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図面 (3)

課題

プロセス制御システムとともに用いるデータ処理システムおよびデータ処理方法により、さまざまなビジネスエンティティに関連付けされている複数のプロセスプラント遠隔に設置されているデータ処理装置共有利用する。

解決手段

データ処理装置は、ローカルネットワークを利用して通信可能に接続される一群冗長サーバを備え、その各々は、複数のプロセスプラントから受信するデータを取得・処理するように構成される。また、相互にかつ一群の冗長サーバに通信可能に接続されるプロセスデータおよび解析データを格納するための複数の冗長データヒストリアンを備える。複数のプロセスプラントの各々は、データ処理装置に関連する情報をインターネットを利用して送受信するインターネット可能フィールドデバイス、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス、および/またはインターネット可能データ集信ノードを備える。

概要

背景

化学プロセス、石油プロセス、または他のプロセスにおいて利用されるプロセス制御システムは、アナログバスデジタルバス、またはアナログデジタルを組み合わせたバスを介して、少なくとも一つのホストワークステーションもしくはオペレータワークステーションと、フィールドデバイスの如き一または複数のプロセス制御計装デバイスとに通信可能に接続された集中型プロセスコントローラもしくは非集中型プロセスコントローラを備えているのが普通である。フィールドデバイスとは、たとえば、バルブバルブポジショナ、スイッチ、トランスミッタ、およびセンサ(たとえば、温度センサ圧力センサ、および流量センサ)などであり、バルブの開閉およびプロセスパラメータの測定の如き、プロセス内の機能を実行する。プロセスコントローラは、フィールドデバイスにより作成されるまたはフィールドデバイスに関連するプロセス測定値もしくはプロセス変数および/またはこれらのフィールドデバイスに関連する他の情報を表す信号を受信し、この情報を利用して制御ルーチンを実施し、次いで、制御信号を生成する。この制御信号は、プロセスの動作を制御すべく上述のバスのうちの一または複数のバスを介してフィールドデバイスに送信される。フィールドデバイスおよびコントローラからの情報は、通常、オペレータワークステーションにより実行される一または複数のアプリケーションが利用できるようになっており、これにより、オペレータは、プロセスの現在の状況の表示、プロセス運転修正などの如きプロセスに対する所望の機能を実行することができる。

概要

プロセス制御システムとともに用いるデータ処理システムおよびデータ処理方法により、さまざまなビジネスエンティティに関連付けされている複数のプロセスプラント遠隔に設置されているデータ処理装置共有利用する。データ処理装置は、ローカルネットワークを利用して通信可能に接続される一群冗長サーバを備え、その各々は、複数のプロセスプラントから受信するデータを取得・処理するように構成される。また、相互にかつ一群の冗長サーバに通信可能に接続されるプロセスデータおよび解析データを格納するための複数の冗長データヒストリアンを備える。複数のプロセスプラントの各々は、データ処理装置に関連する情報をインターネットを利用して送受信するインターネット可能フィールドデバイス、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス、および/またはインターネット可能データ集信ノードを備える。

目的

本発明は、一般的に、プロセスプラント内におけるプロセス制御システムに関するものであり、さらに詳細には、インターネットをベースにした通信を利用して、複数のプロセスプラントに対してデータ処理機能およびデータ制御機能を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

プロセス制御システムに利用するデータ処理システムであって、開放型ネットワーク通信可能に接続されている第一のプロセスプラントと、前記開放型ネットワークに通信可能に接続されており前記第一のプロセスプラントと物理的に離れて設置され且つ前記第一のプロセスプラントとは異種であって前記第一のプロセスプラントと関連しないプロセスが含まれる第二のプロセスプラントと、データ処理アプリケーションを実行するように構成され、前記開放型ネットワークに通信可能に接続されており前記プロセスプラントの何れからも物理的に離れて設置されている主サーバと、前記主サーバと通信可能に接続されている主データヒストリアンとを備え、前記主サーバは、前記開放型ネットワークを介して前記第一のプロセスプラントおよび第二のプロセスプラントのいずれか一方のデバイスが生成したプロセス制御情報を受信し、かつ前記主データヒストリアンに受信された前記プロセス制御情報の一部を格納するように構成されており、前記主サーバは、前記プロセス制御情報から前記第一のプロセスプラント又は前記第二のプロセスプラントの分析結果を生成するために前記データ処理アプリケーションを利用し、かつ前記開放型ネットワークを介して前記第一のプロセスプラント又は前記第二のプロセスプラントに前記分析結果を送信するようにさらに構成されている、データ処理システム。

請求項2

前記主サーバおよび前記主データヒストリアンに通信可能に接続されている冗長サーバをさらに備えており、該冗長サーバは、前記主サーバと同期を維持し、かつ前記主サーバに関連する故障表示および劣化表示のうちの一つに応答して前記主サーバに取って代わるように構成されている、請求項1記載のシステム

請求項3

前記主サーバ、前記冗長サーバ、および前記主データヒストリアンに通信可能に接続されている冗長データヒストリアンをさらに備えており、該冗長データヒストリアンは、前記主データヒストリアンとデータの同期を維持し、前記主データヒストリアンの故障表示および劣化表示のうちの一つに応答して前記主データヒストリアンを排除するように構成されている、請求項2記載のシステム。

請求項4

前記開放型ネットワークはインターネットである、請求項1記載のシステム。

請求項5

前記第一のプロセスプラントが第一の地理的場所にあり、前記第二のプロセスプラントが前記第一の地理的場所とは異なる第二の地理的場所にある、請求項1記載のシステム。

請求項6

前記第一のプロセスプラントが第一のビジネスエンティティに関連し、第二のプロセスプラントが第二のビジネスエンティティに関連するように構成されている、請求項1記載のシステム。

請求項7

前記データ処理アプリケーションが、プラント最適化機能、リアルタイムプロセス監視機能データ照合機能、プラント排出物質分析機能、プラント排出物質管理機能ディスパッチ機能、プラント制御機能、およびアラーム機能のうちの一つを実行するように構成されている、請求項1記載のシステム。

請求項8

前記データ処理アプリケーションがデータ修正機能を実行するように構成されている、請求項1記載のシステム。

請求項9

前記データ修正機能が、デジタル検証機能データ妥当性確認機能、データ照合機能、およびデータソース再校正機能のうちの一つである、請求項8記載のシステム。

請求項10

前記データ処理アプリケーションは、プラント排出物質レポートを生成するために連続的な排出物質監視データを用いるように構成されている、請求項1記載のシステム。

請求項11

前記データ処理アプリケーションが、共有ベクトル勾配技術、ニューラルネット技術、およびフィボナッチ探索技術のうちの一つを利用して、プラントの排出物質最小化およびプラントの排出物質最適化のうちの一つを実行するように構成されている、請求項1記載のシステム。

請求項12

前記データ処理アプリケーションが、前記第一のプロセスプラントおよび前記第二のプロセスプラントのうちの一つから受信された排出物質データに応答して、補償制御機能を実行するように構成されている、請求項1記載のシステム。

請求項13

前記データ処理アプリケーションがインタネットブラウザアプリケーション可視化層として利用するように構成されている、請求項1記載のシステム。

請求項14

前記インタネットブラウザアプリケーションが、前記第一のプロセスプラントおよび前記第二のプロセスプラントと物理的に離れて設置され且つこれらとは別の異なるユーザインターフェイス内で実行されるように構成されている、請求項13記載のシステム。

