一種用于控制系統(tǒng)的診斷裝置制造方法
【專利摘要】提供了一種用于在過程控制系統(tǒng)中的壓強調(diào)節(jié)器的診斷系統(tǒng)。診斷裝置包括處理器,其可操作地耦合至所述壓強調(diào)節(jié)器;存儲器,其可操作地耦合至所述處理器;以及傳感器,其可操作地耦合至所述壓強調(diào)節(jié)器的入口閥、所述壓強調(diào)節(jié)器的泄放閥和所述處理器。診斷模塊存儲在所述存儲器中,當(dāng)由所述處理器執(zhí)行時,所述診斷模塊在用戶接口處呈現(xiàn)診斷工具。
【專利說明】—種用于控制系統(tǒng)的診斷裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及過程控制系統(tǒng),更具體地,涉及確定現(xiàn)場設(shè)備,諸如壓強調(diào)節(jié)器和其部件的完整性水平。
【背景技術(shù)】
[0002]過程控制系統(tǒng),例如與化工、石油或其它過程中使用的那些過程控制系統(tǒng)類似的分布式或可擴(kuò)展過程控制系統(tǒng),一般包括經(jīng)由模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線可通信地耦合到至少一個主機或用戶工作站并且耦合到一個或多個現(xiàn)場設(shè)備的一個或多個過程控制器。現(xiàn)場設(shè)備可以包括例如控制閥、閥定位器、調(diào)節(jié)器、開關(guān)和發(fā)射器(例如溫度、壓強和流速傳感器),其執(zhí)行過程中的功能,如打開或關(guān)閉閥以及測量過程參數(shù)。過程控制器接收用于指示由現(xiàn)場設(shè)備做出的過程測量的信號和/或關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的其它信息,并且使用該信息來實現(xiàn)控制例程以生成控制信號,該控制信號通過總線發(fā)送到現(xiàn)場設(shè)備以控制過程的操作。一般使來自現(xiàn)場設(shè)備和控制器中的每一個的信息對于由用戶工作站執(zhí)行的一個或多個應(yīng)用可用,以使得操作人員能夠執(zhí)行關(guān)于過程的任意希望的功能,例如查看過程的當(dāng)前狀態(tài)、修改過程的操作等等。在現(xiàn)場設(shè)備故障的情況下,整個過程控制系統(tǒng)的操作狀態(tài)可能受損害。
實用新型內(nèi)容
[0003]本公開的一方面包括一種用于控制系統(tǒng)的診斷裝置,所述控制系統(tǒng)具有可操作地連接至壓強調(diào)節(jié)器的控制器。所述診斷裝置包括:處理器,其可操作地耦合至所述壓強調(diào)節(jié)器;存儲器,其可操作地耦合至所述處理器;傳感器,其可操作地耦合至所述壓強調(diào)節(jié)器的入口閥、所述壓強調(diào)節(jié)器的泄放閥和所述處理器;用戶接口,其可操作地耦合至所述處理器;以及診斷模塊,其存儲在所述存儲器中,當(dāng)由所述處理器執(zhí)行時,所述診斷模塊在所述用戶接口處呈現(xiàn)診斷工具。
[0004]根據(jù)上述創(chuàng)造性的方面,下述的實施例中的任意一個或多個科研包括下述形式中的任意一個或多個。
[0005]在一個形式中,所述診斷工具是閥泄漏測試,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動測試壓強調(diào)節(jié)器的入口閥和/或泄放閥。
[0006]在另一形式中,所述診斷工具是系統(tǒng)檢驗,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時在所述用戶接口處自動顯示與所述壓強調(diào)節(jié)器的運行參數(shù)相關(guān)的信息。
[0007]在另一形式中,所述診斷工具是機械調(diào)節(jié)器泄漏測試,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動顯示用于測試所述壓強調(diào)節(jié)器的機械調(diào)節(jié)器的信息。
[0008]在另一形式中,所述診斷工具是調(diào)節(jié)程序,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動顯示用于調(diào)節(jié)所述壓強調(diào)節(jié)器的信息。
[0009]在另一形式中,處理器發(fā)送與命令相關(guān)聯(lián)的警報至工作站。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是表示具有根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的一個或多個現(xiàn)場設(shè)備的過程控制系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖2是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的示例性閥調(diào)節(jié)器的一種形式的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0012]圖3是描述用于確定壓強調(diào)節(jié)器的完整性的示例性針對工具的列表的截屏;
[0013]圖4是描述與系統(tǒng)檢驗診斷工具相關(guān)聯(lián)的示例性信息的截屏;
[0014]圖5是描述與調(diào)節(jié)器泄漏檢驗診斷工具相關(guān)聯(lián)的示例性信息的截屏;
[0015]圖6是描述與調(diào)節(jié)建議診斷工具相關(guān)聯(lián)的示例性信息的截屏;
[0016]圖7A-7C描述在電磁泄漏測試期間提供給用戶的信息的示例性截屏;
[0017]圖8是示例性電磁泄漏測試的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]本公開涉及提供用于檢驗過程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備,諸如壓強調(diào)節(jié)器的診斷工具。
