JP2015138544A - 工業プラントにおける多変数予測コントローラの制御変数を監視するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】動的な表示を提供し、工業プラントにおける制御変数を監視するための方法およびシステムを提供する。
【解決手段】本開示の実施形態は、工業プラントにおける多変数予測コントローラの制御変数を監視するための方法およびシステムに関する。方法は、データ源から、制御変数に対する所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値を受け取るステップを含む。方法はさらに、所定の関数に基づいて、処理ユニットによって関係インジケータ値を求めるステップを含む。所定の関数への入力は、受け取られた所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値である。関係インジケータ値は、制御変数と、制御変数に影響を与える関連するプロセス変数との関係についての情報を提供する。制御変数、制御変数に影響を与える関連するプロセス変数、および求められた関係インジケータ値は、オペレータがそれを使用して制御変数を監視するGUI上に表示される。
【選択図】図4

Description

本開示は、一般に、工業プラントにおけるプロセス制御に関する。より詳細には、本開示は、工業プラントにおける多変数予測コントローラ(MVPC)の制御変数を監視するための方法およびシステムに関する。

プロセス制御では、工業プラント中の様々なセンサまたは他のデバイスから自動的に情報が収集され、収集された情報は、工業プラントを動かすための様々な装置を制御するために使用される。多変数プロセスを制御することが可能であり、かつ単一の変数の制御下で操作可能なプロセスの制御のためのコントローラなど、様々なタイプのプロセス制御システムが現在使用されている。

モデルベースの予測制御技法は、多変数プロセスを制御するためのプロセス制御システムの1つである。モデルベースの予測制御技法では、コントローラは一般に、3つのタイプのプロセス変数、すなわち、制御変数(CV)、操作変数(MV)、および外乱変数(DV)を含む。

従来のシステムでは、モデルベースの予測コントローラのユーザは、制御変数、操作変数、および外乱変数に関する情報を含むプロセス変数に関連する様々なタイプの情報を、様々なインターフェースおよび表示によって与えられる。トレンド表示、マトリックス表、棒グラフ、およびグリッド表示が、コントローラを監視しコントローラと対話するためにユーザに与えられる表示の一般的な形態である。従来の表示技法に関連する問題の1つは、多変数予測コントローラのアプリケーションにおいてプロセス変数の数が増加すると、大量の表示領域が、プロセス変数に関する文字データの提示に割り当てられる必要があるということである。

さらに、ある所与の時点において、制御変数は、1つまたは複数の操作変数および外乱変数による影響を受け得る。したがって、オペレータが制御変数を監視するために必要な行動を起こすことができるように、制御変数に対する操作変数および外乱変数の影響をオペレータが判断するための手段を提供することが重要である。従来の表示技法は、図3に示されるように、プラントのある特定のプロセスのすべての制御変数、操作変数、および外乱変数を表示する。図3に示される表示技法に関連する問題は、オペレータがまず、文字データを組み立てて複数のプロセス変数間の相関情報を解釈し、次いで、制御変数を制約の範囲内に保つために操作変数に対して必要な行動を起こさなければならないということであり、これには時間がかかる。

したがって、上で挙げられた欠点に対処する方法およびシステムが求められている。より具体的には、動的な表示を提供し、工業プラントにおける制御変数を監視するための、方法およびシステムが求められている。

本開示を通じて、従来技術の欠点が克服され、多くのさらなる利点がもたらされる。さらなる特徴および利点が、本開示の技法を通じて実現される。本開示の他の実施形態および態様は、本明細書で詳細に説明され、特許請求される開示の一部と見なされる。

一実施形態では、本開示は、工業プラントにおける多変数予測コントローラの制御変数を監視するための方法に関する。方法は、データ源から制御変数に対する所定の調整パラメータを受け取るステップを含み、制御変数は、操作変数および外乱変数のうちの少なくとも1つと関連する。方法はまた、制御変数に対する少なくとも1つの利得値を受け取るステップを含む。所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値を受け取ると、処理ユニットは、所定の関数に基づいて関係インジケータ値を求め、所定の関数への入力は、受け取られた少なくとも1つの利得値および所定の調整パラメータである。処理ユニットは、求められた関係インジケータ値に基づいて、制御変数を監視する。

一実施形態では、本開示は、工業プラントにおける多変数予測コントローラ(MVPC)の制御変数を監視するためのグラフィカルユーザインターフェースを提供する。グラフィカルユーザインターフェースは、関係インジケータ値を表示するように構成される表示領域を含む。関係インジケータ値は、所定の関数に基づいて求められ、所定の関数に対する入力は、制御変数に対する少なくとも1つの利得値および制御変数に対する所定の調整パラメータであり、制御変数は、操作変数および外乱変数のうちの少なくとも1つと関連する。

