[實用新型]在過程中分析過程設備的操作的測量系統和過程測量系統

有效

• 申請號: 201420307707.2
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN204065826U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: M·S·舒馬赫
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;張平

技術領域

本專利整體涉及用于采集并且分析過程設備和控制系統性能數據的系統，并且具體涉及用于實現過程中的增強型非侵入式傳感器系統以用于監視、維護和/或控制活動的系統。

背景技術

如在化工、石油或其他過程中使用的那些過程工廠監視、維護和控制系統一般包括一個或多個過程控制器和經由模擬、數字或組合的模擬/數字總線可通信地耦接到至少一個主機或操作員工作站、維護工作站并且耦接到一個或多個現場設備的輸入/輸出(I/O)設備?，F場設備可以是例如閥、閥定位器、開關和發射器(例如溫度、壓強和流速傳感器)，其執行過程中的過程控制功能，如出于任意原因監視過程變量或其他物理現象、執行控制功能如打開或關閉閥、測量過程變量等等。過程控制器、監視和維護應用接收用于指示由現場設備做出的測量的信號，處理該信息以實現監視、控制或維護例程，并且生成控制信號、維護指令或其他信號，以通過總線或其他通信線路被發送到操作員或現場設備，以例如監視過程、控制過程的操作或執行維護任務。這樣，過程控制器、監視應用和維護應用可以使用現場設備經由總線和/或其他通信鏈路執行并且協調監視、控制和維護策略。類似地，監視和維護應用可以認識到工廠中的問題并且協調工廠中的維護活動，如修理設備、測試設備、檢測執行情況較差的設備、實現校準和其他維護程序等等。

可以使得來自現場設備和控制器的過程信息對于由操作員或維護工作站(例如基于處理器的系統)所執行的一個或多個應用(即軟件例程、程序等等)可用，以使得操作員或維護人員能夠執行關于過程的希望的功能，如(例如經由圖形用戶接口)查看過程的當前狀態、評估過程、(例如經由可視對象圖)修改過程的操作、調諧或校準設備等等。許多過程工廠儀器系統還包括一個或多個應用站(例如工作站)，其一般是使用個人計算機、膝上電腦等等實現的并且其經由局域網(LAN)可通信地耦接到過程控制系統中的控制器、操作員站和其他系統。每個應用站可以包括圖形用戶接口，該圖形用戶接口顯示過程控制信息、監視信息和維護信息，其包括過程變量的值、與過程關聯的質量參數的值、過程故障檢測信息和/或過程和設備狀態信息。

在任意情況中，傳感器(又被稱為發射器或過程控制設備)通常設置在過程工廠中的任意位置處，以測量不同的過程參數或過程現象，如溫度、壓強、液體流量、液體液位等等。在其他情況中，可以在不同的位置從過程取得采樣并且可以離線測試或分析這些采樣以確定其他類型的過程現象，如PH水平、黏性等等。通常，傳感器或發射器將測量或確定的過程參數值提供或發送給網絡中的控制例程、維護例程或設備、用戶接口或其他設備，以用于處理和/或顯示。

由于過程工廠的復雜性，過程工廠一般需要做出大量測量來確保過程安全并且提供足夠的過程控制和監視信息給工廠系統和操作/維護人員。通常，可以在越多的測量點處獲得越多的信息，則可以越好地操作工廠。然而，使用更多儀器的一個障礙在于總安裝成本。這些成本包括與更多測量設備的使用相關聯的購買價格、安裝成本和系統整合成本。如果可以降低這些成本，則用戶可以承擔更多儀器。

并且，在如今的過程工廠中使用和安裝的大部分傳感器本質上是侵入式的，因為這些傳感器必須使它們的一些元件被物理地設置在、連接到或者接觸表現出將被傳感器測量的物理現象的過程流體或其他過程元素。就這點而言，在許多工廠情況中，當構造或安裝工廠設備時，僅足夠地安裝過程參數測量設備例如傳感器是實際可行或可能的。在其他情況中，在工廠中的特定點處安裝傳感器可能需要工廠設備的重大成本的重大改造。在其他情況中，不能將傳感器放置在傳感器可以接觸并且因此測量過程流體或過程設備的位置處，其中，將要測量該位置處的現象。

為了減輕這些問題并且使得許多情況中的傳感器安裝更容易，已經開發大量非侵入式傳感器，其在無須與表現過程現象或者過程現象將被測量的過程流體或過程設備直接接觸的情況下進行操作以測量過程參數或過程現象。例如，已經開發了溫度傳感器以使用紅外光來檢測器皿、壁或流體的溫度，而無需傳感器與器皿、壁或流體直接接觸。當然，還存在其他類型的非侵入式傳感器。結果，非侵入式傳感器一般更易于安裝并且因此可以降低與過程工廠中添加更多傳感器關聯的安裝成本。

然而，對于所測量的過程變量而言，非侵入式傳感器不幸地往往不如傳統侵入式傳感器一樣準確。因此，雖然使用不需要侵入到過程中而是改為從壓強邊界的外部或者容納器皿的外部做出測量的測量設備可以實質上降低安裝和改造成本，但是利用該非侵入式傳感器做出的測量將使得測量較不準確。該事實將反過來使得測量在多個使用中如對于過程控制目的、維護決策做出目的而言，更受懷疑并且較不期望。