專利名稱：保存并顯示與異常狀況關(guān)聯(lián)的過程控制數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利一般涉及在工藝場所(process plant)里實施診斷和維護，更特別地，涉及保存與顯示統(tǒng)計數(shù)據(jù)，所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)與由智能過程控制(processcontrol)現(xiàn)場設(shè)備和其 他過程相關(guān)的現(xiàn)場設(shè)備所記錄的過程可變數(shù)據(jù)相關(guān)。
背景技術(shù)：
過程控制系統(tǒng)像在化學(xué)、石油或其他過程中所使用的那些系統(tǒng)一樣，典型地包括 一個或更多集中或分散的過程控制器。過程控制器可保持通信地耦合到至少一個主機或操 作員工作站(operator workstation)，并耦合到一個或更多過程控制和測試設(shè)備。過程控 制和測試設(shè)備可包括例如現(xiàn)場設(shè)備。所述一個或更多集中或分散的控制器可通過一個或更 多模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線通信地耦合到所述至少一個主機或工作站和所述一 個或更多過程控制和測試設(shè)備?？梢允抢玳y門、閥門定位器、開關(guān)、發(fā)射器、和傳感器(例 如，溫度、壓力、和流速傳感器)的現(xiàn)場設(shè)備，典型地位于工藝場所環(huán)境內(nèi)部?，F(xiàn)場設(shè)備在過 程內(nèi)部執(zhí)行功能，如打開或關(guān)閉閥門，測量過程參數(shù)，增加或降低流速等。智能現(xiàn)場設(shè)備如 符合眾所周知的FOUNDATION f ieldbus (在此之后稱為“f ieldbus”)協(xié)議或HART 協(xié)議 的現(xiàn)場設(shè)備也可執(zhí)行控制計算、報警功能和通常在過程控制器內(nèi)部實現(xiàn)的其他控制功能。典型地位于工藝場所環(huán)境內(nèi)部的過程控制器，接收指示由現(xiàn)場設(shè)備進行的或與現(xiàn) 場設(shè)備關(guān)聯(lián)的過程測量或過程變量的信號、和/或其他有關(guān)現(xiàn)場設(shè)備的信息，并執(zhí)行控制 器應(yīng)用?？刂破鲬?yīng)用實現(xiàn)例如不同的控制模塊，這些模塊進行過程控制決策，根據(jù)所接收到 的信息產(chǎn)生控制信號，并與現(xiàn)場設(shè)備如HART 和fieldbus現(xiàn)場設(shè)備里的控制模塊或控制 塊協(xié)調(diào)。過程控制器里的控制模塊在通信線路或信號路徑上向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送控制信號，從 而來控制過程的操作。來自現(xiàn)場設(shè)備和過程控制器的信息典型地被提供給一個或更多其他硬件設(shè)備例 如操作員工作站、維護工作站、個人計算機、手持設(shè)備、數(shù)據(jù)歷史記錄器(data historian), 報告產(chǎn)生器、中央數(shù)據(jù)庫等，以使得操作員或維護人員能夠執(zhí)行關(guān)于過程的所需功能，例 如，改變過程控制程序的參數(shù)，修改過程控制器或智能現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)部的控制器模塊的操作， 查看工藝場所內(nèi)部特定設(shè)備或過程的當(dāng)前狀態(tài)，查看現(xiàn)場設(shè)備和過程控制器所產(chǎn)生的報 警，模仿過程的操作以達到培訓(xùn)員工或測試過程控制軟件的目的，診斷工藝場所內(nèi)部的硬 件故障或問題，等。盡管典型的工藝場所具有許多連接到一個或更多過程控制器的過程控制和測試 設(shè)備，如閥門、發(fā)射器、傳感器等，有許多其他的支持設(shè)備是針對或關(guān)于過程操作必需的。這 些額外的設(shè)備包括例如電力供應(yīng)設(shè)備、電力產(chǎn)生和分配設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備如渦輪、馬達等，其 在典型的裝置內(nèi)位于多個地方。盡管此額外的設(shè)備不一定創(chuàng)建或使用過程變量，并且在許 多情況下，不受控制或者甚至耦合到過程控制器以達到影響過程操作的目的，此設(shè)備對于 過程的正確操作仍然是重要的，以及最終是必需的。如所知的，工藝場所環(huán)境內(nèi)部經(jīng)常出現(xiàn)問題，尤其是具有大量現(xiàn)場設(shè)備和配套設(shè)備的工藝場所。這些問題可以下列形式出現(xiàn)，如設(shè)備損壞或故障，邏輯單元如軟件程序處于 不適當(dāng)?shù)哪Ｊ剑徊贿m當(dāng)調(diào)整的過程控制循環(huán)，工藝場所內(nèi)設(shè)備間通信的一個或更多故障， 等。這些和其他問題盡管性質(zhì)上有多種，但通常都導(dǎo)致過程以異常狀態(tài)(即，工藝場所處于 異常情況)運行，該異常狀態(tài)通常與工藝場所的次優(yōu)性能關(guān)聯(lián)。許多診斷工具和應(yīng)用已經(jīng)被開發(fā)出來，以檢測并確定工藝場所內(nèi)問題的原因，且一旦問題已經(jīng)出現(xiàn)并已經(jīng)被檢測出來時，幫助操作員或維護人員診斷并糾正問題。例如，操 作員工作站典型地通過通信連接如直接或無線總線、以太網(wǎng)、調(diào)制解調(diào)器、電話線及相似連 接而連接到過程控制器，該操作員工作站具有適合運行軟件或固件的處理器和存儲器，如 Emerson ProcessManagement出售的DeltaV 和Ovation控制系統(tǒng)，其包括大量的控制模 塊和控制循環(huán)診斷工具。同樣，維護工作站可通過與控制器應(yīng)用相同的通信連接，或通過不 同的通信連接例如針對過程控制的對象鏈接和嵌入(OLE) (OPC)、手持連接物等連接到過程 控制設(shè)備例如現(xiàn)場設(shè)備，該維護工作站典型地包括一個或更多應(yīng)用，該應(yīng)用被設(shè)計用來查 看工藝場所內(nèi)的現(xiàn)場設(shè)備所產(chǎn)生的維護報警或警報，用來測試工藝場所內(nèi)的設(shè)備，并在工 藝場所內(nèi)的現(xiàn)場設(shè)備和其他設(shè)備上開展維護活動。相似的診斷應(yīng)用已經(jīng)被開發(fā)出來，以診 斷工藝場所內(nèi)的配套設(shè)備內(nèi)的問題。這樣，例如，Emerson過程管理公司出售的資產(chǎn)管理解決方案(AMS )套件智 能設(shè)備管理器應(yīng)用(至少部分地在題目為“用于現(xiàn)場設(shè)備管理系統(tǒng)中的集成通信網(wǎng)絡(luò) (Integrated Communication Network for use in a Field DeviceManagement System)” 的美國專利第5，960，214號中公開)，實現(xiàn)與現(xiàn)場設(shè)備的通信，并存儲與現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的數(shù) 據(jù)，來查明并跟蹤現(xiàn)場設(shè)備的操作狀態(tài)。在一些情況下，AMS 應(yīng)用可用來與現(xiàn)場設(shè)備通信以 改變現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)的參數(shù)，從而使現(xiàn)場設(shè)備運行其自身的應(yīng)用例如自行校準程序或自行診斷 程序，以獲得關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備等的狀態(tài)或狀況的信息。這個信息可包括，例如，狀態(tài)信息(例 如，報警或其他相似事件是否已經(jīng)發(fā)生)、設(shè)備配置信息(例如，現(xiàn)場設(shè)備目前或可能以哪 種方式進行配置，以及現(xiàn)場設(shè)備所使用的測量單元的類型)、設(shè)備參數(shù)(例如，現(xiàn)場設(shè)備范 圍值和其他參數(shù))等。當(dāng)然，維護人員可使用此信息來監(jiān)控、維護、和/或診斷現(xiàn)場設(shè)備的 問題。類似地，許多工藝場所包括設(shè)備監(jiān)控和診斷應(yīng)用，例如AMS 套件=Emerson過程管 理公司提供的機器狀況管理器(Machinery Health Manager)，或用來監(jiān)控、診斷、和最優(yōu)化 各種旋轉(zhuǎn)設(shè)備的操作狀態(tài)的任何其他已知應(yīng)用。維護人員通常使用這些應(yīng)用來維護和監(jiān)督 裝置內(nèi)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的性能，以確定旋轉(zhuǎn)設(shè)備的問題，并確定旋轉(zhuǎn)設(shè)備何時和是否必須被修理 或替換。類似地，許多工藝場所包括電力控制和診斷應(yīng)用，例如Liebert和ASCO公司所提 供的那些應(yīng)用，以控制并維護電力產(chǎn)生和分配設(shè)備。眾所周知，在工藝場所內(nèi)運行控制最優(yōu) 化應(yīng)用例如AMS 套件實時優(yōu)化器，以對工藝場所的控制活動進行最優(yōu)化。這種最優(yōu)化應(yīng) 用典型地使用復(fù)雜的算法和/或工藝場所的模型來預(yù)測輸入可被怎樣改變來使工藝場所 關(guān)于一些所需的諸如利潤的最優(yōu)化變量的操作得到最優(yōu)化。