CN108603719B - 用于空气分离设备的自动启动的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

可以接收(610)用于开始启动空气分离设备(200)启动的请求，并且响应于接收到所述请求而检索(620)标识有待自动执行以启动所述空气分离设备(200)的步骤序列的启动信息。每个步骤可以与所述空气分离设备(200)的一个部件相关联，并且可以与动作以及对应于所述动作的许可集合相关联。针对每个动作的所述许可集合可以指定用于控制对所述相应动作的执行的一个或多个参数。在检索到所述启动信息之后(620)，所述系统可以自动发起对所述步骤序列的执行(630)，并且可以监测对所述步骤中的每个步骤的执行(640)。所述系统可以基于所述监测来判定(660)是否修改由所述许可中与已执行动作相对应的一个许可所指定的参数。

Description

用于空气分离设备的自动启动的系统和方法
技术领域
本申请总体上涉及用于处理气体的控制系统技术领域，更具体地涉及空气分离设备控制系统技术领域。
背景技术
空气分离设备操作用于对空气进行压缩、液化和蒸馏以便分离其不同组分(例如，氧气、氮气、氩气等)。典型地，空气分离单元被操作用于产生可以用作现场源的一种或多种期望的输出气体和/或液体(例如，与进入空气分离设备中的空气分离的组分)，所述现场源将所述期望的输出气体和/或液体提供至现场的其他装备。例如，空气分离设备可以位于甲醇生产设施附近，并且可以用于生成由所述甲醇生产设施在生产甲醇期间消耗的氧气。另外或可替代地，所述空气分离设备可以用作场外源，所述场外源将所生成的输出气体和/或液体提供至远离所述空气分离设备定位的装备(例如，经由管道、经由卡车等)。例如，空气分离设备可以用于生成氧气，所述氧气装在瓶中并被递送至在各种技术领域经营的企业，诸如保健设施、石油和天然气生产设施等。
发明内容
本公开提供了用于使空气分离设备的启动自动化的系统、方法和计算机可读存储介质。所述空气分离设备的启动可以涉及执行传统上由设备操作员以手动方式按顺序执行的动作序列。可以通过限定步骤序列来促进自动启动，其中，每个步骤与一个或多个动作以及一个或多个许可相关联。所述一个或多个许可可以指定用于发起针对所述步骤序列中的特定步骤的所述动作中的一个或多个动作的标准。在执行自动启动序列期间，可以同时(例如，同时或者基本上同一时间)或者部分同时地(例如，两个动作正在同时执行，但它们可能并不是同时开始的)发起所述动作中的一个或多个动作。相对于手动执行每个动作的传统手动启动过程，这可以减少完成自动启动过程所需的总时间。另外，在执行自动启动过程的步骤期间，可以监测各种特性和状况以便动态地标识对启动过程的优化或修改。这样的优化或修改可以进一步减少启动过程的持续时间，或者可以增加空气分离设备的一个或多个部件或装备的寿命。
上述内容已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点以便可以更好地理解以下对本发明的详细说明。下文中将对实施例的附加特征和优点进行描述，这些形成了本公开的权利要求书的主题。为了实施本公开的相同目的，本领域技术人员应当认识到的是，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计其他结构的基础。本领域技术人员还应当认识到的是，这类等效构造不脱离如在所附权利要求书中阐明的本公开范围。当结合附图考虑时，从以下描述中将更好地理解被认为是实施例所特有的新颖特征(就其组织和操作方法而言)连同进一步目的和优点。然而，应当明确理解的是，附图中的每一个被提供仅用于图示和说明的目的，并且不旨在限定本发明的限制。
附图说明
为了更全面地理解本发明，现在参考结合附图所做出的以下说明，在附图中：
图1是展示了用于启动空气分离设备的自动化过程的示例性实施例的各个方面的框图；
图2是展示了根据本公开的一个或多个实施例的空气分离设备和过程控制定序器的各方面的框图；
图3包括展示了用于对在启动空气分离设备的自动化过程期间执行的动作进行调谐的示例性实施例的各个方面的框图；
图4包括展示了用于对在启动空气分离设备的自动化过程期间执行的步骤序列进行调谐的示例性实施例的各个方面的框图；
图5是展示了用于监测和控制空气分离设备的自动启动过程的示例性图形用户界面(GUI)的各方面的框图；并且
图6是展示了根据本公开的一个或多个实施例的用于使空气分离设备的启动自动化的示例性方法的流程图。
具体实施方式
参考图1，示出了展示用于启动空气分离设备的自动化过程的示例性实施例的各个方面的框图。在图1的上部部分中，用于启动空气分离设备的手动过程被展示为手动启动过程110，并且在图1的下部部分中，根据本公开的一个或多个实施例的用于启动空气分离设备的自动启动过程被示出为自动启动过程120。
如图1所示，手动启动过程110可以包括由水平矩形表示的多个步骤，并且可以包括由标记为“保持”的竖条表示的一个或多个保持时间。手动启动过程110可以在时间t0处开始并且在时间t2处结束，其中，t2表示手动启动过程110已经完成并且空气分离设备处于用于以期望速率输出一种或多种期望气体和/或液体(例如，氧气、氮气、氩气等)供应的操作状态下的时间。如图1所示，顺序地执行手动启动过程110中的每个步骤。例如，手动启动过程110可以在时间t0处以执行第一步骤序列112开始，其中，所述第一步骤序列112中的每个步骤被顺序地执行(例如，直到已经完成先前动作才开始手动启动过程110中的下一个步骤)。在已经顺序地完成所述第一步骤序列112之后，可以发生第一保持时间。在所述第一保持时间已经完成之后，可以顺序地完成第二步骤序列114，随后是第二保持时间。在完成所述第二保持时间之后，可以顺序地完成第三步骤序列116，并且空气分离设备可以进入用于输出供应一种或多种期望气体和/或液体的操作状态(例如，在时间t2处)。目前，手动启动过程110由设备操作员来执行，所述设备操作员遵循一组程序(例如，步骤序列112、114、116等)来启动空气分离设备的各个部件，一次一个装备，这延长了完成空气分离设备启动的时间。另外，手动启动过程110的性能受到人为错误的影响，并且取决于设备操作员的经验水平、设备操作员在执行手动启动过程110的每个步骤期间给予的关注或其他因素，实现一致且可靠的启动可能比较困难。
如图1所示，自动启动过程120可以包括由水平矩形表示的多个步骤，并且可以包括由标记为“保持”的竖条表示的一个或多个保持时间。在实施例中，由自动启动过程120表示的所述多个步骤可以是由以上关于手动启动过程110所描述的所述多个步骤表示的相同步骤。然而，如以下更详细描述的，根据本公开的一个或多个实施例，可以更高效且一致地执行自动启动过程120的步骤。自动启动过程120可以在时间t0处开始并且在时间t1处结束，其中，t1表示自动启动过程120已经完成并且空气分离设备处于用于以期望速率输出一种或多种期望气体和/或液体供应的操作状态下的时间。如图1所示，自动启动过程120的步骤可以如在132和138处示出的至少部分同时地执行(例如，后续步骤可以在前一步骤完成之前开始)、如在134处示出的同时执行(例如，两个或更多个步骤可以在基本上相同的时间开始)、或者如在136处示出的顺序地执行(例如，后续步骤可以在完成前一步骤时开始)。例如，自动启动过程120可以在时间t0处以执行第一步骤序列122开始。如在132处示出的，可以部分同时地执行所述第一步骤序列122中的步骤。即，所述第一步骤序列122中的两个或更多个步骤可以同时执行，尽管不一定同时开始或结束。这与顺序地执行所有步骤的手动启动过程110形成对比(例如，手动启动过程110的步骤都不同时执行)。
在已经完成所述第一步骤序列122之后，可以发生第一保持时间。在所述第一保持时间已经完成之后，可以完成第二步骤序列124，随后是第二保持时间。如图1所示，在134处，所述第二步骤序列124的一部分可以同时发起(例如，在相同或基本相同的时间发起，但不一定在相同或基本相同的时间完成)，而所述步骤序列124的另一部分可以在136处被顺序地执行(例如，发起所述第二步骤序列124的另一部分可以取决于所述第二步骤序列124的一个或多个先前步骤的完成)。在完成所述第二保持时间之后，可以在138处至少部分同时地发起第三步骤序列126。当第三步骤序列126完成时，在时间t2处，空气分离设备可以进入用于输出一种或多种期望气体供应的操作状态。如图1所展示的，与手动启动过程110相反，根据自动启动过程120启动空气分离设备可能导致完成启动过程所需的时间量(Δ)减少，其中，Δ＝t2-t1。进一步地，由于自动启动过程120的自动化，空气分离设备启动的可靠性和一致性增加(例如，因为启动过程不取决于设备操作员的技能水平，并且不会受到在执行启动过程的步骤时人为错误的影响)。下面参照图2更详细地描述本公开的一个或多个实施例的附加优点和特征。
