[发明专利]操作和预测性监测现场设备的方法

说明书

本申请涉及操作和预测性监测现场设备的方法。描述了一种操作现场设备以及预测性监测其的至少一个特性对要求的符合性的方法，包括：如下连续监测特性：在连续时间确定并记录由现场设备确定的所监测的变量的测量值和参考值之间的偏差，偏差指示对要求的符合程度；对记录的偏差应用滤波器；基于偏差和经滤波的偏差，确定叠加在经滤波的偏差上的噪声；在至少一个监测时间间隔的结束处，如下确定直到偏差将超出偏差范围；的剩余时间：对于每个包括基于经滤波的偏差确定的第一偏差和第二偏差的至少两个不同的偏差对，基于噪声和各个偏差对，通过执行蒙特卡洛仿真来确定剩余时间的仿真值，基于仿真值，确定剩余时间，并生成通知剩余时间的输出。

技术领域

本发明涉及一种操作现场设备的方法，所述现场设备用于在操作现场测量和/或监测至少一个测量变量，以及涉及一种预测性监测所述现场设备的至少一个特性对针对所述现场设备指定的要求的符合性的方法。

背景技术

在几乎所有工业分支中，用于测量和/或监测至少一个测量变量的现场设备都在操作现场进行操作。

市场上有各种不同类型和能力的现场设备，例如，测量设备、传感器、测量探针等。这些现场设备通常用于测量和/或监测测量变量，诸如，例如，与正在进行的生产过程或介质或产品的属性有关的物理量。现场设备例如应用于测量和/或监测容器中产品的水平，流过管道的介质的流量，气体、液体或物体的温度，介质的压力，介质的pH值或流体中包括的分析物的浓度。

这些现场设备提供的测量结果通常用于过程自动化中，以监测、控制和/或调整工业过程(例如，生产过程)。因此，现场设备在工业中起着至关重要的作用，并且现场设备的特性对针对该设备指定的要求的不符合性可能具有严重后果，范围从受损的生产过程、缺陷产品的生产到对人和/或环境的潜在危害。

为了确保现场设备满足针对其指定的要求，如，例如，所指定的测量精度或其他性能相关的要求，现场设备要经受定期执行的服务动作，诸如，校准和/或维护程序。

通常在专门设计的校准现场上执行校准，这些校准现场能够以非常高的精度提供测量变量的一个或多个不同的预定义值。典型的校准程序预见到基于由现场设备确定的测量变量的测量值和通过在校准现场预见的手段提供的相应参考值，来确定现场设备的至少一个测量误差。如果测量误差超过最大允许误差，则认为该设备不合格。结果，需要调整、维修或更换测量设备。通常基于在校准期间获得的数据来执行所需的调整。它们包括例如调整偏移、增益和/或测量指示的跨度。如果测量误差未超过现场设备的最大允许误差，则声明现场设备合格，并且通常不采取进一步的措施。

维护程序通常由经过专门训练的服务技术人员执行，并且可能包括目视检查、更换遭受磨损和/或撕裂的部件以及对现场设备的各个组件进行特殊测试或检查。

关于现场设备定期经受的任何服务动作，工业上需要优化连续服务动作之间的时间间隔。一方面，时间间隔应尽可能长，以减少其性能所涉及的时间、成本和努力。另一方面，时间间隔需要尽可能短，以确保在连续服务动作之间现场设备的安全无误运行。

在这方面，EP2602680B1描述了一种确定优化的下一校准时间的方法，特定现场设备在该下一校准时间处需要重新校准。根据该方法，将下一校准时间确定为早于或等于设备的测量误差将超过预确定的最大允许误差的时间。基于蒙特卡洛仿真来确定该时间，该蒙特卡洛仿真是基于在至少两次先前执行的校准期间确定的现场设备的测量误差以及概率密度函数而执行的，该概率密度函数用于仅由于各个校准固有的不确定性而确定各个校准中的测量误差。但是，该方法确实需要确定校准固有的不确定性。这需要附加信息，而这些信息可能不可用。

通常，在特定现场设备上执行的连续服务动作之间的时间间隔的最佳长度取决于可以预期现场设备的性能和/或测量误差发生变化的时间尺度。该时间尺度不仅取决于现场设备的性能的长期稳定性，而且还取决于其他影响或条件，诸如，例如，设备可能会在下一次服务动作之前暴露于的环境条件，这可能并非总是可预测的。