JP2017524205A5 - - Google Patents

Claims (33)

1. プロセスを実施する一組のプロセス機器の制御において使用するためのプロセス制御器であって、
   前記プロセス内での制御されたプロセス変数に関する設定点を受信する設定点入力と、
   前記制御されたプロセス変数の測定値を受信するプロセス変数入力と、
   いくつかの実行サイクルの各々の最中に前記制御されたプロセス変数の１つ以上の予測値を生成するプロセスモデルと、
   前記プロセスモデルに及び前記設定点入力に結合された制御信号発生器であって、前記いくつかの実行サイクルの各々の最中に、前記設定点、及び前記実行サイクルの最中に前記プロセスモデルによって生成された前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を使用して、前記プロセス機器を制御するための制御信号を生成して、それによって、前記制御されたプロセス変数を前記設定点に向かって駆動するように動作する、制御信号発生器と、
   前記プロセス変数入力に及び前記プロセスモデルに結合されたモデルバイアス補正ユニットと、を備え、前記モデルバイアス補正ユニットは、前記プロセスモデルによって適用されるモデル補正を判定して、前記制御されたプロセス変数の前記予測値を生成し、
   前記制御信号発生器及び前記プロセスモデルが、実行速度で連続した実行サイクルを動作し、
   前記プロセス変数入力が、前記制御信号発生器及び前記プロセスモデルの前記実行速度より低い速度で、前記制御されたプロセス変数の測定値を受信し、
   前記モデルバイアス補正ユニットが、特定の時間に関する前記制御されたプロセス変数の以前の予測値、及び前記プロセス変数入力における前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられた実行サイクルの最中の、前記特定の時間に関する前記制御されたプロセス変数の新たに受信された測定値に基づいて、新しいモデル補正を生成し、
   前記プロセスモデルが、前記新しいモデル補正を用いて、１つ以上の算出された予測の制御されたプロセス変数値をオフセットし、前記プロセス変数入力における前記制御されたプロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中のみ、前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を生成する、プロセス制御器。
2. 前記プロセスモデルは、実行サイクルの各々の最中に、計画対象期間にわたる複数の異なる未来の時点で前記制御されたプロセス変数の予測値を生成する、
   請求項１に記載のプロセス制御器。
3. 前記プロセスモデルは、前記プロセス変数入力の前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の受信に関連付けられている前記実行サイクルの最中に、前記計画対象期間にわたる複数の異なる未来の時点の前記制御されたプロセス変数の予測値の各々を、前記モデル補正でオフセットする、
   請求項２に記載のプロセス制御器。
4. 前記モデルバイアス補正ユニットが、前記プロセス変数入力における前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中にのみ、新しいモデル補正を生成する、請求項１に記載のプロセス制御器。
5. 前記プロセスモデルが、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられていない実行サイクルの最中には、前記モデル補正の以前の算出値を使用する、請求項４に記載のプロセス制御器。
6. 前記プロセスモデルが、各実行サイクルの最中に、前記制御されたプロセス変数の以前の算出された予測値を使用して、前記制御されたプロセス変数の新しい予測値を生成する反復性プロセスモデルであり、前記プロセスモデルが、前記プロセス変数入力における前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられた実行サイクルの最中のみ、前記制御されたプロセス変数の前記新しい予測値に前記新しいモデル補正を適用する、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のプロセス制御器。
7. 前記プロセス変数入力が、
   前記制御信号発生器及び前記プロセスモデルの前記実行速度より低い周期的な速度で、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値、
   非周期的な速度で、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値、
   断続的な速度で、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値、
   の少なくとも１つを受信する、
   請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のプロセス制御器。
8. ステータス発生器をさらに含み、前記ステータス発生器は、制御器が、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値が前記プロセス変数入力において受信されなかった前記実行サイクルに関しては第１の非エラーステータス状態にあることを指示し、かつ、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値が前記プロセス変数入力において受信された前記実行サイクルに関しては第２の非エラーステータス状態にあることを指示する、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のプロセス制御器。