一実施形態では、本開示は、工業プラントにおける多変数予測コントローラ(MVPC)の制御変数を監視するためのシステムを提供する。システムは、データ源および処理ユニットを含む。データ源は、制御変数に対する所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値を記憶するように構成され、制御変数は、操作変数および外乱変数のうちの少なくとも1つに関連する。処理ユニットは、所定の関数に基づいて、関係インジケータ値を求めるように構成される。所定の関数に対する入力は、多変数予測コントローラの制御変数を監視するための、少なくとも1つの利得値および所定の調整パラメータである。

本開示の前述のおよび他の特徴と利点は、現在好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、添付の図面とともに読まれれば、さらに明らかになるであろう。詳細な説明および図面は、限定するものではなく本開示を単に例示するものであり、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその等価物によって定義される。

本開示の特徴は、添付の特許請求の範囲において詳細に述べられる。さらなる特徴および付随する利点とともに、本開示の実施形態自体が、添付の図面とともに以下の詳細な説明を考慮することから明らかになるであろう。本開示の1つまたは複数の実施形態は、添付の図面を参照してここで単なる例として説明され、添付の図面において、同様の参照番号は同様の要素を表す。

本開示のある実施形態による、プラント情報ネットワークを通じて接続されるシステムのコンポーネントを伴う分散ネットワークである。 本開示のある実施形態による、工業プラントにおける多変数予測コントローラ(MVPC)の制御変数を監視するためのシステムである。 従来技術のある実施形態による、制御変数のプロセストレンドを監視するためのグラフィカルユーザインターフェース(GUI)である。 本開示のある実施形態による、工業プラントにおけるMVPCの制御変数を監視するためのGUIである。 本開示のある実施形態による、工業プラントにおけるMVPCの制御変数を監視するための方法を示すフローチャートである。

図面は、単に例示を目的として、本開示の実施形態を示す。本明細書で示される構造および方法の代替的な実施形態が、本明細書で説明される本開示の原理から逸脱することなく利用され得ることを、当業者は以下の説明から容易に認識するだろう。

上では、以下の本開示の詳細な説明がよりよく理解され得るように、本開示の特徴および技術的な利点を大まかに概説した。本開示の特許請求の範囲の主題をなす、本開示の追加の特徴および利点が以下で説明される。開示される概念および特定の実施形態は、本開示の同じ目的を実行するための他の構造を修正または設計するための基礎として容易に利用され得ることを、当業者は理解されたい。そのような等価な構成は、添付の特許請求の範囲に記載される本開示の趣旨および範囲から逸脱しないことも、当業者は理解されたい。添付の図面とともに考慮されれば、以下の説明から、操作の体系と方法の両方に関して本開示の特徴であると考えられる新規の特徴が、さらなる目的および利点とともによりよく理解されるだろう。しかしながら、図面の各々は例示および説明の目的で与えられているに過ぎず、本開示の範囲を定義するものとしては意図されていないことを明確に理解されたい。

図1は、本開示のある実施形態による、プラント情報ネットワーク102を通じて接続されたシステム200(図1には明示的に示されない)のコンポーネントを伴う分散ネットワーク100を示す。分散ネットワーク100は、プラント情報ネットワーク102を通じて接続された、1つまたは複数のデータ源104、Advanced Process Control (APC)向けなどのサーバ106、1つまたは複数のObject Linking and Embedding (OLE) for Process Control (OPC)サーバ108、およびグラフィカルユーザインターフェース(GUI)110を含む。サーバ106は、セキュアネットワーク112を通じてGUI110に接続される。OPCサーバ108は、限定はされないが、工業プラントの1つまたは複数のデータ源104から、エンジニアリング、プロセス、イベント、ログファイル、および構成データを含む情報を収集する。OPCサーバ108の各々は、OPC Unified Architecture (UA)インターフェース、履歴データアクセスモジュール、アラームおよびイベントモジュール、ならびに、工業プラントのプロセスを制御するために工業プラントのオペレータによって要求されるような、単一のプラットフォーム上の様々なデータ源104からのデータを統合するのを助けるデータアクセスモジュールを含む。本開示の非限定的な態様では、OPCサーバ108は、OPC履歴データアクセス、OPCアラーム、およびOPCバッチを含み得る。

