(57)【要約】  方法はプロセスの実行を制御する。本方法は、入力を受信するように適合され、入出力間の所定の関係に基づいて出力を制御するように適合された第１の制御装置を提供するステップ、プロセスを、タスクの収集を含むバッチレシピとして定義するステップ、サブタスクによって少なくとも１つのタスクを定義し、式（Ｉ）及び（ＩＩ）による条件式中記号（Ｉ）は「ＡＮＤ」関係を示し、記号（ＩＩ）は「ＯＲ」関係を示す）によってサブタスクを定義するステップを有することを特徴とする。    【数１】2009524870.tif 000007  （式中、∩は「ＡＮＤ」関係を示し、∪は「ＯＲ」関係を示す）      記号（Ｉ）                記号（ＩＩ）
2009524870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッチプロセスの制御方法であって、
ａ）入力を受信し及び入出力間の所定の関係に基づいて出力を制御するように適合された第１の制御装置を提供するステップ、
ｂ）タスクの収集を含むバッチレシピとしてバッチプロセスを定義するステップ、
ｃ）サブタスクによって少なくとも１つのタスクを定義し、及び、次式による条件（式中、∩は「ＡＮＤ」関係を示し、∪は「ＯＲ］関係を示す）によってサブタスクを定義するステップ、
【数１】
2009524870.tif 000005
ｄ）前記第１の制御装置の入力に少なくとも一つの条件を関連付けるステップ、
ｅ）少なくとも１つのＧ（ｉ，ｊ）サブタスクのＣ（ｉ，ｊ，ｋ）条件の全てが満たされるときに、前記少なくとも１つのタスクに関連付けられる少なくとも１つの出力の値を変更するステップ
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記バッチレシピを前記第１の制御装置のメモリ部分に格納するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の制御装置へオペレータインターフェースを提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記オペレータインターフェースを提供するステップは、前記少なくとも１つのタスクの定義をオペレータが変更できるように適合されたインターフェースを提供するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのタスクの定義をオペレータが変更するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記オペレータインターフェースを提供するステップは、前記バッチレシピの構成を前記オペレータが見ることができるように適合されたインターフェースを提供するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記バッチレシピの構成を表示するステップ、及び、
表示された前記バッチレシピの構成を、前記少なくとも１つのタスクの定義の変更にしたがって変更するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのタスクの充足度を、少なくとも第２のタスクの定義のサブタスクとして利用するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのタスクを定義するステップは、複数のタスクを次式によるサブタスク（式中、∩は「ＡＮＤ」関係を示し、∪は「ＯＲ］関係を示す）によって定義するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【数２】
2009524870.tif 000006
【請求項１０】
前記第１の制御装置を提供するステップは、プロセッサのネットワークの一部として第１の制御装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、条件によって駆動されるタスク管理を使用した、プロセスアプリケーションの制御のための方法に関する。本発明は、特に、条件によって駆動されるタスク管理を使用した、バッチプロセスの制御のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス制御は十分に開発された技術である。広くはプロセス制御、より詳細にはバッチプロセス制御は、それぞれ既知である。バッチプロセスを制御するための１つの方法は、当該プロセスのシーケンスファンクションチャートに記載されるステップにバッチプロセスを描くことから始まる。
【０００３】
