用于测定和/或监控过程变量的设备制造技术

本发明专利技术涉及用于测定和／或监控过程变量的设备。本发明专利技术的目的是提供低成本、容易操作和可靠的设备，用于测定和／或监控过程变量。创造性的设备包括下列元件：传感器；用于指定至少一个待测定或监控的事件的测量／调整／控制单元（３）；以及存储数据以作为至少一个预定事件的函数的至少一个存储单元（４，５）。传感器、测量／调整／控制单元（３）和存储单元（４、５）形成紧凑单元或自含式现场设备。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于测定和/或监控过程变量的设备。在工业测量技术中，现有的用于测定和/或监控任一过程变量(例如，高度(level)、压力、温度、流速)的测量设备的设计使得只有当前各个测量值被存储起来并且可以得到的。然而，对于诊断、误差检测和预测维护等目的来说，当前测量值的条件信息经常是很不充足的。对于诊断，以及对于隐性故障的检测，有必要将经过一段长时期的测量和/或系统信息记录下来，以便于在需要时能够将其恢复和估算出来。目前，人们只知道在需要时将所谓的数据日志仪连接到合适的测量设备。数据日志仪能够记录经过一段时间的测量数据作为将来的参考。常用的数据日志仪是由，例如，Endress+Hauser Wetzer GmbH+Co.KG提供和出售的。这些数据日志仪用于，例如，设备发生故障时。使用由数据日志仪经过一段时间记录下来的测量和/或系统信息，就可以对设备进行故障诊断。不过，在真正找到故障的原因之前，往往要花去许多时间。如果只是间歇性地发生故障，例如在无规律的间隔情况下，误差检测尤其困难。在这种情况下，在当前测量时期就有可能无法检测到故障，尽管在这期间日志仪记录了测量和/或系统数据。然后，测量设备在记录测量数据期间无误差地运转着；然而，有可能在近期还会再发生故障，并且在极端情况下，甚至通过日志仪再来一次检查，仍然无法检测到该故障。这样，在与测量设备临时相连接的日志仪的帮助下所作的分析，只能增加风险，即，尽管进行许多次检查，仍不能检测得到测量设备间歇发生的故障，进而不能将其排除。因此，现有技术中所使用的方法是不经济的，并且在重要应用中可能会发生危险。重要应用的一个例子，是在装有有害健康的化学制品的容器上安装的溢出警戒装置所发生的间歇性故障。本专利技术的目的是提供低成本、容易操作和可靠的设备，用于测定和/或监控过程变量。实现上述目的的设备，由传感器、用于指定至少一个待测定或监控的事件的测量/调整/控制单元、以及存储数据以作为至少一个预定事件的函数的至少一个存储单元组成。特别地，传感器、测量/调整/控制单元和存储单元形成一个紧凑单元或自身完备的现场设备。由于根据本专利技术的设备连续地记录了测量和系统数据，则任一特定的事件就能够被诊断出来。这样的一个事件，例如，可以是该测量设备的临时性或潜伏性故障。一旦发生了间歇性故障，就能够在记录的数据的基础上可靠地检测和排除这个故障。不过，事件可以是测量值的当前的或时变的表示，下面将要对此进行解释。根据本专利技术对该设备的进一步改进，过程变量为灌装面(filllevel)、压力、流速、温度、密度、传导性或任何其它可测量的物理的或化学的量。待测定或监控的事件，总体来说，是预定的时间间隔或者预定的时间规划。进而再次从总体上说，待测定或监控的事件可以是指定义的测量值条件的获取，或定义的系统或故障条件的获取。在根据本专利技术的设备的优选实施例中，当前测量和/或系统信息和定义的先前时间段中所产生的相应的测量和/或系统信息，都存储于存储单元中。后面所述的测量和/或系统信息因此被称为“历史数据”。为了能够使测量/调整/控制单元与遥控站交换数据，或者与这样的站进行通信，根据本专利技术对该设备的进一步改进，提供了总线系统。任何已知的通信标准均可用于数据交换，诸如Profibus PA标准或现场总线基本标准(Fieldbus Foundation Standard)。特别地，当前数据和历史数据都经由总线被传送到遥控站。在根据本专利技术的设备的另一个优选实施例中，存储历史数据的存储单元被设计成可擦除的紧凑单元。该实施例使得使用同样一个存储单元用于多个测量设备成为可能。根据本专利技术，这样做减少了设备的成本。在紧凑单元中的存储单元可以是，例如，EEPROM，硬盘，或易失性存储设备。