在实施例中，可以动态地调整保持时间(或延迟)，以便基于在启动过程期间相对于空气分离设备部件进行的观察来延长或缩短所述保持时间的持续时间，如以下更详细描述的。在图1中，由自动启动过程120使用的保持时间已经减少，如由在自动启动过程120中示出的竖条的宽度比在手动启动过程110中示出的竖条更细来指示。另外，如图1所示，相对于自动启动过程120，保持时间可以减少(或增加)不同的量。这在图1中通过同第一步骤序列122与第二步骤序列124之间的保持时间相对应的竖直条比同第二步骤序列124与第三步骤序列126之间的保持时间相对应的竖直条更细(例如，持续时间更短)来展示。应注意的是，在一些操作场景下，可以增加一个或多个保持时间的持续时间，如以下更详细描述的。在附加或替代性实施例中，可以动态地调整所述步骤序列中的一个或多个步骤，以便基于在执行自动启动过程120期间相对于空气分离设备及其部件进行的观察来延长或缩短所述一个或多个步骤的持续时间，如以下更详细描述的。
参考图2，展示了根据本公开的一个或多个实施例的空气分离设备和过程控制定序器的各方面的框图被示出为空气分离设备200。如图2所示，在实施例中，空气分离设备200可以包括空气过滤器202、主空气压缩机(MAC)204、MAC后冷却器206、一个或多个空气净化容器208、循环交换器210、液氮(LIN)分离器212、LIN过冷器214、压力柱216、主汽化器218、富液再沸器220、一个或多个氮膨胀涡轮222、一个或多个氮涡轮升压器224、一个或多个升压器后冷却器226、一个或多个再循环压缩机228、一个或多个再循环压缩机后冷却器230。
空气过滤器202可以被配置用于从由MAC 204吸入空气分离设备200中的进气空气中去除灰尘和其他固体颗粒。MAC 204可以被配置用于通过空气过滤器202吸入进气空气并且输出被提供至MAC后冷却器206的压缩空气。MAC后冷却器206可以被配置用于冷却由MAC204输出的压缩空气并且去除水分。所述一个或多个空气净化容器208可以被配置用于去除存在于压缩空气流中的二氧化碳和其他烃类并且去除存在于压缩空气流中的任何剩余水分。循环交换器210可以作为热交换器来进行操作，所述热交换器对已经由所述一个或多个空气净化容器208净化的压缩空气流进行冷却。所述一个或多个氮膨胀涡轮222和所述一个或多个氮涡轮升压器224可以被配置用于生成可以被提供至LIN分离器212的富氮气体流。所述一个或多个升压器后冷却器226可以被配置用于在将富氮气体提供至LIN分离器212之前对由所述一个或多个氮膨胀涡轮222和所述一个或多个氮涡轮升压器224生成的富氮气体流进行冷却。LIN分离器212可以被配置用于对由所述一个或多个氮膨胀涡轮222和所述一个或多个氮涡轮升压器224生成的富氮气体进行分离以产生LIN流，并且LIN过冷器214可以被配置用于冷却由LIN分离器212生成的LIN流。经冷却的LIN流可以被提供至存储装置，并且冷却过程的产物可以被净化。所述一个或多个再循环压缩机228和所述一个或多个再循环压缩机后冷却器230可以被配置用于从LIN分离器212接收第二输出流(例如，富氮蒸汽)并且从压力柱216接收富氮蒸汽，并且可以向所述一个或多个氮膨胀涡轮222和所述一个或多个氮涡轮升压器224馈送输出流。压力柱216、主汽化器218和富液再沸器220可以被配置用于将压缩空气流分离成其各种组分(例如，氧气(O2)、氮气等)。
另外，空气分离设备200包括过程控制定序器240。过程控制定序器240可以包括处理器242、存储器244、以及未在图2中示出的其他部件(例如，用于经由网络来发送和接收信息的通信接口、显示装置、一个或多个输入装置等)。存储器244可以存储指令246，所述指令在由处理器242执行时使处理器242执行用于启动空气分离设备200的操作，如关于图1至图4描述的。另外，存储器244可以存储数据库248，所述数据库包括用于控制空气分离设备200的自动启动的信息，如以下更详细描述的。在附加或替代性实施例中，数据库248可以存储在位于过程控制定序器240外部的存储器处，诸如存储在网络附接存储(NAS)装置、外部存储装置、或过程控制定序器240外部的另一形式的存储装置处。
在操作期间，过程控制定序器240可以被配置用于控制空气分离设备200的自动启动。例如，过程控制定序器240可以接收用于开始空气分离设备200的启动的请求。在实施例中，响应于经由在耦合至过程控制定序器240的显示装置(未在图2中示出)处呈现的图形用户界面(GUI)而接收到的输入，可以接收所述请求。响应于接收到所述请求，所述过程控制定序器可以检索空气分离设备200的启动信息。在实施例中，所述启动信息可以存储在数据库248处。所述启动信息可以包括标识有待自动执行以启动空气分离设备200的步骤序列的信息。在实施例中，所述步骤序列中的每个步骤可以与空气分离设备200的部件相关联。在实施例中，所述启动信息可以包括针对所述步骤序列中的每个步骤有待自动完成的动作。在实施例中，所述步骤中的一个或多个步骤可以与一个或多个许可的集合相关联。在实施例中，针对某个步骤的所述许可集合可以指定用于控制对(多个)相应动作的执行的一个或多个参数。例如，所述一个或多个定时参数可以包括如下定时参数，所述定时参数指定对于何时可以执行相应的一个动作或一组动作(例如，相对于步骤序列中的另一个动作或步骤，同时地、部分同时地、顺序地等)的定时约束、或者对于何时可以发起所述序列中的某个步骤的定时约束，一个或多个过程参数指示空气分离设备200的一个或多个部件的状态(例如，部件的输入或输出的阈值压力水平、另一个部件是否正在稳定的操作状态下运行等)等。另外，所述启动信息可以包括指示步骤序列的执行顺序的信息。本领域普通技术人员将认识到，如本文所使用的许可是过程控制领域中的术语，并且被理解为包括在移至下一步之前对在先的(多个)条件(例如，过程条件)进行验证和确认的许可次序。
在实施例中，步骤可以与延迟定时器相关联，所述延迟定时器可以在发起所述步骤时被激活。如果延迟定时器在针对步骤序列中的下一个步骤的所有许可被满足之前到期，则过程控制定序器240可以将自动启动过程置于保持。在实施例中，过程控制定序器240可以施加保持，直到针对所述序列中的下一个步骤的所有许可被满足。在实施例中，操作员可以通过向过程控制定序器240提供覆写命令来覆写自动启动序列。在实施例中，所述操作员可以在任何时候通过向过程控制定序器240提供适当的命令来施加保持。如果操作员在启动序列期间检测到异常或者出于其他目的，这可以使操作员能够停止自动启动序列。在实施例中，操作员可以进一步向过程控制定序器240提供中止命令以中止自动启动序列。当所述中止命令被提供至过程控制定序器240时，自动启动过程可以在其当前状态下被终止，并且剩余的启动过程可以由设备操作员从其上手动地实施。在实施例中，空气分离设备200可以配置有设备安全互锁装置。如果所述设备安全互锁装置中的任一个在执行自动启动序列的各个步骤期间发生跳闸，则过程控制定序器240可以立即终止自动启动序列以使所述设备处于安全状态。
在执行自动启动序列的各个步骤期间，过程控制定序器240可以监测一个或多个许可或参数以便判定所述一个或多个许可或参数的值是否满足阈值。如果过程控制定序器240确定所述一个或多个许可或参数通过(例如，满足阈值)，则所述过程控制定序器可以发起对自动启动序列中的下一个步骤的执行。
在检索到设置信息之后，过程控制定序器240可以自动发起对步骤序列的执行。以下提供了根据本公开的一个或多个实施例的使用自动启动过程执行步骤序列的高级描述。注意的是，以下提供的示例性描述是出于图示的目的而不是通过限制的方式提供的，并且附加或替代性步骤、动作、许可等可以在空气分离设备的自动启动过程中使用，但为了本公开的简单起见而未包括在本文中。