請求項15

前記第一のプロセスプラントおよび前記第二のプロセスプラントが、インターネット可能フィールドデバイス、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス、およびデータ集信ノードのうちの一つをさらに備えてなる、請求項1記載のシステム。

請求項16

前記インターネット可能フィールドデバイス、前記インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス、および前記データ集信ノードのうちの一つが、埋め込み型データサーバと、該埋め込み型データサーバに通信可能に接続されている埋め込み型データヒストリアンとを備えてなる、請求項15記載のシステム。

請求項17

前記第一のプロセスプラントおよび前記第二のプロセスプラントのうちの一つが、RS485、FoundationFieldbus、イーサネット登録商標)TCP/IP、および無線ブルートゥースプロトコルのうちの一つに準拠するデジタル通信ネットワークを備えてなる、請求項1記載のシステム。

請求項18

前記第一のプロセスプラント、前記第二のプロセスプラント、および前記主サーバのうちの一つが前記開放型ネットワークを介して情報を伝送するためにデータ圧縮技術を用いるように構成されている、請求項1記載のシステム。

請求項19

プロセス制御システムに利用するデータ処理システムであって、各々がデータを取得・処理するように構成された、ローカルネットワークを介して通信可能に接続されている一群の冗長サーバと、相互にかつ一群の前記冗長サーバと通信可能に接続されている複数の冗長データヒストリアンと、一群の前記冗長サーバとインターネットを介して通信可能に接続されている複数の物理的に離れた異種のプロセスプラントとを備え、複数の前記プロセスプラントが複数のビジネスエンティティと関連付けされており、一群の前記冗長サーバは、複数の前記プロセスプラントのデバイスが生成したプロセス制御情報を処理しかつ前記インターネットを介してユーザによりアクセス可能な分析結果を前記プロセス制御情報から生成するデータ処理アプリケーションを実行するように構成されている、データ処理システム。

請求項20

前記データ処理アプリケーションが、データ解析ツール遠隔プロセス管理ツール、プロセス最適化ツール、連続排出物質用監視・最小化ツール、分散型電力管理ツール、ディスパッチ・最適化ツール集中型複数クライアントHVACシステム監視・保守管理ツール、遠隔の水・廃棄物処理施設の監視・管理ツール医薬プロセスツールバイオテクノロジプロセスツール、および半導体プロセスツールのうちの一つを有してなる、請求項19記載のシステム。

請求項21

複数の前記プロセスプラントの各々が、インターネット可能フィールドデバイス、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス、およびデータ集信ノードのうちの一つを備えてなる、請求項19記載のシステム。

請求項22

前記インターネット可能フィールドデバイス、前記インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス、および前記データ集信ノードのうちの一つが、埋め込み型データサーバと、埋め込み型データヒストリアンと備えてなる、請求項19記載のシステム。

請求項23

開放型ネットワークに通信可能に接続されており複数のビジネスエンティティに関連する複数の物理的に離れた異種のプロセスプラントと、前記開放型ネットワークに通信可能に接続され且つ前記プロセスプラントの何れからも物理的に離れて設置されており複数の前記ビジネスエンティティとは異なるベンダビジネスエンティティに関連する一群の冗長サーバと、一群の前記冗長サーバに通信可能に接続されている複数の冗長データヒストリアンとを備えたシステムを用いて、プロセスプラントデータを取得、分析、報告する方法であって、前記冗長サーバが、複数の前記プロセスプラントの少なくとも1つのデバイスが生成した情報を前記開放型ネットワークを介して受信するステップと、前記冗長サーバが、分析結果を生成するために、受信された前記情報を処理するステップと、前記冗長サーバが、複数の前記冗長データヒストリアンに前記分析結果を格納するステップと、前記冗長サーバが、前記開放型ネットワークを介した前記分析結果へのアクセスを提供するステップと、前記冗長サーバが、複数の前記ビジネスエンティティの各々に対して、その対応するデータ使用量データタイプ、および処理時間のうちの一つに基づいて、請求書発行するステップとを有している方法。

請求項24

前記複数のプロセスプラントは、第一の地理的位置にある第一のプロセスプラントと、第二の地理的位置にある第二のプロセスプラントを含んでおり、前記第一のプロセスプラントが複数の前記ビジネスエンティティのうちの第一のビジネスエンティティに関連し、該第二のプロセスプラントが複数の前記ビジネスエンティティのうちの第二のビジネスエンティティに関連している、請求項23記載の方法。

請求項25

受信された前記情報を処理する前記ステップは、プラント最適化機能、リアルタイムプロセス監視機能、データ照合機能、プラントの排出物質分析機能、プラントの排出物質管理機能、ディスパッチ機能、プラント制御機能、およびアラーム機能のうちの一つを実行するステップを含んでいる、請求項23記載の方法。

請求項26

分析結果を生成するために、複数の前記ビジネスエンティティとは異なるベンダビジネスエンティティに関連する一群の冗長サーバを利用して、受信された前記情報を処理する前記ステップは、データ修正機能を実行するステップを含んでいる、請求項23記載の方法。

請求項27

分析結果を生成するために、複数の前記ビジネスエンティティとは異なるベンダビジネスエンティティに関連する一群の冗長サーバを利用して、受信された前記情報を処理する前記ステップは、プラント排出物質レポートを生成するために連続的な排出物質監視データを利用するステップを含んでいる、請求項23記載の方法。

請求項28

分析結果を生成するために、複数の前記ビジネスエンティティとは異なるベンダビジネスエンティティに関連する一群の冗長サーバを利用して、受信された前記情報を処理する前記ステップは、共有ベクトル勾配探索技術、ニューラルネット探索技術、およびフィボナッチ探索技術のうちの一つを利用してプラントの排出物質最小化およびプラントの排出物質最適化のうちの一つを実行するステップを含んでいる、請求項23記載の方法。

請求項29

インターネット可能フィールドデバイス、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス、およびデータ集信ノードのうちの一つを利用して、複数の前記プロセスプラントのうちの一つから受信された前記情報の第一の部分を一群の前記冗長サーバに送信するステップをさらに有している、請求項23記載の方法。

請求項30

インターネット可能フィールドデバイス、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス、およびデータ集信ノードのうちの一つを利用して、複数の前記プロセスプラントのうちの一つから受信された前記情報の第一の部分を一群の前記冗長サーバに送信する前記ステップは、前記情報の第一の部分を送信するために、埋め込み型データサーバを利用するステップを含んでいる、請求項29記載の方法。

請求項31

複数の前記ビジネスエンティティの各々に対して請求書を発行する前記ステップは、レンタル契約帳簿運用リース契約ファイナンスリース契約のうちの一つに従って、それぞれ、本来ならば前記分析結果を生成するために複数の前記プロセスプラントに発生するコストに関連するコストよりも低コストの請求書を複数の前記ビジネスエンティティの各々に発行するステップを含んでいる、請求項23記載の方法。