[0019]現(xiàn)在參考圖1,示出了根據(jù)本公開的一種形式構(gòu)造的過程控制系統(tǒng)10,其包括與過程控制器11通信的一個或多個現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、19、20、21、22和71,過程控制器11又與數(shù)據(jù)歷史記錄12以及一個或多個用戶工作站13通信,每個用戶工作站13具有用戶接口 14,例如鍵盤和顯示屏。通過如此配置,控制器11向現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、19、20、
21、22和71和工作站13傳遞信號并且從現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、19、20、21、22和71和工作站13接收信號以控制過程控制系統(tǒng)。
[0020]更具體而言,圖1中所示的形式的過程控制系統(tǒng)10的過程控制器11經(jīng)由硬線通信連接并且經(jīng)由輸入/輸出(I/o)卡26和28連接到現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、19、20、21和
22。數(shù)據(jù)歷史記錄器12可以是任意希望類型的數(shù)據(jù)采集單元,其具有任意希望類型的存儲器和任意希望或已知的用于存儲數(shù)據(jù)的軟件、硬件或固件。此外,雖然在圖1中數(shù)據(jù)歷史記錄器12被示出為獨立的設(shè)備,但是其可以改為或另外是一個工作站13或另一個計算設(shè)備(如服務(wù)器)的一部分。控制器11可以例如是由Emerson Process Management銷售的DeltaV?控制器,其經(jīng)由可以例如是以太網(wǎng)連接的通信網(wǎng)絡(luò)29可通信地連接到工作站13和數(shù)據(jù)歷史記錄12。
[0021]如上所述,控制器11被示出為使用硬線通信方案可通信地連接到現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、19、20、21和22,其中,該硬線通信方案可以包括使用用于實現(xiàn)硬線通信(包括例如標(biāo)準(zhǔn)4-20mA通信和/或使用任意智能通信協(xié)議如FOUNDAT1N?.現(xiàn)場總線通信協(xié)議、HART?通信協(xié)議等等的任意通信)的任意希望的硬件、軟件和/或固件?,F(xiàn)場設(shè)備
15、16、17、18、19、20、21和22可以是任意類型的設(shè)備,如傳感器、控制閥組件、發(fā)射器、定位器等等,而I/O卡26和28可以是符合任意希望的通信或控制器協(xié)議的任意類型的I/O設(shè)備。在圖1所示的實施方式中,現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18是通過模擬線路向I/O卡26進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)4-20mA設(shè)備,而數(shù)字現(xiàn)場設(shè)備19、20、21和22可以是智能設(shè)備,如HART?通信設(shè)備和現(xiàn)場總線現(xiàn)場設(shè)備,其使用現(xiàn)場總線協(xié)議通信通過數(shù)字總線向I/O卡28進(jìn)行通信。當(dāng)然,現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18、19、20、21和22可以符合任意其它希望的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議,包括在未來開發(fā)的任意標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議。
[0022]另外,圖1中描述的過程控制系統(tǒng)10包括設(shè)置在將要控制的工廠中的多個無線現(xiàn)場設(shè)備60、61、62、63、64和71?,F(xiàn)場設(shè)備60、61、62、63、64被描述為發(fā)射器(例如過程變量傳感器),而現(xiàn)場設(shè)備71被描述為控制閥組件,其包括例如控制閥和致動器。可以使用任意希望的無線通信設(shè)備(包括硬件、軟件、固件或現(xiàn)在已知的或以后開發(fā)的硬件、軟件、固件的任意組合)在控制器11與現(xiàn)場設(shè)備60、61、62、63、64和71之間建立無線通信。在圖1所示的形式中,天線65耦合到發(fā)射器60并且專用于執(zhí)行發(fā)射器60的無線通信,而具有天線67的無線路由器或其它模塊66被耦合到為集中地處理發(fā)射器61、62、63和64的無線通信。類似地,天線72耦合到控制閥組件71以執(zhí)行控制閥組件71的無線通信?,F(xiàn)場設(shè)備或相關(guān)硬件60、61、62、63、64、66和71可以實現(xiàn)由合適的無線通信協(xié)議使用的協(xié)議棧操作以經(jīng)由天線65、67和72接收、解碼、路由、編碼以及發(fā)送無線信號,以實現(xiàn)過程控制器11與發(fā)射器60、61、62、63、64和控制閥組件71之間的無線通信。
[0023]如果需要的話,則發(fā)射器60、61、62、63、64可以構(gòu)成各種過程傳感器(發(fā)射器)與過程控制器11之間的專門鏈路,并且這樣的話,依賴于發(fā)射器60、61、62、63、64發(fā)送準(zhǔn)確的信號到控制器11,以確保不危及過程性能。通常被稱為過程變量發(fā)射器(PVT)的發(fā)射器60、
61、62、63、64因此可以在總體控制過程的控制中扮演重要的角色。另外,作為控制閥組件71的控制操作的一部分,控制閥組件71可以提供由控制閥組件71內(nèi)部的傳感器進(jìn)行的測量值或者可以提供由控制閥組件71生成或計算的其它數(shù)據(jù)給控制器11。當(dāng)然,如已知的,控制閥組件71還可以接收來自控制器11的控制信號,以影響總體過程中的物理參數(shù),例如流量。
