用于改進(jìn)控制系統(tǒng)可靠性的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】在一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)被配置成從控制系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括配置管理系統(tǒng)，該配置管理系統(tǒng)被配置成基于數(shù)據(jù)來(lái)管理用于控制系統(tǒng)的硬件配置和軟件配置。該系統(tǒng)還包括：規(guī)則引擎，該規(guī)則引擎被配置成通過(guò)使用規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)，使用數(shù)據(jù)作為輸入并且輸出健康評(píng)價(jià)，該規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)被配置成存儲(chǔ)至少一個(gè)規(guī)則；以及報(bào)告發(fā)生器，該報(bào)告發(fā)生器被配置成為控制系統(tǒng)提供健康評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)還包括規(guī)則編輯器，該規(guī)則編輯器被配置成產(chǎn)生至少一個(gè)規(guī)則、更新該至少一個(gè)規(guī)則、刪除該至少一個(gè)規(guī)則、或其組合。
【專利說(shuō)明】用于改進(jìn)控制系統(tǒng)可靠性的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文中所公開的主題涉及可靠性操作，并且更具體地，涉及控制器可靠性操作。

【背景技術(shù)】
[0002] 包括工業(yè)控制系統(tǒng)在內(nèi)的控制系統(tǒng)可以包括參與過(guò)程的多個(gè)部件和子系統(tǒng)。例 如，控制器可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器、I/O子系統(tǒng)、存儲(chǔ)器等?？刂破骺梢圆僮餍缘芈?lián)接 到多個(gè)系統(tǒng)并且例如用于控制工業(yè)過(guò)程。然而，控制系統(tǒng)可能是復(fù)雜的，包括很多相關(guān)的部 件和子系統(tǒng)。因此，識(shí)別或預(yù)報(bào)控制系統(tǒng)操作的可靠性可能是困難并且耗費(fèi)時(shí)間的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 下文對(duì)與原始要求保護(hù)的發(fā)明的范圍相符的某些實(shí)施例進(jìn)行概述。并不期望這些 實(shí)施例對(duì)所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，相反，這些實(shí)施例僅僅旨在提供對(duì)本發(fā)明的 可能形式的簡(jiǎn)要概括。事實(shí)上，本發(fā)明可以包括多種形式，這些形式可以與下文所闡述的實(shí) 施例相似或不同。
[0004] 在第一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)被配置成從控制 系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括配置管理系統(tǒng)，該配置管理系統(tǒng)被配置成基于數(shù)據(jù)來(lái)管理用 于控制系統(tǒng)的硬件配置和軟件配置。該系統(tǒng)還包括：規(guī)則引擎，該規(guī)則引擎被配置成通過(guò)使 用規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)，使用數(shù)據(jù)作為輸入并且輸出健康評(píng)價(jià)，該規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)被配置成存儲(chǔ)至少一 個(gè)規(guī)則；以及報(bào)告發(fā)生器，該報(bào)告發(fā)生器被配置成為控制系統(tǒng)提供健康評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)還包括 規(guī)則編輯器，該規(guī)則編輯器被配置成產(chǎn)生至少一個(gè)規(guī)則、更新該至少一個(gè)規(guī)則、刪除該至少 一個(gè)規(guī)則、或其組合。
[0005] 在第二實(shí)施例中，一種方法包括通過(guò)使用規(guī)則編輯器來(lái)輸入至少一個(gè)控制系統(tǒng)健 康評(píng)價(jià)規(guī)則、和采集與控制系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)。該方法還包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。該方法還包 括通過(guò)使用至少一個(gè)控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以獲得數(shù)據(jù)分析結(jié)果、以及基 于數(shù)據(jù)分析結(jié)果來(lái)得到控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)。
[0006] 在第三實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括非短暫性機(jī)器可讀介質(zhì)，該非短暫性機(jī)器可讀介 質(zhì)存儲(chǔ)代碼，該代碼被配置成插入規(guī)則、更新規(guī)則、刪除規(guī)則、或其組合。該代碼還被配置成 采集與控制系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及通過(guò)使用規(guī)則來(lái)對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以獲得數(shù)據(jù) 分析結(jié)果。該代碼還被配置成基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果來(lái)得到控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007] 當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面、以及優(yōu)點(diǎn)將 變得更好理解，其中相似的附圖標(biāo)記在全部附圖中代表相似的元件，在附圖中：
[0008] 圖1是控制系統(tǒng)健康顧問(wèn)的實(shí)施例的信息流程圖，該控制系統(tǒng)健康顧問(wèn)通信地聯(lián) 接到包括控制系統(tǒng)的工廠；
[0009] 圖2是圖1的控制系統(tǒng)健康顧問(wèn)的實(shí)施例的示意圖，該控制系統(tǒng)健康顧問(wèn)通信地 聯(lián)接到控制系統(tǒng)；
[0010]圖3是圖1的控制系統(tǒng)健康顧問(wèn)的實(shí)施例的方框圖；
[0011]圖4是用于提供和使用對(duì)控制系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)的過(guò)程的實(shí)施例的流程圖；以及[0012]圖5是圖1的控制系統(tǒng)健康顧問(wèn)的實(shí)施例的在線信息流程圖，該控制系統(tǒng)健康顧 問(wèn)聯(lián)接到包括控制系統(tǒng)的工廠。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下文將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例進(jìn)行描述。為了提供對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn) 明描述，說(shuō)明書中可能不會(huì)對(duì)實(shí)際實(shí)施方式的所有特征進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，在開發(fā)任何這 種實(shí)際實(shí)施方式的過(guò)程中，像在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中一樣，必須進(jìn)行多種實(shí)施方式特定 的判定，以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)（例如遵守系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束），所述特定目標(biāo) 可能隨著實(shí)施方式的不同而發(fā)生變化。此外，應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí) 間的，但是無(wú)論如何，對(duì)于受益于本發(fā)明的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，這是設(shè)計(jì)、加工和制 造的常規(guī)任務(wù)。