請求項32

前記分析結果が複数の前記プロセスプラントの各々に対するコスト計算情報を含んでいる、請求項23記載の方法。

請求項33

プロセス制御システムに用いられるデータ処理システムであって、開放型ネットワークに通信可能に接続されている第一のプロセスプラントと、前記開放型ネットワーク通信可能に接続されていて前記第一のプロセスプラントとは異種で別の第二のプロセスプラントと、前記開放型ネットワークに通信可能に接続されている遠隔ユーザインターフェイスと、データ処理アプリケーションを実行するように構成された、前記開放型ネットワークに通信可能に接続されているサーバと、前記サーバに通信可能に接続されているデータヒストリアンとを備え、前記サーバは、前記開放型ネットワークを介して前記第一のプロセスプラント又は前記第二のプロセスプラントのデバイスで作成されたプロセス制御情報を受信し、かつ受信された該プロセス制御情報の一部を前記データヒストリアンに格納するように構成されており、前記サーバは、前記プロセス制御情報から該プロセス制御情報が作成されたプロセスプラントのための分析結果を生成するために前記データ処理アプリケーションを利用し、かつ該分析結果を、前記開放型ネットワークを介して前記遠隔ユーザインターフェイスに送信するように構成されている、データ処理システム。

請求項34

前記開放型ネットワークに通信可能に接続されている第二のプロセスプラントをさらに備えており、該第二のプロセスプラントが前記開放型ネットワークを介して該第二のプロセスプラントに関連するプロセス制御情報を前記サーバに送信するように構成されている、請求項33記載のシステム。

請求項35

前記サーバに通信可能に接続されている冗長サーバをさらに備えており、該冗長サーバが前記サーバと同期を維持し、かつ前記サーバに関連する故障表示および劣化表示のうちの一つに応答して前記サーバに取って代わるように構成されている、請求項33記載のシステム。

請求項36

前記第二のプロセスプラントは、前記第一のプロセスプラントに対して異種のプラントである、請求項1記載のシステム。

請求項37

前記第一のプロセスプラントは第一の産業プロセスを実行するために必要な第一の設備を含み、前記第二のプロセスプラントは第二の産業プロセスを実行するために必要な第二の設備を含み、前記第二の産業プロセスは前記第一の産業プロセスとは異種であり違ったプロセスである、請求項1に記載のシステム。

請求項38

前記第一のプロセスプラントは、前記第一のプロセスプラントに属するデバイスにより生成された第一のプロセス制御情報を前記開放型ネットワークを介して前記主サーバに送信するように構成されており、前記第二のプロセスプラントは、前記第二のプロセスプラントに属するデバイスにより生成された第二のプロセス制御情報を前記開放型ネットワークを介して前記主サーバに送信するように構成されており、前記主サーバは、前記第一のプロセスプラントから受け取った前記第一のプロセス制御情報から第一の分析結果を生成するとともに前記開放型ネットワークを介して前記第一のプロセスプラントへ前記第一の分析結果を送信し、前記第二のプロセスプラントから受け取った前記第二のプロセス制御情報から第二の分析結果を生成するとともに前記開放型ネットワークを介して前記第二のプロセスプラントへ前記第二の分析結果を送信するように、さらに構成されている、請求項1に記載のシステム。

技術分野

0001

本発明は、一般的に、プロセスプラント内におけるプロセス制御システムに関するものであり、さらに詳細には、インターネットベースにした通信を利用して、複数のプロセスプラントに対してデータ処理機能およびデータ制御機能を提供するデータ処理装置に関するものである。

背景技術

0002

化学プロセス、石油プロセス、または他のプロセスにおいて利用されるプロセス制御システムは、アナログバスデジタルバス、またはアナログデジタルを組み合わせたバスを介して、少なくとも一つのホストワークステーションもしくはオペレータワークステーションと、フィールドデバイスの如き一または複数のプロセス制御計装デバイスとに通信可能に接続された集中型プロセスコントローラもしくは非集中型プロセスコントローラを備えているのが普通である。フィールドデバイスとは、たとえば、バルブバルブポジショナ、スイッチ、トランスミッタ、およびセンサ(たとえば、温度センサ圧力センサ、および流量センサ)などであり、バルブの開閉およびプロセスパラメータの測定の如き、プロセス内の機能を実行する。プロセスコントローラは、フィールドデバイスにより作成されるまたはフィールドデバイスに関連するプロセス測定値もしくはプロセス変数および/またはこれらのフィールドデバイスに関連する他の情報を表す信号を受信し、この情報を利用して制御ルーチンを実施し、次いで、制御信号を生成する。この制御信号は、プロセスの動作を制御すべく上述のバスのうちの一または複数のバスを介してフィールドデバイスに送信される。フィールドデバイスおよびコントローラからの情報は、通常、オペレータワークステーションにより実行される一または複数のアプリケーションが利用できるようになっており、これにより、オペレータは、プロセスの現在の状況の表示、プロセス運転修正などの如きプロセスに対する所望の機能を実行することができる。

発明が解決しようとする課題

0003

発電プラント工業プロセスプラント化石燃料を用いた暖房換気・空調(HVAC)システム電気製品などの数量およびサイズの増加にともない、環境に深刻な影響を与えるようになり、住宅用、商業用、および工業用のプロセス制御システム内で測定を行い、その測定結果監視分析することがますます重要になってきている。その結果、競争が激化し、環境規制強化などの如き法的規制が強化されると、プロセスプラントの所有者等にとり、プラント内のプロセス制御アクティビティの環境に対する適合および汚染の最小化、環境保護、プラントの安全性、ならびにエネルギー効率の改良が重要な収益拡大源となる。もちろん、収益拡大には、環境規則、官規則、安全規則などに準拠しないことに関連しうる金、訴訟、および他のコストの回避も含まれる。

0004

一つの特に重要な規制領域には、プロセスプラントから排出される有害な物質を制限するように制定された法律が含まれる。そのような排出物質の規制にともなう動向として、より広範囲な種類の化学物質の監視・制限と、排出物質の乳白度煤塵密度濁度微生物の存在、タイプ、および濃度などの如き他の環境パラメータの監視・制御とが必要になってきている。さらに、監督機関は、より詳細におよびより頻繁に排出物質のデータを報告させることによりプラントの所有者および/または経営陣に対してさらに厳しい説明責任課す環境規則を最近起草した。

0005

環境問題およびプラント効率の問題の重要性の増加に加えて、プラントのオペレータおよび所有者にとって、供給ストリーム中間ストリーム、ならびに最終製品組成および品質の重要性も極めて重大な問題になってきている。たとえば、医薬品、バイオテクノロジ製品食料品飲み物製品、ならびに人の健康および安全性に製品組成が影響を与えるような製品に対するより高いレベルの規制は、政府の規制および調査に従う。たとえば、21CFR11を参照されたし。一般に理解されているように、人の健康および安全性に影響を与えうる製品の生産には、通常、精度の高いプロセス測定およびプロセス制御に加えて、監査のために適切な生産記録が必要とされる。監査のために適切な生産記録には、完全な生産履歴(すなわち、各生産項目の生産の際の周囲の状態に関する詳細な情報)、認定された製造・品質部員による承認、ならびにすべての重要なプロセスパラメータ値の検証、妥当性確認、および照合が含まれる。

0006

プロセス制御プラント内では、最適化ソフトウェア保守ソフトウェアの如きさまざまなデータ解析ツール、および2001年5月10日に出願された、表題が「遠隔からのプロセス制御プラントデータの解析」である米国特許出願番号第09/852,945号に記載されているようなさまざまな他の周知の資産管理のための方法、ツール、またはソフトウェアが用いられている場合が多いが、そのような方法、ツール、およびソフトウェアをサポートするために、ほとんどの場合、多大なコストの負担をプラントの所有者に強いる結果になっている。なお、本明細書において上述の特許を参照することにより、ここで、そのすべての内容を援用するものとする。しかしながら、理想的には、そのような資産管理のためのツールおよびソフトウェアの購入保守にかかるコストは多大であるが、効率に基づいたコスト削減により相殺される額よりも小さく、このことが、上述のツールおよびソフトウェアを使用すると直接的に結果としてあらわれてくる。周知のように、効率に基づいた上述のコスト削減は、プラントの効率的な運転がそのプラント内の装置の状態およびその装置の保守のタイミングに大きく依存しているという事実によりもたらされる。