[0024]過程控制器11被耦合到一個或多個I/O設(shè)備73和74,I/O設(shè)備73和74中的每一個連接到相應(yīng)的天線75和76,并且這些I/O設(shè)備73、74和天線75、76作為發(fā)射器/接收器來操作以經(jīng)由一個或多個無線通信網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行與無線現(xiàn)場設(shè)備61、62、63、64和71的無線通信??梢允褂靡粋€或多個已知無線通信協(xié)議,例如無線HART?協(xié)議、Ember協(xié)議、WiFi協(xié)議、IEEE無線標(biāo)準(zhǔn)等等執(zhí)行現(xiàn)場設(shè)備(例如發(fā)射器60、61、62、63、64和控制閥組件71)之間的無線通信。此外,I/O設(shè)備73和74可以實施由這些通信協(xié)議使用的協(xié)議棧操作以經(jīng)由天線75和77接收、解碼、路由、編碼以及發(fā)送無線信號,以實施控制器11與發(fā)射器60、61、
62、63、64與控制閥組件71之間的無線通信。
[0025]如圖1中所示,控制器11通常包括處理器77,其實施或監(jiān)管存儲在存儲器78中的一個或多個過程控制例程和/或診斷例程(或它的任意模塊、塊或子例程)。存儲在存儲器78中的過程控制例程可以包括或者與在過程工廠中實現(xiàn)的控制環(huán)路相關(guān)。整體而言并且通常已知,過程控制器11執(zhí)行一個或多個控制例程和/或診斷例程并且與現(xiàn)場設(shè)備15、
16、17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和71、用戶工作站13以及數(shù)據(jù)歷史記錄12通信,以用任意希望的方式控制和/診斷過程或設(shè)備。另外,圖1中的現(xiàn)場設(shè)備18、22和71中的每一個被描述為控制閥組件,其可以包括根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的智能控制閥致動器,以用于與過程控制器11進(jìn)行通信,以助于監(jiān)視致動器的健康性和完整性。
[0026]現(xiàn)在參考圖2,為了便于說明,圖1的現(xiàn)場設(shè)備71被示為根據(jù)本公開的原理構(gòu)成的智能調(diào)節(jié)器組件100。在圖2中,智能調(diào)節(jié)器組件100包括調(diào)節(jié)器102、先導(dǎo)設(shè)備104和反饋壓強傳感器106。此外,如將要描述的,圖2描繪了可選的個人計算設(shè)備108,其通信地耦合于先導(dǎo)設(shè)備104,以使用戶和先導(dǎo)設(shè)備104交互,如下文所述。
[0027]調(diào)節(jié)器102包括閥體110和控制組件112。閥體110限定了入口 114、出口 116和限定座表面120的通道118??刂平M件112被支撐在在閥體110內(nèi),并且包括可操作地連接到隔膜組件124的控制元件122??刂圃?22能夠在與座表面120密封接合的關(guān)閉位置和遠(yuǎn)離座表面120以響應(yīng)于通過隔膜組件124的壓強變化的打開位置之間移動。如圖所示,隔膜組件124包括設(shè)置在調(diào)節(jié)器102的閥體110的隔膜空腔128內(nèi)的隔膜126。隔膜126的底表面130與閥體110的出口 116流體連通并且隔膜126的頂表面132經(jīng)由隔膜空腔128和閥體110中的先導(dǎo)孔150與先導(dǎo)設(shè)備104流體連通。
[0028]先導(dǎo)設(shè)備104包括閥體134、入口閥136、泄放閥138、壓強傳感器140和出口適配器142。閥體134限定了入口端144、排放端146和出口端148。如將要描述的,入口端144適于被連接到用于加載隔膜126上方的調(diào)節(jié)器102的圓頂152的氣體供應(yīng)源。如圖所示,入口閥136鄰近入口端144布置,泄放閥138鄰近排放端146布置,并且出口適配器142從出口端148延伸并且至閥體110的先導(dǎo)孔150。因此,出口適配器142提供了先導(dǎo)設(shè)備104和調(diào)節(jié)器102之間的流體連通。壓強傳感器140設(shè)置在先導(dǎo)設(shè)備104的閥體134內(nèi)在入口閥136和泄放(出口)閥138之間的位置。這樣,壓強傳感器140可操作以感測入口閥136和泄放閥138之間的壓強以及在出口端148、出口適配器142和鄰近隔膜126的頂表面132的隔膜空腔128中的壓強。隔膜空腔128的這部分也被稱作調(diào)節(jié)器102的圓頂152。在先導(dǎo)設(shè)備104的一個形式中,入口閥136和泄放閥138可以是電磁閥,例如脈沖寬度調(diào)制(PWM)電磁閥,并且壓強傳感器140可以是壓強變送器。此外,入口閥136、泄放閥138和壓強傳感器140可通信地耦合于板載控制器154,如下所述,該板載控制器154可以存儲邏輯和/或指示先導(dǎo)設(shè)備104的一些或全部的功能。
[0029]仍然參照圖2,組件100的反饋壓強傳感器106包括壓強變送器,其被用于探測在調(diào)節(jié)器102的出口 116的壓強并發(fā)送信號到先導(dǎo)設(shè)備104,并且更具體地,發(fā)送到先導(dǎo)設(shè)備104的板載控制器154?;谟砂遢d控制器154從反饋壓強傳感器106接收到的信號,先導(dǎo)設(shè)備104打開和/或關(guān)閉入口閥136和泄放閥138以控制調(diào)節(jié)器102的圓頂152內(nèi)的壓強,其反過來控制控制元件122的位置以及最終控制在調(diào)節(jié)器102的出口 116的壓強。