[0014] 當(dāng)引入本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞"一"和"所述"意在表示具有元件中 的一個(gè)或多個(gè)元件。術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"和"具有"旨在包含性的并且意味著除了所列出 的元件還可能具有另外的元件。
[0015] 在某些實(shí)施例中，對(duì)工業(yè)過(guò)程以及相關(guān)機(jī)械設(shè)備的操作的控制可以由控制系統(tǒng)來(lái) 提供。在這些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以被實(shí)施成適于接收輸入（例如，過(guò)程輸入）、對(duì)輸入進(jìn) 行處理、以及得到用于控制機(jī)械設(shè)備或過(guò)程（例如發(fā)電過(guò)程）的某些控制動(dòng)作的硬件和軟 件部件的組合，如下文更詳細(xì)地描述的。然而，控制系統(tǒng)可能例如由于較舊的硬件和軟件而 不是那樣可靠。
[0016] 可以使用某些校正維護(hù)（CM)技術(shù)，用于在意外維護(hù)事件之后修復(fù)或更新控制器。 然而，由于CM技術(shù)典型地在意外事件之后應(yīng)用，因此控制過(guò)程可能停止直到控制系統(tǒng)被帶 回期望操作條件為止。本文中所描述的創(chuàng)新技術(shù)，包括預(yù)測(cè)健康監(jiān)測(cè)（PHM)技術(shù)使得在識(shí) 別控制系統(tǒng)問(wèn)題發(fā)生之前識(shí)別該問(wèn)題的預(yù)防性或預(yù)報(bào)性方法成為可能。因此，可以優(yōu)先執(zhí) 行例如控制系統(tǒng)更新、部件更換、供應(yīng)鏈下單等的維護(hù)動(dòng)作，并且控制系統(tǒng)可以被保持在操 作狀態(tài)下較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。事實(shí)上，控制過(guò)程和相關(guān)機(jī)械設(shè)備的停止可以基本被最小化或 消除。
[0017]在某些實(shí)施例中，控制器健康顧問(wèn)軟件工具套件中可以例如使用適于分析和得到 對(duì)控制系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)的在線數(shù)據(jù)流程。通過(guò)使用在線數(shù)據(jù)流程，可以更快速地（例如，接 近實(shí)時(shí)、實(shí)時(shí)）提供健康評(píng)價(jià)，并且例如遠(yuǎn)程服務(wù)中心和分析子系統(tǒng)的子系統(tǒng)可以被布置 在任何期望的地理位置處。此外，健康評(píng)價(jià)和相關(guān)數(shù)據(jù)可以分布在整個(gè)在線數(shù)據(jù)流程中，因 此向任何數(shù)量的感興趣的實(shí)體提供可執(zhí)行信息。健康評(píng)價(jià)可以包括控制器準(zhǔn)備狀態(tài)、控制 器推薦（例如，更新推薦、部件更換推薦、部件訂貨推薦）、配置報(bào)告、預(yù)警報(bào)告（例如，預(yù)警 停機(jī)報(bào)告）和基于訪問(wèn)的報(bào)告（例如，基于角色的訪問(wèn)報(bào)告）。健康顧問(wèn)套件還可以包括離 線部件，用于在健康顧問(wèn)套件通信地直接聯(lián)接到控制系統(tǒng)、或者間接聯(lián)接到控制系統(tǒng)的同 時(shí)執(zhí)行健康評(píng)價(jià)。此外，可以實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)地提供健康評(píng)價(jià)。可以連續(xù)得到健康評(píng)價(jià)并 且將其用于更新或改進(jìn)控制系統(tǒng)，因此提供對(duì)控制系統(tǒng)的健康的最新預(yù)測(cè)。
[0018] 考慮到上文并且現(xiàn)在參照?qǐng)D1，附圖是示出了控制器健康顧問(wèn)系統(tǒng)10的實(shí)施例的 信息流程圖，該控制器健康顧問(wèn)系統(tǒng)10可以通信地聯(lián)接到控制系統(tǒng)12。健康顧問(wèn)系統(tǒng)10可 以包括存儲(chǔ)于機(jī)器可讀介質(zhì)中并且被計(jì)算裝置（例如，計(jì)算機(jī)、平板電腦、膝上型電腦、筆 記本、手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理）用于實(shí)施本文中所公開的技術(shù)的非短暫性代碼或指令?？刂葡?統(tǒng)12例如可以用于控制電廠14。電廠14可以是任何類型的發(fā)電廠14,并且可以包括渦輪 機(jī)械，例如燃?xì)鉁u輪機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)、水輪機(jī)、泵、和/或壓縮機(jī)。應(yīng)當(dāng)注意到， 在某些實(shí)施例中，控制器12可以用于控制多種其它的機(jī)械設(shè)備，并且可以布置于任何工業(yè) 廠房（例如，制造廠、化工廠、煉油廠）中。工廠14例如可以包括氣化系統(tǒng)、渦輪系統(tǒng)、氣體 處理系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、或其組合。
[0019] 健康顧問(wèn)系統(tǒng)10可以包括健康顧問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)16、健康顧問(wèn)套件（例如，軟件和/或 硬件工具套件）18和知識(shí)庫(kù)20。健康顧問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)16可以存儲(chǔ)例如基于規(guī)則的信息，所述基 于規(guī)則的信息詳細(xì)說(shuō)明控制系統(tǒng)12的工作和可能配置的專家知識(shí)、以及用于對(duì)控制系統(tǒng) 12的健康進(jìn)行推導(dǎo)或預(yù)報(bào)的知識(shí)。例如，健康顧問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)16可以包括可用于預(yù)報(bào)與控制 系統(tǒng)12相關(guān)的健康、配置、和/或發(fā)生不期望維護(hù)事件（例如，電源故障、處理器核故障、輸 入/輸出[I/O]包故障、內(nèi)存不足、總線連接松動(dòng)）的概率的專家系統(tǒng)規(guī)則（例如，前向鏈 接專家系統(tǒng)、反向鏈接專家系統(tǒng)）、回歸模型（例如，線性回歸、非線性回歸）、模糊邏輯模型 (例如，預(yù)報(bào)模糊邏輯模型）、以及其它的預(yù)報(bào)模型（例如，馬爾可夫鏈模型、貝葉斯模型、支 持向量機(jī)模型）。
[0020] 知識(shí)庫(kù)20可以包括對(duì)控制系統(tǒng)12提問(wèn)或問(wèn)題的一個(gè)或多個(gè)回答，包括與控制器 配置、意外問(wèn)題、已知硬件或軟件問(wèn)題、服務(wù)更新、和/或用戶手冊(cè)相關(guān)的回答。健康顧問(wèn)套 件18可以基于新的信息來(lái)更新知識(shí)庫(kù)20,例如控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)24。此外，提供在線壽命 周期支持工具22。在線壽命周期支持工具22可以使用健康顧問(wèn)套件18和知識(shí)庫(kù)20來(lái)提 供對(duì)電廠14的客戶26的支持。例如，客戶26可以通過(guò)使用網(wǎng)頁(yè)瀏覽器、客戶端、虛擬專用 網(wǎng)絡(luò)（VPN)連接等來(lái)連接到在線壽命周期支持工具22,并且通過(guò)在線壽命周期支持工具22 來(lái)訪問(wèn)由知識(shí)庫(kù)20、以及健康顧問(wèn)套件18和/或健康評(píng)價(jià)24提供的回答。
[0021] 在線壽命周期支持工具22可以被其它實(shí)體類似地使用，例如擔(dān)任對(duì)提供給工廠 14的合同服務(wù)進(jìn)行管理的工作的合同履行管理者（CPM)、和/或擔(dān)任向工廠14提供信息技 術(shù)和/或其它的系統(tǒng)支持的工作的技術(shù)助理（TA)。例如，可以向工廠14提供由CPM和TA 支持的合同維護(hù)服務(wù)（例如，檢測(cè)、修復(fù)、改造、部件更換、部件更新）、服務(wù)等級(jí)協(xié)定（SLA) 等。