0007

従来、プラントをいかに効率よく運転するかを決定するために、および/または保守手順の変更、古い装置の交換、装置の補修などにより費用対効果のさらに高いプロセスを達成することができるかを決定するために、たとえば、入力/出力アルゴリズムモデルなどの如き装置性能監視ツールが利用されていた。残念ながら、装置性能を監視するには、ハードウェアおよびソフトウェア(たとえば、データ解析ツール)に対する多大な費用が必要になり、さらに、熟練作業員および日毎の性能監視作業をサポート・管理するための他の専門家が必要になる。この装置性能監視作業にかかる多大なコストがコスト削減競争の重点分野になり、特に、規模経済中核業務を大きく左右するような小規模なプラントの操業の場合にそのことがあてはまることをプラントの所有者およびオペレータが認識している。

0008

特注分析用計測器は、重要なプロセスパラメータを測定・最適化する一つの周知方法を備えている。残念なことは、そのような特注の分析用計測器は比較的にコストがかかり、通常、高価な独自仕様通信ネットワークおよびインターフェイスが必要になる。分析用計測器とプロセス制御プラント内のデバイスとの間の通信リンクが独自仕様であるため、各プロセスプラントは分析用計測器の一式をすべて備える必要性があり、このことが、高価な特注の分析用計測器のコスト問題をさらに悪化させる。換言すれば、従来の分析用計測器およびデータ解析技術の使用の場合には、異なるビジネスエンティティにより所有・運転されているプラント間においてはいうまでもなく、物理的に分離されいるまたは遠隔にあるプラント間においてでさえ分析用計測資源共有することは可能でない。したがって、比較的小規模のプロセスプラントでは、特注の分析用計測器または分析用システムを実装するために必要な多額の投資正当化できないことが一般的であり、よって、これらのシステムによりもたらされる運転効率の向上および他の利益を実現することができない。

0009

典型的なプロセス制御システムは、一または複数のプロセスコントローラに接続されたバルブ、トランスミッタ、センサなどの如きプロセス制御・計装デバイスを多く備えており、プロセスの稼動中に、これらのプロセスコントローラが、前述のデバイスを制御すべくソフトウェアを実行するが、上記のプロセス稼動に必要なまたはプロセス稼動に関連する支援デバイスにはこれらのデバイスの他にも多くある。これら追加のデバイスには、たとえば、電力供給装置と、電力発生分配装置と、タービンの如き回転装置とが含まれ、これらのすべては、通常のプラント内の複数の場所に設置されている。追加の装置が必ずしもプロセス変数を作成または利用するわけでもなく、ほとんどの場合、プロセス運転影響を与える目的では制御されることもなければプロセスコントローラに接続されることもないが、これらの装置はプロセスの適切な運転にとり重要なものであり終局的には必要なものである。

0010

さらに、部品補充品原料などの発注生産品の選択、プラントの最適化変数の選択などの戦略的な企業意思決定の如きビジネス用途に用いられるアプリケーションを担当する作業員は、通常、プロセス制御インターフェイスおよび保守インターフェイスの両方から離れた、プラント内の事務所にいる。同様に、管理者または他の作業者が、プラント運転の監視および長期戦略の決定に利用するために、遠隔の場所からまたはプロセスプラントに関連する他のコンピュータからプロセスプラント内の特定の情報にアクセス希望する場合もある。残念なことには、従来の分析用計測システムとともに通常用いられている通信リンクが独自仕様であるため、許可されたユーザが遠隔の場所から重要なプロセス制御データにアクセスすることは、不可能であるとはいわないまでも非常に困難なことである。さらに詳細にいえば、遠隔のユーザが分析用計測システムと通信するためには、そのユーザは、通常、特定のプロセスプラント内の計測システムおよびプロセス制御システムが準拠しているそのメーカの独自仕様通信プロトコルに従って通信するために必要となるソフトウェアのコピーを搭載したコンピュータプラットフォームを使用しなければならない。

課題を解決するための手段

0011

本発明の一つの態様では、プロセス制御システムとともに用いるデータ処理システムは、開放型ネットワークに通信可能に接続されている第一のプロセスプラントと、該開放型ネットワークに通信可能に接続されている第二のプロセスプラントとを備えている。このデータ処理システムは、データ処理アプリケーションを実行するように構成されうる、開放型ネットワークに通信可能に接続されている主サーバをさらに備えており、該主サーバには、主データヒストリアンが通信可能に接続されている。かかる主サーバは、開放型ネットワークを利用して、第一のプロセスプラントおよび第二のプロセスプラントからプロセス制御情報を受信し、その受信したプロセス制御情報の一部を主データヒストリアンに格納するように構成されうる。それに加えて、かかる主サーバは、データ処理アプリケーションを用いて解析結果を生成し、開放型ネットワークを利用してその解析結果を第一のプロセスプラントおよび第二のプロセスプラントに送信するようにさらに構成されうる。

0012

本発明の他の態様では、プロセス制御システムとともに用いられるデータ処理システムは、ローカルネットワーク利用して通信可能に接続されている一群冗長サーバを備えている。該冗長サーバの各々はデータを取得・処理するように構成されうる。また、かかるデータ処理システムは、相互にかつ一群の冗長サーバに通信可能に接続されている複数の冗長データヒストリアンを備えている。それに加えて、かかるデータ処理システムは、インターネットを利用して一群の冗長サーバに通信可能に接続されている複数のプロセスプラントをさらに備えている。該複数のプロセスプラントは複数のビジネスエンティティと関連付けされうる。また、一群の冗長サーバは、複数のプロセスプラントから受信した情報を処理し、かつ解析結果を生成するデータ処理アプリケーションを実行するように構成されうる。ユーザはインターネットを利用して該解析結果にアクセスすることができる。

0013

本発明のさらに他の態様では、プロセスプラントデータを取得し、解析し、報告する方法は、インターネットを利用して複数のビジネスエンティティと関連付けされている複数のプロセスプラントから情報を受信するステップと、解析結果を生成するために、複数のビジネスエンティティとは異なるベンダビジネスエンティティと関連付けされている一群の冗長サーバ用いて受信情報を処理するステップとを有している。また、かかる方法は、一群の冗長サーバに通信可能に接続されている複数の冗長データヒストリアンに解析結果を格納するステップと、インターネットを利用した解析結果へのアクセスを提供するステップと、複数のビジネスエンティティの各々に対してその対応するデータ使用量データタイプ、および処理時間のうちの一つに基づいて請求書発行するステップとを有している。

発明を実施するための最良の形態

0014

図1は、複数の遠隔に設置されているプロセスプラントに対してデータ処理機能および制御機能供与するために、インターネットをベースにする通信を利用しうる共有利用データ処理装置100を示す概略ブロック線図である。一般的にいえば、本明細書で記載する共有利用データ処理装置は、互いにおよびデータ処理装置から物理的に遠隔に設置されている一または複数のプロセスプラントと通信しうる。以下でさらに詳細に記載するように、共有利用データ処理装置100は、複数のプロセスプラントにおいて、プロセス情報またはプロセスデータが解析、処理、および管理されることを可能にし、またプラントの管理者、オペレータ、またはその他の許可されたユーザからの臨時の情報要求に対して報告の準備および応答などが行われることを可能にするためにインターネットを利用しうる。なお、これらの複数のプロセスプラントの各々は、複数のおよび/または相異なるビジネスエンティティにより所有されうる。