[0030]具體地,在正常操作期間,通過調(diào)整在調(diào)節(jié)器102的圓頂152中的壓強,在調(diào)節(jié)器102的出口 116的壓強被理想地控制并保持著。這是通過先導(dǎo)設(shè)備104的操作和反饋壓強傳感器106來實現(xiàn)的。例如,在一種形式中,反饋壓強傳感器106每隔25毫秒探測在出口116的壓強并發(fā)送信號到先導(dǎo)設(shè)備104的板載控制器154。板載控制器154將表不出口 116的壓強的這個信號和理想的設(shè)定點壓強進(jìn)行比較,并判定出口壓強是小于、等于或大于設(shè)定點壓強。基于此判定,先導(dǎo)設(shè)備104操縱入口閥136和泄放閥138中的一個或兩個來調(diào)節(jié)圓頂152內(nèi)的壓強。也就是說,如果所探測的出口壓強低于所希望的設(shè)定點壓強時,板載控制器154致動入口閥136 (例如,指示入口閥136打開并且泄放閥138關(guān)閉)。在此配置中,氣體進(jìn)入先導(dǎo)設(shè)備104的入口端144并增加圓頂152內(nèi)的壓強,這導(dǎo)致隔膜組件124相對于圖2的方向向下推動控制元件122,打開調(diào)節(jié)器102并增加流量,最終增加在出口 116的壓強。相反,如果由反饋壓強傳感器106所探測的在出口 116的壓強被確定為高于所希望的設(shè)定點壓強,那么板載控制器154致動泄放閥138 (例如,指示泄放閥138打開并且入口閥136關(guān)閉)。在此配置中,圓頂152中的氣體通過先導(dǎo)設(shè)備104的排放端146排出以減少隔膜126的頂表面132上的壓強。這允許出口壓強相對于圖2中的方向向上推動隔膜組件124和控制元件122,以關(guān)閉調(diào)節(jié)器102并減小流量,最終減小在出口 116的壓強。
[0031]基于上面的描述,應(yīng)當(dāng)理解的是,先導(dǎo)設(shè)備104和反饋壓強傳感器106彼此組合操作,以間歇地,但經(jīng)常地,監(jiān)視在調(diào)節(jié)器102的出口 116的壓強,并調(diào)節(jié)圓頂152中的壓強,直到在出口 116的壓強等于設(shè)定點壓強。
[0032]調(diào)節(jié)器組件100的準(zhǔn)確性對于過程控制系統(tǒng)是關(guān)鍵的。為了保證調(diào)節(jié)器組件100的整體的操作性,可以周期性地實施對調(diào)節(jié)器組件的診斷檢驗。診斷模塊可以由過程控制器11板載控制器154的處理器執(zhí)行來向系統(tǒng)人員提供診斷工具,從而維護(hù)調(diào)節(jié)器組件100的可操作性。診斷模塊可以存儲在系統(tǒng)10的存儲器設(shè)備12、78中的任意一個中,或被從遠(yuǎn)程設(shè)備下載至系統(tǒng)。當(dāng)由多個處理器中的一個執(zhí)行時,診斷模塊可以呈現(xiàn)診斷工具的列表,其被控制人員使用來在工作站13的用戶接口上顯示。圖3中示例性地示出了示例性頁面300,其包括診斷工具302的列表,并且頁面300可以響應(yīng)于對診斷工具標(biāo)簽304的選擇來被呈現(xiàn),以在工作站13的用戶接口 14處顯示??捎糜诳刂迫藛T的診斷工具302的示例性列表可以包括:系統(tǒng)檢驗、調(diào)節(jié)器泄漏檢驗、調(diào)節(jié)建議312和電磁泄漏檢驗308。
[0033]一旦選擇系統(tǒng)檢驗標(biāo)簽306,系統(tǒng)檢驗信息可以在工作站13的用戶接口 14處被顯示給用戶。系統(tǒng)檢驗信息可以以列表或一系列幻燈片的形式被提供。在圖4中示出了幻燈片/頁面400的示例。系統(tǒng)檢驗信息可以包括對與檢驗供應(yīng)壓強有關(guān)的控制人員的提示;檢驗系統(tǒng)壓強;部件的配置和/或操作;控制模式設(shè)置,例如外部和/或內(nèi)部反饋;繪圖或圖形化系統(tǒng)信息;傳感器設(shè)置和顯示;以及調(diào)節(jié)器比率。
[0034]一旦選擇調(diào)節(jié)器泄漏檢測標(biāo)簽310,調(diào)節(jié)器泄漏檢驗信息可以在工作站13的用戶接口 14處顯示給用戶。調(diào)節(jié)器泄漏檢驗信息可以以列表或一系列幻燈片的形式被提供。在圖5中示出了幻燈片/頁面500的示例。調(diào)節(jié)器泄漏檢驗信息可以包括域調(diào)節(jié)器組件的主閥、排放閥、O-環(huán)、圓頂、和空氣致動器有關(guān)的可能的泄漏路徑。
[0035]一旦選擇調(diào)節(jié)建議標(biāo)簽312,用于調(diào)節(jié)調(diào)機器組件100的信息可以在工作站13的用戶接口 14處被顯示給用戶。調(diào)節(jié)信息可以以列表或一系列幻燈片的形式被提供。在圖6中示出了幻燈片/頁面600的示例。調(diào)節(jié)信息可以包括觀察的對于參數(shù)和/或設(shè)定點變化的響應(yīng);用于選擇參數(shù)和/或設(shè)定點的指導(dǎo);和用于實現(xiàn)特定響應(yīng)的步驟,例如類型、時間、穩(wěn)定性、振鈴、過調(diào)、偏置/穩(wěn)定狀態(tài)、實施時間、上升時間、反饋、設(shè)定點、設(shè)定點源、振蕩、結(jié)局、死區(qū)、積分、求導(dǎo)、比例、積分、積分最大值、積分最小值和頻率。
[0036]一旦選擇電磁泄漏檢驗308,電磁泄漏測試可以自動地由控制器執(zhí)行和/或響應(yīng)于控制人員來執(zhí)行。在執(zhí)行電磁泄漏測試期間,各種信息將出現(xiàn)在工作站的顯示屏上,以關(guān)于測試過程和/或測試結(jié)果地提示和/或警告用戶。在圖7A-7C中示出了有關(guān)電磁泄漏測試的示例性信息,并且包括彈出式窗口 700,其通知用戶泄漏測試將開始并且請求確認(rèn)電磁是否與過程調(diào)節(jié)器隔離;并且彈出式窗口 704指示入口閥測試開始。一些在此未示出的其他信息可以包括:彈出式窗口,其指示入口閥測試已經(jīng)批準(zhǔn)或故障;彈出式窗口,其指示出口閥測試開始;彈出式窗口,其指示出口閥測試已經(jīng)批準(zhǔn)或故障。