[0022] 健康評(píng)價(jià)24例如可以用于允許新產(chǎn)品導(dǎo)入（NPI) 28和/或根本原因分析 (RCA) 30。例如，在健康評(píng)價(jià)24中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題可以有助于識(shí)別與用于控制系統(tǒng)12的新的硬 件或軟件部件的導(dǎo)入（例如，NPI28)、或者控制系統(tǒng)12的較新版本的導(dǎo)入相關(guān)的問(wèn)題。被 識(shí)別出的問(wèn)題隨后可以用于得到RCA30。例如，健康顧問(wèn)套件18可以使用例如故障樹分析、 線性回歸分析、非線性回歸分析、馬爾可夫建模、可靠性框圖（RBD)、風(fēng)險(xiǎn)圖、和/或保護(hù)層 分析（L0PA)的技術(shù)。RCA30隨后可以用于重組或以其它方式更新控制系統(tǒng)12從而解決所 發(fā)現(xiàn)的任何問(wèn)題。
[0023] 健康評(píng)價(jià)24和/或知識(shí)庫(kù)20還可以用于得到工程機(jī)會(huì)32和收益機(jī)會(huì)34。例如， 控制器使用模式（處理器使用、存儲(chǔ)器使用、網(wǎng)絡(luò)使用、程序日志）、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)、常見問(wèn)答等 可以用于得到控制系統(tǒng)12的工程變化。所述工程變化可以包括改變存儲(chǔ)器分頁(yè)方案、存儲(chǔ) 器分配算法、應(yīng)用CPU優(yōu)化（例如，指定進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、指定線程優(yōu)先級(jí)）、應(yīng)用編程優(yōu)化（例 如，識(shí)別和重寫程序瓶頸、使用改進(jìn)的存儲(chǔ)器分配、使用處理器專用指令）、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 (例如，改變傳輸/接收速率、幀尺寸、保有時(shí)間（TTL)限制）等。
[0024] 收益機(jī)會(huì)34也可以被識(shí)別和執(zhí)行。例如，健康評(píng)價(jià)24可以基于適于改進(jìn)控制系 統(tǒng)12的性能的期望的成本或預(yù)算結(jié)構(gòu)來(lái)詳細(xì)說(shuō)明對(duì)控制系統(tǒng)12的某些更新。更新可以包 括軟件和/或硬件更新，例如集散控制系統(tǒng)（DCS)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES)、監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集 (SCADA)系統(tǒng)、人機(jī)界面（HMI)系統(tǒng)、輸入/輸出系統(tǒng)（例如，I/O包）、存儲(chǔ)器、處理器、網(wǎng) 絡(luò)接口、電源、和/或通信總線的較新版本。通過(guò)使用健康顧問(wèn)組件18來(lái)得到健康評(píng)價(jià)24， 本文中所描述的技術(shù)可以允許更高效和安全的電廠14、以及使操作成本最小化。
[0025] 圖2是示意圖，其中示出了通信地聯(lián)接到健康顧問(wèn)套件18的控制系統(tǒng)12的實(shí)施 例?？刂葡到y(tǒng)12可以包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36,該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36適于執(zhí)行多種控制和監(jiān)測(cè)應(yīng) 用、以及提供工程師或技術(shù)人員可以通過(guò)其監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)12的部件的操作者接口。因此， 計(jì)算機(jī)36包括可以用于對(duì)計(jì)算機(jī)指令進(jìn)行處理的處理器38、以及可以用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指 令和其它數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器40。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36可以包括適于運(yùn)行軟件應(yīng)用的任何類型的計(jì) 算裝置，例如膝上型電腦、工作站、平板電腦、或手持便攜式裝置（例如，個(gè)人數(shù)字助理或手 機(jī)）。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36可以包括多種硬件和/或操作系統(tǒng)平臺(tái)中的任何一個(gè)。根據(jù) 一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算機(jī)36可以主控工業(yè)控制軟件，例如人機(jī)界面（HMI)軟件42、制造執(zhí)行系統(tǒng) (MES)44、集散控制系統(tǒng)（DCS)46、和/或監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA)系統(tǒng)48。HMI42、MES44、 DCS46、和/或SCADA50可以被存儲(chǔ)成存儲(chǔ)于非短暫性可觸計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)（例如計(jì)算機(jī)36 的存儲(chǔ)器40)上的可執(zhí)行編碼指令。例如，計(jì)算機(jī)36可以主控可購(gòu)自紐約斯卡奈塔第的通 用電氣公司的ControlST?和/或ToolboxST?軟件。
[0026] 健康顧問(wèn)18可以通過(guò)直接或間接技術(shù)通信地聯(lián)接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36。例如，信號(hào)管 道（例如，電纜、無(wú)線路由器）可以用于將健康顧問(wèn)18直接聯(lián)接到計(jì)算機(jī)38。類似地，文件 傳輸機(jī)制（例如，遠(yuǎn)程桌面協(xié)議（rdp)、文件傳輸協(xié)議（ftp)、手動(dòng)傳輸）可以用于間接發(fā)送 或接收數(shù)據(jù)，例如文件。此外，當(dāng)健康顧問(wèn)18定位在云50中并且與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36直接或 間接通信時(shí)，可以使用云50計(jì)算技術(shù)。
[0027] 健康顧問(wèn)套件18可以包括數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)54、配置管理系統(tǒng)56和規(guī)則引擎60。 在某些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)54可以收集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，例如代表控制系統(tǒng)12的狀態(tài)、 健康和操作條件的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)54可以連續(xù)操作，并且可以包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng) 絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)、文件等，有助于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和更新所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。配置管理系統(tǒng)56可以用于管理 用于構(gòu)造控制系統(tǒng)12的軟件和/或硬件部件的各種配置。事實(shí)上，控制系統(tǒng)12可以包括 多個(gè)軟件和/或硬件部件，每一個(gè)部件都具有一個(gè)或多個(gè)版本。這些版本的部件可以作為 合同服務(wù)協(xié)定的一部分被制造商包裝到控制系統(tǒng)12中，并且/或者可以被提供成交易服務(wù) 協(xié)定（例如，單獨(dú)購(gòu)買）的一部分。規(guī)則引擎58可以用于允許得到健康評(píng)價(jià)24,如下文參 照?qǐng)D3-7更詳細(xì)地描述的。