在实施例中，所述启动信息可以包括指示步骤序列中的第一步骤的信息，其中，所述第一步骤可以包括验证用于开始自动启动过程的一个或多个许可被满足。在实施例中，用于开始自动启动过程的所述一个或多个许可可以包括验证空气分离设备的各部件准备启动。这可能包括验证MAC和再循环压缩机的入口导向叶片(IGV)和防喘振阀处于合适的位置，氮涡轮和氮涡轮升压器处的出口压力较低，并且与空气分离设备的各部件相关联的警报和/或互锁装置已被清除。如果所有这些许可都通过，则过程控制定序器可以响应于接收到用于发起自动启动序列的命令而发起第一动作。所述第一动作可以与一个或多个许可相关联，其可以包括验证再循环压缩机的入口处的压力在定义阈值psia(每平方英寸的绝对磅数)内。在实施例中，所述阈值psia可以大于18但小于22。如果入口处的psia在此阈值内，则可以执行与许可相关联的第一动作。
在完成第一动作之后，过程控制定序器可以基于启动信息来确定步骤序列中的第二步骤。步骤序列中的第二步骤可以包括执行多个动作，所述多个动作可以包括：1)使MAC和再循环压缩机的IGV控制器的输出斜升到第一位置；以及2)使MAC和再循环压缩机的输出速率斜升到第二位置。在实施例中，初始IGV输出可以设置为0％，并且在MAC和再循环压缩机启动之后，IGV可以分别斜升到百分之十五(15％)和百分之二十(20％)的第一输出。在实施例中，第二IGV输出可以分别为百分之三十五(35％)和百分之二十(20％)。在实施例中，步骤序列中的第二步骤可以包括判定MAC和再循环压缩机是否准备好开始(例如，MAC和再循环压缩机两者的入口阀是否打开)。
在完成第二步骤时，过程控制定序器可以基于启动信息来确定步骤序列中的第三步骤。步骤序列中的第三步骤可以包括设置多个阀。在实施例中，设置所述多个阀可以包括：关闭与(多个)MAC和再循环压缩机相关联的通风口或再循环阀；打开或关闭压力柱的一个或多个阀(例如，入口阀和出口阀)、LIN过冷却器、LIN分离器、循环交换器等；设置LIN过冷却器的温度控制阀、空气分离设备的各个部件的其他阀、或其组合。在实施例中，第三步骤可以与指示可以同时设置所述多个阀中的每一个阀的定时参数相关联。这相对于手动启动过程可以显著地减少启动空气分离设备所需的时间量。因此，根据本公开的实施例使用自动启动过程同时设置所述阀中的每一个可以减少完成启动过程所需的时间量。
在完成第三步骤时，过程控制定序器可以基于启动信息来确定步骤序列中的第四步骤。步骤序列中的第四步骤可以包括对MAC和再循环压缩机进行加载(例如，允许在其处产生压力)。例如，可以通过打开MAC上游的导向叶片并关闭下游通风阀(例如，防喘振阀)来加载MAC。导向叶片和通风阀一起可以控制提供给空气净化器(例如，图2的所述一个或多个空气净化容器208)的空气量。这允许MAC产生用于生成压缩空气流的压力，所述压缩空气流随后将被提供给空气分离设备的将压缩空气流分离成其组分元素(例如，氧气、氮气等)的其他部件。在实施例中，压缩机的加载可以包括以下动作：使MAC和再循环压缩机的IGV斜升；关闭MAC的通风阀以及再循环压缩机的防喘振阀；配置与压力柱的出口相关联的流速限制器；或其组合。进一步地，压缩机的加载可以与斜坡参数相关联，所述斜坡参数使压缩机的IGV输出从在第二步骤中设置的水平斜升至第三输出。例如，如以上所解释的，在实施例中，在启动MAC和再循环压缩机时，所述压缩机可以斜升至第二输出(例如，百分之三十五(35％))。在第四步骤期间，所述压缩机可以进一步从第二输出速率斜升至第三输出。在实施例中，第三输出速率可以是百分之五十(50％)的输出。在实施例中，第四步骤可以与包括定时参数的许可相关联。例如，在实施例中，针对第四步骤的允许可以指示第四步骤将相对于第三步骤而被顺序地执行。
在完成第四步骤时，过程控制定序器可以基于启动信息来确定步骤序列中的第五步骤。步骤序列中的第五步骤可以包括对氮涡轮和氮涡轮升压器进行启动和加载(例如，允许在其处产生压力)。在实施例中，对氮涡轮和氮涡轮升压器的加载可以包括以下动作：启动氮涡轮和氮涡轮升压器；将氮涡轮的IGV打开到第一水平；以及使氮涡轮的输出IGV斜升至第二水平。在实施例中，氮涡轮的输出可以斜升至不同的输出。例如，两个氮涡轮的初始输出可以设定为百分之零(0％)，并且然后第一氮涡轮可以斜升至百分之三十五(35％)的输出并且第二氮涡轮可以斜升至百分之二十五(25％)的输出。在附加或替代性实施例中，两个氮涡轮的输出可以斜升至相同的输出。在实施例中，第五步骤可以进一步包括在使氮涡轮的IGV输出斜升之后使氮涡轮升压器的再循环阀斜降(例如，关闭)至期望水平。在实施例中，第五步骤可以与包括定时参数的许可相关联。例如，所述定时参数可以指示直到第四步骤完成才能发起第五步骤，并且再循环阀在氮涡轮的IGV输出斜升时将斜降。另外，针对第五步骤的许可可以进一步指示直到氮涡轮和氮涡轮升压器两者均已被启动才将发起第五步骤。这可以防止对氮涡轮和氮涡轮升压器造成损坏。
如以上关于第五步骤所描述的，在对氮涡轮和氮涡轮升压器进行初始加载之后，过程控制定序器可以基于启动信息来确定步骤序列中的第六步骤。在实施例中，第六步骤可以包括执行对MAC、再循环压缩机、氮涡轮和氮涡轮升压器的二次加载。在此步骤期间，加载可以在每个部件处斜升，以使得每个部件正在以适合于生产空气分离设备的一个或多个目标输出(例如，氧气、氮气等)的容量进行操作。在实施例中，第六步骤可以与包括定时参数的许可相关联。例如，所述定时参数可以指示直到第五步完成才能发起第六步骤。另外，针对第五步骤的许可可以进一步指示直到LIN分离器已经达到阈值操作水平才将发起第六步骤。在实施例中，与LIN分离器相关联的所述阈值操作水平可以为10％。
在完成第六步骤时，过程控制定序器可以基于启动信息来确定步骤序列中的第七步骤。在实施例中，第七步骤可以包括将空气分离设备从启动操作状态转换到正常操作状态。在实施例中，将空气分离设备从启动操作状态转换到正常操作状态可以包括对空气分离设备的各级/部件的状态和温度的监测进行初始化。在监测期间，如果观察到期望温度状态以外的状态或温度，则可以采取一个或多个动作。在实施例中，所述一个或多个动作可以包括使空气分离设备的一个或多个控制器斜升或斜降，这可以消除检测到的异常。在实施例中，如在执行自动启动定序器期间所使用的，控制器斜坡速率及其目标设置和相关联定时器可以基于观察结果来动态地调整(可调谐)，如以下更详细描述的。这提供了一种便捷的方法来优化或缩短系统调试期间的测试时间以及自动启动时间。还可以采取其他动作，诸如向设备操作员触发一个或多个警报、将空气分离设备的一个或多个部件置于保持等。在实施例中，第七步骤可以与某一许可相关联，所述许可指示当第六步骤已经完成并且LIN分离器水平在阈值水平以上操作时，空气分离设备可以从启动操作状态转换到正常操作状态。
返回参考图2，在执行步骤序列期间，过程控制定序器240可以监测对每个步骤的执行。基于在监测期间获得的信息，可以做出关于是否对由许可中的一个或已执行动作指定的参数进行修改的确定。例如，在实施例中，在MAC启动之后，可以启动延迟以允许MAC进行预热(例如，允许MAC达到适合于继续自动启动序列的操作状态)。在实施例中，所述延迟可以设定为第一时间量(例如，30秒)。在空气分离设备的操作过程中，可以调整或“调谐”所述延迟的持续时间。例如，在耦合至过程控制定序器的显示设备处呈现的图形用户界面(GUI)可以呈现指示MAC的操作状态的信息，诸如与MAC相关联的RPM信息、与MAC相关联的输入/输出流速和/或上游/下游压力。如果在监测期间观察到MAC正在以目标RPM速率进行操作，并且MAC的输入/输出流速和/或上游/下游压力在延迟到期之前满足阈值水平，则延迟的持续时间可能会减少。可替代地或另外，如果在监测期间观察到MAC未以目标RPM速率进行操作，或者MAC的输入/输出流速和/或上游/下游压力在延迟到期之前不满足阈值水平，则延迟的持续时间可能会增加。
过程控制定序器可以将对所述一个或多个许可或已执行动作的任何修改存储在数据库248中。例如，数据库248可以存储与启动信息的各种配置相关联的一个或多个简档。默认简档可以包括具有基于空气分离设备的配置而确定的默认值的待执行许可和动作。默认简档的特定参数可以独立于可能影响空气分离设备的操作的因素(例如，环境状况、效用状况、装备特性和尺寸、仪器特性、控制阀特性和尺寸、操作模式等)来设置。在其寿命期间，空气分离设备可以多次启动和停止。在每个启动序列期间，过程控制定序器240可以生成表示在自动启动序列期间观察到的监测状况的信息。这种信息可以存储在数据库248中，并且可以用于生成可以用于基于当前观察到的空气分离设备的状况来配置自动启动序列的附加简档。