図2は、本開示のある実施形態による、工業プラントにおける多変数予測コントローラ(MVPC)の制御変数を監視するためのシステム200を示す。システム200は、データ源104、サーバ106、およびGUI110を含む。サーバ106は、データ取得モジュール202とデータ可視化モジュール204とを有する処理ユニット107を含む。ある例として、工業プラントは、化学プラントまたは石油およびガスの精製所であってよい。本開示は、特定の工業プラントには限定されないが、継続的な多変数製造プロセスの制御において特に有利である。しかしながら、本明細書で説明される動的な表示方法は、多変数プロセスまたはモデルベースの予測コントローラには決して限定されず、単一プロセス変数コントローラのプロセスを含む様々なコントローラおよび様々なプロセスに適用可能であることを、当業者は認識するだろう。

工業プラントの各々は1つまたは複数のプロセスを含み、1つまたは複数のプロセスの各々は、1つまたは複数のプロセス変数、すなわち、制御変数(CV)、操作変数(MV)、および外乱変数(DV)を含む。1つまたは複数のプロセスは、限定はされないが、圧力、温度、位置、加速度、速度、電力、電流、および流量を含む。工業プロセスの環境では、制御変数は出力変数と見なされ得る。制御変数の望ましい値は、設定点と呼ばれる所定の値に設定されることが多い。操作変数は、プロセスに対する入力変数と見なされ、それは、操作変数が制御変数を変化させるように操作され得るからである。外乱変数は、操作されないが環境または外部要因の結果として変化し得る入力である。プロセスの各々に関連する1つまたは複数のプロセス変数が、1つまたは複数のデータ源104に記憶される。プロセスの各々に関連する1つまたは複数のプロセス変数は、パラメータ、すなわち、上限値、下限値、現在値、および予測値を含む。1つまたは複数のデータ源104は、限定はされないが、システムコントローラ、シミュレータ、データベース、および、1つまたは複数のプロセスを含むデータ源104の任意の他の組合せを含む。

ある実施形態では、ある特定のプロセスの制御変数は、1つまたは複数の操作変数および外乱変数の影響を受け得る。工業プラントのオペレータには、影響を受ける制御変数と、制御変数に影響を与える1つまたは複数の操作変数および外乱変数とに関連する情報が与えられるべきである。オペレータには、影響を受けた制御変数を制御下に置くために必要な対策をオペレータがとることができるように、この情報が与えられるべきである。影響を受けた制御変数を制御下に置くために、オペレータは、1つまたは複数の操作変数に対して1つまたは複数の行為を行う。1つまたは複数の行為は、1つまたは複数の操作変数をアクティブ化すること、1つまたは複数の操作変数の現在値を修正すること、および1つまたは複数の操作変数の制御情報を修正することを含む群から選択される。またオペレータには、関係インジケータ値が与えられるべきである。関係インジケータ値に基づいて、オペレータは、制御変数に影響を与える1つまたは複数の操作変数を特定することができる。関係インジケータ値は、所定の関数に基づいて求められる。所定の関数に対する入力は、所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値である。所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値は、データ源104から処理ユニット107によって受け取られる。

ある実施形態では、高い関係インジケータ値を有する関連するプロセス変数は、低い関係インジケータ値を有する別の関連するプロセス変数と比較して、そのプロセス変数が制御変数に対してより大きな影響を有することを示す。一実施形態では、1つまたは複数の関連するプロセス変数の1つは、選択された制御変数を制御するために使用され得る。関係インジケータ値を使用することによって、オペレータは、制御変数に影響を与える1つまたは複数の操作変数および外乱変数を可視化し、次いで、制御変数を制御下に置くように操作変数を操作することができる。

データ取得モジュール202は、1つまたは複数のデータ源104から、特定のプロセスの1つまたは複数の現在のプロセス変数を取り出す。1つまたは複数の現在のプロセス変数は、制御変数、操作変数、および外乱変数である。オペレータは、1つまたは複数の現在のプロセス変数のうちの1つを選択する。データ取得モジュール202は、選択された現在のプロセス変数に対する1つまたは複数の関連するプロセス変数を取り出す。たとえば、オペレータが特定の制御変数を選択すると、関連するプロセス変数は、選択された制御変数に関連する1つまたは複数の操作変数および外乱変数である。データ取得モジュールは、選択された制御変数に対する所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値を受け取り、データ源から関係インジケータ値を求める。データ取得モジュールは、所定の関数に基づいて関係インジケータ値を求め、所定の関数への入力は、受け取られた所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値である。求められた関係インジケータ値はさらに、正規化された値を得るために、既知の技法を使用して正規化される。データ取得モジュール202は、選択された現在のプロセス変数、選択された制御変数と関連付けられる関連するプロセス変数、および求められた関係インジケータ値を、データ可視化モジュール204に提供する。データ可視化モジュール204は、GUI110上に、求められた関係インジケータ値を動的に表示する。データ可視化モジュール204はまた、GUI110の第1の表示領域に選択された制御変数を表示し、GUI110の第2の表示領域に関連するプロセス変数を表示する。データ可視化モジュール204は、事前に定義されたフォーマットで、制御変数、関係インジケータ値、および関連するプロセス変数をGUI110に表示する。ある実施形態では、事前に定義されたフォーマットは、グラフィカルフォーマットである。GUI110は、選択された制御変数および関連するプロセス変数のパラメータに基づいて、データ可視化モジュール204によってコントローラ実行のたびに更新される。