這些和其他的診斷和最優(yōu)化應(yīng)用典型地在一個或更多操作員或維護工作站內(nèi)的 整個系統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)，并可向操作員或維護人員提供關(guān)于工藝場所或工藝場所內(nèi)的設(shè)備和 裝備的操作狀態(tài)的預(yù)先配置的顯示。典型的顯示包括報警顯示，其接收過程控制器或工藝 場所內(nèi)的其他設(shè)備產(chǎn)生的報警，控制指示過程控制器和工藝場所內(nèi)的其他設(shè)備的操作狀態(tài)的顯示，維護指示工藝場所內(nèi)的設(shè)備的操作狀態(tài)的顯示等。同樣，這些和其他的診斷應(yīng)用可 使操作員或維護人員能夠重新調(diào)整控制循環(huán)或重新設(shè)置其他控制參數(shù)，在一個或更多現(xiàn)場 設(shè)備上運行測試以確定那些現(xiàn)場設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，校準現(xiàn)場設(shè)備或其他裝備，或在工藝場所 內(nèi)的設(shè)備和裝備上進行其他的問題檢測和糾正活動。如以上所提到的，來自現(xiàn)場設(shè)備和過程控制器的數(shù)據(jù)可被提供給硬件設(shè)備如操作員工作站、維護工作站、個人計算機、手持設(shè)備、數(shù)據(jù)歷史記錄器、報告產(chǎn)生器、中央數(shù)據(jù)庫、 及相似設(shè)備。該信息可提供給操作員或維護人員以允許他們執(zhí)行關(guān)于過程的各種功能。然 而，可在這種設(shè)備上顯示的數(shù)據(jù)的量可能受通信信道限制，數(shù)據(jù)在該信道上進行傳遞。例 如，智能現(xiàn)場設(shè)備可能經(jīng)常以比可在典型的過程控制系統(tǒng)通信總線上傳遞給過程控制器或 其他過程控制設(shè)備的遠遠更高的數(shù)據(jù)采樣率來獲得過程控制數(shù)據(jù)。當(dāng)工藝場所內(nèi)發(fā)生異常狀況時，手頭具有盡可能多的數(shù)據(jù)以分析導(dǎo)致異常狀況的 條件是有利的。因為大多數(shù)的現(xiàn)場設(shè)備能夠以比可被傳遞給過程控制器遠遠更高的采樣率 收集過程控制數(shù)據(jù)，現(xiàn)場設(shè)備所獲得的大部分數(shù)據(jù)從不轉(zhuǎn)發(fā)給控制器。作為結(jié)果，現(xiàn)場設(shè)備 所收集的大量過程控制數(shù)據(jù)不為操作員或其他維護人員所用，以在異常狀況發(fā)生后進行分 析。在許多情形下，現(xiàn)場設(shè)備在正常操作過程中所獲得的數(shù)據(jù)可提供關(guān)于導(dǎo)致異常狀況的 原因或環(huán)境的重要線索。因此，當(dāng)異常狀況發(fā)生，希望以允許數(shù)據(jù)被傳遞給過程控制器或其 他硬件設(shè)備的方式保存盡可能多的該數(shù)據(jù)，其被展現(xiàn)給操作員或維護人員以幫助他們理解 異常狀況發(fā)生時，過程中發(fā)生了什么。在大多數(shù)情形下，了解在異常事件之前、期間、和之后 的過程中發(fā)生了什么是有益的。因此，希望在擴展的區(qū)間內(nèi)捕捉數(shù)據(jù)，該擴展的區(qū)間在異常 狀況被檢測到之前完全開始，并在異常狀況被檢測到之后完全結(jié)束。除了保存現(xiàn)場設(shè)備所 獲得的過程變量數(shù)據(jù)，還必需開發(fā)在過程控制系統(tǒng)所采用的通信總線和通信協(xié)議的限制約 束下將所保存的數(shù)據(jù)傳遞給其他設(shè)備的技術(shù)，該過程控制系統(tǒng)安裝在過程正被的特定的工 藝場所內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及保存過程變量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法，該數(shù)據(jù)與工藝場所內(nèi)過程的操作有 關(guān)。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法適合保存在異常狀況或事件發(fā)生之前、期間或之后所獲得的過程 變量數(shù)據(jù)。所保存的過程變量數(shù)據(jù)可從智能現(xiàn)場設(shè)備或其他智能現(xiàn)場裝備向過程控制器或 其他更高級的控制設(shè)備傳遞。過程控制器或其他更高級的控制設(shè)備然后可促使所保存的數(shù) 據(jù)被顯示給操作員或其他維護人員。所保存的數(shù)據(jù)也可提供給其他過程控制模塊或異常狀 況預(yù)防系統(tǒng)，以進行進一步的分析來開發(fā)預(yù)防異常狀況在將來再次發(fā)生的方法，或根據(jù)異 常狀況數(shù)據(jù)采取額外的步驟來最小化或阻止過程操作的進一步惡化。相應(yīng)地，本發(fā)明的實施方式提供一種系統(tǒng)來處理與受控過程中的異常過程事件相 關(guān)的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)包括控制器、通信信道、和智能設(shè)備。智能設(shè)備可以是用來控制過程的現(xiàn) 場設(shè)備、或與實施該過程相關(guān)的任何其他裝備。智能設(shè)備包括處理器、存儲器、和輸入設(shè)備。 輸入設(shè)備適合接收過程變量數(shù)據(jù)。處理器配置成將與所接收到的過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計 數(shù)據(jù)暫時地存在存儲器里。與所接收到的過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)以第一采樣率存儲 在存儲器里。處理器進一步配置成將存儲在存儲器里的統(tǒng)計數(shù)據(jù)在通信信道上傳遞給控制 器。統(tǒng)計數(shù)據(jù)以第二采樣率進行傳遞。根據(jù)實施方式，第一采樣率大于第二采樣率。處理器也可配置成執(zhí)行異常狀況預(yù)防程序，以根據(jù)所接收到的過程變量數(shù)據(jù)檢測異常過程事件 的發(fā)生。當(dāng)異常過程事件被檢測到時，處理器可采取步驟來保存與所接收到的過程變量數(shù) 據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一部分，其覆蓋的時間段開始于異常過程事件被檢測到之前，并結(jié)束 于異常過程事件已經(jīng)被檢測到之后。處理器可在多個數(shù)據(jù)包內(nèi)將所保存的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的部分 傳送給過程控制器，以克服通信信道的任何限制。在其他實施方式里，提供了用來控制過程的至少一個方面的智能設(shè)備。該智能設(shè) 備包括存儲器、適合接收過程變量數(shù)據(jù)的輸入、和處理器。在這個實施方式里，處理器配置 成將與通過輸入所接收到的過程變量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲在存儲器里。該統(tǒng)計數(shù)據(jù)以 第一數(shù)據(jù)采樣率存儲在存儲器里。處理器還配置成將存儲在存儲器里的傳遞給外部設(shè)備。 統(tǒng)計數(shù)據(jù)以第二數(shù)據(jù)采樣率被傳遞給外部設(shè)備。第一數(shù)據(jù)采樣率大于第二數(shù)據(jù)采樣率。處理器可進一步配置成根據(jù)預(yù)定長度的移動時間窗在存儲器內(nèi)存儲統(tǒng)計數(shù)據(jù)。該 統(tǒng)計數(shù)據(jù)在存儲器內(nèi)存儲對應(yīng)于移動時間窗長度的一段時間。此外，統(tǒng)計數(shù)據(jù)在先進先出 的基礎(chǔ)上存儲在存儲器中，使得當(dāng)新數(shù)據(jù)被接收并在對應(yīng)于移動時間窗前沿的時間上被存 儲在存儲器中時，在對應(yīng)于移動時間窗后沿的時間上，存儲在存儲器中的較老的數(shù)據(jù)被丟 棄。處理器可進一步配置成保存存儲在存儲器中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一部分，使得所保存的數(shù)據(jù) 覆蓋異常事件發(fā)生之前的預(yù)定義的時間段和異常事件發(fā)生之后的預(yù)定義的時間段。仍在另一實施方式里，提供了保存與異常狀況關(guān)聯(lián)的過程控制數(shù)據(jù)的方法。該方法要求接收與過程關(guān)聯(lián)的過程控制數(shù)據(jù)，并將與所接收到的過程控制數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計數(shù)據(jù) 暫時存儲在存儲器中。該統(tǒng)計數(shù)據(jù)以第一數(shù)據(jù)采樣率存儲在存儲器中。該方法進一步要求 檢測與過程關(guān)聯(lián)的異常狀況。當(dāng)異常狀況被檢測到，存儲在存儲器中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一部分 被保存下來。該方法要求將所保存的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的部分以第二數(shù)據(jù)采樣率在通信信道上傳 遞。第一數(shù)據(jù)采樣率大于第二數(shù)據(jù)采樣率。通過通信信道傳遞的所保存的統(tǒng)計數(shù)據(jù)然后可 在適當(dāng)?shù)慕涌谠O(shè)備上顯示。也可對通過通信信道傳遞的所保存的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析來確定 異常狀況的原因。根據(jù)這個實施方式，暫時存儲統(tǒng)計數(shù)據(jù)可包括定義預(yù)定長度的移動時間窗。當(dāng)統(tǒng) 計數(shù)據(jù)變得可用并被暫時存儲在存儲器里有至少等于移動時間窗長度的時間長度時，其可 被持續(xù)地寫入存儲器。統(tǒng)計數(shù)據(jù)可在先進先出的基礎(chǔ)上存儲在存儲器中，使得當(dāng)存儲新數(shù) 據(jù)時，丟棄存儲在存儲器中的最老的數(shù)據(jù)。在異常狀況被檢測到之后所保存的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的 部分可包括對應(yīng)于異常狀況被檢測到之前的預(yù)定時間長度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的第一部分、和對應(yīng) 于異常狀況被檢測到之后的預(yù)定時間長度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的第二部分。最終，所保存的統(tǒng)計數(shù) 據(jù)的部分可作為多個數(shù)據(jù)包在通信信道上傳遞，每個數(shù)據(jù)包包括的數(shù)據(jù)量小于所保存的統(tǒng) 計數(shù)據(jù)的部分。通過查閱以下的詳細描述并結(jié)合附圖，進一步的方面和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員將 是明顯的。盡管構(gòu)成和方法容易受到各種形式的實施方式的影響，在此之后的描述包括特 定的實施方式，并理解本公開是示意性的，并不旨在將本發(fā)明限制于在此描述的特定的實 施方式。


