專利名稱：：集成于過程控制網(wǎng)絡(luò)的分析服務(wù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及用于過程設(shè)備中的過程控制系統(tǒng)，尤其涉及一種能夠快捷有效地支持使用計(jì)算代價(jià)昂貴算法的過程控制例程(比如在自適應(yīng)程序進(jìn)行時(shí)創(chuàng)建及更新過程模型的自適應(yīng)過程控制例程)的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：過程控制系統(tǒng)-如那些用于化學(xué)、石油、或其他過程的分布式或大型過程控制系統(tǒng)-典型地包括一個(gè)或多個(gè)過程控制器，過程控制器通過模擬總線、數(shù)字總線或模擬/數(shù)字混合總線相互通信連接，與至少一個(gè)主機(jī)或操作員工作站及與一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信連接。所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可能是閥、閥定位器、開關(guān)及傳送器(例如溫度傳感器、壓力傳感器及流率傳感器)，它們?cè)谶^程設(shè)備中發(fā)揮功能，如開啟或關(guān)閉閥及測(cè)量過程參數(shù)。過程控制器接收所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所進(jìn)行的過程測(cè)量的信號(hào)及/或關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的其他信息，并使用這些信息來實(shí)施控制例程，然后產(chǎn)生控制信號(hào)并通過總線傳送至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，以控制過程的操作。來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器的信息一般由操作員工作站執(zhí)行的一種或多種應(yīng)用程序，使操作員能夠執(zhí)行針對(duì)過程所需要的任何功能，例如觀察所述過程的當(dāng)前狀態(tài)、修正所述過程的操作等等。某些過程控制系統(tǒng)，例如由艾默生過程控制有限公司(EmersonProcessManagement)出售的DeltaVTM系統(tǒng)，使用位于控制器中或不同的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的功能塊或稱為模塊的功能塊組來執(zhí)行控制操作。在這些情況中，控制器或其他設(shè)備能夠包括以及執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能塊或模塊，其中的每一個(gè)功能塊或模塊接收來自其他功能塊的輸入及/或向其他功能塊(在相同的設(shè)備中，或在不同的設(shè)備中)提供輸出，而且所述控制器或其他設(shè)備執(zhí)行一些過程操作，例如測(cè)量或檢測(cè)過程參數(shù)、控制設(shè)備、或執(zhí)行控制操作，例如執(zhí)行比例微分積分(PID)控制例程。過程控制系統(tǒng)中的不同的功能塊和模塊通常設(shè)計(jì)為互相通信(例如通過總線)，以形成一個(gè)或多個(gè)過程控制環(huán)路。過程控制器一般編程為對(duì)過程中限定的或包含的多個(gè)不同環(huán)路中的每一個(gè)環(huán)路執(zhí)行不同的算法、子例程或控制環(huán)路(指所有控制例程)，例如流量控制環(huán)路、溫度控制環(huán)路、壓力控制環(huán)路等等。一般而言，每一個(gè)這樣的控制環(huán)路包括一個(gè)或多個(gè)輸入塊，例如模擬輸入(AI)功能塊；一個(gè)單輸入單輸出(SISO)控制塊或一個(gè)多輸入多輸出(MIMO)控制塊；或一個(gè)或多個(gè)輸出塊，例如模擬輸出(AO)功能塊。用于控制環(huán)路的控制例程，以及實(shí)施這類例程的功能塊，一直是根據(jù)多種不同類別的控制技術(shù)來配置，這些控制技術(shù)包括比例微分積分(PID)控制、模糊邏輯控制(FLC)、以及基于模型的技術(shù)，例如Smith預(yù)估器或模型預(yù)測(cè)控制(MPC)。在基于模型的控制技術(shù)中，在例程中用于確定閉合環(huán)路控制響應(yīng)的參數(shù)，基于對(duì)過程的輸入的受操控或被測(cè)量擾動(dòng)集合中的變化的動(dòng)態(tài)過程響應(yīng)。多過程輸入的變化作出的這種過程響應(yīng)的表示，可以看作過程模型。例如，一階參數(shù)化過程模型可以指定過程的增益、死區(qū)時(shí)間及時(shí)間常數(shù)的值。一種基于模型的技術(shù)-模型預(yù)測(cè)控制(MPC)-涉及使用多個(gè)階躍響應(yīng)模型或脈沖響應(yīng)模型，這些模型被設(shè)計(jì)來荻取過程輸入與過程輸出之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。采用模型預(yù)測(cè)控制(MPC)技術(shù)，過程模型被直接用來形成控制器。當(dāng)用于經(jīng)歷了過程死區(qū)時(shí)間、過程延遲等等中的巨大變化的過程的時(shí)候，MPC控制器必須使用配合當(dāng)前過程狀態(tài)的新過程模型來進(jìn)行重建。因此，在這些情況中，過程模型在多個(gè)操作狀態(tài)中的每一狀態(tài)得到識(shí)別。然而，多種過程模型的引入以及為配合當(dāng)前過程狀態(tài)而必須自動(dòng)形成的控制器不合需要地增加過程控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度及計(jì)算要求。過程模型還被用來設(shè)置PID及其他使用自適應(yīng)控制技術(shù)的控制設(shè)計(jì)的調(diào)諧參數(shù)，其中PID(或其他)控制器的調(diào)諧參數(shù)通常根據(jù)定義過程的過程模型的變化和用戶選擇的調(diào)諧規(guī)則來更新。開發(fā)及使用過程模型來調(diào)諧PID控制器的自適應(yīng)PID調(diào)諧技術(shù)的范例，在標(biāo)題為"基于狀態(tài)的自適應(yīng)反饋前饋比例微分積分控制器"(StateBasedAdaptiveFeedbackFeedforwardPIDController)、在2006年9月26日發(fā)表的美國7,113,834號(hào)專利(U.S.PatentNo.7,113,834)及標(biāo)題為"自適應(yīng)反饋/前饋比例微分積分控制器"(AdaptiveFeedback/FeedforwardPIDController)、在2003年6月10日發(fā)表的美國6,577,908號(hào)專利(U.S.PatentNo.6，577,卯8)中詳細(xì)地描述，所述專利的全部揭示在此通過引用明確地被并入本專利。因此，正在被建造的現(xiàn)代控制系統(tǒng)具有自動(dòng)獲悉它們控制的過程的狀態(tài)的能力，以便提供自適應(yīng)調(diào)諧及控制器形成。這個(gè)獲悉過程狀態(tài)的能力使得控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)操作情況及過程設(shè)備的變化作出作出反應(yīng)。所述獲悉過程一般從采集來自過程環(huán)路及系統(tǒng)中的設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)開始，這些原始數(shù)據(jù)接著通過一集合的分析算法進(jìn)行分析，以產(chǎn)生智能診斷、高保真過程模型及改善調(diào)諧，從而優(yōu)化過程的全面控制。結(jié)果可以以建議的形式提供予操作員，可以存儲(chǔ)在詳細(xì)評(píng)估中，也可以用于以上所述的執(zhí)行閉合環(huán)路的自適應(yīng)。然而，傳統(tǒng)上，為這些控制活動(dòng)而執(zhí)行的數(shù)據(jù)分析及模型產(chǎn)生，一直都是以分層方式來執(zhí)行，其中第三方工具檢索來自控制網(wǎng)絡(luò)(直接地或通過廣為人知的OPC協(xié)議)的過程數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)饋入在與控制系統(tǒng)有關(guān)的工作站或第三方硬件上運(yùn)行的、適當(dāng)?shù)姆治鏊惴?比如過程模型產(chǎn)生及調(diào)諧參數(shù)產(chǎn)生算法)。一種用于傳統(tǒng)過程控制系統(tǒng)(比如用于標(biāo)準(zhǔn)分布式控制系統(tǒng)(DCS))的類似方式，在于將采集自控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳送到一個(gè)或多個(gè)歷史數(shù)據(jù)庫或傳送到其他工作站應(yīng)用程序，以供稍后分析。然而，這個(gè)分層方式的問題在于，其響應(yīng)度并不是很好，這是由于所述過程環(huán)境中的不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)采集及傳送可能耗費(fèi)可觀時(shí)間。此外，這個(gè)方式只允許每次評(píng)估一個(gè)過程環(huán)路，而且一般要求可觀的操作員干預(yù)。同樣地，由于控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)分析應(yīng)用程序之間的外部通信的需要，第三方分析應(yīng)用程序的可靠性及可用性可能受損。由于這個(gè)缺點(diǎn)，在這些控制環(huán)路實(shí)施計(jì)算代價(jià)昂貴的控制技術(shù)(比如需要聯(lián)機(jī)產(chǎn)生過程模型的自適應(yīng)控制技術(shù)及MPC技術(shù))時(shí)，很難為在一個(gè)單一控制設(shè)備中運(yùn)行的多個(gè)控制環(huán)路提供及時(shí)的支持。
發(fā)明內(nèi)容一種過程控制系統(tǒng)集成在相同的控制設(shè)備中用于執(zhí)行某些計(jì)算代價(jià)昂貴過程控制功能(比如自適應(yīng)模型產(chǎn)生及調(diào)諧參數(shù)產(chǎn)生)的過程控制數(shù)據(jù)的采集及分析，在所述相同的控制設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)過程控制例程被實(shí)施，從而為所述過程控制例程提供更快捷及更有效率的支持。明確地說，這個(gè)系統(tǒng)通過集成一個(gè)分析服務(wù)器來取代使用多個(gè)處理設(shè)備的分層方式，所述分析服務(wù)器執(zhí)行計(jì)算代價(jià)昂貴分析，這些分析由一個(gè)或多個(gè)控制例程直接用于其中定位所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的實(shí)時(shí)控制設(shè)備。這個(gè)集成在不影響控制操作的完整性的情況下，為由特定設(shè)備控制的多個(gè)過程環(huán)路提供以非?？旖莸姆绞椒治龃罅繑?shù)據(jù)的能力。在一個(gè)實(shí)施例中，所述集成分析服務(wù)器是連同過程控制例程、在實(shí)時(shí)控制設(shè)備上運(yùn)行的一個(gè)服務(wù)。所述服務(wù)直接地接收來自一個(gè)或多個(gè)控制功能塊的原始實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)所述數(shù)據(jù)運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)分析算法(比如模型產(chǎn)生算法及調(diào)諧參數(shù)產(chǎn)生算法)，并將結(jié)果傳送回所述過程控制例程，以便用于它們的控制活動(dòng)。此外，如果需要，所述分析服務(wù)器可以將所述分析結(jié)果提供給一個(gè)或多個(gè)工作站應(yīng)用程序，比如數(shù)據(jù)庫及用戶界面應(yīng)用程序。為了有效地管理其中實(shí)施過程控制例程及分析服務(wù)器的控制設(shè)備的中央處理單元(CPU)及存儲(chǔ)資源，所述分析服務(wù)器向所述實(shí)時(shí)控制例程提供一個(gè)界面，以允許所述控制例程發(fā)出一個(gè)呼叫，要求對(duì)一個(gè)過程數(shù)據(jù)集合執(zhí)行一個(gè)算法。這些要求可以被區(qū)分優(yōu)先次序及排列，使得所述分析服務(wù)器接著能夠與所述控制設(shè)備中的控制例程的操作異步地使用所采集的數(shù)據(jù)來執(zhí)行所要求的算法。此外，所述分析服務(wù)器的操作可以與所述聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)的操作分離，從而釋放所述聯(lián)機(jī)控制，以便在當(dāng)前數(shù)據(jù)正在被所述分析服務(wù)器分析的同時(shí)，為另一學(xué)習(xí)迭代采集數(shù)據(jù)。一旦所述分析服務(wù)器已經(jīng)完成所要求的操作，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或結(jié)果被返回到所述聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)(即返回到所述控制例程)。雖然本討論的中心在于執(zhí)行PID控制環(huán)路或MPC例程的過程模型的識(shí)別的分析服務(wù)器，但應(yīng)該理解，在此揭示的分析服務(wù)器技術(shù)可以應(yīng)用于其他控制策略及塊，包括單輸入單輸出(SISO)/多輸入多輸出(MIMO)塊、PID塊、FLC塊、MPC塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NN)控制塊等等；以及應(yīng)用于任何實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)分析，比如模型產(chǎn)生/更新、聯(lián)機(jī)控制器產(chǎn)生/更新、控制器調(diào)諧、快速傅里葉變換(FFT)分析及相關(guān)分析、優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)、環(huán)路/設(shè)備性能指標(biāo)產(chǎn)生等等。