0015

一般的にいえば、共有利用データ処理装置100と通信するプロセスプラントは単一のビジネスエンティティにより所有・運用されてもよいし、または、それに代えて、それらのプロセスプラントのうちの一つまたはグループが異なる複数のビジネスエンティティにより所有・運用されてもよい。いずれの場合であっても、プロセスプラントの各々は、本明細書で記載する共有利用データ処理装置に対してまたはそれからデータまたは情報をインターネットを利用して送受信しうる。共有利用データ処理装置100は、プロセスプラントの稼動を向上させるために有益でありうるさまざまな最適化ツール制御ツール診断ツールなどを備えうる。このように、ハードウェアおよびソフトウェアならびにそれらの保守にかかる、本明細書で記載するデータ処理装置の比較的に多大なコストを、複数の物理的に離れているプラントの間で分担してもよいし、また所望ならば、物理的に遠隔の場所において一または複数のプラントを運転している複数のビジネスエンティティの間で分担してもよい。したがって、各物理的なプラントがそれ自体のデータ解析ツール(たとえば、最適化ツール、診断ツールなど)を備えていることを要求するような従来のシステムとは対照的に、比較的小規模なプロセスプラントが、そのようなツールにアクセスすることができることによる費用対効果の高い利益を実現することができうる。

0016

さらに、インターネットの遍在性により、遠隔のユーザ、オペレータ、技術者などが特定のプラント、データ解析ツール、デバイスなどにインターフェイスを使って接続しうる方法が著しく簡単になる。たとえば、独自仕様の通信プロトコルを用いるプラントと通信するために特殊な(おそらく特注の)ソフトウェアおよび場合によってはハードウェアが通常必要であった従来のプロセス制御データ解析のための技術およびシステムとは対照的に、本明細書で記載する共有利用データ処理装置を利用することにより、遠隔のユーザまたはオペレータは、実質的にいかなるワークステーションポータブルコンピュータなどでも実行される従来型インターネットブラウザソフトウェアを利用してプラント情報へのアクセス、プラント運転の制御などを行うことができる。さらに、記載の共有利用データ処理装置を利用することにより、ユーザが従来型のインターネットブラウザソフトウェアを可視化層として用いてデータ解析ツールおよびプラントにインターフェイスを使って接続できるので、ユーザの遠隔からのインターフェイスセッションの機能向上させるために、高度に発達したインターネットブラウザソフトウェアのフル装備グラフィカルインターフェイス機能を活用することができる。たとえば、周知のように、インターネットブラウザソフトウェアはリアルタイムで情報を閲覧するために用いうるアプレットを通常備えている。したがって、所望ならば、本明細書で記載する共有利用データ処理装置は、ユーザが特定のプラントからプロセス制御データをリアルタイムの閲覧することができるアプレットを、一または複数のウェブページ内において用いてもよい。さらに、所望ならば、インターネットブラウザソフトウェアは、プラントオペレータ、管理者、またはその他のユーザがプロセス情報の提示方法カスタマイズすることができる柔軟性のある表示機能および記録フォーマット機能を備えてもよい。

0017

図1に示されているように、共有利用データ処理装置100は、複数の冗長サーバ110、112、114を有している冗長サーバ群102と、複数のデータヒストリアン116、118とを備えており、それらはすべて、データバス120を介して通信可能に接続されている。データバス120は、イーサネット登録商標)をベースにするローカルエリアネットワーク(LAN)またはその他の適切なデータバスでありうる。また、冗長サーバ110〜114は、それぞれ対応する通信リンク124、126、128を利用してインターネット122に通信可能に接続されうる。通信リンク124〜128は、電話回線などの如きいかなる適切なハードワイヤードリンクであってもよく、あるいは、衛星リンクまたは携帯電話リンクなど如きいかなる適切な無線リンクであってもよい。また、図1に示されているように、第一のプロセスプラントおよび第二のプロセスプラント132、134を有する第一のビジネスエンティティ130は、それらのプラント132、134と冗長サーバ110〜114との間でインターネット122を利用した通信を可能にする通信リンク136を使用しうる。通信リンク124〜128の場合と同様に、通信リンク136はいかなる適切なハードワイヤードリンクまたは無線リンクであってもよい。同様に、第二のビジネスエンティティ138は、第三のプロセスプラント140を備えうるし、この第三のプロセスプラントを冗長サーバ110〜114にインターネット122を介して通信可能に接続するために通信リンク142を用いる。

0018

一般的にいえば、冗長サーバ110〜114は、解析データおよびリアルタイムプロセスデータの取得、処理、変換、保管、および報告(提示)の役目をもつ一群の冗長サーバとして機能しうる。さらに詳細にいえば、サーバ110、112、114の各々は、それに対応する一または複数のアプリケーション(すなわち、ソフトウェア)150〜160を備えうる。これらのアプリケーションは、複雑な計算を実行しうるし、またプロセスおよび/またはプラントに対する変更管理機能を実行しうる。ほんの一例としてではあるが、アプリケーション150〜160には、データ解析ツール、遠隔プロセス管理ツール、プロセス最適化ツール、排出物質用連続監視・最小化ツール、分散型電力管理ツール、ディスパッチ・最適化ツール、集中型複数クライアントHVACシステム監視・保守管理ツール、水および廃棄物処理施設用監視・制御ツール、医薬品およびバイオテクノロジ用プロセス・データ管理・制御ツール、半導体用プロセス制御・データ管理ツール、またはプロセスプラントの運用および/またはプロセスプラントへのインターフェイスを改善または向上するために用いうるその他の所望のソフトウェアが含まれる。さらに、サーバ110〜114の冗長群は、ユーザにデータを提示(すなわち、表示)するまえにそのデータの妥当性の確認を行うために用いられ、比較的高度なプロセス管理・報告機能を備えうる。さらに、サーバ110〜114の冗長群は、プロパティ(たとえば、蒸気表化学薬品表など)および方法(たとえば、特定のユーザに対してカスタム化しうるアプリケーション)を格納しうるし、および/またはそれらにアクセスしうる。もちろん、図1には三つのサーバが示されているが、それに代えて、本発明の範疇および精神から逸脱することなく、それより多いまたはそれより少ない数のサーバを用いることが可能である。

0019

冗長サーバ110〜114は、データバス120を利用して、ヒストリアン116、118に対してまたはそれらからプロセス制御履歴データを送受信しうる。このようにして、共有利用データ処理装置100は、必要ならば非揮発性メモリに、プラント、プロセスなどの運転に関するプロセス制御データ、解析データ、報告、またはその他の情報を整理し、格納または保管しうる。冗長サーバ110〜114のうちの一つは主サーバとして機能し、その一方、その他のサーバは、その主サーバと連続的に同期され、バックアップサーバとして機能する。このバックアップ機能は、主サーバの調子および性能を連続的に監視することをサーバ110〜114のうちの一または複数に可能にすることにより実行されうる。主サーバの故障または性能の劣化が検出または予測される場合、バックアップサーバのうちの一または複数が、データ処理、データ解析などを引き継ぎ、故障したまたは故障しつつある主サーバの動作に取って代わりうる。ここで重要なことは、ビジネスエンティティ130、138が、データ処理装置100内に多量のプロセスデータ、解析データなどを保管することができ、それにより、潜在的に重要なプロセス情報を遠隔から安全に格納することができるようになり、その重要なプロセス情報の調査(たとえば、規制当局による調査)がいつ行われたとしても円滑にその調査が進行されるようになるということである。データヒストリアンの設計および動作は当該技術分野において周知のことであるので、本明細書においてこれ以上記載しない。図1には二つの冗長データヒストリアン116、118が示されているが、所望ならば、それより多いまたはそれより少ない数の冗長データヒストリアンを用いてもよい。