[0037]在圖8中示出了能夠由調(diào)節(jié)器組件的控制器執(zhí)行的示例性電磁泄漏測試的流程圖800。來自工作站的用于運行電磁泄漏測試的請求可以在處理器處被接收(塊802)。雖然電磁泄漏測試可以自動地由一個或多個處理器執(zhí)行,但是測試也可以被配置為允許用戶干預(yù)。在電磁泄漏測試期間,入口閥136和泄放閥138可以處于關(guān)閉位置,并且可以測試其中一個閥或兩個閥。為了測試入口閥,從處理器發(fā)送信號以清空受控制的出口端口(塊804)。在清空出口端口之后,與出口端口相關(guān)聯(lián)的入口閥壓強水平優(yōu)選接近Opsi。與出口端口 148相關(guān)聯(lián)的壓強傳感器監(jiān)控出口端口的入口閥壓強水平一段時間,例如30秒(塊806)。受監(jiān)控的入口閥壓強水平被與入口閥壓強閾值比較(塊808)。如果受監(jiān)控的入口閥壓強水平上升至或超過入口閥壓強閾值,則入口閥可能在泄漏(塊810)。入口閥壓強閾值可以被設(shè)置為比在入口閥測試開始時測量的入口閥壓強水平高0.3psi。如果受監(jiān)控的入口閥壓強水平在整個測試期間低于入口閥壓強閾值,則入口閥被視為通過測試(塊812)。一旦完成入口閥測試,則可以測試泄放閥。從處理器發(fā)出信號來填充受控的出口端口值大約10psi的泄放閥壓強水平(塊814)。與出口端口 148相關(guān)聯(lián)的壓強傳感器監(jiān)控泄放閥壓強水平一段時間,例如30秒(塊816)。出口端口的受監(jiān)控的泄放閥壓強水平與泄放閥壓強閾值比較(塊818),并且當(dāng)受監(jiān)控的泄放閥壓強水平下降至或低于泄放閥壓強閾值時,泄放閥可能在泄漏(塊820)。泄放閥壓強閾值水平可以設(shè)置為比在泄放閥測試開始時的泄放閥壓強水平低0.3psi。如果受監(jiān)控的泄放閥壓強水平在整個測試期間高于泄放閥壓強閾值,則泄放閥被視為通過測試(塊822)。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解可以以任意順序?qū)嵤┤肟诤托狗砰y測試中的任意一個或兩個。也即,可以僅實施入口閥測試,可以僅實施泄放閥測試,或可以實施兩個測試,其中入口閥測試可以在泄放閥測試之前或之后實施。入口和/或泄放閥測試的結(jié)構(gòu)可以被提供給各個位置處的用戶。例如,測試結(jié)果可以被呈現(xiàn)在工作站13的用戶接口 14處,或計算設(shè)備108的顯示屏上。附加地,測試結(jié)果可以經(jīng)由有線或無線通信被發(fā)送至移動計算設(shè)備,諸如電話、平板電腦、筆記本等。
[0039]通過上述說明顯而易見的是控制人員的產(chǎn)能可以通過利用在此所述的診斷工具被改善,以評估內(nèi)閥的完整性??刂迫藛T能夠快速地確定和識別故障和/或性能差的閥,并且確定控制系統(tǒng)內(nèi)的其他區(qū)域是否將被調(diào)查。
[0040]在整個說明書中,復(fù)數(shù)情況可以實現(xiàn)組件,操作或結(jié)構(gòu)被描述為一個實例。雖然一個或多個方法的各個操作被示出和描述為單獨的操作中,一個單獨的或多個操作可以同時進(jìn)行,并沒有要求,在示出的順序來執(zhí)行的操作。結(jié)構(gòu)和功能表現(xiàn)為在示例配置單獨的部件可以被實現(xiàn)為組合的結(jié)構(gòu)或組件。同樣,結(jié)構(gòu)和功能作為一個單獨的組件可被實現(xiàn)為單獨的組件。這些和其他變化,修改,添加和改進(jìn)都落入本主題的范圍內(nèi)。
[0041]例如,控制系統(tǒng)10可包括,但不限于,局域網(wǎng),城域網(wǎng),廣域網(wǎng),移動,有線的任意組合,或無線網(wǎng)絡(luò),專用網(wǎng)絡(luò)或虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。此外,雖然只有兩個工作站都示于圖1,以簡化并闡明的描述中,應(yīng)該理解,任何數(shù)量的工作站或用戶界面的支持并可以實施。
[0042]此外,在某些實施例在這里被描述為包括邏輯或若干組件,模塊或機制。模塊可構(gòu)成或軟件模塊(例如,代碼體現(xiàn)在機器可讀介質(zhì)中或在傳輸信號)或硬件模塊。硬件模塊是能夠執(zhí)行某些操作的有形單元和可以被配置或布置在一定的方式進(jìn)行。在示例實施例中,一個或多個計算機系統(tǒng)(例如,一個獨立的,客戶端或服務(wù)器計算機系統(tǒng))或計算機系統(tǒng)(例如,一個處理器或一組處理器)中的一個或多個硬件模塊可通過軟件(例如,被配置,一個應(yīng)用程序或應(yīng)用程序的一部分)配置為如本文所述的來執(zhí)行某些操作的硬件模塊。
[0043]在各種實施例中,硬件模塊可以機械地或電子地實現(xiàn)。例如,硬件模塊可以包括專用電路或邏輯,其被永久地配置(例如,作為專用處理器,諸如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或者應(yīng)用程序?qū)S眉呻娐?ASIC)),以執(zhí)行特定的操作。一種硬件模塊也可以包括可編程邏輯或電路(例如,通用處理器或其它可編程處理器內(nèi)包含),其暫時由軟件配置以執(zhí)行某些操作。但應(yīng)當(dāng)理解,將硬件模塊機械地,在專用的和永久配置電路實施,或在臨時配置的電路實施(例如,通過軟件配置)的決定可以由成本和時間的考慮來驅(qū)動。
[0044]因此,術(shù)語硬件應(yīng)該被理解為包含有形實體,無論是在物理上構(gòu)成一個實體,永久配置(例如,硬連接),或者臨時配置(例如,編程)操作以某種方式或執(zhí)行某些操作本文中所描述??紤]到如下實施例,其中硬件模塊被臨時配置(例如,編程)中,每個硬件模塊不需要被及時配置或?qū)嵗谌魏我粋€實例中。例如,當(dāng)硬件模塊包括用軟件配置的通用處理器,通用處理器可以在不同的時間設(shè)定為各自不同的硬件模塊。軟件可以相應(yīng)地配置處理器,例如,以構(gòu)成一個特定的硬件模塊在時間的一個實例,并構(gòu)成不同的硬件模塊在不同的時間實例。
[0045]硬件和軟件模塊能夠提供信息,并從其他硬件和/或軟件模塊接收信息。因此,所描述的硬件模塊可以被認(rèn)為是通信地或可通信地,或可操作地耦接。當(dāng)多個這樣的硬件或軟件模塊同時存在時,通信可通過連接硬件或軟件模塊的信號傳輸(例如,過適當(dāng)?shù)碾娐泛涂偩€)來實現(xiàn)。在其中多個硬件模塊或軟件在不同的時間配置或?qū)嵗膶嵤┓桨钢校梢詫崿F(xiàn)這樣的硬件或軟件模塊之間的通信例如,通過存儲器結(jié)構(gòu)中的存儲器和檢索信息,其中所述多個硬件或軟件模塊訪問存儲器結(jié)構(gòu)。例如,一個硬件或軟件模塊可以執(zhí)行一個操作,而操作的輸出存儲在存儲裝置中,該存儲裝置與它通信地耦合。另一個硬件或軟件模塊可然后,在稍后的時間,存取存儲器裝置中檢索和處理所存儲的輸出。硬件和軟件模塊也可以發(fā)起通信的輸入或輸出設(shè)備,并能對資源(例如,信息的集合)進(jìn)行操作。
