DE102004036300A1

DE102004036300A1 - Wirtschaftlichkeitsbeschreibung in einem Prozeßsteuerungssystem

Info

Publication number: DE102004036300A1
Application number: DE102004036300A
Authority: DE
Inventors: Marion A. Keyes; Mark Round Rock Nixon; Terrence Round Rock Blevins
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2005-03-03
Also published as: US20040204775A1; CN101937224B; JP2005050342A; GB2404457B; CN101937224A; GB0416908D0; US20100286798A1; US8417595B2; US7720727B2; CN104199300B; CN1619447B; JP5117663B2; US20100293019A1; CN1619447A; GB2404457A; CN101937225B; CN101937225A; US8620779B2; CN104199300A

Abstract

Ein Prozesssteuerungssystem umfasst Wirtschaftlichkeitsmodelle, die kommunikativ mit Prozesssteuerungsmodulen wie mit Quellen für Wirtschaftlichkeitsdaten wie Kosten-, Durchsatz und Gewinndaten in Verbindung stehend angeordnet sind, und setzt die Wirtschaftlichkeitsmodelle dazu ein, um nutzbringende Wirtschaftlichkeitsparameter und -information zu bestimmen, die mit dem aktuellen Betrieb der Prozessanlage in der Zeit, in der die Anlage läuft, zusammenhängen. Die Wirtschaftlichkeitsmodelle können dazu verwendet werden, kaufmännische Statistiken wie Rentabilität, Kosten des hergestellen Produkts etc. in Echtzeit, basierend auf dem tatsächlichen gegenwärtigen Betriebszustand des Prozesses und den Geschäftsdaten, die mit dem fertigen Produkt, Rohmaterialien etc. zusammenhängen, bereitzustellen. Diese kaufmännischen Statistiken können dazu verwendet werden, Alarm- und Warnmeldungen im Prozessnetz auszulösen, und können auch als Eingabedaten in Prozessanlagenoptimierungsprogrammen etc. verwendet werden, um für eine bessere oder optimalere Steuerung des Prozesses zu sorgen und eine bessere Einsicht in die Bedingungen bereitzustellen, welche zu einer maximalen Rentabilität der Anlage führen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Dies ist eine Teilweiterverfolgung der US-Patentanmeldung Nr. 10/123,445 mit dem Titel „Web-Services Based Communications for Use With Process Control Systems", eingereicht am 15. April 2002, deren gesamte Offenbarung hiermit ausdrücklich hier mit aufgenommen wird, und ist eine Teilweiterverfolgung des US-Patentanmeldung Nr. 09/953,811 mit dem Titel „Fusion of Process Performance Monitoring with Process Equipment Monitoring and Control"; eingereicht am 17. September 2001, deren gesamte Offenbarung hiermit ausdrücklich hier mitaufgenommen wird, welche die Priorität unter 35 U.S.C § 119(e) der vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 60/273,164 mit dem Titel „Asset Utilization in a Process Control Plant"; eingereicht am 1. März 2001, beansprucht, deren gesamte Offenbarung hiermit ausdrücklich hier mitaufgenommen wird. Außerdem beansprucht diese Anmeldung die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/491,066, welche am 30. Juli 2003 eingereicht wurde, deren gesamte Offenbarung hiermit ausdrücklich hier mitaufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Prozesssteuerungssysteme und im Spezielleren auf den Einsatz von Wirtschaftlichkeitsberechnungen zur erleichterten oder besseren Steuerung eines Prozesses oder einer Anlage.

Prozesssteuerungssysteme wie diejenigen, die in Chemie-, Erdöl- oder anderen Prozessen verwendet werden, umfassen typischerweise einen oder mehrere, kommunikativ miteinander, mit mindestens einem Haupt- oder BedienerArbeitsplatzrechner und mit einem oder mehreren Feldgeräten über analoge, digitale oder kombinierte analoge/digitale Busse gekoppelte/n zentrale/n Controller. Die Feldgeräte, bei denen es sich beispielsweise um Ventile, Ventilsteller, Schalter und Messwertgeber (z.B. Temperatur-, Druck- und Fließratensensoren) handeln kann, erfüllen Funktionen im Rahmen des Prozesses wie Öffnen und Schließen von Ventilen und Messen von Prozessparametern. Der Prozesscontroller empfängt Signale, die für Prozessmessungen stehen, die von den Feldgeräten durchgeführt werden, und/oder andere, die Feldgeräte betreffende Daten, verwendet diese Daten, um ein Steuerprogramm in Gang zu setzen, und erzeugt dann Steuersignale, die über die Busse oder andere Kommunikationsleitungen an die Feldgeräte geschickt werden, um den Ablauf des Prozesses zu steuern. Daten aus den Feldgeräten und den Controllern werden typischerweise einer oder mehreren Anwendung/en zur Verfügung gestellt, die vom BedienerArbeitsplatzrechner ausgeführt wird/werden, um einen Bediener jede gewünschte Funktion hinsichtlich des Prozesses wie Überwachung des augenblicklichen Prozessstadiums, Abändern des Prozessablaufs, etc. durchführen zu lassen.

Typischerweise läuft ein Prozesssteuerungssystem in einem Geschäftsunternehmen, das mehrere Prozesssteuerungsanlagen, Lieferanten und Kunden für Bauteile und/oder Dienstleistungen umfassen kann, die alle über ein großes geographisches Gebiet oder in manchen Fällen sogar über die ganze Welt verteilt sein können. Die Prozesssteuerungsanlagen, Lieferanten und Kunden können unter Verwendung mannigfacher Kommunikationsmedien und -technologien oder -plattformen miteinander kommunizieren, wie beispielsweise das Internet, Satellitenverbindungen, erdgebundene drahtlose Übertragungssysteme, Telefonleitungen, etc. Natürlich wurde das Internet zu einer bevorzugten Kommunikationsplattform für viele Geschäftsunternehmen, weil die Kommunikationsinfrastruktur bereits besteht, wodurch die Kommunikationsinfrastrukturkosten für ein Unternehmen sich auf annähernd Null belaufen, und die Technologien, die eingesetzt werden, um Information über das Internet zu kommunizieren, hinlänglich bekannt, stabil, sicher, etc. sind.

Eine Prozessanlage in einem Unternehmen kann ein oder mehrere Prozesssteuerungssystem/e sowie eine Anzahl von anderen geschäftsbezogenen oder informationstechnischen Systemen umfassen, welche zur Unterstützung und Aufrechterhaltung benötigt werden, oder eingesetzt werden, um den Betrieb der Prozessanlage zu bewerk stelligen. Im Allgemeinen können die informationstechnischen Systeme in einer Prozessanlage Fertigungsausführungssysteme umfassen, wie beispielsweise ein Instandhaltungs- oder Wartungsmanagementsystem, und können auch Betxiebsmittelplanungssysteme umfassen, wie beispielsweise Dispositions-, Abrechnungs- und Beschaffungssysteme. Obwohl diese informationstechnischen Systeme sich physikalisch innerhalb oder in der Nähe der Anlage befinden können, können in manchen Fällen einige oder möglicherweise alle dieser Systeme im Hinblick auf die Anlage entfernt angeordnet sein und unter Verwendung des Internets oder irgendeiner anderen geeigneten Kommunikationsverbindung mit der Anlage kommunizieren.

Jede Prozessanlage kann auch Benutzerdialoganwendungen umfassen, die auf einem Server oder Arbeitsplatzrechner ablaufen, der kommunikativ mit einem oder mehreren Servern, Arbeitsplatzrechnern oder anderen Computern gekoppelt ist, um die Aktivitäten des Prozesssteuerungssystems in der Anlage zu koordinieren und durchzuführen. Solche Benutzerdialoganwendungen können Aktionsmanagement-, Stammdatenmanagement-, Wirtschaftsgüterverwaltungs-, Chargenmanagement-, Diagnosefunktionen, etc. erfüllen. Zudem kann jedes der Prozesssteuerungssysteme in einer Anlage Prozessmanagementanwendungen umfassen, die beispielsweise, Übermittlungen und Bereitstellen von Information verwalten können, die sich auf ein Alarm- oder anderes Prozessereignis bezieht, Information oder Daten bezüglich des Zustands des Prozesses oder der Prozesse liefern, der/die gerade von der Prozessanlage ausgeführt wird/werden, Information oder Daten bezüglich des Zustands oder der Leistung von Geräten liefern, die mit der Prozesssteuerungsanlage zusammenhängen, etc. Insbesondere können Prozessmanagementanwendungen Schwingungsüberwachungs-, Echtzeitoptimierungs-, Expertensystem-, Instandhaltungsvorhersage-, Regelschleifenüberwachungs- oder irgendwelche andere Anwendungen umfassen, die sich auf die Regelung/Steuerung, Überwachung und/oder Wartung eines Prozesssteuerungssystems oder einer Prozesssteuerungsanlage beziehen. Darüber hinaus kann eine Prozessanlage oder ein Prozessunternehmen noch eine oder mehrere Kommunikationsanwendungen umfassen, die dazu eingesetzt werden kann/können, einem Benutzer über verschiedene unterschiedliche Kommunikationsmedien und -plattformen Information aus dem Prozesssteuerungssystem oder der Prozessteuerungsanlage zukommen zu lassen. Beispielsweise können diese Kommunikationsanwendungen E-mail-, Funkruf-, Sprachnachrichten-, Anwendungen auf Dateibasis, etc. umfassen, die alle dazu ausgelegt werden können, Information über ein drahtloses oder drahtgebundenes Medium an einen Tischcomputer, einen Laptop, ein Notebook, ein Zellulartelefon oder einen Personenrufempfänger oder eine andere Art von Gerät oder Hardwareplattform zu verschicken.

Trotz der komplexen informationstechnischen Systeme, die nun typischerweise mit Prozessanlagen und dem weiten Datenfeld, das damit verbunden ist, zusammenhängen, bauten die Verfahren zur Steuerung von Anlagen, um den Anlagenausstoß zu optimieren, typischerweise auf denselben Prinzipien auf, und zwar, den Durchsatz der Anlage innerhalb bestimmter Qualitätsgrenzen anzuheben. Während herkömmlicher Weise versucht wird, die Anlage vom Rentabilitäts- oder Wirtschaftlichkeitsstandpunkt her optimal zu betreiben, war dies schwierig umzusetzen, weil die Rentabilitätsanalyse unter Verwendung von kaufmännischer und Buchhaltungsinformation und anderen Daten, d.h. rückwärts blickend, durchgeführt wurde. Beispielsweise werden Rentabilität, Kosten, Bestandsaufnahmen, Betriebsproduktivität, Ausschuss, Fertigungsabfall, Qualität und andere industrielle Verwaltungsinformationen oftmals erst zwei Wochen bis einen Monat nach der in Frage kommenden Ausführung als Ganzes offengelegt. Im Ergebnis ist diese Information nicht zeitkorreliert oder mit anderen Messwerten und -analysen oder externen Umwelt-, Marktfaktoren oder -daten zusammengefasst verfügbar. Somit liefert die gegenwärtige Anlagensteuerungsmethodik wenig oder gar keine Unterstützung für Online- oder minutengenaues Prozess- oder Betriebsmanagement, und es fehlt das Konzept der Regelschleifensteuerung und Optimierung irgendeines Teils oder Gesichtspunkts der zu verwaltenden Entitäten.

ZUSAMMENFASSUNG

Ein Prozesssteuerungssystem umfasst Wirtschaftlichkeitsmodelle, die in Kommunikation mit Prozesssteuerungsbausteinen sowie mit Quellen von Wirtschaftlichkeitsdaten angeordnet sind, und setzt die Wirtschaftlichkeitsmodelle ein, um nützliche Wirtschaftlichkeitsparameter oder Wirtschaftlichkeitsinformationen zu bestimmen, die mit dem aktuellen Betrieb der Prozessanlage in der Zeit, in der die Anlage in Betrieb ist, zusammenhängen. Die Wirtschaftlichkeitsmodelle können dazu verwendet werden, Finanzstatistiken wie Rentabilität, Kosten des gefertigten Produkts, etc. in Echtzeit basierend auf dem aktuellen, im Ablauf befindlichen Betriebszustand des Prozesses und den Geschäftsdaten bereitzustellen, die mit dem Endprodukt, Rohmaterialien, etc. zusammenhängen. Diese Finanzstatistiken können dazu verwendet werden, Alarm- und Warnmeldungen im Prozessnetz auszulösen, können als Eingaben in Optimierungsprogramme etc. verwendet werden, um eine bessere oder optimalere Steuerung des Prozesses und eine bessere Einsicht in die Bedingungen bereitzustellen, die zu einer maximalen Rentabilität der Anlage führen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschema einer Prozessanlage mit einem Prozesssteuerungssystem, Prozessausrüstungsüberwachungssystem und Geschäftssystemen, die kommunikativ zusammengeschaltet sind, um für Online-Finanzberechnungen und -analysen innerhalb der Anlage zu sorgen;
2 ist ein Datenflussdiagramm, das den Datenfluss innerhalb der Anlage von 1 darstellt;
3 ist ein Schema einer Vielzahl von Datenquellen, die mit einer Vielzahl von Datenbenutzern über ein Kommunikationsablaufplanungssystem kommunikativ zusammengeschaltet sind;
4 ist ein Datenflussdiagramm, das den Datenfluss innerhalb der Anlage von 3 darstellt;
5 ist ein Funktionsblockschema, das eine Art und Weise zeigt, in der Geschäftssysteme kommunikativ mit Prozesssteuerungs- und Prozessüberwachungssystemen zusammengeschaltet werden können, die bei der Bereitstellung von Online-Finanzberechnungen und -analysen innerhalb einer Prozessanlage verwendet werden sollen;
6 ist ein erstes Beispiel einer Bildschirmansicht, die von einer Diagnoseanwendung im Prozesssteuerungssystem von 1 bereitgestellt wird und die Art und Weise darstellt, auf welche kaufmännische oder Wirtschaftlichkeitsdaten verwendet werden können, um einem Benutzer eine Prozesssteuerungsdiagnoseinformation bereitzustellen;
7 ist ein weiteres Beispiel einer Bildschirmansicht, die einem Benutzer durch eine der grafischen Benutzeroberflächen der Anlage von 1 angezeigt werden kann, um dem Benutzer Online-Finanzinformation bereitzustellen, die bei der Steuerung der Prozessanlage von 1 verwendet werden soll;
8 ist ein Beispiel einer Bildschirmansicht, die einem Benutzer durch eine der grafischen Benutzeroberflächen der Anlage von 1 bereitgestellt werden kann, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Betrieb der Anlage unter Verwendung von Wirtschaftlichkeitsdaten zu verändern oder zu bewirken, die zu dem gegenwärtig im Ablauf befindlichen Prozess generiert wurden; und
9 ist ein weiteres Beispiel einer Bildschirmansicht, die einem Benutzer durch eine der grafischen Benutzeroberflächen der Anlage von 1 bereitgestellt werden kann, um den optimalen Betriebszustand einer Anlage anzusehen, die Wirtschaftlichkeitsdaten verwendet, die zum gegenwärtig ablaufenden Prozess generiert wurden.
BESCHREIBUNG
Nunmehr umfasst mit Bezug auf 1 eine Prozessteuerungsanlage 10 eine Anzahl von Geschäfts- oder anderen Computersystemen, die über ein oder mehrere Kommunikationsnetz/e mit einer Anzahl von Steuer- und Instandhaltungssystemen miteinander verbunden sind. Die in 1 dargestellte Prozesssteuerungsanlage 10 umfasst ein oder mehrere Prozesssteuerungssystem/e 14, bei dem/denen es sich beispielsweise um verteilte Prozesssteuerungssysteme oder irgendeine andere gewünschte Art von Prozesssteuerungssystem handeln kann. Das Prozesssteuerungssystem 14 umfasst eine oder mehrere Benutzeroberfläche/n 14A, die über einen Bus wie einen Ethernet-Bus mit einem oder mehreren verteilten Controller/n 14B gekoppelt sind. Bei den Controllern 14B kann es sich zum Beispiel um die von Emerson Process Management vertriebenen Controller DeltaV^TM oder um irgendeinen anderen gewünschten Controllertyp handeln. Die Controller 14B sind über E/A-Geräte an ein oder mehrere Feldgeräte 16 angeschlossen, wie beispielsweise HART- oder FOUNDATION Fieldbus-Feldgeräte oder irgendwelche anderen intelligenten oder auch nicht intelligenten Feldgeräte einschließlich beispielsweise denjenigen, die eines der Protokolle PROFIBUS^®, WORLDFIP^®, AS-Interface und CAN verwenden. Bekanntlich können die Feldgeräte 16 den Controllern 14B analoge und digitale Information bereitstellen, die sich auf Prozessvariablen sowie andere Geräteinformation bezieht. Die Benutzeroberflächen 14A können Tools abspeichern und ausführen, die dem Prozesssteuerungsbediener zur Verfügung stehen, um den Ablauf des Prozesses zu steuern, die beispielsweise Steueroptimierungsprogramme, Diagnoseexpertenprogramme, neuronale Netze, Tuner, etc. umfassen.
Darüber hinaus können noch Instandhaltungssysteme wie Computer, wie das von Emerson Process Management vertriebene AMS-System (AMS -Asset Management Solutions) oder irgendein anderes Gerät oder irgendeine andere Ausrüstung und irgendwelche andere Kommunikationsanwendungen an das Prozesssteuerungssystem 14 oder die darin vorhandenen einzelnen Geräte angeschlossen sein, um Instandhaltungs- und Überwachungstätigkeiten durchzuführen. Zum Beispiel können Instandhaltungsanwendungen wie die AMS-Anwendung in einer oder mehreren der zum verteilten Prozesssteuerungssystem 14 gehörenden Benutzeroberfläche/n 14A eingebaut sein und von diesen ausgeführt werden, um Instandhaltungs- und Überwachungsaufgaben zu erfüllen, einschließlich Datenerfassung, die sich auf den Betriebszustand der Geräte 16 bezieht. Natürlich können diese Instandhaltungsanwendungen auch in anderen Computern oder Oberflächen innerhalb der Prozessanlage 10 implementiert werden.
Die Prozesssteuerungsanlage 10 umfasst verschiedene drehende Ausrüstungen 20 wie Turbinen, Motoren, etc., welche über eine ständige oder zeitweilige Kommunikati onsverbindung (wie einen Bus, ein drahtloses Kommunikationssystem oder Handgeräte, die am Gerät 20 zur Abnahme vom Messwerten angeschlossen und dann wieder entfernt werden) an einen Instandhaltungscomputer 22 angeschlossen sind. Der Instandhaltungscomputer 22 kann beispielsweise bekannte Überwachungs- und Diagnoseanwendungen 23, die beispielsweise von CSi Systems bereitgestellt werden, oder irgendwelche andere bekante Anwendungen abspeichern und ausführen, die dazu verwendet werden, den Betriebszustand der drehenden Ausrüstungen 20 zu diagnostizieren, zu überwachen und zu optimieren. Das Instandhaltungspersonal verwendet die Anwendungen 23 für gewöhnlich, um die Leistungsfähigkeit der drehenden Ausrüstung 20 in der Anlage 10 aufrechtzuerhalten und zu überwachen, um Probleme bei der drehenden Ausrüstung 20 zu bestimmen, und um zu bestimmen, wann und ob die drehende Ausrüstung 20 repariert oder ausgetauscht werden muss. In einigen Fällen können externe Berater oder Dienstleistungsunternehmen zeitweilig Daten erfassen oder messen, welche die Ausrüstung 20 betreffen, und diese Daten dazu einsetzen, um Analysen für die Ausrüstung 20 zu erstellen, um Probleme, schlechte Leistung oder andere Belange aufzudecken, welche die Ausrüstung 20 beeinträchtigen. In diesen Fällen können die Computer, auf denen die Analysen ablaufen, nicht oder nur zeitweise über eine Kommunikationsleitung an den Rest des Systems 10 angeschlossen sein.
Auf ähnliche Weise ist ein zur Anlage 10 gehörendes Stromerzeugungs- und Stromverteilungssystem 24 mit einer Stromerzeugungs- und Stromverteilungsausrüstung 25 beispielsweise über einen Bus an einen anderen Computer 26 angeschlossen, welcher den Betrieb der Stromerzeugungs- und Stromverteilungsausrüstung 25 in der Anlage 10 ablaufen lässt und überwacht. Der Computer 26 kann bekannte Leistungssteuerungs- und Diagnoseanwendungen 27 ausführen, wie diejenigen, die beispielsweise von Liebert oder ASCO oder anderen Dienstleistungsgesellschaften bereitgestellt werden, um die Stromerzeugungs- und Stromverteilungsausrüstung 25 zu steuern und am Laufen zu halten. Wieder können in einigen Fällen externe Berater oder Dienstleistungsunternehmen zeitweilig Daten erfassen oder messen, welche die Ausrüstung 25 betreffen, und diese Daten dazu einsetzen, um Analysen für die Ausrüstung 25 zu erstellen, damit Probleme, schlechte Leistung oder andere Belange aufgedeckt werden, welche die Ausrüstung 25 beeinträchtigen. In diesen Fällen können die Computer (wie der Computer 26), welche die Analysen ablaufen lassen, über eine Kommunikationsleitung an den Rest des Systems 10 angeschlossen werden, oder können nur zeitweise angeschlossen werden.
Wie in 1 dargestellt ist, kann die Anlage 10 auch Geschäftssystemcomputer und Instandhaltungsplanungscomputer 35 und 36 umfassen, welche beispielsweise eine Betriebsmittelplanungs- (ERP – Eneterprise Resource Planning, Materialmittelplanungs(MRP – Material Resource Planning, Leistungsvorlagenprozessmodell-, Buchhaltungs-, Produktions- und Kundenauftragssystem-, Instandhaltungsplanungssystem- oder irgendwelche andere gewünschte Geschäftsanwendungen ausführen können wie Teile-, Nachschub- und Rohmaterialbestellanwendungen, Produktionsplanungsanwendungen, etc. Ein anlagenweites LAN 37, ein firmeneigenes WAN 38 und ein Computersystem 40, das eine Fernüberwachung der oder Kommunikation mit der Anlage 10 aus entfernten Örtlichkeiten ermöglicht, kann über einen Bus 42 an das Geschäftssystem 35 und 36 angeschlossen sein. ^` Selbstverständlich könnten auch irgendwelche anderen Ausrüstungen und Prozesssteuerungsvorrichtungen an die Anlage 10 angebunden oder Teil davon sein, und das hier beschriebene System ist nicht auf die speziell in 1 dargestellte Ausrüstung beschränkt, sondern kann statt dessen oder zusätzlich irgendwelche andere Arten von Prozesssteuerungsausrüstungen oder -vorrichtungen, Geschäftssysteme, Datenerfassungsysteme, etc. umfassen.