ある実施形態では、GUI110はまた、アクティブ状態および非アクティブ状態などプロセス変数の状態、リモートおよびローカルなどプロセス変数のアクセス、上側制約および下側制約などプロセス変数の制約情報のようなプロセス変数に関連する、1つまたは複数の情報を表示する。

サーバ106は、1つまたは複数の介在するセキュアネットワーク112を介してGUI110と通信する。介在するネットワーク112は、パブリックネットワーク、たとえば、インターネット、ワールドワイドウェブなど、またはプライベートネットワーク、たとえば、ローカルエリアネットワーク(LAN)など、またはこれらの組合せ、たとえば、仮想プライベートネットワーク、インターネットに接続されたLANなどを含む。さらに、介在するネットワーク112は、有線ネットワークのみである必要はなく、当技術分野において知られているワイヤレスネットワーク要素を含み得る。示される実施形態では、動的関係表示インターフェース110は、ハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースの家電機器またはプログラム可能な家電機器、ネットワークパーソナル通信サービス(PCS)、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む。

図4は、本開示のある実施形態による、工業プラントにおけるMVPCの制御変数を監視するためのGUI110を示す。GUI110は、第1の表示領域401に選択された制御変数を表示し、第2の表示領域403に関係インジケータ値を表示し、第3の表示領域405に関連する1つまたは複数のプロセス変数を表示する。

例示を目的に、オペレータが制御変数CV1 402_aを監視することを望むことを考える。制御変数CV1は、タグネーム、すなわち1TI103.PV 402_bと関連付けられる。制御変数CV1 402_aは、プロセスパラメータと関連付けられる。オペレータがCV1 402_aを選択すると、関連するパラメータ、すなわち、上限値(HL)、下限値(LL)、現在値(SS)、および予測値(PV)がGUI110の第1の表示領域401に表示される。第1の表示領域401はまた、CV1 402_aと関連付けられるタグネームを表示する。ある実施形態では、第1の表示領域401はまた、アクティブまたは非アクティブなど選択されたプロセス変数の状態に関連する情報を表示することができる。ある実施形態では、第1の表示領域401はまた、選択された制御変数CV1 402_aの制約に関連する情報を、上側制約と下側制約のいずれかとして表示することができる。

例として、CV1 402_aの事前に設定された上限(HL)値は12であり、事前に設定された下限(LL)値は8であり、現在値(SS)は13であり、予測値(PV)は11.8である。制御変数CV1 402_aは、1つまたは複数の関連するプロセス変数と関連付けられる。1つまたは複数の関連するプロセス変数は、3つの操作変数MV1 407_a、MV2 409_a、およびMV3 411_aと、外乱変数DV1 413_aである。MV1 407_a、MV2 409_a、MV3 411_a、およびDV1 413_aは、GUI110の第3の表示領域405に表示される。操作変数MV3 411_aは、非アクティブ状態にあり得る。データ取得モジュール202は、制御変数CV1 402_aに対する利得値および所定の調整パラメータを受け取る。MV1 407_aの利得値は-0.5であり、MV2 409_aの利得値は+0.74であり、DV1 413_aの利得値は+0.45である。操作変数に関連する所定の調整パラメータは、MV速度値およびMV最大ステップサイズ値である。MV1 407_aのMV速度値は0.6であり、MV2 409_aのMV速度値は0.4である。MV1 407_aのMV最大ステップサイズ値は0.5であり、MV2 409_aのMV最大ステップサイズ値は0.75である。以下の表1は、関係インジケータ値を求めるための、利得値および所定の調整パラメータの例を与える。