プロセス制御装置の使用も既知である。シーケンスファンクションチャートに記載されるステップは、特定のバッチプロセスを制御及び／又はモニタするのに使用されるプロセス制御装置のメモリにプログラムされ得る。ステップは次に、特定のバッチレシピのステップを行なうために実行され得る。このようにプログラムされたレシピのステップの変更には、プロセス制御装置の、又はプログラムされたレシピをプロセス制御装置に提供するように適合されたレシピ用サーバの、符号化プログラミングが必要である。
【０００４】
プロセス制御装置又はレシピ用サーバを再プログラムすることは、制御システムの柔軟性を制限する傾向、及びプロセスオペレータがプロセス制御レシピと相互に作用して、特定のバッチの実行上のリアルタイムの問題を収容できないようにする傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リアルタイムプロセス条件に応答して、プロセスオペレータがバッチレシピをかなりの柔軟性をもって変更することを許容し、その他の変数の中でとりわけ成分品質及び機器の動作の動向及び特異性をプロセスオペレータが収容することのできる制御システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
方法はプロセスを制御する。本方法は、第１の制御装置を提供するステップを含む。第１の制御装置の構成は、第１の制御装置が入力を受信し、これら入出力間の所定の関係に基づいて出力を制御することを可能にする。本方法はまた、タスクの収集を同様に含むレシピとしてプロセスを定義することを含む。レシピの少なくとも１つのタスクは、条件によって定義されるサブタスクによって定義される。次の式は、少なくとも１つのタスクと、そのサブタスクと、そのサブタスクの条件との間の関係を表している。
【０００７】
【数１】
2009524870.tif 000003
【０００８】
タスク（ｉ）はレシピの第ｉ番目のタスクを示し、Ｇ（ｉ，ｊ）は、タスク（ｉ）のｊ番目のサブタスクを示し、Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）は、Ｇ（ｉ，ｊ）サブタスクのｋ番目の条件を示し、∩は「ＡＮＤ」関係を表し、∪は「ＯＲ」関係を表す。本方法は、少なくとも１つの条件Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）を前記制御装置の実際又は仮想の入力と関連付ける。本方法は、少なくとも１つタスク（ｉ）の少なくともサブタスクＧ（ｉ，ｊ）の条件Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）の全て満たされた時に、少なくとも１つの実際又は仮想の出力を変更する。
【０００９】
別の態様において、本方法はプロセス装置を制御する。この態様において、タスクから成るプロセス制御レシピはプロセスを定義する。複数のサブタスクの共通集合は、少なくとも１つのタスクを定義する。複数の条件の集合が少なくとも１つのサブタスクを定義する。提供される制御装置は、前記プロセス装置の要素と関連付けられる別個の入力及び出力アドレスを有する。本方法は、少なくとも１つの条件を提供される制御装置の入力又は出力アドレスと、少なくとも１つのタスクとを、制御装置の特定の出力アドレスに関連付ける。本方法は、タスクの状態が変化する時に、そのタスクと関連付けられる特定の出力アドレスの値を変化させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のこの記載を通して、本発明に関する又は本発明を含む様々な要素の代表的な形態が提供される。これら代表的な形態は説明される要素の例であり、特定の要素又は発明全体に制限を規定するものではないことは当業者には理解されよう。
【００１１】
本発明の一実施形態において、方法はプロセスを制御する。プロセスはバッチ又は連続的プロセスであり得る。代表的なバッチプロセスには、混ぜる、調合する（brewing）、焼く及びその他の調理プロセスが挙げられる。本方法を適用可能な代表的な連続的プロセスには、製鋼、ガラス製造、紙及びその他のウェブ材料の製造が挙げられる。
【００１２】
本方法は第１の制御装置を提供するステップを含む。第１の制御装置は、プログラム可能な論理制御装置及び分散制御装置、パソコンベースの制御装置及び当該技術分野において既知のその他の制御装置、を備えるあらゆるプロセス制御装置であってもよい。特定の例として、ロックウェル・オートメーション社（Rockwell Automation）（ウィスコンシン州ミルウォーキー（Milwaukee））から入手可能なコントロールロジックス・ロジックス５５６３（ControlLogix Logix5563）が第１の制御装置として提供され得る。
【００１３】