Wie in 1 dargestellt ist, kann ein Computersystem 45 kommunikativ über den Bus oder eine andere Kommunikationsverbindung an die Prozesssteuerungs- und/oder Prozessinstandhaltungsoberflächen 14A des dezentralen Prozesssteuerungssystems 14, den Instandhaltungscomputer 22 für die drehende Ausrüstung, den Stromerzeugungs- und Stromverteilungscomputer 26 und die Geschäftssysteme angeschlossen sein. Das Kommunikationssystem oder die Kommunikationsverbindung 45 kann zur Bereitstellung von Kommunikation das Protokoll jedes gewünschten oder geeigneten lokalen Datennetzes (LAN) oder überregionalen Datennetzes (WAN) verwenden. Natürlich könnte das Computersystem 45 an diese unterschiedlichen Teile der Anlage über andere Kommunikationsverbindungen angeschlossen sein, einschließlich feststehender oder nur sporadisch bestehender Verbindungen, drahtgebundener oder drahtloser Verbindungen oder irgendeines physikalischen Mediums wie ein Medium, das verdrahtet, unverdrahtet, ein Koaxialkabel, ein Telefonmodem, ein Lichtwellenleiter, ein optisches, ein Meteorscatter, ein Satellit ist und ein Kommunikationsprotokoll wie Fieldbus, IEEE802.3, Bluetooth, X.25 oder X.400 verwendet.
In der Vergangenheit waren die verschiedenen Prozesssteuerungssysteme 14 und Geschäftssysteme 35, 36, etc. nicht so miteinander oder mit Geschäftssystemen zusammengeschaltet, dass sie auf eine nutzbringende Weise gemeinsam Daten nutzen konnten, die in jedem dieser Systeme generiert oder erfasst wurden. Im Ergebnis arbeiteten die Prozesssteuerungsfunktionen mit den Annahmen, dass der rentabelste Betriebszustand der Anlage einer ist, der irgendeine Variable wie den Durchsatz maximiert. In manchen Fällen wurden Systeme auf einer Rentabilitätsbasis betrieben, die maschinell oder anderweitig auf der Basis früher ermittelter oder erfasster Daten berechnet wurde, wie etwa Daten die mit einem Wochen zurückliegenden Prozessablauf zusammenhingen, und nicht mit Daten, die mit dem gegenwärtig im Ablauf befindlichen Prozess zu tun hatten.
Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, wurden bestimmte Rentabilitäts- oder Wirtschaftlichkeitsmodelle entwickelt und kommunikativ in das Prozesssteuerungsnetz eingebunden, um online Rentabilitätsanalysen durchzuführen. Die Wirtschaftlichkeitsmodelle kommunizieren automatisch mit dem Prozesssteuerungssystem, um auf Prozesssteuerungsdaten zuzugreifen und sie zu verwenden, und sind so konfiguriert, dass sie automatisch Wirtschaftlichkeitsdaten bezüglich des Prozesssteuerungssystems aus den Geschäftssystemen oder anderen Datenquellen empfangen, die in der Vergangenheit nicht zur Verfügung gestellt wurden, um die Rentabilität des Prozesssteuerungssystems auf einer Online-Basis zu bestimmen.
Die Wirtschaftlichkeitsmodelle können an jeder beliebigen Stelle im Prozess 10 vorgesehen werden, sind aber in 1 als Modell 55 in der Benutzeroberfläche oder einem anderen Computer 14A des Prozesssteuerungssystems dargestellt. Darüber hinaus ist ein Datenkommunikationssystem 59, welches hier noch ausführlicher beschrieben wird, im Computer 45 vorgesehen, bei dem es sich um irgendeine Art von Computer wie einen Server handeln kann. Das Datenkommunikationssystem 59 ist so konfiguriert, dass es kaufmännische oder andere Geschäfts- oder Rentabilitätsdaten aus verschiedenen Quellen dieser Daten erhält und diese Daten den Wirtschaftlichkeitsmodellen 55 im Prozesssteuerungscomputer 14A zur Verfügung stellt. Die Wirtschaftlichkeitsmodelle 55, welche selbständige oder in andere Anwendungen wie Diagnose- oder Optimierungsanwendungen integrierte Modelle sein können, verwenden diese Daten zusammen mit Daten aus dem Prozesssteuerungssystem 14, um die Rentabilität der Anlage 10 online zu bestimmen.
Obwohl das Datenkommunikationssystem 59 als im Computer 45 vorgesehen dargestellt ist, kann es an zahlreichen Stellen im gesamten Prozessnetz 10 vorgesehen und implementiert werden, um Daten aus irgendeiner Datenquelle wie den Controllersystemen 14, den Überwachungssystemen 22 und 26, den kaufmännischen Systemen 35, 36, etc. zu erfassen und zu verarbeiten. Das Datenkommunikationssystem 59 kann auch Daten aus verschiedenen anderen Datenquellen, wie etwa aus PDAs oder anderen Handgeräten oder Taschencomputern, aus chronologischen Datenaufzeichnungen oder aus irgendeiner anderen elektronischen Datenquelle erfassen, insbesondere rentabilitätsbezogene Daten wie diejenigen die mit dem Verkaufspreis der in Herstellung befindlichen Waren zusammenhängen, Vertragspreise und -mengen, mit der Herstellung von Waren zusammenhängende Kosten wie den Kosten von Rohmaterialien, Energie (wie Elektrizität, Gas, Kohle, etc), Gemeinkosten, Anlagenbetriebskosten, etc.
Ist das Datenkommunikationssystem 59 im Computer 45 untergebracht, kann es Daten aus verschiedenen Datenquellen empfangen, wie etwa den Controllern, Ausrüstungsüberwachungs- und Finanzanwendungen, die getrennt verschiedene Datenformate oder ein gemeinsames Format verwenden. In einer Ausführungsform findet die Kommunikation über den Bus 42 unter Verwendung des XML-Protokolls statt, wie nach-stehend noch ausführlicher erläutert wird. Hier werden die Daten aus jedem der Rechner 14A, 22, 26, 35, 36, etc. in einer XML-Verpackung verpackt und an einen XML-Datenserver geschickt, der sich beispielsweise im Computer 45 befinden kann. Weil XML eine deklarative Programmiersprache ist, kann der Computer 45 jede Art von Daten verarbeiten. Falls nötig werden die Daten im Computer 45 ein zweites Mal verpackt und in eine neue XML-Verpackung umgesetzt, d.h. die Daten werden aus einem XML-Schema in ein oder mehrere andere XML-Schemata umgesetzt, welche für jede der Empfangsanwendungen erstellt werden. Ein Verfahren zur Bereitstellung dieser Kommunikation ist in der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 09/902,201 beschrieben, die am 10. Juli 2001 mit dem Titel „Transactiorial Data Communications für Process Control Systems" eingereicht wurde, welche dem Übernehmer dieser Anmeldung zugeteilt ist, und welche hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme hier mitaufgenommen wird. Mit diesem System kann jeder Datenschöpfer seine Daten unter Verwendung eines Schemas verpacken, das für diese Vorrichtung oder Anwendung gedacht oder geeignet ist, und jede Empfangsanwendung kann die Daten in einem anderen Schema empfangen, das für die Empfangsanwendung verwendet bzw. von ihr verstanden wird. Der Computer 45 ist so konfiguriert, dass er ein Schema in ein anderes Schema je nach Ursprung und Bestimmungen) der Daten umsetzt. Falls gewünscht kann der Computer 45 auch bestimmte Datenverarbeitungsfunktionen oder andere Funktionen basierend auf dem Datenempfang übernehmen. Die Umsetzungs- und Verarbeitungsfunktionsregeln werden vor dem Ablauf einer Folge von hier beschriebenen Datenintegrationsanwendungen aufgestellt und im Computer 45 gespeichert. Auf diese Weise können Daten von einer Anwendung an eine oder mehrere andere Anwendung/en geschickt werden.
Allgemein ausgedrückt besteht das Ziel des hier beschriebenen Systems darin, in der Lage zu sein, genaue und aktualisierte Rentabilitäts- oder andere Wirtschaftlichkeitsberechnungen bereitzustellen, die eine bessere Gewinninformation liefern sollen, auf der sich Entscheidungen beim Steuern des Betriebs der Anlage 10 aufbauen. Diese Wirtschaftlichkeitsberechnungen kombinieren Prozessmesswerte mit Softwarekomponenten und Geschäftsttansaktionsdiensten, um ein Online-, Echtzeitfinanz-, Buchhaltungs- und Qualitätsmanagementsystem unter Nutzung von Datenüberprüfung, -freigabe, -abgleich, -archivierung, Alarm- und Unterstützungs analysen, Berichten oder Listen, Anzeigen, Abfrage- und Suchfunktionen für den Prozess bereitzustellen.
Eine während des Entwurfs einer Steuerstrategie oft angestellte Annahme ist, dass ein Höchstdurchsatz einem Höchstgewinn gleichkommt. Obwohl diese Annahme manchmal zutrifft, besonders wenn der Prozess durch ein spezielles Ausrüstungsteil gewissen Randbedingungen unterliegt, trifft sie nicht immer zu. Um eine bessere wirtschaftliche Information bereitzustellen, kann das hier beschriebene System die Rentabilität basierend auf allen oder den meisten der aktuell mit dem zur gegenwärtigen Zeit in Fertigung befindlichen Produkt zusammenhängenden Kosten berechnen.
Nun stellt mit Bezug auf 2 ein Datenflussdiagramm 65 den Datenfluss zu verschiedenen Entitäten in einem System dar, das es ermöglicht, dass Wirtschaftlichkeitsberechnungen in ein Prozesssteuerungsnetz integriert und darin verwendet werden können, um den Betrieb des Prozesssteuerungsnetzes zu leiten oder steuern. Insbesondere sammeln verschiedene Datenquellen einschließlich Wirtschaftlichkeitsdatenquellen 66 und Prozesssteuerungsdatenquellen 68 unterschiedliche Datenarten und stellen diese einem Datenmanipulationsmodul oder -block 70 zur Verfügung. Die Wirtschaftdatenquellen 66 können alle Arten von Wirtschaftlichkeitsdaten bereitstellen, während die Prozesssteuerungsdatenquellen 68 jede Art typischer Prozesssteuerungsdaten wie Geräte- und Controllerdaten bereitstellen können, die beispielsweise für den Zustand der Prozesssteuerungsvorrichtungen, -einheiten, -schleifen, etc., sowie Prozessparameter und für irgendwelche andere Daten stehen, die im Prozesssteuerungssystem erfasst werden.
Die Daten können direkt online aus der Prozessausrüstung, aus Reglern, Sensoren, Sendern, Laborgeräten, Analysatoren, Videoausrüstung, bildgebender Ausrüstung, Mikrophonen und Datenbanken wie einer Datenbank für Markt und Waren, Ausgangsmaterialien, Rohmaterialien erfasst werden, und können beispielsweise Flüsse, Temperaturen, Drücke, Zusammensetzungen oder andere Variable symbolisieren, die von den Prozess- oder Ausrüstungsmesswerken oder -diensten gemessen oder bestimmt werden. Bei den Wirtschaftlichkeitsdaten kann es sich beispielsweise um Nachschubkosteninformation, Absatz- und Verkaufspreisinformation, Steuer-, Abgaben-, Versand- und Abwicklungskosten, etc., Personalstand und Standort, etc. handeln, wie sie für die zu verwaltende Entität gegeben sind.
Falls gewünscht, kann eine lokale Datenarchivierungsspeicherung verwendet werden (z.B. im Datenerfassungsystem), um sicherzustellen, dass die Daten nicht verloren gehen, falls Kommunikations- oder andere Systemkomponenten ausfallen oder aus irgendeinem Grunde nicht zur Verfügung stehen. Die Daten können vom Datenerfassungssystem auch unter Verwendung irgendeines gewünschten Datenkomprimierungsverfahrens lokal komprimiert werden, wie etwa Schwingtürübertragung oder Übertragung unter Ausnahme rekursiver Wavelets, Datentransformation, Filterung, etc., um die erforderliche Bandbreite zu reduzieren und die Geschwindigkeit und Ansprechempfindlichkeit des Systems zu erhöhen, während gleichzeitig der Archivierungsspeicherbedarf minimiert wird.
Der Datenmanipulationsblock 70, welcher optional ist, kann eine oder mehrere Anwendung/en umfassen, die Daten aus verschiedenen Quellen zu verschiedenen Zwecken übermittelt/übermitteln. Zum Beispiel kann der Datenmanipulationsblock 70 neuronale Netze oder andere Modellier- oder Schätzverfahren einsetzen, um fehlende Daten bereitzustellen, d.h. Daten, die aufgrund fehlender oder schlecht funktionierender Messungen, Analysatoren oder Instrumentierung nicht vorliegen, oder Messdaten, die in sich nicht direkt messbar sind. Obwohl die Datenmanipulationsstufe 70 als nach der Datenerfassung stattfindend angegeben ist, kann sie teilweise oder ganz lokal in Sendern, Analysatoren, intelligenten Geräten oder anderen Vorrichtungen eintreten, die Daten messen oder anderweitig ermitteln.
Wie in 2 dargestellt ist, werden die Daten, nachdem sie verarbeitet wurden, einem oder mehreren Modell/en 72 bereitgestellt, welches/welche unterschiedlichen Wirtschaftlichkeitsberechnungen an den Wirtschaftlichkeits- und Prozessdaten vornehmen können, um Information zu liefern, die einem oder mehreren Diensten oder Dienstanwendungen 74 bereitgestellt und von diesen verwendet werden können, welche später noch ausführlicher beschrieben werden. Die Aufgabe der Modelle 72 besteht darin, beispielsweise einen Messwert zu ersinnen, der bestimmt, welcher Prozentsatz der Fertigungs- und Versorgungsbetriebsmittel von jeder Schicht/Tag und/oder jedem Produkt verbraucht wird. Als einfaches Beispiel müssen Produktläufe entsprechend den Betriebsmitteln bestückt werden, die zur Zeit, in der das Produkt läuft, verbraucht werden (und nicht erst am Ende des Monats, nachdem die Kosten pauschal zusammengefasst und wieder aufgeteilt wurden). Gleichermaßen müssen Kosten zwischen Kostenstellen für unfertige und fertige Produkte übertragen werden, wenn Produkte fertig sind, oder wenn Produkte entweder als unfertige oder fertige Produkte verkauft werden.
Natürlich gibt es viele Faktoren, die beim Aufbau von Modellen abzuwägen und zu berücksichtigen sind, um den wirtschaftlichen Zustand des Prozesses genau wiederzugeben. Es gibt nämlich viele Faktoren, die sich auf Kosten auswirken, beispielsweise Materialkosten, Wirkungsgrad der Ausrüstung, Versorgungskosten (Heizung mit Gas, Öl, wiederaufbereiteten Stoffen), etc. Die Modelle 72 können verwendet werden, um diese Wirkungsgradzahlen und die Kosten bereitzustellen oder zu bestimmen, die als Teil des Prozesssteuerungssystems dazu eingesetzt werden sollen, den Ablauf des Prozesses zu überwachen und zu ändern, um ihn rentabler zu machen. Idealerweise müssen Gewinn berechnungen den Preis beinhalten, der für einen bestimmten Kundenauftrag bezahlt wird, und die Kosten zum Fertigungszeitpunkt für das laufende Produkt.
Natürlich gibt es eventuell viele unterschiedliche Gesichtpunkte bei der Bestimmung von Gewinn. Beispielsweise erfordern Gewinnberechnungen eine detaillierte Kenntnis des Preises, der vom Kunden bezahlt wird. Ist ein Fertigungslos an einen Kundenauftrag gebunden, dann kann der Gewinn aus diesem Verkaufspreis berechnet werden. Ist die Produktion kontinuierlich, kann der Gewinn auf dem Produktpreis aufbauen. Natürlich schwanken Kosten- und Gewinnberechnungen jeweils je nach den Umständen und der Beschaffenheit des in Herstellung befindlichen Produkts sowie der eingesetzten Marketing- und Verkaufsstrategie. Allgemein ausgedrückt sind die Modelle 72 jedoch so aufgebaut, dass Veränderlichkeit, Betriebszwänge, Energie- und Materialbilanzen berechnet werden, um den wirtschaftlichen, finanziellen und den Wirkungsgrad der Systemgesundheit online für eine schnelle Entscheidungsunterstützung, Steuerung und andere Einsätze zu bestimmen. Die Modelle 72 können auch die Rentabilität, den Kosten- und Geldmittelumsatz für jedes Produkt, Qualität, Aktions- oder Chargenlauf bereitstellen und dabei Gesamtableitungen verwenden, um Veränderungen aus einem Grundwert kritischer Kosten oder kritischen Gewinns zu schätzen. Dieses Verfahren ist als Zusatz zu einer direkten Berechnung der gewünschten Variablen anwendbar, wenn die Messfehler schlimmer oder die Messgeschwindigkeit schlechter werden oder das Ergebnis verlangsamen. Solch eine Gesamtableitungsverfahrensweise lässt eine schnelle und genaue Berechnung von Abweichungen bei der gewünschten Variablen von den gemessenen Veränderungen bei den Komponentenvariablen zu. Falls gewünscht, können die Modelle 72 Berechnungen abgleichen, um Abschlussfehler zu minimieren (d.h., die Berechnungen mit tatsächlich erwirtschaftetem Gewinn zu vergleichen und die Berechnungen zu verändern, um den Fehler zwischen dem berechneten und dem tatsächlichen Gewinn zu minimieren).
Falls gewünscht, können die Modelle 72 mit einer Controller-Maschine 76 gekoppelt werden, die absichtliche Störungen in den Elementen oder Schleifen im Prozesssteuerungssystem herbeiführen kann, um Messwerte, Analysatoren, Sensoren, etc. sowie Betriebskosten-, Rentabilitäts-, Qualitäts- und Systemgesundheitsdaten zu überprüfen, freizugeben und abzugleichen. Auf diese Weise kann eine bekannte Störung (mit damit einhergehenden bekannten Veränderungen in der Rentabilität) dazu eingesetzt werden, zu überprüfen und zu bestimmen, ob eines oder mehrere der Modelle 72 dieselben oder eine ähnliche Veränderung bei der Rentabilität berechnet/berechnen, um zu bestimmen, wie die Rentabilitätsmesswerte mit den von den Modellen 72 aufgestellten Berechnungen abgeglichen werden können.
Zusätzlich können, falls gewünscht, ein Datenmanipulationsblock 70 und eines oder mehrere Wirtschaftlichkeitsmodelle 72, wie in 2 gezeigt, in einem einzelnen Prozessmodul 73 miteinander verbunden werden. Während in 2 nur ein Prozessmodul 73 dargestellt ist, könnte jede beliebige Anzahl unterschiedlicher Prozessmodule geschaffen und in der Prozessanlage betrieben werden, wobei jedes Prozessmodul verschiedene Wirtschaftlichkeitsmodelle in sich trüge und an dieselbe Datenquelle oder unterschiedliche Datenquellen 66 und 68 angeschlossen wäre. Gleichermaßen können die Prozessmodule 73 in einem Prozessor an jeder beliebigen Stelle in der Prozessanlage gespeichert und ausgeführt werden, wie einer Benutzeroberfläche, einem Controller, oder sogar einem Feldgerät. Allgemein ausgedrückt sind die Prozessmodule 73 in sich abgeschlossene oder einzelne Objekte, wie Objekte in einer objektorientierten Programmiersprache, die so arbeiten, dass sie unter Verwendung der Wirtschaftlichkeitsmodelle 72 die Funktionen des Datenerfassens und -verarbeitens erfüllen. Falls gewünscht, können die Prozessmodule 73 automatisch mit den Datenquellen 66 und 68 und den Diensten 74 unter Verwendung vorher hergestellter Kommunikationsverbindungen kommunizieren, die bei der Konfiguration der Prozessmodule aufgebaut werden. Darüber hinaus können die Prozessmodule 73 so aufgebaut werden, dass sie anderen Programmierblöcken ähneln, die in einer Bedieneroberfläche, einem Controller, etc. ausgeführt werden. Im Ergebnis können die Prozessmodule Betriebsarten, Ausführungsraten, Alarme, etc, umfassen, und können an der Steuerungsbandbreite teilhaben (z.B. Sicherheitszwängen unterworfen sein), etc. Da die Prozessmodule 73 einzelne Einheiten sind, die an jeder geeigneten Stelle in der Prozessanlage ausgeführt werden können, sind sie leicht zu implementieren, um die hier beschriebenen wirtschaftlichen Funktionen zu erfüllen.
Die Dienste oder Dienstanwendungen 74 können irgendeine Anzahl unterschiedlicher Anwendungen umfassen, welche die Information oder Wirtschaftlichkeitsberechnungen verwenden, die von den Modellen 72 hervorgebracht werden. Beispielsweise können die Dienstanwendungen 74 eine oder mehrere Listenerstellungsanwendung/en 80 umfassen, die auf jede gewünschte Weise Benutzern Berichte oder Listen liefern können. Die Listen können die Form von Echtzeit-Tabellenblättern annehmen, die es ermöglichen, dass Daten analysiert, auf Tendenzen hin untersucht, grafisch dargestellt, protokolliert und einem Benutzer dargeboten werden, um eine Entscheidungsunterstützung basierend auf gegenwärtiger und vergangener Information sowie auf abgeleiteten Messgrößen wie Kosten, Rentabilität, Investitionsertrag, Systemgesundheit, Qualität, etc. zuzulassen. Die Listen können vergangene, gegenwärtige und vorausgesagte relative Systemgesundheit, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Qualität, Kosten, Rentabilität, Durchsatz, Geldmittelnutzung, Bestände, Forderungen, Verbindlichkeiten, Tage bei Barzahlung, Verzinsung auf Geldanlagen, Kassenzufluss und/oder andere Parameter der Entitäten des Prozess steuerungssystems umfassen, die mit anderen Entitäten, Instandhaltungseinrichtungen, Gesellschaften, Prozessen, Anlagenstandorten, Einheiten, etc. sowohl auf aktuelle Zustände als auch vergangene und vorhergesagte zukünftige Leistung hin überwacht werden. Falls gewünscht, können diese Listen in Form von beispielsweise Tabellenblättern in Ablauf-Regler, -Geräte, -Ausrüstung eingebettet werden, und Benutzer können die Tabellenblätter auf jede Weise gestalten, die gegenwärtig im Stand der Technik zum Erstellen von Listen verwendet wird. Diese Listenerstellungsanwendungen können dann in das Echtzeitsystem eingebettet ablaufen gelassen werden, um die gewünschten Berichte oder Listen automatisch herzustellen.
