[發明專利]用于過程控制系統的診斷設備

有效

• 申請號: 200580048350.4
• 申請日: 2005-02-15
• 公開（公告）號: CN101124523A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: A·安登納;A·莫羅尼;G·因弗尼茲
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G05B23/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 原紹輝;黃力行

技術領域

本發明涉及諸如用于工業的或科學的過程的過程設備的診斷的領域，并且特別地涉及使用過程的感測的過程變量的過程設備診斷的領域。其涉及根據權利要求的前序部分的方法和器械。

背景技術

通過專利出版物US6?601?005已知這樣的診斷設備和診斷方法。該設備感測例如壓力或流量值的過程變量值，并且處理它們以便從它們提取過程的過程介質(例如，液體、氣體)中攜帶的振動噪聲信號。隨后評價這樣的振動相關的處理的信號，評價最終得出指示過程的一些控制設備(例如，泵或閥)具有故障的輸出。

在前面提到的US6?601?005中披露的方法中，建議使用小波或傅立葉變換或神經網絡或統計分析或其它信號評價技術來獲得處理的信號。在考慮處理的信號的評價的范圍內，建議比較一個或多個處理的信號與可選擇的極限值或一組極限值。例如，如果小波變換已經用于獲得處理的信號，其將對于每個計算的小波系數檢查是否其已經超過對應的極限值。如果至少一個小波系數已經超過其對應的極限值，將指示(小波系數相關的某個或者某些控制設備的)故障。

此外，前面提到的US6?601?005中披露了從過程變量值中移除可能由于某些過程活動的已知的過程變化。這通過從在操作期間收集的數據(過程變量值)減去模型的數據實現。預期在減去之后僅異常值留下并且被評價。例如如果已知的過程變化是由于在白天期間發生并且影響過程變量值的環境溫度改變，可以當過程無故障地工作時在白天期間在不同的時間取若干數據組。這些基準平面正常操作數據組用作模型的數據組，例如神經網絡可以從其選擇適當的一個，隨后從在操作期間收集的數據減去該適當的一個，以便僅剩下異常的信號。模型和在操作期間收集的數據全部是小波變換的數據，使得從彼此減去對應的小波系數，以便移除已知的過程變化并且產生值以與可規定的極限值比較。

處理的信號與其進行比較的極限值的選擇對于診斷設備的輸出(“故障”/“無故障”)的可靠性非常重要。希望為診斷設備的診斷輸出提供可靠的基礎。

發明內容

因此，本發明的目的為創造診斷設備和為診斷設備的診斷輸出提供可靠的基礎的診斷方法。本發明的更進一步的目的為創造結合此診斷設備或診斷方法的更進一步的設備和系統。

通過具有根據權利要求所述的特征的器械和方法解決該問題。

根據本發明，診斷設備包括

-用于接收過程的過程介質的過程變量的過程變量值的接收裝置，

-用于從在測量階段期間測量的這樣的過程變量值提取和記錄測量結果統計數據的測量結果處理裝置，

-用于從在訓練階段期間測量的這樣的過程變量值提取和記錄訓練統計數據的訓練處理裝置，及

-用于比較測量結果統計數據與在測量結果統計數據之前記錄的訓練統計數據的比較裝置。

通過這樣，可能為診斷設備的診斷輸出提供可靠的基礎。特別地，可能為診斷設備的診斷輸出提供可規定的可靠性和/或可能提供輸出的置信水平(指示輸出“故障/無故障”的確實性)。

診斷設備可以為能夠接收過程變量值并且以敘述的方式處理它們的任何設備或設備的結合。其可以為變送器、過程監控設備或過程監控系統、控制器或過程控制系統、個人電腦或類似物。診斷設備優選地適用于過程控制系統。其能夠在控制系統內實現。診斷設備能夠集成在變送器內、過程監控設備內、控制器或類似物內。診斷設備能夠例如實現在流量計、壓力變送器或差壓變送器內。

在優選的實施例中，診斷設備包括用于測量過程變量并且用于產生過程變量值的感測裝置。產生的過程變量值能夠隨后輸出到接收裝置。由于感測裝置，診斷設備能夠同時具有變送器和/或過程監控器的功能。診斷設備能夠用作獨立的過程設備。

接收裝置接收過程變量值并且能夠例如為以硬件和/或軟件實現的接口或端口?？赡艿倪^程變量包括流量、壓力、差壓、水平、溫度或類似量。過程變量值為過程變量的值或與過程變量相關的測量的值，例如，在過程變量值和以給定單位的過程變量的相應的值之間可能存在一些函數(例如，線性)關系。

過程介質通常為流體。特別地，其可以為氣體或液體或它們的混合物或它們加上固體成分的混合物，例如，乳濁液。

測量結果處理裝置為用于以從過程變量值產生測量結果統計數據這樣的方式處理在測量階段期間測量(捕獲)的過程變量值的裝置(以硬件和/或軟件實現)。處理能夠包括不同類型的計算，例如，算術或如傅立葉或小波變換的變換。記錄(存儲)測量結果統計數據以用于更進一步地輸出或處理。