圖1是具有分布式控制和維護網(wǎng)絡(luò)的工藝場所的示例性框圖，該網(wǎng)絡(luò)包括一個或更多操作員和維護工作站、控制器、現(xiàn)場設(shè)備和配套設(shè)備，其中可實現(xiàn)異常狀況預(yù)防系統(tǒng)； 圖2為圖1的工藝場所的一部分的示例性框圖，示出位于工藝場所的不同單元內(nèi) 的異常狀況預(yù)防系統(tǒng)的各種組件之間的通信互連；圖3為圖1的工藝場所的一部分的示例性框圖，示出現(xiàn)場設(shè)備或其它智能設(shè)備與 過程控制器之間的通信互連；圖4為顯示由現(xiàn)場設(shè)備或其它智能設(shè)備所記錄的示例性過程變量數(shù)據(jù)的繪圖；圖5為顯示在對應(yīng)于第一時間段的滾動時間窗內(nèi)所記錄的圖4的示例性過程變量 數(shù)據(jù)的一部分的繪圖；圖6為顯示在對應(yīng)于第二時間段的“滾動時間窗”內(nèi)所記錄的圖4的示例性過程 變量數(shù)據(jù)的一部分的繪圖；圖7為顯示在對應(yīng)于第三時間段的滾動時間窗內(nèi)所記錄的圖4的示例性過程變量 數(shù)據(jù)的一部分的繪圖；圖8為顯示在對應(yīng)于第四時間段的滾動時間窗內(nèi)所記錄的圖4的示例性過程變量 數(shù)據(jù)的一部分的繪圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考圖1，在其中可實現(xiàn)異常狀況預(yù)防系統(tǒng)的示例性工藝場所10包括許多控 制和維護系統(tǒng)，這些控制和維護系統(tǒng)通過一個或更多通信網(wǎng)絡(luò)與配套設(shè)備互連在一起。特 別地，圖1的工藝場所包括一個或更多過程控制系統(tǒng)12和14。過程控制系統(tǒng)12可以是傳 統(tǒng)的過程控制系統(tǒng)如PROVOX或RS3系統(tǒng)，或是包括操作員接口 12A的任何其它控制系統(tǒng)， 該接口 12A耦合到控制器12B和輸入/輸出(I/O)卡12C，輸入輸出卡12C反過來耦合到 各種現(xiàn)場設(shè)備，如模擬和高速信道可尋址遠程發(fā)射器(HART )現(xiàn)場設(shè)備15。過程控制系 統(tǒng)14可以是分布式過程控制系統(tǒng)，其包括通過總線如以太網(wǎng)總線耦合到一個或更多分布 式控制器14B的一個或更多操作員接口 14A?？刂破?4B可以是例如得克薩斯州奧斯汀市 的Emerson Process Management出售的DeltaV 控制器、或任何其它期望類型的控制器。 控制器14B通過I/O設(shè)備連接到一個或更多現(xiàn)場設(shè)備16，例如HART 或fieldbus現(xiàn)場設(shè) 備或任何其它智能或非_智能現(xiàn)場設(shè)備，包括例如使用PROFIBUS 、W0RLDFIP 、 Device-Net , AS-Interface和CAN協(xié)議中的任何協(xié)議的那些現(xiàn)場設(shè)備。如所知的，現(xiàn)場 設(shè)備16可向控制器14B提供關(guān)于過程變量和關(guān)于其他設(shè)備信息的模擬或數(shù)字信息。操作 員接口 14A可存儲并執(zhí)行過程控制操作員可用的工具17、19以控制過程的操作，包括例如 控制優(yōu)化器、診斷專家、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、調(diào)諧器等。更進一步，維護系統(tǒng)例如執(zhí)行以下所描述的監(jiān)控、診斷和通信應(yīng)用的計算機可連 接到過程控制系統(tǒng)12和14，或連接到其中的個體設(shè)備以開展維護、監(jiān)控、和診斷活動。例 如，維護計算機18可通過任何期望的通信線路或網(wǎng)絡(luò)(包括無線或手持設(shè)備網(wǎng)絡(luò))連接到 控制器12B和/或連接到設(shè)備15，以與設(shè)備15進行通信，以及在一些情形下，在設(shè)備15上 重新配置或開展其它維護活動。類似地，維護應(yīng)用如AMS 應(yīng)用可安裝在與分布式過程控制 系統(tǒng)14關(guān)聯(lián)的一個或更多用戶接口 14A中，并由與分布式過程控制系統(tǒng)14關(guān)聯(lián)的用戶接 口 14A中的一個或更多來執(zhí)行，以實施維護和監(jiān)控功能，包括關(guān)于設(shè)備16的操作狀態(tài)的數(shù) 據(jù)收集。
工藝場所10也包括各種旋轉(zhuǎn)(和其他)設(shè)備20，如渦輪、馬達等，其通過一些永久 或暫時的通信鏈接(如總線、無線通信系統(tǒng)或手持設(shè)備，其被連接到設(shè)備20以進行讀取然 后被移開)連接到維護計算機22。維護計算機22可存儲并執(zhí)行任何數(shù)量的監(jiān)控和診斷應(yīng) 用23以診斷、監(jiān)控并最優(yōu)化旋轉(zhuǎn)設(shè)備20和裝置里其他設(shè)備的操作狀態(tài)，所述應(yīng)用包括商用 上可得到的應(yīng)用，如由Emerson Process Management提供的那些應(yīng)用、以及以下描述的應(yīng) 用、模塊和工具。維護人員通常使用應(yīng)用23來維護并監(jiān)督裝置10中的旋轉(zhuǎn)設(shè)備20的性能， 以確定旋轉(zhuǎn)設(shè)備20的問題并確定旋轉(zhuǎn)設(shè)備20何時和是否必須被修理或替換。在一些情形 中，外部顧問或服務(wù)組織可暫時獲得或測量關(guān)于設(shè)備20的數(shù)據(jù)，并使用該數(shù)據(jù)來執(zhí)行針對 設(shè)備20的分析以檢測問題、差的性能或影響設(shè)備20的其他問題。在這些情形下，運行該分 析的計算機可以不通過任何通信線路連接到系統(tǒng)10的其余部分，或者可以僅暫時連接。相似地，具有與裝置10關(guān)聯(lián)的電力產(chǎn)生和分配設(shè)備25的電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)24 通過例如總線連接到另一個計算機26，該計算機26運行并監(jiān)督裝置10內(nèi)部電力產(chǎn)生和分 配設(shè)備25的操作。計算機26可執(zhí)行已知的電力控制和診斷應(yīng)用27，例如，由Liebert和 ASCO或其他公司提供的用來控制和維護電力產(chǎn)生和分配設(shè)備25的那些應(yīng)用。此外，在許多 情形中，外部顧問或服務(wù)組織可使用服務(wù)應(yīng)用，該服務(wù)應(yīng)用暫時獲取或測量關(guān)于設(shè)備25的 數(shù)據(jù)，并使用該數(shù)據(jù)來執(zhí)行針對設(shè)備25的分析，以檢測問題、差的性能或其他影響設(shè)備25 的問題。在這些情形下，運行該分析的計算機(如計算機26)可以不通過任何通信線路連 接到系統(tǒng)10的其余部分，或者可以僅暫時連接。如在圖1中示出的，計算機系統(tǒng)30實現(xiàn)異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35的至少一部分，以及特別地，計算機系統(tǒng)30存儲并實現(xiàn)配置應(yīng)用38，和可選地存儲并實現(xiàn)異常操作檢測系統(tǒng) 42。此外，計算機系統(tǒng)30可實現(xiàn)警報/報警應(yīng)用43。通常來說，異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35可與下列項通信(或包括下列項)可選地位于 現(xiàn)場設(shè)備15、16內(nèi)的異常操作檢測系統(tǒng)、模塊或工具(圖1中未顯示)，控制器12B、14B，旋 轉(zhuǎn)設(shè)備20，配套計算機22，電力產(chǎn)生設(shè)備25或配套計算機26，或工藝場所10內(nèi)任何其他期 望的設(shè)備和裝備。異常狀況預(yù)防系統(tǒng)可適合利用關(guān)于異常事件的過程數(shù)據(jù)來最小化或預(yù)防 更嚴重的異常狀況在正被監(jiān)控和控制的過程的操作內(nèi)發(fā)展，這是值得贊同的。異常狀況預(yù) 防系統(tǒng)35也可與計算機系統(tǒng)30內(nèi)的異常操作檢測系統(tǒng)42交互，以配置這些異常操作檢測 系統(tǒng)中的每一個來接收有關(guān)它們正在監(jiān)控的設(shè)備或子系統(tǒng)的操作的信息。