Die Dienstanwendungen 74 können auch eine oder mehrere Vorhersageanwendungen 82 irgendeiner gewünschten Art umfassen. Hochentwickelte Vorhersageverfahren wie ARIMA, Bewegtfenster-Fourier oder andere Vorgehensweisen zur Datentransformation, statistische Tendenzbeurteilung, Berechnung zukünftigen Verhaltens basierend auf früheren Aktionen, gegenwärtigen Messwerten und Echtzeitmodellen (wie Prozessmodellen) können dazu eingesetzt werden, um zukünftige Werte irgendwelcher Messungen, Zusammensetzungen, Gesundheitsdaten, Kosten, Rentabilität, etc. zu berechnen. Diese vorhergesagten zukünftigen Daten können Controllern, Alarmauslöseanwendungen, etc. zur Verfügung gestellt werden, um vorgreifendes Alarmauslöse-, Steuerungs- und Notfallverhalten, etc. zu ermöglichen, was gegenwärtige Verfahren oder Systeme nicht zulassen.
Darüber hinaus können noch eine Diagnoseanwendung oder mehrere Diagnose anwendungen vorgesehen sein, um Diagnoseprozeduren unter Verwendung von Wirtschaftlichkeitsdaten auf eine Weise durchzuführen, die eine vollständigere diagnostische Analyse bereitstellt. In einem Beispiel kann die Diagnoseanwendung auf dynamische Parameter zugreifen, die mit Funktionsblöcken oder anderen Steuerblöcken im Steuerungssystem zusammenhängen, wie Delta V- und Fieldbus-Funktionsblöcke, und eine Schnellanalyse an diesen Daten vornehmen. In dieser Anwendung kann auf eine ausgewählte Anzahl von Parametern während oder nach jedem Ausführungszyklus eines Steuermodul- oder Funktionsblocks zugegriffen werden. Die Diagnoseanwendung kann diese Werte einer Tendenzbeurteilung unterziehen oder diese Werte unter Verwendung irgendwelcher Leistungsspektrums-, Korrelations- und Statistikverfahren analysieren. Auch kann es die Diagnoseanwendung einem Benutzer ermöglichen, direkt auf andere Diagnoseanwendungen zuzugreifen, die von anderen Diagnoseanwendungen wie dem AMS-Diagnosesystem bereitgestellt werden. Bei Steuerblöcken kann die Diagnoseanwendung auf Diagnosedaten zugreifen, die beispielsweise mit Abstimmungsanwendungen, etc. zusammenhängen.
Natürlich kann die Diagnoseanwendung zusätzliche Analyse-Tools bereitstellen, wie etwa diejenigen, die eine Leistungsspektrums-, Kreuzkorrelations- und Autokorrelationsanalyse an irgendwelchen gewünschten Variablen durchführt. Die Diagnoseanwendung kann darüber hinaus noch den Benutzer zu der angemessenen Lösung führen, wie etwa einer oder mehreren Abstimmanwendungen, etc., kann hochschnelle Daten nutzen, die von Fieldbus-Zukunftsobjekten oder virtuellen Zukunftsobjekten basierend auf einer herkömmlichen Ein-/Ausgabe (E/A) in den Controller bereitgestellt werden, kann bei Bedarf Tendenzinformation erfassen oder irgendwelche anderen Prozeduren ablaufen lassen.
Falls gewünscht, können die Diagnoseanwendungen eine kontinuierliche Überwachung und Erfassung unregelmäßiger Zustände unterstützen, die in Steuerblöcken und Ein-/Ausgabeblöcken oder anderen Blöcken im Prozesssteuerungssystem vorkommen können. Solch eine Diagnoseanwendung ist im US-Patent Nr. 6,298,454 beschrieben und dargestellt, das hiermit ausdrücklich durch Bezug hier mitaufgenommen wird. Mittels dieses Verfahrens ist es möglich, Blöcke zu identifizieren, die länger als einen festgelegten zeitlichen Prozentsatz einen unregelmäßigen Zustand oder mehrere unregelmäßige Zustände enthalten. Zusätzlich können die E/A- oder Steuerblöcke identifiziert werden, die eine hohe Veränderlichkeit aufweisen.
Im Allgemeinen kann diese Anwendung Tools umfassen, die es einem Benutzer ermöglichen, die Kosten der Prozessveränderlichkeit basierend beispielsweise auf Abweichungen von der Summe und Leistungsfähigkeit, benutzerdefinierten Grenzen und den Kosten des Produkts zu quantifizieren. Die Anwendung kann auch vorgegebene Listen generieren, die von einem Benutzer direkt verwendet werden können, um eine Verbesserung der Steuerung zu begründen. Wie im US-Patent Nn. 6,298,454 beschrieben ist, kann dieses Tool einen Zustandsparameter umfassen, der die Erfassung unregelmäßiger Zustände zulässt, die außer Kraft gesetzt werden sollen, wenn etwa das Modul nicht in Gebrauch ist, um zu verhindern, dass beim Hochfahren, etc. falsche Alarme erzeugt werden, wenn ein Prozess offline ist. Dieses Tool kann auch ermöglichen, dass Anlagenleistung und -nutzung durch einen chronologischen Datenaufzeichner eingespart werden können, um eine Kurven- bzw. grafische Darstellung pro Monat, Jahr, etc. zu unterstützen, wobei diese Daten pro Anlagenbereich, Prozesszelle oder eine andere logische Entität verfügbar sind. Die Diagnoseanwendung kann selbstverständlich auch vorgegebene Listen bereitstellen, die schlechte Zustände zusammenfassen und einzeln aufführen, sog. „Dynamos" bereitstellen, die es ermöglichen, dass Zustände und Wirtschaftlichkeitsberechnungen für eine Einheit oder eine andere Entität auf einem Bedienerbildschirm problemlos zusammengefasst werden können, und kontextsensitive Hilfe für die Prozessanalyse bereitstellen.
Die Dienstanwendungen 74 von 2 können darüber hinaus noch eine oder mehrere Steuer- oder hochentwickelte Steuer-/Regelanwendungen umfassen. Beispielsweise kann eine multivariable Steuer-/Regelanwendung wie eine MPC-Anwendung die erfassten vergangenen und/oder gegenwärtigen und/oder vorhergesagten Daten, einschließlich Wirtschaftlichkeitsdaten, verwenden, um eine fortschrittliche Gewinn- und/oder Kostensteuerung für die multivariable Steuerungssituation zu bestimmen. Gleichermaßen kann eine bekannte Art oder können mehrere bekannte Arten von Optimierungsprogrammen die bestimmten Wirtschaftlichkeitsdaten verwenden, um online eine Optimierung von Kosten, Gewinn, Qualität, Verfügbarkeit, Sicherheit, Durchsatz, etc. zu bewerkstelligen. Solch ein Optimierungsprogramm kann Daten verwenden, die aus dem aktuellen realen Prozess, dem Produkt, der Ausrüstung, dem Maschinenpark, der Anlage, dem Einheitsbetrieb, dem Bereich, dem Unternehmen, den Materialien, dem Ausgangsmaterial, Zwischenprodukten, Entitäten oder Teilen oder Gruppierungen davon ermittelt werden, oder Simulationen einiger oder aller dieser Entitäten oder beides verwenden, um eine Optimierung durchzuführen.
Diese hochentwickelten Steuer-/Regelanwendungen können auch eine Ablaufplanungsanwendung umfassen, die online vergangene und/oder gegenwärtige und/oder vorhergesagte Daten zusammen mit Ausrüstungszustand und/oder Auftragsbestand und/oder Wirtschaftlichkeitsdaten und/oder Umweltdaten und/oder Vorschriftendaten und/oder Marktdaten und/oder Wettbewerbsdaten, etc. verwendet, um die herzustellenden Produkte oder Qualitäten, die zu erbringende Leistung bzw. die Ausrüstung oder Anordnung von Ausrüstung, die eingesetzt werden soll, um ein Produkt auf wirtschaftlichste Weise herzustellen, auszuwählen und/oder planmäßig festzulegen.
Die Dienstanwendungen 74 können auch eine Alarm-/Warnanwendung umfassen, die dazu eingesetzt werden kann, Alarm- oder Warnmeldungen basierend auf der Ausgabe der Modelle 72 bereitzustellen. Insbesondere kann die Alarm-/Warnanwendung bestimmte wirtschaftliche Variable wie Rentabilität, etc. mit festen oder voreingestellten Bereichen oder Werten vergleichen und eine Alarm- oder Warnmeldung abgeben, falls die Rentabilität oder eine andere wirtschaftliche Variable aus dem Bereich bzw. unter oder über den voreingestellten Wert fällt. Diese Alarmmeldungen (oder Warnmeldungen) können an jeden gewünschten Benutzer auf jede gewünschte Weise geschickt werden, wie etwa drahtlos, über das Prozesssteuerungskommunikationsnetz, das Geschäftsnetz, ein Personenrufnetz, E-mail, etc. Als Teil dieses Prozesses kann eine Diagnoseanwendung einen Agenten umfassen, der hochentwickelte Steuer-Tools empfiehlt, die verwendet werden sollten, um sich Problembereichen zuzuwenden. Darüber hinaus kann es die Alarm- oder Warnanwendung noch einem Benutzer ermöglichen, den Mess- oder Steuerblöcken unterschiedliche Prioritäten zuzuteilen. In diesem Fall kann eine Warnmeldung, eine Mailnachricht oder Mitteilung über Personenruf abgegeben werden, wenn ein unregelmäßiger Zustand in einem Block in einer aktiven Einheit mit der vom Benutzer gesetzten oder basierend auf der vom Benutzer gesetzten Priorität entdeckt wird.
Obwohl es in 2 nicht speziell dargestellt ist, können die Datenquellen 66, der Datenmanipulationsblock 70, die Modelle 72 und die Dienstanwendungen 74 so konfiguriert sein, dass sie auf jede gewünschte Weise miteinander kommunizieren, indem sie jede gewünschte Kommunikationsinfrastruktur verwenden, um den Prozess, die Anlage, den Einheitsbetrieb, den Bereich, das Produkt, die Qualität, den Durchlauf, die Rentabilität, Kosten, Zinsen auf Investitionskapital und andere Messgrößen zu bestimmen. Allgemein ausgedrückt können die Daten und/oder Ergebnisse über drahtgebundene, drahtlose, Lichtwellenleiter-, optische oder andere Einrichtungen zur Archivierung, Zusammenstellung, Vorlage, Analyse, Entscheidungsunterstützung, Steuerung oder einen anderen Gebrauch übertragen werden. Fall gewünscht, kann ein globales Positionierungssystem (GPS) oder eine andere physikalische Online-Ortsbestimmungsstruktur als Systemeingabe zur Berechnung und Steuerung sowie zum Ermöglichen der Unterstützung von mobilen Mess- und Analysekomponenten verwendet werden. Falls gewünscht, kann es sich bei den zur Datenerfassung verwendeten Sensoren um Analysatoren, bildgebende Vorrichtungen, etc. handeln, die berührungsfrei oder von entfernt angeordneter Beschaffenheit sein können. Darüber hinaus können die Daten- und Informationstransfervorgänge durch Fehlererfassung, Korrekturcodes oder andere Verfahren wie BCH, redundante Übertragung, n-Pegel-Firecoding, etc. geschützt werden. Die Daten können auch unter Verwendung irgendeines gewünschten oder geeigneten Verfahrens bei der Erfassung, Übertragung, Speicherung oder Verwendung verschlüsselt werden. Darüber hinaus können die Datenerfassungs- oder andere Datenmanipulationsentitäten wie die Modelle 72 und Dienstanwendungen 74 zwischen mehreren physikalischen Örtlichkeiten verstreut angeordnet werden, wenn das so gewünscht wird.
Während 2 die verschiedenen Elemente des kombinierten Wirtschaftlichkeits- und Prozesssteuerungssystems darstellt, kann die gesamte Funktionalität eher als eine Dienstleistung als ein Fremdsystem vorgesehen sein. In diesem Fall würde ein Kunde eine Dienstleistung erwerben, welche die geeigneten oder gewünschten Modelle und Dienste in einer Prozessanlage installieren und betreiben würde, um für irgendwelche der zuvor beschriebenen Einsatzfälle integrierte Wirtschaftlichkeits- und Prozesssteuerungsdaten bereitzustellen. Diese Dienstleistung würde es ermöglichen, dass Kunden und Benutzer, die ansonsten nicht in der Lage wären, sich ein solches System zu leisten oder es zu unterhalten, weitgefasstere Systeme verwenden könnten. Die Dienstleistung könnte natürlich auf einer Nutzungsgebührenbasis abgerechnet werden und, falls gewünscht, könnte die Ausrüstung und/oder ihre Installation, ihre Inbetriebnahme, ihr Betrieb und ihre Wartung auf einer Leasing-, Miet- oder Nutzungsbasis bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann noch als Teil dieser Dienstleistung ein Online-Beratungsdienst vorgesehen werden, wobei die Daten für ein Prozesssystem einem Berater zur Verfügung gestellt werden, der die Modelle und Dienste (z.B. Analyse-Tools und Expertensysteme) ablaufen lässt und online oder offline Beratungs- und/oder Vertragsdienste bietet, die sich um Leistung und Leistungsbelange in der Prozessanlage kümmern.
Nun ist mit Bezug auf 3 ein auf Web-Diensten basierendes Kommunikationssystem, das dazu verwendet werden kann, die Kommunikation und das Sichten von Information zu erleichtern, die mit dem Prozesssteuerungssystem oder der Prozesssteuerungsanlage zusammenhängt, einschließlich Geschäfts- oder kaufmännischer Information, in einem logischen Format dargestellt. Dieses auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem kann beispielsweise im Computer oder Server 45 von 1 angeordnet sein und dazu verwendet werden, Information aus den Finanz- oder Geschäftssystemen zu beschaffen und diese Information den Modellen 72 von 2 zur Verfügung zu stellen (welche sich beispielsweise im Prozesssteuerungssystem 14 von 1 befinden können). Natürlich können sich das auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem, die Modelle 72 und die Dienstanwendungen 74 auch in irgendeinem anderen gewünschten Teil oder irgendwelchen anderen gewünschten Teilen der Anlage 10 befinden.
Im Spezielleren umfasst das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und -verfahren eine Kommunikationsmaschine, die Meldungslenkungs-, Planungs- und Konfigurationsfunktionen für mehrere Kunden oder Web-Dienste erfüllt, und um für diesen besonderen Zweck Online- oder aktualisierte Finanz- oder Gewinndaten dem Prozesssteuerungssystem 14 von 1 zur Verwendung bei der computermäßig oder anderweitig berechneten aktuellen Rentabilität der Prozessanlage oder zur Verwendung bei der Änderung des Betriebs der Anlage, damit sie rentabler ist, bereitzustellen.
Das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und -verfahren kann eine grafische Bedieneroberfläche umfassen, die es einem oder mehreren Benutzern ermöglicht, Web-Dienste zu konfigurieren und/oder zum System hinzuzufügen und ein höchst personalisiertes Profil zu schaffen, das die Kommunikationsmaschine dazu veranlasst, ausgewählte Prozesssteuerungsinformation und andere Information, die dem Benutzer über die grafische Bedieneroberfläche angezeigt werden soll, auf eine vom Benutzer gewünschte Weise zu lenken. Dieses Merkmal macht es möglich, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Rentabilitätsdaten, die mit unterschiedlichen Anlagenumgebungen zusammenhängen, dem Prozesssteuerungssystem für Online-Rentabilitätszwecke zur Verfügung gestellt werden können.
Auf jeden Fall können die Web-Dienste, die Kommunikationsmaschine und die grafische Bedieneroberfläche über ein Netz wie beispielsweise das Internet miteinander kommunizieren, indem sie eine erweiterbate Auszeichnungssprache (z.B. XML) oder irgendeine andere ähnliche Sprache verwenden, die es Anwendungen, Diensten und/oder Systemen ermöglicht, miteinander zu kommunizieren, ohne die Entwicklung von Kundenkommunikationsschnittstellen oder -treibern nötig zu machen.
Allgemein ausgedrückt, können die hier beschriebenen Web-Dienste Datendienste oder -quellen, bei denen es sich um Geschäftssysteme handeln kann, die Daten erfassen und abspeichern, die gebraucht werden, um aktuelle Rentabilitätsanalysen anzustellen, und Datenabonnenten oder -verbraucher umfassen, bei denen es sich beispielsweise um Anwendungen handeln kann, die im Prozesssteuerungs- oder Prozessinstandhaltungssystem implementiert sind, um online Rentabilitätsberechnungen durchzuführen. Andererseits können die Datendienste oder -quellen Prozesssteuerungssysteme oder -anwendungen, Wirtschaftsgüterverwaltungssysteme oder -anwendungen, Ausrüstungszustandsüberwachungssysteme oder -anwendungen, Diagnosesysteme oder -anwendungen, oder irgendein anderes System oder irgendeine andere Anwendung sein, das oder die Information oder Daten erfasst oder generiert, die mit dem Betrieb eines Prozesssteuerungssystems oder einer Prozesssteuerungsanlage sowie Geschäftssystemen oder Kaufmännische Datenquellen zu tun haben. Gleichermaßen kann es sich bei den Datenabonnenten oder -verbrauchern um benutzerinteraktive Anwendungen handeln, wie beispielsweise Diagnoseanwendungen, Steuerungsoptimierungsanwendungen, Mitteilungssysteme einschließlich Personenrufsysteme oder -anwendungen, E-mail-Systeme oder -Anwendungen, Dateierstellungssysteme oder -anwendungen, etc.
Selbstverständlich können die Datendienste bzw. Datenverbraucher eine Anwendung oder ein System sein, das eine Web-Diensteschnittstelle umfasst. Wie hinlänglich bekannt ist, kann eine Web-Diensteschnittstelle eine erweiterbare Auszeichnungssprache wie XML zusammen mit einem Mitteilungsübermittlungsprotokoll wie beispielsweise dem SOAP-Protokoll (SOAP – Simple Object Access Protokoll) und einem Kommunikationstransportprotokoll wie beispielsweise dem HTTP-Protokoll (HTTP – Hypertext Transport Protocol) verwenden. Weil Web-Dienste von ihrer Natur her in gewisser Weise generisch sind (d.h., das Verhalten oder die Eigenschaften der Kommunikationen über eine Web-Serverschnittstelle von keiner zugrundeliegenden Anwendung bzw. keinem zugrundeliegenden System abhängen), können Datendienste und Datenverbraucher problemlos mit der Kommunikationsmaschine verbunden werden (d.h. mit ihr kommunizieren), ohne Kundenkommunikationsschnittstellen schaffen zu müssen, was typischerweise bei früheren Systemen der Fall war. Überdies kann die Kommunikationsmaschine problemlos dazu ausgelegt werden, Web-Dienste (entweder automatisch oder unter der Anleitung eines Benutzers) auf- bzw. herauszufinden, die für eine Einwahl in die Kommunikationsmaschine zur Verfügung stehen. Beispielsweise kann die Kommunikationsmaschine ein Auffindungs-Tool oder einen Auffinddienst für Web-Dienste wie beispielsweise Universal Discovery Description and Integration (UDDI) oder irgendein anderes Auffindungs-Tool oder irgendeinen anderen Auffinddienst für Web-Dienste verwenden, um verfügbare Web-Dienste zu identifizieren.
Darüber hinaus liefert das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und -verfahren noch eine Systemarchitektur, die zu einer leistungsstarken und widerstandsfähigen Datenerfassung, Datenanalyse und Datenkommunikation führt. Insbesondere kann die Kommunikationsmaschine Daten aus den Datendiensten abfragen, wenn sie von der Kommunikationsmaschine gebraucht werden. Alternativ kann einer oder können mehrere Datendienste so konfiguriert sein, dass sie es der Kommunikationsmaschine asynchron mitteilen, wenn neue Daten oder neue Information verfügbar werden. In jedem Fall kann ein wirkungsvoller Gebrauch der Kommunikationsbetriebsmittel (z.B. Kommunikationsverbindungen, Verarbeitungskapazität innerhalb der Kommunikationsmaschine, etc.) durch das hier beschriebene System und Verfahren erzielt werden. Insbesondere werden nur neu verfügbare Daten und/oder Daten, die von der Kommunikationsmaschine benötigt werden, zwischen den verschiedenen Datendiensten und der Kommunikationsmaschine übertragen, im Gegensatz zur Erfassung aller verfügbarer Daten aus den Datenquellen, ungeachtet dessen, ob die Daten benötigt werden, wie es bei früheren Systemen der Fall war.
Darüber hinaus können mit dem hier beschriebenen, auf Web-Diensten basierenden Kommunikationssystem und -verfahren die Datendienste komplexe Analysen durchführen und die Analyseergebnisse (zusätzlich zu Rohdaten, falls gewünscht) der Kommunikationsmaschine und wiederum der grafischen Benutzeroberfläche und/oder anderen Datenverbrauchern mitteilen. Weil das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und -verfahren dazu ausgelegt ist, nur die angeforderten und/oder neu verfügbaren Daten und, falls gewünscht, nur Analyseergebnisse zu übertragen (im Gegensatz zu allen Daten, die erforderlich sind, um die Analyse an einer zentralen Stelle wie der Kommunikationsmaschine oder der grafischen Benutzeroberflächenanwendung durchzuführen), erleichtert somit das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und -verfahren eine höchst effiziente Nutzung der verfügbaren Kommunikationsnetzbandbreite.