[0028] 此外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36和健康顧問(wèn)18可以通信地連接至工廠數(shù)據(jù)高速通道60,該 工廠數(shù)據(jù)高速通道60適于允許圖示的計(jì)算機(jī)36與其它計(jì)算機(jī)36和/或健康顧問(wèn)18之間 的通信。事實(shí)上，工業(yè)控制系統(tǒng)12可以包括通過(guò)工廠數(shù)據(jù)高速通道60、或者通過(guò)其它數(shù)據(jù) 總線（例如，局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）互連的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36。在圖示實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36 和健康顧問(wèn)18可以進(jìn)一步通信地連接至單位數(shù)據(jù)高速通道62,該單位數(shù)據(jù)高速通道62適 于將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36和健康顧問(wèn)18通信地聯(lián)接到工業(yè)控制器系統(tǒng)64。在其它實(shí)施例中，其 它的數(shù)據(jù)總線（例如，直接布線、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）可以用于將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36和健康顧問(wèn)18 聯(lián)接到工業(yè)控制器64。
[0029] 工業(yè)控制器64可以包括處理器66,該處理器66適于執(zhí)行有助于使多個(gè)工廠設(shè)備 (例如渦輪系統(tǒng)68、溫度傳感器70、閥72和泵74)自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)指令或控制邏輯。工業(yè) 控制器64還可以包括存儲(chǔ)器76,該存儲(chǔ)器76用于存儲(chǔ)例如控制代碼（例如，計(jì)算機(jī)指令和 其它數(shù)據(jù)）。例如，控制器64可以存儲(chǔ)以國(guó)際電工委員會(huì)（IEC)61804語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)、順序功能 圖（SFC)、梯形邏輯編寫的一個(gè)或多個(gè)功能塊，或者以其它的編程語(yǔ)言、以控制代碼編寫的 程序。在一個(gè)實(shí)施例中，控制代碼可以被包含在配置文件65中。除此之外或備選地，配置 文件65可以包括用于控制器的配置參數(shù)，例如實(shí)例化功能塊（例如，將被裝載到存儲(chǔ)器中 的功能塊）、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、編碼同步和定時(shí)、I/O配置等。
[0030] 工業(yè)控制器64可以與多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置通信，包括但不限于流量計(jì)、pH傳感器、溫度 傳感器、振動(dòng)傳感器、間隙傳感器（例如，測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間的距離）、壓力傳感 器、泵、致動(dòng)器、閥等。在一些實(shí)施例中，工業(yè)控制器64可以是可購(gòu)自紐約斯卡奈塔第的通 用電氣公司的三重模塊冗余（TMR)Mark?VIe控制器系統(tǒng)。通過(guò)包括三個(gè)處理器，TMR控制 器64可以提供冗余或容錯(cuò)操作。在其它實(shí)施例中，控制器64可以包括單個(gè)處理器、或雙處 理器。
[0031] 在圖示實(shí)施例中，渦輪系統(tǒng)68、溫度傳感器70、閥72和泵74通過(guò)使用適于I/O網(wǎng) 絡(luò)82與H1網(wǎng)絡(luò)84之間接口的連接裝置78和80來(lái)通信地連接至工業(yè)控制器64和/或健 康顧問(wèn)18。例如，連接裝置78和80可以包括可購(gòu)自德國(guó)哈爾的Softing AG公司的FG-100 連接裝置。額外的現(xiàn)場(chǎng)裝置86(例如，傳感器、泵、閥、致動(dòng)器）可以通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)輸 入/輸出（I/O)包88經(jīng)由I/O網(wǎng)絡(luò)82通信地聯(lián)接到控制器64和/或健康顧問(wèn)18。I/O 包88均可以包括用于執(zhí)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的微處理器90,例如可購(gòu)自加拿大安大略滑鐵盧 的 QNX Software Systems/Research in Motion (RIM)公司的QNX*。每一個(gè) I/O 包 88 還 可以包括用于存儲(chǔ)計(jì)算指令和其它數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器92、以及用于監(jiān)測(cè)I/O包88中的環(huán)境溫度 的一個(gè)或多個(gè)傳感器94,例如溫度傳感器。在其它實(shí)施例中，渦輪系統(tǒng)68、溫度傳感器70、 閥72、泵74、和/或現(xiàn)場(chǎng)裝置86可以通過(guò)使用直接布線（例如，通過(guò)接線板）或者間接裝 置（例如，文件傳輸）連接至控制器64和/或健康顧問(wèn)18。
[0032] 如圖所示，連接裝置78和80可以分別包括用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令的處理器96和 98,并且還可以包括用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令和其它數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器100和102。在一些實(shí)施例 中，I/O網(wǎng)絡(luò)82可以是100兆比特（MB)高速以太（HSE)網(wǎng)絡(luò)，并且H1網(wǎng)絡(luò)84可以是31. 25 千比特/秒的網(wǎng)絡(luò)。因此，通過(guò)I/O網(wǎng)絡(luò)82傳輸和接收的數(shù)據(jù)隨后可以由H1網(wǎng)絡(luò)84傳輸 和接收。S卩，連接裝置78和80可以用作I/O網(wǎng)絡(luò)82與H1網(wǎng)絡(luò)84之間的紐帶。例如，I/O 網(wǎng)絡(luò)82上的較高速的數(shù)據(jù)可以被緩沖，并且隨后以合適的速度在H1網(wǎng)絡(luò)84上傳輸。因此， 多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置可以連接到工業(yè)控制器64、連接結(jié)到計(jì)算機(jī)36、并且/或者聯(lián)結(jié)到健康顧問(wèn) 18。例如，現(xiàn)場(chǎng)裝置68、70、72和74可以包括或者可以是工業(yè)裝置，例如包括對(duì)Foundation HI雙向通信協(xié)議的支持的Fieldbus Foundation?裝置?，F(xiàn)場(chǎng)裝置68、70、72、74和86還 可以包括對(duì)其它通信協(xié)議的支持，例如在HART+K)CommunicationFoundation(HCF)協(xié)議 和 ProfibusNutzerOrganizatione.V. (PNO)協(xié)議中找到的通信協(xié)議。
[0033] 圖3是健康顧問(wèn)套件18的實(shí)施例的方框圖，其中示出了將輸入106轉(zhuǎn)化成健康評(píng) 價(jià)24。通過(guò)使用輸入106來(lái)得到健康評(píng)價(jià)24,健康顧問(wèn)套件18可以允許對(duì)控制系統(tǒng)12的 健康的最新預(yù)測(cè)，并且可以用于得到工廠14的NPI28、RCA30、工程機(jī)會(huì)32、和/或收益機(jī)會(huì) 34。如上所述，健康顧問(wèn)套件18可以包括存儲(chǔ)于非短暫機(jī)器可讀介質(zhì)（例如計(jì)算機(jī)、平板 電腦、筆記本、工作站、手機(jī)、和/或其它計(jì)算裝置的存儲(chǔ)器）中的計(jì)算機(jī)指令。在圖示實(shí)施 例中，輸入106可以包括網(wǎng)站軟件108、規(guī)則110、和/或過(guò)程動(dòng)力學(xué)112。
[0034] 網(wǎng)站軟件108可以包括由圖2的控制系統(tǒng)12的部件（例如，HMI42、MES44、DCS46、 計(jì)算機(jī)36、控制器64、連接裝置78、80、1/0包88、工廠數(shù)據(jù)高速通道60、1/0網(wǎng)絡(luò)82、H1網(wǎng) 絡(luò)84、和現(xiàn)場(chǎng)裝置68、70、72、74、86)使用的所有軟件（例如，軟件工具、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟 件、固件、微代碼、顯示驅(qū)動(dòng)器、聲音驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器、1/0系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器）。
