现场设备配置系统技术方案

一种对用于计算过程流体流量类型的现场设备进行配置的系统，该系统包括：流量储存库，包括过程流体列表、流体方程数据、基本元件列表和基本元件方程数据，过程流体列表可以被现场设备使用；方程数据提供与用于计算过程流体的流体参数的流体方程相关的信息，基本元件方程数据提供与用于计算基本元件参数的基本元件方程相关的信息。流量应用程序适于从流量储存库获取数据，并且生成现场设备使用的信息以计算过程流体的流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用于工业过程控制和监测系统的现场设备配置系统。更具体地，本专利技术涉及用于测量工业过程流体的过程变量类型的配置现场设备，包括多变量变送 O
技术介绍
在工业过程自动化技术中，可以使用过程设备(例如过程变量变送器)生成模拟或数字测量信号，模拟或数字测量信号表示工业过程的过程变量。可以将这种过程变送器安装到过程设备(例如，管道、罐、阀和其它过程设备)上，并且可以包括传感器，以产生与诸如压力(包括差压)、温度、液面深度、其它过程变量或它们之间的任意组合之类的过程变量相关的测量数据。然而，典型地，不能直接测量和基于其它过程变量计算一些诸如过程流体的流率之类的过程变量。使用流率作为示例，使用诸如孔板之类的主元件来测量流量。可以测量通过孔板的差压，进而基于所测量的差压计算流率。流率还是过程流体的其它属性的函数， 优选地，测量或计算过程流体的其它属性以更精确地确定流量。例如，一种这样的属性是流体密度，可以根据过程流体的温度和压力来计算流体密度。因此，存在可以在流率确定中使用的大量可能方程。这些方程基于过程流体的成分、用于确定流率的特定技术、在测量中使用的特定基本元件、期望的精确级别，等等。当在工业过程中交付使用(commission)现场设备时，必须将所有的这些方程和配置信息存储在现场设备中。典型地，配置现场设备需要具有高级别技能的技术人员花费大量的时间输入适当的数据。此外，操作人员很难改变特定的现场设备的配置。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于配置现场设备的流量储存库。流量储存库包括用于确定过程流体到的流率的信息。例如，这样的信息包括流体列表，可以被现场设备用来测量过程流体的流量；流体方程数据，提供与在计算过程流体参数中使用的方程相关的信息；基本元件列表，可以用于测量流体流量；以及基本元件方程数据，提供与在计算基本元件参数中使用的方程相关的信息，基本元件参数用于计算过程流体的流量。在一个特定配置中，操作者选择来自流量储存库的数据以用于配置现场设备。将用于实现流量方程的数据加载到现场设备中。在另一特定实施例中，用于配置现场设备的系统包括具有流体类型列表的流量储存库，流体类型列表定义了现场设备可以使用的流体类别；流体组件，流体组件可以用于定义特定的过程流体；方程标识符列表，用于识别流量应用中的方程；以及基本元件列表。系统还包括流量应用程序，适于从流量储存库中获取数据，并且产生图形用户界面 (GUI)，图形用户界面包括与所获取的数据相关的用户可选选项。流量应用程序响应于用户输入来配置现场设备。附图说明图1是包括现场设备的过程控制和监测系统的特定示意性实施例的示意图，现场设备与工业过程耦合，并且与用户设备以通信方式耦合，用户设备具有流量应用程序，并且能访问流量储存库。