Das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und -verfahren sorgt für einen hohen Grad an Datenfestigkeit. Insbesondere kann jeder der Web-Dienste für Datensicherung, Speichern der Datenhistorie, etc. verantwortlich sein.
Im Ergebnis führt ein Kommunikations- und/oder Stromausfall in der Kommunikationsmaschine und/oder der grafischen Benutzeroberfläche zu keinem katastrophalen Datenverlust, und eine Wiederherstellung des Systems kann beim Wiedereinsetzen von Strom und/oder Verbindungen zur Kommunikationsmaschine und/oder der grafischen Benutzeroberfläche schnell und problemlos bewerkstelligt werden. Ebenso führt auch ein Ausfall eines bestimmten Web-Dienstes nicht zu einem katastrophalen Ausfall des gesamten Systems, und wenn der ausgefallene Web-Dienst wiederhergestellt ist, kann das System problemlos mit dem Web-Dienst zu kommunizieren beginnen, ohne neu konfiguriert oder wieder hochgefahren, etc. werden zu müssen.
3 stellt ein Funktionsblockschema dar, das allgemein ein Beispiel eines auf Web-Diensten basierenden Kommunikationssystems 100 veranschaulicht, das mit einer Prozesssteuerungsanlage oder einem Prozesssteuerungssystem wie der oder dem von 1 verwendet werden kann. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst das System 100 mehrere Datendienste 102 – 106, mehrere Datenverbraucher 108 – 112, einen Informationsserver 114, eine grafische Benutzeroberfläche 116 und einen Auffinddienst 118, wovon alle an dasselbe oder verschiedene Netze 120 angeschlossen sein können. Im Allgemeinen sind die Datendienste 102 – 106 Systeme oder Anwendungen, die Datenerfassungs-, Datengenerierungs- und/oder Datenanalyseaktivitäten durchführen. Die Datendienste 102 – 106 können beispielsweise Prozessmanagementanwendungen, Geschäftsanwendungen, Finanz- oder Buchhaltungsdienste oder -datenbanken oder andere Arten von Anwendungen oder Datenbanken sein, die mit einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozessteuerungsanlage zusammenhängen, die von einem oder mehreren Servern oder anderen Computern im Prozesssteuerungssystem oder der Prozesssteuerungsanlage ausgeführt werden. Natürlich können die Datendienste 102 – 106 einem einzelnen Prozesssteuerungssystem oder einer einzelnen Prozesssteuerungsanlage oder mehr als einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozesssteuerungsanlage entsprechen.
Jeder der Datendienste 102 – 106 kann Feldgeräte, Controller, Arbeitsplatzrechner, etc. umfassen, die über ein Kommunikationsnetz oder mehrere Kommunikationsnetze und/oder andere Arten von Kommunikationsverbindungen kommunikativ verbunden sind. Falls gewünscht oder notwendig, kann jeder der Datendienste 102 – 106 Prozesssteuerungsaktivitäten durchführen, wie beispielsweise das Ausführen von Regelschleifen, kann Diagnoseaktivitäten durchführen, kann Wirtschaftsgüterverwaltungsaktivitäten für eine Sammlung von Geräten und Vorrichtungen durchführen, die mit einer bestimmten Prozessanlage oder einem Teil einer Prozessanlage zusammenhängen. Darüber hinaus kann auch jeder der Datendienste 102 – 106 noch die Funktionen eines chronologischen Datenaufzeichners erfüllen, kann redundante oder ausfallsichere Vorrichtungen umfassen, kann Datenanalyseaktivitäten durchführen, wovon alle im Stande der Technik hinreichend bekannt sind und somit hier nicht ausführlicher beschrieben werden. Darüber hinaus können zu den hier erläuterten Zwecken die Datendienste 102 – 106 noch Computer oder andere Datenerfassungsvorrichtungen irgendeines Typs umfassen, die kaufmännische Daten erfassen, speichern, generieren, etc., die zur Aufstellung von Gewinnermittlungen in einer Prozessanlage benötigt werden.
Vorzugsweise umfassen die Datendienste 102 – 106 Kommunikationsschnittstellen 122 – 126 für die jeweiligen Web-Dienste, welche es den Datendiensten 102 – 106 ermöglichen, innerhalb des Systems 100 als Web-Dienste zu kommunizieren, wenn sie mit dem Netz 120 verbunden sind. Die Kommunikationsschnittstellen 122 – 126 für die Web-Dienste können unter Verwendung von XML-Nachrichten implementiert werden, die unter Verwendung von SOAP oder irgendeinem anderen gewünschten Nachrichtenprotokoll formatiert und für eine Übertragung unter Verwendung eines Netztransportprotokolls wie beispielsweise HTTP neu verpackt wurden.
Im Allgemeinen sind die Datenverbraucher 108 – 112 Systeme oder Anwendungen, die Aktivitäten oder Funktionen durchführen, die Prozesssteuerungsdaten verbrauchen und/oder die Daten oder Information übertragen, die von den Datendiensten 102 – 106 Systembenutzern oder -bedienern zur Verfügung gestellt werden. In diesem Beispiel kann es sich bei den Datenverbrauchern 108 – 112 um die Modelle 72 von 2 handeln. Einer oder mehrere der Datenverbraucher 108 – 112 kann primär Kommunikationsfunktionen erfüllen, die unter Verwendung eines bestimmten Kommunikationsmediums und einer bestimmten Kommunikationsplattform Daten oder Information zu Systembenutzern oder -bedienern leiten können. Beispielsweise können Daten von einem oder mehreren der Datenverbraucher 108 – 112 unter Verwendung von draht-gebundenen oder drahtlosen Medien und unter Verwendung irgendeiner gewünschten System- oder Hardwareplattform wie beispielsweise einem Laptop, einem Notebook, E-mail, etc. versandt werden. Alternativ oder zusätzlich kann einer oder können mehrere der Datenverbraucher 108 – 112 primär benutzerinteraktive Aktivitäten durchführen, wie beispielsweise Chargenbestimmungs- und Aktionsmanagementaktivitäten und/oder kann andere primär geschäftsbezogene Aktivitäten durchführen wie beispielsweise Auftragsbearbeitungsaktivitäten, Buchhaltungsaktivitäten, Produktversand- und Produktverwaltungsaktivitäten, ProduktbestandSteuer-/Regelarbeiten, Qualitätssicherungsaktivitäten, Beschaffungsaktivitäten, etc. Wie die Datendienste 102 – 106 umfassen auch die Datenverbraucher 108 – 112 Kommunikationsschnittstellen 128 – 132 für die jeweiligen Web-Dienste, welche es den Datenverbrauchern 108 – 112 ermöglichen, als Web-Dienste innerhalb des Systems 100 zu kommunizieren.
Wie in 3 dargestellt, umfasst der Informationsserver 114 eine Ablaufsteuerung 134, einen Router 136 und eine Datenbank 138, die kollektiv als Kommunikationsma schine 140 fungieren, die Nachrichtenlenkungs- und Nachrichtenablaufsteuerungsfunktionen sowie Systemkonfigurationsaktivitäten durchführt, die später noch ausführlicher beschrieben werden. Die Kommunikationsmaschine 140 kann eine Vielzahl von Datendienstverbindungen 142 – 146 herstellen, wovon jede einem der Datendienste 102 – 106 entspricht, und kann ebenso eine Vielzahl von Datenverbraucherverbindungen 148 – 152 herstellen, die den Datenverbrauchern 108 – 112 entsprechen. Die Kommunikationsmaschine 140 kann die Verbindungen 142 – 152 dynamisch herstellen, wenn sie benötigt werden, um mit den Datendiensten 102 – 106 und den Datenverbrauchern 108 – 112 über ihre jeweiligen Schnittstellen 122 – 126 und 128 – 132 zu kommunizieren.
Im Allgemeinen führt der Router 136 Nachrichtenlenkungsfunktionen aus, die Nachrichten von einem oder mehreren Web-Diensten empfangen, welche die Datendienste 102 – 106 und die Datenverbraucher 108 – 112 umfassen, über die Verbindungen 142 – 152 an das Netz 120 angeschlossen sind und diese empfangenen Nachrichten an geeignete Bestimmungsorte weiterleiten, welche irgendwelche der an das Netz 120 angeschlossene Web-Dienste sein können (z.B. die Datendienste 102 – 106 und die Datenverbraucher 108 – 112). Im Spezielleren kann der Router 136 ähnlich oder genauso arbeiten wie ein XML-Transaktionsserver. Der Router 136 kann Eingabe-/Ausgabeschemata zusammen mit Geschäftsregeln, Datenmanipulationen, etc. verwenden, die alle in der Datenbank 138 gespeichert sein und daraus abgerufen werden können, oder von einem anderen der an das Netz 120 angeschlossenen Web-Dienste bereitgestellt werden können, um die aus einem oder mehreren der an das Netz 120 angeschlossenen Web-Dienste eingegangenen XML-Nachrichten an einen anderen oder mehrere andere der Web-Dienste weiterzuleiten.
Beispielsweise kann der Datendienst 102 Alarm- oder Warninformation generieren, die an den Datenverbraucher 112 übertragen werden muss, welcher eine Kommunikationssystem oder eine Kommunikationsanwendung wie ein E-mail-System oder eine E-mail-Anwendung sein kann. Wird die Warn- oder Alarminformation generiert, benutzt der Datendienst 102 seine Web-Diensteschnittstelle 122, um die Warn- oder Alarmfunktion in ein XML-Schema zu verpacken, um eine XML-Nachricht zu bilden, verpackt die XML-Nachricht unter Verwendung von HTTP erneut und schickt die XML-Nachricht an das Netz 120. Das Netz 120 verwendet die HTTP-Verpackung, um die XML-Nachricht unter Verwendung bekannter Verfahren an eine geeignete der Datendienstverbindungen 142 – 146 weiterzuleiten, die im Informationsserver zur Verfügung steht. Die Kommunikationsmaschine 140 empfängt die XML-Nachricht aus dieser einen der Datendienstverbindungen 142 – 146, welche die XML-Nachricht empfing, und der Router 136 benutzt eine geeignetes (aus der Datenbank 138 abgerufenen) Eingabeschema, um die XML-Nachricht zu decodieren. Aufbauend auf dem Inhalt der decodierten Nachricht und einer oder mehreren Regeln und/oder Datenmanipulationen kann der Router 136 dann den Inhalt (oder einen Teil des Inhalts) der Nachricht in ein geeignetes Ausgabeschema umsetzen, das mit der Bestimmung (d.h. dem Datenverbraucher 112) zusammenhängt und auch aus der Datenbank 138 abgerufen werden kann. Der Router 136 kann dann die umgesetzte Alarm- oder Warnmeldung (bei welcher es sich auch um eine XML-Nachricht handelt) unter Verwendung von HTTP erneut verpacken und die neuverpackte Nachricht über eine der Datenverbraucherverbindungen 148 – 152, die mit dem Datenverbraucher 112 und dem Netz 120 zusammenhängen, an den Datenverbraucher 112 verschicken. Der Datenverbraucher 112 empfängt dann die Warn- oder Alarminformation über seine Web-Diensteschnittstelle 132 und kann eine E-mail-Nachricht generieren, welche die Warn- oder Alarminformation an ein oder mehrere bestimmte Systeme oder Anwendungen überträgt.
Somit ist der Router 136 dazu ausgelegt, Nachrichten zu verarbeiten, welche vorzugsweise, aber nicht unbedingt, unter Verwendung von XML oder irgendeiner anderen erweiterbaren Auszeichnungssprache formuliert sind und aus mehreren Web-Diensten, wie beispielsweise Datendiensten, über ein Kommunikationsnetz eingehen, und verschickt oder leitet diese Nachrichten an andere Web-Dienste weiter, die auch an das Kommunikationsnetz angeschlossen sind. Weil alle Datengenerierungs- und Datenverbrauchsanwendungen oder -systeme, die das System 100 ausmachen, so konfiguriert sind, dass sie als Web-Dienste kommunizieren, kann der Informationsserver 114 und im Spezielleren die Kommunikationsmaschine 140 dynamisch Verbindungen mit irgendwelchen Datengenerierungs- und Datenverbrauchsanwendungen oder -systemen herstellen, indem Verbindungen (z.B. die Verbindungen 142 – 152) hinzugefügt oder entfernt werden, ohne dass dabei irgendwelche Kundenkommunikationsschnittstellen oder – treiber geschaffen werden müssten, und ohne die Betriebsabläufe der Kommunikationsmaschine 140 anzuhalten (d.h. Verbindungen zu Anwendungen können hergestellt werden, ohne die Kommunikation zwischen bereits verbundenen Web-Diensten und der Kommunikationsmaschine 140 zu stören). Weil hingegen jeder der Datendienste 102 – 106 und jeder der Datenverbraucher 108 – 112 eine Web-Diensteschnittstelle umfasst, und weil die Kommunikationsmaschine 140 dazu ausgelegt ist, mit den Web-Diensten zu kommunizieren, muss der Informationsserver 114 oder irgendeiner der mit dem Netz 120 verbundenen Web-Dienste, um Information zwischen den Web-Diensten über den Informationsserver 114 austauschen zu können, keine detaillierte Kenntnis über den Betrieb der Systeme oder Anwendungen haben, die von irgendwelchen der anderen Web-Dienste ausgeführt werden.
Im Allgemeinen erfüllt die Ablaufsteuerung 134 Ablaufsteuerungsfunktionen, die es der Kommunikationsmaschine 140 ermöglichen, periodische Information aus einem oder mehreren der Datendienste 102 – 106 abzufragen. Genauer ausgedrückt kann die Ablaufsteuerung 134 periodische Abfragen nach Information oder Daten aus einem oder mehreren der Datendienste 102 – 106 stellen, insbesondere dann, wenn die abgefragte Information von einer Art ist, die kein Ereignis begründen würde. Benötigt beispielsweise einer der Datenverbraucher 108 – 112 periodisch Information oder Daten wie mit Ausgangsmaterialien oder fertigen Produkten zusammenhängende Kosten oder Preise von einem der Datendienste 102 – 106, kann die Ablaufsteuerung 136 so konfiguriert werden, dass periodisch Nachrichten, welche diese Daten anfordern, an den einen oder die mehreren der Datendienste 102 – 106, welche die Daten abgespeichert oder Zugriff dazu haben, geschickt werden. Der eine oder die mehreren der Datendienste 102 – 106, der/die die Anforderung erhält/erhalten, kann anschließend die Daten in Form einer HTTP-verpackten XML-Nachricht an den Informationsserver 114 verschicken, welche dann vom Router 136 zu dem geeigneten Datenverbraucher oder den geeigneten Datenverbrauchern 108 – 112, wie einem der Modelle 72, über das Netz 120 weitergeleitet wird.
Der Auffinddienst 118 kann auch eine Web-Diensteschnittstelle 154 umfassen, die es dem Auffinddienst 118 ermöglicht, wie gewünscht mit dem Informationsserver 114, den Datendiensten 102 – 106 und/oder den Datenverbrauchern 108 – 112 zu kommunizieren. Der Auffinddienst 118 kann ein Web-Diensteverzeichnis oder ein Web-Diensteregisterdienst wie beispielsweise UDDI oder irgendein ähnliches oder anderes Web-Diensteverzeichnis oder -register sein. Wie hinlänglich bekannt ist, ermöglicht es UDDI einem Web-Dienst, Schnittstellen- und/oder Kommunikationsinformation über einen anderen Web-Dienst aufzufinden und zu ermitteln, welche dann vom auffindenden Web-Dienst oder -Server hergenommen werden kann, um automatisch Kommunikationsverbindungen mit dem aufgefundenen Web-Dienst herzustellen.
Das System 100 kann den Auffinddienst 118 dazu verwenden, um automatisch oder dynamisch Kommunikationsverbindungen zwischen dem Informationsserver 114, den Datendiensten 102 – 106 und den Datenverbrauchern 108 – 112 herzustellen, ohne dass dabei ein Systembenutzer oder -bediener, ein Programmierer, etc. eingreifen müsste. Nur beispielsweise kann beim anfänglichen Hochfahren oder Einschalten des Systems 100 der Informationsserver 114 und insbesondere die Kommunikationsmaschine 140 mit dem Auffinddienst 118 kommunizieren, um zu bestimmen, welche Web-Dienste mit dem Netz 120 verbunden sind und für einen Gebrauch durch das System 100 zur Verfügung stehen. Die Kommunikationsmaschine 140 kann verfügbare Web-Dienste und zu den verfügbaren Web-Diensten gehörende Kommunikationsschnittstelleninformation in der Datenbank 138 abspeichern. Die Information, die sich auf die verfügbaren Web-Dienste bezieht, kann dann automatisch und periodisch von der Kommunikationsmaschine aktualisiert werden, so dass, wenn ein Web-Dienst unverfügbar wird, verfügbar wird, und/oder wenn sich Kommunikationsschnittstelleninformation, die sich auf irgendeinen verfügbaren Web-Dienst bezieht, ändert, eine solche Information in der Datenbank 138 wiedergespiegelt werden kann, um von der Kommunikationsmaschine 140 beim Weiterleiten und bei der Ablaufsteuerung von Kommunikationsverbindungen verwendet zu werden.
Jeder der Web-Dienste, der aufgefunden wird, (falls gewünscht) zugelassen wird und über das Netz 120 mit dem Informationsserver verbunden ist, kann eine damit verbundene unverwechselbare Dienstekennung (SID – Service Identifier) haben. Auf diese Weise kann die Kommunikationsmaschine 140 Kommunikationsschnittstelleninformation und andere Information, die jeweils zu den verfügbaren Web-Diensten gehört, in einer Tabelle oder irgendeiner anderen Datenstruktur in der Datenbank 138 abspeichern. Die Tabelle oder die andere Datenstruktur kann anschließend vom Router 136 und der Ablaufsteuerung 134 verwendet werden, um von bestimmten Diensten eingehende Nachrichten weiterzuleiten, und um eine Ablaufsteuerung an Informationsanforderungen aus bestimmten Diensten vorzunehmen.
Die grafische Benutzeroberfläche 116 erfüllt Funktionen, die es einem Systembenutzer oder -bediener ermöglichen, selektiv Information zu sichten, die von den Datendiensten 102 – 106 und/oder den Datenverbrauchern 108 – 112 bereitgestellt wird, Kommunikationsverbindungen im System 100 zu konfigurieren (z.B. den Ablauf von Informationsanforderungen zu steuern, Weiterleitungen herzustellen, etc.) und/oder allgemein mit Anwendungen oder Diensten zu interagieren, die über den Informationsserver 114 mit dem Netz 120 verbunden sind. Die Informationsart, die von der grafischen Benutzeroberfläche 116 dargestellt wird, und die Art und Weise, auf welche die Information von der grafischen Benutzeroberfläche 116 dargestellt werden kann, kann sich von Benutzer zu Benutzer basierend auf Profilen ändern, die von den Benutzern festgelegt und in der Datenbank 138 gespeichert werden. Beispielsweise kann ein Benutzer zu Anfang über die grafische Benutzeroberfläche 116 mit dem System 100 interagieren, um ein Profil und die Information oder den Inhalt festzulegen, die er angezeigt haben möchte. Das Profil eines bestimmten Benutzers kann Information beinhalten, die mit der Rolle des Benutzers im Unternehmen (z.B. Geschäftsführer, Ingenieur, leitender Angestellter, etc.), den Arbeitsstunden des Benutzers (z.B. die Schicht des Benutzers), den persönlichen Präferenzen des Benutzers, der Art und Weise und den Zeiten, an denen der Benutzer nicht vor Ort oder vor Ort kontaktiert werden kann, zusammenhängt, etc. Zusätzlich kann die Benutzerprofilinformation von der grafischen Benutzeroberfläche 116 zum Informationsserver 114 geschickt werden, welcher die Benutzerprofilinformation in der Datenbank 138 speichern kann.
Außerdem kann außer der Benutzerprofilinformation auch noch Konfigurationsinformation, die mit jedem Benutzer zusammenhängt, in der Datenbank 138 gespeichert werden. Ein Benutzer kann mit der grafischen Benutzeroberfläche 116 interagieren, um die Art und Weise festzulegen, auf welche er Information aus den Datendiensten 102 – 106 und den Datenverbrauchern 108 – 112 sichten möchte, die Art und Weise, auf welche der Benutzer die Information zwischen den verschiedenen, mit dem Netz 120 verbundenen Web-Diensten übertragen haben möchte, etc. Um Konfigurationsinformation für jeden Benutzer abzuspeichern, kann in der Datenbank 138 eine Tabelle so erstellt werden, dass jedem Benutzer eine unverwechselbare Kennung oder eine Benutzer-ID (UID – User ID) zugeteilt wird und die von einem Benutzer gewünschte Konfiguration für jeden der verfügbaren Web-Dienste zusammen mit der UID und den SIDs der Dienste abgespeichert wird.
Wenn sich beispielsweise ein Benutzer in der grafischen Benutzeroberfläche 116 anmeldet, kann er sich mittels seines Benutzernamens und Passworts authentifizieren. Benutzername und Passwortinformation können wiederum dazu verwendet werden, eine Sicherheitskennung (z.B. die UID) zu erzeugen oder damit zu verbinden. Die grafische Benutzeroberfläche 116 kann die UID für diesen Benutzer an den Informationsserver 114 schicken, welcher dann das Profil und die Konfigurationsinformation, die mit dieser UID zusammenhängen, aus der Datenbank 138 abruft. Das Profil und die Konfigurationsinformation können dann von der Kommunikationsmaschine 140 dazu hergenommen werden, die Art und Weise, auf welche Nachrichten weitergeleitet werden, die Art und Weise, auf welche die Ablaufsteuerung 134 Information aus den Datendiensten 102 – 106 anfordert, die Art und Weise, auf welche die Information von der grafischen Benutzeroberfläche 116 angezeigt wird, etc., festzulegen, während dieser Benutzer (oder zumindest die UID dieses Benutzers) die Kontrolle über die grafische Benutzeroberfläche 116 behält.