異常狀況預(yù)防系 統(tǒng)35可通過硬接線總線45通信地連接到裝置10內(nèi)的計算機或設(shè)備中的每一個或至少一 些，或可選地，可通過任何其他所期望的通信連接來連接，包括例如無線連接、使用OPC的 專用連接(或用于過程控制的OLE)、間歇性連接例如依靠手持設(shè)備來收集數(shù)據(jù)的連接等。 同樣，異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35可通過LAN或公共連接，例如互聯(lián)網(wǎng)、電話連接等(在圖1內(nèi)作 為互聯(lián)網(wǎng)連接46示出)，獲得有關(guān)工藝場所10內(nèi)的現(xiàn)場設(shè)備或裝備的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)正在 被例如第三方服務(wù)提供商收集。進一步地，異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35可通過多種技術(shù)和/或協(xié) 議通信地耦合到裝置10中的計算機/設(shè)備，該技術(shù)和/或協(xié)議包括例如以太網(wǎng)、Modbus, HTML、XML、私有技術(shù)/協(xié)議等。這樣，盡管在此描述了使用OPC來將異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35 通信地耦合到裝置10中的計算機/設(shè)備的特定的實施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識 至IJ，也可使用各種其他方法將異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35耦合到裝置10中的計算機/設(shè)備。作為背景，OPC是一種標(biāo)準，其建立了一種機制以訪問來自裝置或過程控制系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)。典型地，在過程控制系統(tǒng)里實現(xiàn)OPC服務(wù)器以暴露或提供來自例如現(xiàn)場設(shè)備的 過程信息。OPC客戶機創(chuàng)建與OPC服務(wù)器的連接，并從現(xiàn)場設(shè)備讀取過程信息或?qū)⑦^程信 息寫入現(xiàn)場設(shè)備。OPC服務(wù)器使用OLE技術(shù)(即，組件對象模型或COM)來與這種客戶機通 信，使得客戶機所實現(xiàn)的軟件應(yīng)用可訪問來自現(xiàn)場設(shè)備或其他工藝場所設(shè)備的數(shù)據(jù)。 圖2示出了圖1的實例工藝場所10的一部分，以實現(xiàn)描述一種方式的目的，通過 此方式，異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35和/或警報/報警應(yīng)用43可以與實例工藝場所10的該部分 50中的各種設(shè)備通信。盡管圖2示出異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35與HART 和fieldbus現(xiàn)場設(shè) 備內(nèi)一個或更多異常操作檢測系統(tǒng)之間的通信，但應(yīng)當(dāng)理解的是類似的通信可在異常狀況 預(yù)防系統(tǒng)35和工藝場所10內(nèi)的其他設(shè)備和裝備之間發(fā)生，包括圖1中示出的任何設(shè)備和 裝備。圖2中示出的工藝場所10的部分50包括分布式過程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有通過 輸入/輸出(I/O)卡或設(shè)備68和70連接到一個或更多現(xiàn)場設(shè)備64和66的一個或更多過 程控制器60，設(shè)備68和70可以是任何期望類型的I/O設(shè)備，其符合任何期望的通信或控制 器協(xié)議?，F(xiàn)場設(shè)備64被作為HART 現(xiàn)場設(shè)備示出，以及現(xiàn)場設(shè)備66被作為fieldbus現(xiàn) 場設(shè)備示出，盡管這些現(xiàn)場設(shè)備可以使用任何其他期望的通信協(xié)議。此外，現(xiàn)場設(shè)備64和 66中的每一個可以是任何類型的設(shè)備，例如傳感器、閥門、發(fā)射器、定位器等，并可符合任何 期望的開放、私有或其他通信或編程協(xié)議，不言而喻，I/O設(shè)備68和70必須與現(xiàn)場設(shè)備64 和66所使用的期望協(xié)議兼容。在任何事件中，裝置人員如配置工程師、過程控制操作員、維護人員、裝置管理人 員、監(jiān)督人員等可訪問的一個或更多用戶接口或計算機72和74 (其可以是任何類型的個人 計算機、工作站等)通過通信線路或總線76耦合到過程控制器60，該通信線路或總線76可 使用任何所需的硬接線或無線通信結(jié)構(gòu)、并使用任何期望的或適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議例如以太網(wǎng) 協(xié)議來實現(xiàn)。此外，數(shù)據(jù)庫78可連接到通信總線76以作為數(shù)據(jù)歷史記錄器來操作，數(shù)據(jù)歷 史記錄器收集并存儲配置信息和在線過程變量數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、以及與工藝場所 10內(nèi)的現(xiàn)場設(shè)備64和66和過程控制器60關(guān)聯(lián)的其他數(shù)據(jù)。這樣，數(shù)據(jù)庫78可作為配置 數(shù)據(jù)庫來操作以存儲當(dāng)前配置，包括過程配置模塊以及針對過程控制系統(tǒng)54的控制配置 信息，如被下載并存儲在過程控制器60和現(xiàn)場設(shè)備64和66中的信息。同樣，數(shù)據(jù)庫78可 存儲歷史異常狀況預(yù)防數(shù)據(jù)，包括由工藝場所10內(nèi)的現(xiàn)場設(shè)備64和66收集的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、 根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備64和66所收集的過程變量確定的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、和以下將要描述的其他類型的 數(shù)據(jù)。盡管過程控制器60、I/O設(shè)備68和70、以及現(xiàn)場設(shè)備64和66典型地位于并分布 在有時惡劣的裝置環(huán)境內(nèi)，工作站72和74和數(shù)據(jù)庫78通常位于控制室、維護室或其他操 作員、維護人員等容易進入的較不惡劣的環(huán)境內(nèi)。 通常來說，過程控制器60存儲并執(zhí)行一個或更多控制器應(yīng)用，該應(yīng)用使用多個不 同的、獨立執(zhí)行的控制模塊或塊來實現(xiàn)控制方案。每個控制模塊可由通常被稱為功能塊的 塊組成，其中每個功能塊是總體控制程序的子程序或一部分并與其他功能塊聯(lián)同操作(通 過被稱為鏈接的通信)以在工藝場所10內(nèi)實現(xiàn)過程控制循環(huán)。功能塊典型地執(zhí)行輸入功 能、控制功能、或輸出功能中的一種，如與發(fā)射器、傳感器或其他過程參數(shù)測量設(shè)備關(guān)聯(lián)的 輸入功能，與執(zhí)行PID、模糊邏輯等控制的控制程序關(guān)聯(lián)的控制功能，其控制某個設(shè)備例如閥門的操作以在工藝場所10內(nèi)執(zhí)行一些物理功能。當(dāng)然，存在混合和其他類型的復(fù)雜功能 塊，如模型預(yù)測控制器(MPCs)、優(yōu)化器等。應(yīng)理解，盡管fieldbus協(xié)議和DeltaV 系統(tǒng)使 用以面向?qū)ο蟮木幊陶Z言設(shè)計并實現(xiàn)的控制模塊和功能塊，控制模塊可使用任何期望的控 制編程方案來設(shè)計，包括例如順序功能塊、梯形邏輯等，并且不限于使用功能塊或任何其他 特定的編程技術(shù)來設(shè)計。 如在圖2中所示出的，維護工作站74包括處理器74A、存儲器74B和顯示設(shè)備74C。 存儲器74B存儲參照圖1以以下方式進行討論的異常狀況預(yù)防應(yīng)用35和警報/報警應(yīng)用 43，在該方式中，這些應(yīng)用可在處理器74A上實現(xiàn)以通過顯示器74C (或任何其他顯示設(shè)備， 如打印機)向用戶提供信息。一個或更多現(xiàn)場設(shè)備64和66中的每一個可包括存儲器(未顯示)以存儲程序， 如用來實現(xiàn)有關(guān)被傳感設(shè)備所感測到的一個或更多過程變量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)收集的程序和/ 或用于異常操作檢測的程序，其將在以下進行描述。一個或更多現(xiàn)場設(shè)備64和66中的每 一個也可包括執(zhí)行程序的處理器(未顯示)，如用來實現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)收集的程序和/或用于 異常操作檢測的程序。統(tǒng)計數(shù)據(jù)收集和/或異常操作檢測不需要由軟件實現(xiàn)。相反，本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員將認識到，這樣的系統(tǒng)可由一個或更多現(xiàn)場設(shè)備和/或其他設(shè)備內(nèi)的軟 件、固件、和/或硬件的任何組合來實現(xiàn)。如在圖2中所顯示的，現(xiàn)場設(shè)備64和66中的一些(并可能所有)包括異常操作 檢測(即，異常狀況預(yù)防、或異常狀況預(yù)防)塊80和82，其將在以下被更詳細地描述。