[0035] 規(guī)則110可以包括"如果……那么……"規(guī)則，其中"如果"部分被設(shè)定成先行條 件，并且"那么"部分被設(shè)定成先行條件的結(jié)果。規(guī)則還可以包括模糊邏輯規(guī)則、專家系統(tǒng) 規(guī)則（例如，前向鏈接專家系統(tǒng)、反向鏈接專家系統(tǒng)）、遞歸規(guī)則（例如，Prolog規(guī)則）、貝 葉斯推理退則、動(dòng)態(tài)邏輯規(guī)則（例如，模態(tài)邏輯）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則、遺傳算法規(guī)則、或其組合。 可以通過(guò)咨詢領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)專家（例如控制器系統(tǒng)健康專家）來(lái)得到規(guī)則，或者例 如通過(guò)使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)（例如，強(qiáng)化學(xué)習(xí)、決策樹學(xué)習(xí)、歸納邏輯編程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練、聚 類、支持向量機(jī)）來(lái)自動(dòng)得到規(guī)則。
[0036] 可以通過(guò)使用規(guī)則編輯器111來(lái)產(chǎn)生規(guī)則110。在一個(gè)實(shí)施例中，規(guī)則編輯器111 可以作為健康顧問(wèn)套件18的部件被包括。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以單獨(dú)提供規(guī)則編輯器 111和健康套件18。規(guī)則編輯器111可以包括存儲(chǔ)于非短暫性機(jī)器可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)指 令，非短暫性機(jī)器可讀介質(zhì)例如是計(jì)算機(jī)、平板電腦、筆記本、工作站、手機(jī)、和/或其它的 計(jì)算裝置的存儲(chǔ)器。在圖示實(shí)施例中，規(guī)則編輯器111可以用于產(chǎn)生、更新、并且/或者刪 除規(guī)則110中的一個(gè)或多個(gè)。例如，圖6和圖7描述了適于產(chǎn)生、更新、并且/或者刪除規(guī) 則110中的一個(gè)或多個(gè)的屏幕。
[0037] 過(guò)程動(dòng)力學(xué)112可以包括在健康顧問(wèn)18通信地聯(lián)接到控制系統(tǒng)12時(shí)接收到的數(shù) 據(jù)。過(guò)程動(dòng)力學(xué)112數(shù)據(jù)可以包括控制器64、和/或HMI42、MES44、DCS46、SCADA48所發(fā)出 的警報(bào)。類似地，過(guò)程動(dòng)力學(xué)112可以包括存儲(chǔ)器40、76、92、100、102的利用數(shù)據(jù)（例如， 百分比利用、總體利用）、處理器38、66、90、96、98的利用數(shù)據(jù)（例如，被軟件過(guò)程利用、被軟 件應(yīng)用利用）、控制系統(tǒng)12的部件所使用的當(dāng)前配置參數(shù)（例如，存儲(chǔ)器頁(yè)尺寸、虛擬存儲(chǔ) 器頁(yè)、線程優(yōu)先級(jí)、進(jìn)程優(yōu)先級(jí)）、控制器64參數(shù)（例如，主/從配置、1/0參數(shù)）、總線60、 62、和84參數(shù)、1/0包88參數(shù)、連接裝置78、80參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)裝置68、70、72、74、86參數(shù)。
[0038] 在圖示實(shí)施例中，健康顧問(wèn)套件18包括在線114和離線116操作模式，所述在線 114和離線116操作模式可以單獨(dú)或彼此結(jié)合使用。在在線操作模式114中，健康顧問(wèn)可以 例如通過(guò)使用健康顧問(wèn)套件18的數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)54來(lái)不斷接收輸入106,隨后例如通過(guò)使 用健康顧問(wèn)套件18的配置管理56和規(guī)則引擎58來(lái)對(duì)輸入106進(jìn)行處理，以產(chǎn)生健康評(píng)價(jià) 24。在離線操作模式116下，輸入106例如可以被提供成文件集或者被提供成"分批作業(yè)"。 艮P，文件或"分批作業(yè)"可以被提供給數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)54作為預(yù)收集數(shù)據(jù)，該預(yù)收集數(shù)據(jù)隨 后可以被用于產(chǎn)生健康評(píng)價(jià)24。通過(guò)提供離線模式116,健康顧問(wèn)套件18例如可以用于計(jì) 算裝置，該計(jì)算裝置可以與控制器系統(tǒng)12分開。還示出了用戶輸入118。用戶輸入118可 以包括與控制系統(tǒng)12相關(guān)并且由用戶手動(dòng)輸入的數(shù)據(jù)。此外，用戶輸入118可以包括涉及 健康顧問(wèn)18的使用輸入（例如，鍵盤、鼠標(biāo)、聲音），以執(zhí)行某些期望的操作，例如得到健康 評(píng)價(jià)18的操作，包括TMR準(zhǔn)備狀態(tài)報(bào)告120、推薦報(bào)告122、自動(dòng)配置報(bào)告124、預(yù)警126、和 /或基于存取的報(bào)告128。
[0039] TMR準(zhǔn)備狀態(tài)報(bào)告120可以詳細(xì)說(shuō)明TMR控制器64的狀態(tài)，包括任何檢測(cè)到的故 障狀態(tài)、基于報(bào)警日志數(shù)據(jù)的報(bào)警報(bào)告、基于錯(cuò)誤日志數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤報(bào)告，并且還可以通過(guò)使 用輸入106來(lái)得到全部準(zhǔn)備狀態(tài)度量。例如，準(zhǔn)備狀態(tài)度量可以詳細(xì)說(shuō)明總體控制系統(tǒng)12、 以及控制系統(tǒng)12的每一個(gè)部件的近似百分比準(zhǔn)備狀態(tài)（0%-100%)。百分比準(zhǔn)備狀態(tài)的較 高數(shù)量可以表明控制系統(tǒng)12 (或部件）更適于連續(xù)操作，而百分比準(zhǔn)備狀態(tài)的較低數(shù)量可 以表明控制系統(tǒng)12 (或部件）較不適于連續(xù)操作?？梢酝ㄟ^(guò)使用關(guān)注確定控制系統(tǒng)12 (或 部件）的總體操作健康的規(guī)則110中的某些規(guī)則來(lái)得到百分比準(zhǔn)備狀態(tài)。還可以通過(guò)使用 基于輸入的統(tǒng)計(jì)或歷史分析結(jié)果來(lái)得到百分比準(zhǔn)備狀態(tài)，例如泊松分布模型、線性回歸分 析、非線性回歸分析、Weibull分析、故障樹分析、馬爾可夫鏈建模等。
[0040] 推薦報(bào)告122可以包括對(duì)控制系統(tǒng)12的改進(jìn)的推薦。例如，可以推薦某些硬件和 軟件更新或增加。硬件更新可以包括存儲(chǔ)器更新、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更新、處理器更新、更換控制系 統(tǒng)12的部件、更換布線、更換電源等。推薦還可以包括增加某些部件或相關(guān)子系統(tǒng)，例如以 使得能夠較快地控制并且/或者較快地處理數(shù)據(jù)。軟件推薦可以包括更新或更換控制系統(tǒng) 12的軟件部件（例如，HMI42、MES44、DCS46、SCADA48)、操作系統(tǒng)、軟件工具、固件、微代碼、 應(yīng)用等。
[0041] 自動(dòng)配置報(bào)告124可以包括控制系統(tǒng)12的配置的細(xì)節(jié)。配置細(xì)節(jié)可以包括控制 系統(tǒng)12所使用的所有的軟件和硬件部件的清單，包括部件36、38、40、42、44、46、48、50、60、 62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100、和/或102的細(xì)節(jié)。 細(xì)節(jié)可以包括控制系統(tǒng)12所使用的上述部件中的每一個(gè)的數(shù)量、每一個(gè)部件的版本信息 (硬件版本、固件版本、軟件版本、微碼版本）、部件之間的互連（例如，網(wǎng)絡(luò)圖、電路圖、信息 流程圖、程序設(shè)計(jì)流程圖、數(shù)據(jù)庫(kù)圖）、采購(gòu)信息（成本、配送次數(shù)、供應(yīng)商信息）。
[0042] 預(yù)警報(bào)告126可以包括可能導(dǎo)致不期望狀況的事件的清單，例如意外維護(hù)事件或 控制系統(tǒng)12的停止。例如，預(yù)警報(bào)告126可以包括例如內(nèi)存40、76、92、100、102不足、控制 器64冗余丟失、總線60、62、84的低帶寬容量、處理器38、66、90、96、98處理能力不足、部 件 36、38、40、42、44、46、48、50、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、 94、96、98、100和102中的任何一個(gè)的故障、軟件錯(cuò)誤、硬件錯(cuò)誤等。