利得値および所定の調整パラメータを受け取ると、データ取得モジュール202は、1つまたは複数の所定の関数を使用して関係インジケータ値を求める。

ある例では、関係インジケータ値は、所定の関数において操作変数の利得値を二乗することによって、すなわち(MV利得)²によって得られる。MV1 407_aの利得値は-0.5である。したがって、関係インジケータ値は0.25である。同様に、MV2 409_aの利得値は0.74である。関係インジケータ値を得るための所定の関数は(MV利得)²である。したがって、関係インジケータ値は0.5476である。

さらに別の例では、関係インジケータ値を求めるために使用される所定の関数は(MV利得)²×MV速度である。MV1 407_aの関係インジケータ値は(-0.5)²×0.6=0.15、MV2 409_aの関係インジケータ値は(0.74)²×0.4=0.219である。

別の例では、関係インジケータ値を求めるために使用される所定の関数は、(MV利得)²×MV速度×MV最大ステップサイズである。したがって、MV1 407_aの関係インジケータ値は(-0.5)²×0.6×0.5=0.075、MV2 409_aの関係インジケータ値は(0.74)²×0.4×0.75=0.164である。

第1の例を考えると、MV1 407_aの関係インジケータ値は0.25であり、MV2 409_aの関係インジケータ値は0.5476である。データ可視化モジュール204は、GUI110の第2の表示ユニット403上に関係インジケータ値を表示する。上の例を考慮すると、関係インジケータ値を求めるために使用される所定の関数は一定ではないと推測することができる。所定の関数は、制御される必要があるプロセスに基づいて決められる。あるいは、関係インジケータ値を求めるために、同じプロセスに対して2つ以上の所定の関数が存在することがある。以下の(表2は、例示的な所定の関数および関係インジケータ値の例を与える。

データ可視化モジュール204は、MV1 407_a、MV2 409_a、MV3 411_a、およびDV1 413_aなど関連するプロセス変数を、GUI110の第3の表示領域405に表示する。

第3の表示領域405では、関連するプロセス変数の各々に関連するパラメータ、すなわち、関連する上限値、関連する下限値、関連する現在値、および関連する予測値が表示される。第3の表示領域405はまた、アクティブまたは非アクティブなど関連するプロセス変数の各々の状態を表示する。第3の表示領域405はさらに、ローカルまたはリモートなど関連するプロセス変数のアクセスに関連する情報を表示する。関連するプロセス変数がオペレータによってアクセスされ得ない場合、アクセス情報はリモートとして第3の表示領域405に表示される。関連するプロセス変数がオペレータによってアクセスされ得る場合、アクセス情報はローカルとして第3の表示領域405に表示される。

GUI110を見たとき、オペレータは、CV1 402_aの予測される安定状態の値が上限値よりも大きいことを可視化する。したがって、オペレータは、関連するプロセス変数のうちの1つまたは複数を操作して、制御変数を制御しなければならない。関係インジケータ値0.25は、操作変数MV1 407_aの制御変数CV1 402_aに対する影響を表す値である。MV1 407_aは、第3の表示領域405に表示されるタグネーム1FC101.SP 407_bを有する。関係インジケータ値0.54は、操作変数MV2 409_aの制御変数CV1 402_aに対する影響を表す値である。操作変数MV2 409_aは、第3の表示領域405に表示されるタグネーム1FC102.SP 409_bを有する。関係インジケータ値0.9は、操作変数MV3 411_aの制御変数CV1 402_aに対する影響を表す値である。操作変数MV3 411_aは、第3の表示領域405に表示されるタグネーム1FC103.SP 411_bを有する。外乱変数DV1 413_aは、制御変数CV1 402_aに影響を与え、これが原因で、CV1 402_aの現在値が予測値より大きい。しかし、オペレータは、制御変数CV1 402_aを制御するために外乱変数DV1 413_aを操作することはできない。関係インジケータ値0.20は、外乱変数DV1 413_aの制御変数CV1 402_aに対する影響を表す値である。関係インジケータ値から、オペレータは、タグネーム1FC103.SP 411_bを有する操作変数MV3 411_aが現在のプロセス変数CV1 402_aとの最大の関係インジケータ値を有することを可視化する。オペレータは、現在のプロセス変数CV1 402_aを制御するために、タグネーム1FC103.SP 411_bを有する操作変数を操作することを考え得る。しかし、オペレータは、第3の表示領域405から、操作変数MV3 411_aが非アクティブ状態であり、したがってCV1 402_aを制御するために使用され得ないことを可視化する。好ましくは、オペレータは、可能な限り早い時間に、タグネーム1FC102.SP 409_bを有する操作変数MV2 409_aを操作して現在のプロセス変数CV1 402_aを制御する。このようにして、オペレータは、制御変数CV1 402_aを効果的に監視することができる。