為了更完整地理解本公開，應(yīng)參看以下的詳細(xì)描述及附圖，其中相同參考數(shù)字識(shí)別附圖中的相同元件，及其中圖l為一原理圖，其顯示一個(gè)過程控制系統(tǒng)，該過程控制系統(tǒng)包括集成于相同的控制器設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)控制例程，所述控制例程作為一個(gè)分析服務(wù)器，為所述一個(gè)或多個(gè)控制例程執(zhí)行計(jì)算代價(jià)昂貴功能；圖2為一原理圖，其顯示圖1的控制器，該控制器包括一個(gè)分析服務(wù)器，所述服務(wù)器與執(zhí)行聯(lián)機(jī)控制或?qū)崟r(shí)控制的多個(gè)控制功能塊進(jìn)行通信；圖3為一原理圖，其顯示圖1的控制器與一個(gè)工作站進(jìn)行通信，及其中所述分析服務(wù)器被用來為一個(gè)自適應(yīng)PID控制例程產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)過程模型；圖4為一原理圖，其顯示另一個(gè)控制器，該控制器帶有多個(gè)控制例程，這些控制例程通信連接到部署于該控制器中的一個(gè)分析服務(wù)器；圖5為一原理圖，其顯示一個(gè)控制器，該控制器帶有一個(gè)部署于其中的分析服務(wù)器，所述分析服務(wù)器與形式為工作站的一個(gè)外部設(shè)備進(jìn)行通信；圖6為一原理圖，其顯示圖4的控制器中的一個(gè)自適應(yīng)控制功能塊，該自適應(yīng)控制功能塊與一個(gè)集成分析服務(wù)器，其中所述自適應(yīng)控制功能塊根據(jù)所存儲(chǔ)的模型及由所述分析服務(wù)器開發(fā)的操作狀態(tài)信息來調(diào)整調(diào)諧；圖7為一原理圖，其顯示圖4的控制器的一個(gè)自適應(yīng)MPC功能塊及一個(gè)分析服務(wù)器，其中所述MPC功能塊使用所述分析服務(wù)器來實(shí)施隨選檢測(cè)，以用于模型識(shí)別；圖8為一原理圖，其顯示圖4的控制器，該控制器根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，其中所識(shí)別的模型存儲(chǔ)在一個(gè)與歷史事件信息有關(guān)的外部數(shù)據(jù)庫中；以及圖9為一原理圖，其顯示一個(gè)工作站與一個(gè)控制器進(jìn)行通信，所述工作站包括在其上運(yùn)行的多個(gè)支持應(yīng)用程序，以便與所述控制器通信。雖然本專利所公開的系統(tǒng)及方法易于以多種形式實(shí)施，但是這些系統(tǒng)及方法是以本發(fā)明附圖中的特定實(shí)施例圖解，應(yīng)該了解的是，本說明書旨在例證原理，而并非意在將本發(fā)明的范圍限制于在此描述及圖解的特定實(shí)施例。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參看圖1,一個(gè)過程控制系統(tǒng)10包括一個(gè)過程控制器11,該過程控制器ll連接到一個(gè)歷史數(shù)據(jù)庫12，并連接到一個(gè)或多個(gè)主工作站或主計(jì)算機(jī)13(其可以是任何類別的個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站等等)，每個(gè)主工作站或主計(jì)算機(jī)13帶有一個(gè)顯示設(shè)備14?？刂破?1可以是一個(gè)冗余控制器，其帶有一個(gè)主控制器IIA及一個(gè)備用控制器11B,并通過輸入/輸出(I/O)卡26及28連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備15-22。歷史數(shù)據(jù)庫12可以是任何期望類別的數(shù)據(jù)采集單元，其具有任何期望類別的存儲(chǔ)器及任何期望或公知的用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的軟件、硬件或固件。歷史數(shù)據(jù)庫12可以與其中一個(gè)工作站13分開(如圖1所示)或可以成為其一部分?？刂破?1(舉例而言，可以是由艾默生過程控制有限公司(EmersonProcessManagement)出售的DeltaVTM控制器)通信連接到主計(jì)算機(jī)13，并通過一個(gè)以太網(wǎng)連接29或任何其他期望的通信網(wǎng)絡(luò)，通信連接到歷史數(shù)據(jù)庫12。控制器11還使用任何期望的硬件及軟件(例如結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA設(shè)備及/或任何智能通信協(xié)議，比如FOUNDATIONFieldbus協(xié)議、HART協(xié)議等等-的硬件及軟件)，通信連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備15-22?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備15-22可以是任何類別的設(shè)備，比如傳感器、閥、變送器、定位器等等，而輸入/輸出卡26及28可以是符合任何期望通信協(xié)議或控制器協(xié)議的輸入/輸出設(shè)備。在圖1所示的實(shí)施例中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備15-18是標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA設(shè)備，它們沿著模擬線路通信連接到輸入/輸出卡26,而現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備19-22是智能設(shè)備，比如Fieldbus現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，它們使用Fieldbus協(xié)議通信沿著數(shù)字總線通信連接到輸入/輸出卡28。當(dāng)然，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備15-22可以遵循任何其他期望的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議，包括將來開發(fā)的任何標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議?？刂破鱅IA及11B中的每個(gè)控制器(如明確圖解的主控制器11A)包括一個(gè)或多個(gè)處理器23，處理器23實(shí)施或監(jiān)視存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器24的一個(gè)或多個(gè)過程控制例程，并與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備15-22、主計(jì)算機(jī)13及歷史數(shù)據(jù)庫12進(jìn)行通信，以便以任何期望方式來控制過程。此外，控制器11A存儲(chǔ)并實(shí)施一個(gè)分析服務(wù)器25，該分析服務(wù)器25與由控制器IIA實(shí)施的控制例程協(xié)同，采用以下詳細(xì)描述的方式工作，以便為這些控制例程提供支持，包括執(zhí)行計(jì)算代價(jià)昂貴算法及功能，比如開發(fā)過程模型及調(diào)諧需在所述控制例程中使用的參數(shù)。如果需要，控制器IIA及11B中的每個(gè)控制器可以包括一個(gè)單處理器23，該單處理器23執(zhí)行所述控制例程及分析服務(wù)器25;或控制器IIA及11B中的每個(gè)控制器可以包括多個(gè)處理器23，其中所述控制例程一般在其中一個(gè)第一處理器23上執(zhí)行，而所述分析服務(wù)器則在其中一個(gè)第二處理器上執(zhí)行。應(yīng)該注意的是，在此描述的任何控制例程或模塊的部分可以由不同的控制器或其他設(shè)備實(shí)施或執(zhí)行(如果需要的話)。同樣地，在此描述的需在過程控制系統(tǒng)10中實(shí)施的控制例程或模塊可以采用任何形式，包括軟件、固件、硬件等等。出于本揭示的意圖，過程控制模塊可以是過程控制系統(tǒng)的任何部分或局部，例如包括在任何計(jì)算機(jī)可讀媒介上的例程、塊或任何元件?？刂评炭梢允且粋€(gè)控制程序的多個(gè)模塊或任何部分，比如一個(gè)子例程、一個(gè)子例程的多個(gè)部分(比如多條代碼線)等等，所述控制例程可以以任何期望軟件格式實(shí)施，比如使用對(duì)象導(dǎo)向編程、梯形邏輯、順序功能圖、功能塊圖，或使用任何其他軟件編程語言或設(shè)計(jì)范式。同樣地，所述控制例程可以被固化成一個(gè)或多個(gè)可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROMs)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROMs)、專用集成電路(ASICs)、或任何其他硬件或固件元件。此外，所述控制例程可以使用任何設(shè)計(jì)工具來設(shè)計(jì)，包括圖形設(shè)計(jì)工具或任何其他類別的軟件/硬件/固件編程或設(shè)計(jì)工具。因此，控制器ll可以配置成以任何期望方式來實(shí)施控制策略或控制例程。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器11A可以使用通常稱為功能塊的元件來實(shí)施控制策略，其中每個(gè)功能塊是一個(gè)完整控制例程的一個(gè)對(duì)象或其他部分(例如子例程)，而且每個(gè)功能塊(通過被稱為"鏈接'，的通信)與其他功能塊一起工作，以便實(shí)施過程控制系統(tǒng)10中的過程控制環(huán)路。功能塊典型地執(zhí)行以下功能的其中之一，以便執(zhí)行在過程控制系統(tǒng)10中操縱過程參數(shù)的一些物理功能，即輸入功能，比如與變送器、傳感器或其他過程參數(shù)測(cè)量設(shè)備相關(guān)的輸入功能；控制功能，比如與執(zhí)行PID、模糊邏輯、MPC等控制有關(guān)的控制功能；或輸出功能(其負(fù)責(zé)控制一些設(shè)備(比如閥)的操作)。當(dāng)然，存在混合的及其他類別的功能塊。在這些功能塊用于或與標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA設(shè)備及某些類別的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(比如HART及Fieldbus設(shè)備)相關(guān)時(shí)，這些功能塊可以典型地存儲(chǔ)于控制器11A中并由其執(zhí)行，而在這些功能塊用戶或與Fieldbus設(shè)備相關(guān)時(shí)，這些功能塊可以存儲(chǔ)于所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本身，并由所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本身執(zhí)行。雖然在此使用功能塊控制策略來描述所述控制系統(tǒng)，但本專利所公開的技術(shù)及系統(tǒng)也可以使用其他協(xié)議(比如梯形邏輯、順序功能圖等等)來實(shí)施或設(shè)計(jì)，或使用任何其他期望的編程語言或范式來實(shí)施或設(shè)計(jì)。如圖1的分解塊30所示，控制器IIA可以包括多個(gè)單環(huán)路、單輸入單輸出(SISO)控制例程，如圖解的例程32及34,而且，如果需要，控制器11A可以實(shí)施一個(gè)或多個(gè)高級(jí)控制環(huán)路，如圖解的多輸入多輸出(MIMO)控制環(huán)路36。每個(gè)這樣的控制環(huán)路典型地稱為控制模塊。所述單環(huán)路控制模塊32及34被圖解為分別使用單輸入/單輸出模糊路基控制(FLC)塊及單輸入/單輸出PID控制塊來執(zhí)行單環(huán)路控制，所述模糊路基控制(FLC)塊及單輸入/單輸出PID控制塊連接到適當(dāng)?shù)哪M輸入(AI)功能塊及模擬輸出(AO)功能塊，所述模擬輸入(AI)功能塊及模擬輸出(AO)功能塊可以與過程控制設(shè)備(比如閥)有關(guān)、與測(cè)量設(shè)備(比如溫度變送器及壓力變送器)有關(guān)、或與過程控制系統(tǒng)10中的任何其他設(shè)備有關(guān)。高級(jí)控制環(huán)路36被圖解為包括一個(gè)高級(jí)控制塊38，該高級(jí)控制塊38具有通信連接到多個(gè)模擬輸入(AI)功能塊的多個(gè)輸入，并具有通信連接到多個(gè)模擬輸出(AO)功能塊的多個(gè)輸出，雖然高級(jí)控制塊38的輸入及輸出可以連接到任何其他期望的功能塊或控制元件，以接收其他類別的輸入并提供其他類別的控制輸出。高級(jí)控制塊38可以是任何類別的模型預(yù)測(cè)控制(MPC)塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模塊或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制塊、多變量模糊邏輯控制塊、實(shí)時(shí)優(yōu)化器塊等等。應(yīng)該了解的是，圖1所示的功能塊，包括高級(jí)控制塊38,可以由控制器11A執(zhí)行，此外，在主控制器設(shè)備11A發(fā)生故障時(shí)，這些例程的拷貝可以位于冗余控制器設(shè)備11B中，并由冗余控制器設(shè)備IIB執(zhí)行。現(xiàn)在參看圖2,控制器IIA可以具有任何數(shù)目的控制模塊32、34及36，它們定義并實(shí)施相應(yīng)的過程控制例程，以執(zhí)行過程的聯(lián)機(jī)控制或?qū)崟r(shí)控制。這些控制例程的實(shí)施典型地稱為聯(lián)機(jī)過程控制子系統(tǒng)。因此，控制模塊32、34及36可以根據(jù)聯(lián)機(jī)操作環(huán)境來實(shí)施，而且通常與過程的標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)定控制有關(guān)。如以上所述，控制模塊32、34、36中的每個(gè)控制模塊可以具有任何數(shù)目的功能塊，包括與其有關(guān)的控制功能塊。存儲(chǔ)在控制器設(shè)備11A的控制模塊在圖2中被顯示為包括多個(gè)不同的自適應(yīng)模糊邏輯控制(FLC)模塊32、多個(gè)不同的自適應(yīng)PID控制模塊34及多個(gè)不同的MPC控制模塊36。在這個(gè)情況下，每個(gè)控制模塊32、34、36被顯示為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)控制模塊，比如一個(gè)FLC控制模塊、一個(gè)PID控制模塊或一個(gè)MPC控制模塊，每個(gè)控制模塊分別具有一個(gè)自適應(yīng)插件模塊32A、34A或36A,其中每個(gè)自適應(yīng)插件模塊32A、34A或36A操作來執(zhí)行其相關(guān)控制模塊的自適應(yīng)活動(dòng)及/或在所述相關(guān)控制模塊與分析服務(wù)器25之間提供一個(gè)界面，以便實(shí)施所述功能塊(比如FLC功能塊32、PID功能塊34及MPC功能塊36)與分析服務(wù)器25之間的通信。一般而言，插件模塊32A、34A使用分析服務(wù)器25來將標(biāo)準(zhǔn)FLC及PID控制模塊32及34轉(zhuǎn)換為自適應(yīng)FLC及自適應(yīng)PID控制模塊，以執(zhí)行某些與這些自適應(yīng)控制活動(dòng)有關(guān)的計(jì)算代價(jià)昂貴算法。同樣地，插件模塊36A使得MPC控制例程36能夠與分析服務(wù)器25進(jìn)行通信，以執(zhí)行與所述MPC例程有關(guān)的模型產(chǎn)生及控制器產(chǎn)生。如果控制模塊32、34及36在分析服務(wù)器25所在的相同的處理器上執(zhí)行，則控制模塊32、34及36和分析服務(wù)器25可以使用一個(gè)通用處理器緩沖器，彼此相互通信。然而，如果控制模塊32、34及36在控制器11A中與分析服務(wù)器25所在的不同的處理器上執(zhí)行，則任何已知或期望的處理器間通信可以被用來實(shí)施控制模塊32、34及36與分析服務(wù)器25之間的通信。無論如何，如圖2明確圖解的那樣，分析服務(wù)器25集成于過程控制器設(shè)備11A中，以使得能夠與在過程控制器設(shè)備11A中實(shí)施的每個(gè)控制例程32、34及36直接通信。