[0046]此處所描述的實施例的方法的各種操作至少部分地由被臨時配置(例如,通過軟件)或永久地配置的一個或多個處理器來執(zhí)行,以執(zhí)行相關(guān)操作。不論是暫時或永久地被配置,這樣的處理器可以構(gòu)成處理器實現(xiàn)的模塊,其執(zhí)行一個或多個操作或功能。本文提及的可能的模塊,在某些示例實施例中,包括處理器實現(xiàn)的模塊。
[0047]類似地,本文描述的方法或例程可以至少部分地由處理器實現(xiàn)。例如,至少一些的方法的操作可以由一個或多個處理器或者處理器實現(xiàn)的硬件模塊執(zhí)行。某些操作的性能可以在一個或多個處理器,不僅駐留在單個機器中之間分配,但在多臺計算機的部署。在一些不例實施例中,一個或多個處理器可以位于一個單獨的位置(例如,在一個工廠環(huán)境,辦公室環(huán)境中,或作為一個服務(wù)器群),而在其它實施例中,處理器可以分布在多個位置。
[0048]在一個或多個處理器也可以進(jìn)行操作以支持在“云計算”環(huán)境中的相關(guān)操作的性能或作為“軟件即服務(wù)”(SaaS)。例如,至少一些操作可以由一組計算機(如機器,包括處理器的例子)執(zhí)行,這些操作可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如,因特網(wǎng))和一個或多個適合的接口(例如,應(yīng)用程序接口,API)訪問。
[0049]某些操作的性能可以在一個或多個處理器,不僅駐留在單個機器中之間分配,而在多臺計算機之間部署。在一些示例實施例中,所述一個或多個處理器或者處理器實現(xiàn)的模塊可以位于單一地理位置(例如,在一個工廠或辦公室環(huán)境)。在其他示例實施例中,所述一個或多個處理器或者處理器實現(xiàn)的模塊可以分布在若干地理位置。
[0050]本說明書中的某些部分可以被以算法或符號的形式呈現(xiàn),該算法或符號表示作為比特或二進(jìn)制數(shù)字信號存儲在機器存儲器(例如,計算機存儲器)中的數(shù)據(jù)的操作。這些算法或符號表示是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員傳達(dá)他們的工作實質(zhì)給其他本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)的例子。如本文所用,“算法”或“例程”是自相一致的操作或類似的處理,其導(dǎo)致期望結(jié)果。在這種情況下,算法,例程,以及操作涉及對物理量的物理控制。典型地,但不是必須的,這些量可采取能夠被存儲,訪問,傳輸,組合,比較或以其他方式由機器操作的電,磁或光信號的形式。為了方便,有時,主要是為了通用的原因,使用了諸如“數(shù)據(jù)”,“內(nèi)容”,“比特”,“值”,“元素”,“符號”,“特征”,“數(shù)字”,“標(biāo)號”,等等。這些詞,但是,僅僅是方便的標(biāo)記并應(yīng)與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)。
[0051]除非特別說明,否則本文中使用諸如“處理”,“計算”,“計算”,“確定”,“呈現(xiàn)”,“顯示”等的討論可以指一臺機器的動作或過程(如一臺計算機),該動作或過程控制或轉(zhuǎn)換以物理(例如,電子的,磁的,或光學(xué)的)數(shù)量表示的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)位于一個或多個存儲器(例如,易失性存儲器,非易失性存儲器,或它們的組合),寄存器,或其它機械部件中,這些機械部件數(shù)據(jù)接收,存儲,傳輸,或顯示信息。
[0052]如本文中所使用的任何參考“一個實施例”或“實施例”意味著一個特定的元素,特征,結(jié)構(gòu),或結(jié)合該實施例描述的特征被包括在至少一個實施例。在說明書中各個地方的“在一個實施例中”的短語的出現(xiàn)不一定全部指的是同一實施例。
[0053]一些實施例可以使用“耦合”的表達(dá)來描述和“連接”以及它們的衍生物。例如,一些實施例可使用術(shù)語“耦合”來表示兩個或多個元件直接物理或電接觸進(jìn)行說明。然而,術(shù)語“耦合”還可以意味著兩個或更多元件不是相互直接接觸,但仍協(xié)作或彼此交互。本實施例不限于該上下文。
[0054]如本文所用,術(shù)語“包括”,“包含”,“包括”,“包含”,“具有”或其任何其它變型均旨在涵蓋非排他性的包括。例如,過程,方法,物品或裝置,其包含的元素的列表不一定僅限于那些要素,而是可以包括未明確列出的其他的元素或所固有的這些過程,方法,物品或裝置。此外,除非明確相反地說明,“或”是指包含性或,而不是排他性或。例如,條件A或B是由滿足以下任一操作:A為真(或存在)和B是假(或不存在),A是假(或不存在)和B為真(或存在),A和B都是真的(或存在)。
[0055]另外,使用“一個”或“一種”來描述本文所述的實施例的元件和組件。這僅僅是為了方便和得到描述的一般意義。這種描述應(yīng)被理解為包括一個或至少一個,并且單數(shù)也包括復(fù)數(shù),除非很明顯,它是指以其他方式。
[0056]再有,僅用于說明的目的,圖中描繪了為診斷過程控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)和方法的優(yōu)選實施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地從上文的討論中得出在不脫離本文描述的原理的情況下可以采用在此所述的結(jié)構(gòu)和方法的替代實施例。
[0057]還應(yīng)當(dāng)理解,除非一術(shù)語在本專利中使用句子“如本文所用,術(shù)語'_/特此被定義為意指......”或者類似的句子,則沒有任何意圖限制本這個術(shù)語的含義超出其平?;蚱胀êx,無論是明示或暗示,并且該術(shù)語不應(yīng)被理解為限于基于本專利的任何部分作出的任何陳述(除了權(quán)利要求)的范圍。在本專利的末尾權(quán)利要求中所述的任何術(shù)語是指在本專利中符合單一的意思,也即做到這一點僅為清楚起見,以不使讀者感到混淆,并且它不意在權(quán)利要求中的術(shù)語被隱含地或其他方式地限制至該單一的意思。最后,除非權(quán)利要求要素是通過敘述單詞“裝置”,并沒有任何結(jié)構(gòu)的功能定義,它并不意味著任何權(quán)利要求要素的范圍將根據(jù)35U.S.C § 112(f)和/或pre-AIA35U.S.C § 112中的第六段來被解釋。
[0058]當(dāng)然,本文所述的系統(tǒng),方法,以及技術(shù)的和應(yīng)用優(yōu)點不局限于僅僅上述例子。通過使用在此所述的系統(tǒng),方法和技術(shù)可以實現(xiàn)許多其它應(yīng)用和優(yōu)點。此外,雖然在上述文本陳述了眾多不同實施例的詳細(xì)描述,但應(yīng)理解,本專利的范圍由在本專利的末尾的權(quán)利要求書的言辭來限定。詳細(xì)描述應(yīng)被解釋為僅是示例性的,且不描述每一可能的實施例,因為如果不是不可能的,描述每一可能的實施方案將是不現(xiàn)實的。許多替代的實施例可以被實施,使用現(xiàn)有技術(shù)或本專利的申請日后的技術(shù),而這仍落入權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。通過示例的方式,而非限制,本文的公開內(nèi)容考慮了至少在以下幾個方面。
[0059]方面1- 一種用于在過程控制系統(tǒng)中診斷壓強調(diào)節(jié)器的方法,所述方法包括:在處理器處接收用于執(zhí)行診斷應(yīng)用的請求,所述請求從用戶接口初始化,所述用戶接口通信地耦合至所述過程控制系統(tǒng);響應(yīng)于接收用于執(zhí)行診斷應(yīng)用的請求,在所述用戶接口處顯示診斷頁面,所述診斷頁面包括與診斷工具相關(guān)聯(lián)的可選擇的項目;在處理器處接收對所述可選擇的項目的選擇;以及在處理器處自動執(zhí)行與所述診斷工具相關(guān)聯(lián)的命令。
[0060]方面2-根據(jù)方面I所述的方法,其中,所述診斷工具是閥泄漏測試,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動測試壓強調(diào)節(jié)器的入口閥和/或泄放閥。
[0061]方面3-根據(jù)方面1-2中任一項所述的方法,其中,所述閥泄漏測試包括:經(jīng)由用戶接口顯示消息,其請求確認(rèn)所述壓強調(diào)節(jié)器的出口端口已經(jīng)被塞住和隔離;經(jīng)由處理器接收確認(rèn),其確認(rèn)所述出口端口已經(jīng)被塞住和隔離;經(jīng)由處理器發(fā)送信號,以將在與所述出口端口相關(guān)聯(lián)的位置處的壓強設(shè)置成入口閥壓強水平;經(jīng)由處理器監(jiān)控所述入口閥壓強水平;如果所述入口閥壓強水平在第一時間段內(nèi)處于或高于入口閥壓強閾值,則經(jīng)由處理器執(zhí)行第一命令;如果所述入口閥壓強水平在所述第一時間段內(nèi)低于所述入口閥壓強閾值,則經(jīng)由處理器執(zhí)行第二命令;經(jīng)由處理器發(fā)送信號,以將在與出口端口相關(guān)聯(lián)的位置處的壓強設(shè)置成泄放閥壓強水平;經(jīng)由處理器監(jiān)控所述泄放閥壓強水平;如果所述泄放閥壓強水平在第二時間段內(nèi)處于或低于泄放閥壓強閾值,則經(jīng)由處理器執(zhí)行第三命令;以及如果所述泄放閥壓強水平在所述第二時間段內(nèi)高于所述泄放閥壓強閾值,則經(jīng)由處理器執(zhí)行第四命令。
[0062]方面4-根據(jù)方面1-3中任一項所述的方法,其中,執(zhí)行第一命令包括發(fā)送與所述入口閥相關(guān)聯(lián)的故障消息。
[0063]方面5-根據(jù)方面1-4中任一項所述的方法,其中,執(zhí)行第二命令包括發(fā)送與所述入口閥相關(guān)聯(lián)的批準(zhǔn)消息。
[0064]方面6-根據(jù)方面1-5中任一項所述的方法,其中,執(zhí)行第三命令包括發(fā)送與所述泄放閥相關(guān)聯(lián)的故障消息。
[0065]方面7-根據(jù)方面1-6中任一項所述的方法,其中,執(zhí)行第四命令包括發(fā)送與所述泄放閥相關(guān)聯(lián)的批準(zhǔn)消息。
[0066]方面8-根據(jù)方面1-7中任一項所述的方法,其中,所述第一時間段等于所述第二時間段。
[0067]方面9-根據(jù)方面1-8中任一項所述的方法,其中,所述第一時間段為30秒。
[0068]方面10-根據(jù)方面1-9中任一項所述的方法,其中,所述第二時間段為30秒。
[0069]方面11-根據(jù)方面1-10中任一項所述的方法,其中,所述入口閥閾值水平比設(shè)置的入口閥壓強水平高0.3psi。
[0070]方面12-根據(jù)方面1-11中任一項所述的方法,其中,所述泄放閥閾值水平比設(shè)置的泄放閥壓強水平低0.3psi。
[0071]方面13-根據(jù)方面1-12中任一項所述的方法,其中,所述診斷工具是系統(tǒng)檢驗,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時在所述用戶接口處自動顯示與所述壓強調(diào)節(jié)器的運行參數(shù)相關(guān)的信息。
[0072]方面14-根據(jù)方面1-13中任一項所述的方法,其中,所述診斷工具是機械調(diào)節(jié)器泄漏測試,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動顯示用于測試所述壓強調(diào)節(jié)器的機械調(diào)節(jié)器的信肩、O
[0073]方面15-根據(jù)方面1-14中任一項所述的方法,其中,所述診斷工具是調(diào)節(jié)程序,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動顯示用于調(diào)節(jié)所述壓強調(diào)節(jié)器的信息。
