[发明专利]热交换器积垢检测

说明书

技术领域

本专利总的来说涉及在加工厂中执行诊断和维护，更具体地，涉及以能 够评估和预测热交换器的健康状况和性能的方式在加工厂内提供诊断能力。

背景技术

过程控制系统，例如化学、石油、或其它过程中所使用的过程控制系统， 通常包括一个以上通过模拟总线、数字总线或模拟/数字相结合的总线以可 通信方式连接至至少一个主机或操作员工作站以及一个以上过程控制和仪 表设备的集中式或分散式过程控制器。现场设备可以是例如阀、阀定位器、 开关、变送器和传感器(例如温度传感器、压力传感器和流速传感器)，它 们位于加工厂环境中，并在诸如开启或关闭阀和测量过程参数、增加或减小 流体流量等的过程中施行功能。诸如符合公知的FOUNDATION^TM Fieldbus (以下称作Fieldbus)协议或协议的现场设备之类的智能现场设备 还施行控制运算、报警功能和过程控制器中通常实现的其它控制功能。

通常位于加工厂环境中的过程控制器接收表示现场设备所进行的或所 关联的过程测量值或过程变量的信号和/或与现场设备有关的其它信息，并 执行控制器应用程序。控制器应用程序实现例如不同的控制模块，这些控制 模块进行过程控制决策，基于所接收的信息生成控制信号，并且与诸如 和Fieldbus现场设备之类的现场设备中正在施行的控制模块或块一 起协调工作。过程控制器中的控制模块通过通信线路或信号路径向现场设备 发送控制信号，从而控制过程的操作。

来自现场设备和过程控制器的信息对于诸如操作员工作站、维护工作 站、个人计算机、手持设备、历史数据库、报告发生器、集中式数据库等的 一个以上其它硬件设备可用，从而使操作员或维护人员能够施行针对过程的 期望的功能，例如改变过程控制例程的设置、更改过程控制器或智能现场设 备中的控制模块的操作、查看过程的当前状态或加工厂中的特定设备的当前 状态、查看由现场设备和过程控制器生成的警报、对过程操作进行仿真以训 练人员或测试过程控制软件，诊断加工厂中的问题或硬件故障。

尽管典型的加工厂有很多诸如阀、变送器、传感器等的连接至一个以上 过程控制器的过程控制和仪表设备，但是还有很多对过程操作来说也是必需 的或与过程操作有关的其它支持设备。这些附加设备包括例如位于典型工厂 中的诸多位置的供电装置、发电和配电装置、诸如涡轮机、发动机等的旋转 装置。尽管附加装置不一定会创建或使用过程变量，并且在很多情况下不会 为了影响过程操作而被控制或甚至被连接至过程控制器，但是该装置对于过 程的正确操作来说很重要，并且基本上是过程的正确操作所必需的。

已知的是，在加工厂环境中，尤其是在具有大量现场设备和支持装置的 加工厂中，经常会有问题出现。这些问题可能是坏了的、故障的或运行较差 的设备，被堵塞的流体线路或导管，诸如软件例程之类的逻辑元件被不正确 地配置或处于不正确的模式，过程控制环路被不正确地调谐，加工厂中的设 备之间的通信失败一次以上，等等。这些和其它问题实际上会出现多个，通 常会导致过程在异常状态下操作(即加工厂处于异常情况)，这经常与加工 厂的次最佳性能相关联。已经建立了很多诊断工具和应用程序来检测和确定 加工厂中问题的产生原因，并且一旦问题发生并被检测到，就协助操作员或 维护人员诊断并校正这些问题。例如，通常通过诸如直接或无线总线、以太 网、调制解调器、电话线等的通信连接连接至过程控制器的操作员工作站具 有适于运行诸如由爱默生过程管理公司出售的DeltaV^TM和Ovation控制系统 之类的软件或固件的处理器和存储器，其中软件包括大量的控制模块和控制 环路诊断工具。同样，维护工作站可以通过与控制器应用程序相同的通信连 接，或通过诸如OPC连接、手持连接等不同的通信连接连接至过程控制设 备，维护工作站通常包括被设计为查看由加工厂中的现场设备生成的维护警 报和警告、对加工厂中的设备进行测试并对现场设备和加工厂中的其它设备 施行维护活动的一个以上应用程序。已经建立出类似的诊断应用程序来诊断 加工厂中的支持装置的问题。