0020

共有利用データ処理装置100が、データ、情報などをインターネット122を経由して、ビジネスエンティティ130、138と交換するので、遠隔ユーザは、権限が与えられれば、インターネットに通信リンク164を介して通信可能に接続されているポータブルコンピュータ、ラップトップコンピュータ遠隔ワークステーション、またはその他の適切なコンピュータプラットフォームを用いて、プラント132、134、140および共有利用データ処理装置100により生成されるプロセス制御データ、解析データ、診断データ、またはその他の情報もしくはデータにアクセスしうる。通信リンク164は、コンピュータによる周知のインターネットプロトコルを用いたデジタル情報交換を可能にするものであればいかなる適切なハードワイヤードリンクまたは無線リンクであってもよい。従来の分析用測定システムおよびプロセス制御システムでは、独自仕様の通信プロトコルが一体になっていることが一般的であるが、上述のように、遠隔ユーザ162は、この独自仕様の通信プロトコルに従った通信を遠隔のコンピュータに可能にする高価な通信ソフトウェアの実行可能コピーを搭載したコンピュータまたは他の処理ステーションを用いる必要がない。それどころか、遠隔ユーザ162は、フル機能付きのグラフカルインタフェイスを通常備えている従来型のインターネットブラウザを用いて、共有利用データ処理装置100に接続することが可能である。

0021

図2は、図1に例示されている共有利用データ処理装置100とインターネット122を利用して通信するようにプラントプロセス制御システム200が構成されうる一つの様態をさらに詳細に示す概略ブロック線図である。図2に示されているように、プロセス制御システム200は、複数のインターネット可能スマートフィールドデバイス210、212と、冗長データ集信ノード214、216と、ウェブサーバ218と、冗長データヒストリアン220、222と、複数の従来型フィールドデバイス226、228、230に接続されうるフィールドデバイスインターフェイス224とを備えており、それらはすべて、データバス232を介してローカルエリアネットワーク内で通信可能に接続されうる。データバス232は、イーサネット(登録商標)をベースにするデータバスであってもよく、あるいは、RS485Modbus、Foundation Fieldbus,ブルートゥース、または、有線ベース用物理通信媒体無線用物理通信媒体、光ファイバ用物理通信媒体などを用いるその他の通信プロトコルなどに準拠するその他の適切なデータバスであってもよい。

0022

インターネット可能スマートフィールドデバイス210、212は、それぞれ、対応する埋め込み型データサーバ234、235を備えうる。該データサーバ234、235により、スマートフィールドデバイス210、212は、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)などの如き任意の所望のインターネットプロトコルに従って、通信リンク236、237およびインターネット122を経由して通信することが可能になる。埋め込み型データサーバ234、235により、スマートフィールドデバイス210、212は、測定情報センサステータス情報、制御情報、またはその他のプロセス情報を、共有利用データ処理装置100(図1)に対して送信することができ、また共有利用データ処理装置100から受信することができる。スマートフィールドデバイス210、212は、温度センサ、圧力センサ、レベルセンサ体積流量センサ質量流量センサ位置センサ速度センサ伝熱係数センサ、リミットスイッチおよび他のオンオフセンサ制御デバイスプロセス装置診断用振動監視装置および加速度監視装置のような状態センサなどの如き、プロセス制御システム内で利用されるように構成されたデバイスまたはシステムであれば、所望のいかなるものであってもよい。インターネット可能スマートフィールドデバイス210、212を用いることにより、遠隔アクセス(たとえば、共有利用データ処理装置100と通信する遠隔ユーザによるアクセス)および/またはローカルアクセス(たとえば、プラント内のオペレータ用端末におけるユーザによるアクセス)が容易になる。さらに、インターネット可能スマートフィールドデバイスを利用することにより、遠隔からおよび/またはローカルから診断情報にアクセスすることが可能になり、コンフィギュレーションパラメータをユーザが設定することが可能になり、また冗長データヒストリアン116、118内にその一部または全部を整理・格納しうるデバイス保守履歴およびデバイス校正履歴にアクセスすることが可能になる。

0023

さらに、インターネット可能スマートフィールドデバイス210、212は、それぞれ、対応する埋め込み型データヒストリアン238、240を備えており、これらの埋め込み型データヒストリアン238、240を用いて、スマートフィールドデバイス210、212内でデータ、解析結果などを整理・保管しうる。埋め込み型データヒストリアン238、240は、通信が割り込まれた場合に重要なデータの損失を防ぐように保守するための周知の方法で用いられうる。

0024

同様に、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス224もまた、埋め込み型データサーバ242と埋め込み型データヒストリアン244を備えている。インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス224は、データバス246を介して、フィールドデバイス226〜230と通信しうる。その場合、フィールドデバイス226〜230は、Foundation(登録商標)Fieldbus通信プロトコルに従って通信するFoundation Fieldbusなどの如きスマートフィールドデバイスである。さらに、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス224は、テキサス州オースチンにあるフィッシャーローズマウント社により販売されているDeltaV(登録商標)などの如きコントローラ248またはその他の適切なコントローラを備えうる。さらに、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス224は、コントローラ248とフィールドデバイス226〜230との間で通信を可能にする入力/出力(I/O)デバイス250を備えうる。もちろん、Fieldbusデバイスに代えてまたはそれに加えて、他のタイプのスマートフィールドデバイスまたは非スマートフィールドデバイスを用いてもよい。たとえば、ハイウェイアドレス指定可能遠隔トランスミッタHART)デバイスを用いてもよい。さらに、データバス246に対して他の通信プロトコルを用いてもよい。たとえば、Fieldbusデバイスに代えてまたはそれに加えて、PROFIBUS(登録商標)プロトコル、WORLDFIP(登録商標)プロトコル、Device−Net(登録商標)プロトコル、AS−Interfaceプロトコル、およびCANプロトコルのうちのいずれかに従うフィールドデバイスを用いてもよい。したがって、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス224を利用することにより、複数のスマートフィールドデバイスおよび/または非スマートフィールドデバイスは、インターネット可能スマートフィールドデバイス210、212により用いられているものと同様のインターネット可能な埋め込み型データサーバまたは埋め込み型ヒストリアンをフィールドデバイス226〜230が搭載していなくとも、通信リンク251を経由し、インターネット122を利用して、明細書で記載される共有利用データ処理装置と通信することができる。あるいは、インターネット可能フィールドデバイス224は、遠隔端末ユニット(RTU)などの如き低機能プラットフォームに基づいたものでありうる。

