[發明專利]過程控制回路電流驗證

有效

• 申請號: 201310063286.3
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103454485A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 巴倫廷·瓦納科;帕維尓·施密特;列昂尼德·別洛夫
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙德公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G05B19/042;G08C19/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術領域

本公開內容涉及過程控制和監測系統中使用的過程裝置。更具體地，本公開內容涉及進行回路電流診斷以識別過程裝置中的誤差。

背景技術

過程變量變送器用來測量過程控制或監測系統中的過程參數(或過程變量)，并將測量值傳送至控制室。例如，與過程流體的壓力相關的信息可以被傳送至控制室并用來控制諸如煉油之類的過程。

過程變量測量值的傳送通常是在二線式過程控制回路上進行。在這種過程控制回路中，從位于諸如控制室中之類的位置處的電流源供應電流，并且變送器控制在該回路中的從其在現場中的遠程位置開始流動的電流。例如，4mA信號可以用來指示零讀數，20mA信號可以用來指示滿刻度讀數。同樣的兩條線也可以用來向變送器供電。

最近以來，變送器已經采用數字電路，該數字電路采用數字信號與控制室通信，該數字信號疊加在流過過程控制回路的模擬電流信號上。這種技術的一種示例是通信協議。協議和其它這種協議典型地包括可以被發送至變送器以引起諸如變送器控制或詢問之類的期望的響應的命令或指令集。

當模擬回路電流用來表述諸如過程變量之類的信息時，可以設置的回路電流的精度可能是所傳送的過程變量的精度的限定因素。隨著變送器老化，變送器用來控制回路電流以精確地表示過程變量測量值的能力會退化。因此，希望通過檢查回路電流是否是過程變量測量值的精確表示而周期性地對變送器進行診斷測試。在轉讓給明尼蘇達州的Chanhassen市的羅斯蒙德(Rosemount)公司的美國專利7,280,048和美國專利公開2005/0030186中描述了執行這種診斷功能的示例性裝置。

由變送器進行的診斷測試需要盡可能地精確以防止將變送器錯誤地識別為故障。常規變送器診斷測試可能在過程變量正在變化時的期間中將變送器錯誤地識別為故障。變化的過程變量會導致變送器將回路電流設置到不同于過程變量測量值的值，即使變送器正在正確地運行。

發明內容

過程裝置包括：過程變量傳感器，該過程變量傳感器被配置為產生指示所檢測到的過程變量的輸出信號；回路電流輸出電路，該回路電流輸出電路被配置為基于所述輸出信號將二線式過程控制回路上的回路電流控制到一值；回路電流測量電路，該回路電流測量電路連接至所述過程控制回路并被配置為基于所述回路電流產生所測量的回路電流值；和回路電流驗證電路，該回路電流驗證電路被配置為基于所述輸出信號和低通濾波器的特性近似所述回路電流值，并基于所近似的回路電流值和所測量的回路電流值的比較產生診斷信號。

附圖說明

圖1為包括連接至過程管道的過程變量變送器的過程控制系統的示圖。

圖2為過程變量變送器的透視圖，其示出其中承載的電路單元塊的一種示例性配置。

圖3為根據本發明的實施例的過程裝置的簡化框圖。

圖4包括過程裝置中的示例性信號的三個圖表。

圖5為根據本發明的實施例的回路電流驗證電路的簡化示圖。

圖6為根據本發明的實施例的示例性低通濾波器的簡化示圖。

圖7和8圖示根據本發明的實施例的計算近似的回路電流值的方法。

圖9為圖示根據本發明的實施例的過程裝置中的用于驗證二線式過程控制回路中的回路電流的方法的流程圖。

具體實施方式

本發明的實施例提供從數字測量值轉換而成的模擬輸出精確地反映所測量的數字值的驗證。在一種示例性實施方案中，本發明的實施例提供由過程裝置施加至過程控制回路的諸如電流(如，4-20mA，0-20mA)或電壓(如，1-5V，0-5V)之類的模擬輸出被設置為精確地反映期望的值的值的驗證?？梢栽谟脕砜刂七^程控制回路中的電流的任何過程裝置中實施本發明，并且本發明不限于本文中討論的示例性過程裝置。例如，本文中描述的一種過程裝置為包括用于檢測過程變量的傳感器的過程變量變送器。變送器將流過過程控制回路的電流控制到表示所檢測到的過程變量的模擬值。然而，理解的是，為了實施本發明的多個方面，過程裝置沒有必要檢測過程變量。本發明的實施例還可以用于其中模擬輸出是從數字信號轉換而來的其他系統中的診斷。例如，本發明的實施例可以用來在羅斯蒙德333三回路(Tri-Loop)轉換器中進行診斷，該轉換器讀取來自多變量變送器的數字信息(主要的、次要的和其他變量)并將它轉換成三個模擬輸出信號(如，4-20mA信號)。