因此，分析服務(wù)器25能夠直接地接收由控制塊32、34及36釆集的實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，即不需要在外部通信網(wǎng)絡(luò)上傳送所述數(shù)據(jù)。在接收到所述原始過程數(shù)據(jù)及/或在接收到為控制例程32、34及36的其中之一實(shí)施一個(gè)支持功能的要求時(shí)，分析服務(wù)器25隨即使用所采集的過程數(shù)據(jù)來執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)分析算法40,然后將所執(zhí)行的分析的結(jié)果提供給控制塊32、34及36,以及提供給其他過程組件，比如位于控制器設(shè)備IIA外部的工作站應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫及用戶界面應(yīng)用程序。如圖2所示，分析服務(wù)器25可以包括任何數(shù)目的算法或例程40，這些算法或例程40可以用于支持控制例程32、34及36的操作。僅作為一個(gè)范例，這些算法40可以涉及模擬所述過程10的操作的過程模型，為控制例程產(chǎn)生(例如根據(jù)過程模型)一個(gè)或多個(gè)調(diào)諧參數(shù)，提供其他自適應(yīng)功能，實(shí)施非線性算法、參數(shù)算法及非參數(shù)算法，執(zhí)行MPC控制器產(chǎn)生功能、執(zhí)行控制器優(yōu)化功能、執(zhí)行FFT(快速傅里葉變換)分析及/或相關(guān)分析等等。此外，由集成分析服務(wù)器25實(shí)施的算法40可以用于支持任何類別的過程控制技術(shù)及模塊，包括單輸入單輸出(SISO)及多輸入多輸出(MIMO)過程控制模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，分析服務(wù)器25包括一個(gè)界面42，該界面42用于在控制器11A中將信息傳送到多個(gè)控制塊32、34及36,并接收來自控制塊32、34及36的呼叫及過程數(shù)據(jù)，以及將分析結(jié)果發(fā)送回控制塊32、34及36。此外，分析服務(wù)器25包括一個(gè)外部界面44，該外部界面44可以用于與外部設(shè)備(比如用戶界面、歷史數(shù)據(jù)庫等等)進(jìn)行通信。分析服務(wù)器25特別適合執(zhí)行計(jì)算代價(jià)昂貴算法，這些計(jì)算代價(jià)昂貴算法支持控制模塊32、34及36的操作或是控制模塊32、34及36的操作需要的，但可能不需要在控制模塊32、34及36的每個(gè)執(zhí)行期間運(yùn)行。因此，例如，美國6,577,908號(hào)專利(U.S.PatentNo.6,577,908)及美國7,113,834號(hào)專利(U.S.PatentNo.7，113,834)中描述的自適應(yīng)、基于模型的控制技術(shù)需要過程模型再生，以執(zhí)行自適應(yīng)調(diào)諧。雖然這個(gè)自適應(yīng)需要執(zhí)行用于開發(fā)過程的不同區(qū)域或狀態(tài)的多種過程模型的計(jì)算代價(jià)昂貴的過程模型再生技術(shù)，但新的過程模型典型地不需要在所述PID控制例程的每個(gè)執(zhí)行周期重新計(jì)算。因此，美國6,577,908號(hào)專利(U.S.PatentNo.6,577,908)及美國7,113,834號(hào)專利(U.S.PatentNo.7,113,834)中描述的過程模型及調(diào)諧參數(shù)產(chǎn)生技術(shù)，只是在控制模塊認(rèn)可對(duì)新過程模型的需求時(shí)，可以由分析服務(wù)器25實(shí)施。如以上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，分析服務(wù)器25可以操作來執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)模型產(chǎn)生例程，所述模型產(chǎn)生例程產(chǎn)生過程模型，以供多個(gè)自適應(yīng)控制例程32及34用于執(zhí)行自適應(yīng)控制，或供所述多個(gè)MPC控制例程36用于實(shí)施MPC模型或控制器再生。同樣地，分析服務(wù)器25可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)所產(chǎn)生的過程模型來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)調(diào)諧參數(shù)，并可以發(fā)送這些調(diào)諧參數(shù)到控制塊32、34及36。當(dāng)然，如以上所述，分析服務(wù)器25可以為控制塊32、34及3存儲(chǔ)及實(shí)施其他分析算法(除了可以存儲(chǔ)及實(shí)施模型及調(diào)諧參數(shù)產(chǎn)生算法之外)，而且，除了支持圖2所示的FLC、PID及MPC控制塊之外，分析服務(wù)器25還可以支持不同類別的控制塊的模型產(chǎn)生需要。更獨(dú)特地，分析服務(wù)器25通過對(duì)多個(gè)控制塊32、34及36實(shí)施一個(gè)客戶/服務(wù)器通信關(guān)系來進(jìn)行操作，因此分析服務(wù)器25可以在控制塊32、34及36需要實(shí)施存儲(chǔ)在分析服務(wù)器25中的算法40的任何時(shí)候，由任何或所有的單獨(dú)控制塊32、34及36調(diào)用。因此，在分析服務(wù)器25存儲(chǔ)及實(shí)施過程模型產(chǎn)生或調(diào)諧參數(shù)產(chǎn)生算法時(shí)，任何或所有控制塊32、34及36可以向分析服務(wù)器25發(fā)出命令，使分析服務(wù)器25實(shí)施適當(dāng)?shù)哪Ｐ彤a(chǎn)生或調(diào)協(xié)參數(shù)確定算法40，以計(jì)算新的過程模型，供所述控制塊使用(或?yàn)樗隹刂茐K計(jì)算新的調(diào)諧參數(shù))。由于分析服務(wù)器25部署在過程控制塊32、34及36所在的相同的物理控制設(shè)備中，所以不需要進(jìn)行外部通信來使分析服務(wù)器25接收為產(chǎn)生所述過程模型而需要的原始過程數(shù)據(jù)；與在不同設(shè)備(比如在圖1的用戶界面13)中執(zhí)行的算法相比，這樣的部署增加了數(shù)據(jù)數(shù)量及增加向分析服務(wù)器25提供過程數(shù)據(jù)的速度。無論如何，分析服務(wù)器25可以根據(jù)由多個(gè)控制塊32、34及36向其提供的命令來操作，以執(zhí)行其被要求的分析過程，然后將分析數(shù)據(jù)(比如新的過程模型)回饋到單獨(dú)的控制塊32、34及36,從而為這些控制塊提供執(zhí)行(例如)自適應(yīng)控制或MPC控制器再生所需要的計(jì)算服務(wù)。優(yōu)選為分析服務(wù)器25與控制塊32、34及36異步地執(zhí)行(因此與所述聯(lián)機(jī)或?qū)崟r(shí)控制系統(tǒng)異步)，所以分析服務(wù)器25的操作不以任何方式影響控制塊32、34及36的操作-特別是當(dāng)分析服務(wù)器25在控制塊32、34及36所在的相同的處理器中執(zhí)行時(shí)。更獨(dú)特的是，分析服務(wù)器25可以在控制器設(shè)備11A中操作，以確保其執(zhí)行不影響或占用實(shí)施多個(gè)控制塊32、34及36所需要的處理時(shí)間。相反地，分析服務(wù)器25使用控制器設(shè)備11A中的所述控制器的、通常控制例程32、34及36不使用的處理時(shí)間或處理功率。換句話說，控制器設(shè)備11A中的所述控制器使控制例程32、34及36的操作及執(zhí)行的次序優(yōu)先于分析服務(wù)器25的操作(不論這些組件是在相同的處理器或不同的處理器上執(zhí)行)，以確保所述控制例程根據(jù)預(yù)定時(shí)序?qū)嵤┘按_保設(shè)備IIA接著不時(shí)執(zhí)行分析服務(wù)器25或使用不需要的處理功率來完全地實(shí)施控制例程32、34及36。由于分析服務(wù)器25在控制器設(shè)備HA中按比控制例程32、34及36較低的整體優(yōu)先順序操作，分析服務(wù)器25可以對(duì)來自控制例程32、34及36的命令區(qū)分優(yōu)先順序，而且可以根據(jù)所確定的優(yōu)先順序來實(shí)施或執(zhí)行所述命令。一個(gè)命令的優(yōu)先權(quán)可以根據(jù)所述命令中的信息(比如從發(fā)出命令的控制例程發(fā)送的優(yōu)先權(quán)指示)確定，根據(jù)不同類別的命令的相對(duì)重要性確定，沖艮據(jù)發(fā)出所述命令的不同類別的控制塊的相對(duì)重要性確定，根據(jù)發(fā)出命令的相同類別的不同控制塊的相對(duì)重要性確定，或根據(jù)任何其他預(yù)設(shè)優(yōu)先權(quán)因素確定。因此，在接收到來自每個(gè)這樣的控制塊的命令時(shí)，分析服務(wù)器25可以操作，以便在為優(yōu)先權(quán)較低的控制塊提供服務(wù)之前，為優(yōu)先權(quán)較高的控制塊提供服務(wù)。同樣地，所述控制塊本身可以根據(jù)由所述控制塊確定的信息，在所述命令本身中提供所述命令的優(yōu)先權(quán)的指示。無論如何，分析服務(wù)器25根據(jù)由控制器11A中的單獨(dú)或不同控制例程32、34及36向其提供的命令及數(shù)據(jù)，執(zhí)行存儲(chǔ)在其中的多個(gè)算法40，并將所述多個(gè)算法40的結(jié)果提回饋給控制例程32、34及36。照這樣，為所述多種不同命令而執(zhí)行的所述多種算法40，是由分析服務(wù)器25以與所述聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)的其余部分分離的方式執(zhí)行，這使得所述聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)(例如所述單獨(dú)控制例程)能夠在分析服務(wù)器25正在處理與當(dāng)前認(rèn)識(shí)迭代有關(guān)的數(shù)據(jù)的同時(shí)，為將來的認(rèn)識(shí)迭代采集數(shù)據(jù)。同樣地，分析服務(wù)器25的所述分離操作使得分析服務(wù)器25能夠同時(shí)處理來自不同控制塊的命令。一旦分析服務(wù)器25已經(jīng)完成被要求的操作，所產(chǎn)生的控制數(shù)據(jù)(例如過程模型)通過界面42及適當(dāng)?shù)牟寮K32A、34A或36A,回饋到所述聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)(例如提出要求的控制塊32、34或36)。當(dāng)然，分析服務(wù)器25也可以配置或構(gòu)建成通過界面44將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供給外部設(shè)備(比如外部服務(wù)器)、提供給在不同設(shè)備中執(zhí)行的另一個(gè)應(yīng)用程序(比如診斷應(yīng)用程序、用戶界面應(yīng)用程序等等)、提供給位于另一個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)庫等等。圖3圖解一個(gè)控制器50,該控制器50存儲(chǔ)一個(gè)特定范例分析服務(wù)器58，該分析服務(wù)器58與一個(gè)自適應(yīng)PID控制例程56—起使用，分析服務(wù)器58向自適應(yīng)PID控制例程56提供模型識(shí)別及產(chǎn)生服務(wù)。特別是，如圖3所示，自適應(yīng)PID控制模塊56包括一個(gè)PID控制例程52，PID控制例程52與一個(gè)自適應(yīng)調(diào)諧器插件模塊54連接。亦如圖3所示，分析服務(wù)器58包括一個(gè)模型產(chǎn)生算法，該模型產(chǎn)生算法為自適應(yīng)PID控制模塊56提供計(jì)算支持。分析服務(wù)器58還通信連接到一個(gè)外部服務(wù)器60,該外部服務(wù)器60可以位于一個(gè)工作站或其他設(shè)備62。如果需要，設(shè)備62可以是圖l的歷史數(shù)據(jù)庫12、圖1的其中一個(gè)用戶界面設(shè)備13、或其他設(shè)備。分析服務(wù)器58在圖3中圖解為一個(gè)模型識(shí)別服務(wù)器，其包括一個(gè)輸入隊(duì)列70、一個(gè)模型產(chǎn)生器算法72、一個(gè)調(diào)度器塊74、以及多個(gè)模型存儲(chǔ)塊76及78，模型存儲(chǔ)塊76及78可以用于存儲(chǔ)為控制器50中的多種不同控制塊創(chuàng)建的過程模型。在操作期間，自適應(yīng)PID控制模塊56可以使用需要定期模型產(chǎn)生的自適應(yīng)過程(比如美國6,577,908號(hào)專利(U.S.PatentNo.6,577,908)及美國7,113,834號(hào)專利(U.S.PatentNo.7,113,834)中更詳細(xì)地描述的技術(shù))，為PID控制模塊56執(zhí)行自適應(yīng)。當(dāng)實(shí)施這個(gè)技術(shù)時(shí)，自適應(yīng)PID控制模塊56采集有關(guān)所述過程的操作的過程數(shù)據(jù)。在PID控制模塊56-特別是插件塊54-識(shí)別所述過程已經(jīng)進(jìn)入不同狀態(tài)，因而必需或需要使用新過程模型(或識(shí)別某其他觸發(fā)事件需要新過程模型的產(chǎn)生)之時(shí)，自適應(yīng)插件塊54可以發(fā)送一個(gè)命令到分析服務(wù)器58，以使用所采集的過程數(shù)據(jù)來開始模型產(chǎn)生技術(shù)。這個(gè)命令可以由控制塊56使用一個(gè)觸發(fā)事件命令79向輸入隊(duì)列70提供，作為命令的部分，自適應(yīng)插件54可以提供優(yōu)先權(quán)指示以及適當(dāng)數(shù)量的已采集過程數(shù)據(jù)到分析服務(wù)器58,供分析服務(wù)器58用來產(chǎn)生新過程模型。要求更新的模型的所述命令，以及產(chǎn)生所述新模型所需要的過程數(shù)據(jù)，可以被提供給輸入隊(duì)列70及/或一個(gè)模型緩沖器池80(分析服務(wù)器58的部分)。當(dāng)然，自適應(yīng)PID控制模塊56(以及控制器50中的其他控制模塊)可以在任何時(shí)候發(fā)送一個(gè)命令到分析服務(wù)器58。此外，由于分析服務(wù)器58與控制模塊56異步地操作，分析服務(wù)器58可以同時(shí)按來自相同的控制模塊或來自不同的控制模塊的多個(gè)命令進(jìn)行操作。無論如何，分析服務(wù)器58中的調(diào)度器塊74分析緩沖器池80及/或所述事件隊(duì)列中的要求或命令，并根據(jù)與所述不同命令有關(guān)的優(yōu)先權(quán)信息，放置或指令這些要求在輸入隊(duì)列70上。當(dāng)然，命令或要求的優(yōu)先權(quán)可以根據(jù)控制塊的實(shí)際特性或提出要求的控制塊的類別來確定(這是由于某些類別的控制塊或某些特定的控制塊基于其對(duì)過程的操作的重要性的優(yōu)先權(quán)可能高于其他控制塊)，可以根據(jù)由用戶在某時(shí)間提供的優(yōu)先權(quán)信息來確定，及/或可以根據(jù)由提出所述單獨(dú)的要求的多個(gè)控制塊的優(yōu)先權(quán)來確定。