第１の制御装置の構成により、第１の制御装置が、入力アドレスと出力アドレスとの間の予め定められた関係に基づき、入力データ及び制御出力値を受信することが可能となる。入力データの受信及び出力値の制御は、電気的、光学的、又はその他の信号の受信及び生成に関連する。入力及び出力アドレスは、実際又は仮想の入力及び出力要素に関連し得る。代表的な入力源には、装置要素の位置、プロセス温度、重量、容量及びその他のパラメータに関する特定の情報を提供するセンサが挙げられる。代表的な出力には、弁作動装置、モータスタータ、ソレノイド、アナンシエータ、表示灯、並びに、タイマー、カウンタ、保持レジスタ及びその他の既知の仮想出力などの内部仮想出力、が挙げられる。入力及び出力は実際はアナログ又はデジタル、制御装置の物理的な位置に対してローカル又はリモート位置であり得る。提供される制御装置は、当該技術分野において既知の制御装置のネットワークの一部であり得る。制御装置のネットワークを提供することにより、追加プロセス及び追加装置を特定のプロセスレシピの手法に組み込む容量を提供してもよい。制御装置のネットワークはさらに、あらゆる特定の制御装置のローカルである複数の位置及び当該装置からリモートである複数の位置の両方から、特定の制御装置及び特定のレシピとインターフェースするのを容易にする可能性がある。
【００１４】
本方法はまた、プロセスをレシピとして定義することも含む。レシピはタスクの収集を含む。レシピの少なくとも１つのタスクは、条件によって定義されるサブタスクによって定義されている。次の式は、少なくとも１つのタスクと、そのサブタスクと、当該サブタスクの条件との間の関係を示す。
【００１５】
【数２】
2009524870.tif 000004
【００１６】
タスク（ｉ）は、レシピの第ｉ番目のタスクを表す。レシピの１つのタスクからレシピの全タスクに到るまでのいかなる場所がそのように定義されてもよい。Ｇ（ｉ，ｊ）は、タスク（ｉ）のｊ番目のサブタスクを表し、∩は「ＡＮＤ」関係を表す。Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）は、Ｇ（ｉ，ｊ）サブタスクのｋ番目の条件を表し、∪は「ＯＲ」関係を表す。式によると、第ｉ番目のタスクのｊ番目のサブタスクＧ（ｉ，ｊ）は、任意の条件Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）が論理的に真である場合に満たされる。また、第ｉ番目のタスクは、Ｇ（ｉ，ｊ）サブタスクの全てが論理的に真である場合に満たされる。本方法は、少なくとも１つの条件Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）を制御装置の実際又は仮想の入力と関連付ける。本方法は、少なくとも１つのタスク（ｉ）の少なくとも１つのサブタスクＧ（ｉ，ｊ）の条件Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）の全てが満たされる時に、少なくとも１つの実際又は仮想の出力を変更する。
【００１７】
別の実施形態では、本方法はプロセス装置を制御する。この実施形態において、タスクから成るプロセス制御レシピは、プロセスの少なくとも一部を実行する装置を使用して実行されるプロセスを定義する。複数のサブタスクの共通集合は、少なくとも１つのタスクを定義する。複数の条件の集合が少なくとも１つのサブタスクを定義する。提供される制御装置は、プロセス装置の要素と関連付けられる別個の入力及び出力アドレスを有する。本方法は、少なくとも１つの条件を提供される制御装置の入力又は出力アドレスと、少なくとも１つのタスクとを、制御装置の特定の出力アドレスに関連付ける。本方法は、タスクの状態が変化する時にタスクと関連付けられる特定の出力アドレスの値を変化させる。
【００１８】
任意の実施形態において、プロセスレシピを定義する式は、当該技術分野において既知のプロセス制御装置のメモリ部分に記憶される。
【００１９】
プロセス制御ハードウェアの構成は、プロセスオペレータが第１の制御装置とインターフェースするのを可能とするオペレータインターフェースを備えてもよい。代表的なインターフェースは、レシピの命令実行サイクルの進行を監視する能力、入力及び出力アドレスの値及び／又は状態、プロセスパラメータのグラフィック又はテキスト表示、プロセスフロー及びプロセスそのものの概観をモニタする能力、を含む。インターフェースは、所望により、プロセスオペレーション従事者などがプロセスレシピの最新の構成を見ることを可能とし得る。
【００２０】
インターフェースのハードウェアは、表示灯及びスイッチの簡単なグループ化から、グラフィカルなタッチスクリーン入力ディスプレイを備える専用のヒューマンマシンインターフェースコンピュータに到るまでの範囲のハードウェアを含んでもよい。
【００２１】