Obwohl die grafische Benutzeroberfläche 116 (und die damit zusammenhängende/n Softwareanwendung oder -anwendungen) in 3 als in einem separaten System, Server, Arbeitsplatzrechner oder Computer ausgeführt dargestellt ist, kann die grafische Benutzeroberfläche 116 statt dessen auch, falls gewünscht, im Informationsserver 114 oder irgendeinem anderen Server oder Computersystem instanziiert werden, der/das mit dem Netz 120 verbunden ist. Natürlich können auch zusätzliche grafische Benutzeroberflächen, die der grafischen Benutzeroberfläche 116 ähnlich oder gleich sind, mit dem Netz 120 verbunden sein, wodurch es mehreren Benutzern möglich wird, gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten mit dem System 100 zu interagieren. Darüber hinaus sollte festgehalten werden, dass, obwohl das in 2 gezeigte beispielhafte System das Netz 120 als Einzelnetz, wie beispielsweise das Internet darstellt, das alle Komponenten des Systems 100 verknüpft, statt dessen auch mannigfaltige andere Netzstrukturen verwendet werden können. Beispielsweise können einige oder alle Datendienste 102 – 106 über ein Ethernet-Netz kommunikativ mit dem Informationsserver 114 verbunden sein, während einige oder alle der Datenverbraucher 108 – 112 kommunikativ über ein anderes, gesondertes Netz mit dem Informationsserver 114 verbunden sein können, welches auf Ethernet oder irgendeinem anderen Protokoll oder Standard basieren kann. Selbstverständlich können die Web-Dienste und andere Komponenten (z.B. die grafische Benutzeroberfläche 116), die mit dem Informationsserver 114 kommunizieren, unter Verwendung irgendeiner gewünschten Kombination von Netztypen (z.B. Ethernet, Internet, etc.), unter Verwendung irgendeiner Kombination drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationsmedien kommunizieren.
4 ist ein beispielhaftes Blockschema 200 der Art und Weise, auf welche das in 3 gezeigte, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem 100 zum Gebrauch mit einer Prozesssteuerungsanlage oder einem Prozesssteuerungssystem angepasst werden kann. Das in 4 gezeigte beispielhafte System 200 umfasst den Informationsserver 114, die grafische Benutzeroberfläche 116, den Auffinddienst 118 und das Netz 120, die in 3 gezeigt sind. Das System 200 umfasst jedoch Arten von Web-Diensten, die typischerweise einer Prozesssteuerungsanlage oder einem Prozesssteuerungssystem zugeordnet würden. Wie in 4 gezeigt, kann das System 200 einen Web-Dienst 202 für Wirtschaftsgüterverwaltung, einen Web-Dienst 204 für hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachung, einen Web-Dienst 205 für Geschäfts- oder Finanzinformation und einen Web-Dienst 206 für Diagnose umfassen. Die Web-Dienste 202 – 206 können jeweils allgemein den in 3 gezeigten Datendiensten 102 – 106 entsprechen. Zusätzlich können die Dienste 202 – 206 jeweils eine Anwendung oder Anwendungen umfassen, die von verschiedenen Servern, Arbeitsplatzrechnern oder anderen Computersystemen in einer bestimmten Prozesssteuerungsanlage oder einem bestimmten Prozesssteuerungssystem ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Web-Dienst 202 für Wirtschaftsgüterverwaltung einen Server umfassen, der eine oder mehrere Softwareanwendungen für Wirtschaftsgüterverwaltung für eine bestimmte Prozesssteuerungsanlage ablaufen lässt. Diese Wirtschaftsgüterverwaltungsanwendungen können Prozessoptimierungsaktivitäten durchführen, welche die Anlagenrentabilität basierend auf einem weiten Bereich an Information einschließlich beispielsweise Prozesssteuerungsparameter, Wartungsinformation, Geschäftsinformation, etc. zu maximieren sucht. Der hochentwickelte Web-Dienst 204 für Steuerungs- und Zustandsüberwachung kann Alarm- oder Warnfunktionen erfüllen, Prozesszustandsüberwachungsfunktionen, wie beispielsweise Schleifenüberwachungsfunktionen, Echtzeitoptimierungsfunktionen, Expertensystemfunktionen, etc., und Ausrüstungszustandsüberwachungsfunktionen, wie beispielsweise Schwingungs überwachungsfunktionen, Wartungsvorhersagefunktionen, etc. Der Geschäfts- oder Finanzinformationsdienst 205 kann Anwendungen umfassen, die Ablaufsteuerung, Einkauf, Buchführung, Speicherung von Kosten, Preisen, Umsätzen, etc., durchführen, während der Diagnosedienst 206 Anwendungen umfassen kann, die irgendwelche gewünschten Arten von Diagnosen durchführen. Auf jeden Fall können die Web-Dienste 202 – 206 als Datendienste gekennzeichnet werden, weil sie Anwendungen umfassen, die Daten erfassen und/oder Datenanalyseaktivitäten vornehmen, die Analyse- oder Ergebnisdaten hervorbringen.
Das in 4 gezeigte System 200 umfasst auch eine Vielzahl von Web-Diensten, die als Datenverbraucher gekennzeichnet werden können. Beispielsweise umfasst das System 200 eine E-mail-Web-Dienst 208, einen Personenruf-Web-Dienst 210, einen Web-Dienst 212 für ein computerisiertes Instandhaltungsmanagementsystem (CMMS – Computerized Maintenance Management System), einen Personaldatenassistenten-Web-Dienst 214, einen Dateisystem-Web-Dienst 216, einen Aktionsmanagement-Web-Dienst 218, einen Diagnose-Web-Dienst 220, einen Optimierungsprogramm-Web-Dienst 221, etc. Der E-mail-Web-Dienst 208 kann dazu ausgelegt werden, E-mail-Nachrichten basierend auf Nachrichten zu erstellen, die von einem Datendienst oder mehreren Datendiensten eingehen, wie beispielsweise dem Webdienst 202 für Wirtschaftsgüterverwaltung, dem Web-Dienst 204 für hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachung und dem Diagnose-Web-Dienst 208. Der E-mail-Web-Dienst 208 kann diese E-mail-Nachrichten an beispielsweise eine Benutzeroberfläche oder mehrere Benutzeroberflächen schicken, welche gleich oder ähnlich der grafischen Benutzeroberfläche 116 sein kann/können, und/oder an irgendein anderes Computersystem, auf das Benutzer zugreifen können. Auf eine ähnliche Weise kann der Personenruf-Web-Dienst 210 über den Informationsserver 114 und das Netz 120 Nachrichten empfangen, die beispielsweise eine Alarm- oder Warninformation von einem anderen Web-Dienst im System 200 enthalten, und kann die den Alarm oder die Warnung betreffende Information an ein Personenrufgerät oder mehrere Personenrufgeräte übertragen, die einem Benutzer oder mehreren Benutzer (z.B. Wartungspersonal, Techniker, etc.) oder anderen Personen zugeordnet sind, die mit dem System 200 zu tun haben. Falls gewünscht, können die Modelle 72 von 2 in die Datenverbraucher-Web-Dienste wie die Diagnoseanwendungen 220, die E-mail-Mitteilungsanwendungen 208, die Aktionsmanagementanwendungen 218, die Optimierungsprogrammanwendungen 221, etc. integriert werden.
Der Personaldatenassistenten-Web-Dienst 214 kann Nachrichten empfangen, die Information aus Datenquellen wie den Web-Diensten 202 – 206 enthalten, und kann die in diesen Nachrichten enthaltene Information an einen oder mehrere Personaldatenassistentencomputer übertragen, wovon jeder von einer anderen Person oder einem anderen Benutzer mit sich geführt bzw. bedient wird. Auf diese Weise kann ein Systembenutzer, falls gewünscht, das System 200 so konfigurieren, dass es ausgewählte Detailinformation über den Betrieb einer Prozesssteuerungsanlage oder eines Prozesssteuerungssystems einschließlich beispielsweise Diagnose-, Gewinn-, Kosten-, hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachungs-, Wirtschaftsgüterverwaltungs- oder irgendeine andere Information an seinen Personaldatenassistentencomputer schickt.
Der Dateisystem-Web-Dienst 216 kann Nachrichten, die Prozesssteuerungs-, Diagnose-, Gewinn- oder Wirtschaftlichkeitsdaten, etc. enthalten, von einem oder mehreren der Web-Dienste 202 – 203 über den Informationsserver 114 und das Netz 120 empfangen, und kann die darin enthaltene Information in einer Datei oder mehreren Dateien abspeichern, auf die anschließend zugegriffen werden kann, die gesendet, ausgedruckt, angezeigt, etc. werden können.
Der CMMS-Web-Dienst 212, der Aktionsmanagement-Web-Dienst 218, der Diagnose-Web-Dienst 220 und der Optimierungsprogramm-Web-Dienst 221 können als benutzerinteraktive Anwendungen oder Dienste gekennzeichnet werden. Der CMMS-Web-Dienst 212 kann es Benutzern beispielsweise ermöglichen, die Art und Weise zu konfigurieren, auf welche Warn- oder Alarminformation an sie übertragen werden sollte. Zusätzlich kann der CMMS-Web-Dienst 212 Funktionen erfüllen, die Arbeitsanweisungen (entweder in elektronischer oder Papierform) erstellen, die an einer zentralen Stelle in der Prozessanlage, wie beispielsweise der Wartungsabteilung, ausgedruckt oder angezeigt werden können, die direkt an die Personen übertragen werden können, die dafür zuständig sind, auf die Arbeitsanweisungen zu reagieren, etc. Darüber hinaus kann der CMMS-Web-Dienst 212 noch Bestellungen zum Austausch von Teilen erstellen, die gebraucht werden können, um eine mit dem System 200 zusammenhängende Prozesssteuerungsanlage zu reparieren oder anderweitig in Stand zu halten. Die Teilebestellungen, die vom CMMS-Web-Dienst 212 erstellt werden, können wiederum in Form einer HTTP-verpackten XML-Nachricht an ein Geschäftssystem wie beispielsweise ein (nicht gezeigtes) Beschaffungssystem geschickt werden, das kommunikativ mit dem Netz 120 verbunden ist.
Der Aktionsmanagement-Web-Dienst 218 kann jede gewünschte/n Aktionsmanagementanwendung oder -anwendungen umfassen, die ein-gesetzt wird/werden, um die Ausführung eines oder mehrerer Chargenprozesse in einer Prozesssteuerungsanlage festzulegen und zu verwalten. Der Diagnose-Web-Dienst 220 kann eine Anwendung oder mehrere Anwendungen umfassen, die so arbeitet/arbeiten, dass sie unter Verwendung der Gewinndaten oder Gewinnberechnungen, die online in der Prozessanlage aus beispielsweise einem oder mehreren Geschäftsdatensystem/en ermittelt wurden, eine Diagnose im Prozesssteuerungssystem durchführt/durchführen. Der Optimierungsprogramm-Web- Dienst 221 umfasst eine oder mehrere Optimierungsprogrammanwendungen, die dazu verwendet werden, die Steuerung der Prozessanlage basierend auf besonderen Randbedingungen und optimierten Variablen zu optimieren, bei denen es sich im vorliegenden Fall um gewinnbezogene Variable handeln kann. Die Aktionsmanagement- wie auch die Optimierungsprogrammanwendungen sind hinlänglich bekannt und werden deshalb hier nicht ausführlicher beschrieben.
Es ist wichtig, zu wissen, dass Daten oder Information typischerweise ausgehend von den Web-Diensten wie dem Wirtschaftsgüteranlagen-Webdienst 202, dem Web-Dienst 204 für hochentwickelte Steuerung und Zustandsüberwachung und dem Geschäfts- oder Finanzinformations-Web-Dienst 205, wovon alle typischerweise Daten erfassen, analysieren und Analyseergebnisdaten generieren, primär zu den datenverbrauchenden Web-Diensten, wie beispielsweise dem E-mail-Web-Dienst 208, dem Personenruf-Web-Dienst 210, dem CMMS-Web-Dienst 212, dem Personaldatenassistenten-Web-Dienst 214, dem Dateisystem-Web-Dienst 216, dem Aktionsmanagement-Web-Dienst 218, dem Diagnose-Web-Dienst 220 und dem Optimierungsprogramm-Web-Dienst 221 fließt/fließen. Dennoch kann aber auch jeder der Web-Dienste 202 – 221, der Auffinddienst 118 und die grafische Benutzeroberfläche 116 über das Netz 120 und den Informationsserver 114 Nachrichten an einen oder mehrere der anderen Web-Dienste 202 – 221, den Auffinddienst 118 und die grafische Benutzeroberfläche 116 schicken oder damit austauschen.
Im Betrieb kann das System 200 zu Anfang keine Kenntnis über irgendeinen der Web-Dienste 202 – 221 haben, keine Benutzerkonfigurationen oder -profile im Informationsserver 114 abgespeichert haben, und somit anfangs keine Nachrichten aus irgendeiner der Datenquellen (d.h. den Web-Diensten 202 – 206) an irgendeinen der Datenverbraucher (d.h. den Web-Diensten 208 – 221) weiterleiten. Der Informationsserver 114 kann dann den Auffinddienst 118 verwenden, um jeweils die verfügbaren Web-Dienste 202 – 221, welche mit dem Netz 120 verbunden sind, herauszufinden. Insbesondere kann der Informationsserver 114 Kommunikationsschnittstelleninformation (z.B. Schemainformation, Netzadresseninformation, etc.) aus dem Auffinddienst 118 abrufen und diese Information zusammen mit den SIDs, die jeden der aufgefundenen Web-Dienste unverwechselbar kennzeichnen, in seiner Datenbank 138 (3) abspeichern. Hat der Informationsserver 114 erst einmal die Kommunikationsschnittstellen- und weitere Konfigurationsinformation, die mit den aufgefundenen Web-Diensten zusammenhängt, erhalten, kann der Router 136 (3) dann den Austausch von Nachrichten zwischen den Web-Diensten 202 – 221 und der grafischen Benutzeroberfläche 116 freigeben.
Benutzer können mit der grafischen Benutzeroberfläche 116 interagieren, um Benutzerprofile und -konfigurationen zu schaffen, welche zusammen mit einer UID für jeden Benutzer in der Datenbank 138 gespeichert werden. Die Benutzerprofile und – konfigurationen können von der grafischen Benutzeroberfläche 116 dazu verwendet werden, die Art und Weise zu steuern, auf welche Daten jedem einzelnen Benutzer angezeigt werden, und können vom Informationsserver 114 dazu verwendet werden, die Art und Weise zu steuern, auf welche Nachrichten zwischen den Web-Diensten 202 – 221 weitergeleitet werden. Wenn somit ein bestimmter Benutzer seine Authentifizierungsinformation (z.B. Benutzername und Passwort) in die grafische Benutzeroberfläche 116 eingibt, ruft der Informationsserver 114 die unverwechselbare Sicherheitskennung (d.h. die UID) ab, die mit diesem Benutzer zusammenhängt. Der Informationsserver 114 kann dann die UID dazu verwenden, um aus der Datenbank 138 die mit der UID dieses Benutzers zusammenhängende Konfigurationsinformation abzurufen, und konfiguriert den Router 136 und die Ablaufsteuerung 134 so, dass Nachrichten automatisch auf die Weise an die grafische Benutzeroberfläche 116 übertragen werden, die durch die Konfiguration und/oder das Profil dieses Benutzers oder durch die Anwendung, auf die der Benutzer zugreift, festgelegt ist. In dem Falle, dass die grafische Benutzeroberfläche 116 mittels einer Internet-Browseranwendung implementiert wird, basieren die vom Informationsserver 114 an die grafische Benutzeroberfläche 116 übertragenen Daten vorzugsweise auf der Hypertext-Auszeichnungssprache (HTML) und nicht auf XML, so dass eine herkömmliche Browseranwendung verwendet werden kann, um dem Benutzer die Information im gewünschten Format anzuzeigen. Wenn sich andere Benutzer in die grafische Benutzeroberfläche 116 einloggen, leitet der Informationsserver 114 Nachrichten automatisch auf eine Weise weiter, welche die Information so an die grafische Benutzeroberfläche 116 liefert, wie durch die Konfiguration dieses Benutzers festgelegt wurde. Somit wird, wenn jeder einzelne Benutzer die grafische Benutzeroberfläche 116 verwendet, das Format und der Inhalt der angezeigten Information automatisch so abgeändert, dass es der Konfiguration und/oder dem Profil oder der Anwendung dieses Benutzers entspricht.
Während sich der Inhalt und das Format der in der grafischen Benutzeroberfläche 116 angezeigten Information verändern kann, wenn sich unterschiedliche Benutzer in die grafische Benutzeroberfläche 116 einloggen oder diese verwenden, können die verschiedenen Nachrichtenlenkungssysteme, die mit den datenverbrauchenden Web-Diensten (z.B. den Web-Diensten 208 – 221) zusammenhängen, für jedes der in der Datenbank 138 gespeicherten Benutzerprofile aktiv bleiben. Somit können Benutzer, die sich nicht in die grafische Benutzeroberfläche 116 (oder irgendeine andere Oberfläche im System 100) eingewählt haben, trotzdem weiterhin Nachrichten über den E-mail-Web-Dienst 208, den Personenruf-Web-Dienst 210 oder irgendeinen anderen Web-Dienst empfangen, der durch ihr abgespeichertes Profil festgelegt ist.
Genauso können Anwendungen wie die Datenverbraucheranwendungen, die so konfiguriert sind, dass sie Information aus anderen Web-Diensten empfangen, dies auf eine kontinuierliche Weise tun, ungeachtet dessen, ob sich ein Benutzer eingewählt hat oder nicht. Beispielsweise kann eine Warn- oder Alarmmeldung durch ein Prozesssteuerungssystem oder eine Modell- oder Alarmanwendung generiert werden, die beispielsweise auf einer Gewinnanalyse beruht, und die Alarmanwendung kann die Alarm- oder Warnmeldung in eine XML-Nachricht umwandeln, diese mittels HTTP verpacken und die Nachricht über das Netz 120 an den Informationsserver 114 schicken. Der Informationsserver 114 kann dann die eingegangene Alarm- oder Warnnachricht verarbeiten, und kann dadurch unter Verwendung der in der Datenbank 138 gespeicherten Benutzerprofile und -schemata bestimmen, an wen und in welcher Weise die Alarmnachricht verschickt werden sollte. Der Informationsserver 114 veranlasst dann den Router 136 (3), die Warn- oder Alarmnachricht unter Verwendung eines oder mehrerer der datenverbrauchenden Web-Dienste (z.B. die Web-Dienste 208 – 221) an einen oder mehrere Benutzer zu schicken. Insbesondere kann der Router 136 die Warn- oder Alarmnachricht über den E-mail-Web-Dienst 208 und den Personenruf-Web-Dienst 210 an einen Benutzer schicken (basierend auf dem Profil dieses Benutzers), kann die Warn- oder Alarmnachricht über den Personenruf-Web-Dienst 210 und den Personaldatenassistenten-Web-Dienst 214 an einen anderen Benutzer schicken, und kann die Warn- oder Alarmnachricht auch an die grafische Benutzeroberfläche 116 schicken, damit sie einem Benutzer angezeigt wird, der eine Konfiguration eingegeben hat, welche die Anzeige solcher Alarm- und Warnmeldungen anfordert, wenn dieser Benutzer in die grafische Benutzeroberfläche 116 oder irgendeine ähnliche oder gleiche Benutzeroberfläche innerhalb des Systems 100 eingewählt ist.
5 ist ein im Detail dargestelltes Funktionsblockschema des in 3 gezeigten Web-Dienstes 204 für hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachung, der besonders dazu ausgelegt ist, Finanzinformation aus Geschäftssystemen an Anwendungen in einem typischen Prozesssteuerungssystem einer Anlage zu liefern, die zum Optimieren des Betriebs der Anlage basierend auf der Finanzinformation verwendet werden sollen. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst der Web-Dienst 204 für hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachung einen Eingabe/Ausgabe- (E/A-) Teilsystemeblock 250 einschließlich Hardwaregruppen in der Prozessanlage wie Einheiten, Ausrüstung, Geräte, etc. Der E/A-Teilsystemeblock 250 ist an einen Steuerungsteilsystemeblock 252 angeschlossen, der herkömmliche Steuerprogramme, Bedieneroberflächen, Alarm- und Ereignisanwendungen, Diagnoseanwendungen, Online-Erfassung und -Speicherung von Daten, etc. umfasst. Ein eingebetteter hochentwickelter Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 254 ist auch enthalten und als Alarm- und Ereignisüberwachungs-, Pxozesszustandsüberwachungs- und Ausrüstungszustandsüberwachungsanwendungen aufweisend dargestellt. Die Blöcke 250, 252 und 254 bilden zusammen ein Prozesssteuerungssystem 255.
Zusätzlich umfasst der Web-Dienst 204 für hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachung einen Web-Diensteblock 256 und eine Web-Diensteschnittstelle 258, die beide so arbeiten, dass sie es dem Prozesssteuerungssystem 255 ermöglichen, über das Netz 120 (1 und 2) und den Informationsserver 114 (1 und 2) Information oder Nachrichten mit anderen Web-Diensten auszutauschen. Wie insbesondere in 5 dargestellt ist, ermöglicht es die Web-Diensteschnittstelle 258 dem Prozesssteuerungssystem 255, Information aus dem Geschäfts- oder Finanzdienst 260 auszutauschen oder zu erhalten, die mit der Anlage zusammenhängt. In diesem Fall ist der Finanzdienst 260 so dargestellt, dass er ein Wartungsmanagementsystem (MMS – Maintenance Management System) 262, ein Produktbestandkontrollsystem 264, ein Produktionsablaufsteuerungssystem 266 sowie weitere Finanzanwendungen 268 umfasst, die alle über eine LAN- oder Internet-Kommunikationsverbindung an einen XML-Transaktionsserver 270 angeschlossen sind. Der XML-Transaktionsserver 270 ist mit der Schnittstelle 258 verbunden.
Wie klar wird, umfasst der E/A-Teilsystemeblock 250 Regler, E/A-Geräte, Feldgeräte, die an ihn angeschlossen sind. Der Prozesssteuerungsteilsystemeblock 252 wird vorzugsweise, aber nicht unbedingt, unter Verwendung einer oder mehrerer Softwareprogramme oder -anwendungen implementiert, die in einem oder mehreren Arbeitsplatzrechner/n oder anderen Computersystemen ablaufen können. Beispielsweise kann der Prozesssteuerungsteilsystemeblock 252 Softwareprogramme oder -anwendungen umfassen, die Steuerungs-/Regelungsfunktionen, Bedieneroberflächenfunktionen, Alarm- und Ereignisverarbeitungsfunktionen, Echtzeitdatenverarbeitungsfunktionen oder irgendwelche andere gewünschten Funktionen durchführen.
