作來生成：取回在連續歷史記錄數據庫中存儲的與所述先前執行的批處理過程相關聯的過程控制數據；基于與每一個先前執行的批處理過程相關聯的過程控制數據何時首次滿足定義所述批處理階段參數的所述當前值的用戶指定的定義，來檢測在每一個先前執行的批處理過程中的相應階段的開始；基于與每一個先前執行的批處理過程相關聯的過程控制數據何時不再滿足所述用戶指定的定義，來檢測在每一個先前執行的批處理過程中的相應階段的結束；以及分析在所述先前執行的批處理過程中的每一個中的相應階段的開始和結束之間的與所述先前執行的批處理過程相關聯的過程控制數據。7.根據權利要求1所述的方法，還包括：基于所述批處理階段參數何時首次對應于所述當前值來確定所述當前階段的開始；基于所述批處理階段參數何時不再對應于所述當前值來確定所述當前階段的結束；以及將所述當前階段的開始和結束連同所述過程控制數據一起存儲在連續歷史記錄數據庫中。8.根據權利要求7所述的方法，還包括：基于在所述連續歷史記錄數據庫中存儲的在所述當前階段的開始和結束之間的過程控制數據來改進所述模型，以用于后續的批處理過程。9.根據權利要求1所述的方法，還包括：在所述批處理階段參數對應于除了所述當前值以外的不同值時，應用不同的模型以分析所述當前批處理過程，所述模型對應于批處理過程的除了所述當前階段以外的不同階段，其中，所述當前階段和所述不同階段的邊界與所述批處理事件不對應。10.一種裝置，包括：經由處理器來實現的批處理階段分析器，其用于基于批處理階段參數的當前值來確定當前批處理過程中的當前階段，所述批處理階段參數的所述當前值是基于與所述當前批處理過程中的過程參數相關聯的過程控制數據來確定的，所述當前階段是獨立于由批處理配方中的程序、單元程序、操作或階段的開始或結束中的至少一個而定義的批處理事件來確定的；以及批處理模型分析器，其用于將模型應用于當前批處理過程，所述模型對應于所述當前階段。11.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述批處理階段參數的所述當前值是基...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·默里，
申請(專利權)人：費希爾羅斯蒙特系統公司，
類型：發明
國別省市：美國,US