図5は、本開示のある実施形態による、工業プラントにおけるMVPCの制御変数を監視するための方法を示すフローチャートを示す。ステップ501において、処理ユニット107は、データ源104から制御変数に対する所定の調整パラメータを受け取る。処理ユニット107はまた、ステップ503において、制御変数に対する少なくとも1つの利得値を受け取る。その後、処理ユニット107は、ステップ505において、所定の関数に基づいて関係インジケータ値を求める。所定の関数への入力は、受け取られた調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値である。処理ユニット107は、GUI110上に求められた関係インジケータ値を表示する。処理ユニット107はまた、GUI110の第1の表示領域401に制御変数とそのパラメータを表示し、GUI110の第2の表示領域403に関連するプロセス変数とそのパラメータを表示する。求められた関係インジケータ値に基づいて、オペレータは、ステップ507において、制御変数に影響を与える関連するプロセス変数を決定し、制御変数を監視する。

説明される動作は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはこれらの任意の組合せを生成するための標準的なプログラミング技法および/またはエンジニアリング技法を使用する、方法、システム、または製造品として実装され得る。説明される動作は、「非一時的コンピュータ可読記録媒体」に保持されるコードとして実装されてよく、処理ユニットは、コンピュータ可読記録媒体からコードを読み取り実行することができる。処理ユニットは、クエリを処理し実行することが可能な、マイクロプロセッサおよびプロセッサのうちの少なくとも1つである。非一時的コンピュータ可読記録媒体は、磁気記憶媒体(たとえば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスク、テープなど)、光学記憶装置(CD-ROM、DVD、光学ディスクなど)、揮発性および非揮発性メモリデバイス(たとえば、EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、ファームウェア、プログラマブル論理回路など)など、媒体を含み得る。非一時的コンピュータ可読記録媒体は、一時的なものを除く、すべてのコンピュータ可読記録媒体を含む。説明される動作を実施するコードはさらに、ハードウェア論理回路(たとえば、集積回路チップ、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)など)で実装され得る。

またさらに、説明される動作を実施するコードは、「送信信号」において実装されてよく、送信信号は、空間を通じて、または、光ファイバ、銅線など送信媒体を通じて伝搬し得る。コードまたは論理が符号化される送信信号はさらに、ワイヤレス信号、衛星送信、電波、赤外線信号、Bluetoothなどを含み得る。コードまたは論理が符号化される送信信号は、送信局によって送信され受信局によって受信されることが可能であり、送信信号において符号化されるコードまたは論理は、受信側および送信側の局またはデバイスにおいて、ハードウェアまたは非一時的コンピュータ可読記録媒体に復号され記憶され得る。「製造品」は、非一時的コンピュータ可読記録媒体、ハードウェア論理回路、および/またはコードが実装され得る送信信号を含む。動作の説明された実施形態を実施するコードが符号化されるデバイスは、コンピュータ可読記録媒体またはハードウェア論理回路を含み得る。当然、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの修正がこの構成に行われ得ること、および、製造品が当技術分野において知られている適切な情報保持媒体を含み得ることを、当業者は認識するだろう。

「ある実施形態」、「実施形態」、「複数の実施形態」、「その実施形態」、「その複数の実施形態」、「1つまたは複数の実施形態」、「いくつかの実施形態」、および「1つの実施形態」という用語は、別段明確に規定されない限り、「本発明の(すべてではないが)1つまたは複数の実施形態」を意味する。

「含む(including)」、「含む(comprising)」、「有する」という用語、およびこれらの変形は、別段明確に規定されない限り、「限定はされないが含む」を意味する。

項目の列挙された一覧は、別段明確に規定されない限り、それらの項目のいずれかまたはすべてが相互に排他的であることを示唆しない。

「a」、「an」、および「the」という用語は、別段明確に規定されない限り、「1つまたは複数」を意味する。

互いに通信しているデバイスは、別段明確に規定されない限り、互いに継続的に通信している必要はない。加えて、互いに通信しているデバイスは、直接、または、1つまたは複数の仲介物を通じて間接的に、通信し得る。

互いに通信しているいくつかのコンポーネントを伴うある実施形態の説明は、すべてのそのようなコンポーネントが必要であることを示唆しない。逆に、種々の任意選択のコンポーネントが、本発明の広範な可能な実施形態を示すために説明される。