盡 管圖2的塊80和82被示出為位于設(shè)備64中的一個和位于設(shè)備66中的一個，這些塊或相 似的塊可位于任意數(shù)量的設(shè)備64和66中，可位于其他設(shè)備例如控制器60、1/0設(shè)備68、70 或圖1中示出的任何設(shè)備中。此外，塊80和82可在設(shè)備64和66的任何子集中。通常來說，塊80和82或這些塊的子單元從它們位于其中的設(shè)備和/或其他設(shè)備 收集數(shù)據(jù)，如過程變量數(shù)據(jù)。此外，塊80和82或這些塊的子單元可處理變量數(shù)據(jù)并因為 任何數(shù)量的原因執(zhí)行關(guān)于數(shù)據(jù)的分析。例如，被示出為與閥門關(guān)聯(lián)的塊80可具有閥門卡 住檢測程序，該程序分析閥門位置來確定閥門是否處于卡住狀態(tài)。此外，塊80可包括一組 一個或更多統(tǒng)計過程監(jiān)控(SPM)塊或單元，如塊SPMI-SPM4，其可在現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)收集過程變 量或其他數(shù)據(jù)，并對所收集的數(shù)據(jù)執(zhí)行一個或更多統(tǒng)計計算，以確定所收集數(shù)據(jù)的例如均 值、中值、標(biāo)準差、均方根(RMS)、變化率、范圍、最小值、最大值等，和/或檢測所收集數(shù)據(jù)中 的事件如偏移、偏差、噪聲、峰值等。所產(chǎn)生的特定的統(tǒng)計數(shù)據(jù)或產(chǎn)生它的方法都不是關(guān)鍵 的。這樣，除了以上所描述的特定類型之外或代替以上所描述的特定類型，還可產(chǎn)生不同類 型的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。此外，包括已知技術(shù)的各種技術(shù)可用來產(chǎn)生這種數(shù)據(jù)。術(shù)語統(tǒng)計過程監(jiān)控 (SPM)塊在此用來描述功能，該功能執(zhí)行關(guān)于至少一個過程變量或其他過程參數(shù)的統(tǒng)計過 程監(jiān)控，并可由該設(shè)備內(nèi)部的或者甚至為其收集數(shù)據(jù)的設(shè)備外部的任何期望的軟件、固件 或硬件來執(zhí)行。可以理解的是，因為SPM塊通常位于其設(shè)備數(shù)據(jù)被收集的設(shè)備上，SPM塊可 以獲得數(shù)量上更多和質(zhì)量上更準確的過程變量數(shù)據(jù)。作為結(jié)果，SPM塊比位于在其中收集過 程變量數(shù)據(jù)的設(shè)備外部的塊通常能夠確定關(guān)于所收集的過程變量數(shù)據(jù)的更好的統(tǒng)計計算。 可以理解的是，盡管塊80和82在圖2中顯示包括SPM塊，該SPM塊反過來可以是 與塊80和82分離的獨立塊，并可位于如相應(yīng)的塊80或82的同樣的設(shè)備中或者可位于不 同的設(shè)備中。在此討論的SPM塊可包括已知fieldbus SPM塊、或與已知fieldbus SPM塊相比時具有不同或額外能力的SPM塊。術(shù)語統(tǒng)計過程監(jiān)控(SPM)塊在此用來指任何類型的 塊或單元，該塊或單元收集數(shù)據(jù)，如過程變量數(shù)據(jù)，并執(zhí)行關(guān)于這個數(shù)據(jù)的一些統(tǒng)計處理以 確定統(tǒng)計測量，如均值、標(biāo)準差等。作為結(jié)果，這個術(shù)語旨在覆蓋執(zhí)行這個功能的軟件、固 件、硬件和/或其他單元，不管這些單元是功能塊的形式，或是其他類型的塊、程序、例程或 單元，且也不管這些單元是否符合fieldbus協(xié)議、或一些其他協(xié)議，如Profibus、HART 、 CAN等協(xié)議。如果需要，塊80、82的基本操作可至少部分地如在美國專利第6，017，143號中 所描述的那樣執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)，該專利在此通過引用被并入?？梢岳斫獾氖?，盡管塊80和82在圖2中顯示為包括SPM塊，但SPM塊不是塊80 和82必需的。例如，塊80和82的異常操作檢測程序可使用不由SPM塊處理的過程變量數(shù) 據(jù)來運行。作為另一個實施例，塊80和82中的每一個可接收由位于其他設(shè)備內(nèi)的一個或 更多SPM塊所提供的數(shù)據(jù)，并在其上進行操作。仍作為另一個實施例，過程變量數(shù)據(jù)可以用 不為許多典型的SPM塊所提供的方式來處理。僅作為一個實施例，過程變量數(shù)據(jù)可由有限 脈沖響應(yīng)(FIR)或無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器如帶通濾波器或某種其他類型的濾波器進行 濾波。作為另一個實施例，過程變量數(shù)據(jù)可被修整使得它保持在特定的范圍內(nèi)。當(dāng)然，已知 的SPM塊可被修改來提供這種不同或額外的處理能力。圖2的塊82，其被示出與發(fā)射器關(guān)聯(lián)，可具有插線檢測單元，該單元分析發(fā)射器收集的過程變量數(shù)據(jù)以確定裝置內(nèi)部的線路是否插好。此外，塊82可包括一個或更多SPM塊 或單元例如塊SPM1-SPM4，這些SPM塊或單元可收集發(fā)射器內(nèi)的過程變量或其他數(shù)據(jù)，并對 所收集的數(shù)據(jù)執(zhí)行一個或更多統(tǒng)計計算以確定所收集數(shù)據(jù)的例如均值、中值、標(biāo)準差等。盡 管塊80和82被示出為包括四個SPM塊每一個，但塊80和82可在其中具有任何其他數(shù)量 的SPM塊，以收集并確定統(tǒng)計數(shù)據(jù)。關(guān)于異常狀況預(yù)防系統(tǒng)和其組件的實現(xiàn)和配置的進一步的細節(jié)可在美國專 利發(fā)布號2005/0197803-現(xiàn)在的美國專利號7，079，984 ( “工藝場所里的異常狀況 予頁防(abnormal situation prevention in a process plant)，，)、_ 15 t 禾胃 ^fJ 號 2005/0197806 ( “針對工藝場所中異常狀況預(yù)防的配置系統(tǒng)和方法(Configuration system and method for abnormal situation prevention in a processplant)，，)、以 及美國專利發(fā)布號2005/0197805( “針對工藝場所中異常狀況預(yù)防的數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)(Data presentation system for abnormal situationprevention in the process plant)，，) 中找到，它們中的每一個在此通過弓丨用被并入，用于各種目的。在以上所描述的異常狀況預(yù)防系統(tǒng)和技術(shù)中，以及在參考文獻中，SPM(或異常狀 況預(yù)防)塊80、82可與一個或更多異常狀況預(yù)防模塊關(guān)聯(lián)，或被看作一個或更多異常狀況 預(yù)防模塊的組件。盡管異常狀況預(yù)防塊可駐留于控制器60或其他主機系統(tǒng)或設(shè)備中，如計 算機或工作站72、74，異常狀況預(yù)防模塊可從一個或更多異常狀況預(yù)防塊取得數(shù)據(jù)并使用 該數(shù)據(jù)做出關(guān)于更大的系統(tǒng)的決定。更普遍地，異常狀況預(yù)防模塊可被開發(fā)并配置成從一 個或更多功能塊(例如，異常狀況預(yù)防塊)接收數(shù)據(jù)以支持每種類型的現(xiàn)場設(shè)備、測試或其 他設(shè)備(例如，閥門、泵等)的診斷。盡管如此，與異常狀況預(yù)防模塊關(guān)聯(lián)的功能塊可駐留并 由不同于特定設(shè)備的設(shè)備來實現(xiàn)，該功能塊是針對該特定設(shè)備被開發(fā)出來。在這樣的情形 中，異常狀況預(yù)防模塊具有分布式性質(zhì)。其他異常狀況預(yù)防模塊可完全在一個設(shè)備中實現(xiàn)， 如過程控制器60，盡管正被指向為用于特定現(xiàn)場設(shè)備的診斷。在任何事件中，診斷程序或技術(shù)可針對每個設(shè)備類型來開發(fā)，以檢測、預(yù)測并預(yù)防設(shè)備(或過程)的異常狀況或異常操作。僅為了便于描述，術(shù)語“異常狀況預(yù)防模塊”在此將用來指這樣的程序或技術(shù)。因此，異 常狀況預(yù)防模塊對執(zhí)行診斷所需的一組測量做出響應(yīng)，并進一步包括(i)即將被該模塊檢 測的一組異常情況以及(ii) 一組規(guī)則，其將測量中的變化鏈接到相應(yīng)的異常情況。此外， 闡明了對以下公開技術(shù)說明中的異常狀況預(yù)防模塊的參考，并理解該技術(shù)也可與異常狀況 預(yù)防模塊連同使用。在一些情形中，配置應(yīng)用38或異常狀況預(yù)防系統(tǒng)35的其他組件可支持為每個異常狀況預(yù)防模塊開發(fā)或產(chǎn)生模板。例如，DeltaV 控制系統(tǒng)提供的配置和開發(fā)平臺可被用 來根據(jù)相應(yīng)的復(fù)合模板塊創(chuàng)建異常狀況預(yù)防模塊的特定的實例、或例子。盡管結(jié)合圖2被顯示并描述為異常狀況預(yù)防功能，以上所描述的模塊和塊可更普遍地被指向為實現(xiàn)多變量的統(tǒng)計技術(shù)，該技術(shù)被配置成用于如以下所描述的故障檢測和過 程監(jiān)控和診斷。在一些情形中，以下所描述的技術(shù)可包括異常狀況預(yù)防模塊或塊或與之集 成。在任何情形中，以下對系統(tǒng)和技術(shù)(以及任何模塊、功能塊、應(yīng)用、軟件或它們中的其他 組件或方面)的參考可利用、包括以上所描述的工作站工具17、19、操作員接口 12A、14A、應(yīng) 用23、異常狀況預(yù)防系統(tǒng)25和接口 72、74，與之集成或以其他方式與之關(guān)聯(lián)。