例如，第一简档可以包括对在寒冷天气状况下在自动启动序列的一次或多次执行期间确定的自动启动序列的修改。所述修改可以包括相对于默认简档更长的延迟和/或保持时间，以允许空气分离设备的各个部件在被置于正常操作状态之前进行预热。在接收到用于开始自动启动序列的命令时，过程控制定序器可以确定空气分离设备的位置处的环境状况，并且如果所述环境状况将与第一简档相关联的环境状况匹配到阈值容差内，则过程控制定序器可以基于第一简档来发起自动启动序列。这可以防止对空气分离设备的各个部件造成损坏并且增加部件的寿命，这进而降低了操作空气分离设备的成本。
作为另一示例，第二简档可以包括对在温暖天气状况下在自动启动序列的一次或多次执行期间确定的自动启动序列的修改。所述修改可以包括相对于默认简档更短的延迟和/或保持时间，但可能仍足以允许空气分离设备的各个部件在被置于正常操作状态之前进行预热。在接收到用于开始自动启动序列的命令时，过程控制定序器可以确定空气分离设备的位置处的环境状况，并且如果所述环境状况将与第二简档相关联的环境状况匹配到阈值容差内，则过程控制定序器可以基于第二简档来发起自动启动序列。这可以缩短启动时间而不损害部件的寿命，进而降低用于操作空气分离设备200的成本。
作为又另一个示例，仪器特性(例如，控制阀特性)可能影响各个自动启动序列简档，诸如影响阀可以被打开的速度。这可能影响空气分离设备的瞬态时间。作为进一步示例，在再循环压缩机启动之前供应至其的氮压力可能影响将吸入压力加压至适于启动再循环压缩机的阈值水平所需的时间量(例如，降低氮压力可能增加将吸入压力加压至适于启动再循环压缩机的阈值水平所需的时间)。在实施例中，如果过程控制定序器确定存在供应至再循环压缩机的低氮压力，则过程控制定序器可以从数据库中选择在启动再循环压缩机之前提供增加延迟的简档，以便使得所述压力能够达到阈值水平。作为另一个进一步示例，空气分离设备的一个或多个部件可以从暖态与冷态(例如，环境温度与正常低温温度)启动。这可能由于热约束以及最终在启动过程中的瞬态时间而影响氮涡轮和氮涡轮升压器的负荷上升速率。如果过程控制定序器240在空气分离设备200的一个或多个部件上检测到暖态(例如，温度大于定义阈值)，则所述过程控制定序器可以从数据库中选择提供氮涡轮和氮涡轮升压器的较慢负荷上升速率的简档。这可以增加部件的寿命，进而降低用于操作空气分离设备200的成本。
注意到的是，存储在数据库248中的各简档中的每一个可能考虑影响自动启动序列的多种不同因素。例如，上述第二简档可以包括用于以第一延迟和第二延迟来配置自动启动序列的信息，所述第一延迟用于在存在供应至再循环压缩机的低氮压力时启动再循环压缩机，所述第二延迟用于在存在供应至再循环压缩机的较高氮压力时启动再循环压缩机。因此，在接收到用于开始自动启动序列的命令时，过程控制定序器可以首先确定空气分离设备的位置处的环境状况，并且如果所述环境状况将与第二简档相关联的环境状况匹配到阈值容差内，则过程控制定序器然后可以基于附加信息(诸如被供应至再循环压缩机的氮压力水平和/或相对于温度的一个或多个部件的状态)来配置自动启动序列。存储在数据库248中的各个简档可以对应于已经针对特定操作环境、特性、装备组合等而被定制的经优化自动启动序列。因此，在给定一组观察状况的情况下，过程控制定序器240可以选择针对观察状况已被适当优化的自动启动序列的简档。
从上述过程控制定序器240的各方面来看，已经示出了实施例的过程控制定序器240提供了自动启动序列的智能和动态配置。注意的是，使用本公开的过程控制定序器240可以进一步通过减少或消除取决于设备操作员的技能和经验水平的不一致性来改进空气分离设备的启动操作。例如，因为实施例的过程控制定序器240被配置用于动态且自动地配置自动启动序列的各种参数而无需设备操作员的干预，因此可以在不显著影响执行启动序列的可靠性和一致性的情况下降低执行自动启动序列所需的技能水平。
参考图3，示出了展示用于对在启动空气分离设备的自动化过程期间执行的动作进行调谐的示例性实施例的各个方面的框图。在图3中，在302处，步骤310被示出为包括在自动启动序列期间有待执行的各个动作，诸如参考图2所描述的自动启动序列操作。如图3所示，在实施例中，步骤310可以包括启动动作(例如，启动空气分离设备的部件，诸如MAC等)、斜升动作(例如，使MAC的RPM斜升、斜升阀打开或关闭等)、以及观察动作(例如，观察到通过斜升动作已经被斜升/斜降的部件处于稳定操作状态)。如图3所示，步骤310可以在时间t0处发起并且可以在时间t2处完成。在执行步骤310期间，过程控制定序器(例如，图2的过程控制定序器240)可以监测受到正在执行的动作的影响的一个或多个部件和/或部件特性(例如，特定阀处的压力、空气流的温度等)，并且可以发起在图形用户界面处呈现表示监测部件和/或部件特性的信息，如参照图5更详细描述的。基于所述观察结果，可以更改或“调谐”所述动作。例如，所述观察结果可以指示斜升动作可以被修改以使得斜升速率增大(例如，斜升动作的持续时间减少)，如在314处指示的。通过降低斜升速率，可以更早地执行观察动作。例如，未调谐步骤310可以在时间t2处完成，而已经被调谐用于增大斜升速率的步骤312可以在时间t1处完成，其中，t1-t0<t2-t0(即，调谐步骤312比未调谐步骤310更早完成)。
另外，进一步调谐可以基于在执行已经被调谐的步骤的后续启动操作期间进行的观察而发生。例如，在304处，调谐步骤312已经进一步被调谐用于减少观察动作的持续时间，如在318处指示的。例如，当观察到受到在执行调谐步骤312期间执行的动作的影响的一个或多个部件在与观察动作相关联的延迟到期之前处于稳定操作状态时，这可能发生。因此，在启动序列中的步骤已经被优化或调谐之后，可以发生另一次调谐以进一步减少完成启动序列中的步骤所需的时间。这在图3中被展示，在所述附图中，调谐步骤312在时间t0处开始并且在时间t1处结束，并且调谐步骤316在时间t0处开始并且在时间t1’处结束，其中，t1’-t0<t1-t0。因此，可以递增地优化或调谐启动序列中的步骤(例如，可以在对启动序列的第一次执行期间发生第一次调谐，并且可以在对启动序列的后续执行期间发生另一次调谐)。这允许基于如在启动序列的执行期间观察到的空气分离设备处的状况(例如，天气状况、装备状况等)的实时变化来调谐启动序列中的动作/步骤。在实施例中，此调谐过程可以生成对启动序列的各个优化结果的简档，所述启动序列可以基于在空气分离设备处观察到的状况来进行配置，如以上关于图2所描述的。
在附加或替代性实施例中，调谐启动序列中的步骤可以增加完成步骤所需的持续时间。例如，在306处，示出了步骤310和步骤320。如图3所展示的，在执行步骤320期间执行的动作与在执行步骤310期间执行的动作相同，然而，步骤320已经被调谐用于降低斜升速率(例如，斜升动作的持续时间增加)，如在322处所指示的。以此方式调谐步骤310可以响应于在空气分离设备处观察到的变化或者响应于其他因素而发生。例如，对应于步骤310的斜升速率可以被配置用于第一温度范围，并且对应于步骤320的“已调谐”斜升速率可以被配置用于比第一温度范围更冷的第二温度范围。通过调谐斜升速率以适应较冷的温度，可能会减少或消除装备被损坏的可能性。
在另一附加或替代性实施例中，可以响应于在对启动序列的单次执行期间进行的观察来调谐多个动作。例如，在308处，示出了步骤310和步骤330。如在332处所指示的，步骤330已经被调谐用于降低斜升速率，并且如在334处所指示的还被调谐用于增加观察动作的持续时间。可能发生这种调谐的一个原因是：当初始地增大部件的斜坡速率时，可以增加观察动作的持续时间以提供更多的时间来观察增加的斜坡速率对空气分离设备的一个或多个部件的影响。如果所述影响未对所述一个或多个部件产生负面影响，则随后可以通过进一步调谐来减少观察动作的持续时间。注意的是，尽管308处所展示的实施例示出了通过减少用于执行第一动作(例如，斜升动作)的时间量并且增加用于执行第二动作(例如，观察动作)的时间量来调谐多个动作，但在其他实施例中，可以调谐多个动作以增加/减少其持续时间。进一步，虽然在308处所展示的实施例示出了可以在相对于完成步骤310的时间减少完成步骤330的总时间的同时调谐多个动作，但是在其他实施例中，步骤330(即，多个动作被调谐的步骤)的持续时间可以相对于步骤310的持续时间而增加。
