[发明专利]用于协调操作区的利用以实现生产目标的方法和装置

说明书

提供了一种用于生产过程的系统、方法和装置，以协调对过程变量的操作区的利用并且自动执行目标设置，以使生产目标最大而无需人工干预。

背景技术

本公开一般涉及生产过程控制，更具体涉及通过协调生产过程中使用的变量的目标设置以实现期望生产目标来改进生产过程的控制。

通常，存在对于用于生产具有各种特性的产品的过程很重要的多个输入变量以及过程输出变量，诸如生产的吞吐量。例如，造纸机可能包括输入变量，诸如不同精制纤维、化学添加剂、染料、水、蒸汽、电、各种流、压力、温度和速度设置，以生产具有诸如基重、水分、厚度、强度、颜色和其他特性之类不同输出变量的纸张。过程的这些输入变量和输出变量之间的关系具有复杂性。即使是经验丰富且技术娴熟的操作员也无法始终为输入变量和输出变量找到正确设置来生产满足各种生产目标的产品，诸如最大限度地提高生产吞吐量，同时最大限度地减少纤维、化学品和能源的使用，并且实现产品所需的质量规格。

先进的过程控制(诸如多变量模型预测控制(MPC))已经范围在广泛的行业中得到应用，以在生产产品的同时获得更好的产品质量和更稳定的操作。然而，在高级过程控制下使用的变量的目标仍可能由人类操作员基于他们的经验和技能来确定。因此，优选的可变目标很难通过人类操作员建立的目标设置来实现。因此，需要协调高级控制方案中使用的变量的目标设置，以通过有效利用变量的操作区来遵循过程的经济目标和/或使之最大。本公开旨在实现这些目的等的系统、方法和装置。

发明内容

根据本公开，提供了一种用于生产过程以协调过程变量的目标设置并且自动执行目标设置以使生产目标最大而无需人工干预的系统、方法和装置。因此，可以节省各种输入变量，诸如原材料、资源和能源消耗，同时实现提供期望产品规格的输出变量。另外，还可以在生产过程中采用较为便宜的材料和资源，同时改进操作并且减少人力和误差。根据本公开，还提供了一种计算机控制系统，该计算机控制系统可操作以执行上述操作。

提供该发明内容是为了介绍以下在说明性实施例中进一步描述的概念的选择。该发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作极限所要求保护的主题范围的帮助。其他实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处将根据以下描述和附图中变得显而易见。

附图说明

本发明的特征、方面和优点将关于以下描述、所附权利要求和附图得到更好的理解，其中

图1示出了利用操作区协调器连同用于生产过程的控制器的示例性系统的示意图；

图2示出了具有上限和下限、相关容差、操作区以及过程变量与过程变量的当前目标和未来目标之间的关系的示例性过程变量的图表；以及

图3是操作区协调器用于协调生产过程变量的目标设置的过程的流程图。

具体实施方式

为了促进对本发明的原理的理解，现在，参考附图中所示的实施例，并且使用特定语言对其进行描述。然而，应当理解，本发明的范围并不旨在限制本发明的范围，并且本文中设想了如本发明所属领域的技术人员通常会想到的对所示实施例的任意变更和其他修改以及如其中所示的本发明原理的任意其他应用。

对于任意生产过程10，如图1所示，可以标识输入变量u集合和输出变量y集合。图1还包括计算机控制系统20，该计算机控制系统20从过程10接收输出变量y并且为过程10创建输入变量u。计算机控制系统20可以包括但不限于操作区协调器12和可以利用过程10的内部响应模型16的过程控制器14。计算机控制系统20连接到具有一个或多个机器的过程10，该一个或多个机器可操作以使用由操作区协调器12建立的目标设置来生产产品，该操作区协调器12利用根据本公开的输入变量u和输出变量y的操作区。