如以上所描述的，并如圖2中所顯示的，異常狀況預(yù)防系統(tǒng)的實施方式可包括異常狀況預(yù)防計算機74，該異常狀況預(yù)防計算機74包括處理器74A、存儲器74B和顯示設(shè)備 74C。在異常狀況預(yù)防計算機上實現(xiàn)的軟件可在邏輯上被劃分為許多個別的組件或應(yīng)用。這 些組件或應(yīng)用包括異常狀況預(yù)防配置應(yīng)用38 ；接口應(yīng)用40 ；異常操作檢測應(yīng)用42 ；和警報 /報警應(yīng)用43。異常狀況預(yù)防計算機74與位于其他設(shè)備中的異常狀況預(yù)防模塊通信，異常 狀況預(yù)防模塊是總體控制方案的具體功能的模塊或子程序，該總體控制方案可由其中駐留 了異常狀況預(yù)防模塊的各種設(shè)備中所提供的處理器來執(zhí)行。異常狀況預(yù)防模塊可位于例如 過程控制器、I/O卡或其他I/O設(shè)備、現(xiàn)場設(shè)備如傳感器、閥門、定位器、發(fā)射器、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、 電力產(chǎn)生設(shè)備及相似設(shè)備內(nèi)。位于各種現(xiàn)場設(shè)備15、16、旋轉(zhuǎn)設(shè)備20、電力產(chǎn)生設(shè)備25、或其他設(shè)備中的異常狀況預(yù)防塊可配置成收集數(shù)據(jù)，對所收集的數(shù)據(jù)執(zhí)行統(tǒng)計過程監(jiān)控，并對所收集的數(shù)據(jù)和由 SPM塊所計算出的各種統(tǒng)計測量執(zhí)行統(tǒng)計分析，以估計過程的各種操作情況并檢測異常狀 況的發(fā)生。例如，異常狀況預(yù)防塊可配置成檢測閥門是否卡在一個不恰當(dāng)?shù)奈恢?，或者裝置 線路是否插好，如圖2中顯示的異常狀況預(yù)防塊80、82所指示的那樣。異常狀況預(yù)防塊可 分析從它們所在的設(shè)備所獲得的數(shù)據(jù)，或者它們可分析來自一個或更多遠程設(shè)備的數(shù)據(jù)， 或者它們既可分析來自它們所在的設(shè)備的數(shù)據(jù)，又可分析從一個或更多遠程設(shè)備接收到的 數(shù)據(jù)。此外，異常狀況預(yù)防塊可分析直接從過程控制設(shè)備接收到的原始數(shù)據(jù)，該過程控制設(shè) 備如現(xiàn)場設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、電力產(chǎn)生設(shè)備或相似設(shè)備，或者異常狀況預(yù)防塊可依靠與異常狀 況預(yù)防塊關(guān)聯(lián)的SPM塊所提供的處理數(shù)據(jù)和衍生統(tǒng)計測量。SPM塊可執(zhí)行任何數(shù)量的不同 功能來收集、處理以及以其它方式操縱從各種過程控制設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)，以將數(shù)據(jù)展示 在更有意義的內(nèi)容中。相比于當(dāng)異常狀況預(yù)防和SPM模塊遠離設(shè)備時可能的采樣率，位于過程控制設(shè)備的內(nèi)部并從該設(shè)備接收數(shù)據(jù)的異常狀況預(yù)防模塊和SPM塊可以以遠遠更快的速率采樣數(shù) 據(jù)，當(dāng)異常狀況預(yù)防和SPM模塊遠離設(shè)備時，由于通信信道和通信協(xié)議的限制，該設(shè)備實際上感測數(shù)據(jù)。因而，將異常狀況預(yù)防塊和任何關(guān)聯(lián)的SPM塊直接定位在產(chǎn)生數(shù)據(jù)的設(shè)備的內(nèi)部的優(yōu)勢是極大地提高了可進行分析的數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量。因而，計算準確性、分析質(zhì) 量、以及從中得出結(jié)論的人的信心也提高了。當(dāng)一個或更多測量過程變量或統(tǒng)計測量與定義相應(yīng)異常情況的規(guī)則背道而馳時， 異常狀況預(yù)防塊檢測異常狀況。當(dāng)異常狀況預(yù)防塊檢測異常狀況或異常事件的發(fā)生時，異 常狀況預(yù)防塊警示控制器60或其他控制設(shè)備存在異常狀況，或者異常事件已經(jīng)發(fā)生。異常 狀況預(yù)防塊通過通信總線76發(fā)送警報。主機控制器60或其他控制設(shè)備輪流向異常狀況預(yù) 防計算機30轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)于異常狀況的信息，使得接口應(yīng)用40可觸發(fā)將在顯示設(shè)備30C上顯示 的報警或其他指示，以向操作員或其他維護人員警示該異常狀況。操作員或其他維護人員 然后可采取適當(dāng)?shù)牟襟E來解決引發(fā)所檢測到的異常狀況的問題。除了檢測異常操作情況的存在，由異常狀況預(yù)防模塊獲得并由異常狀況預(yù)防模塊 的關(guān)聯(lián)SPM塊所計算的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計測量可用來局部監(jiān)控其所在的特定的過程控制設(shè)備，并 實現(xiàn)由該設(shè)備執(zhí)行的過程控制功能。典型地，構(gòu)成異常狀況預(yù)防模塊和它的關(guān)聯(lián)SPM塊的 操作基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計計算不需要被傳遞給分布式過程控制系統(tǒng)的更高層。這在數(shù)據(jù)在設(shè) 備上以遠遠超過數(shù)據(jù)在通信信道上向其他控制器或更高層控制設(shè)備傳遞的速率進行收集 時尤其如此。盡管如此，在異常狀況出現(xiàn)之前和之后所獲得的數(shù)據(jù)可提供關(guān)于異常狀況是 怎樣出現(xiàn)以及將來類似的異常狀況可怎樣被預(yù)防的重要線索。例如，在異常狀況出現(xiàn)之前 及緊隨異常狀況的出現(xiàn)被記錄的數(shù)據(jù)可包括特征模式，該特征模式允許熟練的操作員或維 護技術(shù)人員識別異常情況的根本原因并采取步驟預(yù)防它在將來發(fā)生。所接收到的數(shù)據(jù)里的 其他特征模式對適當(dāng)提前預(yù)測即將到來的異常狀況可能是足夠的，使得可采取步驟來預(yù)防 所預(yù)測的異常情況真的發(fā)生。例如，即將失效的傳感器可能開始顯示出不穩(wěn)定的讀數(shù)，就所 關(guān)注的過程來說，該讀數(shù)依然在可接受的范圍內(nèi)。認識到不穩(wěn)定的行為并在傳感器完全失 效之前替換它可避免在將來的代價高的過程控制故障。為了保存在異常事件發(fā)生之前和之后獲得的過程控制數(shù)據(jù)，實現(xiàn)異常狀況預(yù)防模 塊的智能現(xiàn)場設(shè)備或其他智能設(shè)備或裝備可包括存儲器，該存儲器以原始的變量數(shù)據(jù)、和 /或統(tǒng)計數(shù)據(jù)兩種形式暫時存儲過程控制數(shù)據(jù)，該統(tǒng)計數(shù)據(jù)由與異常狀況預(yù)防模塊關(guān)聯(lián)的 SPM塊計算。該存儲器可組織成先進先出的存儲器，使得當(dāng)記錄較新的數(shù)據(jù)時，丟棄較老的 數(shù)據(jù)。存儲器的大小可使得它能存儲所有數(shù)據(jù)，包括所有的原始過程變量值和計算的統(tǒng)計 測量，其由異常狀況預(yù)防模塊在指定的時間段上獲得。數(shù)據(jù)被收集和存儲的時間長度可根 據(jù)分析正在檢測的特定異常事件所必需的數(shù)據(jù)量來確定。例如，對特定的異常事件，分析由 異常狀況預(yù)防塊在異常事件剛發(fā)生之前的一分鐘和緊隨異常事件發(fā)生后的第一分鐘內(nèi)所 獲得的所有數(shù)據(jù)是有益的。在這種情形下，存儲器必須足夠大以存儲兩分鐘的所獲得數(shù)據(jù)。 在另一種情形中，可能僅需要查看異常事件之前15秒的數(shù)據(jù)和事件之后45秒的數(shù)據(jù)。在 這個情形中，存儲器必須能夠存儲剛好一分鐘的所獲得的數(shù)據(jù)。可設(shè)想這樣的情景，在該情 景中，廣泛不同的數(shù)據(jù)量可能需要被存儲在與智能設(shè)備關(guān)聯(lián)的存儲器中，用于未來的離線 分析以發(fā)現(xiàn)各種異常狀況的原因并在未來預(yù)防它們的再次發(fā)生。如以上所提到的，緩沖存儲器可組織成先進先出的存儲器，使得當(dāng)獲得并存儲新 的過程變量數(shù)據(jù)時，丟棄存儲在存儲器里的最老的數(shù)據(jù)。實際上，存儲在存儲器里的數(shù)據(jù)提 供過程變量數(shù)據(jù)的“滾動窗”或“快照(snapshot)印象”，該過程變量數(shù)據(jù)由異常狀況預(yù)防模塊在一段時間內(nèi)獲得。滾動窗或快照在時間上向前移動，總是包括最近獲得的數(shù)據(jù)并丟 棄較老的數(shù)據(jù)。當(dāng)異常狀況預(yù)防模塊檢測異常狀況時，它凍結(jié)存儲在存儲器里的數(shù)據(jù)，保存 異常狀況預(yù)防模塊在時間上的特定時刻獲得的數(shù)據(jù)快照，該時間也就是異常事件剛發(fā)生之 前的時間段，以及，如果有需要，緊隨其后的時間段。智能現(xiàn)場設(shè)備或其他智能設(shè)備的操作最好通過實施例來解釋，這些設(shè)備裝配有適 合保留在異常事件發(fā)生之前、期間和之后所獲得的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計測量的異常狀況預(yù)防模塊。 圖3顯示分布式過程控制系統(tǒng)100的一部分。在圖3中顯示的分布式過程控制系統(tǒng)100的 部分包括控制器102和智能過程控制設(shè)備106。