因此，如以上所述，控制塊可以根據(jù)控制模塊可得的信息，區(qū)分命令或要求的優(yōu)先權(quán)次序。在一個(gè)范例中，PID控制模塊56可以識(shí)別，其在過程的狀態(tài)發(fā)生重大變化時(shí)需要更快捷地被更新，而且在這種情況下，PID控制模塊56可以產(chǎn)的模型更新命令。模型產(chǎn)生器72根據(jù)所述命令在輸入隊(duì)列70中的次序來處理所述命令，并操作來實(shí)施一個(gè)或多個(gè)模型產(chǎn)生算法，以根據(jù)命令來產(chǎn)生模型及/或其他調(diào)諧參數(shù)。所產(chǎn)生的模型(及相關(guān)的調(diào)諧參數(shù)-如果需要)接著被提供給調(diào)度器塊74,而調(diào)度器塊74則將新產(chǎn)生的模型提供給模型存儲(chǔ)塊76及78。一旦一個(gè)模型已經(jīng)放置在存儲(chǔ)塊76，這個(gè)模型(或與這個(gè)模型有關(guān)的調(diào)諧參數(shù))可以接著被提供給控制模塊56，特別是被提供給自適應(yīng)插件模塊54，而自適應(yīng)插件模塊54接著使用這個(gè)已更新的模型來為PID控制塊52執(zhí)行自適應(yīng)控制。所提新模型要求及有關(guān)新產(chǎn)生的模型的數(shù)據(jù)，可以使用標(biāo)識(shí)符-比如句柄標(biāo)識(shí)符及參數(shù)標(biāo)識(shí)符、在控制塊56及分析服務(wù)器58之間的通信中追蹤，一如圖3所示。當(dāng)然，如果需要，控制模塊56可以向分析服務(wù)器58發(fā)出進(jìn)一步的命令，以便實(shí)施使用所述新創(chuàng)建的過程模型來執(zhí)行自適應(yīng)控制所需要的進(jìn)一步的程序。如果需要，模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊76及78可以用于存儲(chǔ)及追蹤為特定控制例程或?yàn)樗鲞^程的特定部分產(chǎn)生的模型。在一個(gè)范例中，模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊76用于為控制模塊56(以及控制器50中的其他控制模塊)存儲(chǔ)模型及參數(shù)，而模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊78則可以用于向服務(wù)器60、向用戶工作站或向另一外部應(yīng)用程序提供所產(chǎn)生的模型。特別是，一旦創(chuàng)建或產(chǎn)生，模型可以首先存儲(chǔ)在模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊76,而且模型可以從模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊76被提供到控制例程56,導(dǎo)致這個(gè)模型的創(chuàng)建。所述數(shù)據(jù)庫76可以附加地存儲(chǔ)過去產(chǎn)生的用于控制例程56的模型。在接收到模型后，控制例程56(或能夠存取所述模型的用戶)可以清除所述模型為不準(zhǔn)確。在這種情況下，控制模塊56可以發(fā)送信息到分析服務(wù)器25,以促成所述模型從模型數(shù)據(jù)庫76刪除或清除。另一方面，模型數(shù)據(jù)庫78可以用于反映存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊76的模型，以便提供所創(chuàng)建的模型的拷貝到在其他設(shè)備中執(zhí)行的應(yīng)用程序或歷史數(shù)據(jù)庫。在這種情況下，模型存儲(chǔ)模塊78可以反映數(shù)據(jù)庫76中的模型組合，但也可以追蹤哪些模型已經(jīng)被發(fā)送到外部設(shè)備(比如可以以更持久的方式存儲(chǔ)所述模型的外部歷史數(shù)據(jù)庫)，以供永久存儲(chǔ)。如果需要，模型計(jì)數(shù)器82可以用于追蹤已經(jīng)被創(chuàng)建及被復(fù)制到模型存儲(chǔ)塊78但尚未被發(fā)送到外部設(shè)備(比如工作站62)以供永久存儲(chǔ)的模型的數(shù)目。無論如何，模型數(shù)據(jù)庫78可以操作為一個(gè)臨時(shí)模型存儲(chǔ)塊，可以用于將所產(chǎn)生的模型以及其他信息提供給外部設(shè)備。從圖3的配置，可以理解，分析服務(wù)器58可以執(zhí)行模型產(chǎn)生及存儲(chǔ)，以及根據(jù)響應(yīng)控制模塊56(以及控制器50中的其他控制模塊)發(fā)出的要求或命令而開發(fā)的模型，開發(fā)調(diào)諧參數(shù)。在一個(gè)范例中，分析服務(wù)器58在不影響或占用控制模塊56的處理時(shí)間或工序的情況下，獨(dú)立地操作于控制模塊56之外，所以控制模塊56以相同速度(周期)操作，不論分析服務(wù)器58是否存在或分析服務(wù)器58是否操作來處理過程數(shù)據(jù)。換句話說，分析服務(wù)器58特別地配置成只是使用未被實(shí)際控制例程56使用的處理器資源，以便不減緩或干擾控制例程56的實(shí)際操作。照這樣，分析服務(wù)器58在控制器設(shè)備50中與控制例程56集成，但并未減緩或干擾控制例程56的關(guān)鍵操作。應(yīng)該理解，集成分析服務(wù)器58動(dòng)態(tài)地根據(jù)實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)來操作，以在不需要用戶干預(yù)的情況下執(zhí)行任何期望的分析及認(rèn)識(shí)算法，而且因此可以自動(dòng)地操作-如果需要的話。此外，如在此所作的描述，分析服務(wù)器58提供一個(gè)機(jī)制，以在不損及控制器50中的控制例程執(zhí)行的時(shí)間臨界控制的情況下，對(duì)過程數(shù)據(jù)及控制數(shù)據(jù)執(zhí)行計(jì)算加強(qiáng)算法，因此使得能夠在控制器設(shè)備中執(zhí)行快捷及有效的自適應(yīng)調(diào)諧以及其他功能。在一個(gè)范例中，集成分析服務(wù)器58允許同時(shí)為特定過程控制環(huán)路執(zhí)行多個(gè)認(rèn)識(shí)迭代。因此，分析服務(wù)器58可以根據(jù)命令或要求，同時(shí)為相同的過程控制環(huán)路進(jìn)行不同時(shí)期長度的操作(即為不同組合的已采集的過程數(shù)據(jù))，以便同時(shí)為過程的不同區(qū)域創(chuàng)建不同的過程模型。此外，集成分析服務(wù)器58使得能夠同時(shí)為特定過程控制設(shè)備執(zhí)行的控制例程進(jìn)行多個(gè)過程分析。因此，分析服務(wù)器58可以同時(shí)為超過一個(gè)過程控制例程提供服務(wù)，為那些不同的過程控制例程產(chǎn)生模型或調(diào)諧參數(shù)或其他信息。當(dāng)然，當(dāng)分析服務(wù)器58的輸出(即由分析服務(wù)器58產(chǎn)生的控制器數(shù)據(jù))正在提供給控制器50中的控制例程時(shí)，也可以提供給其他設(shè)備，比如用戶應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫，以供任何期望用途。此外，分析服務(wù)器58可以與用戶直接連接，比如用戶使用圖1中的工作站13中的一個(gè)界面應(yīng)用程序84。照這樣，用戶界面84可以用于讀取來自分析服務(wù)器58的數(shù)據(jù)(比如已產(chǎn)生的模型)；可以用于更改或更新由分析服務(wù)器58實(shí)施的一個(gè)或多個(gè)算法；可以用于清除或改變輸入隊(duì)列70;可以用于向分析服務(wù)器58提供優(yōu)先權(quán)信息，以實(shí)施調(diào)度器74調(diào)度輸入隊(duì)列70上的要求或命令的方式；可以用于嵌入模型存儲(chǔ)塊76或78上所存儲(chǔ)的過程模型等等。如以上所述，雖然圖3圖解的是用于實(shí)施與自適應(yīng)PID控制例程一同使用的模型識(shí)別技術(shù)的、一種特定的分析服務(wù)器58，但將一個(gè)分析服務(wù)器設(shè)置在與使用所述服務(wù)器的服務(wù)的控制例程所在的相同的控制設(shè)備上的概念，可以應(yīng)用于其他控制例程活動(dòng)，例如包括應(yīng)用于為控制塊(比如MPC控制塊)提供優(yōu)化服務(wù)、根據(jù)采集自過程的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生模型(比如由MPC控制器使用的MPC模型)、執(zhí)行相關(guān)分析、根據(jù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生傅里葉(Fourier)變換等等。在所有情況中，應(yīng)該了解的是，所述控制例程可以簡單地命令相同控制器設(shè)備中的所述分析服務(wù)器來執(zhí)行所期望的算法，而所述服務(wù)器設(shè)備可以與所述控制例程操作異步地實(shí)施這些算法，以確保所述分析服務(wù)器的執(zhí)行不會(huì)減緩或妨礙所述控制操作。此外，最好是使用所述分析服務(wù)器來執(zhí)行一般不需要在特定控制例程的每個(gè)執(zhí)行期間執(zhí)行的計(jì)算活動(dòng)，這是由于如果不然的話，所述分析服務(wù)器可能超載，特別是如果所述控制例程及所述分析服務(wù)器在相同的處理器上執(zhí)行。在這種情況下，控制例程一般將以少于控制器設(shè)備中的控制例程的每個(gè)執(zhí)行期一次的速率，對(duì)分析服務(wù)器發(fā)出命令。雖然在此描述的集成分析服務(wù)器的操作與一個(gè)主控制設(shè)備(比如圖1的主控制器11A)—起描述，但所述分析服務(wù)器也可以在具有功率中斷再啟動(dòng)的能力的冗余控制設(shè)備中運(yùn)行。為了實(shí)施這個(gè)操作，所述冗余控制設(shè)備中的冗余分析服務(wù)器(即所述冗余控制器對(duì)中的主控制器及備用控制器中的服務(wù)器)將在所述過程的例常操作進(jìn)行期間彼此相互通信，以便從而共享正在進(jìn)行中的操作數(shù)據(jù)(比如命令及要求數(shù)據(jù)、過程模型數(shù)據(jù)等等)，而所述冗余控制器在所述主控制器失效時(shí)可能需要這些數(shù)據(jù)來實(shí)施所述分析服務(wù)器的操作。在實(shí)施過程控制例程的控制器設(shè)備中使用一個(gè)分析服務(wù)器的另一個(gè)范例，現(xiàn)在將以圖4作為參考進(jìn)行描述。明確地說，圖4的控制器11被顯示為具有任何期望數(shù)目的控制模塊150、152及154，這些控制模塊定義或?qū)嵤┫鄳?yīng)的過程控制例程，以控制所述聯(lián)機(jī)過程，而控制模塊150、152及154的組合定義聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)156。因此，控制模塊150、152及154可以連同一個(gè)操作控制環(huán)境156實(shí)施，而且一般與所述過程的例常、預(yù)定控制有關(guān)。雖然沒有明確地顯示于圖4,但控制模塊150、152及154中的每個(gè)控制模塊可以具有任何數(shù)目的功能塊，包括控制功能塊。根據(jù)所揭示的技術(shù)的某些實(shí)施例，參數(shù)值及其他操作條件數(shù)據(jù)從控制模塊150、152及154傳送到實(shí)施模型識(shí)別例程的分析服務(wù)器160的一個(gè)數(shù)據(jù)采集功能158。一般而言，所述參數(shù)值及其他過程操作條件數(shù)據(jù)在控制模塊150、152及154及它們的功能塊的執(zhí)行期間被提供(或傳送)到服務(wù)器160。由于控制模塊150、152及154的執(zhí)行在所述調(diào)度過程控制活動(dòng)期間連續(xù)，所述參數(shù)值及其他操作條件數(shù)據(jù)到服務(wù)器160的傳送也可以是連續(xù)的，或所述參數(shù)值及其他操作條件數(shù)據(jù)到服務(wù)器160的傳送可以通過以上描述的有關(guān)圖3的方式，傳送一個(gè)或多個(gè)命令到服務(wù)器160而得以進(jìn)行。分析服務(wù)器160的數(shù)據(jù)采集功能158可以實(shí)施，但不需要作為一個(gè)或多個(gè)對(duì)象(或?qū)ο髮?shí)體)以對(duì)象導(dǎo)向方式實(shí)施。不論其結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集功能158可以包括一個(gè)或多個(gè)例程，所述例程定義需在所述數(shù)據(jù)采集中實(shí)施的程序，包括任何數(shù)據(jù)處理程序。數(shù)據(jù)采集功能158的例程因此可以協(xié)調(diào)、支持或?qū)嵤┧杉臄?shù)據(jù)在(例如)一個(gè)或多個(gè)寄存器162或其他存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)。由數(shù)據(jù)采集功能158執(zhí)行的程序可以包括確定在什么時(shí)候采集來自控制模塊150、152及154的數(shù)據(jù)-一如以下的描述。更一般地，數(shù)據(jù)采集功能158可以包括一個(gè)或多個(gè)例程，以支持所述參數(shù)或其他操作條件數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、聚集、接收或其他處理。在所述參數(shù)或數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集或其他處理的范圍內(nèi)，較少計(jì)算要求被置于聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)156、控制模塊150、152及154、以及它們的任何控制模塊。由于所述模型識(shí)別程序(如由分析服務(wù)器160執(zhí)行的模型識(shí)別程序)與所述控制功能塊的這種分離，所述功能塊存儲(chǔ)器及執(zhí)行要求將是相同，不論模型識(shí)別是否被允許或禁止。此外，為支持自適應(yīng)(即自適應(yīng)控制)而添加到所述控制塊的參數(shù)及相關(guān)存儲(chǔ)器要求的數(shù)目被減到最少。聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)156與分析服務(wù)器160的分離也使得某些實(shí)施例能夠提供一個(gè)禁止分析服務(wù)器160或其組件(比如數(shù)據(jù)采集功能158)的選項(xiàng)。禁止模型識(shí)別可能很有用處，如果(例如)確定控制器11具有的存儲(chǔ)器或時(shí)間不足以用于所述計(jì)算或其他處理。一個(gè)相關(guān)的注釋是，使用所識(shí)別的模型來提供自適應(yīng)控制也可以基于環(huán)路、區(qū)域、系統(tǒng)或控制器，被允許或禁止。分離的模型識(shí)別功能也支持過程輸入變化的協(xié)調(diào)。可能進(jìn)行這種協(xié)調(diào)是由于控制器11中的模型識(shí)別集中在一個(gè)過程。例如，在沒有進(jìn)行設(shè)定點(diǎn)變化時(shí)，由分析服務(wù)器160(或其他元件或例程)實(shí)施的模型識(shí)別可以自動(dòng)地注入控制器輸出的變化。