产品质量的控制系统、方法、装置、介质和电子设备转让专利
申请号 : CN202010922979.3
文献号 : CN112068517B
文献日 : 2021-11-05
发明人 : 张园园 , 常欣 , 吴海峰 , 万烨 , 赵雄 , 赵宇 , 郭树虎 , 刘见华 , 张冠峰
申请人 : 洛阳中硅高科技有限公司 , 中国恩菲工程技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种产品质量的控制系统,适用于化工生产,其特征在于,所述控制系统包括:分散控制系统DCS,用于进行产品生产过程中的工艺参数监控;
统计过程控制SPC系统,通过用于过程控制的对象连接与嵌入OPC数据接口与所述DCS连接,用于按照设定采集频率采集所述DCS进行所述工艺参数监控得到的工艺参数数据,并根据所述工艺参数数据进行统计运算和判异,得到用于对所述产品生产过程进行稳定性控制的过程控制数据;
先进过程控制APC系统,用于接收所述SPC系统发送的所述过程控制数据,根据预设的控制模型和所述过程控制数据生成控制信号,并将所述控制信号通过OPC数据接口向所述DCS发送,使得所述DCS根据所述控制信号对所述产品生产过程进行控制调节;其中,所述DCS中包含第一OPC服务器和第二OPC服务器;
所述第一OPC服务器通过数据访问DA协议与所述SPC系统通信;
所述第二OPC服务器通过分布式组件对象模型DCOM端口与所述APC系统通信;
所述SPC系统与所述APC系统通过以太网连接,所述APC系统通过结构化查询语言SQL与所述SPC系统的数据库连接。
2.根据权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述过程控制数据由所述SPC系统使用单值移动极差X‑MR图或均值极差控制Xbar‑R图对所述工艺参数数据进行计算得到;
其中,所述过程控制数据包括:控制上限UCL、控制下限LCL、中心限Xbar、稳定性波动范围限R及其对应的控制上下限。
3.根据权利要求2所述的控制系统,其特征在于,所述SPC系统根据所述设定采集频率确定使用X‑MR图和Xbar‑R图中的一种对所述工艺参数数据进行计算。
4.根据权利要求2所述的控制系统,其特征在于,所述SPC系统根据判异准则对进行判断,并将判异预警作为报警信号传递给所述APC系统;
所述APC系统根据所述SPC系统传输的报警信息,对DCS进行参数的提前微调。
5.根据权利要求4所述的控制系统,其特征在于,所述判异准则包括趋势性预判准则,所述趋势性预判准则包括连续子点在中心线同侧的排列规则、连续子点呈连续上升的排列规则、连续子点呈下降趋势的排列规则以及子点呈现交替有序的排列规则。
6.一种产品质量的控制方法,适用于化工生产,其特征在于,所述控制方法包括:利用分散控制系统DCS进行产品生产过程中的工艺参数监控;
按照设定采集频率将进行所述工艺参数监控得到的工艺参数数据通过用于过程控制的对象连接与嵌入OPC数据接口向SPC系统发送;
接收APC系统通过OPC数据接口发送的控制信号,所述控制信号由所述APC系统根据预设的控制模型和SPC系统发送的用于对产品生产过程进行稳定性控制的过程控制数据生成,所述过程控制数据由所述SPC系统根据所述工艺参数数据进行统计运算和判异得到;
根据所述控制信号对所述产品生产过程进行控制调节;
其中,所述DCS中包含第一OPC服务器和第二OPC服务器;所述第一OPC服务器通过数据访问DA协议与所述SPC系统通信;所述第二OPC服务器通过分布式组件对象模型DCOM端口与所述APC系统通信;
所述SPC系统与所述APC系统通过以太网连接,所述APC系统通过结构化查询语言SQL与所述SPC系统的数据库连接。
7.一种产品质量的控制装置,适用于化工生产,其特征在于,所述控制装置包括:监控单元,用于进行产品生产过程中的工艺参数监控;包括分散控制系统DCS;所述DCS中包含第一OPC服务器和第二OPC服务器;所述第一OPC服务器通过数据访问DA协议与SPC系统通信;所述第二OPC服务器通过分布式组件对象模型DCOM端口与APC系统通信;
发送单元,用于按照设定采集频率将进行所述工艺参数监控得到的工艺参数数据通过用于过程控制的对象连接与嵌入OPC数据接口向SPC系统发送;
接收单元,用于接收APC系统通过OPC数据接口发送的控制信号,所述控制信号由所述APC系统根据预设的控制模型和SPC系统发送的用于对产品生产过程进行稳定性控制的过程控制数据生成,所述过程控制数据由所述SPC系统根据所述工艺参数数据进行统计运算和判异得到;其中,所述SPC系统与所述APC系统通过以太网连接,所述APC系统通过结构化查询语言SQL与所述SPC系统的数据库连接;
控制单元,用于根据所述控制信号对所述产品生产过程进行控制调节。
8.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求6所述的产品质量的控制方法。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求6所述的产品质量的控制方法。
说明书 :
产品质量的控制系统、方法、装置、介质和电子设备
技术领域
背景技术
程的稳定。
程模拟系统ASPEN模拟给出的理论的宽泛的控制范围,经常与系统控制现状脱节,无法实现
精准控制的目的。
发明内容
连接,用于按照设定采集频率采集所述DCS进行所述工艺参数监控得到的工艺参数数据,并
根据所述工艺参数数据进行统计运算和判异,得到用于对所述产品生产过程进行稳定性控
制的的过程控制数据;APC系统,用于接收所述SPC系统发送的所述过程控制数据,根据预设
