[发明专利]具有用于工业过程变送器的在线和离线测试计算的过程控制系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及具有过程仪器的工业过程控制系统。更具体地，本发明涉及具有用于对过程控制仪器所产生的计算输出执行诊断评估的系统和方法的工业过程控制系统。

背景技术

过程仪器用于监控工业过程中使用的过程变量，例如过程流体的压力、温度、流量和水平。例如，一般在多个位置处的工业制造设施中使用过程变送器，以监控各种生产线上的各种过程变量。过程变送器包括响应于过程中的物理变化来产生电输出的传感器。例如，压力变送器包括根据过程流体(例如在水管、化工罐等中)的压力而产生电输出的压力传感器。每个过程变送器还包括变送器电子装置，其用于接收和处理传感器的电输出，以使得可以对变送器和过程进行本地或远程监控。本地监控的变送器包括在过程变送器的地点处显示电输出的显示器，例如LCD屏。远程监控的变送器包括在控制环路或网络上向中央监控位置(例如，控制室)发送电输出的电子装置。像这样进行配置，可以通过在过程控制系统和控制环路中包括自动开关、阀、泵和其他类似的组件来从控制室调整过程。

变送器电子装置还包括计算软件和硬件，以使得所传感的过程变量的量值可以用于确定过程条件，例如，过程流体的质量流率。同样地，变送器电子装置一般包括基于用户定义的过程控制输入(例如，流体类型和基本元件类型)来执行对所传感的过程变量的计算分析的软件。为了精确地估计过程条件，过程变量的完整计算分析涉及复杂的计算。然而，变送器电子装置的硬件一般在其可以执行的计算的复杂度方面是有限的。例如，一般的过程变送器以非常有限的电源进行操作，例如，可以从4-20mA系统获得的电源。同样地，在变送器电子装置内提供的处理器一般具有相当低的时钟速度(例如，490kHz)，以降低功率需求。因此，有必要降低变送器处理器所执行的计算的复杂度，以使得可以例如在合理的时间量内获得计算结果。例如，复杂的方程常常被基于更基本的算法的计算所替代，在专利号6,182,019，申请人Wiklund并且转让给Rosemount Inc.，Eden Prairie，MN的美国专利中对此进行了非常详细的解释。一般经由控制环路在控制室接收变送器电子装置执行的计算分析，过程变送器对该控制环路在线。变送器电子装置对基于算法的计算分析的后续评估需要用户分析，这一般涉及复杂方程和算法的人工计算。需要对由过程变送器电子装置计算的过程条件的精确度进行更方便的评估。

发明内容

本发明目的在于用于对工业过程控制系统中的变送器电子装置的精确度进行估计的方法和系统。该方法和系统包括产生过程条件参考方程信号、过程条件近似方程信号和精确度输出信号。使用过程条件参考方程和过程控制输入来产生过程条件参考方程信号。使用过程条件近似方程和近似方程系数，产生所述过程条件近似方程信号，所述过程条件近似方程使用所述过程控制输入对参考方程进行近似，所述近似方程系数基于近似方程和所述过程控制输入。在控制室工作站处将过程条件近似方程信号与过程条件参考方程信号进行比较，以使得可以调节工业过程控制系统。在一个实施例中，调节近似方程系数以减少过程条件近似方程信号和过程条件参考方程信号之差。在另一个实施例中，调节近似方程系数，并在控制网络上将其向过程变送器电子装置发送。在又一个实施例中，调节工业过程控制系统的参数。例如，硬件参数或过程流体参数。

附图说明

图1示出了具有与过程流体源和控制室相连的过程变送器的过程控制系统。

图2示出了图1的过程控制系统的过程变送器电子装置和控制室电子装置的电路图。

图3示出了对图1的过程控制系统和图2的控制室电子装置之间的反馈环路进行图示的流程图，该流程图用于估计过程变送器电子装置的精确度并对过程控制系统进行调节。

具体实施方式