注意的是，在一些实施例中，序列步骤可以包括除了图3中展示的那些之外的附加动作(例如，除了启动动作、斜升动作和观察动作之外的动作)，可以包括比图3中展示的那些更少的动作(例如，不包括斜升步骤等)，和/或可以包括与图3中展示的那些不同的动作(例如，与启动动作、斜升动作和观察动作不同的动作)。从上面已经示出：根据本公开的一个或多个实施例调谐自动启动序列可以减少完成启动序列所需的时间量，并且可以进一步通过在执行自动启动序列期间基于空气分离设备处存在的实时状况(例如，装备状况、天气状况等)动态地调整启动序列来降低或消除空气分离设备的部件被损坏的可能性。因此，所公开的实施例中的一个或多个改善了空气分离设备本身的功能，并且相对于目前用于启动空气分离设备的手动启动过程改进了对启动空气分离设备所需的步骤序列的执行。
参考图4，示出了展示用于对在用于启动空气分离设备的自动化过程期间执行的步骤序列进行调谐的示例性实施例的各个方面的框图。在图4中，示出了自动启动序列402和自动启动序列402’。在实施例中，自动启动序列402可以是默认的自动启动序列，并且自动启动序列402’可以在调谐已经发生之后对应于自动启动序列402。如图4中示出的，自动启动序列402包括第一步骤410、第一保持420、第二步骤430、第二保持440、第三步骤450、第三保持460、第四步骤470和第四保持480，其中，空气分离设备在第四保持480之后进入正常操作状态。第一步骤410可以包括第一多个动作412、414、416，第二步骤430可以包括第二多个动作432、434、436、438，第三步骤450可以包括第三多个动作452、454、456、458，并且第四步骤470可以包括第四多个动作472、474、476、478。在实施例中，所述动作中的一个或多个可以与启动动作、斜升动作、观察动作、加载动作、本公开中其他地方描述的另一动作、或其组合相关联。
如图4中示出的，自动启动序列402’(例如，经调谐的自动启动序列)包括第一步骤410’、第一保持420’、第二步骤430’、第二保持440’、第三步骤450’、第三保持460’、第四步骤470’和第四保持480’，其中，空气分离设备在第四保持480’之后进入正常操作状态。在实施例中，第一步骤410’可以包括第一多个动作412、414’、416，其中，动作412对应于没有调谐的动作412，动作414’对应于调谐之后的动作414(例如，减少动作414的持续时间)，并且动作416对应于没有调谐的动作416。在实施例中，第一保持420’对应于调谐之后的第一保持420以减少第一保持的持续时间，如由第一保持420’相对于第一保持420的宽度的所减小宽度所指示的。
在实施例中，第二步骤430可以包括第二多个动作432、434’、436’、438’，其中，动作432对应于没有调谐的动作432，动作434’对应于调谐之后的动作434(例如，增加动作414的持续时间并且更早地发起动作414)，动作436’对应于调谐之后的动作436(例如，更改用于发起动作436的定时)，并且动作438’对应于调谐之后的动作438(例如，减少动作438的持续时间并且将动作438与动作432同时发起)。在实施例中，第二保持440’对应于调谐之后的第二保持440以增加第二保持的持续时间，如第二保持440’相对于第二保持440的宽度的所增加宽度所指示的。
在实施例中，第三步骤450可以包括第三多个动作452、454’、456’、458，其中，动作452对应于没有调谐的动作452，动作454’对应于调谐之后的动作454(例如，相对于动作452部分同时地发起而不是顺序地发起对动作454的执行，如在自动启动序列402中)，动作456’对应于调谐之后的动作456(例如，减少动作456的持续时间)，并且动作458对应于没有调谐的动作458(例如，在完成动作452时仍顺序地发起动作458)。在实施例中，第三保持460对应于没有调谐的第三保持460。
在实施例中，第四步骤470可以包括第四多个动作472、474、476、478’，其中，动作472、474和476对应于没有调谐的动作472、474和476，并且动作478’对应于调谐之后的动作478(例如，增加动作414的持续时间并且相对于动作472和476动作部分同时地发起而不是顺序地发起动作414)。在实施例中，第四保持480’对应于调谐之后的第四保持480以减少第四保持的持续时间，如由第四保持480’相对于第四保持480的宽度的所减小宽度所指示的。
在实施例中，通过上述调谐对自动启动序列402进行的各种修改可能已经基于在执行自动启动序列402期间进行的观察被确定。也就是说，如在402处所示出的，可能已经初始地执行了自动启动序列402，并且在执行自动启动序列402期间，可能已经进行了各种观察(例如，通过图2的过程控制定序器240)。基于从观察结果获得的信息，自动启动序列402被调谐用于生成自动启动序列402’，并且可以使用自动启动序列402’而不是自动启动序列402来执行空气分离设备的后续启动，这可以显著地减少启动空分设备所需的时间量。例如，测试已经证明：使用根据本公开的一个或多个实施例已经被调谐的自动启动序列可以使空气分离设备的启动时间减少至少30％。注意的是，虽然图4中所展示的每个步骤包括尚未被调谐的至少一个动作以及已经被调谐的至少一个动作，但是在一些实施例中，可以调谐一个或多个步骤的所有动作，或者可以不调谐一个或多个步骤的动作，这取决于在执行自动启动序列期间观察到的信息和行为。
参考图5，展示了用于监测和控制空气分离设备的自动启动过程的示例性图形用户界面(GUI)的各方面的框图被示出为GUI 500。如图5示出的，GUI 500可以向设备操作员呈现各种信息，诸如启动序列信息510、许可信息520、许可状态信息530、动作信息540、动作状态信息550、序列调谐工具560、以及部件状态信息570。在实施例中，启动序列信息510可以呈现指示步骤序列中正在被执行的当前步骤的信息，并且可以包括指示包括在步骤序列中的步骤总数的信息。
许可信息520可以呈现与步骤序列中的步骤相关联的许可列表。在实施例中，许可信息520可以包括指示在先前步骤期间被监测的一个或多个许可(例如，必须通过以便开始当前正在执行的步骤的许可)的信息。在附加或替代性实施例中，许可信息520可以包括指示正在被主动监测以确定何时执行步骤序列中的下一个步骤的一个或多个许可(例如，必须通过以便开始紧接在当前执行步骤之后的步骤的许可)的信息。在另一个附加或替代性实施例中，许可信息520可以包括指示在先前步骤期间被监测的一个或多个许可的信息、以及指示正在被主动监测以确定何时执行步骤序列中的下一个步骤的一个或多个许可的信息。许可状态信息530可以呈现指示结合许可信息520而呈现的各个许可的当前状态的信息。当许可信息520呈现表示在执行步骤序列中的下一个步骤之前必须通过的许可的信息时，许可状态信息可以指示各个许可的当前状态。例如，如果下一个步骤需要加载MAC(例如，图2的MAC 204)，则许可信息520可以指示MAC需要被加载，并且许可状态信息530可以指示加载MAC的当前状态。
动作信息540可以呈现与当前正在执行的步骤相关联的动作列表。动作状态信息550可以呈现表示正在执行的动作中的每个动作的当前状态的信息。例如，如果动作对应于使阀从百分之百(100％)关闭斜升至百分之五十(50％)打开，则动作状态信息550可以呈现指示阀的当前打开的百分比信息。可以在动作状态信息中呈现的信息的其他示例可以包括各种参数，诸如压力、流速、温度、指示动作已经完成的信息、延迟时间信息、保持时间信息、流动方向等。
序列调谐工具560可以为设备操作员提供动态地调整自动启动序列中的一个或多个操作的能力。例如，序列调谐工具560可以使设备操作员能够延长或缩短保持或延迟的持续时间、移除保持或延迟、施加保持或延迟、增大或减小斜升速率、改变目标设定点、或者执行其他调整以调谐自动启动序列。部件状态信息570可以指示空气分离设备的一个或多个部件的当前操作状态。在实施例中，部件状态信息570可以呈现与结合许可信息520中列出的许可而正在被监测的部件和/或结合动作信息540中列出的动作而正在被监测的部件相关联的状态信息。在附加或替代性实施例中，部件状态信息570或者由GUI 500呈现的另一屏幕可以呈现表示空气分离设备的部件的简图，诸如图2中所展示的简图。在实施例中，可以通过对所述简图的一个或多个部分进行颜色编码来呈现表示部件的操作状态的信息。例如，第一颜色(例如，绿色)可以用于表明空气流的流动正在第一方向上(例如，向前)行进，并且第二颜色(例如，棕色)可以用于表明空气流的流动正在第二方向上(例如，向后)行进。当空气流路径改变方向或者当路径被打开和/或关闭时，对应路径的颜色可以改变颜色以便在视觉上指示所述路径的当前操作状态。
