[發明專利]連接監測現場維護工具

有效

• 申請號: 201710610352.2
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107656512B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: C·R·比蒂科費;A·弗古森;C·P·坎茨埃;J·韋斯特布羅克;T·D·勒;A·C·拉塞爾三世;A·R·杜威;M·R·達拉爾;T·M·德普克
• 申請（專利權）人: 費希爾-羅斯蒙特系統公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曹雯

連接到過程控制設備(例如基金會現場總線設備和高速可尋址遠程傳感器設備)的多功能現場維護(FM)工具可以自動地檢測并且同步識別在過程控制工廠中的通信、檢修連接以及供電。通過推薦的檢修步驟指導多功能FM工具的用戶來簡化檢修過程，而同步檢測和校正問題減少了需要維護過程控制設備的工具的數量，減少了破壞的風險以及通過最小化生產停工時間提高效率。

技術領域

本公開內容總體上涉及用于過程控制系統的現場維護工具，更具體地，涉及經優化以在過程控制系統中存在危險狀況的情況下運行的現場維護工具。

背景技術

像在化學、石油過程中使用的那些過程控制系統一樣的過程控制系統通常包括經由模擬、數字或者組合的模擬/數字通信鏈路通信地耦合到至少一個主機或者操作者工作站以及一個或者多個現場設備的一個或者多個過程控制器。

現場設備通常是或者包括致動器、傳感器或者其某種組合。現場設備在過程工廠內執行功能，例如，打開或者關閉閥門以及測量過程參數。示例現場設備包括閥門、閥門定位器、開關、泵和變送器(例如，用于發送經由溫度、壓力或者流量傳感器獲得的測量)。現場設備可以經由無線或者有線鏈路通信地連接到過程控制器和/或其他現場設備，并且可以根據各種協議進行通信。

過程控制器(有時被稱為“控制器”)接收指示由現場設備進行的過程測量的信號和/或與現場設備有關的其他信息，使用該信息來實現控制例程，并且隨后產生控制信號，該控制信號通過總線或者其他通信信道被發送以控制現場設備的操作。當控制器執行一個或者多個控制例程時，控制器基于以下信息向現場設備發送控制信號(即，控制輸出)：(i)一個或者多個接收的控制輸入(例如，指示由現場設備進行的過程測量的一個或多個接收的信號和/或與現場設備有關的其他信息)，以及(ii)一個或者多個控制例程的邏輯。

使用從現場設備和過程控制器收集的信息，操作者或者技術人員可以在操作者工作站上實施執行與該過程相關的任何所需功能的一個或者多個應用，例如，配置過程、查看過程的當前狀態和/或修改過程的操作。

如上所述，現場設備可以被配置為根據各種通信協議與控制器和/或其他現場設備進行通信。在傳統的4-20mA系統中，現場設備通過攜帶指示測量或者控制命令的4-20mA信號的電流回路(例如，一個或者多個導線)與控制器進行通信。例如，液位變送器可以感測罐液位，發送對應于該測量的電流信號(例如，針對0％的4mA信號、針對50％的12mA信號、針對100％的20mA)。控制器接收電流信號，基于電流信號確定罐液位測量，并且基于罐液位測量(例如，打開或者關閉入口閥門)采取某項措施。由于設計的簡單性和有效性，傳統的4-20mA系統在業內頗受歡迎。遺憾的是，傳統的4-20mA電流回路僅可以發送一個特定的過程信號。因此，包括攜帶材料的管道上的控制閥門和流量變送器的裝置可能需要三個單獨的電流回路：一個用于攜帶指示對于閥門的控制指令的4-20mA信號(例如，將閥門移動到60％打開)；第二個用于攜帶指示閥門的實際位置的4-20mA信號(例如，使得控制器知道閥門已經對控制命令做出響應的程度)；第三個用于攜帶指示測量的流量的4-20mA信號。因此，在具有大量現場設備的工廠中的傳統4-20mA裝置可能需要大量布線，這可能是昂貴的并且當設置和維護通信系統時可能導致復雜性。

最近，在過程控制行業內已經存在實現過程控制環境內的數字通信的舉措。例如，高速可尋址遠程變送器協議不僅使用回路電流幅度來發送和接收模擬信號，而且將數字載波信號疊加在電流回路信號上，以實現與智能現場儀器的雙向現場通信。作為另一個示例，FOUNDATION(基金會現場總線)協議在與全數字I/O通信網絡相關聯的雙線總線上提供所有的數字通信。

這些數字通信協議通常使更多的現場設備能夠連接到特定總線，支持現場設備和控制器之間的更多和更快的通信和/或允許現場設備發送更多和不同類型的信息(諸如，與現場設備本身的狀態和配置相關的信息)到過程控制器。此外，這些標準數字協議使得由不同制造商制造的現場設備能夠在同一過程控制網絡內一起使用。