本发明专利技术提供了一种方法和装置，其用于识别故障阀的可能指标。该方法和装置将具有多个过程变量测量值的信号分解成多个分辨率等级。这些过程变量测量值与阀的操作相关。该方法和装置将分辨率等级组合成多个组。该方法和装置利用这些组来识别用于至少其中一些分辨率等级的一个或多个故障指标。所述一个或多个故障指标与该阀中的可能故障相关。
Device and method for identifying possible failure indicators for valves using wavelet decomposition
The present invention provides a method and apparatus for identifying possible indicators of a faulty valve. The method and apparatus decomposes a signal having a plurality of process variable measurements into a plurality of resolution levels. These process variable measurements are related to valve operation. The method and apparatus combine resolution levels into a plurality of groups. The method and apparatus utilize these groups to identify one or more fault indicators for at least some of the resolution levels. The one or more fault indicators are related to possible faults in the valve.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及过程控制系统，具体涉及一种对用于阀的可能故障指标进行识别的装置和方法。背景工艺处理设备通常利用过程控制系统来管理。在其它的功能方面，这些控制系统常用于管理阀在工艺设备中的使用。阀通常控制该工艺装备中的材料流量。示例性的工艺设备包括制造设备、化工设备、原油精炼设备和矿石处理设备。在这些工艺设备中，阀可控制工艺设备中的水、油、盐酸或任何其它材料或附加材料的流量。用于工艺设备的阀时常受到许多问题或故障的困扰。例如，阀可能受到阀滞后或阀粘滞的影响。当阀在某一方向上移动时，控制系统命令阀在相反方向上进行规定量的移动，而阀在相反方向上进行了小于规定量的移动，这时就发生了阀滞后。阀粘滞(stiction)是静摩擦的简称，其指的是对启动运动的阻力。在阀无法对试图调节阀开度的压力作出响应时，就会产生阀粘滞。阀无法作出响应，一直到增加附加压力时为止，这就导致阀开启或关闭超过预期位置。这些或其它故障常常会限制或阻止控制系统利用阀来精确地控制材料的流量。概要本专利技术提供了一种对用于阀的可能故障指标进行识别的装置和方法。在一个方面，本专利技术提供了一种方法、装置和计算机程序，其将具有多个过程变量测量值的信号分解成多个分辨率等级。这些过程变量测量值与阀的操作相关。所述方法、装置和计算机程序将分辨率等级组合成多个组。所述方法、装置和计算机程序利用这些组来识别一个或多个用于至少一些分辨率等级的故障指标。所述一个或多个故障指标与阀中的可能故障相关。具体来说，分解信号包括，执行小波分解，以便在各个分辨率等级下产生小波系数。组合分辨率等级包括，将小波系数组合成组。识别一个或多个故障指标包括，利用小波系数的组来执行奇异性检测。本领域的技术人员从以下附图、描述和权利要求中将很容易地清楚其它的技术特征。附图简介为了更全面地了解本专利技术，现在将结合附图并参考以下详细描述，其中附图说明图1显示了根据本专利技术一个实施例的用于识别故障阀的一个示例系统；图2显示了根据本专利技术一个实施例的用于识别故障阀的示例性变量；图3A和3B显示了根据本专利技术一个实施例的故障阀的示例性指标；图4显示了根据本专利技术一个实施例的故障阀的另外的示例性指标；图5显示了根据本专利技术一个实施例的示例性粘滞图形；图6A至6C显示了根据本专利技术一个实施例的指示阀是否有故障的示例性概率分级；图7显示了一种根据本专利技术一个实施例的用于识别故障阀的示例性方法；和图8显示了一种根据本专利技术一个实施例的用于识别故障阀指标的示例性方法。详细描述图1显示了根据本专利技术一个实施例的用于识别故障阀的一个示例系统100。图1中所示的系统100仅仅用于举例说明。在不脱离本专利技术的范围下，可以使用其它系统。在所示的示例中，一种或多种材料流过管道102，并且通过阀104来控制通过管道102的材料流量。管道102代表能够有助于运输一种或多种材料的任何合适结构。