智能過程控制設(shè)備106可以是智能現(xiàn)場設(shè) 備如閥門、傳感器、發(fā)射器、定位器、或其他智能設(shè)備如泵、混合器或其他旋轉(zhuǎn)設(shè)備、電力產(chǎn) 生設(shè)備或相似設(shè)備。智能過程控制設(shè)備106包括處理器108、傳感器或其他輸入設(shè)備110、和 存儲器112。處理器配置成執(zhí)行異常狀況預(yù)防模塊和關(guān)聯(lián)的SPM塊。傳感器或其他輸入設(shè) 備110收集關(guān)于過程的狀態(tài)或設(shè)備本身的狀態(tài)的過程控制數(shù)據(jù)。存儲器112存儲從輸入設(shè) 備110接收的數(shù)據(jù)、以及由SPM塊執(zhí)行的統(tǒng)計計算的結(jié)果，該SPM塊與駐留在智能設(shè)備106 里的異常狀況預(yù)防模塊關(guān)聯(lián)。存儲器112可組織成如上所描述的先進先出存儲器。圖4為顯示采樣數(shù)據(jù)122的繪圖，該數(shù)據(jù)由駐留在智能過程控制設(shè)備106里的SPM模塊或異常狀況預(yù)防模塊在一段時間內(nèi)獲得和/或處理。顯示在圖4中的數(shù)據(jù)可以是針對 溫度、壓力、位置或傳感器110所測量的某個其他變量的原始值?？蛇x擇地，數(shù)據(jù)122可以 是計算的均值、中值、標(biāo)準差或過程變量的某個其他統(tǒng)計測量，該過程變量由傳感器110測 量并根據(jù)與駐留在過程控制設(shè)備106里的異常狀況預(yù)防模塊關(guān)聯(lián)的各種SPM塊來計算。圖4包括與過程變量數(shù)據(jù)122 —起顯示的閾值124。閾值124指示過程故障或異 常情況。如果數(shù)據(jù)122所代表的變量值上升至閾值124之上，它被認為是異常狀況。在這 種環(huán)境下，報警或警告從過程控制設(shè)備106通過通信總線104被傳遞回控制器102?？刂破?反過來可將報警傳遞至如以上所描述的異常狀況預(yù)防計算機，以及該異常狀況預(yù)防計算機 可促使報警被顯示給操作員或其他維護人員。此外，如果數(shù)據(jù)122所代表的變量值超過閾 值124，異常狀況預(yù)防模塊在圍繞異常事件發(fā)生的一段時間內(nèi)捕捉數(shù)據(jù)122的“快照”。為 了實現(xiàn)展示當(dāng)前實施例的目的，假定異常狀況預(yù)防模塊被配置成捕捉一分鐘寬度的窗口數(shù) 據(jù)，該窗口包括異常事件剛發(fā)生之前的15秒和緊隨異常事件之后的45秒。存儲器112被配置成為先進先出存儲器。當(dāng)新數(shù)據(jù)被獲得并存儲在存儲器112中 時，老于一分鐘的數(shù)據(jù)被丟棄。這樣，存儲在存儲器112中的數(shù)據(jù)代表由異常狀況預(yù)防模塊 所獲得的數(shù)據(jù)的持續(xù)移動窗口或快照。移動快照效果可見于圖5-8。圖5代表存儲在存儲 器112中并在操作的30和90秒之間的時間段126期間捕捉到的數(shù)據(jù)。圖6顯示存儲在存 儲器112中的數(shù)據(jù)，三十秒之后在操作的60和120秒之間的時間段128期間捕捉到?？梢?看出，對應(yīng)于圖5的快照窗口 126和圖6中顯示的快照窗口 128之間的重疊區(qū)間的數(shù)據(jù)在兩 個圖中重復(fù)，該重疊區(qū)間也就是操作的60秒和90秒之間的區(qū)間。在圖5中，重疊數(shù)據(jù)134 是位于窗口 126右邊的較新的數(shù)據(jù)，以及在圖6中，重疊數(shù)據(jù)146為位于窗口 128左邊的較 老的數(shù)據(jù)。如以下將描述的，圖7代表在多達并包括異常事件檢測的時間段上收集的數(shù)據(jù)， 以及圖8代表在異常事件發(fā)生之前和之后的時間段上收集的數(shù)據(jù)。回到圖4，根據(jù)實施例回憶，如果過程控制變量122的值超過閾值124，則異常狀況 存在?？梢钥闯?，過程控制變量122的值在操作的180秒處與閾值交叉。在這個時間上，存儲器112存儲在時間段130期間捕捉到的過程變量數(shù)據(jù)，也就是操作的120和180秒之間的操作的先前的分鐘。在此期間存儲在存儲器112中的數(shù)據(jù)顯示在圖7中。注意到圖7中 顯示的時間窗130中，所記錄的過程變量的最后一個值為首次與閾值124交叉的值。然而， 根據(jù)實施例，駐留在智能過程控制設(shè)備106中的異常狀況預(yù)防模塊被配置成檢測異常狀況 并保存過程變量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)在異常狀況剛發(fā)生之前的15秒鐘和緊隨異常狀況發(fā)生之后 的45秒鐘內(nèi)被捕獲。這樣，在異常狀況被檢測到之后，存儲器必須持續(xù)地存儲新的數(shù)據(jù)并 丟棄老的數(shù)據(jù)達額外的45秒鐘。異常事件發(fā)生之后的45秒鐘，存儲器112掌握來自所需時間段132的所有歷史過 程變量數(shù)據(jù)，所需時間段132也就是異常狀況發(fā)生之前的15秒和異常狀況發(fā)生之后的45 秒，如圖8中所顯示的。在緩沖存儲器112中捕捉到的數(shù)據(jù)以比被捕捉到的數(shù)據(jù)可在通信總線104上向控 制器102或其他更高層的控制設(shè)備傳遞的速率更快的速率來捕捉。因此，數(shù)據(jù)在被捕捉到 的時候不能實時地向控制器傳遞。然而，一旦圍繞異常事件發(fā)生的數(shù)據(jù)已經(jīng)被保存在存儲 器112中，它們可在以后被傳遞給控制器102或另一個控制設(shè)備，并以與通信總線104的限 制兼容的較低速率傳遞。此外，數(shù)據(jù)可被分解為更小的量或數(shù)據(jù)包，并逐件地發(fā)送給控制器 102或其他控制設(shè)備，以進一步降低通信總線102上的要求。所保存的過程變量數(shù)據(jù)可最終由異常狀況預(yù)防接口應(yīng)用40(圖2)來顯示給操作 員或維護人員。操作員或維護人員然后可分析數(shù)據(jù)來確定所要采取的適當(dāng)步驟，以預(yù)防異 常狀況在將來發(fā)生，或確定要采取的適當(dāng)步驟來最小化或預(yù)防更重大的異常狀況的出現(xiàn)。已經(jīng)參照具體的實施例對本發(fā)明進行了描述。這些實施例意味著僅是示意性的， 決不應(yīng)當(dāng)被解讀為是對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對所公開的 實施方式進行改變、增加或刪除，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，其用于處理與受控過程中的異常過程事件相關(guān)的數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)包括控制器；通信信道；以及智能設(shè)備，其具有處理器、存儲器和輸入設(shè)備，所述輸入設(shè)備適合接收過程變量數(shù)據(jù)，所述處理器配置成以第一采樣率將與所接收到的過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)暫時存儲在所述存儲器中，以及在所述通信信道上以第二采樣率將存儲在所述存儲器中的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)傳遞給所述控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器進一步配置成檢測異常過程事件的發(fā)生 并將與所接收到的過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一部分保存一時間段，所述時間段 在所述異常過程事件的發(fā)生之前開始并在所述異常過程事件的發(fā)生之后結(jié)束。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中存儲在所述存儲器中并被傳遞給所述控制器的所述 統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括在所述異常過程事件的發(fā)生之前開始并在所述異常過程事件的發(fā)生之后結(jié) 束的所述時間段內(nèi)的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的所述部分。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述處理器進一步配置成在所述異常事件的發(fā)生之 后的時間處傳輸在所述異常過程事件的發(fā)生之前開始并在所述異常過程事件的發(fā)生之后 結(jié)束的所述時間段內(nèi)的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的所述部分。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述處理器適合在多個數(shù)據(jù)包中傳輸在所述異常過 程事件的發(fā)生之前開始并在所述異常過程事件的發(fā)生之后結(jié)束的所述時間段內(nèi)的所述統(tǒng) 計數(shù)據(jù)的所述部分。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括顯示設(shè)備和接口應(yīng)用，所述接口應(yīng)用適合使與傳 遞給所述控制器的所述過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的至少一部分在所述顯示設(shè)備上顯不。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中與所述過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括由所述輸 入設(shè)備接收的所述過程變量數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中與所述過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括根據(jù)所述 輸入設(shè)備所接收的所述過程變量數(shù)據(jù)計算出的統(tǒng)計值。