9. 前記プロセス変数入力が、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信を指示するフラグを発生するフラグ発生ユニットを含み、前記プロセスモデルは、前記フラグを使用して、どの実行サイクルが前記プロセス変数入力における前記プロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられるのかを判定する、請求項１〜８の何れか１項に記載のプロセス制御器。
10. プロセス制御方法であって、
    各実行サイクルの最中に、コンピュータ処理デバイス上で、実行速度で制御ルーチンの複数の実行サイクルを実装して、プロセスを制御するための制御信号を発生することであって、
    前記制御ルーチンの各実行サイクルの最中に、
    前記コンピュータ処理デバイス上で、プロセスモデルを実行して、前記プロセス内での制御されたプロセス変数の１つ以上の予測値を生成することと、
    前記コンピュータ処理デバイス上で、設定点、及び前記実行サイクルの最中に前記プロセスモデルによって生成された前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を使用して前記制御信号を生成することを含む前記プロセスの制御において使用するための制御信号を判定して、それによって、前記制御されたプロセス変数を制御することと、を含み、
    前記実行サイクルのうちのいくつかの最中に前記制御信号の判定において使用する前に、前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を調節することであって、
    前記実行速度より低い速度で、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値を受信することと、
    前記コンピュータ処理デバイスを介して、前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値に適用されるべき新しいモデルバイアス補正を判定することであって、これは、特定の時間に関する前記制御されたプロセス変数の以前の予測値、及び前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられた実行サイクルの最中の、前記特定の時間に関する前記制御されたプロセス変数の新たに受信された測定値に基づいて、前記新しいモデルバイアス補正を生成することを含む、判定することと、
    前記新しいモデルバイアス補正を用いて前記プロセスモデルによって展開された前記制御されたプロセス変数の前記予測値のうちの前記１つ以上を調節して、前記プロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中のみ、前記制御されたプロセス変数値のうちの１つ以上の補正された予測値を生成することと、をさらに含む、プロセス制御方法。
11. 前記プロセスモデルを実行することは、実行サイクルの各々の最中に、計画対象期間にわたる複数の異なる未来の時点で前記制御されたプロセス変数の予測値を生成する、ことを含む、
    請求項１０に記載の方法。
12. 前記モデルバイアス補正を用いて前記プロセスモデルによって展開された前記制御されたプロセス変数の前記予測値のうちの前記１つ以上を調節することは、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の受信に関連付けられている前記実行サイクルの最中に、前記計画対象期間にわたる複数の異なる未来の時点の前記制御されたプロセス変数の予測値の各々を、前記モデルバイアス補正でオフセットする、ことを含む、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値に適用される新しいモデルデバイス補正を判定することが、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中のみ、前記新しいモデルバイアス補正を判定することを含む、請求項１０〜請求項１２の何れか１項に記載の方法。
14. 前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられていない実行サイクルの最中には、前記モデルバイアス補正の以前の算出値を使用して、前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を調節することをさらに含む、請求項１０〜請求項１３の何れか１項に記載の方法。
15. プロセスモデルを実行して、制御されたプロセス変数の１つ以上の予測値を生成することが、以前の実行サイクルからの前記制御されたプロセス変数の算出された予測値を使用して、現在の実行サイクルに関して前記制御されたプロセス変数の新しい予測値を生成する反復性プロセスモデルを実行することを含み、かつ前記モデルバイアス補正を用いて前記現在の実行サイクルに関して前記プロセスモデルによって展開された前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を調節して、前記制御されたプロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中のみ、前記制御されたプロセス変数の１つ以上の補正された予測値を生成することを含む、請求項１０〜請求項１４の何れか１項に記載の方法。
16. 前記実行速度より低い速度で前記制御されたプロセス変数の新しい測定値を受信することが、
    前記実行速度より低い周期的な速度で前記制御されたプロセス変数の新しい測定値を受信すること、
    非周期的な速度で前記制御されたプロセス変数の新しい測定値を受信すること、