的控制模型和所述过程控制数据生成控制信号,并将所述控制信号通过OPC数据接口向所
述DCS发送,使得所述DCS根据所述控制信号对所述产品生产过程进行控制调节。
模型DCOM端口与所述APC系统通信。
中心限Xbar、稳定性波动范围限R及其对应的控制上下限。
的提前微调。
势的排列规则以及子点呈现交替有序的排列规则。
到的工艺参数数据通过用于过程控制的对象连接与嵌入OPC数据接口向SPC系统发送;接收
APC系统通过OPC数据接口发送的控制信号,所述控制信号由所述APC系统根据预设的控制
模型和SPC系统发送的用于对产品生产过程进行稳定性控制的过程控制数据生成,所述过
程控制数据由所述SPC系统根据所述工艺参数数据进行统计运算和判异得到;根据所述控
制信号对所述产品生产过程进行控制调节。
率将进行所述工艺参数监控得到的工艺参数数据通过用于过程控制的对象连接与嵌入OPC
数据接口向SPC系统发送;接收单元,用于接收APC系统通过OPC数据接口发送的控制信号,
所述控制信号由所述APC系统根据预设的控制模型和SPC系统发送的用于对产品生产过程
进行稳定性控制的过程控制数据生成,所述过程控制数据由所述SPC系统根据所述工艺参
数数据进行统计运算和判异得到;控制单元,用于根据所述控制信号对所述产品生产过程
进行控制调节。
法。
行时,使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中第二方面所述的产品质量的控制方
法。
产过程质量控制的精细化、自动化及预测性。
附图说明
的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据
这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
加全面和完整,并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的
附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
例的方向。能理解的是,如果将图标的模块翻转使其上下颠倒,则所叙述在“上”的组件将会
成为在“下”的组件。其他相对性的用语,例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似
含义。当某结构在其它结构“上”时,有可能是指某结构一体形成于其它结构上,或指某结构
“直接”设置在其它结构上,或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
外还可存在另外的要素/组成部分/等。
术对生产过程进行实时监控,科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动,
从而对生产过程的异常趋势提出预警。
控制系统,人为干扰性低。
准控制的目的。
采集DCS进行工艺参数监控得到的工艺参数数据,并根据工艺参数数据进行统计运算和判
异,得到用于对产品生产过程进行稳定性控制的过程控制数据。
所述DCS发送,使得所述DCS根据所述控制信号对所述产品生产过程进行控制调节。
根据产品测试结果数据和工艺参数数据得到产品生产过程的过程控制数据。
制的目的。SPC系统能科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动,且有质量
提前预警的作用,但是其与化工工艺生产系统无法对接。APC系统可实现质量趋稳的自动化
调节,但是在建模阶段,因缺乏精准的统计技术的使用,在控制限获取、判异准则界定和预
测性上并无专业手段。
程质量控制。
调整,保证了产成品质量的稳定性,尤其是针对接近检测极限的产品更是如此。
(Distributed Component Objectmodel,分布式组件对象模型)端口与APC系统通信。
保采集数据具有随机性和代表性。该采集频率由参数的重要性或采取的质控图类型确定。
推荐采用1h/次的采集频率。
频率可以采用500ms/次~1min/次。为保证精准控制,推荐1S/次。
通信或异常,自动切换至高优先级的控制系统,并发出报警。DCS为底层控制系统,确保工艺
控制的安全性。
客户应用204和VB客户应用206连接,另一方面通过开发商逻辑接口与硬件设备208连接。
取权限,为APC系统开放DCS的读和写权限,为APC系统开放SPC系统的读取权限。
Xbar‑R图对工艺参数数据进行计算得到;过程控制数据包括:控制上限UCL、控制下限LCL、
中心限Xbar、稳定性波动范围限R及其对应的控制上下限。
制上下限,并将其传递给APC系统,作为APC系统进行稳定控制的依据。
为样本极差,m为样本数。在使用单值移动极差图时每组样本个数为2,此时,E2=2.66,D4=
3.67。
本个数为6,此时A2=0.48,D4=2.00,取其他分组方式时,可以查阅相关资料后重新建立模
型。
超控制限的工艺参数以及SPC系统传输的警示信号,通过APC系统自动指挥现场仪表自主调
节,调节后的数据反馈至DCS。
交替有序的排列规则。
线同一侧的B区以外,连续5个点中有4个点落在中心线同一侧的C区以外,连续15个点落在
中心线两侧的C区以内,连续8个点落在中心线两侧且无一在C区内。
而实现对DCS的闭环控制,实现全工艺过程的自动、无人化、科学的控制。
传递给APC系统,从而实现工艺参数的自动纠偏。
程质量控制的精细化、自动化及预测性。
器。参考图3,该产品质量的控制方法可以包括以下步骤:
生成,过程控制数据由SPC系统根据工艺参数数据进行统计运算和判异得到。