例如，管道102可代表能够有助于运输油、水、盐酸或任何其它材料的钢管或塑料管。阀104控制材料流过管道102的流率。例如，阀104可改变管道102的开度，越大的阀开度就允许越多的材料流过管道102。阀104包括能够对流过管道102的一种或多种材料的流量进行控制的任何结构。在所示的示例中，系统100包括测量装置106、控制器108和阀调节器110。测量装置106监测一个或多个与流过管道102的材料相关的特性。例如，测量装置106可测量流过管道102的材料的流率。测量装置106能够监测流过管道102的材料的任何其它特性或补充特性。测量装置106还输出信号112给控制器108，其中，信号112包括用于对测量装置106所测量结果进行识别的测量值。流率或其它监测特性可称为过程变量，而提供给控制器108的信号112可称为过程变量(PV)信号。测量装置106包括能够对流过管道102的材料的至少一种特性进行测量的任何硬件、软件、固件或它们的组合。控制器108控制阀104在系统100中的开启和关闭。在这个示例性的实施例中，控制器108利用测量装置106所提供的过程变量信号112和设定值(SP)114来控制阀104。设定值114对用于过程变量信号112的预期值进行识别。例如，控制器108可调节阀开度，使得流过管道102的流率保持在或接近于设定值114所指示的水平。利用过程变量信号112和设定值114，控制器108就可产生包含输出值的输出信号(OP)116。输出值指示阀104的开启程度。控制器108包括用于控制阀104操作的任何硬件、软件、固件或它们的组合。作为一具体示例，控制器108可包括一个或多个存储在至少一个存储器中并可由至少一个处理器执行的软件程序。下面将提供控制器108如何控制阀104的另外的细节。阀调节器110使用输出信号116中的数据来调节阀开度，或者允许阀104保持在其当前位置。例如，在一些实施例中，信号116中的输出值可识别阀104所需的相对变化量。在这些实施例中，正值可指示阀104开启得更大些，负值可指示阀104将关闭得更多些，而零值可表示不需要变化。在其它实施例中，信号116中的输出值识别阀104的绝对位置。在这些实施例中，最小值如零可指示阀104将完全关闭，最大值可指示阀104将完全开启，而中间的数值指示阀104将部分地开启。阀调节器110包括能够开启和/或关闭阀104的任何结构。如下面更详细所述，过程变量信号112和/或输出信号116用于识别阀104的可能故障。识别阀104可能故障的能力可在控制器108中、或者在控制器108外部的故障检测器118中实现。故障检测器118包括能够识别阀104中可能故障的任何硬件、软件、固件或其组合。作为一个具体示例，故障检测器118可包括一个或多个存储在至少一个存储器中、并可由至少一个处理器来执行的软件程序。以下的细节将描述控制器108如何处理信息和识别阀104中的可能故障。也可在故障检测器118中实现相同或相似的功能。过程变量信号112和/或输出信号116可用于识别阀104中的一种类型或不同类型的故障。例如，控制器108可识别阀104何时受到阀滞后或阀粘滞的影响。当阀在一个方向上移动(开启或关闭)时，控制器108就命令阀在相反方向上进行规定量的移动，而阀108在相反方向上进行了小于该规定量的移动，这时就产生了阀滞后。当阀104无法对阀调节器110的压力作出响应直至附加压力作用于阀104上时为止，就会产生静摩擦或“粘滞”。在那时，阀104跃迁到比所预期的更大或更小的开度。这些故障就限制或阻止控制器108精确地控制阀104。以下将详细描述如何使用系统100来检测阀104中是否存在粘滞。这仅仅用于举例说明。系统100可采用相同或相似的技术来识别阀104中的其它故障。例如，不论阀104是受到阀滞后或阀粘滞的影响，过程变量信号112和输出信号116的特性都可以是相同或相似的。因此，系统100也可用于识别阀104中的其它故障。虽然图1显示了用于识别故障阀104的一个示例系统100，但是，也可对图1进行各种变化。例如，控制器108能够控制任意数量的阀104的操作。另外，阀104和阀调节器110可形成单个一体式的单元。图2显示了根据本专利技术一个实施例的用于识别故障阀104的示例性变量。具体地说，图2显示了过程变量信号112以及本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，包括：将包括多个过程变量测量值的信号分解成多个分辨率等级，所述过程变量测量值与阀的操作相关；将所述分辨率等级组合成多个组；以及利用所述组来识别用于其中至少一些所述分辨率等级的一个或多个故障指标，所述一个或多 个故障指标与所述阀中的可能故障相关。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：CQ詹，JZ卢，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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