使用加速度计的控制设备诊断制造技术

一种诊断设备被物理地耦合到过程控制系统中的控制设备，并且包括确定所述控制设备的运动或振动何时大于预定界限的加速度计。当检测到该条件时，所述诊断设备的一个或多个其他部件(例如，处理器、通信模块等)被激活，并且使用所激活的部件从所述诊断设备传输遇险信号。因此，所述诊断设备的部件的工作循环被减少并被优化，造成显著的电力节省。实际上，在一些实施例中，能量采集可以足以为所述诊断设备供电。另外，在一些实施例中，所述诊断设备可以不要求部件处理器。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体上涉及诸如阀的过程控制设备，并且具体涉及用来诊断过程控制系统中的过程控制设备的不必要的或过度的移动的方法、系统以及装置。
技术介绍
电子控制器设备(例如，电动气动控制器、可编程控制器、模拟控制电路等)典型地被用于对过程控制设备(在本文中也被可互换地称为“控制设备”或“现场设备”，例如，控制阀、泵、气闸(damper)等)进行控制。这些电子控制器设备引起过程控制设备的规定操作。出于安全、成本效率以及可靠性的目的，许多公知的隔板类或活塞类的气动致动器被用于对过程控制设备进行致动，并且典型地经由电动气动控制器耦合到总体的过程控制系统。电动气动控制器通常被配置为接收一个或多个控制信号并将这些控制信号转换成被提供给气动致动器的压力，以引起耦合到气动致动器的过程控制设备的期望的操作。例如，如果过程控制例程要求气动致动的阀通过较大体积的过程流体，则被施加到与阀相关联的电动气动控制器的控制信号的幅度可以增加(例如，在电动气动控制器被配置为接收4-20毫安(mA)的控制信号的情况下，从10mA至15mA)。电动气动控制器典型地使用由感测或检测气动致动的控制设备的操作响应的反馈感测系统或元件(例如，位置换能器或位置传感器)生成的反馈信号。例如，耦合到控制设备的位置传感器可以测量控制设备的致动器的移动，并且可以通过有线或无线连接向控制设备的控制器提供指示控制设备的位置或状态的反馈。过程控制设备的健康状况和可操作性以及最终的过程系统的性能可以受各种因素的不利影响。对于诸如控制阀组件的控制设备，归因于阀移动或振动，可能出现例如流动和/或部件松动。因此，为了监测控制阀组件和/
或控制阀组件的一个或多个部件的健康状况和/或剩余的使用寿命，可以将诊断设备耦合到控制设备。诊断设备可以针对移动和/或振动来监测对象控制设备，并且在检测到不必要的或过度的移动或振动后，诊断设备可以生成警告或遇险信号，所述警告或遇险信号例如可以被传输到设备的控制器。已知的诊断设备典型地包括用来检测对象控制设备的移动和/或振动的加速度计，以及周期性地或恒定地询问加速度计以获得当前运动和/或振动读数的处理器。这样，已知的诊断设备必须连续地消耗能量来为处理器供电，使得处理器即使在控制设备的运动和/或振动在可接受的限度之内时也可以做出其询问。另外，已知的诊断设备典型地也必须连续地消耗能量来为其他部件供电。
技术实现思路
根据第一示范性方面，一种用于对在过程控制系统中使用的控制设备进行诊断的设备可以包括对所述控制设备的运动做出响应的加速度计。所述加速度计可以被配置为当所述控制设备的所述运动的幅度大于界限时生成信号，其中，所述信号用来激活所述诊断设备的一个或多个部件。例如，所述诊断设备可以包括被配置为基于由所述加速度计生成的所述信号来进行激活的通信模块。额外地，所述通信模块可以被配置为在激活之后传输指示所述控制设备的所述运动的所述幅度大于所述界限的信号。根据第二示范性方面，一种对在过程控制系统中使用的控制设备进行诊断的方法可以包括由耦合到所述控制设备的诊断设备来确定所述控制设备的运动的幅度。所述控制设备例如可以是诸如阀、泵、气闸等的过程控制设备，并且可以由被包括在所述诊断设备中的加速度计来执行对所述控制设备的所述运动的所述幅度的确定。所述方法可以包括当所述控制设备的所述运动的所述幅度大于界限值时使得所述诊断设备的通信模块激活，并且使用所激活的通信模块来使得无线信号从所述诊断设备被以无线方式传输，其中，所述信号指示所述控制设备的所述运动的所述幅度大于所述界限值。根据前述的第一方面或第二方面中的任意一个或多个，用于对过程控制设备进行诊断的设备和/或方法(例如，用于过程控制设备的诊断设备)
还可以包括以下优选形式中的任意一种或多种。在一种优选形式中，所述诊断设备可以包括将所述诊断设备物理地耦合到所述控制设备的连接器。例如，所述连接器可以将所述诊断设备耦合到所述控制设备的杆(stem)或致动器。在另一优选形式中，所述通信模块在激活之前可以处于关机状态、睡眠状态或另一节能状态。在另一优选形式中，所述诊断设备可以包括被可通信地设置在所述加速度计与所述通信模块之间的处理器。所述处理器可以被配置为接收当控制设备运动的幅度大于所述界限或所述界限值时由所述加速度计生成的信号，并且使得所述通信模块基于对由所述加速度计生成的所述信号的接收而激活。在又另一优选形式中，所述加速度计和所述通信模块可以直接通信，或者可以具有直接可通信连接。例如，所述诊断设备可以排除被可通信地设置在所述加速度计与所述通信模块之间的任何处理器。在另一优选形式中，所述诊断设备可以包括能量采集器，并且所述通信模块可以通过使用由所述能量采集器采集到的能量来激活。在其他优选形式中，所述诊断设备可以包括能量存储设备，并且所述通信模块可以通过使用被存储在所述能量存储设备中的能量而激活。