产过程质量控制的精细化、自动化及预测性。
程控制数据生成,过程控制数据由SPC系统根据工艺参数数据进行统计运算和判异得到。
参照本发明上述的产品质量的控制方法的实施例。
产过程质量控制的精细化、自动化及预测性。
的功能和使用范围带来任何限制。
执行各种适当的动作和处理。在RAM503中,还存储有系统操作所需的各种程序和数据。
CPU501、ROM502以及RAM503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线
504。
以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因
特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511,诸如
磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器510上,以便于从其上读出
的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实
施例中,该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质
511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时,执行本申请的系统中限定的
上述功能。
限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计
算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便
携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储
器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD‑ROM)、光存储器件、磁存储器件、
或者上述的任意合适的组合。在本发明中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程
序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本
发明中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,
其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限
于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可
读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于
由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的
程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述
的任意合适的组合。
表一个模块、程序段、或代码的一部分,上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个
用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所
标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际
上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要
注意的是,框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合,可以用执行规
定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组
合来实现。
下并不构成对该单元本身的限定。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被一个该电子设
备执行时,使得该电子设备实现如上述实施例中所述的产品质量的控制方法。
数据通过用于过程控制的对象连接与嵌入OPC数据接口向SPC系统发送。步骤S306,接收APC
系统通过OPC数据接口发送的控制信号,所述控制信号由所述APC系统根据预设的控制模型
和SPC系统发送用于对产品生产过程进行稳定性控制的过程控制数据生成,所述过程控制
数据由所述SPC系统根据所述工艺参数数据进行统计运算和判异得到。步骤S308,根据所述
控制信号对所述产品生产过程进行控制调节。
特征和功能可以在一个单元中具体化。反之,上文描述的一个单元的特征和功能可以进一
步划分为由多个单元来具体化。
实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失
性存储介质(可以是CD‑ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算
设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的
方法。
者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识
或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的
权利要求指出。