在实施例中，GUI 500可以随着步骤序列中的每个步骤被完成而进行更新。例如，当第一步骤完成时，启动序列信息510、许可信息520、许可状态信息530、动作信息540、动作状态信息550、序列调谐工具560和部件状态信息570可以被更新以呈现步骤序列中的下一个步骤的对应信息。例如，设备操作员可以在执行启动序列期间查看呈现在GUI 500中的信息，并且基于所呈现的信息，可以(视情况而定)使用序列调谐工具560来“调谐”步骤序列。在实施例中，过程控制定序器还可以基于其观察到的信息来动态地“调谐”启动序列。例如，如果过程控制定序器确定针对下一个步骤或动作的所有许可都已经完成，但是一个或多个延迟定时器尚未到期，则过程控制定序器可以减少延迟定时器或者提示设备操作员确认是否应当减少延迟定时器。注意的是，图5的GUI 500是出于图示的目的而不是通过限制的方式提供的，并且呈现比图5中所展示的更少信息或者更多信息的其他GUI可以与根据本文所公开的各实施例而被配置的过程控制定序器一起使用。
参考图6，展示了根据本公开的一个或多个实施例的用于使空气分离设备的启动自动化的示例性方法的流程图被示出为方法600。在实施例中，方法600可以由过程控制定序器(例如，图2的过程控制定序器240)来执行。在实施例中，方法600可以被存储为指令(例如，图2的指令246)，所述指令在由处理器(例如，图2的处理器242)执行时使所述处理器执行用于控制自动启动序列以启动空气分离设备的操作。
在610处，方法600包括接收用于开始空气分离设备的启动的请求。在实施例中，可以经由图形用户界面(GUI)(诸如，图3的GUI 300)来接收所述请求。在附加或替代性实施例中，所述请求可以响应于设备操作员按下按钮或激活物理上位于空气分离设备处的开关而被接收。在又另一附加或替代性实施例中，所述请求可以是从相对于空气分离设备的位置而被远程定位的设备操作员处接收到的。例如，当设备操作员远离空气分离设备时，可以向设备操作员呈现GUI(例如，图5的GUI 500)，并且可以经由网络将在GUI处接收到的输入传送给过程控制定序器，从而允许设备操作员远程监测和控制空气分离设备的操作。例如，远程定位可包括设备操作员位于与设备不同的城市。响应于接收到所述命令，可以发起用于执行自动启动序列的操作。例如，在620处，方法600包括从数据库中检索空气分离设备的启动信息。在实施例中，启动信息可以是参考图1和图2所描述的启动信息，并且数据库可以是图2的数据库248。所述启动信息可以包括标识有待自动执行以启动空气分离设备的步骤序列的信息，并且可以包括指示步骤序列的执行顺序的信息。在实施例中，所述步骤序列中的每个步骤可以与空气分离设备的一个或多个部件相关联。在实施例中，针对所述步骤序列中的每个步骤，启动信息可以包括有待自动完成的一个或多个动作以及与所述一个或多个动作相对应的许可集合。针对每个步骤的所述许可集合可以指定用于控制对与所述步骤之一相对应的动作的执行的一个或多个参数，如以上更详细描述的。
在实施例中，方法600可以包括在622处确定与空气分离设备相关联的当前状况。在实施例中，与空气分离设备相关联的当前状况可以包括环境状况、效用状况、装备特性和尺寸、仪器特性、控制阀特性和尺寸、操作模式等，如以上参考图2所描述的。响应于确定当前状况，方法600可以包括在624处标识在将当前状况匹配到阈值容差内的状况下的与所述步骤序列的先前执行相对应的优化结果。例如，如果当前状况指示空气分离设备处的环境状况是温暖的(例如，90°F)，则可以标识与在阈值容差(例如，±10°F或另一容差值)内的温暖环境状况下的步骤序列的先前执行相对应的优化结果。在实施例中，可以基于存储在数据库中的信息(诸如存储在数据库248中的简档信息)来标识所述优化结果，如参考图2所描述的。在626处，方法600可以包括基于所标识的优化结果来优化步骤序列。在实施例中，优化所述序列可以包括修改一个或多个保持时间、一个或多个延迟时间或其他参数，如以上参考图2所描述的。基于所标识的优化结果来修改启动序列可以延长空气分离设备的一个或多个部件的寿命，并且可以减少启动时间。
在630处，方法600包括发起对步骤序列的自动执行。在实施例中，所述步骤序列可以是在622至626处确定的优化步骤序列。在640处，方法600可以包括监测对所述步骤中的每个步骤的执行。在实施例中，监测每个步骤的执行可以包括监测正在执行的每个动作的当前状态，诸如确定一个或多个部件的流速、操作状态信息(例如，MAC的负载)、各个点或部件处的压力、一个或多个部件的温度等。在实施例中，如果在监测期间检测到错误或故障(例如，出故障的传感器、出故障的控制元件或阀、出故障的公用设施供应、降至阈值水平以下或升至所述阈值水平以上的压力水平等)，则可以停止自动启动过程。在这种情况下，启动序列可以手动继续，或者可以停止，直到故障或错误得到解决。在实施例中，如果检测到错误，则方法600可以包括生成警告和/或警报。例如，如果空气分离设备的部件处的压力水平在达到阈值水平之后保持上升，则方法600可以生成警报消息(诸如在图5的GUI 500内显示的弹出消息、到设备操作员的移动设备的文本消息、或另一种形式的通知)，和/或可以生成警报，诸如可听声音、视觉警报(例如，闪光灯、显示具有与以某种颜色(诸如红色等)闪烁的错误相关联的部件的空气分离设备的简图)、或另一种形式的警报、或者用于向设备操作员通知错误的警报消息和警报的组合。在实施例中，(多个)警报可以提示设备操作员干预并控制启动过程是否继续、启动过程是否停止、或者空气分离设备是否关闭。在附加或替代性实施例中，(多个)警报可以通知设备操作员已经响应于检测到错误而自动发起用于关闭空气分离设备的操作。
在650处，方法600可以包括将性能信息存储在数据库处。所述性能信息可以是至少部分地基于所述监测而生成的，并且可以包括表示在执行所述步骤序列中的每个步骤期间所述空气分离设备的一个或多个部件的操作状态的度量。在660处，方法600可以包括基于所述性能信息来判定所述步骤序列中的所述一个或多个步骤中的任一个步骤是否可被优化。在实施例中，可以基于经由GUI接收到的输入来确定优化结果(例如，使用图3的序列调谐工具360)。在附加或替代性实施例中，可以由过程控制定序器(诸如图2的过程控制定序器240)来动态地确定所述优化结果。响应于确定所述一个或多个步骤中的至少一个步骤可以被优化，方法600可以包括在662处将优化信息存储在数据库处。在实施例中，所述优化信息可被存储为简档(例如，关于图2所描述的简档中的一个)。
在实施例中，方法600可以包括确定空气分离设备的生产要求、和/或空气分离设备的(多个)输出的纯度要求，并且基于所述(多个)生产和/或纯度要求来配置自动启动序列。例如，如果生产要求是空气分离设备的最大生产能力的百分之九十(90％)，则方法600可以配置自动启动序列以使空气分离设备的生产斜升，从而使得当自动启动完成时，空气分离设备正在稳定的操作状态下进行操作并被加载到其最大负载/容量的百分之九十(90％)。这可以降低空气分离设备的操作费用并且提高空气分离设备的效率。在实施例中，执行方法600的过程控制定序器可以利用性能预测模拟软件来预测对空气分离设备的足以满足(多个)生产和/或纯度要求的负载。
根据方法600执行自动启动序列可以增加执行空气分离设备的启动序列的可靠性。另外，与现在使用的启动程序相比，方法600可以将启动空气分离设备所需的总时间减少了至少30％，并且可以增加空气分离设备的各部件的寿命。进一步，根据方法600执行自动启动序列可以降低空气分离设备的操作费用、降低对设备操作员的风险、并且可以减少或消除对在启动序列执行的至少一部分期间使人员在现场的需要。这对于位于远程和/或危险区域中或者处于操作员现场时间由于健康问题而必须最小化的某些环境下的空气分离设备的启动而言可能是有益的。注意的是，虽然参考空气分离设备的启动描述了结合图1至图6所描述的方法600和各个实施例，但是本文所公开的各个实施例的一个或多个方面也可以用于执行空气分离设备的自动关机。进一步，尽管已经结合空气分离设备的操作描述了本实施例，但是本领域普通技术人员可以容易地将本公开的实施例的各个方面适应于与复杂启动序列相关联的其他设施、机器和装置。例如，液化设备、蒸汽甲烷重整器(SMR)、HYCO设备(合成气设备)等具有与如以上参考图1至图6所描述的空气分离设备的启动过程和部件相类似但不一定完全相同的启动过程和部件。因此，本公开的实施例特别适合于使这种结构的启动自动化和优化。
