[发明专利]过程控制回路电流验证

说明书

技术领域

本公开内容涉及过程控制和监测系统中使用的过程装置。更具体地，本公开内容涉及进行回路电流诊断以识别过程装置中的误差。

背景技术

过程变量变送器用来测量过程控制或监测系统中的过程参数(或过程变量)，并将测量值传送至控制室。例如，与过程流体的压力相关的信息可以被传送至控制室并用来控制诸如炼油之类的过程。

过程变量测量值的传送通常是在二线式过程控制回路上进行。在这种过程控制回路中，从位于诸如控制室中之类的位置处的电流源供应电流，并且变送器控制在该回路中的从其在现场中的远程位置开始流动的电流。例如，4mA信号可以用来指示零读数，20mA信号可以用来指示满刻度读数。同样的两条线也可以用来向变送器供电。

最近以来，变送器已经采用数字电路，该数字电路采用数字信号与控制室通信，该数字信号叠加在流过过程控制回路的模拟电流信号上。这种技术的一种示例是通信协议。协议和其它这种协议典型地包括可以被发送至变送器以引起诸如变送器控制或询问之类的期望的响应的命令或指令集。

当模拟回路电流用来表述诸如过程变量之类的信息时，可以设置的回路电流的精度可能是所传送的过程变量的精度的限定因素。随着变送器老化，变送器用来控制回路电流以精确地表示过程变量测量值的能力会退化。因此，希望通过检查回路电流是否是过程变量测量值的精确表示而周期性地对变送器进行诊断测试。在转让给明尼苏达州的Chanhassen市的罗斯蒙德(Rosemount)公司的美国专利7,280,048和美国专利公开2005/0030186中描述了执行这种诊断功能的示例性装置。

由变送器进行的诊断测试需要尽可能地精确以防止将变送器错误地识别为故障。常规变送器诊断测试可能在过程变量正在变化时的期间中将变送器错误地识别为故障。变化的过程变量会导致变送器将回路电流设置到不同于过程变量测量值的值，即使变送器正在正确地运行。

发明内容

过程装置包括：过程变量传感器，该过程变量传感器被配置为产生指示所检测到的过程变量的输出信号；回路电流输出电路，该回路电流输出电路被配置为基于所述输出信号将二线式过程控制回路上的回路电流控制到一值；回路电流测量电路，该回路电流测量电路连接至所述过程控制回路并被配置为基于所述回路电流产生所测量的回路电流值；和回路电流验证电路，该回路电流验证电路被配置为基于所述输出信号和低通滤波器的特性近似所述回路电流值，并基于所近似的回路电流值和所测量的回路电流值的比较产生诊断信号。

附图说明

图1为包括连接至过程管道的过程变量变送器的过程控制系统的示图。

图2为过程变量变送器的透视图，其示出其中承载的电路单元块的一种示例性配置。

图3为根据本发明的实施例的过程装置的简化框图。

图4包括过程装置中的示例性信号的三个图表。

图5为根据本发明的实施例的回路电流验证电路的简化示图。

图6为根据本发明的实施例的示例性低通滤波器的简化示图。

图7和8图示根据本发明的实施例的计算近似的回路电流值的方法。

图9为图示根据本发明的实施例的过程装置中的用于验证二线式过程控制回路中的回路电流的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例提供从数字测量值转换而成的模拟输出精确地反映所测量的数字值的验证。在一种示例性实施方案中，本发明的实施例提供由过程装置施加至过程控制回路的诸如电流(如，4-20mA，0-20mA)或电压(如，1-5V，0-5V)之类的模拟输出被设置为精确地反映期望的值的值的验证。可以在用来控制过程控制回路中的电流的任何过程装置中实施本发明，并且本发明不限于本文中讨论的示例性过程装置。例如，本文中描述的一种过程装置为包括用于检测过程变量的传感器的过程变量变送器。变送器将流过过程控制回路的电流控制到表示所检测到的过程变量的模拟值。然而，理解的是，为了实施本发明的多个方面，过程装置没有必要检测过程变量。本发明的实施例还可以用于其中模拟输出是从数字信号转换而来的其他系统中的诊断。例如，本发明的实施例可以用来在罗斯蒙德333三回路(Tri-Loop)转换器中进行诊断，该转换器读取来自多变量变送器的数字信息(主要的、次要的和其他变量)并将它转换成三个模拟输出信号(如，4-20mA信号)。