這些變化以某種方式協(xié)調(diào)，以便減低對(duì)過程操作的影響。這些變化因此可能隨著時(shí)間分布。分離的模型識(shí)別也意謂，為模型識(shí)別而進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理可以在控制器11的自由時(shí)間或停歇時(shí)間執(zhí)行，或在控制器11認(rèn)為適合的時(shí)間執(zhí)行。因此，模型識(shí)別處理的實(shí)施避免負(fù)面地影響由(例如)聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)156提供的預(yù)定控制功能。因此，在有些實(shí)施例中，由服務(wù)器160實(shí)施的模型識(shí)別程序可以由背后的控制器11實(shí)施，而所述過程為聯(lián)機(jī)，并且在由控制器11的其他模塊或組件承擔(dān)的預(yù)定控制及其他活動(dòng)期間的策略優(yōu)勢(shì)時(shí)間進(jìn)行。在有些實(shí)施例中，只要一個(gè)控制塊執(zhí)行，所述參數(shù)數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)從控制模塊150、152及154自動(dòng)地傳送到數(shù)據(jù)采集功能158。在這個(gè)意義上，數(shù)據(jù)采集功能158可以連續(xù)地實(shí)施，以便在所述過程的操作時(shí)的任何時(shí)間支持所述數(shù)據(jù)采集程序。在控制沒有被預(yù)定執(zhí)行的時(shí)間期間，數(shù)據(jù)釆集功能158可以檢查所采集的數(shù)據(jù)，以確定是否應(yīng)產(chǎn)生(例如創(chuàng)建或識(shí)別)過程模型。在選擇性的實(shí)施例中，控制器11可以定期地或以某種其他預(yù)定方式檢查或處理所釆集的數(shù)據(jù)。由數(shù)據(jù)采集功能158采集的數(shù)據(jù)一般可以包括所述過程輸入及輸出的值、或由控制器11(或，更一般地，由過程控制系統(tǒng)10)實(shí)施的特定控制環(huán)路的操作設(shè)定點(diǎn)。對(duì)于這些參數(shù)的每個(gè)參數(shù)而言，這些值是在觸發(fā)事件之前開始及持續(xù)直到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止的時(shí)期中采集及存儲(chǔ)的。在有些情況下，所迷觸發(fā)事件可以涉及(例如)由數(shù)據(jù)采集功能158監(jiān)測(cè)所述過程輸入或設(shè)定點(diǎn)中的變化。在有些情況下，觸發(fā)事件的構(gòu)成可能視控制環(huán)路的操作模式而定。在控制環(huán)路位于操作的"自動(dòng)"模式時(shí)，所述環(huán)路連續(xù)地調(diào)整控制器輸出(即被操縱的過程輸入)，以便使過程輸出(即所述環(huán)路的控制參數(shù))保持在操作員指定的設(shè)定點(diǎn)。因此，在自動(dòng)模式，設(shè)定點(diǎn)的變化將構(gòu)成一個(gè)觸發(fā)，以分析過程輸入及輸出中的變化，并因此開發(fā)模型。如果操作員從未(或很少地)更改所述設(shè)定點(diǎn)，而所述環(huán)路保持在自動(dòng)模式，則微小的變化可以注入所述控制器輸出，以至有一個(gè)觸發(fā)來創(chuàng)建一個(gè)模型。在所述環(huán)路位于"手動(dòng)"模式時(shí)，則所述控制器輸出由操作員設(shè)定，即控制算法沒有調(diào)整所述輸出。因此，在手動(dòng)模式中，由操作員引入的輸出變化構(gòu)成一個(gè)觸發(fā)來分析過程輸入及輸出，以便獲得一個(gè)模型。以上描迷的觸發(fā)事件可以用于反饋模型的開發(fā)。對(duì)于前饋模型識(shí)別而言，所述觸發(fā)事件可以是前饋輸入值的一個(gè)變化。一旦所述觸發(fā)事件被監(jiān)測(cè)到，聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)156及數(shù)據(jù)采集功能158以任何期望方式進(jìn)行通信，以支持所述數(shù)據(jù)采集。在有些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集是由控制系統(tǒng)156促成，其也可以指示觸發(fā)事件的監(jiān)測(cè)。更明確地，由控制模塊150、152及154實(shí)施的控制環(huán)路可以連續(xù)地提供存取所述數(shù)據(jù)的通路或使得可以利用所述數(shù)據(jù)。因此，在所述觸發(fā)事件之前的某段時(shí)間內(nèi)采集的數(shù)據(jù)也可以被分析，以確定過程模型。例如，需要為之采集數(shù)據(jù)的PID控制環(huán)路可以提供存取用于模塊執(zhí)行的過程變量的當(dāng)前數(shù)據(jù)值(例如PV)、模塊輸出值(例如OUT)、前饋控制輸入值(例如FF—VAL)、設(shè)定點(diǎn)、及指示操作的環(huán)路模式的任何一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的通路。在有些情況下，數(shù)據(jù)采集功能158可以促成選擇所述參數(shù)或其他數(shù)據(jù)值?？蛇x擇地或附加地，實(shí)施模型識(shí)別算法的分析服務(wù)器160可以包括一個(gè)或多個(gè)配置清單塊164,配置清單塊164確定需要采集哪些參數(shù)。為了達(dá)到這點(diǎn)，配置清單塊164可以包括一個(gè)存儲(chǔ)器或其他存儲(chǔ)裝置，以用于存儲(chǔ)清單數(shù)據(jù)。連同所識(shí)別的參數(shù)一起存儲(chǔ)的可以是需為之產(chǎn)生所述模型的所述控制塊或模塊的一個(gè)清單或其他標(biāo)識(shí)。在與觸發(fā)事件有關(guān)的數(shù)據(jù)采集之后的某個(gè)時(shí)候，分析服務(wù)器160可以實(shí)施一個(gè)模型識(shí)別算法或模型計(jì)算例程166。除了執(zhí)行所述計(jì)算之外，模型計(jì)算例程166也可以分析所計(jì)算的模型。這種分析可以涉及過程診斷及/或控制診斷，以確定所述模型的品質(zhì)(除了別的項(xiàng)目以外)。所述已計(jì)算模型可以接著傳送到一個(gè)存儲(chǔ)塊或其他塊168,存儲(chǔ)塊168為每個(gè)控制環(huán)路保存最后識(shí)別的模型。在有些情況中，控制環(huán)路可以將兩個(gè)模型存儲(chǔ)，以便支持反饋及前饋控制。如圖4所示，所述已計(jì)算模型在由所述例程166的模型診斷確定其品質(zhì)之后，并視由所述例程166的模型診斷所確定的品質(zhì)而定，被傳送到存儲(chǔ)塊168。所述模型的品質(zhì)也可以確定所述模型是否傳送到控制模塊150、152及154的控制功能塊。在圖4的模范實(shí)施例中，控制模塊150、152及154中的每個(gè)控制模塊集成至少一個(gè)具有自適應(yīng)控制的控制環(huán)路，并因此接收來自分析服務(wù)器160實(shí)施的模型識(shí)別例程的多個(gè)過程模型，一如圖中所示。然而，由本專利所公開的技術(shù)計(jì)算及識(shí)別的所述多個(gè)模型，可以根據(jù)上述由所述塊166確定的模型品質(zhì)(而且在有些情況下，根據(jù)接受新模型的控制功能塊的操作狀態(tài))處理及提供。現(xiàn)在參看圖5,其中一個(gè)工作站13的用戶可以通過選擇經(jīng)由在工作站13上實(shí)施的一個(gè)調(diào)諧或其他應(yīng)用程序170提供的實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)，啟動(dòng)過程模型的創(chuàng)建。這樣的用戶啟動(dòng)過程模型創(chuàng)建對(duì)以參考圖4進(jìn)行描述的處理而言，可以是附加的。其實(shí)，在圖5所示的模范實(shí)施例中，由調(diào)諧應(yīng)用程序170創(chuàng)建的模型被傳送到的控制器11也包括分析服務(wù)器160及其組成部分，即數(shù)據(jù)采集功能158、模型計(jì)算例程166等等。除了用于創(chuàng)建所述過程模型的參數(shù)值及他操作條件數(shù)據(jù)的來源之外，工作站13還可以實(shí)施相同或相似步驟，以創(chuàng)建所述過程模型。例如，工作站13可以包括一個(gè)與控制器11的塊166相似的模型計(jì)算及診斷模塊或塊172。模型計(jì)算塊172因此可以在傳送所創(chuàng)建的塊到控制器11及存儲(chǔ)塊168之前，或連同傳送所創(chuàng)建的塊到控制器11及存儲(chǔ)塊168,確定所創(chuàng)建的塊的品質(zhì)及其他方面，一如圖中所示。在有些實(shí)施例中，工作站13可以具有提供相似功能的附加或選擇性應(yīng)用程序。在一種情況中，其他應(yīng)用程序可以提供一個(gè)或多個(gè)顯示界面，顯示界面支持通過本專利所公開的技術(shù)識(shí)別的過程模型的分析及/或檢驗(yàn)。然而，以關(guān)于所述附加過程模型的產(chǎn)生而言，這些工作站應(yīng)用程序可以產(chǎn)生趨勢(shì)窗口或顯示界面，從而提供機(jī)會(huì)來選擇過程數(shù)據(jù)，以用于模型創(chuàng)建。使用這些趨勢(shì)窗口或其他界面，用戶可以選擇數(shù)據(jù)，包括時(shí)間窗口。在這些情況中，到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間可以因此通過由用戶選擇的時(shí)間窗口來確定。選擇性的實(shí)施例可以提供其他裝置，以用于手動(dòng)地或自動(dòng)地選擇所述時(shí)間窗口。如以上所述，本專利所公開的技術(shù)的實(shí)行并未限于執(zhí)行自適應(yīng)控制例程的系統(tǒng)。然而，在需要時(shí)，通過本專利所公開的技術(shù)進(jìn)行的過程模型識(shí)別也可以用于支持這樣的例程。如圖6所示，與本專利所公開的技術(shù)連同使用的一個(gè)自適應(yīng)控制功能塊174可以包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器或其他存儲(chǔ)裝置176,以保存或存儲(chǔ)預(yù)定數(shù)目(例如五)的已經(jīng)被識(shí)別如上述的過程模型。在操作中，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器176的其中一個(gè)過程模型可以接著被選擇，以通過響應(yīng)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的一個(gè)邏輯塊178來使用。在圖6的模范實(shí)施例中，塊178根據(jù)通過一個(gè)輸入180提供的一個(gè)已選或已確定過程狀態(tài)參數(shù)來選擇所述過程模型。也可以根據(jù)另兩個(gè)參數(shù)182及184來確定所述過程模型，而且參數(shù)182及184可以相應(yīng)于反饋及/或前饋規(guī)則或允許操作狀態(tài)適應(yīng)變化條件的設(shè)置。用于功能塊174的多個(gè)過程模型可以但不一定與操作區(qū)域(例如區(qū)域1、區(qū)域2等等，如圖中所示)有關(guān)。所述多個(gè)過程模型也可以根據(jù)所述功能塊的控制方案，成對(duì)地識(shí)別。在這個(gè)模范例子中，每個(gè)區(qū)域確定支持反饋及前饋處理的一對(duì)過程模型。在選擇所述區(qū)域時(shí)，所述反饋及前饋模型可以由塊178依次用來計(jì)算多個(gè)反饋及前饋調(diào)諧參數(shù)。在圖6的模范例子中，所述多個(gè)前饋調(diào)諧參數(shù)被提供給一個(gè)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償塊188，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償塊188也響應(yīng)一個(gè)前饋控制輸入值(例如FF—VAL)，以用于死區(qū)時(shí)間及超前/滯后動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。所述動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，連同所述多個(gè)反饋調(diào)諧參數(shù)，可以傳送到負(fù)責(zé)為所述功能塊實(shí)施所述控制算法的一個(gè)塊或例程188。在這種情況中，所述多個(gè)反饋及前饋參數(shù)修改PID及模糊邏輯算法，但任何控制方案或控制方案的組合也可以纟皮卩吏用。功能塊174也包括一個(gè)塊或例程l卯，以支持所述控制環(huán)路調(diào)諧的隨選修改。為了達(dá)到這點(diǎn)，塊l卯可以響應(yīng)通過控制器l]、工作站13或過程控制系統(tǒng)IO的任何其他元件或與過程控制系統(tǒng)IO進(jìn)行通信的任何其他元件輸入的用戶命令。一般上，為所述環(huán)路自動(dòng)地識(shí)別的模型可以在要求時(shí)，與一個(gè)選定的調(diào)諧規(guī)則一起用于執(zhí)行所述環(huán)路調(diào)諧。如果先前尚未識(shí)別模型，則用戶命令可以啟動(dòng)一個(gè)繼電器振蕩或其他技術(shù)，以將變化注入到所述控制器輸出中。從對(duì)控制器輸出中的變化的過程響應(yīng)開發(fā)而得的結(jié)果過程模型，可以接著與一個(gè)選定的調(diào)諧規(guī)則一起用于執(zhí)行所述環(huán)路調(diào)諧或提供調(diào)諧建議。在有些情況中，通過塊190產(chǎn)生的或因觸發(fā)實(shí)踐(例如設(shè)定點(diǎn)或其他參數(shù)值變化)產(chǎn)生的過程模型在下載到控制器ll或功能塊174之前，可以首先保留以供觀察。例如，這樣的模型可以歸類為"未經(jīng)批準(zhǔn)的模型，，，直到通過用戶界面進(jìn)行的分析已經(jīng)批準(zhǔn)實(shí)施為止。在有些實(shí)施例中，這樣的批準(zhǔn)可以可選擇地或附加地通過控制器11或工作站13中的診斷或其他功能，自動(dòng)地被提供。圖7顯示一個(gè)自適應(yīng)MPC控制塊192背景下的自適應(yīng)塊構(gòu)架，其中也支持多個(gè)不同的操作區(qū)域。在這種情況下，通過由分析服務(wù)器160實(shí)施的模型識(shí)別例程識(shí)別的多個(gè)過程模型還是可以傳送到一個(gè)存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)塊194(相似于圖6的存儲(chǔ)器176)，一如圖中所示；但所述模型參數(shù)可以在實(shí)施在功能塊192之前，由一個(gè)MPC控制器產(chǎn)生例程196處理。更明確地，例程196可以產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的MPC控制器，以便根據(jù)所識(shí)別的多個(gè)模型，存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器198。