JP2012164341A - プロセス制御システムにおける統合されたアドバンスド制御ブロック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アドバンスド制御ブロック56は、汎用制御論理102を有し、プロセス出力および入力に通信可能に接続された制御入力および出力とを有する初期機能制御ブロックを作成することで形成が開始される。制御ブロック内の波形ジェネレータ101は、プロセスモデル104を作成する際に用いられるように設計された励起波形を用いて制御ブロック出力によってプロセス入力の各々を体系的にアップセットする。データ収集ルーチン100は、プロセス入力各々の波形にたいするプロセス出力各々の応答を示すデータを収集する。収集されたデータからプロセスモデルを生成し、プロセスモデルから制御論理パラメータを作成する。制御論理パラメータおよびプロセスモデルは制御ブロックにダウンロードされ、アドバンスド制御ブロックの形成を完了する。
【選択図】図3
Description
56 アドバンスド制御ブロック
102 制御論理
101 波形ジェネレータ
104 プロセスモデル
Claims (60)
- プロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメントであって、
コンピュータ読取り可能な媒体と、
アドバンスド制御機能ブロックであって、前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、前記プロセッサ上で実行されるよう構成されて、プロセスの多入力/多出力制御を実行するアドバンスド制御機能ブロックとを備え、前記アドバンスド制御ブロックは、
第1の複数の入力であって、その各入力が一組のプロセスパラメータの異なるひとつを受け取るように構成された第1の複数の入力と、
第2の複数の出力であって、その各出力が異なるプロセス入力に通信可能に結合されるように構成されて前記一組のプロセスパラメータを制御する第2の複数の出力と、
前記第1の複数の入力に応答して前記第2の複数の出力の各々で制御信号を生成する制御論理とを備えるプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。 - 前記アドバンスド制御機能ブロックは、前記制御論理により用いられる制御パラメータを受け入れるように構成されるパラメータ記憶装置を含む請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記パラメータ記憶装置は、モデル予測制御論理係数を受け取るように構成される請求項2記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックは、前記第2の複数の出力で前記制御信号を生成するように前記制御論理により用いられる、前記プロセスのためのプロセスモデルを含む請求項2記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記制御論理はモデル予測制御論理である請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記制御論理はニューラルネットワーク論理である請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記制御論理は、プロセスモデルから生成される請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記制御論理は前記プロセスのためのプロセスモデルを含む請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックは、フィールドバスプロトコルに対応するフィールドバス機能ブロックである請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックはさらに、前記複数の出力の各々でプロセス励起波形を発生させるように構成される波形ジェネレータを含む請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックさらに、前記波形ジェネレータが前記複数の出力の各々で前記プロセス励起波形を発生させるときに前記複数の入力の各々で信号値を表現するデータの収集を調整するように構成されるデータ収集ユニットを含む請求項10記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記波形ジェネレータは、前記励起波形の擬似ランダム長の一連のパルスを生成する請求項10記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記波形ジェネレータは、モデル予測コントローラを生成する際に用いられる、前記プロセスのためのプロセスモデルを作成するように構成される励起波形を発生させる請求項10記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックは、ユーザインタフェースによって前記アドバンスド制御機能ブロックの動作に関する情報を表示するように構成される図形ビューを含む請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックに通信可能に結合されたプロセスシミュレーション機能ブロックをさらに備える請求項1記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記プロセスシミュレーション機能ブロックは、前記プロセスの動作をシミュレートするプロセスモデルを含む請求項15記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- プロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメントであって、
コンピュータ読取り可能な媒体と、
前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、前記プロセッサ上で実行されるアドバンスド制御ブロックとを備え、前記アドバンスド制御ブロックは、
