过程控制设备特征曲线图的计算机化评估制造技术

要求保护的方法和系统可以从诸如阀之类的过程控制设备测量或接收特征数据，且相对于用户可配置的边界和设置分析所述数据以确定所述控制设备的运行是否存在问题。可以将从先前周期测量的一个或多个特征曲线图显示给用户以帮助用户配置特征边界和设置。要求保护的方法和系统相对于用户配置的边界可以评估当前特征曲线图以确定，除了其它特性外，是否最大或最小摩擦力或转矩阈值被超过、是否执行机构或阀轴的完整性被破坏以及是否阀粘滑发生在公差范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过程控制诊断，尤其涉及过程控制设备的计算机化诊断测试。
技术介绍
现有的过程控制系统可以对诸如阀之类的过程控制设备或过程控制组 件执行周期诊断，以确定这类设备的可操作性和性能。确定过程控制设备的 可操作性可允许更好地安排过程控制设备的维护日程，从而减少故障发生和 停机时间。这可能导致效率、安全以及收入的提高。过程控制系统可以使用 各种传感器和其它的测量设备以观测过程控制设备的特性。例如， 一些现有 的控制系统可以使用数字阀控制器以测量和釆集来自控制阀上的各种传感 器的数据。控制阀所采用的一种诊断是阀特征测试，该测试测量执行机构或执行机 构阀的位置，执行机构或执行机构阀依照诸如执行机构压力或控制信号之类 的阀的输入而打开。特征曲线图的图形表示可以使工厂操作员更容易地注意 或检测阀特性的变化，该变化可以指示装置的降级，因而一些控制系统可以实施诸如密苏里州圣路易斯市的费希尔控制国际公司(St丄ouis， MOFisher Controls International LLC )的AMS ValveLink⑧软件之类的阀维护软件以 显示特征曲线图。 一些可以由阀特征测试确定的阀特性可以包括，但不限于 阀摩擦力、执行机构转矩、死区、关断能力、以及执行机构弹性系数和基准设置。例如，当控制阀是新的时候，为了制定控制阀的性能的基准，可以进行 阀特征测试(例如制造商测试)。本领域技术人员可以理解的是，当针对发起移动所施加的驱动压力而打开或关闭时，阀门特征测试可以记录诸如阀塞之类的可移动元件在控制阀中的行程距离或位置，和/或做出趋势图。随着时间的推移，对控制阀进行后来的阀特征测试，可以针对先前的测试4企查此特征测试的结果，以确定诸如执行机构弹性系数、阀摩擦力或转矩的变化之类的各种特性变化，以确定控制阀的性能或控制是否有降级发生。也就是说，通过叠加特征曲线图，用户能够可视化地比较特定时段的当前性能和过去性能。然而，因为过程控制系统可以包括许多控制阀或其它类似的控制设备，即使能够在中心点采集被测量的特征曲线图数据以用于分析，使操作员单独检测工厂中的每个控制阔或控制设备的特征曲线图也可能花费过多的时间。另外，因为特征曲线图可以在控制阀在线时产生，所以根据特征曲线图确定问题的自动化系统可以帮助减少在阀工作过程中出现的问题。
技术实现思路
要求保护的方法和系统可以采集或接收从过程控制设备获取的过程控制设备特征数据，且相对于用户可配置的边界和设置分析所述数据以确定所述过程控制设备的运行是否存在问题。在一个实施例中，在前特征曲线图被显示给用户以帮助用户配置特性边界和设置。在另一实施例中，通过显示初始的工厂运行特征曲线图或通过选4奪在前周期的曲线图的叠加，用户可以配置用作触发警报的边界和设置。要求保护的方法和系统可以分析涉及控制阀或过程控制设备的部分或全部行程测量结果的特征数据。在一实施例中，评估可以包括针对最大摩擦力或转矩、最小摩擦力或转矩、断开的或破坏的阀轴以及粘滑(stick-slip)发生的特征曲线图边界。在一个实施例中，控制阀的性能与基线(baseline)特征曲线图的相当大的差值可以引起通过(Pass)或故障(Fail)指示。附图说明图1图示说明用于过程控制系统的示例性过程控制设备；图2A图示说明特征曲线图2B图示说明显示上游和下游边界组的特征曲线图；图2C图示说明在多个特征曲线图的叠加上配置上游和下游边界组；图3图示说明用于操作特征曲线图的边界的配置屏幕的图形表现；图4图示说明最大摩擦力/转矩故障的包括边界框和标记故障发生的点的图形表现；图5图示说明最小摩擦力/转矩故障的包括边界框和标记故障发生的点的图形表现；图6图示说明轴完整性故障的包括边界框的图形表现；图7图示说明粘-滑故障的包括边界框和标记故障发生的点的图形表现；及图8图示说明部分行程特征曲线图的图形表现。