[0043] 基于存取的報(bào)告128可以是能夠由特定角色（例如系統(tǒng)管理員、工廠經(jīng)營(yíng)者、調(diào)試 工程師、管理者、程序員、控制工程師、采購(gòu)人員、會(huì)計(jì)人員等）讀取的報(bào)告，并且用于執(zhí)行 與上述角色相關(guān)的工作。在一個(gè)實(shí)施例中，基于讀取的報(bào)告128可以基于關(guān)注期望的角色 的用于報(bào)告120、122、124、和/或126中的數(shù)據(jù)。例如，控制工程師角色可以基于報(bào)告120、 122、124和126中所使用的所有的數(shù)據(jù)來(lái)接收?qǐng)?bào)告128,同時(shí)基于采購(gòu)的報(bào)告128可以提煉 數(shù)據(jù)并且展示與采購(gòu)活動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)（例如，制造信息、成本信息、配送次數(shù)信息）。通過(guò)該 方式，來(lái)自報(bào)告120、122、124和126的數(shù)據(jù)可以被提煉并且用于更高效地支持例如系統(tǒng)管 理員、工廠經(jīng)營(yíng)者、調(diào)試工程師、管理者、程序員、控制工程師、采購(gòu)人員、會(huì)計(jì)人員的角色。
[0044] 圖4是用于對(duì)控制系統(tǒng)12進(jìn)行分析并且得到健康評(píng)價(jià)24的過(guò)程130的實(shí)施例的 流程圖?？梢酝ㄟ^(guò)使用存儲(chǔ)于非短暫性機(jī)器可讀介質(zhì)（例如，計(jì)算機(jī)、膝上型電腦、筆記本、 平板電腦、手機(jī)、和/或個(gè)人數(shù)字助理（PDA)的存儲(chǔ)器）中的計(jì)算機(jī)指令來(lái)實(shí)施過(guò)程130。 通過(guò)對(duì)輸入106進(jìn)行分析并且得到健康評(píng)價(jià)24 (例如，TRM準(zhǔn)備狀態(tài)120、推薦122、自動(dòng)配 置報(bào)告124、預(yù)警126、基于存取的報(bào)告128)，過(guò)程130可以允許更高效、可靠和安全的控制 系統(tǒng)12。
[0045] 過(guò)程130可以采集與控制系統(tǒng)12相關(guān)的數(shù)據(jù)（方框132)，例如輸入106。如上所 述，可以直接（例如，通過(guò)電纜或其它管道）或者間接（例如，通過(guò)被加載到存儲(chǔ)介質(zhì)上的 文件，例如CD、DVD、閃存卡、拇指驅(qū)動(dòng)）來(lái)采集數(shù)據(jù)。隨后可以對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 (方框134)。例如，健康評(píng)價(jià)套件18可以使用引擎58和規(guī)則110來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。也 可以使用包括統(tǒng)計(jì)和歷史分析技術(shù)在內(nèi)的其它技術(shù)，例如故障樹分析、線性回歸分析、非線 性回歸分析、馬爾可夫建模、RBD、風(fēng)險(xiǎn)圖、L0PA、泊松分布模型、Weibull分析、和/或馬爾可 夫鏈建模。
[0046] 過(guò)程130隨后可以例如通過(guò)使用如上所述的控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)套件18來(lái)得到 (方框136)控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)24。健康評(píng)價(jià)24隨后可以被提供（方框138)給控制系統(tǒng) 12操作者和/或制造商并且被提供給用戶角色（例如，系統(tǒng)管理員、工廠經(jīng)營(yíng)者、調(diào)試工程 師、管理者、程序員、控制工程師、采購(gòu)人員、會(huì)計(jì)人員），并且被存儲(chǔ)在例如能夠由在線壽命 周期支持工具22存取的知識(shí)庫(kù)20中。如上所述，健康評(píng)價(jià)報(bào)告可以包括TRM準(zhǔn)備狀態(tài)報(bào) 告120、推薦報(bào)告122、自動(dòng)配置報(bào)告124、預(yù)警報(bào)告126和基于存取的報(bào)告128。
[0047] 過(guò)程130隨后可以使用所提供的報(bào)告120、122、124、126、和/或128來(lái)改進(jìn)（方框 140)控制系統(tǒng)12和/或工廠14。例如，控制系統(tǒng)12的部件可以被更換、增加、或升級(jí)。類 似地，可以得到NPI28和RCA30、工程機(jī)會(huì)32和/或收益機(jī)會(huì)34并且將其用于更高效和安 全地操作控制系統(tǒng)12和/或工廠14。
[0048] 參照?qǐng)D5,該附圖是在線信息流程圖，其示出了在線信息流程214的實(shí)施例。即，健 康顧問(wèn)套件18可以通過(guò)多個(gè)在線管道（例如，虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN)、遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程桌面訪 問(wèn)系統(tǒng)）通信地聯(lián)接到多個(gè)工廠10系統(tǒng)。通過(guò)使用在線數(shù)據(jù)流程，可以更快地（例如，接 近實(shí)時(shí)或?qū)崟r(shí)）提供健康評(píng)價(jià)并且例如遠(yuǎn)程服務(wù)中心和分析子系統(tǒng)的子系統(tǒng)可以被布置 在任何期望的地理位置處。此外，健康評(píng)價(jià)以及相關(guān)數(shù)據(jù)可以分布在整個(gè)在線數(shù)據(jù)流中，從 而向任何數(shù)量的感興趣的實(shí)體提供可執(zhí)行信息。實(shí)時(shí)在本文中被定義成以最小的通信延遲 通信或提供數(shù)據(jù)，例如大約2秒以下、1秒以下、100毫秒以下、10毫秒以下、1毫秒以下。接 近實(shí)時(shí)在本文中被定義成以大約3、4、5、6、7、8、9秒以下的通信延遲通信或提供數(shù)據(jù)。
[0049] 在圖示實(shí)施例中，發(fā)電廠14可以通過(guò)管道218通信地聯(lián)接到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)器系統(tǒng)216。 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)器系統(tǒng)216還可以通過(guò)管道220通信地聯(lián)接到控制系統(tǒng)12。如上所述，控制系統(tǒng) 12可以用于控制發(fā)電廠14,并且可以使用管道222用于與發(fā)電廠14的一個(gè)或多個(gè)部件通 f目。
[0050]如上文所述，控制系統(tǒng)12和/或發(fā)電廠14可以產(chǎn)生可由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)器216監(jiān)測(cè)的 多個(gè)數(shù)據(jù)，包括過(guò)程動(dòng)力學(xué)112。數(shù)據(jù)還可以包括與工廠14 (包括渦輪系統(tǒng)68)相關(guān)的數(shù)據(jù) 224,例如原始傳感器數(shù)據(jù)、發(fā)電數(shù)據(jù)、電力使用數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、流率數(shù)據(jù)、燃料 使用數(shù)據(jù)、間隙數(shù)據(jù)（例如，靜止部件與旋轉(zhuǎn)部件之間的距離）等。事實(shí)上，大多數(shù)（如果 不是所有的）電廠14的部件可以由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)器216監(jiān)測(cè)，并且數(shù)據(jù)可以例如通過(guò)管道228 被通信到監(jiān)測(cè)和診斷中心226。監(jiān)測(cè)和診斷中心226可以包括例如與工廠14的部件（包括 渦輪系統(tǒng)68和控制系統(tǒng)12)相關(guān)的制造商專家技術(shù)。監(jiān)測(cè)和診斷中心226可以使用由現(xiàn) 場(chǎng)監(jiān)測(cè)器216通信的數(shù)據(jù)224來(lái)得到用于健康評(píng)價(jià)的特定的知識(shí)產(chǎn)品230。