根据本专利技术对该设备的进一步改进，测量/调整/控制单元具有相关的接口，其中输入/输出单元或存储历史数据的存储单元选择性地经由该接口与测量/调整/控制单元相连接。本专利技术的这一改进的特别优势在于，可以使用存储单元与许多设备联合来测定和/或监控过程变量。在优选实施例中，测量/调整/控制单元利用存储单元中的历史数据进行故障分析和/或原因分析和/或预防分析，并且使操作人员可以得到分析结果。例如，分析数据被显示在操作人员所在现场的屏幕上。最好是，输出单元被设计成可以提供当前测量数据、中间结果、历史数据和/或分析数据等的像素显示。例如，在利用传播(transit)技术进行高度测试时，当前测量数据以所谓的回波曲线的形式被报告给操作员。回波曲线所体现的是回波信号的幅度，其作为传播时间或传送距离的函数。当然，得自传播技术的当前测量数据的显示也包括得自回波曲线的量的显示。一个例子是数字包络线。典型的回波曲线如图6和图7所示。历史数据的显示的一个有趣的应用，是器皿中所盛介质的高度的暂时变化。当然，通过历史数据来检测和跟踪测量扰动也是可能的。下面将参考附图，详细地解释本专利技术，其中附图说明图1是一个示意图，图示了利用传播技术进行高度测量的设备；图2是一个示意图，图示了根据本专利技术所述的设备的第一实施例；图3是一个示意图，图示了根据本专利技术所述的设备的第二实施例；图4是一个示意图，图示了根据本专利技术所述的设备的第三实施例；图5是一个示意图，图示了根据本专利技术所述的设备的第四实施例；图6图示了从制导测量信号所获得的典型回波曲线；并且图7图示了从自由辐射的测量信号所获得的典型回波曲线。图1从结构上显示了高度测量设备16。高度测量设备16安置在容器12的盖子15的开口14上。为了测定容器12中所盛的介质11的高度，射频测量信号沿着表面波传送线17被传到介质11。一定程式的测量信号为如图1所示的射频脉冲。测量信号产生于信号发生单元18中并且经过耦合单元19耦合到表面波传送线17。从介质11的表面13反射来的回波信号通过耦合单元19被提供给测量/调整/控制单元3。测量/调整/控制单元3根据信号传输时间和容器12的高度，计算出容器12中所盛的介质11的高度。图2从结构上显示了根据本专利技术的设备的第一实施例。测量/调整/控制单元3根据由传感器2，例如，图1所示的高度传感器16，所获得的数据测定当前的测量值，即，容器12中所盛的介质11的当前高度。当前各个测量数据被存储在存储单元4中。经过一定的时期，当前各个测量数据被写入存储单元作为历史数据5，即所谓的历史存储器。在历史数据的基础上，就有可能，例如，针对高度测量设备的短期和长期的故障进行故障诊断或原因分析。进而，历史数据也可用于预测维护目的。在图中所示的实施例中，测量/调整/控制单元3经由总线系统6与远程控制站7相连。传感器2或测量/调整/控制单元3，经由总线系统6与控制站7进行相互通信。输入/输出单元8作为与操作员的接口数据可以从这里读出，新参数也可从这里键入，等等。历史数据可经由测量/调整/控制单元3从历史存储器5中恢复。因此，在如图2所示的实施例中，不需要为历史存储器5提供额外的终端。终端可位于总线系统6的任一点。图2中所示的实施例适合于危险地区使用，这是由于图2中通信被设计成这种用途。然而，在该实施例中产生了特定的缺点，即由于与历史存储器5的通信而额外加载了总线系统6。如果需要加快通信速度，即，如果单位时间内有更多的数据将要经由总线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测定和／或监控过程变量的设备，包括： 传感器； 用于指定至少一个待测定或监控的事件的测量／调整／控制单元（３）；以及 存储数据以作为至少一个预定事件的函数的至少一个存储单元（４，５）， 其中，传感器、测量／调整／控制单元（３）和存储单元（４、５）形成紧凑单元或自含式现场设备。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马西亚斯博尔特，弗兰克埃代马恩，克劳斯潘克拉茨，伯特冯施泰因，迪特曼施坦克，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]