Der eingebettete hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 254 kann unter Verwendung einer Vielzahl von Softwareprogrammen oder -anwendungen implementiert werden, die Daten oder andere Informationen verarbeiten, die mit dem Betrieb, dem Zustand, etc. eines Prozesssteuerungssystems wie beispielsweise dem Prozesssteuerungssystem 14 von 1 zu tun haben. Beispielsweise kann der eingebettete hochentwickelte Steuer- und Zustandsüberwachungsblock 254 Diagnoseanwendungen, Alarm- und Ereignisüberwachungsanwendungen, Ausrüstungszustandsüberwachungsanwendungen sowie Listenerstellungsanwendungen, Echtzeitoptimierungsprogramme oder -anwendungen, Expertensystemprogramme oder -anwendungen oder irgendwelche anderen gewünschten Programme oder Anwendungen zur Datenanalyse und -verarbeitung einschließlich irgendeines der anderen im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Dienste 74 umfassen. Natürlich kann eine/s oder mehrere der Programme oder Anwen dungen, die vom eingebetteten hochentwickelten Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 254 ausgeführt werden, innerhalb desselben Computersystems oder Arbeitsplatzrechners ablaufen, das/der zum Ausführen der Programme oder Anwendungen verwendet wird, die mit dem Prozesssteuerungssystemteilsystemeblock 252 zusammenhängen. Alternativ kann eine/s oder können mehrere der Programme und Anwendungen, die mit dem eingebetteten hochentwickelten Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 254 zusammenhängen, in irgendeinem anderen Arbeitsplatzrechner oder Computersystem ablaufen, der/das kommunikativ mit dem Prozesssteuerungssystemteilsystemeblock 252 verbunden ist.
Wie in 5 dargestellt ist, kann der Web-Diensteblock 256 verschiedene Mithörer- oder Schnittstellenblöcke 266, 268, 270 und 272 umfassen, die alle kommunikativ mit den jeweiligen Anwendungen im Block 254 verbunden sein können. Allgemein ausgedrückt ermöglicht es der Web-Diensteblock 256, dass Information oder physikalische Daten, die mit Alarmen oder Ereignissen, Prozess- und Ausrüstungszuständen in einem Prozesssteuerungssystem zusammenhängen, an den und aus dem Informationsserver 114 (3 und 4) übertragen werden können. Im Spezielleren liefert der Web-Diensteblock 256 einen Teil eines Web-Dienstegerüsts oder einer Web-Dienstearchitektur, das/die systeminterne Kommunikationsverbindungen begünstigt, weil herkömmliche und allgemein verwendete Transportprotokolle wie beispielsweise HTTP und Datensprach- und Datenformatprotokolle wie beispielsweise XML und SOAP verwendet werden können, um Prozesssteuerungsinformation an den Informationsserver 114 zu übertragen.
Wie später noch ausführlich beschrieben wird, können die Web-Diensteclients 266 – 272 ankommende Nachrichten empfangen, die Dienstleistungsabrufe enthalten, diese ankommenden Nachrichten lexikalisch analysieren, und die Dienstleistungsabrufe an geeignete Verfahren weiterreichen, die im Web-Diensteblock 256 zur Verfügung stehen. Vorzugsweise, aber nicht unbedingt, empfangen die Web-Dienstemithörer 266 – 272 Dienstleistungsabrufe und sprechen auch darauf an. Zusätzlich übertragen die Web-Dienstemithörer 266 – 272 vorzugsweise, aber nicht unbedingt, Alarm- und Ereignisdaten, Prozesszustandsdaten und Ausrüstungszustandsdaten unter Verwendung von XML.
Die Web-Diensteschnittstelle 258 verwaltet die Kommunikation zwischen den verschiedenen Web-Diensten im Web-Diensteblock 256 und Informationsserver 114, welcher mit einem Prozesssteuerungssystem über den Web-Dienstschnittstellenblock 258 als Web-Client kommunizieren kann. Im Allgemeinen stellt der Web-Diensteschnittstellenblock 258 eine Hosting- oder Web-Serverumgebung (d.h. eine gemeinsame Schnittstelle) bereit, die es ermöglicht, dass eine Vielzahl von technisch relativ verschiedenartigen Informationssystemen wie beispielsweise Fertigungsorganisationssysteme, Betriebsmittelplanungssysteme, Geschäftssysteme, Einzelcomputer, PDAs, Zellulartelefone, Personen rufgeräte, etc., oder irgendein anderes System, das mit einer Prozessanlage, einem Kunden, einem Lieferanten, etc. zusammenhängt, Prozesssteuerungsinformation oder -daten an den Prozesssteuerungsteilsystemeblock 252 und den fortschrittlichen eingebettetenen Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 250 schicken und von dort empfangen kann. Insbesondere ist die Web-Diensteschnittstelle 258 dazu ausgelegt, ankommende HTTP-Abrufe abzuhören, Sicherheitschecks durchzuführen, die auf eine Benutzerauthentifizierung/-überprüfung hinauslaufen, Verbindungsinformation nachzuschlagen und zulässige HTTP-Abrufe zu versenden, um eine Verbindung mit einem geeigneten der Web-Diensteclients 266 – 272 herzustellen, der im Web-Diensteblock 256 zur Verfügung steht, die automatische Wiederherstellung nach Dienste-, Hostingumgebungs- und Systemausfällen zu erleichtern, und administrative Mittel bereitzustellen, um Dienste- und Verwaltungsbetriebsmittel wie beispielsweise Prozesse, Teilprozesse und Status in der Gemeinschaft für jeden Dienst zu verteilen, zu überwachen und zu steuern.
In Beantwortung der auf HTTP beruhenden Abrufe kann die Web-Diensteschnittstelle 258 die abrufende Entität (z.B. einen anderen Web-Dienst) als richtigen Clienten des Web-Diensteblocks 256 authentifizieren. Eine Client-Authentifizierung kann auf der Identität eines Benutzers (d.h. der UID und/oder irgendeiner anderen Kennung basieren), der Identität der abrufenden Entität selbst, einem Datenstationsstandort oder irgendeinem anderen geeigneten Identifizierungsverfahren beruhen. Wird die abrufende Entität als richtiger Client authentifiziert, stellt die Web-Diensteschnittstelle 258 eine Verbindung mit einem geeigneten der Web-Dienstmithörer 266 – 272 im Web-Diensteblock 256 her. Falls beispielsweise die abrufende Entität an Geschäftsinformation aus dem Wartungsmanagementsystem MMS 262 interessiert ist, kann die Web-Diensteschnittstelle 258 eine Verbindung mit einem Web-Dienst herstellen, der mit dem Web-Dienstmithörer, dem XML-Transaktionsserver 270, zusammenhängt. Ist eine solche Verbindung erst einmal hergestellt, kann jede Art von aus dem MMS 262 und an den Server 270 übertragenen Geschäfts- oder Wartungssystemdaten erhalten und unter Verwendung von HTTP-Paketen, die XML-formatierte Daten enthalten, über einen der Web-Dienstclients 272 – 276 an das Prozesssteuerungssystem übermittelt werden.
Wenn andererseits eine Vorrichtung im E/A-Teilsystemeblock 250 eine Gerätewarnmeldung oder einen Gerätealarm wie beispielsweise eine Prozesssteuerungswarnmeldung generiert, die einen Abfall unter die annehmbare Rentabilität anzeigt, schickt der diese Alarmanwendung enthaltende Block 254 diese Warnmeldung an den Web-Diensteblock 256. Der mit dem Web-Dienstmithörer 272 zusammenhängende Web-Dienst konvertiert wiederum den eingegangenen Wartungsalarm in ein XML-Format und schickt dann die XML-formatierte/n Warninformation oder -daten über das Netz 120 an einen Benutzer. Der Benutzer kann sich im Geschäftssystem 260 oder einem der anderen Datenbenutzer, wie einem PDA, einem Personenrufgerät, etc. aufhalten. Natürlich müssen, wie vorstehend beschrieben, geeignete Eingabe- und Ausgabeschemata vorhanden sein, um die Gerätealarminformation aus dem Informationsserver 114 im Block 256 an die geeigneten datenverbrauchenden Anwendungen oder Web-Dienste zu übertragen.
Es sollte festgehalten werden, dass das Web-Dienstegerüst oder die Web-Dienstearchitektur, die von der Web-Diensteschnittstelle 258 und dem Web-Diensteblock 256 bereitgestellt wird, es jedem authentifizierten Client ermöglicht, Information oder Daten an den E/A-Teilsystemeblock 250 und den Prozesssteuerungssystemteilsystemeblock 252 unter Verwendung von auf XML basierenden Mitteilungen, die in HTTP-Paketen verpackt sind, zu schicken oder damit auszutauschen. Somit kann jedes Gerät, das eine Internet-Browseranwendung ausführen kann, über die Web-Diensteschnittstelle 258 und den Web-Diensteblock 256 mit dem Prozesssteuerungssystem 255 kommunizieren. Beispielsweise kann ein Fernterminal oder ein Taschencomputergerät, das zur Ausführung einer Browseranwendung ausgelegt ist, über das Internet oder irgendeine andere herkömmliche oder geeignete Kommunikationsverbindung mit dem Steuerungssystem 255 kommunizieren.
In einem Ausführungsbeispiel kann eine Diagnoseanwendung so konfiguriert sein, dass sie Geschäfts- oder kaufmännische Daten empfängt und verwendet, um eine bessere oder genauere Diagnose für ein Prozesssteuerungssystem basierend auf der Rentabilität des Prozesssteuerungssystems bereitzustellen. Insbesondere kann die Diagnosemaschine, die im US-Patent Nr. 6,298,454 beschrieben ist, welches hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme hier mit aufgenommen wird, als Diagnosemaschine für ein Prozesssteuerungssystem verwendet werden. Wie im US-Patent Nr. 6,298,454 erläutert ist, kann die Diagnosemaschine in einer der Bedieneroberflächen des Prozesssteuerungsnetzes ausgeführt werden und so konfiguriert sein, dass sie die geeigneten Daten aus dem Prozesssteuerungsnetz, welche den Online-Betrieb der Geräte, Controller, etc. im Prozesssteuerungssystem betreffen, empfängt. Eben diese Diagnoseanwendung kann aber auch ein oder mehrere Wirtschaftlichkeitsmodell/e umfassen oder kommunikativ mit solchen Wirtschaftlichkeitsmodellen (wie den in 2 dargestellten) verbunden sein, welche die Rentabilität des Prozesssteuerungsnetzes beispielsweise auf einer Stunden-, Schicht-, Tages-, Wochenbasis, etc. bestimmen. Wie weiter vorn im Hinblick auf die 2 – 5 beschrieben, können diese Wirtschaftlichkeitsmodelle so konfiguriert sein, dass sie über die vorstehend beschriebenen Web-Diensteanwendungen automatisch Geschäfts- oder kaufmännische Daten empfangen, die verschiedene Kosten, Belastungen, Verkaufspreise, etc. betreffen. Die Wirtschaftlichkeitsmodelle können auch so konfiguriert sein, dass sie geeignete Prozesssteuerungs- oder Diagnoseinformation empfangen, wie Durchsatz, Fortschritt, Nutzung, oder andere ermittelte oder bestimmte Prozessparameter, sowie Variabilitäts-, Betriebsart-, Abweichungs- und Statusangaben, die im US-Patent Nr. 6,298,454 beschrieben sind. Natürlich kann jedes gewünschte oder geeignete Wirtschaftlichkeitsmodell oder können jede gewünschten oder geeigneten Wirtschaftlichkeitsmodelle verwendet und so konfiguriert werden, dass sie irgendwelche geeigneten Geschäfts- und Prozesssteuerungsdaten sowie andere gewünschte Daten empfangen, um online Wirtschaftlichkeitsberechnungen anzustellen, die den gegenwärtigen Betrieb des Prozesssteuerungssystems betreffen. Die genaue Konfiguration des Wirtschaftlichkeitsmodells wird natürlich von der Art der Prozessanlage, in der die Modelle eingesetzt werden, sowie der Art der Wirtschaftlichkeitsanalyse abhängen, die durchgeführt werden soll.
Jedenfalls kann das Wirtschaftlichkeitsmodell oder können die Wirtschaftlichkeitsmodelle eine oder mehrere Datenausgabe/n bestimmen, welche einen Wirtschaftlichkeitsparameter begründet/begründen, der mit dem Betrieb der Prozessanlage zusammenhängt, wie beispielsweise finanzielle oder monetäre Gesichtspunkte, die mit dem Betrieb der Prozessanlage zu tun haben, einschließlich Berechnungs- und Berichtseffizienz, Kosten, Einsparungen, Gewinne, etc., entweder insgesamt gesehen oder basierend auf Veränderungen im Betrieb der Anlage. Beispielsweise kann in der im US-Patent Nr. 6,298,454 beschriebenen Diagnoseanwendung ein Wirtschaftlichkeitsmodell verwendet werden, um den guten Zustand und die Leistungsfähigkeit des Werkzeug- und Maschinenparks zu beurteilen. Dies kann durch Erfassung unregelmäßiger Zustände und Veränderlichkeit bei Feldgeräten und Bestimmung der Kosten oder des Verlusts an Leistungsfähigkeit erfolgen, die sich aus solchen unregelmäßigen Zuständen ergibt, um einen Prozesssteuerungsoperator in die Lage zu versetzen, die unregelmäßigen Zustände zu bestimmen, welche sich auf die Grundlinie der Anlage vom finanziellen Standpunkt her am direktesten oder signifikantesten auswirken.
Wie in 2 dargestellt ist, kann das Wirtschaftlichkeitsmodell (oder die Diagnoseanwendung, wenn das Wirtschaftlichkeitsmodell darin enthalten ist) seine Ausgabedaten einer Prozesssteuerungsanwendung wie einer Optimierungsprogrammanwendung, einem Online-Steuerprogramm, einer Steueranzeigeanwendung, einer Alarmgenerierungsanwendung und dergleichen zur Verfügung stellen. Diese Anwendungen können die Ausgabedaten eines Wirtschaftlichkeitsmodells oder mehrerer Wirtschaftlichkeitsmodelle verwenden, um beispielsweise Optimierungs-, Online-Steuer- und Benutzeranzeigefunktionen in der Prozessanlage zu erfüllen. Insbesondere kann ein Optimierungsprogramm den/die Wirtschaftlichkeitsparameter, der/die von dem oder den Wirtschaftlichkeitsmodell/en bestimmt wurde/n, verwenden, um einen Satz von Steuerzielen zu bestimmen, die an ein Steuerprogramm zur Verwendung bei der Durchführung einer Online-Steuerung der Prozessanlage geschickt werden sollen. Auf diese Weise kann das Optimierungsprogramm den Betrieb der Anlage basierend auf dem/den Wirtschaftlichkeitsparameter/n optimieren, der/die von einem oder mehreren der Wirtschaftlichkeitsmodelle bestimmt wurde/n. Gleichermaßen kann ein Online-Steuerprogramm den/die Wirtschaftlichkeitsparameter verwenden, der/die von einem Wirtschaftlichkeitsmodell oder mehreren Wirtschaftlichkeitsmodellen als Feedback auf die Durchführung der Online-Steuerung von Feldgeräten in der Prozessanlage entwickelt wurde/n, um dadurch zum Beispiel auf den Durchsatz der Anlage, den Einsatz eines bestimmten Rohmaterials, den Gewinn der Anlage, die Herstellung eines bestimmten Produkts in der Anlage, etc. Einfluss zu nehmen. Darüber hinaus kann noch eine Anzeigeanwendung den/die Wirtschaftlichkeitsparameter anzeigen, der/die von einem oder mehreren Wirtschaftlichkeitsmodell/en entwickelt wurde/n, um einen aktuellen oder zukünftigen Zustand der Prozessanlage im Hinblick auf irgendeine wirtschaftliche Messgröße (Kosten, Einsparungen, Gewinn, Durchsatz, etc.) anzuzeigen. Darüber hinaus kann eine Alarmgenerierungsanwendung die Ausgabedaten des Wirtschaftlichkeitsmodells oder der Wirtschaftlichkeitsmodelle verwenden, um Alarmmeldungen (einschließlich Warnmeldungen), die einem oder mehreren Benutzer/n zugeschickt werden sollen, basierend auf einem Betriebszustand der Anlage, der bestimmten (oder voreingestellten) wirtschaftlichen Messgrößen nicht erfüllt, zu generieren.
Natürlich kann der (z.B. automatische) Einsatz der Wirtschaftlichkeitsparameter, die von den Wirtschaftlichkeitsmodellen bei der Steuerung/Regelung der Prozessanlage (z.B. bei der automatischen Steuerung/Regelung der Prozessanlage) entwickelt werden, auf die von der Diagnoseanwendung bestimmten Diagnosevariablen Einfluss nehmen, um dadurch die von der Diagnoseanwendung aufgedeckten Probleme zu reduzieren oder abzuschaffen. Wie aus dem US-Patent Nr. 6,298,454 klar wird, sind einige beispielhafte Diagnosevariablen, die verwendet werden können, Veränderlichkeitsparameter (wie die Veränderlichkeit von Signalen in Regelschleifen), eine Betriebsartanzeige, die mit der Betriebsart eines Regelblocks oder mehrerer Regelblöcke in einer Regelschleife zusammenhängt, eine Grenzanzeige, die anzeigt, dass ein oder mehrere Signal/e in einer Regelschleife eine voreingestellte Grenze erreicht hat/haben, etc.
Wie im US-Patent Nr. 6,298,454 festgehalten ist, kann ein Parameter zu den E/A- und Steuerblöcken hinzugefügt werden, um eine Vorbeugung gegen falsches Erfassen unregelmäßiger Zustände, wenn ein Prozess offline, beim Hochfahren, etc. ist, zu unterstützen. Das Aktivieren und Deaktivieren von Elementen der Prozesssteuerungssystemlisten-erstellung kann auf einer Einheits-, Ausrüstungs-, Zellen-, Bereichs- oder Systemebene durchgeführt werden und kann unter Verwendung einer Exploreransicht erfolgen, um den Posten auszuwählen, der in einem Konfigurationsmenü aktiviert oder deaktiviert werden soll. Natürlich kann die Listenerstellung für Aktivierungs- und Deaktivierungsparameter unregelmäßiger Zustände zu Modulen hinzugefügt werden, die zur Erfassung und Listenerstellung für Einheiten, Zellen, Bereiche, Systeme, etc. konfiguriert sind. Der Parameter Aktivierung/Deaktivierung kann auch in andere Anwendungen oder Blöcke eingeschrieben werden, um die Erfassung und Listenerstellung ein- oder auszuschalten. Darüber hinaus kann die Diagnoseanwendung oder eine Listenerstellungsanwendung auch noch eine Online-Dokumentation bereitstellen, um Kosten aufzulisten, die mit der Prozessveränderlichkeit zusammenhängen.
Als Beispiel kann ein Kunde unter Verwendung der im US-Patent Nr. 6,298,454 beschriebenen Diagnoseanwendung, die so modifiziert ist, dass sie die hier beschriebenen Wirtschaftlichkeitsmodelle und die hier beschriebene Listenerstellung umfasst (z.B. mit den Wirtschaftlichkeitsmodellen kommuniziert), vordefinierte Berechnungen konfigurieren, um die Einsparungen zu bestimmen, die beispielsweise durch eine Senkung der Prozessveränderlichkeit erzielt werden. Die Kosteneinsparungen können die Standardabeichung von Summe und Leistungsfähigkeit verwerten, die von der Diagnoseanwendung bestimmt wurde, und die berechneten Einsparungen können über einen vom Benutzer gewählten Zeitrahmen gesehen werden (der von der Diagnoseanwendung unterstützt wird, z.B. eine Stunde, eine Schicht, ein Tag, etc.). Die berechneten Einsparungen können auch mit einer grafischen Darstellung angezeigt werden, welche die gegenwärtige Standardabweichung, den besten Betriebspunkt oder die beste Betriebsgrenze und die Verschiebung bei der Veränderlichkeit und dem Betriebspunkt zeigt, die mit einer besseren Steuerung und den damit verbundenen Kosteneinsparungen möglich ist.
Die Berechnungen, die konfiguriert wurden, können in einer dem Explorer ähnlichen Ansicht gesichtet werden, und man kann leicht auf sie zugreifen, oder können automatisch in ein Benutzer- oder Bedienerdisplay aufgenommen werden. Kosteneinsparungen, die mit dem Abweichen vom besten Betriebspunkt zusammenhängen, können auch basierend auf der Benutzerkonfiguration des gesteuerten Parameters, des Einheitsdurchsatzes, dem besten Betriebspunkt und den Kosten pro Durchsatzeinheit, die mit der Abweichung beim gesteuerten Parameter zusammenhängen, automatisch berechnet werden. Kosteneinsparungen, die mit der Abweichung von einer Höchst- oder Mindestgrenze zusammenhängen, können basierend auf der Benutzerkonfiguration des gesteuerten Parameters, des Grenzwerts, des Einheitsdurchsatzes und der Kosten pro Durchsatzeinheit, die mit der Abweichung beim gesteuerten Parameter zusammenhängen, berechnet werden.
Die Diagnoseanwendung kann automatisch auf die in einer Berechnung konfigurierten Durchsatz- und gesteuerten Parameter zugreifen und ihren Durchschnittswert über jede der Listenerstellungsperioden bestimmen, die von der Diagnoseanwendung unterstützt werden. Eine Übersichtsliste aller Kosteneinsparungsberechnungen kann für einen ausgewählten Zeitrahmen ausgedruckt werden, und diese Liste kann die Standard abweichung, die geschätzte Verbesserung bei der Standardabweichung und die Kosteneinsparung für jede Schleife zusammenfassen. Für jede Berechnung kann eine detaillierte Liste ausgedruckt werden, welche die Standardabweichung und Verbesserung zusammen mit den Einsparungen grafisch darstellt.