[0074]方面16-—種用于控制系統(tǒng)的診斷裝置,所述控制系統(tǒng)具有可操作地連接至壓強調(diào)節(jié)器的控制器,所述診斷裝置包括:處理器,其可操作地耦合至所述壓強調(diào)節(jié)器;存儲器,其可操作地耦合至所述處理器;傳感器,其可操作地耦合至所述壓強調(diào)節(jié)器的入口閥、所述壓強調(diào)節(jié)器的泄放閥和所述處理器;用戶接口,其可操作地耦合至所述處理器;以及診斷模塊,其存儲在所述存儲器中,當(dāng)由所述處理器執(zhí)行時,所述診斷模塊在所述用戶接口處呈現(xiàn)診斷工具。
[0075]方面17-根據(jù)方面16所述的診斷裝置,其中,所述診斷裝置是閥泄漏測試,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動測試所述壓強調(diào)節(jié)器的入口閥和/或泄放閥。
[0076]方面18-根據(jù)方面16-17中任一項所述的診斷裝置,其中,所述診斷工具是系統(tǒng)檢驗,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時在所述用戶接口處自動顯示與所述壓強調(diào)節(jié)器的運行參數(shù)相關(guān)的彳目息。
[0077]方面19-根據(jù)方面16-18中任一項所述的診斷裝置,其中,所述診斷工具是機械調(diào)節(jié)器泄漏測試,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動顯示用于測試所述壓強調(diào)節(jié)器的機械調(diào)節(jié)器的信息。
[0078]方面20-根據(jù)方面16-19中任一項所述的診斷裝置,其中,所述診斷工具是調(diào)節(jié)程序,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動顯示用于調(diào)節(jié)所述壓強調(diào)節(jié)器的信息。
[0079]方面21- —種有形非暫時性計算機可讀介質(zhì),其具有存儲在其上的指令,當(dāng)由一個或多個處理器執(zhí)行時,使得所述一個或多個處理器:顯示消息,其請求確認(rèn)壓強調(diào)節(jié)器的出口端口已經(jīng)被塞住和隔離;接收確認(rèn),其確認(rèn)所述出口端口已經(jīng)被塞住和隔離;發(fā)送信號,以將在與所述出口端口相關(guān)聯(lián)的位置處的壓強設(shè)置成入口閥壓強水平;監(jiān)控所述入口閥壓強水平;如果所述入口閥壓強水平在第一時間段內(nèi)處于或高于入口閥壓強閾值,則執(zhí)行第一命令;如果所述入口閥壓強水平在所述第一時間段內(nèi)低于所述入口閥壓強閾值,則執(zhí)行第二命令;發(fā)送信號,以將在與所述出口端口相關(guān)聯(lián)的位置處的壓強設(shè)置成泄放閥壓強水平;監(jiān)控所述泄放閥壓強水平;如果所述泄放閥壓強水平在第二時間段內(nèi)處于或低于泄放閥壓強閾值,則執(zhí)行第三命令;以及如果所述泄放閥壓強水平在所述第二時間段內(nèi)高于所述泄放閥壓強閾值,則執(zhí)行第四命令。
[0080]方面22-根據(jù)方面21所述的形非暫時性計算機可讀介質(zhì),具有存儲在其上的另一指令,當(dāng)由一個或多個處理器執(zhí)行時,使得所述一個或多個處理器發(fā)送與命令相關(guān)聯(lián)的警報至工作站。
[0081]雖然在此描述了一些示例性方法、裝置和制造品,但是本專利的覆蓋范圍并不限于此。相反,本專利覆蓋任何文字上或等同原則下落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有方法、裝置和制造品。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制系統(tǒng)的診斷裝置,所述控制系統(tǒng)具有可操作地連接至壓強調(diào)節(jié)器的控制器,其特征在于所述診斷裝置包括: 處理器,其可操作地耦合至所述壓強調(diào)節(jié)器; 存儲器,其可操作地耦合至所述處理器; 傳感器,其可操作地耦合至所述壓強調(diào)節(jié)器的入口閥、所述壓強調(diào)節(jié)器的泄放閥和所述處理器; 用戶接口,其可操作地耦合至所述處理器;以及 診斷模塊,其存儲在所述存儲器中,當(dāng)由所述處理器執(zhí)行時,所述診斷模塊在所述用戶接口處呈現(xiàn)診斷工具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置,其特征在于,所述診斷裝置是閥泄漏測試,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動測試所述壓強調(diào)節(jié)器的入口閥和/或泄放閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置,其特征在于,所述診斷工具是系統(tǒng)檢驗,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時在所述用戶接口處自動顯示與所述壓強調(diào)節(jié)器的運行參數(shù)相關(guān)的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置,其中,所述診斷工具是機械調(diào)節(jié)器泄漏測試,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動顯示用于測試所述壓強調(diào)節(jié)器的機械調(diào)節(jié)器的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置,其特征在于,所述診斷工具是調(diào)節(jié)程序,當(dāng)其由所述處理器執(zhí)行時自動顯示用于調(diào)節(jié)所述壓強調(diào)節(jié)器的信息。
【文檔編號】G05B23/02GK203982186SQ201420288288
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】L·R·撒拉爾德森, G·C·繆爾, J·A·韋克菲爾德 申請人:泰思康公司