第1の複数の入力であって、その各入力が一組のプロセスパラメータの異なるひとつを受け取るように構成された第1の複数の入力と、
第2の複数の出力であって、その各出力が異なるプロセス入力に通信可能に結合されるように構成されて前記一組のプロセスパラメータを制御する第2の複数の出力と、
前記複数の出力の各々でプロセス励起波形を発生させるように構成される波形ジェネレータと、
データ収集ユニットであって、前記波形ジェネレータが前記複数の出力の各々で前記プロセス励起波形を発生させるときに前記複数の入力の各々で信号値を表現するデータの収集を調整するように構成されるデータ収集ユニットとを備えるプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。 - 前記波形ジェネレータは、前記励起波形の擬似ランダム長の一連のパルスを生成する請求項17記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記波形ジェネレータは、前記プロセスを励起して、モデル予測コントローラを生成する際に用いられるプロセスモデルを作成するように構成される励起波形を発生させる請求項請求項17記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックは、ユーザインタフェースによって前記アドバンスド制御機能ブロックの動作に関する情報を表示するように構成される図形ビューを含む請求項17記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックは、前記第1の複数の入力に応答して前記第2の複数の出力の各々で制御信号を生成する制御論理と、前記制御論理により用いられる制御パラメータを受け入れるように構成されるパラメータ記憶装置とを含む請求項17記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記パラメータ記憶装置はモデル予測制御論理係数を受け取るように構成される請求項21記載のプロセッサ上で実行されてプロセスを制御するプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- 前記アドバンスド制御機能ブロックは、前記プロセスのためのプロセスモデルを記憶するように構成されるプロセスモデル記憶装置を含み、前記制御論理は、前記パラメータ記憶装置内に記憶された前記制御パラメータと前記プロセスモデル記憶装置内に記憶された前記プロセスモデルとを用いて、前記第2の複数の出力で制御信号を生成する請求項20記載プロセッサ上で実行されてプロセスを制御するのプロセス制御ルーチンの一部分として用いられるように構成されるプロセス制御エレメント。
- プロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法であって、
前記プロセスのプロセス出力を受け取るように構成された第1の複数の制御入力と前記プロセスのプロセス入力に制御信号を与えるように構成される第2の複数の制御出力とを有するアドバンスド制御エレメントを与えるステップと、
前記プロセス制御ルーチン内で前記アドバンスド制御エレメントを通信可能に接続するステップと、
前記アドバンスド制御エレメントを用いて前記プロセス入力の各々に励起波形を与えるステップと、
前記アドバンスド制御エレメントを用いて、前記励起波形に対する前記プロセス出力の各々の応答を反映するデータを収集するステップと、
前記収集されたデータからプロセスモデルを作成するステップと、
前記プロセスモデルからアドバンスド制御論理パラメータを作成するステップと、 前記アドバンスド制御エレメントで用いられるように前記アドバンスド制御エレメント内に前記アドバンスド制御論理パラメータを配置して前記プロセスを制御するステップとを有する
プロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。 - 前記アドバンスド制御エレメントを与えるステップは、機能ブロックとして前記アドバンスド制御エレメントを与えるステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記プロセス制御ルーチン内に前記アドバンスド制御エレメントを通信可能に接続するステップは、第1の機能ブロックに前記制御入力のうちのひとつを通信可能に接続するステップと、第2の機能ブロックに前記制御出力のうちのひとつを通信可能に接続するステップとを有する請求項25記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記第2の機能ブロックに前記制御出力のひとつを通信可能に接続するステップは、制御機能ブロックに前記制御出力のうちのひとつを通信可能に接続して前記プロセス制御ルーチン内で制御ループの制御を与えるステップを有する請求項26記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記第2の機能ブロックに前記制御出力のうちのひとつを通信可能に接続するステップは、ある装置と関連する出力機能ブロックに前記制御出力のうちのひとつを通信可能に接続して前記装置の制御を与えるステップを有する請求項26記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記アドバンスド制御エレメントを与えるステップは、フィールドバス機能ブロックとして前記アドバンスド制御エレメントを与えるステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記アドバンスド制御論理パラメータを生成するステップは、モデル予測制御係数を生成するステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記アドバンスド制御論理パラメータを生成するステップは、ニューラルネットワーク論理パラメータを生成するステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記アドバンスド制御エレメントを用いて前記プロセス入力の各々に励起波形を与えるステップは、前記励起波形として擬似ランダム長の一連のパルスを発生させるステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記アドバンスド制御エレメントを用いて前記プロセス入力の各々に励起波形を与えるステップは、モデル予測コントローラを生成する際に用いられる、前記プロセスのためのプロセスモデルを作成するように構成される一連の励起波形を発生させるステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記収集されたデータからプロセスモデルを作成するステップは、前記プロセスモデルとして、前記収集されたデータから一組の応答曲線を生成するステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記収集されたデータからプロセスモデルを作成するステップは、前記収集されたデータから生成された前記一組の応答曲線のうちのひとつ以上を変更して変更された一組の応答曲線を生成し、前記プロセスモデルとして前記変更された一組の応答曲線を用いるステップを有する請求項34記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- シミュレーション環境において前記アドバンスド制御エレメントを用いるステップをさらに有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記シミュレーション環境において前記アドバンスド制御エレメントを用いるステップは、シミュレートされたプロセスエレメントに前記アドバンスド制御エレメントを接続するステップを有する請求項36記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記アドバンスド制御エレメントを用いるステップは、前記プロセスモデルから前記シミュレートされたプロセスエレメントを生成するステップを有する請求項37記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記アドバンスド制御エレメントを用いるステップは、前記プロセスモデルを変更するステップと、前記変更されたプロセスモデルから前記シミュレートされたプロセスエレメントを生成するステップとを有する請求項37記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記アドバンスド制御エレメントを与えるステップは、前記プロセス制御ルーチン内で前記アドバンスド制御エレメントを通信可能に接続するステップの前に前記アドバンスド制御エレメント内に制御論理を配置するステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記プロセスを制御する際に用いられる前記アドバンスド制御ブロックに前記プロセスモデルを与えるステップをさらに有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- 前記収集されたデータから前記プロセスモデルを作成するステップは、前記収集されたデータをふるい分けて、前記ふるい分けられたデータから前記プロセスモデルを作成するステップを有する請求項24記載のプロセスを制御するプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成する方法。
- プロセス制御システム内で実行されるプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システムであって、
コンピュータ読取り可能な媒体と、
第1のルーチンであって、前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、プロセッサ上で実行されるように構成され、プロセス出力を受けるように構成された第1の複数の制御入力とプロセス入力に制御信号を与えるように構成される第2の複数の制御出力とを有するアドバンスド制御エレメントを作成する第1のルーチンと、
第2のルーチンであって、前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、プロセッサ上で実行されるように構成され、ユーザが前記プロセス制御ルーチン内で前記アドバンスド制御エレメントを通信可能に接続できるようにする第2のルーチンと、
第3のルーチンであって、前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、プロセッサ上で実行されるように構成され、前記アドバンスド制御エレメントを用いて前記プロセス入力の各々に励起波形を与える第3のルーチンと、
第4のルーチンであって、前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、プロセッサ上で実行されるように構成され、前記アドバンスド制御エレメントを用いて前記励起波形に対する前記プロセス出力の各々の応答を反映するデータを収集する第4のルーチンと、
第5のルーチンであって、前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、プロセッサ上で実行されるように構成され、前記収集されたデータからプロセスモデルを作成する第5のルーチンと、
第6のルーチンであって、前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、プロセッサ上で実行されるように構成され、前記プロセスモデルからアドバンスド制御論理パラメータを生成する第6のルーチンと、