さらに、プロセスステップ、方法ステップ、アルゴリズムなどは、ある順次的な順番で説明され得るが、そのようなプロセス、方法、およびアルゴリズムは、交互に並べた順番で動作するように構成されてもよい。言い換えると、説明され得るステップの任意の順序または順番は、ステップがその順番で実行されるべきであるという要件を必ずしも示さない。本明細書で説明されるプロセスのステップは、実用的な任意の順番で実行され得る。さらに、いくつかのステップは同時に実行され得る。

単一のデバイスまたは物品が本明細書で説明される場合、2つ以上のデバイス/物品(それらが協働するかどうかにかかわらず)が、単一のデバイス/物品の代わりに使用され得ることは、容易に明らかであろう。同様に、2つ以上のデバイスまたは物品が本明細書で説明される場合(それらが協働するかどうかにかかわらず)、単一のデバイス/物品が2つ以上のデバイスまたは物品の代わりに使用され得ること、または異なる数のデバイス/物品が示された数のデバイスまたはプログラムの代わりに使用され得ることは、容易に明らかであろう。デバイスの機能および/または特徴は、そのような機能/特徴を有するものとして明示的に説明されない、1つまたは複数の他のデバイスによって代替的に具現化され得る。したがって、本発明の他の実施形態は、デバイス自体を含む必要はない。

図5に示される動作は、ある順序で発生するいくつかのイベントを示す。代替的な実施形態では、いくつかの動作は、異なる順序で実行されてよく、修正されてよく、または除去されてよい。その上、ステップが上で説明された論理に追加されてよく、それでも説明された実施形態に適合し得る。さらに、本明細書で説明される操作は順番に行われてよく、または、いくつかの動作は並列に実行されてよい。またさらに、動作は、単一の処理ユニットによってまたは分散された処理ユニットによって実行され得る。

本発明の様々な実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提示されてきた。この説明は、網羅的であること、または、開示された厳密な形態に本発明を限定することは意図されていない。上記の教示を考慮して、多くの修正および変形が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明ではなく、本明細書に添付される特許請求の範囲によって限定されることが意図される。上記の明細書、例、およびデータは、本発明の組成物の製造および使用の完全な説明を提供する。本発明の多くの実施形態が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく行われ得るので、本発明は、以下に添付される特許請求の範囲に存在する。

加えて、本開示の利点が、本明細書で示される。

本開示は、MVPC変数の動的な可視化のための方法を提供する。

本開示は、可能な限り早い時間で制御変数を監視するための方法を提供する。

本開示は、オペレータがそれを使用して制御変数を制御する関係インジケータ値を求めるための方法を提供する。

最後に、本明細書で使用される文言は主に、読みやすさおよび教示を目的に選ばれており、本発明の主題を詳述または限局するために選ばれてはいないことがある。したがって、本発明の範囲は、この詳細な説明ではなく、本明細書に基づく出願に由来する任意の請求項によって限定されることが意図される。したがって、本発明の実施形態の開示は、以下の特許請求の範囲において記載される本発明の範囲を、限定するものではなく例示するものであることが意図される。

本明細書での実質的に任意の複数形および/または単数形の用語の使用に関して、当業者は、文脈および/または用途に適切となるように、複数形から単数形に、かつ/または単数形から複数形に変換することができる。わかりやすくするために、様々な単数形/複数形の置換が、本明細書で明確に記載されることがある。

加えて、本開示の特徴または態様がマーカッシュグループに関して説明される場合、本開示はその結果、マーカッシュグループの任意の個々のメンバまたはメンバのサブグループに関し説明されることを、当業者は認識するだろう。

様々な態様および実施形態が本明細書で開示されてきたが、他の態様および実施形態が当業者には明らかであろう。本明細書で開示される様々な態様および実施形態は例示を目的としており、限定することは意図されておらず、真の範囲および趣旨は以下の特許請求の範囲によって示される。

参照番号

100 分散ネットワークシステム
102 プラント情報ネットワーク
104 データ源
106 サーバ
108 OPCサーバ
110 グラフィカルユーザインターフェース
112 セキュアネットワーク
200 システム
202 データ取得モジュール
204 データ可視化モジュール
401 第1の表示領域
402_a CV1
402_b 1TI103.PV
403 第2の表示領域
405 第3の表示領域
407_a MV1
407_b 1FC101.SP
409_a MV2
409_b 1FC102.SP
411_a MV3
411_b 1FC103.SP
413_a DV1
413_b 1FC113.PV

Claims (19)