尽管已经对本发明及其优势进行了详细的说明，但是应当理解的是，在不背离在所附权利要求书中定义的发明的精神和范围的前提下，在此可以做出不同的改变、替换和更改。而且，本申请的范围并不旨在限制为本说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施例。从本发明的公开内容来看，本领域普通技术人员将容易地认识到，根据本发明，可以利用与本文描述的对应实施例执行基本相同功能或获得基本相同结果的现有的或随后将开发的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。相应地，所附权利要求书旨在在其范围内包括此类过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。
本发明可以适当地包括所公开的要素、由所公开的要素组成或基本组成，并且可以在不存在未公开的要素下进行实践。此外，如果存在提及顺序的语言，例如第一和第二，它应在示例性意义上并且不在限制性意义上进行理解。例如，本领域技术人员可以认识到可以将某些步骤组合到单个步骤中。
单数形式“一(a)”、“一个(an)”、和“所述(the)”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指出。
权利要求中的“包括(comprising)”是开放式过渡术语，其是指随后确定的权利要求要素是无排他性的清单(即，其他任何事物可以附加地被包括并且保持在“包括”的范围内)。除非在此另有说明，否则如在此使用的“包括”可以由更受限制的过渡术语“主要由...组成”和“由...组成”代替。
权利要求中的“提供(providing)”被定义为是指供给、供应、使可获得、或制备某物。所述步骤可以通过任何行动者在不存在相反的所述权利要求中的表达语言下进行。
任选的或任选地是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生。本说明包括其中所述事件或情况发生的实例以及其中所述事件或情况不发生的实例。
在此范围可以表述为从约一个具体值，和/或到约另一个具体值。当表述此种范围时，应理解的是另一个实施例是从所述一个具体值和/或到所述另一个具体值，连同在所述范围内的所有组合。
在此确定的所有参考文献各自特此通过引用以其全文结合到本申请中，并且是为了具体的信息，各个参考文献被引用就是为了所述具体信息。

Claims (29)

1.一种用于控制空气分离设备的启动的方法，所述方法包括：
由处理器接收用于开始空气分离设备的启动的请求；
响应于接收到所述请求，由所述处理器检索所述空气分离设备的启动信息，其中，所述启动信息包括标识有待自动执行以启动所述空气分离设备的步骤序列的信息，其中，所述步骤序列中的每个步骤与所述空气分离设备的一个部件相关联，并且其中，所述启动信息针对所述步骤序列中的每个步骤包括有待自动完成的动作以及在开始所述步骤序列中的一步骤的相应动作之前有待通过的许可集合，针对每个动作的所述许可集合指定用于控制对所述相应动作的执行的一个或多个参数；
自动发起对所述步骤序列的执行；
监测对所述步骤序列中的一个或多个步骤的执行；
基于所述监测来判定是否基于所述监测来修改一个或多个步骤中的一步骤的由许可集合指定的所述一个或多个参数中的一参数；
响应于确定是否修改所述一个或多个参数中的一参数，将由许可集合指定的所述一个或多个参数中的被修改的参数存储为所述启动信息的优化信息，其中所述优化信息与对应于在执行所述一个或多个步骤期间观察到的一个或多个状况的环境数据相关联地存储；以及
由所述处理器基于所述启动信息、所述优化信息和所观察到的与所述空气分离设备的后续启动相关联的状况来优化所述空气分离设备的后续启动。
2.如权利要求1所述的方法，其中，标识所述步骤序列的所述信息包括指示所述步骤序列的执行顺序的信息。
3.如权利要求2所述的方法，其中，与特定步骤相对应的所述许可集合包括指示与先前步骤相对应的阈值的一个或多个参数，并且其中，所述监测包括：
在执行所述先前步骤期间监测所述一个或多个参数，以判定所述一个或多个参数的值是否满足所述阈值；以及
响应于确定所述一个或多个参数的所述值满足所述阈值，执行所述特定步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在完成对所述先前步骤的执行之前开始执行所述步骤序列中的所述特定步骤。
5.如权利要求2所述的方法，其中，指示所述执行顺序的信息包括指示两个或更多个步骤将被同时地、至少部分同时地或顺序地执行的信息。
6.如权利要求1所述的方法，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的所述动作与保持时段相关联，并且其中，所述保持时段的持续时间基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
7.如权利要求1所述的方法，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的所述动作与斜升参数相关联，所述斜升参数指示在所述步骤序列中应当使所述空气分离设备的特定部件进入特定操作状态的斜坡速率，并且其中，所述斜坡速率基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
8.如权利要求1所述的方法，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的所述动作与斜升参数相关联，所述斜升参数指示在所述步骤序列中将使所述空气分离设备的特定部件进入特定操作状态的目标值，并且其中，所述目标值基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
9.如权利要求1所述的方法，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的所述动作与许可集合相关联，所述许可集合与指示在动作执行之前的阈值的一个或多个参数相对应，并且其中，所述阈值基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
在执行所述步骤序列期间判定所述空气分离设备的一个或多个互锁装置是否已经发生跳闸；以及
响应于确定所述一个或多个互锁装置中的至少一个已经发生跳闸，终止所述步骤序列的所述执行以便将所述设备置于安全状态下。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
将性能信息存储在数据库中，其中，所述性能信息是至少部分地基于所述监测而生成的，其中，所述性能信息包括表示在执行所述步骤序列中的每个步骤期间所述空气分离设备的一个或多个部件的操作状态的度量；并且
其中，基于所述性能信息来确定所述优化信息。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述性能信息包括表示在所述步骤序列的先前执行期间存在的状况的数据，并且其中，所述方法包括：
确定当前状况；
基于储存在数据库中的优化信息，标识在将所述当前状况匹配到阈值容差内的状况下经由执行所述步骤序列从所述空气分离设备的先前启动得到的优化结果；
基于所标识的优化结果来优化所述步骤序列；以及
执行所优化的步骤序列。
13.一种用于控制空气分离设备的启动的装置，所述装置包括：
至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置用于：
接收用于开始空气分离设备的启动的请求；
响应于接收到所述请求而检索所述空气分离设备的启动信息，其中，所述启动信息包括标识有待自动执行以启动所述空气分离设备的步骤序列的信息以及指示所述步骤序列的执行顺序的信息，其中，所述步骤序列中的每个步骤与所述空气分离设备的一个部件相关联，并且其中，所述启动信息针对所述步骤序列中的每个步骤包括有待自动完成的动作以及在开始所述步骤序列中的一步骤的相应动作之前有待通过的许可集合，针对每个动作的所述许可集合指定用于控制对所述相应动作的执行的一个或多个参数；
自动发起对所述步骤序列的执行；
监测对所述步骤中的每个步骤的执行；
将性能信息存储在数据库中，其中，所述性能信息是至少部分地基于所述监测而生成的并且包括表示在执行所述步骤序列中的每个步骤期间所述空气分离设备的一个或多个部件的操作状态的度量；