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一采樣率大于所述第二采樣率，與所述過程 變量數(shù)據(jù)相關(guān)的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)以所述第一采樣率存儲在所述存儲器中，存儲在所述存儲器 中的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)以所述第二采樣率傳遞給所述控制器。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器進一步配置成對應(yīng)于定義的長度的移 動時間窗將所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲在所述存儲器中，使得存儲在所述存儲器中的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù) 對應(yīng)于在對應(yīng)所述移動時間窗的所述長度的時間段上接收到的過程變量數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述移動時間窗的所述定義的長度根據(jù)與所述過 程變量數(shù)據(jù)相關(guān)的異常情況被動態(tài)地選擇。
12.—種智能設(shè)備，用于控制過程的至少一個方面，所述智能設(shè)備包括存儲器；適合接收過程變量數(shù)據(jù)的輸入；以及處理器，所述處理器配置成將與所接收到的過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)以第一數(shù) 據(jù)采樣率存儲在所述存儲器中，以及將與所接收到的過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)以第二數(shù)據(jù)采樣率傳遞給外部設(shè)備。
13.如權(quán)利要求12所述的智能設(shè)備，其中所述第一數(shù)據(jù)采樣率大于所述第二數(shù)據(jù)采樣率。
14.如權(quán)利要求12所述的智能設(shè)備，其中所述處理器進一步配置成根據(jù)預(yù)先確定長度 的移動時間窗將所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲在所述存儲器中，使得所述存儲器將統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲對應(yīng) 于所述移動時間窗的所述長度的時間段。
15.如權(quán)利要求14所述的智能設(shè)備，其中所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)在先進先出的基礎(chǔ)上存儲在所 述存儲器中，使得當(dāng)新的數(shù)據(jù)被存儲在所述存儲器中時，較老的統(tǒng)計數(shù)據(jù)被丟棄，所述新的 數(shù)據(jù)在對應(yīng)于所述移動時間窗的前沿的時間處被接收，所述較老的統(tǒng)計數(shù)據(jù)在對應(yīng)于所述 移動時間窗的后沿的時間處被接收并存儲。
16.如權(quán)利要求12所述的智能設(shè)備，其中所述處理器進一步配置成檢測異常事件的發(fā)生。
17.如權(quán)利要求16所述的智能設(shè)備，其中所述處理器進一步配置成保存存儲在所述存 儲器中的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一部分，存儲在所述存儲器中的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的所述部分對應(yīng)于 所述異常事件的發(fā)生之前的預(yù)先定義的時間段、和所述異常事件的發(fā)生之后的預(yù)先定義的 時間段。
18.如權(quán)利要求17所述的智能設(shè)備，其中所述預(yù)先定義的時間段根據(jù)所述過程的當(dāng)前 操作狀態(tài)被動態(tài)地確定。
19.如權(quán)利要求17所述的智能設(shè)備，所述處理器進一步配置成在所述異常事件的發(fā)生 之后的時間處傳遞存儲在所述存儲器中的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的所述部分。
20.如權(quán)利要求17所述的智能設(shè)備，其中所述處理器進一步配置成通過多個數(shù)據(jù)包傳 遞存儲在所述存儲器中的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的所述部分。
21.一種方法，用于保存與異常狀況相關(guān)聯(lián)的過程控制數(shù)據(jù)，所述方法包括 接收與過程相關(guān)聯(lián)的過程變量數(shù)據(jù)；以第一數(shù)據(jù)采樣率將與所接收到的過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)暫時存儲在存儲 器中；檢測與所述過程相關(guān)聯(lián)的異常狀況；響應(yīng)于所述異常狀況，保存存儲在所述存儲器中的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一部分；以及 在通信信道上以第二數(shù)據(jù)采樣率傳遞與所接收到的過程控制數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的所述統(tǒng)計 數(shù)據(jù)的所保存的部分。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括在接口設(shè)備上顯示在所述通信信道上傳遞的所 述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的所保存的部分。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括分析在所述通信信道上傳遞的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的 所保存的部分以確定所述異常狀況的原因。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中暫時存儲與所接收到的過程變量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng) 計數(shù)據(jù)包括定義預(yù)先確定長度的移動時間窗，其中統(tǒng)計數(shù)據(jù)在它們變得可用時被持續(xù)地寫 入存儲器，以及其中所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)被存儲在所述存儲器中至少等于所述移動時間窗的長度 的一段時間。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一數(shù)據(jù)采樣率大于所述第二數(shù)據(jù)采樣率。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其中在通信信道上傳遞所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的所保存的部分 包括傳遞多個數(shù)據(jù)包，每一個數(shù)據(jù)包包括小于所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的所保存的部分的數(shù)據(jù)量。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其中保存所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一部分包括保存所述統(tǒng)計數(shù) 據(jù)的第一部分以及保存所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的第二部分，所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的第一部分對應(yīng)于在所述 異常狀況被檢測到之前的一段預(yù)先確定的時間，所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)的第二部分對應(yīng)于在所述異 常狀況被檢測到之后的一段預(yù)先確定的時間。
全文摘要
提供一種用來保存與過程操作相關(guān)的過程變量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)適合保存在異常狀況或事件發(fā)生之前、期間或之后所獲得的過程變量數(shù)據(jù)。所保存的過程變量數(shù)據(jù)可從智能現(xiàn)場設(shè)備(106)或與過程控制(102)相關(guān)的其他智能設(shè)備向過程控制器或其他更高層的控制設(shè)備傳遞。過程控制器或其他更高層的控制設(shè)備然后可使所保存的數(shù)據(jù)被顯示給操作員或其他維護人員。所保存的數(shù)據(jù)也可提供給其他過程控制模塊或異常狀況預(yù)防系統(tǒng)用于進一步的分析，以開發(fā)方法來預(yù)防異常狀況在將來再次發(fā)生，或根據(jù)異常狀況數(shù)據(jù)采取額外的步驟以最小化或預(yù)防過程操作的進一步惡化。
文檔編號G05B23/02GK101802736SQ200880108085
公開日2010年8月11日 申請日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者喬恩·韋斯特布羅克, 埃夫倫·埃爾于雷克 申請人:費舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司