一個(gè)邏輯塊200可以接著選擇所述多個(gè)模型或在所述多個(gè)模型之間轉(zhuǎn)換，這些模型根據(jù)狀態(tài)參數(shù)中的變化及根據(jù)通過輸入或存儲(chǔ)器202、204及206提供的其他參數(shù)來產(chǎn)生所述MPC控制器，一如圖中所示。與所選擇的過程模型有關(guān)的所述MPC控制器可以接著被提供給一個(gè)MPC控制器塊208，以便實(shí)施與所述聯(lián)機(jī)過程。所述MPC控制器塊208可以支持所選擇的MPC控制器的自動(dòng)化隨機(jī)檢測(cè)，而所述自動(dòng)化隨機(jī)檢測(cè)可以根據(jù)需要，通過引入一個(gè)擾動(dòng)輸入210或以其他方式來啟動(dòng)。在有些情況中，圖6及7中所顯示的模范自適應(yīng)控制功能塊(以及其他與本專利所公開的技術(shù)一起使用的模塊)一般支持三種模式的操作一種認(rèn)識(shí)模式、一種調(diào)度模式及一種自適應(yīng)模式。在所述認(rèn)識(shí)模式中，過程模型可以被采集但沒有自動(dòng)地被用來確定所述環(huán)路調(diào)諧。在所述調(diào)度模式中，新過程模型可以被采集，而且那些經(jīng)批準(zhǔn)的模型將自動(dòng)地被用來確定環(huán)路調(diào)諧參數(shù)。在自適應(yīng)MPC塊的情況中，則這樣的經(jīng)批準(zhǔn)及應(yīng)用的模型將根據(jù)當(dāng)前操作區(qū)域，用于控制產(chǎn)生，這是由于所述控制器將自動(dòng)地隨當(dāng)前操作區(qū)域轉(zhuǎn)換。在自適應(yīng)模式中，過程模型被采集、自動(dòng)地批準(zhǔn)并接著自動(dòng)地被用來確定環(huán)路調(diào)諧參數(shù)。雖然每個(gè)功能塊的默認(rèn)設(shè)置可以是所述認(rèn)識(shí)模式，但通過(例如)在工作站13上實(shí)施的其中一個(gè)應(yīng)用程序提供的顯示界面可以根據(jù)需要，提供機(jī)會(huì)來更改所述設(shè)置?，F(xiàn)在參看圖8,由工作站13實(shí)施的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序?yàn)樗隹刂骗h(huán)路及通過本專利所公開的技術(shù)識(shí)別的過程模型提供性能監(jiān)測(cè)、分析、管理及相關(guān)功能。例如，所述性能監(jiān)測(cè)功能可以包括產(chǎn)生過程模型歷史，其中有關(guān)所識(shí)別的過程模型的數(shù)據(jù)被輸入，以用于隨后的分析。有關(guān)過程模型歷史的產(chǎn)生及使用的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在以下闡明。在一個(gè)級(jí)別，所述歷史數(shù)據(jù)可以指定完全定義由本專利所公開的技術(shù)識(shí)別的每個(gè)過程模型的過程模型參數(shù)(例如死區(qū)時(shí)間、時(shí)間常數(shù)及增益)。具備了這些歷史數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行多種有關(guān)所述控制環(huán)路、其調(diào)諧、控制方案(例如自適應(yīng)或非自適應(yīng))等等的分析。在有些實(shí)施例中，過程模型歷史的一個(gè)方面是為所識(shí)別的過程模型產(chǎn)生事件時(shí)間順序。更明確地，只要過程模型在控制器11(圖4)中自動(dòng)被識(shí)別或隨選自實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)(圖6),由分析服務(wù)器160實(shí)施的所述模型識(shí)別例程可以發(fā)送一個(gè)告警到一個(gè)事件時(shí)間順序或追蹤模塊212。所述事件時(shí)間順序模塊212通過產(chǎn)生數(shù)據(jù)來指定所述模型識(shí)別的時(shí)間及日期，連同任何其他數(shù)據(jù)來促成所述模型與所述特定控制環(huán)路、設(shè)備、工廠區(qū)域等等相關(guān)，以響應(yīng)所述告警。在圖8所顯示的模范實(shí)施例中，為每個(gè)事件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括與所述節(jié)點(diǎn)或控制環(huán)路有關(guān)的設(shè)備的一個(gè)標(biāo)記名稱、一個(gè)日期/時(shí)間戳、一個(gè)模型類別(例如通過識(shí)別參數(shù)，比如死區(qū)時(shí)間、時(shí)間常數(shù)及增益)、一個(gè)控制環(huán)路類別(例如功能塊)、一個(gè)工廠區(qū)域號(hào)碼、一個(gè)調(diào)諧規(guī)則、及控制性能的一個(gè)診斷指示。上述(或其他)數(shù)據(jù)可以在處理可以(例如)添加一個(gè)或多個(gè)元件到數(shù)據(jù)集合的一個(gè)應(yīng)用程序216之后，在一個(gè)數(shù)據(jù)庫214中存儲(chǔ)為所述過程模型歷史的部分。所述應(yīng)用程序216可以與被指示監(jiān)測(cè)及/或管理每個(gè)控制環(huán)路的調(diào)諧的一個(gè)或多個(gè)例程通信。_數(shù)據(jù)庫214可以為位于系統(tǒng)10中的多個(gè)控制器11的控制環(huán)路存儲(chǔ)這樣的歷史數(shù)據(jù)，而且不需要被限于使用任何一個(gè)特定類別的控制器。例如，數(shù)據(jù)庫214可以為多個(gè)第三方控制器存儲(chǔ)這樣的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在再次參看圖1,通常工作站13包括(單獨(dú)地、分布地或以任何其他方式)可以由任何授權(quán)用戶(例如配置工程師、操作員等等)存取的一組合的操作員界面應(yīng)用程序及其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)240,以檢視及提供有關(guān)在過程設(shè)備10中連接的設(shè)備、單元等等功能。所述組合的操作員界面應(yīng)用程序240存儲(chǔ)在工作站13的一個(gè)存儲(chǔ)器中，而且所述組合的應(yīng)用程序240的每個(gè)應(yīng)用程序或?qū)嶓w適合在與每個(gè)工作站13的相應(yīng)處理器上執(zhí)行。雖然整個(gè)組合的應(yīng)用程序240被圖解為存儲(chǔ)在工作站13中，但這些應(yīng)用程序或其他實(shí)體中的有些應(yīng)用程序或?qū)嶓w可以存儲(chǔ)在與系統(tǒng)10有關(guān)的或與系統(tǒng)10進(jìn)行通信的其他工作站或計(jì)算機(jī)設(shè)備。此外，所述組合的應(yīng)用程序240可以提供顯示輸出到一個(gè)與工作站13有關(guān)的顯示屏幕14或任何其他期望的顯示屏幕或顯示設(shè)備，包括手?jǐn)y式設(shè)備、膝上式計(jì)算機(jī)、其他工作站、打印機(jī)等等。同樣地，所述組合的應(yīng)用程序240中的應(yīng)用程序可以分開并在兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算斥幾或機(jī)器上執(zhí)行，而且可以配置成彼此一起操作。明確地，現(xiàn)在參看圖9，所述組合的應(yīng)用程序240可以包括多個(gè)用于實(shí)施控制系統(tǒng)10的基于模型監(jiān)測(cè)及管理的應(yīng)用程序、例程、模塊及其他程序元件，一如在此描述的那樣。所述應(yīng)用程序、例程、模塊及元件可以通過軟件、固件及硬件的任何組合實(shí)施，而且不限于在此描述的模范配置。例如，一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序可以集成至任何期望程度。所述應(yīng)用程序組合240可以包括一個(gè)歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序248，該歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序248專用于在通過上述技術(shù)識(shí)別過程模型時(shí)，支持過程模型數(shù)據(jù)(例如參數(shù))的記錄。為了達(dá)到這點(diǎn)，歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序248可以與歷史數(shù)據(jù)庫12(圖1)或任何存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)裝置進(jìn)行通信。如以上所述，過程模型數(shù)據(jù)，可以與記錄所述過程模型的識(shí)別(或?qū)蛩鲞^程模型的數(shù)據(jù)的采集)的時(shí)間順序的數(shù)據(jù)連同存儲(chǔ)。歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序248也可以提供分析功能，比如為所選擇的模型參數(shù)計(jì)算總數(shù)、平均數(shù)及其他值。歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序248可以促成通過一個(gè)或多個(gè)顯示界面，查看這些已計(jì)算的值，以及相關(guān)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。顯示界面可以由用于支持與控制器11進(jìn)行通信的一個(gè)應(yīng)用程序252提供。這樣的通信可以涉及或包括在控制器11中執(zhí)行的自適應(yīng)控制例程的配置及維護(hù)。與整個(gè)所述應(yīng)用程序組合一樣，所述顯示界面可以是任何形式，包括但不限于直流發(fā)電機(jī)、面板、詳細(xì)顯示、對(duì)話框及窗口，而且可以配置成在不同的顯示類別上顯示。所述應(yīng)用程序組合可以包括一個(gè)應(yīng)用程序254，該應(yīng)用程序254專用于與調(diào)諧有關(guān)的過程模型信息的使用。由于上述模型識(shí)別技術(shù)，調(diào)諧應(yīng)用程序254通過根據(jù)工廠中的日常變化，或根據(jù)隨機(jī)調(diào)諧測(cè)試，自動(dòng)地計(jì)算調(diào)諧參數(shù)來改善過程控制性能。調(diào)諧結(jié)杲可以用于"開環(huán)"調(diào)諧建議及"閉環(huán)"自適應(yīng)控制。更明確地，調(diào)諧應(yīng)用程序254可以產(chǎn)生多個(gè)顯示界面，以支持為開環(huán)或閉環(huán)操作中的所有控制環(huán)路執(zhí)行連續(xù)調(diào)諧計(jì)算。所述調(diào)諧計(jì)算支持在PID、模糊邏輯及MPC控制器上的標(biāo)準(zhǔn)及自適應(yīng)控制，因此，所述調(diào)諧計(jì)算為反饋及前饋控制提供調(diào)諧建議。調(diào)諧應(yīng)用程序254也可以使用繼電器振蕩或其他程序來提供隨機(jī)調(diào)諧，一如以上所述。調(diào)諧應(yīng)用程序254可以存取存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)庫12(或他處-如有需要)中的過程模型歷史數(shù)據(jù)，因此，調(diào)諧應(yīng)用程序254可以使用歷史過程模型數(shù)據(jù)來計(jì)算最佳調(diào)諧。為了達(dá)到這點(diǎn)，所述顯示界面可以提供或包括工具，以便容易地細(xì)讀所述歷史，以查找及選擇適合這樣的調(diào)諧計(jì)算的數(shù)據(jù)。由調(diào)諧應(yīng)用程序254產(chǎn)生的顯示界面的這個(gè)方面一般允許用戶更改模型參數(shù)(例如到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間、事件觸發(fā)岡值)及再識(shí)別模型，或?yàn)橄惹拔幢辉试S自動(dòng)模型識(shí)別的環(huán)路識(shí)別模型。調(diào)諧應(yīng)用程序254可以提供一個(gè)界面來支持對(duì)調(diào)諧計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。這個(gè)能力可以促成自適應(yīng)控制機(jī)會(huì)的分析及自適應(yīng)控制配置的改善。如以上所述，調(diào)諧應(yīng)用程序254可以提供一個(gè)界面來支持引進(jìn)控制"擾動(dòng)"，控制"擾動(dòng)"在所述過程只有很少手動(dòng)變化(即控制器輸出上的自動(dòng)注入)之時(shí)，幫助識(shí)別控制器調(diào)諧。通過所述界面，在良好調(diào)諧完成計(jì)算時(shí)便禁止擾動(dòng)，可以提供一個(gè)選項(xiàng)。如果多個(gè)控制環(huán)路正在被擾動(dòng)，可以使所述步驟同步化，以便分散及減低所述過程擾動(dòng)。調(diào)諧應(yīng)用程序254可以響應(yīng)過程狀態(tài)及其他狀況指示，以至任何計(jì)算結(jié)果都依此識(shí)別。照這樣，本專利所公開的系統(tǒng)避免使用在錯(cuò)誤狀態(tài)計(jì)算的信息或帶有不良過程數(shù)據(jù)的信息。為了達(dá)到這點(diǎn)，模型相關(guān)計(jì)算可以指示結(jié)果是否良好、不良或不能獲得，并在適當(dāng)時(shí)提供解釋。調(diào)諧應(yīng)用程序254也可以產(chǎn)生摘要報(bào)告，以傳輸(除了其他項(xiàng)目外)調(diào)諧建議信息及一個(gè)記錄調(diào)諧變化及任何自適應(yīng)控制調(diào)諧分析的用戶日志。此外，一個(gè)應(yīng)用程序256—般被指示使用通過本專利所公開的技術(shù)識(shí)別的過程模型來進(jìn)行自動(dòng)控制性能監(jiān)測(cè)。應(yīng)用程序256更明確地被指示通過促成或自動(dòng)地實(shí)施以下步驟來改善過程控制性能(i)識(shí)別機(jī)會(huì)，以改善控制，(ii)分析及診斷控制問題來源，以及(iii)為操作、控制及維護(hù)人員產(chǎn)生有意義的性能報(bào)告。為了達(dá)到這點(diǎn)，應(yīng)用程序256可以根據(jù)所述過程模型，產(chǎn)生控制性能指標(biāo)。這個(gè)"基于模型的"指標(biāo)提供一個(gè)更好的基準(zhǔn)來識(shí)別需要再調(diào)諧的控制環(huán)路。所述新指標(biāo)根據(jù)多個(gè)因素(比如過程變化性、所識(shí)別的過程模型及現(xiàn)有控制器調(diào)諧)來測(cè)量改善控制的機(jī)會(huì)。如果適用，這樣的性能監(jiān)測(cè)可以考慮單元狀態(tài)，并在環(huán)路處于不適當(dāng)?shù)膯卧獱顟B(tài)時(shí)、或在其他狀況指示(例如Fieldbus狀況)或輸入/輸出通信不良時(shí)排除性能計(jì)算。也可以為所有的閥提供閥阻力、閥間隙及其他閥診斷指標(biāo)。前述及以下所述的特征，一般通過比較通過使用以本專利所公開的技術(shù)自動(dòng)創(chuàng)建的過程模型所執(zhí)行的控制性能來提供。通過使用所述過程模型，可以識(shí)別調(diào)諧不佳的控制環(huán)路及所述過程中對(duì)控制性能造成影響的變化。所述過程模型相對(duì)于所述歷史值的偏差可以用來標(biāo)記所述控制環(huán)路為一個(gè)潛在過程問題。