0025

冗長データ集信ノード214、216は、プラントまたはプロセス制御システム200の階層レベル高レベルに位置し、システムバス232を利用して、インターネット可能スマートフィールドデバイス210、212、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス224、およびその他のデバイスまたはシステムからプロセス制御データおよび他のプロセス情報を取得しうる。冗長データ集信ノード214、216のうちの少なくとも一方は主デバイスとして動作するように構成されうるし、その一方、冗長データ集信ノードのうちの他方はバックアップまたは冗長デバイスとして機能するように構成されうる。その場合、冗長データ集信ノード214、216のうちの主デバイスは、システムレベルデータバス232およびウェブサーバ218を利用して、本明細書で記載の共有利用データ処理装置に対するまたはそこからの情報を送受信(変換)しうる。さらに、冗長データヒストリアン220、222は、プロセス制御システム200に関するプロセス制御データ、診断データ、またはその他の情報もしくはデータを整理・保管するために用いられうる。

0026

本明細書で記載の共有利用データ処理装置に関連して用いられるデータサーバは、データの内容または精度を犠牲にすることなく帯域幅消費を最小限にするために、いかなる所望の圧縮技術を用いてもよい。それに代えてまたはそれに加えて、インターネット可能スマートフィールドデバイス210、212、インターネット可能フィールドデバイスインターフェイス224、および/またはウェブサーバ218の内で用いられる埋め込み型データサーバ234、235、242は、帯域幅の消費を最小限にするために、データ圧縮技術を用いてもよい。ほんの一例ではあるが、例外伝送(すなわち、些細なデータ変更は伝送されない)、受信側デバイスにより元のリアルタイム信号再構築される周波数ドメイン係数を伝送するフーリエ伝送またはウェイブレット伝送などの如き周知の技術を利用して、データ圧縮技術を確立しうる。もちろん、それに代えて、本発明の範疇および精神から逸脱することなく、その他の公知のまたは将来開発される圧縮技術を用いうる。

0027

本明細書で記載の共有利用データ処理装置は、センサドリフト(すなわち、時間の経過によるセンサ精度の劣化)およびセンサ故障を修正するために、さまざまなデータ修正技術を活用しうる。共有利用データ処理装置100内の冗長データサーバ110〜114は、自動的にデジタル検証、データ妥当性確認データ照合、および周期的またはイベント誘発式自動データソース再校正(この機能を有するセンサまたは他のデバイスに対する校正)を行うアプリケーションを実行しうる。さらに、共有利用データ処理装置100により実行されているデータ修正アプリケーションは、センサまたはデバイスがいつ自己修正範囲を超えてドリフトしたのか(またはする寸前であるのか)を特定する、故障・ドリフト検出用の回路および/またはロジックを備えうる。そのような範囲逸脱状態を検出すると、故障・ドリフト検出用の回路および/またはロジックは、バンプレス代理測定を実行し、故障寸前のセンサまたはデバイスからの最後の既知優良な測定値を冗長センサまたは冗長デバイスに送信し、次いで、故障したまたは故障寸前のデバイスのアラームメッセージを生成しうる。もちろん、それに代えて、ニューラルネットまたは相関モデルなどの如きさらに複雑なデータ修正または置換スキームを採用しうる。いずれの場合であっても、共有利用データ処理装置は、故障したセンサまたは故障したデバイスに関する診断情報を用いて、その故障したセンサまたは故障したデバイスに対して必要な保守を自律的に要求または開始しうる。センサが自動再校正機能を備えていない場合、本明細書で記載の共有利用データ処理装置は、冗長測定、熱・物質収支、および/またはプロセスモデルを利用して不正確なセンサおよび他のデバイスからの読み取り測定値に対して適用されうる補正係数を導くことにより、それらのデバイスの緊急の除去、交換、または修理の必要性を排除しうる。埋め込み型サーバ234、235、242、データ集信ノード214、216、および冗長サーバ110〜114などのごとき、システム内で用いられているさまざまなデータサーバは、本明細書で記載の共有利用データ処理装置のデータ修正機能を促進させるために、プラントと共有利用データ処理装置100との間で通信されているデータにタイムスタンプパラメータおよびデータ品質パラメータを追加しうる。

0028

本明細書で記載の共有利用データ処理装置は、単一ビジネスエンティティにより所有される大規模な地理的分散型プラント、小規模な単一地域の工業または商業プラント、およびさらに小規模な住宅用プロセスシステム(たとえば、住宅用電力およびエネルギーを管理する用途)を含む多種多様かつ複雑な用途を、多種多様な顧客に対して、高い費用対効果で提供するために利用しうる。特に、本明細書で記載の共有利用データ処理装置の一つの重要な工業プラント用の用途として、連続排出物質監視データ(CEMD)の収集・報告が挙げられる。たとえば、本明細書で記載の共有利用データ処理装置は、一つの特定のプラント(または複数のプラント)からのCEMDを所定の運転基準値または環境保護団体(EPA)が決めた基準値と比較し、そのCEMDを用いて、一または複数のアラートアラーム、および/またはレポートを生成しうる。具体的にいえば、EPA排出物質の基準値のなかには、その基準値を超えると(または、基準値の近傍にあり、その基準値を越える寸前の状態にあると)、アラートメッセージまたはアラームメッセージが共有利用データ処理装置によりプラント経営者、政府当局などに自動的に伝送されるものがある。所望ならば、アラームの発生原因である前兆または現行の状態を調査および/または修正できうる保守作業員またはその他の作業員を自動的に派遣させるためにアラームメッセージをルーチングしてもよい。そのようなアラームメッセージは、電子メールメッセージ機構ページャメッセージ機構、またはその他の所望のメッセージ機構を用いて伝送されうる。それに代えてまたはそれに加えて、本明細書で記載の共有利用データ処理装置は、事前に承認された形式を用いて、プラント経営者および/または政府規制当局に排出物質のデータを伝送してもよい。いずれの場合であっても、共有利用データ処理装置が、排出物質の基準値を越える寸前の状態であることを示すアラームメッセージを生成することができ、それらのメッセージをプラントの管理者またはオペレータに送信することができるので、そのプラントの管理者またはオペレータは、コストのかかる、関係官庁の規則違反を起こすことを避けることができうる。

0029

規制当局の基準値を越えるまたは越える寸前の状態にある排出物質のレベルに応答してアラートメッセージまたはアラームメッセージを生成することに加えて、共有利用データ処理装置を、環境保護管理手段としても用いることが可能である。この共有利用データ処理装置の最適化アプリケーションが汚染レベルを最小限にするために用いられる(規制当局の基準値の近傍またはその基準値を越える寸前の状態に汚染レベルがあるときに単にアラームを発生するのみであることとは対照的である)。たとえば、CEMDは、共有ベクトル勾配探索、ニューラルネット探索、および/またはフィボナッチ探索をベースにした排出物質の最適化/最小化手法に対して入力情報を供与するために用いられうる。したがって、本明細書で記載の共有利用データ処理装置は、プラントの補償制御または自動安全停止、およびプラントプロセスの最適化を含む制御機能およびアラーム機能を実現するために利用されることにより、環境への影響を最小限にし、プラントの安全保護および装置の統合性を向上させうる。さらに一般的には、そのような自動制御機能または補償制御機能は、製品の生産率および品質を向上するようにも機能し、それにより、プラントの収益性を著しく増加させうる。さらに、共有利用データ処理装置がインターネット122を利用して通信するので、プラントの所有者およびオペレータは、政府関連機関自分達のプラント事業オンライン状態でアクセスすることを容易に可能にすることができる。換言すれば、政府関連機関は、特定のビジネスエンティティの一または複数のプラントに対してオンライン状態で質問する権限を供与され、それにより、コストおよび時間のかかる現場訪問をなくしてしまうことが可能になる。