基于所述性能信息和在执行所述一个或多个步骤期间观察到的一个或多个状况来确定对所述步骤序列中的一个或多个步骤的一个或多个优化结果，其中所述一个或多个优化结果修改所述一个或多个步骤中的一步骤的由许可集合指定的所述一个或多个参数中的一参数；
将所述优化结果作为优化信息存储在所述数据库中，其中所述优化结果与在执行所述一个或多个步骤期间观察到的一个或多个状况相关联地存储；并且
基于所述启动信息、所述优化信息和所观察到的与所述空气分离设备的后续启动相关联的状况来优化所述空气分离设备的后续启动；以及
存储器，所述存储器耦合至所述至少一个处理器。
14.如权利要求13所述的装置，其中，与特定步骤相对应的所述许可集合包括指示与先前步骤相对应的阈值的一个或多个参数，并且其中，所述至少一个处理器被配置用于：
在执行所述先前步骤期间监测所述一个或多个参数，以判定所述一个或多个参数的值是否满足所述阈值；并且
响应于确定所述一个或多个参数的所述值满足所述阈值，执行所述特定步骤。
15.如权利要求13所述的装置，其中，指示所述执行顺序的信息包括指示两个或更多个步骤将被顺序地、同时地、或者至少部分同时地执行的信息。
16.如权利要求13所述的装置，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的所述动作与保持时段相关联，并且其中，所述保持时段的持续时间基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
17.如权利要求13所述的装置，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的所述动作与斜升参数相关联，所述斜升参数指示在所述步骤序列中应当使所述空气分离设备的特定部件进入特定操作状态的斜坡速率，并且其中，所述斜坡速率基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
18.如权利要求13所述的装置，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的所述动作与斜升参数相关联，所述斜升参数指示在所述步骤序列中将使所述空气分离设备的特定部件进入特定操作状态的目标值，并且其中，所述目标值基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
19.如权利要求13所述的装置，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的所述动作与许可集合相关联，所述许可集合与指示在动作执行之前的阈值的一个或多个参数相对应，并且其中，所述阈值基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
20.如权利要求13所述的装置，其中，所述至少一个处理器进一步被配置用于：
在执行所述步骤序列期间判定所述空气分离设备的一个或多个互锁装置是否已经发生跳闸；以及
响应于确定所述一个或多个互锁装置中的至少一个已经发生跳闸，终止所述步骤序列的所述执行以便将所述设备置于安全状态下。
21.如权利要求13所述的装置，其中，所述性能信息包括表示在所述步骤序列的先前执行期间存在的状况的数据，并且其中，所述至少一个处理器被配置用于：
确定当前状况；
基于储存在数据库中的优化信息，标识在将所述当前状况匹配到阈值容差内的状况下经由执行所述步骤序列从所述空气分离设备的先前启动得到的优化结果；
基于所标识的优化结果来优化所述步骤序列；并且
发起对所优化步骤序列的执行。
22.一种非暂态计算机可读存储介质，存储有指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器执行用于控制空气分离设备的启动的操作，所述操作包括：
接收用于开始空气分离设备的启动的请求；
响应于接收到所述请求：
由所述处理器从数据库中检索所述空气分离设备的启动信息，其中，所述启动信息包括标识有待自动执行以启动所述空气分离设备的步骤序列的信息以及指示所述步骤序列的执行顺序的信息，其中，所述步骤序列中的每个步骤与所述空气分离设备的一个部件相关联，并且其中，所述启动信息针对所述步骤序列中的每个步骤至少包括有待自动完成的动作以及在开始所述步骤序列中的一步骤的相应动作之前有待通过的许可集合，针对每个动作的所述许可集合指定用于控制对所述相应动作的执行的一个或多个参数；
确定与所述空气分离设备相关联的当前状况；
基于储存在数据库中的优化信息，标识在将所述当前状况匹配到阈值容差内的状况下经由执行所述步骤序列从所述空气分离设备的先前启动得到的优化结果，其中所述优化信息与对应于在所述一个或多个步骤的一次或多次执行以启动所述空气分离设备期间观察到的一个或多个状况的环境数据相关联地存储；以及
基于所标识的优化结果来优化所述步骤序列，以生成优化的步骤序列；
发起对优化的步骤序列的自动执行；
监测对所述步骤中的每个步骤的执行；
将性能信息存储在所述数据库中，其中，所述性能信息是至少部分地基于所述监测而生成的并且包括表示在执行所述步骤序列中的每个步骤期间所述空气分离设备的一个或多个部件的操作状态的度量；
基于所述性能信息来判定所述步骤序列中的任一个步骤是否可进一步被优化，其中对所述步骤序列的进一步优化提供了基于性能信息修改一个或多个步骤中的一步骤的由许可集合指定的所述一个或多个参数中的一参数的优化信息；以及
响应于判定一个或多个步骤可被优化，将附加的优化信息存储在所述数据库中，其中所述附加的优化信息与对应于当前状况的环境数据相关联地存储。
23.如权利要求22所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，与特定步骤相对应的所述许可集合包括指示与先前步骤相对应的阈值的一个或多个参数，并且其中，所述监测包括：
在执行所述先前步骤期间监测所述一个或多个参数，以判定所述一个或多个参数的值是否满足所述阈值；以及
响应于确定所述一个或多个参数的所述值满足所述阈值，执行所述特定步骤。
24.如权利要求22所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，指示所述执行顺序的信息包括指示两个或更多个步骤将被顺序地、同时地、或者至少部分同时地执行的信息。
25.如权利要求22所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的启动信息的至少一个动作中的一动作与保持时段相关联，并且其中，所述保持时段的持续时间基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
26.如权利要求22所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的启动信息的至少一个动作中的一动作与斜升参数相关联，所述斜升参数指示应当使所述空气分离设备的特定部件进入特定操作状态的斜坡速率，并且其中，所述斜坡速率基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
27.如权利要求22所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的启动信息的至少一个动作中的一动作与斜升参数相关联，所述斜升参数指示在所述步骤序列中将使所述空气分离设备的特定部件进入特定操作状态的目标值，并且其中，所述目标值基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
28.如权利要求22所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，用于所述步骤序列中的一步骤的启动信息的至少一个动作中的一动作与许可集合相关联，所述许可集合与指示在动作执行之前的阈值的一个或多个参数相对应，并且其中，所述阈值基于在所述监测期间获得的信息是可调的。
29.如权利要求22所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述操作包括：
在执行所述步骤序列期间判定所述空气分离设备的一个或多个互锁装置是否已经发生跳闸；以及
响应于确定所述一个或多个互锁装置中的至少一个已经发生跳闸，终止所述步骤序列的所述执行以便将所述设备置于安全状态下。
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