此外，使用所述過程模型，所述應(yīng)用程序256可以產(chǎn)生一個(gè)振蕩指數(shù)，以識(shí)別正在振蕩的環(huán)路。更明確地，振蕩分析工具可以識(shí)別其他與所述主環(huán)路的振蕩周期相同、而且可能正在與所述主環(huán)路互動(dòng)的環(huán)路。這個(gè)信息可以接著被用來識(shí)別過程互動(dòng)及可能的設(shè)計(jì)建議。由應(yīng)用程序256提供的診斷信息可以伴帶預(yù)期不良控制性能導(dǎo)因指示。例如，診斷可以指示不良控制性能是否因儀器誤差、閥阻力或閥間隙、過程互動(dòng)或控制器調(diào)諧而導(dǎo)致。一般而言，所述控制性能監(jiān)測(cè)信息可以以任何期望形式提供，包括多個(gè)定制顯示界面及報(bào)告。歷史性能報(bào)告可以被提供，以顯示控制環(huán)路在用戶指定的時(shí)期內(nèi)的性能如何。用于這樣的報(bào)告的默認(rèn)時(shí)期包括上個(gè)小時(shí)、上一班(8小時(shí))、昨天、上星期、上個(gè)月。用戶可以從摘要報(bào)告選擇"向下鉆取"，以存取詳細(xì)環(huán)路信息。所述報(bào)告或界面可以為管理摘要定制，例如以全工廠及單獨(dú)過程單元的整體加權(quán)性能指標(biāo)、對(duì)當(dāng)前時(shí)期與先前時(shí)期進(jìn)行比較的趨勢(shì)圖及/或圖表、及具有相應(yīng)性能測(cè)量的最優(yōu)先環(huán)路的清單，為管理摘要定制。管理報(bào)告可以提供控制環(huán)路性能指標(biāo)，并根據(jù)它們對(duì)設(shè)備操作的相關(guān)重要性，區(qū)分工作項(xiàng)目的優(yōu)先次序。其他報(bào)告可以提供統(tǒng)計(jì)，包括用于控制性能指標(biāo)的數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)誤差、振蕩指數(shù)、過程模型(若有)、自相關(guān)及互相關(guān)分析、直方圖、功率譜等等。應(yīng)用程序組合240也可以包括一個(gè)單獨(dú)的控制環(huán)路分析應(yīng)用程序258。在有些實(shí)施例中，應(yīng)用程序258通過由應(yīng)用程序256產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)顯示界面來提供。無論如何，應(yīng)用程序258支持對(duì)有關(guān)上述模型識(shí)別技術(shù)采集的歷史數(shù)據(jù)或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。所述數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)界面來提供，該界面促成檢查因未測(cè)定擾動(dòng)及測(cè)量噪聲導(dǎo)致的控制偏差。例如，通過應(yīng)用程序254及256識(shí)別的問題可以使用分析應(yīng)用程序258來進(jìn)行診斷。為了達(dá)到這點(diǎn)，由其產(chǎn)生的所述顯示界面可以提供選項(xiàng)，以用于計(jì)算功率譜、自相關(guān)及直方圖數(shù)據(jù)。一個(gè)顧問應(yīng)用程序260—般可以提供使用與診斷有關(guān)的所識(shí)別的模型來檢測(cè)異常情況或機(jī)會(huì)，以便通過調(diào)諧或算法修改來改善控制方案。由顧問應(yīng)用程序260提供的信息可以提供于任何類別的顯示界面，包括通過工作站13、控制器11或任何其他與系統(tǒng)IO進(jìn)行通信的元件產(chǎn)生的一個(gè)面板。在一個(gè)特定范例中，所述顯示界面可以具有一個(gè)標(biāo)記，以指示顯示一個(gè)新的咨詢信息，比如"4企查調(diào)諧"(CheckTuning)。更一般地，顧問應(yīng)用程序260可以提供由所述組合的應(yīng)用程序的其中之一執(zhí)行的分析或診斷的結(jié)果而產(chǎn)生的建議。此外，所述建議不需要由所述顧問應(yīng)用程序產(chǎn)生的顯示界面來提供，但卻可以被發(fā)送，以便向所述組合的應(yīng)用程序中的任何一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序顯示。因此，建議及信息如"可用新調(diào)諧"(NewTuningAvailable)、"檢查過程-已經(jīng)4企測(cè)到過程中的重大變化，，(ExamineProcess-significantchangeinprocesshasbeendetected)、"檢查閥-死區(qū)帶/f茲滯太大"(CheckValve-deadband/hysteresislarge)、"檢查調(diào)諧-環(huán)路不穩(wěn)定"(CheckTuning-loopunstable)及"可以使用MPC/自適應(yīng)來改善控制，，(ControlcouldbeimprovedusingMPC/Adapt)—萄殳可以通過多個(gè)工作站13或其他與過程控制系統(tǒng)IO進(jìn)行通信的設(shè)備來提供。除了所述信息或建議的顯示之外，與所述相關(guān)情況有關(guān)的細(xì)節(jié)可以作為歷史或其他參數(shù)，為所述控制環(huán)路存儲(chǔ)。為所述控制環(huán)路存儲(chǔ)的所述數(shù)據(jù)的隨后的存取或使用，可以接著促使所述細(xì)節(jié)或相關(guān)的信息向所述應(yīng)用程序組合中的所述顧問應(yīng)用程序或其他應(yīng)用程序顯示。其他支持實(shí)施本專利所公開的技術(shù)的應(yīng)用程序包括一個(gè)控制工作間應(yīng)用程序262,以促成過程控制系統(tǒng)10中的導(dǎo)航；其他支持實(shí)施本專利所公開的技術(shù)的應(yīng)用程序也包括一個(gè)報(bào)告產(chǎn)生應(yīng)用程序264,以產(chǎn)生所述報(bào)告。最后，一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)庫266，也可以提供作為所述應(yīng)用程序組合的部分。以上描述的任何應(yīng)用程序可以實(shí)施為一個(gè)或多個(gè)集成應(yīng)用程序的例程、模塊或其他組件。本專利所公開的應(yīng)用程序功能的配置僅僅是為了方便說明原理，而且所述應(yīng)用程序功能的配置并未界定可以向操作員或其他用戶提供這些功能的方式的廣泛范圍。此外，上述應(yīng)用程序可以根據(jù)需要，按用戶資料、背景及其他參數(shù)，以不同的形式提供。例如，為一個(gè)用戶類別(例如工程)產(chǎn)生的顯示界面視圖在內(nèi)容上及其他方面，可以有異于為一個(gè)不同的用戶類別(例如維護(hù))產(chǎn)生的視圖。在實(shí)施時(shí)，在此描述的任何軟件可以存儲(chǔ)在任何計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，比如存儲(chǔ)在磁盤、激光盤、或其他存儲(chǔ)媒介上、存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)或處理器的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM)中、等等。同樣地，這個(gè)軟件可以使用任何已知的或期望的傳送方法-例如包括在計(jì)算機(jī)可讀盤或其他移動(dòng)式計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置上，或通過通信頻道-比如互聯(lián)網(wǎng)、萬維網(wǎng)、任何其他局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)等等-傳送到用戶、過程設(shè)備或操作員工作站(其傳送被當(dāng)成與通過移動(dòng)式存儲(chǔ)媒介來提供這樣的軟件的方式相同或可與其互換)。此外，這個(gè)軟件可以在沒有調(diào)制或加密的情況下直接提供，或可以在通過通信頻道傳送之前，使用任何適合的調(diào)制載波及/或加密技術(shù)進(jìn)行調(diào)制及/或加密。雖然本發(fā)明已經(jīng)參考特定范例進(jìn)行描述，但這些范例只是在于闡明原理，而不是限制本發(fā)明包括的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)的人員將很清楚，本專利揭示的實(shí)施例可以在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的條件下被修改、增加或刪除。權(quán)利要求1.一種用于控制一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以便在過程環(huán)境中實(shí)施過程的過程控制設(shè)備，包括一個(gè)存儲(chǔ)器；一個(gè)或多個(gè)處理器；一個(gè)或多個(gè)控制例程，所述控制例程存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器并可以在處理器上執(zhí)行，以便使用所述一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備來在所述過程環(huán)境中實(shí)施一個(gè)或多個(gè)控制環(huán)路；以及一個(gè)服務(wù)器，所述服務(wù)器存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中，并可以在一個(gè)處理器上執(zhí)行，所述服務(wù)器包括一個(gè)支持算法，其需在所述處理器上執(zhí)行；以及一個(gè)界面，其用于與所述一個(gè)或多個(gè)控制例程進(jìn)行通信；其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程通過所述界面，與所述服務(wù)器互動(dòng)，以導(dǎo)致所述服務(wù)器執(zhí)行所述支持算法以產(chǎn)生控制器數(shù)據(jù)，并且所述一個(gè)或多個(gè)控制例程使用所述控制器數(shù)據(jù)來執(zhí)行與所述過程環(huán)境中的一個(gè)或多個(gè)控制環(huán)路有關(guān)的控制活動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述服務(wù)器進(jìn)一步包括一個(gè)外部界面，以用于與一個(gè)外部設(shè)備進(jìn)行通信，以便向所述外部設(shè)備提供所述控制器數(shù)據(jù)。3.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述服務(wù)器進(jìn)一步包括一個(gè)外部界面，以用于與一個(gè)外部設(shè)備進(jìn)行通信，并且其中所述外部界面允許由所述服務(wù)器使用的所述支持算法的重新配置。4.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程通過所述界面，使用命令來與所述服務(wù)器互動(dòng)，并且其中所述服務(wù)器包括一個(gè)隊(duì)列，以用于存儲(chǔ)有關(guān)使用所述支持算法來處理所述命令的順序的信息。5.如權(quán)利要求4所述的過程控制設(shè)備，其中所述服務(wù)器包括一個(gè)調(diào)度器，所述調(diào)度器根據(jù)每個(gè)所述命令的優(yōu)先權(quán)，將所述信息置于所述隊(duì)列。6.如權(quán)利要求5所述的過程控制設(shè)備，其中所述每個(gè)所述命令的所述優(yōu)先權(quán)是根據(jù)所述每個(gè)所述命令中的優(yōu)先權(quán)信息。7.如權(quán)利要求5所述的過程控制設(shè)備，其中所述每個(gè)所述命令的所述優(yōu)先權(quán)是根據(jù)發(fā)出所述命令的控制例程的特性或類別。8.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述支持算法是過程模型產(chǎn)生算法。9.如權(quán)利要求8所述的過程控制設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的其中之一是自適應(yīng)控制例程，所迷自適應(yīng)控制例程根據(jù)所述過程的過程模型更改其控制操作。10.如權(quán)利要求8所述的過程控制設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的其中之一是模型預(yù)測(cè)控制例程，所述模型預(yù)測(cè)控制例程使用過程模型來執(zhí)行過程控制活動(dòng)。11.如權(quán)利要求8所述的過程控制設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的其中之一是自適應(yīng)比例積分微分(PID)控制例程，所述比例積分微分控制例程使用過程模型來執(zhí)行自適應(yīng)控制。12.如權(quán)利要求8所述的過程控制設(shè)備，其中所述服務(wù)器進(jìn)一步包括模型存儲(chǔ)塊，所述模型存儲(chǔ)塊存儲(chǔ)由所述過程模型產(chǎn)生算法產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)過程模型。13.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述支持算法是控制優(yōu)化器算法。14.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述支持算法是控制器調(diào)諧算法。15.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述支持算法是聯(lián)機(jī)控制器產(chǎn)生算法。16.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述支持算法是快速傅里葉變換(FFT)算法。17.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述服務(wù)器在所述一個(gè)或多個(gè)處理器的其中之一上執(zhí)行，其執(zhí)行與所述一個(gè)或多個(gè)控制例程異步。18.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中執(zhí)行所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的所述一個(gè)或多個(gè)處理器的其中之一以高于所述服務(wù)器的優(yōu)先權(quán)，"t丸行所述一個(gè)或多個(gè)控制例程。19.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理器的其中之一在每個(gè)執(zhí)行期執(zhí)行所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的其中之一一次，并且其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的其中之一通過發(fā)送一個(gè)命令，通過所述界面與所述服務(wù)器互動(dòng)，以促使所述服務(wù)器以少于每個(gè)執(zhí)行期一次的速率執(zhí)行所述支持算法。20.