6 stellt eine beispielhafte Bildschirmansicht 280 dar, die von der vorstehend beschriebenen Diagnoseanwendung erzeugt werden kann, um einem Benutzer Zahlen des Anlagenwirkungsgrads basierend auf den eingegangenen Prozesssteuerungs- und kaufmännischen Daten bereitzustellen. Insbesondere stellt die Bildschirmansicht 280 von 6 dar, dass die Diagnoseanwendung 38 Module im falschen Modus und ein Modul in einem eingeschränkten Steuermodus entdeckt hat. Darüber hinaus gibt es einen mit dem Prozesssteuerungssystem zusammenhängenden Berateralarm. Als Ergebnis dieser Zustände und wie aus der Information, die den wie vorstehend beschriebenen Diagnoseanwendungen zur Verfügung gestellt wird, bestimmt wird, zeigt die Bildschirmansicht 280 von 6 an, dass, obwohl die Leistung der Anlage bei 99,9 Prozent liegt, der Anlagenwirkungsgrad nur bei 89,1 Prozent liegt, wobei diese Prozentangaben von den Wirtschaftlichkeitsmodellen für die Anlage bestimmt wurden, die wie zuvor beschrieben konfiguriert sind, um mit den Geschäftssystemen wie auch dem Prozesssteuerungssystem zu kommunizieren, um sowohl kaufmännische als auch Prozesssteuerungsdaten zu erhalten. In einer Ausführungsform kann ein gesondertes Wirtschaftlichkeitsmodell verwendet werden, um den Anlagenwirkungsgrad und die Anlagenauslastung zu bestimmen, und diese Modelle können jegliche benötigte Online-Information aus den anderen Abschnitten der Anlage erhalten, wie Geschäftsanwendungen und -datenbanken, Wartungsanwendungen und -datenbanken, etc. Natürlich können auch andere Anlagenparameter bestimmt werden, indem andere Modelle einschließlich Modellen verwendet werden, die auf Wirtschaftlichkeitsdaten angewiesen sind oder diese anderweitig verwenden.
7 stellt eine weitere beispielhafte Bildschirmanzeige 285 dar, die von der vorstehend beschriebenen Diagnose- oder Optimierungsanwendung erzeugt werden kann, um dem Benutzer basierend auf eingegangenen Prozesssteuerungs- und kaufmännischen Daten eine Produktkosteninformation bereitzustellen. Insbesondere zeigt die Bildschirmansicht 285 von 7, dass die Diagnoseanwendung 8 Module im falschen Modus und 1 Modul im eingeschränkten Steuermodus entdeckt hat, und dass ein Berateralarm und ein Geräteausfallalarm im Zusammenhang mit dem Prozesssteuerungssystem vorliegt. Die Bildschirmansicht 285 von 7 zeigt auch an, dass die berechnete gegenwärtige Leistung der Anlage bei 100 Prozent liegt, und dass die gegenwärtigen Produktkosten (d.h. für die momentan in Fertigung befindlichen Produkte) 17,3 Dollar pro Pfund beträgt. Diese Produktkosten, die von einem anderen Modell hervorgebracht sein können, das so konfiguriert ist, dass es wie vorstehend erörtert sowohl Prozesssteuerungs- als auch kaufmännische Daten erhalten kann, kann auch einer Listenerstellungsanwendung, die eine Liste mit dieser Information erstellen kann, einer Alarmanwendung, die eine Alarm- oder Warnmeldung verschicken kann, wenn die Produktkosten über einen vorbestimmten Betrag steigen, einer Optimierungsanwendung, welche die Prozessanlage basierend auf den Produktkosten optimieren kann, oder irgendeiner anderen Anwendung zur Verfügung gestellt werden, wie einer der zuvor im Hinblick auf 2 beschriebenen Dienstanwendungen 74.
8 stellt eine beispielhafte Bildschirmansicht 290 dar, die einem Benutzer von der vorstehend erläuterten Diagnoseanwendung bereitgestellt werden kann, um die Berechnungen von Einsparungen zu konfigurieren, die als Ergebnis dessen erzielt wurden, dass Änderungen am Prozesssteuerungssystem vorgenommen wurden. Insbesondere umfasst die Bildschirmansicht 290 von 8 einen Menübereich 300, der in diesem Fall die Regelblöcke auflistet, die überwacht und eventuell verändert werden. In 8 sind zwei PID-Regelblöcke FIC101/PID1 und LIC10/PID2 dargestellt. Der Benutzer kann einen dieser Regelblöcke auswählen, um für diesen die Einsparungsberechnungen zu konfigurieren. Danach kann der Benutzer einen gesteuerten Parameter und einen Durchsatzparameter festlegen (indem er diese in die Kästchen 302 und 304 eintippt oder durch Browsen im Konfigurationssystem nach diesen Parametern sucht), die zur Steuerung oder Optimierung des Prozesssteuerungssystem verwendet werden sollen. Der Benutzer kann auch ein Betriebsziel oder -limit, den Gewinn oder die Kosten pro Produktionseinheit und die Veränderung der Produktion pro Einheitsveränderung beim gesteuerten Parameter in den Kästchen 306, 308 und 310 festlegen. Das Prozesssteuerungssystem kann eine Optimierungs- oder Steueranwendung umfassen, die diese Werte sowie die Rückmeldung aus Wirtschaftlichkeitsmodellen nutzt, welche den tatsächlichen Gewinn oder die tatsächlichen Kosten pro Produktionseinheit berechnen, um die Steuerung der Anlage so zu verändern, dass sie optimal ist, d.h. mit dem vom Benutzer ausgewählten Betrieb übereinstimmt. Der Benutzer kann die Einheit oder das Modul anweisen, mit dem besten Ziel oder mit dem Limit zu arbeiten, indem er eines der Kästchen 312 oder 314 wählt. Dieser Benutzer kann durch Wählen eines der Kästchen 316 oder 318 diese Konfiguration sichern oder löschen.
Nachdem eine Einsparungsansicht oder -berechnung konfiguriert wurde, und nach dem Ablauf des Prozesses, kann die Diagnoseanwendung die benötigten Prozesssteuerungs- und kaufmännischen Daten auf die zuvor beschriebene Weise sammeln und die Einsparungskonfiguration dazu verwenden, um einem Benutzer eine Online-Einsparungsansicht wie diejenige von 9 zu präsentieren. Wie in 9 angegeben ist, zeigt eine Einsparungsansicht 320 für das Modul LIC10/PID2 an, dass während der letzten Betriebsstunde die Temperatur (d.h. die gesteuerte Variable) auf einem statischen Mittel von 473 Grad (Fahrenheit) mit einer Abweichung von 10 lag. Dieser Vorgang ist in der grafischen Darstellung 322 von 9 mit einer durchgezogenen Linie eingezeichnet. Die Zieltemperatur (wie sie vom Benutzer in der Konfigurationsbildschirmmaske gewählt wurde) beträgt jedoch 475 Grad mit einer Abweichung von 5. Dieses Ziel ist in der grafischen Darstellung 322 von 9 auch mit einer unterbrochenen Linie eingezeichnet. Die Bildschirmansicht 320 stellt auch die durchschnittliche Produktionsrate (423 Gallonen pro Minute) und die Einsparungen dar, die mit dem Wechsel vom tatsächlichen Betriebspunkt zum Zielbetriebspunkt zusammenhängen, welcher in diesem Fall als 523 Dollar pro Stunde dargestellt ist. Natürlich können die geschätzten Einsparungen aus dem Vornehmen der Änderung an der Zielproduktionsrate mittels eines Wirtschaftlichkeitsmodells berechnet werden, das tatsächliche Kostendaten aus den kaufmännischen oder anderen Anwendungen in der Anlage, die Zugriff auf diese Daten haben, erhält. Falls gewünscht, kann ein Filter verwendet werden, um einen anderen Zeitrahmen auszuwählen, über welchen die Einsparungsberechnungen durchgeführt werden sollen. Auf jeden Fall ist die Einsparungsansicht wie diejenige von 9 für einen Benutzer bei der Bestimmung sehr vorteilhaft, wie ein Prozesssteuerungsschema oder eine Prozesssteuerungskonfiguration verändert werden soll, oder was in einer Prozesssteuerungsanlage festgelegt werden soll, um die größtmögliche finanzielle Wirkung zu erhalten.
Darüber hinaus kann jede Information wie Einsparungsinformation, Anlagenwirkungsgradinformation, etc. dem Anlagenpersonal und der Anlagenleitung unter Verwendung der Einrichtungen, die als Teil des Steuerungssystems zur Verfügung stehen (z.B. grafische Bildschirme, Ereignis- und Alarm- und Listenerstellungsanwendungen, etc.) oder über einen anderen Computer oder Bildschirm (wie Taschencomputer, Personenrufgeräte, PDAs, etc.) unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Datenkommunikationssystems aufgelistet mitgeteilt werden.
Obwohl eine Diagnoseanwendung vorstehend als Modelle umfassend beschrieben wurde, die so konfiguriert sind, dass sie kaufmännische Daten erhalten, um Wirtschaftlichkeitsberechnungen in einem Prozesssteuerungssystem anzustellen, können natürlich auch andere Arten von Anwendungen für viele andere Zwecke diese oder andere Modelle verwenden. Beispielsweise können Optimierungs-, Listenerstellungs- und Alarmanwendungen Wirtschaftlichkeitsmodelle verwenden, um vom Standpunkt der Maximierung des tatsächlichen Gewinns in der Anlage eine bessere Leistung und Listenerstellung für ein Prozesssteuerungssystem bereitzustellen. Gleichermaßen könnten andere Diagnoseanwendungen die kaufmännische Information auch aus anderen Gründen verwenden, um zum Beispiel andere kaufmännische Messgrößen außer denjenigen, die hier explizit erläutert wurden, zu bestimmen.
Darüber hinaus könnten, falls gewünscht, die Dienstanwendungen 74 (2) zusammen mit den Prozessmodulen 73 (2) in ein intelligentes Prozessmodul gepackt werden, wie demjenigen, das in der am 22. Oktober 2002 eingereichten US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 10/278,469 mit dem Titel „Smart Process Modules and Objects in Process Plants" beschrieben ist, deren Offenbarung hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme hier mitaufgenommen wird. In diesem Fall können die intelligenten Prozessobjekte beispielsweise die Bildschirmanzeigen von 8 und 9 basierend auf der Wirtschaftlichkeitsinformation anlegen, die den darin enthaltenen Prozessmodulen 73 zur Verfügung gestellt und von diesen ermittelt wird.
Obwohl das auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und die hier beschriebenen Wirtschaftlichkeitsmodelle und Prozesssteuerungsanwendungen als so implementiert beschrieben wurden, dass sie einen Server auf XML-Basis verwenden, kann dieses kombinierte System unter Verwendung irgendeiner anderen geeigneten Transaktionsdatensprache in irgendeiner geeigneten Hardwareplattform implementiert werden. Darüber hinaus können, obwohl die Funktionen des hier beschriebenen Informationsservers hier als primär als Software implementiert beschrieben sind, einige oder alle dieser Funktionen in Hardware, Firmware, etc. implementiert werden. Somit kann das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und -verfahren in einem standardmäßigen Universalprozessor oder, falls gewünscht, mittels speziell aufgebauter Hard- oder Firmware implementiert werden. Wenn sie in Software implementiert sind, können die hier erläuterten Softwareprogramme in einem maschinenlesbaren Speicher wie auf einer Magnetplatte, einer Laserplatte oder einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors, etc. gespeichert werden. Gleichermaßen kann die Software einem Benutzer oder Prozesssteuerungssystem über irgendein bekanntes oder gewünschtes Übergabeverfahren übergeben werden, einschließlich beispielsweise auf einer maschinenlesbaren Platte oder einer anderen transportierbaren Computerspeichereinrichtung, oder über einen Kommunikationskanal wie eine Telefonleitung, das Internet, etc. (welche als dasselbe wie die Bereitstellung bzw. als austauschbar mit der Bereitstellung einer solchen Software über ein transportierbares Speichermedium angesehen werden).
Obwohl darüber hinaus die Wirtschaftlichkeitsmodellanalyse hier im Allgemeinen als ein Computermodell aufweisend beschrieben wurde, das den wirtschaftlichen Betrieb einer Prozessanlage basierend auf Wirtschaftlichkeits- und Prozesssteuerungsdaten bei der Prozessanlage modellhaft nachvollzieht, könnte ein Diensteanbieter gegen Gebühr eine Dienstleistung zum Sammeln der Prozesssteuerungsdaten (oder anderer Prozessanlagendaten) und der Wirtschaftlichkeitsdaten der Prozessanlage auf einer regelmäßigen Basis (z.B. einer periodischen, regelmäßig zeitlich festgelegten Basis) anbieten, und dann ein Computermodell verwenden, um Ausgabedaten zu erzeugen, die sich auf den Betrieb der Anlage beziehen. Die Ausgabedaten könnten auf irgendeine vorstehend beschriebene Weise analysiert oder verwendet werden, um eine oder mehrere Maßnahme/n zu bestimmen, die in der Prozessanlage ergriffen oder durchgeführt werden sollte/n, einschließlich irgendeiner der vorstehend erläuterten Maßnahmen zur Steuerung, Alarmmeldung, Listenerstellung, Diagnose, Optimierung, etc. Diese eine oder diese mehreren Maßnahmen, welche umfassen könnten, dass dem Anlagenpersonal Information angezeigt wird, könnten dann zur Prozessanlage zurück übertragen werden, um bei der geeigneten Person oder dem geeigneten Entscheidungsträger wie einem Steuerungsbediener, einem Geschäftsführer, einer Wartungsperson, etc. implementiert oder angezeigt zu werden. Der Diensteanbieter kann auf jede gewünschte Weise kommunikativ mit der Prozessanlage verbunden sein, wie etwa dem Internet, World Wide Web, einer LAN- oder WAN-Verbindung, einer Telefonverbindung, etc. Fall gewünscht, könnte ein Server oder könnten mehrere Server so aufgebaut sein, dass sie die Wirtschaftlichkeitsdaten und die Prozessanlagen- oder Prozesssteuerungsdaten wie vorstehend angegeben sammeln und diese Daten dann automatisch zur Analyse an den Standort des Diensteanbieters weiterleiten oder schicken. Natürlich kann der Diensteanbieter eine Gebühr berechnen für das Sammeln der Daten und/oder Betreiben des Computermodells und/oder Analysieren der Ausgabedaten des Modells, um eine oder mehrere Maßnahme/n zu bestimmen, die in der Prozessanlage ergriffen werden soll/en, und um diese Maßnahmen dann der Prozessanlage zur Anzeige oder Umsetzung mitzuteilen. Es wird klar, dass das Computermodell oder eine andere Software am Diensteanbieterstandort (welcher sich, falls gewünscht, in der Prozessanlage oder entfernt davon befinden kann), jede der vorstehend im Hinblick auf die 2 bis 9 beschriebenen Funktionen erfüllen kann.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezielle Beispiele beschrieben wurde, welche nur darstellend sein und die Erfindung nicht einschränken sollen, wird dem Durchschnittsfachmann klar sein, dass Änderungen, Hinzufügungen oder Weglassungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass dabei der Aussagegehalt und Rahmen der Erfindung verlassen würde.

Claims

System zur Verwendung in einer Prozessanlage, umfassend: eine erste Datenquelle, die Wirtschaftlichkeitsdaten enthält, die sich auf wirtschaftliche Faktoren beziehen, die mit dem Betrieb der Prozessanlage zusammenhängen; eine zweite Datenquelle, die Prozesssteuerungsdaten enthält, die sich auf Steuerungsabläufe in der Prozessanlage beziehen; ein Modell, das den Betrieb der Anlage unter Verwendung der Wirtschaftlichkeitsdaten und der Prozesssteuerungsdaten modellhaft nachvollzieht, und das einen Modellausgang bzw. eine Modellausgabe erzeugt; eine Anwendung, die den Modellausgang verwendet, um im Hinblick auf den Betrieb der Prozessanlage eine Funktion zu erfüllen; und einen Informationsserver, der zwischen der ersten und zweiten Datenquelle und dem Modell kommunikativ angeschlossen ist, wobei der Informationsserver einen Router umfasst; wobei die erste und die zweite Datenquelle dazu ausgelegt sind, die Wirtschaftlichkeitsdaten und die Prozesssteuerungsdaten über erste und zweite Nachrichten automatisch an den Informationsserver zu schicken, und wobei der Router dazu aus gelegt ist, die ersten und zweiten Nachrichten zu verarbeiten, um zu bestimmen, dass die in den ersten und zweiten Nachrichten enthaltenen Wirtschaftlichkeitsdaten und Prozesssteuerungsdaten an das Modell geschickt werden sollen, und um die Wirtschaftlichkeitsdaten und die Prozesssteuerungsdaten dem Modell automatisch zu übergeben.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Datenquelle Wirtschaftlichkeitsdaten enthält, die sich auf einen Kostenpunkt eines in der Prozessanlage verwendeten Materials beziehen.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Datenquelle eine Angabe des Durchsatzes der Prozessanlage enthält.
System nach Anspruch 1, wobei die zweite Datenquelle ein in der Prozessanlage angeordnetes Feldgerät enthält.
System nach Anspruch 1, wobei die zweite Datenquelle einen Prozess-Controller enthält, der kommunikativ an ein Feldgerät oder mehrere Feldgeräte angeschlossen ist, das/die in der Prozessanlage angeordnet ist/sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Anwendung eine Optimierungsanwendung ist, die den Betrieb der Prozessanlage im Hinblick auf ein bestimmtes Kriterium optimiert.
System nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um Kosten oder Gewinn handelt.
System nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um Durchsatz handelt.
System nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um den Verbrauch eines bestimmten Rohmaterials handelt.
System nach Anspruch 1, wobei die Anwendung eine Diagnoseanwendung ist, die dazu ausgelegt ist, ein Problem in der Prozessanlage zu diagnostizieren.
System nach Anspruch 10, wobei die Diagnoseanwendung einen Alarmerzeugungsalgorithmus umfasst, der einen Alarm basierend auf dem Modellausgang erzeugt, der einem Benutzer zugestellt werden soll.
System nach Anspruch 1, wobei die Anwendung eine Anzeigeanwendung ist, die eine Anzeige für einen Benutzer erzeugt, um einen Betrieb der Prozessanlage anzugeben.
System nach Anspruch 12, wobei der Modellausgang ein wirtschaftlicher Betriebsparameter ist, der mit einer von mehreren Regelschleifen der Prozessanlage zusammenhängt, und wobei die Anzeigeanwendung dazu ausgelegt ist, eine Bildschirmanzeige herzustellen, die einem Benutzer den wirtschaftlichen Betriebsparameter anzeigt, der mit der einen der Regelschleifen zusammenhängt.
System nach Anspruch 13, wobei die Anzeigeanwendung darüber hinaus dazu ausgelegt ist, weitere Parameter, die mit der einen der Regelschleifen zusammenhängen, zusammen mit dem wirtschaftlichen Betriebsparameter, der mit der einen der Regelschleifen zusammenhängt, anzuzeigen.
System nach Anspruch 13, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für die Auslastung der einen der Regelschleifen steht.
System nach Anspruch 13, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für den Wirkungsgrad zumindest eines Teils der Prozessanlage steht.
System nach Anspruch 13, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für einen Produktherstellungskostenpunkt der Prozessanlage steht.
System nach Anspruch 1, wobei die Anwendung eine Controller-Anwendung ist, die eine Steuer-/Regelfunktion in der Prozessanlage basierend auf dem Modellausgang erfüllt.
System nach Anspruch 1, wobei die Anwendung eine Anzeigeanwendung ist, die kommunikativ mit einer Steuer-/Regelanwendung verbunden ist, wobei die Anzeigeanwendung dazu ausgelegt ist, es einem Benutzer zu ermöglichen, einen Steuer-/Regelparameter zu wählen, der von der Steuer-/Regelanwendung basierend auf dem Modellausgang erfüllt werden soll.
System nach Anspruch 19, wobei die Anzeigeanwendung dazu ausgelegt ist, den Modellausgang dazu zu verwenden, einen Wirtschaftlichkeitsparameter anzuzeigen, der mit dem vom Benutzer ausgewählten Steuer-/Regelparameter zusammenhängt.
System nach Anspruch 20, wobei der Wirtschaftlichkeitsparameter ein Einsparungsparameter ist, der sich auf verschiedene Kosten für den Betrieb der Anlage bei verschiedenen Steuer-/Regeleinstellungen bezieht.
System nach Anspruch 20, wobei es die Anzeigeanwendung dem Benutzer ermöglicht, einen Durchsatzparameter und/oder einen gesteuerten Parameter als Steuer-/Regelparameter auszuwählen.
System nach Anspruch 20, wobei die Anzeigeanwendung dazu ausgelegt ist, es dem Benutzer zu ermöglichen, einen Faktor oder mehrere Faktoren, der/die mit dem Betrieb der Prozessanlage zusammenhängt/zusammenhängen, zur Verwendung bei der Berechnung des Wirtschaftlichkeitsparameters festzulegen.
System nach Anspruch 23, wobei der eine Faktor oder die mehreren Faktoren einen Faktor Gewinn pro Einheit und einen Faktor Kosten pro Einheit enthält/enthalten.
System nach Anspruch 1, wobei die Anwendung eine Listenerstellungsanwendung ist, die dazu ausgelegt ist, basierend auf dem Modellausgang automatisch eine Liste herzustellen und zu verschicken.
System nach Anspruch 1, darüber hinaus eine Programmablaufmaschine umfassend, die das Modul während der Laufzeit der Prozessanlage ablaufen lässt, um den Modellausgang für den Versand an die Anwendung zu entwickeln.
System zur Verwendung in einer Prozessanlage mit einem mit einer Vielzahl von Feldgeräten verbundenen Controller, umfassend: eine Datenquelle, die Wirtschaftlichkeitsdaten enthält, die sich auf den Betrieb der Prozessanlage beziehen; eine Diagnoseanwendung, die kommunikativ mit dem Controller verbunden ist, wobei die Diagnoseanwendung dazu ausgelegt ist, während des Betriebs der Pro zessanlage Diagnosedaten zu sammeln, die sich auf den Betrieb der Prozessanlage beziehen; ein Wirtschaftlichkeitsmodell, das mit der Datenquelle und der Diagnoseanwendung verbunden ist, um die Diagnosedaten und die Wirtschaftlichkeitsdaten zu empfangen und sie zu verwenden, um einen Wirtschaftlichkeitsparameter im Hinblick auf den Betrieb der Prozessanlage zu entwickeln; und eine Steuer-/Regelanwendung, die dazu ausgelegt ist, den Wirtschaftlichkeitsparameter zu verwenden, um eine Steuer-/Regelarbeit in der Prozessanlage durchzuführen.
