PlantPAx ModelBuilder：启用实时监测和过程预测

概述
        要想在当今竞争激烈的制造业中处于领先地位，需要最大程度地提高全厂各个流程的性能。但是，实现控制的前提是必须要可测，而且过程测量并非总能做到及时、准确。现在可通过一种经济高效的方式使实验室分析和仪表的使用如虎添翼 – 使用PlantPAx ModelBuilder。ModelBuilder可实时监测和预测对峰值性能至关重要的过程特征。借此提高生产效率、降低产品不稳定性和浪费、提高利润。

益处
提高产品质量
• 即时反馈可提高操作员的实时决策能力，以适应不断变化的过程和制造条件
• 对关键产品质量特性的预测性测量可降低生产的不稳定性
• 可轻松将软传感器集成到控制系统中，以获得更稳定的过程性能降低生产成本
• 可预测出可能出现的过程误差，减少不合规生产和原材料浪费
• 可降低实验室采样频率，免去不必要的测试，从而降低实验室采样成本
• 可通过先进的“假设”功能来模拟未来结果、潜在成本和选件风险可快速实现价值转化
• 可快速开发和部署高度准确的预测应用
• 无需花费高昂费用升级现有工厂仪表即可提升控制能力
• 软传感器应用的投资回报 (ROI) 周期始终少于一年

软传感器概述
        软传感器是一个基于实时过程数据来预测过程值的模型。有些变量受到可靠性和相关成本的限制，不易由物理设备直接测量，软传感器可对这类变量进行虚拟测量。此模型可以将获得结果所需的时间间隔由几小时缩短到几分钟，从而弥补了传统实验室测量的不足。
挑战
        许多生产过程的仪表配备不足。无论是由于实验室能力不足，还是由于测试费用问题，许多生产过程都需要数小时、甚至数日才能得到实验室数据。在此期间，生产过程可能已经在不知不觉中偏离了既有规格。
解决方案
        PlantPAx ModelBuilder创建的在线预测模型可使硬件仪表和实验室分析如虎添翼，可实时评估过程状况和产品状况。这些软传感器形式的软件模型可提供跟踪生产过程所需的反馈和预测过程信息。

构建软传感器
        PlantPAx ModelBuilder可以“离线”使用，从而更好地了解过程行为。在离线模式下，可以分析复杂的线性和非线性过程。

        借助历史过程数据，分析工具可以对历史过程数据进行提取、清理和建模，以深入了解最能影响质量的关键过程变量。
简单直观的用户界面
        由于采用了“点击”技术，ModelBuilder 可以使模型开发过程变得更加容易。此环境自动引导用户完成数据提取、建模和情景构建，可在几分钟内执行任务(过去常常需要数小时或数日)。此环境更便于用户使用，并添加了最佳工程实践。
可从任何环境提取数据
         ModelBuilder 使用数据提取功能从历史记录中抽取数据，然后立即将这些数据转换为类似电子表格的简单格式，以供建模使用。
数据预处理工具
         对于创建健壮的过程模型而言，数据预处理是至关主要的一部分。借助数据预处理工具，可以在几分钟内分析上千万个数据点。
• 易于编辑和移除数据
• 组合多个文件进行分析
• 将具有不同日期和时间的变量合并到通用数据集中

增强数据可视化
         ModelBuilder的高级数据可视化功能可轻松显示数据样式。该工具为筛选和分析数据提供了一组丰富的绘制选项，其中包括柱状图、原理组件、时序、关联、分散和概率。用户可通过模型输出的三维图来检查描述过程变量的多维效果的响应图。

自动化的模型构建和校准
        过程的建模分两步：配置模型，校准模型。配置模型时，需指明哪些变量是过程的输入、哪些变量是输出，以及变量之间的时间延迟关系。ModelBuilder 通过一个选项自动计算出时间延迟。
         自动建模器向导通过默认设置多个可选配置和校准参数来简化模型构建过程。它可以使用直观的用户界面帮助用户轻松使用不常用的建模器来构建精确的预测模型。高级用户可以指定所有参数，以得到更加精准的模型。
         模型校准是测试和调整模型参数的过程，旨在确定出最佳的可用模型。
         当用户对某个模型进行校准时，该模型会使用历史数据来模拟实际过程。此外，借助可用的可视化功能，最终用户还可以在模型校准过程中通过暂停和重启校准来控制和监测校准过程的性能或更改参数。
模型分析
         PlantPAx ModelBuilder 提供了多种模型分析工具来验证模型质量。最终用户可以使用分析图和假设情景工具来模拟错综复杂的过程。配置后的模型可用于检查输入变量对输出变量的影响。另外，用户还能够以多种格式绘制过程模型数据。关联图、时序图、柱状图、XY 图和原理组件分析 (PCA) 图。
         ModelBuilder 的“假设”功能提供了一个交互式界面，可模拟模型输入并观察它们对预测输出的影响程度。这些模拟操作可帮助用户了解给定的不同输入集的模型行为和性能。

RSLogix 部署
可选在线应用
        SoftSensor Designer是一个可选组件， 与PlantPAxModelBuilder配合使用，可将模型转换为用户自定义指令(AOI)。最终用户可通过创建在线预测模型对过程进行实时评估。这些软传感器形式的软件模型可提供跟踪过程所需的反馈和信息。由SoftSensor Designer生成的AOI包含可执行的逻辑和变量，使得最终用户可以使用AOI在梯形图程序中定义输入和输出变量，从而以在线模式监测过程。现有用户可轻松将生成的AOI集成到Logix平台中，以控制和可视化过程。

典型应用
        PlantPAx ModelBuilder主要是一种数据挖掘工具，专门为产品质量极不稳定、难以测量以及无法直接在线测量的过程行
        业设计。此类行业包括以相同生产率、在同一个进料速度下根据单一约束连续运营、连续生产相同产品的加工行业。