一つの実施形態において、インターフェースは、プロセスオペレータに、上記の記載されたような、少なくとも１つのタスクのサブタスクによる定義を変更させる能力を提供する。この実施形態において、プロセスオペレータは、プロセス装置の動作の変化により、入力されるプロセス成分の質又は量の変動により、或いは、リアルタイムのプロセス問題を収容するため又は所望のプロセス出力の変化に起因するプロセス出力を変更するためのその他の理由により、プロセスレシピタスクを再定義することを選択してもよい。このようなインターフェースを有する実施形態において、プロセスオペレータ又はインターフェースにアクセスするその他の人がタスクの定義を変更することが可能である。
【００２２】
１つのシナリオにおいて、プロセスオペレータは、プロセスレシピの現在の構成を見て、プロセスの中間の又は最終的な結果のいずれかを変更するためにタスクの定義を変更することが可能である。この実施形態において、オペレータはまた、タスクの定義になされた変化に従って表示されたプロセスレシピの構成を変更することも可能である。
【００２３】
任意の実施形態において、第１のタスクは、第２のタスクの条件又はサブタスクの役割をしてもよい。即ち、第１のタスクが完了した場合にのみ第２のタスクが完了するように、タスクの動作及び充足度（satisfaction）を入れ子にしてもよい。
【００２４】
一つの実施形態において、可能なタスクは制御プロセッサのメモリにプログラムされる。それぞれのタスクと、タスクの順番の決定と、タスクのパラメータの制御との間の関係は、特定性をもってプログラムされていない。
【００２５】
レシピは、インターフェース制御装置を介してアクセスされたソフトを使用して作成される。ソフトにより、レシピを上記式に従って表すことが可能となる。レシピは、バッチが完了するのに必要な機器と、バッチが完了するのに必要な操作の順序と、バッチプロセスに関連付けられた操作パラメータ、との間の関係を表す。操作パラメータには、プロセス温度、タンクの容量レベル、サイクル時間、流量、モータ速度、及びこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【００２６】
作成されたレシピには、その後使用する際にレシピの特定を容易にするために名前が付けられる。名前を付けられたレシピは、次に、インターフェース制御装置のメモリ、プロセス制御装置、又は別個のストレージシステムに格納される。
【００２７】
特定のレシピを使用する必要又は希望がある場合には、インターフェースを使ってレシピを特定し、続いて使用のためにプロセス制御装置のバッファ領域にダウンロードされる。誤ったレシピをロードしてしまう可能性を軽減するため、ロードする前にレシピの選択に検証を受けさせてもよい。
【００２８】
レシピがロードされた後、それぞれのタスクと影響を受けたタスクのための操作パラメータとの間の関係がプロセス制御装置で特定される。続いて、プロセス制御装置によってレシピが実行される。レシピは、オペレーション従事者の判断により、１回又は複数回実行され得る。レシピを複数回実行するために、各実行ごとにレシピをさらにロードする必要はない。
【００２９】
特定レシピのタスク間の関係は、同期又は非同期であると考えてもよい。同期タスクは１対１の方法で実行される。即ち、タスク１の各実行ごとに、同期タスク２が一回実行される。非同期タスクは条件ベースのやり方で実行される。実行の条件が満足される限り、非同期タスク２が実行し得る。例として、タスク１が完了した場合にタスク２が実行するというレシピが提供されてもよい。この例においては、タスク１が完了してタスク２が開始する。タスク２が完了すると制御装置はタスク１の状態をチェックし、タスク１が完了していると、タスク２が再度実行されて、タスク１の状態が完了を維持している限り継続する。
【００３０】
「発明を実施するための最良の形態」で引用したすべての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを容認するものと解釈されるべきではない。この文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれる文献における用語のいずれかの意味又は定義と対立する範囲については、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義を適用するものとする。
【００３１】
本発明の特定の諸実施形態を図示し、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが当業者には自明である。従って、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
【国際調査報告】
2009524870.tif 000008
2009524870.tif 000009
2009524870.tif 000010