[0051] 知識(shí)產(chǎn)品230可以包括得到發(fā)電廠14中的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)、問(wèn)題、和/或條件，包括 潤(rùn)輪系統(tǒng)68和控制系統(tǒng)12狀態(tài)、問(wèn)題、和/或條件。例如，知識(shí)廣品230可以包括基于潤(rùn) 輪系統(tǒng)68的部件的操作狀態(tài)和/或維護(hù)狀態(tài)的報(bào)告。同樣，可以在知識(shí)產(chǎn)品230中詳細(xì)說(shuō) 明燃燒器問(wèn)題、燃料系統(tǒng)問(wèn)題、排氣問(wèn)題、和其它的渦輪系統(tǒng)68問(wèn)題。類似地，知識(shí)產(chǎn)品230 可以詳細(xì)說(shuō)明警報(bào)、報(bào)警、日志數(shù)據(jù)、參數(shù)、和與控制系統(tǒng)12相關(guān)的其它數(shù)據(jù)。知識(shí)產(chǎn)品230 可以通過(guò)管道234被通信給遠(yuǎn)程服務(wù)中心232。
[0052] 遠(yuǎn)程服務(wù)中心232還可以接收由健康顧問(wèn)套件18得到的健康評(píng)價(jià)24。如上所述， 健康顧問(wèn)套件18可以使用規(guī)則引擎58和健康顧問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)16來(lái)基于輸入106得到健康評(píng) 價(jià)24。因此，所得到的健康評(píng)價(jià)24可以通過(guò)使用在線管道236被通信到遠(yuǎn)程服務(wù)中心232。 還示出了將健康顧問(wèn)套件18通信地聯(lián)接到健康顧問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)16的在線管道238。
[0053]計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 36、HMI42、MES44、DCS46、和 SCADA48、控制器 64、和 I/O 包 88 可以通 過(guò)在線管道242通信地聯(lián)接到遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)240,并且還使用在線管道244連接到其它的工 廠14部件。健康顧問(wèn)套件18還可以通過(guò)使用遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)240通信地聯(lián)接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 36(以及其它的控制系統(tǒng)12部件，例如腿142、1^44、00546、5040八48、控制器64、和1/0包 88)。遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)240可以包括虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN)網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程桌面協(xié)議（RDP)網(wǎng)關(guān)、虛擬 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算（VNC)網(wǎng)關(guān)、或其組合。遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)240可以使用管道246、248、和250,所述管 道246、248、和250可以包括加密管道以將遠(yuǎn)程服務(wù)中心232和/或健康顧問(wèn)套件18通信 地聯(lián)接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36以及/或者控制系統(tǒng)12的其它部件（例如，HMI42、MES44、DCS46、 SCADA48、控制器64、1/0包88)。事實(shí)上，控制器系統(tǒng)12數(shù)據(jù)可以在線、實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)地 通信到健康顧問(wèn)套件18并且用于得到健康評(píng)價(jià)24。如上所述，控制器系統(tǒng)12數(shù)據(jù)可以包 括存儲(chǔ)器40、76、92、100、102的當(dāng)前利用數(shù)據(jù)（例如，百分比利用、總體利用）、處理器38、 66、90、96、98的利用數(shù)據(jù)（例如，被軟件進(jìn)程利用、被軟件應(yīng)用利用）、控制系統(tǒng)12的部件 所使用的當(dāng)前配置參數(shù)（例如，存儲(chǔ)器頁(yè)尺寸、虛擬存儲(chǔ)器頁(yè)、線程優(yōu)先級(jí)、進(jìn)程優(yōu)先級(jí)）、 控制器64參數(shù)（例如，主/從配置、I/O參數(shù)）、總線60、62、和84參數(shù)、I/O包88參數(shù)、連 接裝置78、80參數(shù)、和現(xiàn)場(chǎng)裝置68、70、72、74、86參數(shù)。例如，監(jiān)測(cè)軟件和/或硬件可以在 控制系統(tǒng)10的部件中的每一個(gè)中執(zhí)行并且用于通信每一個(gè)部件的當(dāng)前狀態(tài)。該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 隨后可以被健康顧問(wèn)套件18用于得到健康評(píng)價(jià)24。
[0054] 遠(yuǎn)程服務(wù)中心232可以向工廠14提供合同服務(wù)，例如支持和維護(hù)服務(wù)。例如，月艮 務(wù)等級(jí)協(xié)定（SLA)可以詳細(xì)說(shuō)明各個(gè)工廠14部件（包括渦輪系統(tǒng)68和控制系統(tǒng)12)的支 持等級(jí)。因此，知識(shí)產(chǎn)品230和健康評(píng)價(jià)24可以被遠(yuǎn)程服務(wù)中心232用于提供支持服務(wù)， 包括可操作的情報(bào)（actionable intelligence) 252?？刹僮鞯那閳?bào)252可以包括用于改 進(jìn)工廠14的效率、減少工廠14的停機(jī)時(shí)間、并且更大體地，改進(jìn)工廠14的技術(shù)能力的可執(zhí) 行項(xiàng)目。例如，可執(zhí)行項(xiàng)目可以包括對(duì)增加、更新、更換、并且/或者再配置工廠14以及/ 或者工廠14的任何部件或子系統(tǒng)（包括控制系統(tǒng)12)的推薦?？刹僮鞯那閳?bào)可以通過(guò)在 線管道246、248、和/或250通信。所有示出的管道，包括管道218、220、222、228、234、236、 238、242、244、246、248、250可以全都是適于通信任何類型的數(shù)據(jù)的在線數(shù)據(jù)管道（例如， 數(shù)據(jù)電纜、廣域網(wǎng)[WAN]管道、局域網(wǎng)管道[LAN]、加密管道、衛(wèi)星通信管道、無(wú)線管道），如 本文中更詳細(xì)地描述的。
[0055] 本發(fā)明的技術(shù)效果包括在線和大致實(shí)時(shí)（或接近實(shí)時(shí)）地采集控制系統(tǒng)信息。所 采集到的控制系統(tǒng)信息隨后可以用于例如通過(guò)使用通信地聯(lián)接到健康評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)則 引擎來(lái)得到控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)?？梢酝ㄟ^(guò)使用規(guī)則編輯器來(lái)編輯規(guī)則引擎中的規(guī)則。健康 評(píng)價(jià)可以包括適于改進(jìn)和/或優(yōu)化控制系統(tǒng)的三重模塊冗余（TMR)準(zhǔn)備狀態(tài)報(bào)告、控制器 推薦、自動(dòng)配置報(bào)告、預(yù)警報(bào)告、基于存取的報(bào)告、或其組合。