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述控制器數(shù)據(jù)包括過程模型。21.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理器包括第一處理器及第二處理器，并且其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程在所述第一處理器上執(zhí)行，而所述服務(wù)器在所述第二處理器上執(zhí)行。22.—種控制過程的方法，包括通過在一個(gè)過程控制設(shè)備的一個(gè)處理器上執(zhí)行一個(gè)過程控制例程，在所述過程控制設(shè)備中實(shí)施所述過程控制例程，以便對(duì)所述過程實(shí)施聯(lián)機(jī)過程控制操作；在所述過程控制設(shè)備中實(shí)施一個(gè)服務(wù)器例程，所述服務(wù)器例程包括一個(gè)支持算法，包括在所述過程控制設(shè)備的一個(gè)處理器上執(zhí)行所述服務(wù)器例程；從所述過程控制例程發(fā)出一個(gè)或多個(gè)命令到所述服務(wù)器例程；運(yùn)行所述服務(wù)器中的所述支持算法在與所述過程控制例程有關(guān)的過程數(shù)據(jù)上，以便產(chǎn)生控制器數(shù)據(jù)來響應(yīng)來自所述過程控制例程的所述一個(gè)或多個(gè)命令中的每個(gè)命令；以及使用所述過程控制例程中的所述控制器數(shù)據(jù)來實(shí)施所述過程控制例程實(shí)施所述聯(lián)機(jī)過程控制操作的方式。23.如權(quán)利要求22所述的方法，包括與執(zhí)行所述過程控制例程異步地執(zhí)4亍所述服務(wù)器例程。24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中運(yùn)行所述支持算法的步驟包括執(zhí)行一個(gè)過程模型產(chǎn)生例程來產(chǎn)生一個(gè)過程模型。25.如權(quán)利要求24所述的方法，包括使用所述過程控制例程來采集實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，及將所采集的實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)作為所述命令的其中第一個(gè)命令的部分，發(fā)送到所述服務(wù)器例程。26.如權(quán)利要求25所述的方法，包括在所述服務(wù)器例程正在運(yùn)行所述支持算法在所采集的作為所述命令的所述第一個(gè)命令的部分發(fā)送的過程數(shù)據(jù)上時(shí)，使用所述過程控制例程來采集進(jìn)一步的實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，以用于隨后對(duì)所述服務(wù)器的命令。27.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括將所述控制器數(shù)據(jù)從所述服務(wù)器例程發(fā)送到所述控制設(shè)備外的一個(gè)第二設(shè)備。28.如權(quán)利要求22所述的方法，包括通過所述服務(wù)器例程，同時(shí)處理來自所述過程控制例程的多個(gè)命令。29.如權(quán)利要求28所述的方法，包括根據(jù)與所述多個(gè)命令有關(guān)的優(yōu)先權(quán)信息，確定處理所述多個(gè)命令的順序。30.如權(quán)利要求28所述的方法，包括使用一個(gè)隊(duì)列，在所述服務(wù)器例程處理所述多個(gè)命令。31.如權(quán)利要求22所述的方法，其中"在所述過程控制設(shè)備的所述處理器上執(zhí)行所述過程控制例程，以便對(duì)所述過程實(shí)施聯(lián)機(jī)過程控制操作"的步驟包括在所述過程控制例程的每個(gè)執(zhí)行期、在一個(gè)處理器上執(zhí)行所述過程控制例程一次；并且其中"從所述過程控制例程發(fā)出所述一個(gè)或多個(gè)命令到所述服務(wù)器例程"的步驟包括在所述過程控制例程的每個(gè)執(zhí)行期、從所述過程控制例程發(fā)出一個(gè)命令到所述服務(wù)器例程少于一次。32.如權(quán)利要求22所述的方法，包括在其上執(zhí)行所述服務(wù)器例程的相同的處理器上執(zhí)行所述過程控制例程。33.如權(quán)利要求22所述的方法，包括在部署在一個(gè)控制設(shè)備中的一個(gè)第一處理器上執(zhí)行所述過程控制例程，及在部署在所述控制設(shè)備中的一個(gè)第二處理器上執(zhí)行所述服務(wù)器例程，其中所述第二處理器與所述第一處理器分離。34.—種控制過程的方法，包括通過在一個(gè)單一過程控制設(shè)備的一個(gè)處理器上執(zhí)行多個(gè)過程控制例程，在所述過程控制設(shè)備中實(shí)施所述多個(gè)過程控制例程，以便對(duì)所述過程實(shí)施多個(gè)聯(lián)機(jī)過程控制操作；在所述過程控制設(shè)備中實(shí)施一個(gè)服務(wù)器例程，所述服務(wù)器例程包括一個(gè)支持算法，包括在所述過程控制設(shè)備的一個(gè)處理器上執(zhí)行所述服務(wù)器例程；在不同時(shí)間從所述多個(gè)過程控制例程的每個(gè)過程控制例程發(fā)出至少一個(gè)命令到所述服務(wù)器例程；為響應(yīng)來自所述多個(gè)過程控制例程的所述命令中的每個(gè)命令，運(yùn)行所述服務(wù)器中的所述支持算法在與所述多個(gè)過程控制例程的其中之一有關(guān)的過程數(shù)據(jù)上，以便為所述多個(gè)過程控制例程的所述其中之一產(chǎn)生控制器數(shù)據(jù)；以及使用由所述多個(gè)過程控制例程中的所述服務(wù)器例程產(chǎn)生的所述控制器數(shù)據(jù)，實(shí)施所述多個(gè)過程控制例程實(shí)施所述多個(gè)聯(lián)機(jī)過程控制操作的方式。35.如權(quán)利要求34所述的方法，包括在所述過程控制設(shè)備的一個(gè)處理器上執(zhí)行所述服務(wù)器例程，其執(zhí)行與在所述過程控制設(shè)備的一個(gè)處理器上執(zhí)行所述多個(gè)過程控制例程異步。36.如權(quán)利要求34所述的方法，其中運(yùn)行所述支持算法的步驟包括執(zhí)行一個(gè)過程模型產(chǎn)生例程來產(chǎn)生一個(gè)過程模型。37.如權(quán)利要求36所述的方法，包括在所述多個(gè)過程控制例程的其中之一采集實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，及將所采集的實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)作為來自所述多個(gè)過程控制例程的所述其中之一的一個(gè)命令的部分，發(fā)送到所述服務(wù)器例程。38.如權(quán)利要求34所述的方法，包括使用所述服務(wù)器例程來同時(shí)處理來自所述多個(gè)過程控制例程中的不同過程控制例程的多個(gè)命令。39.如權(quán)利要求38所述的方法，包括根據(jù)與所述多個(gè)命令有關(guān)的優(yōu)先權(quán)信息，確定處理所述多個(gè)命令的順序。40.—種過程控制系統(tǒng)，包括多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備部署在一個(gè)過程設(shè)備環(huán)境，以執(zhí)行測(cè)量及過程參數(shù)操縱功能；一個(gè)過程控制器，所述過程控制器通信連接到所述多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，所述過程控制器包括一個(gè)存儲(chǔ)器；一個(gè)或多個(gè)處理器；一個(gè)或多個(gè)控制例程，所述控制例程存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器并可以在一個(gè)處理器上執(zhí)行，以便使用所述多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備來實(shí)施一個(gè)或多個(gè)控制環(huán)路；及一個(gè)服務(wù)器，所述服務(wù)器存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器并可以在一個(gè)處理器上執(zhí)行，所述服務(wù)器包括在一個(gè)處理器上執(zhí)行的一個(gè)支持算法；其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程與所述服務(wù)器互動(dòng)，以促使所述服務(wù)器執(zhí)行所述支持算法以產(chǎn)生控制器數(shù)據(jù)，并且其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程使用所述控制器數(shù)據(jù)來執(zhí)行與一個(gè)或多個(gè)控制環(huán)路有關(guān)的控制活動(dòng)；以及另一設(shè)備，所述設(shè)備通信連接到所述過程控制器，以便與所述服務(wù)器互動(dòng)。41.如權(quán)利要求40所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述進(jìn)一步的設(shè)備包括一個(gè)數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)由所述服務(wù)器產(chǎn)生的所述控制器數(shù)據(jù)。42.如權(quán)利要求40所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述進(jìn)一步的設(shè)備是一個(gè)用戶界面設(shè)備，其使得用戶能夠重新配置所述服務(wù)器。43.如權(quán)利要求42所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述用戶界面設(shè)備使得所述用戶能夠修改由所述服務(wù)器運(yùn)行的所述支持算法。44.如權(quán)利要求42所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述用戶界面設(shè)備使得用戶能夠刪除存儲(chǔ)在所述服務(wù)器中的控制器數(shù)據(jù)。45.如權(quán)利要求40所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程使用命令來與所述服務(wù)器互動(dòng)，并且其中所述服務(wù)器包括一個(gè)隊(duì)列，以用于存儲(chǔ)有關(guān)使用所述支持算法來處理所述命令的順序的信息。46.如權(quán)利要求45所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述服務(wù)器包括一個(gè)調(diào)度器，所述調(diào)度器根據(jù)每個(gè)所述命令的優(yōu)先權(quán)，將所述信息置于所述隊(duì)列。47.如權(quán)利要求40所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述支持算法是過程模型產(chǎn)生算法。48.如權(quán)利要求47所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的其中之一是自適應(yīng)控制例程，所述自適應(yīng)控制例程根據(jù)所述過程的過程模型更改其控制操作。49.如權(quán)利要求47所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述服務(wù)器進(jìn)一步包括一個(gè)模型存儲(chǔ)塊，所述模型存儲(chǔ)塊存儲(chǔ)由所述過程模型產(chǎn)生算法產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)過程模型。50.如權(quán)利要求40所述的過程控制系統(tǒng)，其中所述服務(wù)器在所述過程控制器的一個(gè)第一處理器上執(zhí)行，其執(zhí)行與在所述過程控制器的所述第一處理器上執(zhí)行的所述一個(gè)或多個(gè)控制例程異步。51.如權(quán)利要求40所述的過程控制系統(tǒng)，其中所迷一個(gè)或多個(gè)控制例程的其中之一在每個(gè)執(zhí)行期執(zhí)行一次，并且其中所述一個(gè)或多個(gè)控制例程的其中之一通過發(fā)送一個(gè)命令，與所述服務(wù)器互動(dòng)，以促使所述服務(wù)器執(zhí)"f于所述支持算法，以便以少于每個(gè)執(zhí)行期一次的速率產(chǎn)生控制器數(shù)據(jù)。52.如權(quán)利要求40所述的過程控制系統(tǒng)，其中所迷過程控制器是一對(duì)冗余過程控制器的一個(gè)主過程控制器設(shè)備，并進(jìn)一步包括一個(gè)冗余過程控制器設(shè)備，所述冗余過程控制器設(shè)備通信連接到主過程控制器設(shè)備及通信連接到所述多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，所述冗余過程控制器設(shè)備包括另一存儲(chǔ)器、另一處理器、存儲(chǔ)在所述進(jìn)一步的存儲(chǔ)器的所迷一個(gè)或多個(gè)控制例程的一個(gè)拷貝、及存儲(chǔ)在所述進(jìn)一步的存儲(chǔ)器的所述服務(wù)器的一個(gè)拷貝，其中所述主過程控制器設(shè)備與所述冗余過程控制器設(shè)備進(jìn)行通信，以使所述服務(wù)器的所述拷貝保持與所述服務(wù)器同步，從而使所述服務(wù)器的所迷拷貝在控制從所述主過程控制器設(shè)備轉(zhuǎn)換到所述冗余過程控制器設(shè)備時(shí)，能夠繼續(xù)操作。全文摘要本發(fā)明公開了一種集成于過程控制網(wǎng)絡(luò)的分析服務(wù)器。一種過程控制系統(tǒng)集成在相同的控制設(shè)備中用于執(zhí)行某些計(jì)算代價(jià)昂貴過程控制功能(比如自適應(yīng)模型產(chǎn)生及調(diào)諧參數(shù)產(chǎn)生)的過程控制數(shù)據(jù)的采集及分析，在所述相同的控制設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)過程控制例程被實(shí)施，從而為所述過程控制例程提供更快捷及更有效率的支持。這種系統(tǒng)通過集成一個(gè)分析服務(wù)器來取代使用多個(gè)處理設(shè)備的分層方式，所述分析服務(wù)器執(zhí)行計(jì)算代價(jià)昂貴分析，這些分析由一個(gè)或多個(gè)控制例程直接用于所述一個(gè)或多個(gè)控制例程所在的實(shí)時(shí)控制設(shè)備。這個(gè)集成為由特定設(shè)備控制的多個(gè)過程環(huán)路提供以快捷及有效的方式分析大量數(shù)據(jù)的能力。文檔編號(hào)G05B19/418GK101196740SQ200710151600公開日2008年6月11日申請(qǐng)日期2007年9月28日優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日發(fā)明者彼得·沃瓊斯尼斯,戴維·R·丹尼森,阿希什·梅赫塔,馬提·J·里維斯申請(qǐng)人:費(fèi)舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司