具体实施例方式尽管下列文本提出多个不同实施例的详细描述，但应当理解的是，该描述的法律范围由本专利最后提出的权利要求书的词语所限定。详细描述将仅作为示例被分析，并且没有描述每个可能的实施例，因为描述每个可能的实施例，即使不是不可能的，也是不切实际的。许多替代实施例能够利用现有技术或本专利申请日之后发展的技术被实施，这仍将落入该权利要求书的范围。用于过程控制系统的控制设备可以包括诸如控制阀、档板或其它可变开度装置之类的过程控制设备，以在过程控制系统中调节或控制液体流量。本领域技术人员应当理解的是，尽管此处描述的示例性实施例是基于气动控制阀，但诸如泵、电动阀、档板等之类的其它过程控制设备也可以被考虑而不违背本专利技术的精神和范围。通常，诸如控制阀组件之类的控制设备可以被放置在管道或导管中，通过使用相连的执行机构和定位器改变诸如阀塞之类的可移动元件在控制阀中的位置以控制液体流量。对控制元件的调节可以;f皮用于改变一些过程条件以维持被选择的流速、压力、液位或温度。控制阀组件通常由诸如来自工厂压缩机的空气之类的被调节的气动液压源来操作。响应于从过程控制系统接收的信号，通过控制液压的定位器或阀控制仪，将该液压引入执行机构(例如用于滑动杆阀的弹簧和薄膜执行机构或用于回转阀的活塞执行机构)。执行机构中的液压的大小确定执行才几构内的弹簧和薄膜或活塞的移动和位置，从而控制与控制阀的可移动元件相连的阀杆的位置。例如，在弹簧和薄膜执行机构中，薄膜必须对偏离的弹簧反向作用，以确定可移动元件(也就是阀塞)在控制阀的入口和出口之间的阀管道内的位置，以改变过程控制系统内的流量。执行机构可以被设计以便通过增加压力室内的液压来增加或减少可移动元件打开的程度(例如，直接动作或反向动作)，在这里假设为前一种情况。图1图示说明用于过程控制系统的一般控制阀组件9。控制阀10可以具有诸如阀杆和阀塞(未示出)之类的可移动元件，它被定位器控制的执行机构11有选择性地确定位置以调节过程流量。本领域技术人员应当理解的是，阀塞可移动元件的位置的指示可以通过位置传感器12来提供，它可以集成于阀控制器16中或者可以是独立的定位器变送器(未示出)。控制阀10在过程控制系统的流通道内生成可变节流孔以控制过程控制系统中的过程物料的流量。通常，过程控制系统可使用变送器14检测过程变量以表现过程特性。过程变量可以被传回指挥加工厂运行的过程控制器15以对过程进行控制。阀控制器16也可以包括执行机构控制信号发生器17,它可以包括例如由其中提供的微型计算机控制的电动气动级(未示出)，它产生来自阀控制器16的输出信号以驱动执行机构11。本领域技术人员应当理解的是，该执行机构可以是电动执行机构(未示出)且该执行机构控制信号发生器可以提供电控制信号以控制或调节电动执行机构的位置。执行机构控制信号发生器17将阀来自控制器16的输出信号转换到将在执行机构11中建立的对应控制值。为了位置输入信息，位置传感器12可以(通过执行机构杆位置)监测才丸行机构11或如虚线所示(通过阀杆)监测控制阀10。运行中，用户在用户过程控制界面18上与控制阀10和过程13交互，该用户过程控制界面18提供命令给负责控制整个过程13的过程控制器15,过程控制器15与工厂中使用的其它控制设备(未示出)通信以进行过程控制。过程控制器15将用户在界面18上提供的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用特征曲线图确定过程控制组件的状态的方法，包括：　接收过程控制组件的第一特征曲线图，其中所述第一特征曲线图在第一周期被测量；　显示所述第一特征曲线图；　接收定义第一边界的输入，其中所述第一边界与所述第一特征曲线图一起 被显示；　在不同于所述第一周期的第二周期测量第二特征曲线图；并且　确定所述第二特征曲线图是否在所述第一边界内。

【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：马赫什加德，迈克尔约翰特韦斯，
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：US[美国]