[0056] 本書面描述使用例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了公開（其中包括最佳模式），并且還使本領(lǐng) 域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明（其中包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行所包含的任 何方法）。本發(fā)明的可專利范圍通過(guò)權(quán)利要求進(jìn)行限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能 夠想到的其它的例子。如果這種其它的例子具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言沒(méi)有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元 件，或者如果這種其它的例子包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言沒(méi)有實(shí)質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件， 則期望這種其它的例子落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種系統(tǒng)，包括： 健康顧問(wèn)系統(tǒng)，所述健康顧問(wèn)系統(tǒng)包括： 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)被配置成從控制系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)； 配置管理系統(tǒng)，所述配置管理系統(tǒng)被配置成基于所述數(shù)據(jù)來(lái)管理用于所述控制系統(tǒng)的 硬件配置和軟件配置； 規(guī)則引擎，所述規(guī)則引擎被配置成通過(guò)使用規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)，使用所述數(shù)據(jù)作為輸入并且 輸出健康評(píng)價(jià)，所述規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)被配置成存儲(chǔ)至少一個(gè)規(guī)則；以及 報(bào)告發(fā)生器，所述報(bào)告發(fā)生器被配置成為所述控制系統(tǒng)提供健康評(píng)價(jià)，其中所述數(shù)據(jù) 收集系統(tǒng)被配置成使用至少一個(gè)在線管道來(lái)收集所述數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)被配置成使用所述至 少一個(gè)在線管道來(lái)大致實(shí)時(shí)地從所述控制系統(tǒng)收集所述數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括控制器處理器利用、控制器 存儲(chǔ)器利用、控制器配置參數(shù)、輸入/輸出（I/O)包數(shù)據(jù)、連接裝置連接裝置數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)裝置 數(shù)據(jù)、或其組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括可執(zhí)行指令，所述可執(zhí)行指 令被配置成控制過(guò)程、設(shè)備、或其組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可執(zhí)行指令包括功能塊、順序功能圖 (SFC)、梯形邏輯指令、或其組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括三重模塊冗余（TMR)控 制器，所述三重模塊冗余（TMR)控制器具有R核、S核、和T核，并且所述TMR控制器被配置 成為所述控制系統(tǒng)提供冗余控制操作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程服務(wù)中心，所述遠(yuǎn)程服 務(wù)中心被配置成接收所述健康評(píng)價(jià)并且基于所述健康評(píng)價(jià)來(lái)得到可操作的情報(bào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可操作的情報(bào)包括對(duì)所述控制系統(tǒng) 的更新推薦、更換推薦、增加推薦、或再配置推薦。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述在線管道包括加密管道。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述健康評(píng)價(jià)包括三重模塊冗余（TMR) 準(zhǔn)備狀態(tài)報(bào)告、控制器推薦、配置報(bào)告、預(yù)警報(bào)告、基于訪問(wèn)的報(bào)告、或其組合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括具有所述控制系統(tǒng)的渦輪 系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)、氣體處理系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、或其組合。
12. -種方法，包括： 使用至少一個(gè)在線通信管道從控制系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)； 通過(guò)使用至少一個(gè)控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)規(guī)則對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以獲得數(shù)據(jù)分析結(jié) 果；以及 基于所述數(shù)據(jù)分析結(jié)果得到控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)，其中所述控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)包括控制 器準(zhǔn)備狀態(tài)報(bào)告、控制器推薦報(bào)告、或其組合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，采集所述數(shù)據(jù)包括大致實(shí)時(shí)地采集所 述數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括控制器處理器利用、控制 器存儲(chǔ)器利用、控制器配置參數(shù)、輸入/輸出（I/O)包數(shù)據(jù)、連接裝置連接裝置數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)裝 置數(shù)據(jù)、或其組合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)包括自動(dòng)配置 報(bào)告、預(yù)警報(bào)告、基于訪問(wèn)的報(bào)告、或其組合。
16. -種系統(tǒng)，包括： 非短暫性機(jī)器可讀介質(zhì)，所述非短暫性機(jī)器可讀介質(zhì)包括代碼，所述代碼被配置成： 使用在線通信管道來(lái)采集與控制系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)； 通過(guò)使用健康評(píng)價(jià)規(guī)則來(lái)對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以獲得數(shù)據(jù)分析結(jié)果； 基于所述數(shù)據(jù)分析結(jié)果來(lái)得到控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，被配置成采集所述數(shù)據(jù)的代碼包括被 配置成大致實(shí)時(shí)地采集所述數(shù)據(jù)的代碼。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括控制器處理器利用、控制 器存儲(chǔ)器利用、控制器配置參數(shù)、輸入/輸出（I/O)包數(shù)據(jù)、連接裝置連接裝置數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)裝 置數(shù)據(jù)、或其組合。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，被配置成得到所述控制系統(tǒng)健康評(píng)價(jià) 的代碼被配置成得到三重模塊冗余（TMR)準(zhǔn)備狀態(tài)報(bào)告、控制器推薦、自動(dòng)配置報(bào)告、預(yù)警 報(bào)告、基于訪問(wèn)的報(bào)告、或其組合。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括工業(yè)系統(tǒng)，所述工業(yè)系統(tǒng) 具有存儲(chǔ)所述代碼的非短暫性機(jī)器可讀介質(zhì)，其中所述工業(yè)系統(tǒng)包括氣化系統(tǒng)、渦輪系統(tǒng)、 氣體處理系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、或其組合。
【文檔編號(hào)】G06F15/00GK104412247SQ201380035084
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】K.T.麥卡錫, R.B.帕伊, A.斯里瓦斯塔瓦, P.文迪蒂, K.羅加納桑, G.班納吉, P.A.馬拉瑟 申請(qǐng)人:通用電氣公司