[发明专利]用于过程控制系统的诊断设备

说明书

技术领域

本发明涉及诸如用于工业的或科学的过程的过程设备的诊断领域，并且特别是涉及使用过程的感测的过程变量的过程设备诊断领域。其涉及根据权利要求的前序部分的方法和仪器。

背景技术

从发明出版物US 5 680 109已知这样的诊断设备和诊断方法。设备连接到联结到过程的过程流体的两个冲量管线，并且感测两个冲量管线内的两个绝对压力或一个冲量管线内的一个绝对压力和两个冲量管线之间的一个差压。设备处理压力信号以便从它们中提取过程介质(例如，液体，气体)中携带的振动噪声信号。随后评价这样的振动相关的处理的信号，评价的结果为指示冲量管线没有堵塞或至少一个冲量管线堵塞的输出。

发明内容

本发明的一个目的为产生用于确定至少一个冲量管线的堵塞或其它故障的可选择的方法，并且更一般地涉及提供用于检测包括至少一个冲量管线的感测装置的故障的方法。另外，将提供用于检测这样的感测装置或冲量管线的故障的对应的诊断设备。典型地，冲量管线连接到变送器，特别是连接到压力变送器。

通过具有权利要求所述的特性的仪器和方法解决该问题。

根据本发明，用于检测包括第一和第二冲量管线中的至少一个的感测装置的故障的诊断设备，其中，该诊断设备包括：

-用于重复地记录两个绝对压力值的对的记录装置，该绝对压力值分别与第一和第二冲量管线内的绝对压力相关，

-用于从该两个绝对压力值的可指定的数量的对重复地计算表示该两个绝对压力值之间的相关性的相关性值的计算装置，

-用于比较相关性值与至少一个相关性阈值的比较装置，及

-用于根据比较结果输出诊断输出的输出装置。

对应的方法为用于检测包括第一和第二冲量管线中的至少一个的感测装置的故障的诊断方法，该诊断方法包括以下步骤：

-记录两个绝对压力值的对，该绝对压力值与第一和第二冲量管线内的绝对压力相关，

-从该两个绝对压力值的可指定的数量的对计算表示该两个绝对压力值之间的相关性的相关性值，

-比较相关性值与至少一个相关性阈值，及

-根据比较结果输出诊断输出。

由此，可能为诊断设备的诊断输出，即，为指示在两个冲量管线中的至少一个内存在故障(堵塞)的输出，或更一般地，为指示在感测装置内存在故障的输出提供可靠的基础。

诊断设备可以为能够记录压力值并且以描述的方法处理它们的任何设备或设备的结合。其可以为变送器(特别是压力或流速变送器)、过程监测设备或过程监测系统、控制器或过程控制系统、个人计算机或微处理器等。诊断设备优选地适用于过程控制环境。其可以在控制系统内实现。诊断设备能够集成在变送器内、过程监测设备内、控制器内等。诊断设备可以例如在流量计、压力变送器(用于绝对压力)或差压变送器内实现。

诊断输出与过程的状态相关，其中，过程的状态不同于对于一个或全部绝对压力值的测量结果并且也不同于感测装置提供的另一个过程变量，如差压、流速等。诊断输出与感测装置的状态相关，特别是与冲量管线的状态相关，冲量管线可以为感测装置的一部分。

感测装置设计为用于感测过程的过程介质的过程变量，如管道系统内的液体的绝对压力、差压、流速等。

在优选的实施例中，该至少一个相关性阈值源自对在训练阶段期间获得(记录)的许多相关性值的统计学分析。在此实施例中，提供训练阶段(可指定的时间间隔)，在训练阶段期间，在正常操作状态下记录相关性值。随后例如通过计算记录的相关性值的(算术)平均值并且可能还计算相关性值的方差来统计学分析这些相关性值。能够随后基于统计学分析计算该至少一个相关性阈值，例如，如果全部可能的相关性值的范围为在0和1之间，一个相关性阈值可以选择为在训练阶段期间获得的平均相关性值的0.5倍，或者可以选择为平均相关性值减去在训练阶段期间获得的方差一次(除非结果小于0)。

此实施例的优点为能够自动地获得该至少一个相关性阈值，并且直接根据实际过程状态选择该至少一个相关性阈值。

可能与实际过程状态无关地选择相关性阈值。也可以例如仅根据过程的过程介质的粘度选择相关性阈值。

优选地，对在训练阶段期间获得的多个相关性值的统计学分析包括将统计学分布函数拟合到在训练阶段期间记录的相关性值。

这样，相当短的训练阶段足够用于获得非常好地拟合训练状态的相关性阈值。

有利地，相关性值与相关性下限阈值和相关性上限阈值比较。这是有利的，因为绝对压力值之间的相关性过低和过高都可能指示冲量管线中的至少一个的故障。