System nach Anspruch 27, wobei die Steuer-/Regelanwendung eine Optimierungsanwendung ist, die einen Satz von Steuerzielparametern zur Verwendung bei der Steuerung der Prozessanlage erzeugt, um dadurch den Betrieb der Prozessanlage basierend auf dem Wirtschaftlichkeitsparameter zu optimieren.
System nach Anspruch 28, darüber hinaus eine Anzeigeanwendung umfassend, die dazu ausgelegt ist, es einem Benutzer zu ermöglichen, einen Optimierungsfaktor oder mehrere Optimierungsfaktoren zur Verwendung durch die Optimierungsanwendung beim Erzeugen des Satzes von Steuerzielparametern auszuwählen.
System nach Anspruch 27, wobei die Steuer-/Regelanwendung ein Prozesssteuerungsprogramm ist, das dazu ausgelegt ist, im Controller abzulaufen, um den Wirtschaftlichkeitsparameter dazu zu verwenden, ein Steuersignal zu erzeugen, das an eines der Vielzahl von Feldgeräten in der Prozessanlage geschickt werden soll, um dadurch den Betrieb der Steueranlage zu steuern.
System nach Anspruch 27, darüber hinaus eine mit dem Wirtschaftlichkeitsmodell verbundene Anzeigeanwendung umfassend, die dazu ausgelegt ist, einem Benutzer den Wirtschaftlichkeitsparameter anzuzeigen.
System nach Anspruch 31, wobei die Anzeigeanwendung dazu ausgelegt ist, einen oder mehrere Diagnoseparameter, der/die mit den Diagnosedaten zusammenhängt/zusammenhängen, zusammen mit der Anzeige des Wirtschaftlichkeitsparameters anzuzeigen.
System nach Anspruch 32, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter Parameter umfasst/umfassen, die mit dem Betrieb einer Regelschleife in der Prozessanlage zusammenhängen.
System nach Anspruch 33, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter einen Veränderlichkeitsfaktor eines Steuersignals oder mehrerer Steuersignale in der Regelschleife umfasst/umfassen.
System nach Anspruch 33, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter eine Betriebsmodusangabe eines Steuer-/Regelblocks oder mehrerer Steuer-/Regelblöcke in der Regelschleife umfasst/umfassen.
System nach Anspruch 33, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter eine Grenzwertangabe für ein Steuersignal oder mehrere Steuersignale in der Regelschleife umfasst/umfassen.
System nach Anspruch 33, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter einen Alarm oder mehrere Alarme umfasst/umfassen, der/die mit einem Steuer-/Regelblock oder mehreren Steuer-/Regelblöcken in der Regelschleife zusammenhängt/zusammenhängen.
System nach Anspruch 27, wobei die Datenquelle dazu ausgelegt ist, über einen drahtlosen Kommunikationskanal mit dem Wirtschaftlichkeitsmodell zu kommunizieren.
System nach Anspruch 27, wobei die Datenquelle dazu ausgelegt ist, über einen zwischen der Datenquelle und dem Wirtschaftlichkeitsmodell angeordneten Router mit dem Wirtschaftlichkeitsmodell zu kommunizieren.
System nach Anspruch 38, wobei die Datenquelle ein Datenquellen-Handgerät ist, das dazu ausgelegt ist, über einen drahtlosen Kommunikationskanal mit dem Routen zu kommunizieren.
System nach Anspruch 27, darüber hinaus eine Programmablaufmaschine umfassend, die das Wirtschaftlichkeitsmodell während der Laufzeit der Prozessanlage ablaufen lässt, um den Wirtschaftlichkeitsparameter für den Versand an die Steuer-/Regelanwendung zu entwickeln.
Verfahren zum Durchführen von Online-Steuerung in einer Prozessanlage, umfassend: Einrichten einer ersten Datenquelle, um, während die Prozessanlage on-line arbeitet, Wirtschaftlichkeitsdaten zu sammeln, die sich auf den Betrieb der Prozessanlage beziehen; Einrichten einer zweiten Datenquelle, um, während die Prozessanlage on-line arbeitet, Prozesssteuerungsdaten zu sammeln, die sich auf die Steuerung der Prozessanlage beziehen; Bereitstellen der Wirtschaftlichkeitsdaten und der Prozesssteuerungsdaten für ein Wirtschaftlichkeitsmodell, das den Betrieb der Prozessanlage unter Verwendung der Wirtschaftlichkeitsdaten und der Prozesssteuerungsdaten modellhaft nachvollzieht, und Erzeugen eines Modellausgangs bzw. einer Modellausgabe in Abhängigkeit von den Wirtschaftlichkeitsdaten; und Verwenden des Modellausgangs, um eine Funktion im Hinblick auf die Steuerung der Prozessanlage zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei das Bereitstellen der Wirtschaftlichkeitsdaten umfasst, die Wirtschaftlichkeitsdaten aus der ersten Datenquelle über eine erste Nachricht an den Informationsserver zu schicken, der kommunikativ zwischen der ersten Datenquelle und dem Wirtschaftlichkeitsmodell angeschlossen ist, die erste Nachricht im Informationsserver zu verarbeiten, um zu bestimmen, wohin die in der ersten Nachricht enthaltenen Wirtschaftlichkeitsdaten verschickt werden sollen, und die Wirtschaftlichkeitsdaten basierend auf der Verarbeitung dem Wirtschaftlichkeitsmodell automatisch zuzustellen.
Verfahren nach Anspruch 42, umfassend, gegen eine Gebühr die Schritte auszuführen, den Modellausgang in Abhängigkeit von den Wirtschaftlichkeitsdaten herzustellen und den Modellausgang zu verwenden, um eine Funktion im Hinblick auf die Steuerung der Prozessanlage zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei das Verwenden des Modellausgangs, um eine Funktion zu erfüllen, umfasst, den Modellausgang für eine Optimierungsanwendung bereitzustellen, die Optimierungsanwendung dazu herzunehmen, einen Satz von Steuerzielparametern zur Verwendung bei der Steuerung der Prozessanlage herzustellen, und die Steuerzielparameter einem Controllerprogramm bereitzustellen, um dadurch den Betrieb der Prozessanlage basierend auf dem Modellausgang zu optimieren.
Verfahren nach Anspruch 45, wobei das Verwenden des Modellausgangs, um eine Funktion zu erfüllen, umfasst, den Modellausgang einer Anzeigeanwendung bereitzustellen und die Anzeigeanwendung dazu herzunehmen, es einem Benutzer zu ermöglichen, einen Optimierungsfaktor oder mehrere Optimierungsfaktoren zur Verwendung durch die Optimierungsanwendung beim Herstellen des Satzes von Steuerzielparametern auszuwählen.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei das Verwenden des Modellausgangs, um eine Funktion zu erfüllen, umfasst, den Modellausgang für ein Prozesssteuerungsprogramm bereitzustellen, das dazu ausgelegt ist, in einem Controller in der Prozessanlage ausgeführt zu werden, und den Modellausgang im Controllerprogramm dazu herzunehmen, ein Steuersignal zu erzeugen, das an eines einer Vielzahl von Feldgeräten in der Prozessanlage geschickt werden soll, um dadurch den Betrieb der Prozessanlage zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 42, darüber hinaus umfassend, eine Anzeigeanwendung an das Wirtschaftlichkeitsmodell anzuschließen und die Anzeigeanwendung dazu herzunehmen, einem Benutzer den Modellausgang anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 48, umfassend, die Anzeigeanwendung dazu herzunehmen, einen oder mehrere Diagnoseparameter, der/die mit den Steuerdaten zusammenhängt/zusammenhängen, zusammen mit dem Modellausgang anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 49, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter Parameter umfasst/umfassen, die mit dem Betrieb der Regelschleife in der Prozessanlage zusammenhängen.
Verfahren nach Anspruch 50, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter einen Veränderlichkeitsfaktor eines Steuersignals oder mehrerer Steuersignale in der Regelschleife umfasst/umfassen.
Verfahren nach Anspruch 50, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter eine Betriebsmodusangabe eines Steuer-/Regelblocks oder mehrerer Steuer-/Regelblöcke in der Regelschleife umfasst/umfassen.
Verfahren nach Anspruch 50, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter eine Grenzwertangabe für ein Steuersignal oder mehrere Steuersignal in der Regelschleife umfasst/umfassen.
Verfahren nach Anspruch 50, wobei der eine oder die mehreren Diagnoseparameter einen Alarm oder mehrere Alarme umfasst/umfassen, der/die mit einem Regel-/Steuerblock oder mehreren Regel-/Steuerblöcken in der Regelschleife zusammenhängt/zusammenhängen.
Verfahren nach Anspruch 42, das umfasst, über einen drahtlosen Kommunikationskanal Kommunikationsverbindungen zwischen der ersten Datenquelle und dem Wirtschaftlichkeitsmodell bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 42, das umfasst, über einen zwischen der ersten Datenquelle und dem Wirtschaftlichkeitsmodell angeordneten Router Kommunikationsverbindungen zwischen der ersten Datenquelle und dem Wirtschaftlichkeitsmodell bereitzustellen.
Verfahren zur Verwendung in einer Prozessanlage, umfassend: Sammeln von Wirtschaftlichkeitsdaten während des Betriebs der Prozessanlage, die sich auf wirtschaftliche Faktoren beziehen, die mit dem Betrieb der Prozessanlage zusammenhängen; Sammeln von Prozesssteuerungsdaten während des Betriebs der Prozessanlage, die sich auf Steuerungsvorgänge innerhalb der Prozessanlage beziehen; Konfigurieren eines Modells, das den Betrieb der Prozessanlage modellhaft nachvollzieht, unter Verwendung der Wirtschaftlichkeitsdaten und der Prozesssteuerungsdaten, um einen Modellausgang bzw. eine Modellausgabe zu erzeugen, um die Wirtschaftlichkeitsdaten und die Prozesssteuerungsdaten während des Betriebs der Prozessanlage automatisch auf einer regelmäßigen Basis zu empfangen; Ablaufenlassen des Modells während des Betriebs der Prozessanlage, um den Modellausgang zu erzeugen; und Verwenden des Modellausgangs während des Betriebs der Prozessanlage, um eine Funktion im Hinblick auf die Prozessanlage zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Sammeln von Wirtschaftlichkeitsdaten umfasst, Daten zu sammeln, die sich auf einen Kostenpunkt eines in der Prozessanlage verwendeten Materials beziehen.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Sammeln von Wirtschaftlichkeitsdaten umfasst, Daten zu sammeln, die einen Durchsatz der Prozessanlage betreffen.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Sammeln von Prozesssteuerungsdaten umfasst, die Prozesssteuerungsdaten an einem Feldgerät zu sammeln, das in der Prozessanlage angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Sammeln von Prozesssteuerungsdaten umfasst, die Prozesssteuerungsdaten an einem Prozess-Controller zu sammeln, der kommunikativ an ein Feldgerät oder mehrere Feldgeräte angeschlossen ist, das/die in der Prozessanlage angeordnet ist/sind.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, den Modellausgang dazu herzunehmen, den Betrieb der Prozessanlage im Hinblick auf ein bestimmtes Kriterium zu optimieren.
Verfahren nach Anspruch 62, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um Kosten oder Gewinn handelt.
Verfahren nach Anspruch 62, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um Durchsatz handelt.
Verfahren nach Anspruch 62, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um den Verbrauch eines bestimmten Rohmaterials handelt.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, den Modellausgang dazu herzunehmen, ein Problem in der Prozessanlage zu diagnostizieren.
Verfahren nach Anspruch 66, wobei das Diagnostizieren eines Problems in der Prozessanlage umfasst, einen Alarm basierend auf dem Modellausgang zu erzeugen, der einem Benutzer zugestellt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, den Modellausgang für eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, um eine Anzeige für einen Benutzer zu erzeugen, um den Betrieb der Prozessanlage anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 68, wobei das Verwenden des Modells umfasst, das Modell ablaufen zu lassen, um einen Modellausgang zu erzeugen, der für einen wirtschaftlichen Betriebsparameter steht; der mit einer aus einer Anzahl von Regelschleifen der Prozessanlage zusammenhängt, und wobei die Anzeigevorrichtung eine Bildschirmanzeige erzeugt, die dem Benutzer den wirtschaftlichen Betriebsparameter anzeigt, der mit der einen der Regelschleifen zusammenhängt.
Verfahren nach Anspruch 69, wobei die Anzeigevorrichtung darüber hinaus dazu ausgelegt ist, weitere Parameter, die mit der einen der Regelschleifen zusammenhängen, zusammen mit dem wirtschaftlichen Betriebsparameter, der mit der einen der Regelschleifen zusammenhängt, anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 69, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für die Auslastung der einen der Regelschleifen steht.
Verfahren nach Anspruch 69, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für den Wirkungsgrad zumindest eines Teils der Prozessanlage steht.
Verfahren nach Anspruch 69, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für einen Produktherstellungskostenpunkt der Prozessanlage steht.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, eine Steuer-/Regelfunktion in der Prozessanlage basierend auf dem Modellausgang zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, den Modellausgang für eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die kommunikativ mit einer Steuer-/Regelanwendung verbunden ist, und die Anzeigevorrichtung dazu herzunehmen, es einem Benutzer zu ermöglichen, einen Steuer-/Regelparameter basierend auf dem Modellausgang auszuwählen, der von der Steuer-/Regelanwendung erfüllt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 75, wobei das Verwenden der Anzeigevorrichtung umfasst, einen Wirtschaftlichkeitsparameter anzuzeigen, der mit dem vom Benutzer ausgewählten Steuer-/Regelparameter zusammenhängt.
Verfahren nach Anspruch 76, wobei der Wirtschaftlichkeitsparameter ein Einsparungsparameter ist, der sich auf verschiedene Kosten für den Betrieb der Anlage bei verschiedenen Steuer-/Regeleinstellungen bezieht.
Verfahren nach Anspruch 76, wobei das Verwenden der Anzeigevorrichtung umfasst, es dem Benutzer zu ermöglichen, zumindest einen Durchsatzparameter oder einen gesteuerten Parameter als Steuer-/Regelparameter auszuwählen.
Verfahren nach Anspruch 76, wobei das Verwenden der Anzeigeanwendung umfasst, es dem Benutzer zu ermöglichen, einen wirtschaftlichen Faktor oder mehrere wirtschaftlich Faktoren, der/die mit dem Betrieb der Prozessanlage zusammenhängt/zusammenhängen, zur Verwendung bei der Berechnung des Wirtschaftlichkeitsparameters festzulegen.
Verfahren nach Anspruch 79, wobei der eine wirtschaftliche Faktor oder die mehreren wirtschaftlichen Faktoren einen Faktor Gewinn pro Einheit oder einen Faktor Kosten pro Einheit enthält/enthalten.
Verfahren nach Anspruch 57, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, basierend auf dem Modellausgang automatisch eine Liste bzw. einen Bericht herzustellen und zu verschicken.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung, umfassend: auf einer regelmäßigen Basis an einem Diensteanbieterstandort Wirtschaftlichkeitsdaten während des Betriebs einer Prozessanlage zu sammeln, die sich auf wirtschaftliche Faktoren beziehen, die mit dem Betrieb der Prozessanlage zusammenhängen; auf einer regelmäßigen Basis an einem Diensteanbieterstandort Prozesssteuerungsdaten während des Betriebs der Prozessanlage zu sammeln, die sich auf Steuerungsvorgänge in der Prozessanlage beziehen; ein Computermodell, das den Betrieb der Prozessanlage modellhaft nachvollzieht, am Diensteanbieterstandort unter Verwendung der Wirtschaftlichkeitsdaten und der Prozesssteuerungsdaten ablaufen zu lassen, um einen Modellausgang bzw. eine Modellausgabe zu erzeugen; den Modellausgang am Diensteanbieterstandort zum Bestimmen einer Maßnahme oder mehrerer Maßnahmen zu verwenden, die während des Betriebs der Prozessanlage im Hinblick auf den Betrieb der Prozessanlage zu ergreifen sind; und eine Angabe der einen Maßnahme oder der mehreren Maßnahmen aus dem Diensteanbieterstandort der Prozessanlage zur Verwendung bei der Steuerung des Betriebs der Prozessanlage bereitzustellen.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 82, darüber hinaus umfassend, das Erheben einer Gebühr für das Ablaufenlassen des Computermodells und/oder das Verwenden des Computermodells, um die eine Maßnahme oder die mehreren Maßnahmen zu bestimmen, und/oder die Angabe der einen Maßnahme oder der mehreren Maßnahmen für die Prozessanlage bereitzustellen.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Sammeln von Wirtschaftlichkeitsdaten und das Sammeln von Prozesssteuerungsdaten umfasst, die Wirtschaftlichkeitsdaten und die Prozesssteuerungsdaten an einem Informationsserver oder mehreren Informationsservern zu sammeln, der/die kommunikativ zwischen einer ersten und einer zweiten Datenquelle und dem Computermodell angeschlossen ist/sind, und die Wirtschaftlichkeitsdaten und die Prozesssteuerungsdaten aus dem einen Informa tionsserver oder den mehreren Informationsservern automatisch an das Computermodell am Diensteanbieterstandort zu schicken.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Sammeln von Wirtschaftlichkeitsdaten umfasst, Daten zu sammeln, die sich auf einen Kostenpunkt eines in der Prozessanlage verwendeten Materials beziehen.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Sammeln von Wirtschaftlichkeitsdaten umfasst, Daten zu sammeln, die sich auf einen Durchsatz der Prozessanlage beziehen.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Sammeln von Prozesssteuerungsdaten umfasst, die Prozesssteuerungsdaten an einem in der Prozessanlage angeordneten Feldgerät zu sammeln.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Sammeln von Prozesssteuerungsdaten umfasst, die Prozesssteuerungsdaten an einem Prozess-Controller zu sammeln, der kommunikativ an ein Feldgerät oder mehrere Feldgeräte angeschlossen ist, das/die in der Prozessanlage angeordnet ist/sind.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, den Modellausgang dazu herzunehmen, um eine Maßnahme zu bestimmen, die dazu ausgelegt ist, den Betrieb der Prozessanlage im Hinblick auf ein bestimmtes Kriterium zu optimieren.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 89, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um Kosten oder Gewinn handelt.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 89, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um Durchsatz handelt.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 89, wobei es sich bei dem bestimmten Kriterium um den Verbrauch eines bestimmten Rohmaterials handelt.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, den Modellausgang dazu herzunehmen, um eine Maßnahme zu bestimmen, die sich auf eine Warnmeldung zum Bestehen oder Beheben eines in der Prozessanlage entdeckten Problems bezieht.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 93, wobei die Maßnahme, die sich auf die Warnmeldung zum Bestehen oder Beheben eines entdeckten Problems bezieht, umfasst, eine Alarmmeldung zu erzeugen, die einem Benutzer zugestellt werden soll.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Verwenden des Modellausgangs umfasst, Information zur Anzeige an einen Benutzer bereitzustellen, um einen Betrieb der Prozessanlage anzugeben.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei das Verwenden des Computermodells das Ablaufenlassen des Computermodells umfasst, um einen Modellausgang zu erzeugen, der für einen wirtschaftlichen Betriebsparameter steht, der mit einer von mehreren Regelschleifen der Prozessanlage zusammenhängt, und wobei die eine Maßnahme oder die mehreren Maßnahmen umfasst/umfassen, eine Bildschirmanzeige zur Ansicht durch einen Benutzer zu erzeugen, die den wirtschaftlichen Parameter anzeigt, der mit der einen der Regelschleifen zusammenhängt.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 96, darüber hinaus umfassend, weitere Parameter, die mit der einen der Regelschleifen zusammenhängen, zusammen mit dem wirtschaftlichen Betriebsparameter, der mit der einen der Regelschleifen zusammenhängt, auf der Bildschirmanzeige anzuzeigen.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 96, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für die Auslastung der einen der Regelschleifen steht.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 96, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für den Wirkungsgrad zumindest eines Teils der Prozessanlage steht.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 96, wobei der wirtschaftliche Betriebsparameter für einen Produktherstellungskostenpunkt der Prozessanlage steht.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei die eine Maßnahme oder die mehreren Maßnahmen umfasst/umfassen, eine Steuer-/Regelfunktion in der Prozessanlage zu erfüllen.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 83, wobei die eine Maßnahme oder die mehreren Maßnahmen umfasst/umfassen, eine Anzeige bereitzustellen, um es einem Benutzer zu ermöglichen, basierend auf dem Modellausgang einen Steuer-/Regelparameter auszuwählen, der von einer Steuer-/Regelanwendung erfüllt werden soll.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 102, wobei das Bereitstellen der Anzeige umfasst, einen Wirtschaftlichkeitsparameter anzuzeigen, der mit dem vom Benutzer ausgewählten Steuer-/Regelparameter zusammenhängt.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 103, wobei der Wirtschaftlichkeitsparameter ein Einsparungsparameter ist, der sich auf verschiedene Kosten für den Betrieb der Anlage bei verschiedenen Einstellungen bezieht.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 102, wobei das Bereitstellen der Anzeige umfasst, es dem Benutzer zu ermöglichen, zumindest einen Durchsatzparameter oder einen gesteuerten Parameter als Steuer-/Regelparameter auszuwählen.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 102, wobei das Bereitstellen der Anzeige umfasst, es dem Benutzer zu ermöglichen, einen wirtschaftlichen Faktor oder mehrere wirtschaftliche Faktoren, der/die mit dem Betrieb der Prozessanlage zusammenhängt/zusammenhängen, zur Verwendung bei der Berechnung des Wirtschaftlichkeitsparameters festzulegen.
Unterstützendes Verfahren bei der Durchführung einer Prozessanlagensteuerung nach Anspruch 106, wobei der eine wirtschaftliche Faktor oder die mehreren wirtschaftlichen Faktoren einen Faktor Gewinn pro Einheit oder einen Faktor Kosten pro Einheit enthält/enthalten.