具有基于振动的诊断的过程装置制造方法及图纸

工业过程控制或监控系统中使用的过程装置（１２）被构造为与过程联接。振动传感器（８０）被构造为传感振动（７０）。诊断电路（８２）基于传感的振动提供诊断输出。

Process device with vibration based diagnostics

A process device (12) used in an industrial process control or monitoring system; configured to be coupled with a process. A vibration sensor (80) is configured as a sensing vibration (70). A diagnostic circuit (82) provides diagnostic outputs based on sensing vibrations.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于工业过程的设备的诊断。更具体地讲，本专利技术涉及执行诊断的过程装置。
技术介绍
过程(工艺)装置用于工业过程控制系统中以控制、测量或监控过程。控制装置是用于控制过程的过程装置，并且包括泵；阀；致动器；电磁线圈；电机；混合器；搅拌器；破碎机；轧碎机；滚筒；磨粉机；球磨机；揉面机；搅拌器；过滤器；旋风机；离心分离机；牵引机；干燥机；传送机；离析器；升降机；卷扬机；加热器；冷却器；或其它。阀控制器包括阀致动器，该阀致动器与用于控制过程流体流量的阀联接(耦合)。泵控制器包括与泵相连的电机控制器或致动器。其它过程装置包括可测量诸如压力、温度、流量等物理参数的发射器。过程装置诊断能够用于识别故障过程装置，或预测该设备或另一过程元件中即将出现的的故障。诸如过程(process)(工艺)管道系统的过程(工艺)设备的振动对工业过程具有破坏性，并且能够导致对工厂的管道系统、仪器和其它元件的损坏。例如，在正常的过程操作期间，振动通过多种来源产生。所述振动被传送到用在过程中的元件。随着时间的过去，这些振动能够导致元件性能下降和元件最终失效。传感振动是用于对过程装置进行诊断的已知方法。直接放置在过程装置上的诸如加速计的振动传感器能够用于传感设备产生的振动噪声信号。通过识别超过振幅阈值或具有异常频率的振动，隔离和评估指示实际或即将发生故障或性能降低的振动。例如，传感器被放置在泵或电机外壳、排放阀或与过程装置相关联的凸缘(法兰)上。另一种已知诊断方法是人工检查，其中操作人员倾听来自控制装置的异常声响。探测有害的振动能够允许受损过程装置在其最终失效(失灵)前被更换。类似地，振动能够用于探测设备操作中的失常，或对设备的元件中的降级进行补偿。对工业过程控制和监控中用于探测故障元件和已降级或处于故障过程中的元件的改进诊断技术，存在持续的需求。一种这样的技术在2003年7月29日发布的题为“使用过程可变传感器信号的过程装置诊断”的第6,601,005号美国专利中示出，该专利通过参考并入这里。
技术实现思路
工业过程(工艺)控制或监控系统中使用的过程(工艺)装置构造为与过程连接。该设备包括构造为传感振动的振动传感器。这些振动可通过过程联接、安装布置或配线系统接收，并提供传感的振动信号。诊断电路接收传感的振动信号，并响应地提供与过程或过程元件的情况相关的诊断输出。本专利技术还提供了基于传感的振动的诊断过程操作的方法。附图说明图1是包括联接到过程管道系统的过程发射器的工业过程的视图。图2是图1中的过程发射器中的电路和元件的框图。图3是用于实现本专利技术的过程装置的简化框图。具体实施例方式本专利技术提供了一种诊断技术，该诊断技术用于探测过程装置或过程元件的故障或在出现故障或性能降低前预测故障或性能下降。利用本专利技术，过程与/或过程装置中的振动得到监控。振动被探测并用于预测过程装置或过程元件的故障、即将发生的故障或性能降低。图1是包括与过程管道16连接的发射器12的过程控制系统10的视图。如下面讨论的，发射器12是一种类型的过程装置，而本专利技术适用于任何过程装置。发射器12被联接到根据Fieldbus，Profibus或HART标准操作的双线过程控制回路18。然而，本专利技术并不局限于这些标准或双线结构。双线过程控制回路18运行在发射器12和控制室20之间。在其中回路18根据HART协议操作的实施例中，回路18能够承载代表传感的过程变量的电流I。