第7のルーチンであって、前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、プロセッサ上で実行されるように構成され、前記アドバンスド制御エレメント内に前記制御路論理パラメータを配置してこれにより前記アドバンスド制御論理エレメントが前記プロセスを生成するのを可能化する第7のルーチンとを備えるプロセス制御システム内で実行されるプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。 - 前記第1のルーチンは、機能ブロックとして前記アドバンスド制御エレメントを作成する請求項43記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- 前記第2のルーチンは、前記制御入力のうちのひとつを第1の機能ブロックに接続すること、前記制御出力のうちのひとつを第2の機能ブロックに接続することにより、ユーザが前記プロセス制御ルーチン内で前記アドバンスド制御エレメントを接続できるようにする請求項44記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- 前記第1のルーチンは、フィールドバスプロトコルを用いるフィールドバス機能ブロックとして前記アドバンスド制御エレメントを作成する請求項43記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- 前記第6のルーチンは、モデル予測制御係数として前記アドバンスド制御論理パラメータを生成する請求項43記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- 前記第6のルーチンは、ニューラルネットワーク論理パラメータとして前記アドバンスド制御論理パラメータを生成する請求項43記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- 前記第3のルーチンは、前記アドバンスド制御エレメントに、前記プロセス入力の各々に送るために前記制御出力の各々で励起波形を発生させるようにする請求項43記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- 前記第7のルーチンは、前記アドバンスド制御エレメント内に前記プロセスモデルを配置する請求項43記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- 前記コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶され、プロセッサ上で実行されるように構成され、前記プロセスモデルからプロセスシミュレーションエレメントを生成する第8のルーチンをさらに備える請求項43記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- 前記第5のルーチンは、前記収集されたデータのふるい分けを可能化して一組のふるい分けられたデータ生成する別のルーチンを含み、前記第5のルーチンは、前記ふるい分けられたデータから前記プロセスモデルを作成する請求項43記載のプロセス制御ルーチンで用いられるアドバンスド制御エレメントを生成するように構成されるアドバンスド制御エレメント生成システム。
- プロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法であって、前記アドバンスド制御エレメントは前記プロセスのために作成されたプロセスモデルを用いて生成されたものであり、前記方法は、
前記プロセスモデルからプロセスシミュレーションエレメントを生成するステップと、
前記アドバンスド制御エレメントに前記プロセスシミュレーションエレメントを通信可能に接続するステップと、
前記アドバンスド制御エレメントを用いて前記プロセスシミュレーションエレメントを制御するステップとを有するプロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法。 - 前記アドバンスド制御エレメントを用いて前記プロセスを制御する前に、前記プロセスシミュレーションエレメントに接続されるものとして前記アドバンスド制御エレメントをテストするステップをさらに有する請求項53記載のプロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法。
- 訓練環境内で前期アドバンスド制御エレメントおよび前記プロセスシミュレーションエレメントを用いるステップをさらに有する請求項53記載のプロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法。
- プロセスシミュレーションエレメントを生成するステップは、前記プロセスモデルを変更するステップと、前記変更されたプロセスモデルを用いて前記プロセスシミュレーションエレメントを生成するステップとを有する請求項53記載のプロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法。
- 前記プロセスシミュレーションエレメントに接続されるものとして前記アドバンスド制御エレメントをテストして、プロセス/プロセスモデル不一致がある場合に前記アドバンスド制御エレメントの動作を決定する請求項56記載のプロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法。
- 前記プロセスに前記アドバンスド制御エレメントを接続するステップと、前記アドバンスド制御エレメントが前記プロセスシミュレーションエレメントを制御する間に前記アドバンスド制御エレメントを用いて前記プロセスを制御するステップとを有する請求項53記載のプロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法。
- 前記プロセスのプロセス出力を前記プロセスシミュレーションエレメントと比較してプロセス/プロセスモデル不一致を測定するステップをさらに有する請求項58記載のプロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法。
- 前記プロセスを制御する際に用いられる前記アドバンスド制御エレメントの入力に前記プロセスシミュレーションエレメントの出力を与えるステップをさらに有する請求項58記載のプロセスを制御することが可能な多入力/多出力アドバンスド制御エレメントを用いる方法。
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