0030

さらに、本明細書で記載の共有利用データ処理装置は、生産コストまたはプラント運転コストに対するプラントオペレータのまたはプラント所有者管理能力および調整能力を高めるコスト計算アプリケーションおよびコスト管理アプリケーションを備えうる。場合によっては、共有利用データ処理装置は、リアルタイムでのコスト計算アクティビティおよびコスト管理アクティビティを行うために利用されうる。これらのリアルタイムでのアクティビティにより、現行の実収益、現行の実装置稼働率などを最大化するために制御パラメータまたはその他のプラント条件をプラントを操作して修正することが可能になる。装置に関連するコストを必ずしも明確に理解させずにその装置の情報だけを単に与えるのではなく、これらのコスト計算アプリケーションおよびコスト管理アプリケーションは、プラントの管理者またはオペレータに直感的なコスト情報を提供することが好ましい、しかし、必ずしもそれに限定されるわけではない。

0031

一般的にいえば、独自仕様の通信プロトコルとカスタム化されたユーザインターフェイスソフトウェアとを通常使用する従来のシステムと比較して、本明細書で記載の共有利用データ処理装置を利用すると、プロセスプラントへの接続が可能になる範囲が広がる。また、本明細書で記載の共有利用データ処理装置を利用することにより、許可された任意のユーザが、インターネットブラウザを搭載する実質的に任意のコンピュータプラットフォームを利用して、必要なプラント情報、解析結果、診断情報、排出物質のデータなどにアクセスすることができ、さらに、実質的に任意のハードワイヤード(たとえば、電話ケーブルなどの)通信リンクまたは無線(たとえば、衛星、携帯などの)通信リンクにアクセスすることができる。したがって、プラントの管理者、オペレータ、規制当局者、またはその他の許可されたユーザは、特定のプラント、プラント内のエリア、プラント内の特定のシステムまたはデバイスなどに関連するプラント情報をリアルタイムで閲覧し、さらに、本明細書で記載の共有利用データ処理装置を利用することにより、多種多様な環境適応性レポート、プラント効率レポート、エネルギー消費レポート、保守情報、予測結果などを、このようなアクティビティを実行するために通常必要となる、複雑なハードウェア、ソフトウェア、ソフトウェア支援作業員、トレーニングなどのニーズのサポートに関連する諸経費を各プラントに発生させる必要もなく、ユーザに提供しうる。換言すれば、本明細書で記載の共有利用データ処理装置を利用することにより、多種多様の情報を多種多様の顧客に非常に低コストで提供(すなわち、供給)することができる。たとえば、プラントの管理者は、ブラウザを実行することが可能な任意のコンピュータ(プラント区域から物理的に遠隔にあるポータブルコンピュータを含む)を会社のイントラネットに接続し、温度、圧力、流量などをリアルタイムで閲覧・追跡するために本明細書で記載の共有利用データ処理装置を利用しうる。さらに、所望ならば、プラントの管理者は、ブラウザアプレットを利用して一または複数のプロセスパラメータの傾向分析を行ってもよい。さらに、プロセスエンジニアまたはプラント管理者は、バッチプロセスのアクティビティを解析・追跡してもよく、所望ならば、原料コスト、エネルギーコスト処理ユニット間での製品の品質およびコストの比較などの詳細な要約レポートを要求してもよい。

0032

以上のように、本明細書で記載の共有利用データ処理装置は、データ処理装置(すなわち、データ取得システムデータ解析装置データ通信システムなど)をプラントの現場で維持するために通常必要となる設備投資、専門保守作業員などを正当化できない小規模ユーザにより用いられうる。それどころか、本明細書で記載の共有利用データ処理装置を利用することに、複数のビジネスエンティティがインターネットを介して中央管理式データ処理装置を共有することができる。場合によっては、一つのビジネスエンティティにより本明細書で記載の共有利用データ処理装置が所有・運用され、その共有利用データ処理装置を使用するために必要なデータサーバ、ソフトウェア、およびその他の装置が一または複数のプロセスプラントを所有する他の異なるビジネスエンティティにリースまたはレンタルされてもよい。このように、共有利用データ処理装置のサービスを利用するビジネスエンティティは、該ビジネスエンティティが使用したデータ量および/またはデータタイプに基づいて、定期的に、共有利用データ処理装置の利用料を請求されうる。レンタルビジネスエンティティまたはリースビジネスエンティティにより請求される使用料は、同等の能力を有する自己のデータ処理装置を購入・運用しなければならない場合にビジネスエンティティに発生するコストよりも著しく少ないことが好ましいが、必ずしもそれに限定されるわけではない。

0033

共有利用データ処理装置が一または複数のソフトウェアアプリケーションを用いて実現されることが好ましいとして本明細書において記載されてきているが、これらのアプリケーションにより実行される機能の一部または全部を、ハードウェア、ファームウェアなどで実現してもよく、また、プロセス制御システムまたはプロセス制御プラントに付属するその他のプロセッサにより実行してもよい。したがって、本明細書で記載されるエレメントは、標準型多目的CPUまたは、所望ならば、特定用途集積回路ASIC)もしくは他のハードワイヤードデバイスにより実現されてもよい。ソフトウェアにより実現する場合、ソフトウェアルーチンは、磁気ディスクレーザディスク、または他の格納媒体の如き任意のコンピュータ読み取り可能メモリ内、コンピュータまたはプロセッサのRAMまたはROM内、任意のデータベース内などに格納されうる。同様に、このソフトウェアは、たとえば、コンピュータ読み取り可能ディスクもしくは他の搬送可能なコンピュータ格納メカニズム、または電話回線、インターネット、無線通信などの如き通信チャネルを含む公知または所望の任意の搬送方法を介してユーザまたはプロセス制御プラントに搬送されうる(電話回線、インターネット、無線通信などの如き通信チャネルの利用は、搬送可能な格納媒体を介してこのソフトウェアを提供することと同一または互換性があると考えられる)。さらに、共有利用データ処理システムとの関連で記載したヒストリアンおよび他のデータ格納装置内で、一または複数の異なるタイプのデータ格納デバイスを使用しうる。たとえば、所望ならば、RAID(redundant array of inexpensive disk)を用いてもよい。

0034

したがって、本発明は特定の例を参照して記載したが、これらの例は説明のみを意図し、本発明を限定することを意図したものではなく、本発明の精神および範疇から逸脱することなく、開示された実施例に変更、追加、または削除を加えうることは当業者にとって明らかである。

図面の簡単な説明

0035

複数の異なるビジネスエンティティと関連付けされているプロセス制御プラントと通信するためにインターネットを利用する共有利用データ処理装置を示す概略ブロック線図の一例である。
プロセス制御プラントのプロセス制御システムが、図1に例示されている共有利用データ処理装置とインターフェイスを用いて接続されるように構成されうる一つの様態を示す概略ブロック線図の一例である。

符号の説明

0036

100共有利用データ処理装置
110、112、114冗長サーバ
116、118データヒストリアン
120データバス
122インターネット
124、126、128、136、164通信リンク
132、134、140プロセスプラント
130、138ビジネスエンティティ
150〜160アプリケーション
162遠隔ユーザ
200プラントプロセス制御システム
210、212 インターネット可能スマートフィールドデバイス
214、216冗長データ集信ノード
218ウェブサーバ
220、222冗長データヒストリアン
224フィールドデバイスインターフェイス
226、228、230従来型フィールドデバイス
232、246 データバス
234、235、242 埋め込み型データサーバ
236、237、251 通信リンク
238、240、244 埋め込み型データヒストリアン
248 コントローラ

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