    断続的な速度で前記制御されたプロセス変数の新しい測定値を受信すること、
    の少なくとも１つを含む、
    請求項１０〜請求項１５の何れか１項に記載の方法。
17. 前記コンピュータ処理デバイスを使用して、新しいプロセス変数測定が受信されなかった前記実行サイクルに関して第１の非エラーステータス状態を指示し、かつ新しいプロセス変数測定が受信された実行期間に関して第２の非エラーステータス状態を指示するステータス指示を発生することをさらに含む、請求項１０〜請求項１６の何れか１項に記載の方法。
18. 前記制御されたプロセス変数の新しい測定値を受信する際に、前記コンピュータ処理デバイスを使用して、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信を指示するフラグを発生し、前記フラグを使用して、どの実行サイクルが前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられるのかを判定することをさらに含む、請求項１０〜請求項１７の何れか１項に記載の方法。
19. プロセスを制御するためのデバイスであって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサに結合されて、プロセス変数測定を受信する通信インターフェースと、
    コンピュータ可読媒体と、
    前記プロセッサ上で実行して、前記プロセスの制御されたプロセス変数を制御するための制御信号を生成する前記コンピュータ可読媒体上で格納された制御ルーチンと、を備え、前記制御ルーチンが、実行速度で複数の実行サイクルを連続的に実行して、各実行サイクルの最中に前記制御信号の新しい値を発生し、前記制御ルーチンが、
    前記複数の実行サイクルの各々の最中に前記プロセッサ上で実行して、前記制御されたプロセス変数の１つ以上の予測値を生成するプロセスモデルと、
    前記複数の実行サイクルの各々の最中に前記プロセッサ上で実行する前記プロセスモデルに結合された制御信号発生器であって、設定点、及び前記実行サイクルの最中に前記プロセスモデルによって生成された前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を使用して、前記制御信号を発生する、制御信号発生器と、
    前記通信インターフェースに及び前記プロセスモデルに結合されたモデルバイアス補正ユニットと、を備え、前記モデルバイアス補正ユニットは、前記プロセッサ上で実行して、前記プロセスモデルによって適用されるモデル補正を判定し、前記制御されたプロセス変数の前記予測値を生成し、
    前記通信インターフェースが、前記制御ルーチンの前記実行速度より低い速度で、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値を受信し、
    前記モデルバイアス補正ユニットが、特定の時間に関する前記制御されたプロセス変数の以前の予測値、及び前記通信インターフェースにおける前記制御されたプロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられた実行サイクルの最中の、前記特定の時間に関する前記制御されたプロセス変数の新しい測定値に基づいて、新しいモデル補正を生成し、
    前記プロセスモデルが、前記新しいモデル補正を使用して、前記通信インターフェースにおける前記制御されたプロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中の、前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を生成し、以前の算出モデル補正を使用して、前記制御されたプロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクル以外の前記実行サイクルの最中に、前記制御されたプロセス変数の前記１つ以上の予測値を生成する、デバイス。
20. 前記プロセスモデルが、前の実行サイクルの最中に判定された前記制御されたプロセス変数の予測値を使用して、現在の実行サイクルの最中に前記制御されたプロセス変数の新しい予測値を生成する反復性プロセスモデルであり、前記プロセスモデルが、前記新しいモデル補正を使用して、前記制御されたプロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中のみ前記現在の実行サイクルの最中に判定された前記制御されたプロセス変数の前記新しい予測値を調節し、前記プロセスモデルが、以前の算出モデル補正を使用して、前記現在の実行サイクルの最中に判定された前記制御されたプロセス変数の前記新しい予測値を調節しないことによって、前記制御されたプロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられていない実行サイクルの最中には、前記制御されたプロセス変数値の前記１つ以上の予測値を生成する、請求項１９に記載のデバイス。
21. 前記プロセスモデルは、実行サイクルの各々の最中に、計画対象期間にわたる複数の異なる未来の時点で前記制御されたプロセス変数の予測値を生成する、
    請求項２０に記載のデバイス。
22. 前記モデルバイアス補正ユニットが、前記通信インターフェースにおける前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中にのみ、新しいモデル補正を生成する、請求項２０または請求項２１に記載のデバイス。
23. 前記通信インターフェースが、前記制御ルーチンの前記実行速度より低い周期的な速度で、前記制御されたプロセス変数の新しい測定値を受信する、請求項２０〜請求項２２の何れか１項に記載のデバイス。