在一些配置中，所述能量存储设备可以存储由所述能量采集器采集到的能量。在其他优选形式中，由所述诊断设备的所述通信模块传输的所述信号可以符合无线协议、协议或短程无线协议。在另一优选形式中，所述控制设备可以是阀。在另一优选形式中，所述界限或所述界限值可以是能修改或能配置的。在又另一优选形式中，所述控制设备的所述运动可以是所述控制设备的振动。在优选方法中，确定所述控制设备的所述运动的所述幅度可以包括确定所述控制设备的振动的幅度。在另一优选方法中，使得所述诊断设备的所述通信模块激活可以包括使得所述诊断设备的所述通信模块基于当所述控制设备的所述运动的所述幅度大于所述界限或所述界限值时由所述加速度计生成的信号来激活。在又另一优选方法中，使得所述诊断设备的所述通信模块激活可以包括使得所述通信模块从关机状态、睡眠状态或另一节能状态激活。在其他优选方法中，使得所述无线信号从所述诊断设备被传输可以包括使得所述无线信号从所述诊断设备被传输到以下中的至少一个：所述控制设备的控制器、所述过程控制系统的控制系统主机、或者与所述诊断设备配对的设备，其中，所述配对的设备为以下中的至少一种：(1)被可通信地设置在所述诊断设备与所述控制器之间、或者(2)被可通信地设置在所述诊断设备与所述控制系统主机之间。在另一优选方法中，使得所述信号从所述诊断设备被传输可以包括通过使用无线HART协议、Zigbee协议或短程无线协议来使得所述信号从所述诊断设备被传输。在另一优选方法中，所述方法还可以包括使用被包括在所述诊断设备中或靠近所述诊断设备的能量存储设备中储存的能量来为所述通信模块供电。在又另一优选方法中，所述方法可以包括通过使用以下中的至少一个来对所述能量存储设备充电：太阳能、所述能量存储设备到能量源的暂时连接、从局部振动或移动恢复的能量、或者来自靠近的充电器的感应。在其他优选方法中，确定所述控制设备的所述运动的所述幅度可以包括确定阀的运动的幅度。在另一优选方法中，所述界限或所述界限值可以被存储在所述诊断设备的所述加速度计中，并且所述方法还可以包括修改被存储在所述诊断设备的所述加速度计中的所述界限或所述界限值。附图说明图1是包括用来对过程控制系统的过程控制设备进行诊断的范例诊断设备的范例过程控制系统的方框图；图2是图1的范例诊断设备的详细的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对在过程控制系统中使用的控制设备进行诊断的设备，所述设备包括：加速度计，其对所述控制设备的运动做出响应，并且被配置为当所述控制设备的所述运动的幅度大于界限时生成信号；以及通信模块，其被配置为基于由所述加速度计生成的所述信号来激活，并且被配置为在激活之后传输指示所述控制设备的所述运动的所述幅度大于所述界限的信号。

【技术特征摘要】
2014.08.11 US 14/456,7861.一种用于对在过程控制系统中使用的控制设备进行诊断的设备，所述设备包括：加速度计，其对所述控制设备的运动做出响应，并且被配置为当所述控制设备的所述运动的幅度大于界限时生成信号；以及通信模块，其被配置为基于由所述加速度计生成的所述信号来激活，并且被配置为在激活之后传输指示所述控制设备的所述运动的所述幅度大于所述界限的信号。2.根据权利要求1所述的设备，还包括将所述设备耦合到所述控制设备的杆或致动器的连接器。3.根据权利要求1所述的设备，还包括被可通信地设置在所述加速度计与所述通信模块之间的处理器，并且其中，所述处理器被配置为接收由所述加速度计生成的所述信号，并且使得所述通信模块基于对由所述加速度计生成的所述信号的接收而激活。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述加速度计和所述通信模块直接通信。5.根据权利要求1所述的设备，还包括能量采集器，并且其中，所述通信模块通过使用由所述能量采集器采集到的能量来激活。6.根据权利要求5所述的设备，还包括能量存储设备，并且其中，由所述能量采集器采集到的所述能量被存储在所述能量存储设备中。7.根据权利要求1所述的设备，其中，由所述通信模块传输的所述信号是符合无线协议、协议或短程无线协议的无线信号。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述通信模块在激活之前处于关机状态、睡眠状态或另一节能状态中的一种。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述界限是能配置的。10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制设备的所述运动是所述控制设备的振动。11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制设备是阀。12.一种对在过程控制系统中使用的控制设备进行诊断的方法，所述方法包括：由耦合到所述控制设备的诊断设备的加速度计来确定所述控制设备的运动的幅度；当所述控制设备的所述运动的所述幅度大于界限值时使得所述诊断...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·肯普，D·S·尼古拉斯，M·S·潘瑟，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US