1. 工業プラントにおける多変数予測コントローラ(MVPC)の制御変数を監視するための方法であって、
   データ源から、前記制御変数に対する所定の調整パラメータを受け取るステップであって、前記制御変数は操作変数および外乱変数のうちの少なくとも1つと関連する、ステップと、
   前記データ源から、前記制御変数に対する少なくとも1つの利得値を受け取るステップと、
   処理ユニットによって、所定の関数に基づいて関係インジケータ値を求めるステップであって、前記所定の関数への入力は、前記多変数予測コントローラの前記制御変数を監視するための、前記受け取られた少なくとも1つの利得値および前記所定の調整パラメータである、ステップと
   を含む方法。
2. グラフィカルユーザインターフェース上で、少なくとも1つの制御変数の選択のために1つまたは複数の制御変数を提供するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
3. 前記選択された制御変数と関連する前記求められた関係インジケータ値を表示するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
4. 前記選択された制御変数の上限値、下限値、現在値、および予測値のうちの少なくとも1つを表示するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
5. 前記求められた関係インジケータ値に基づいて、1つまたは複数の動作を実行するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
6. 利得値を所定の重みパラメータと乗算するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
7. 前記関係インジケータ値を求めるステップが、前記所定の関数の前記入力に、操作変数のステップサイズを含めるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
8. 所定の調整パラメータを所定の重みパラメータと乗算するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
9. 前記関係インジケータ値を所定のスケールに正規化するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
10. 工業プラントにおける多変数予測コントローラ(MVPC)の制御変数を監視するためのグラフィカルユーザインターフェースであって、
    関係インジケータ値を表示するように構成される表示領域を含み、前記関係インジケータ値は所定の関数に基づいて求められ、前記所定の関数への入力が、
    前記制御変数に対する所定の調整パラメータであり、前記制御変数は、前記制御変数に対する少なくとも1つの利得値と、操作変数および外乱変数のうちの少なくとも1つとに関連する、グラフィカルユーザインターフェース。
11. 前記表示領域が、選択された制御変数の上限値、下限値、現在値、および予測値のうちの少なくとも1つを表示する第1の表示領域をさらに含む、請求項10に記載のグラフィカルユーザインターフェース。
12. 前記表示領域が、前記操作変数および前記外乱変数のうちの少なくとも1つの上限値、下限値、および現在値のうちの少なくとも1つを表示する第2の表示領域をさらに含む、請求項10に記載のグラフィカルユーザインターフェース。
13. 前記操作変数および前記外乱変数のうちの少なくとも1つと関連する状態情報を前記第2の表示領域に表示することをさらに含む、請求項12に記載のグラフィカルユーザインターフェース。
14. 前記表示領域が、前記関係インジケータ値と対応する操作変数を関連付けるように構成される、請求項10に記載のグラフィカルユーザインターフェース。
15. 前記表示領域が、前記関係インジケータ値を対応する外乱変数と関連付けるように構成される、請求項10に記載のグラフィカルユーザインターフェース。
16. 工業プラントにおける多変数予測コントローラ(MVPC)の制御変数を監視するためのシステムであって、
    前記制御変数に対する所定の調整パラメータおよび少なくとも1つの利得値を記憶するように構成されるデータ源であって、前記制御変数は操作変数および外乱変数のうちの少なくとも1つと関連する、データ源と、
    所定の関数に基づいて関係インジケータ値を求めるように構成される処理ユニットであって、前記所定の関数への入力が、多変数予測コントローラの前記制御変数を監視するための、前記少なくとも1つの利得値および前記所定の調整パラメータである、処理ユニットと
    を含む、システム。
17. 前記データ源が、システムコントローラ、シミュレータ、およびデータベースのうちの少なくとも1つである、請求項16に記載のシステム。
18. 前記処理ユニットが、データ取得モジュールおよびデータ可視化モジュールを含む、請求項16に記載のシステム。
19. 演算を記憶した非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、前記演算が、少なくとも1つの処理ユニットによって処理されると、システムに、
    データ源から、制御変数に対する所定の調整パラメータを受け取るステップであって、前記制御変数は操作変数および外乱変数のうちの少なくとも1つと関連する、ステップと、
    前記データ源から、前記制御変数に対する少なくとも1つの利得値を受け取るステップと、
    所定の関数に基づいて関係インジケータ値を求めるステップであって、前記所定の関数への入力が、多変数予測コントローラの前記制御変数を監視するための、前記受け取られた少なくとも1つの利得値および前記所定の調整パラメータである、ステップと
    を実行させる、非一時的コンピュータ可読記録媒体。