24. ステータス発生器をさらに含み、前記ステータス発生器は、前記プロセッサ上で実行して、前記制御されたプロセス変数に関する新しい測定値が前記通信インターフェースにおいて受信されなかった前記実行サイクルに関して第１の非エラーステータス状態を指示し、かつ前記制御されたプロセス変数の新しい測定値がプロセス変数入力において受信された前記実行サイクルに関して第２の非エラーステータス状態を指示する、請求項２０〜請求項２３の何れか１項に記載のデバイス。
25. 前記通信インターフェースが、前記プロセッサ上で実行し、前記通信インターフェースにおいて前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信を指示するフラグを発生し、前記制御ルーチンは、前記フラグを使用して、どの実行サイクルが前記通信インターフェースにおいて前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられるのかを判定する、請求項２０〜２４の何れか１項に記載のデバイス。
26. プロセス内で複数の制御されたプロセス変数を同時に制御するための多重速度制御器であって、
    前記複数の制御されたプロセス変数の各々の測定値を受信するプロセス変数入力と、
    いくつかの実行サイクルの各々の最中に前記複数の制御されたプロセス変数の前記各々のうちの１つ以上の予測値を生成するプロセスモデルと、
    前記いくつかの実行サイクルの各々の最中に動作する前記プロセスモデルに結合された制御信号発生器であって、前記実行サイクルの最中に前記プロセスモデルによって生成された前記複数の制御されたプロセス変数の前記各々のうちの、前記複数の制御されたプロセス変数の各々のための設定点及び前記１つ以上の予測値を使用して、前記プロセスを制御するための１つ以上の制御信号を生成する、制御信号発生器と、
    前記プロセス変数入力に及び前記プロセスモデルに結合されたモデルバイアス補正ユニットと、を備え、前記モデルバイアス補正ユニットが、前記複数の制御されたプロセス変数の各々のための異なるモデル補正を判定し、前記異なるモデル補正が、前記プロセスモデルによって使用され、前記複数の制御されたプロセス変数のうちの前記異なる１つの前記１つ以上の予測値を生成し、
    前記制御信号発生器及び前記プロセスモデルが、実行速度で実行サイクルを動作し、
    前記プロセス変数入力が、前記制御信号発生器及び前記プロセスモデルの前記実行速度より低い速度で、前記制御されたプロセス変数のうちの少なくとも１つの新しい測定値を受信し、
    前記モデルバイアス補正ユニットが、特定の時間に関する前記制御されたプロセス変数の以前の予測値、及び前記プロセス変数入力における前記制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられた実行サイクルの最中の、前記特定の時間に関する前記制御されたプロセス変数の新たに受信された測定値に基づいて、前記複数の制御されたプロセス変数に関する新しいモデル補正を生成し、
    前記プロセスモデルが、特定の制御されたプロセス変数に関する前記新しいモデル補正を用いて、前記特定の制御されたプロセス変数のうちの１つ以上の算出された予測の制御されたプロセス変数値をオフセットし、前記プロセス変数入力における前記特定の制御されたプロセス変数に関する前記制御されたプロセス変数の前記新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中のみ、前記特定の制御されたプロセス変数値のうちの前記１つ以上の予測値を生成する、多重速度制御器。
27. 前記プロセスモデルは、実行サイクルの各々の最中に、計画対象期間にわたる複数の異なる未来の時点で前記制御されたプロセス変数の予測値を生成する、
    請求項２６に記載の多重速度制御器。
28. 前記プロセスモデルは、前記プロセス変数入力の特定の制御されたプロセス変数の新しい測定値の受信に関連付けられている前記実行サイクルの最中に、前記計画対象期間にわたる複数の異なる未来の時点の前記制御されたプロセス変数のうち前記特定の制御されたプロセス変数の予測値の各々を、前記制御されたプロセス変数のうち前記特定の制御されたプロセス変数の前記モデル補正でオフセットする、
    請求項２７に記載の多重速度制御器。
29. 前記複数の制御されたプロセス変数の異なる１つのプロセス変数測定が、異なる速度で受信される、請求項２６〜請求項２８の何れか１項に記載の多重速度制御器。
30. 前記複数の制御されたプロセス変数のうちの少なくとも２つ以上の各々のプロセス変数測定が、非周期的な速度で受信される、請求項２６〜請求項２９の何れか１項に記載の多重速度制御器。
31. 前記複数の制御されたプロセス変数のうちの少なくとも１つのプロセス変数測定が、前記実行速度と等しいかそれより大きい速度で受信される、請求項２６〜３０の何れか１項に記載の多重速度制御器。
32. 前記制御されたプロセス変数のうちの特定の１つのための前記モデルバイアス補正ユニットが、前記制御されたプロセス変数のうちの前記特定の１つの新しい測定値の前記受信と関連付けられた前記実行サイクルの最中にのみ、前記制御されたプロセス変数のうちの前記特定の１つのための新しいモデル補正を生成する、請求項２６〜請求項３１の何れか１項に記載の多重速度制御器。
33. 前記プロセスモデルが、前記制御されたプロセス変数の各々の以前の算出された予測値を使用して、各実行サイクルの最中に前記制御されたプロセス変数の各々に対する新しい予測値を生成する反復性プロセスモデルであり、前記プロセスモデルが、前記特定の制御されたプロセス変数の新しい測定値の前記受信と関連付けられた実行サイクルの最中のみ、前記特定の制御されたプロセス変数の前記新しい予測値に、任意の特定の制御されたプロセス変数に対する前記新しいモデル補正を適用する、請求項２６〜請求項３２の何れか１項に記載の多重速度制御器。