此外，HART协议允许数字信号叠加在经过回路18的电流上，以便数字信息能够被发送到发射器12或从发射器12接收。当根据Fieldbus标准操作时，回路18承载数字信号，并能够联接到诸如其它发射器的多个场设备。本专利技术可适用于用在过程控制环境的任何过程装置。总之，诸如图1中所示的发射器12的过程装置被用于测量、监控或控制过程变量。过程变量典型地是在过程中被控制的主要变量。如这里使用的，过程变量表示描述诸如例如压力、流量、温度、产品级、pH值、浑浊度、振动、位置、电机电流、任何其它过程特征的过程情况的任何变量。控制信号表示用于控制过程的任何信号(除了过程变量)。例如，控制信号表示由控制器调节或用于控制过程的诸如期望温度、压力、流量、产品级、pH或浑浊度等的期望过程变量值(即，设置点)。此外，控制信号表示校正值；报警；报警条件；被提供到控制元件的信号，诸如提供到阀致动器的阀位置信号；提供到加热元件的能量级；电磁线圈开/关信号等；或涉及过程控制的任何其它信号。这里使用的诊断信号包括涉及过程控制回路中的设备和元件的操作的信息，但不包括过程变量或控制信号。例如，诊断信号包括可在系统中探测或测量的阀杆位置、施加的扭矩或力、致动器压力、用于致动阀的加压气体的压力、电压、电流、功率、电阻、电容、传感系数、设备温度、静摩擦、摩擦力、完全开启和关闭(on and off)位置、行程、频率、幅度、频谱和频谱分量、硬度、电场或磁场强度、周期、强度、运动、电机反电动势、电机电流、回路相关参数(诸如控制环电阻、电压或电流)或任何其它参数。此外，过程信号表示诸如例如过程变量、控制信号或诊断信号的涉及过程或过程中的元件的任何信号。过程装置包括形成部分过程控制回路或联接到过程控制回路并用于过程控制或监控的任何设备。如上所述，图1是示出了过程控制系统10的实例的视图，过程控制系统10包括承载过程流体的过程管道系统16和承载回路电流I的双线过程控制回路18。发射器12、诸如致动器、阀、泵、电机或电磁线圈的联接到回路中的最终控制元件的控制器22、通信装置26和控制室22是过程控制回路18的所有部分。应该理解图中示出了一种构造的回路18，并且可以使用诸如4-20mA回路、2，3或4线回路、多站回路和根据HART、Fieldbus或其它数字或模拟通信协议操作的回路的任何适合的过程控制回路。在操作中，发射器12使用传感器21传感诸如流量的过程变量，并在回路18上传送传感的过程变量。该过程变量可被控制器/阀致动器22、通信装置26与/或控制室设备20接收。控制器22被示出为联接到阀24，并且能够通过调节阀24控制该过程，从而改变管16中的流量。通过回路18，控制器22接收来自例如控制室20、发射器12或通信装置26的控制输入，并且响应地调节阀24。在另一实施例中，基于通过回路18接收的过程信号，控制器22内部生成控制信号。通信装置26可以是图1中所示的便携式通信装置，或可以是监控过程并执行计算的永久安装的过程单元。如图1所示，过程装置例如包括发射器12(诸如美国明尼苏达州Chanhassen的Rosemount公司的3051S发射器)、控制器22、通信装置26和控制室20。图1还示出了诊断单元27，并且诊断单元27可包括不单独地用于传感过程变量的诸如这里讨论的振动传感器的传感器。另一种类型的过程装置是使用合适的I/O电路连接到回路的PC(个人计算机)、可编程逻辑单元(PLC)或其它计算机，以允许在回路上监控、管理与/或发射。根据本专利技术，图1中所示的任何过程装置12，20，22，26或27可包括诊断功能。根据本专利技术，物理联接到例如过程管道系统16的工业过程的视图1中所示的任何过程装置能够包括传感振动的传感器。在过程操作期间，振动发生并被传递到过程元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于工业过程控制或监控系统的设备，包括：用于联接到过程的过程装置；将过程装置联接到过程的过程联接；传感振动并且提供传感的振动信号的振动传感器；和位于过程装置中的诊断电路，所述诊断电路被构造为接收传感的振动 信号，并且响应地提供与过程扰动或过程元件的操作相关的诊断输出。

【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：兰迪J朗斯多夫，查德C布卢梅耶，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]