图2是用于配置特定现场设备的系统的特定示意性实施例的框图；图3是用于配置特定现场设备的系统的另一特定示意性实施例的框图；图4是第一图形用户界面(GUI)的特定示意性实施例的框图，第一图形用户界面可被用户访问以配置用于连接特定现场设备的流量应用程序；图5是第二图形用户界面(GUI)的特定示意性实施例的框图，第二图形用户界面可被用户访问以配置用于连接特定现场设备的流量应用程序；图6是第三图形用户界面(GUI)的特定示意性实施例的框图，第三图形用户界面可被用户访问以配置用于连接特定现场设备的流量应用程序；图7是第四图形用户界面(GUI)的特定示意性实施例的框图，第四图形用户界面可被用户访问以配置用于连接特定现场设备的流量应用程序；图8是第五图形用户界面(GUI)的特定示意性实施例的框图，第五图形用户界面可被用户访问以配置用于连接特定现场设备的流量应用程序；图9是配置特定现场设备方法的特定示意性实施例的流程图；图10是配置特定现场设备方法的另一特定示意性实施例的流程图。具体实施例方式交付使用的现场设备(例如多变量变送器、致动器和其它现场安装的传感器和换能器)可以包括三个主要组件用户、配置软件和特定现场设备。一般地，用户负责选择流体和基本流量元件，指定操作条件，向基本元件提供任意和所有所需尺寸信息。配置软件显示用户可用的流体选项和基本元件选项，收集应用的相关信息，并且计算用于流量算法的系数。可以将流量算法的系数发送到多变量变送器以使用通用算法计算过程参数。使用通用流量计算算法的特有益处在于变送器不需要知道流量计算中涉及的流体类型或基本元件。此外，流量储存库可以存储数据，流量应用程序可以使用数据来计算流体流量信息。更具体地，流量储存库可以包括流体列表和基本元件列表，基本元件可以用于监测流体的流量。此外，流量储存库可以包括与特定方程和基本元件相关的信息，特定方程用于计算每个特定流体的流量信息。在特定实施例中，流量储存库还可以包括常规方程，常规方程可以与特定基本元件或流体相关联，并且被流量应用程序解释，以计算与基本元件或流体相关联的流量信息。根据本专利技术，流量储存库与流量应用程序是分开的。这允许通过更新流量储存库简单地定制或改变如何使用特定流量应用程序来配置特定现场设备的细节问题，而不用重新编译流量应用程序。因此，可以通过提供流量储存库中的适当数据，在多种不同现场设备、多种不同过程流体、基础实施上简单地使用特定流量应用程序。可以使用各种技术来计算过程流体的质量流量(Qm)。在下文的方程中，使用下述定义Qffl =质量流率(Ibm/单位时间，SCF/单位时间)Qv =容积流率(Gal/单位时间，ACF/单位时间)Qe =能量流率(Btu/单位时间，MJ/单位时间)N=单位转换因子Cd =基本元件放电系数(无量纲)Y1 =基本元件气体膨胀因子(无量纲)D=管道直径(英寸)d =基本元件喉部直径(英寸)ρ =流体密度(lbm/ft3)H =热函(Btu/lbm)或发热量(Btu/lbm)表 1一种计算流体流量的简化方法使用以下方程Qjb s & X 方程 1仅当可用的过程变量是差压(DP)时，可以使用方程1。方程1假设在标称条件集合(例如标称压力、差压、温度)下计算常量Ks。在一些实例中，对于过程变量DP特定值范围，方程1可以是精确的。然而，方程1忽略了由于压力和温度的变化而引起的流体密度的任意变化。方程1也忽略了与基本元件相关的项的任意变化，基本元件相关的项包括基本元件放电系数Cd、基本元件喉部直径的改变、作为温度的函数的管道直径、以及基本元件气体膨胀因子Y1。可以使用诸如以下方程之类的部分补偿流量方程来更精确地计算质量流量Qm=Kpxχ 顶方程 2其中，Kp是常量，P是绝对压力，T是温度，DP是差压。当现场设备中压力温度和差压是可用时，可以实现方程2。然而方程2使用了流体密度的理想气体近似，因此不能解决由于压力和温度变化引起的气体密度的所有改变。此外，方程2假设在一组标称条件下计算Kp，并且忽略了与方程中与基本元件相关的项的变化。可以如下实现完全补偿流量方程J2_Qm=NxCdXYlX ^ X 4p X 顶方程 3QE = QmXH方程 4在方程3和4中，如果过程流体的温度、压力和差压是可用的，则可以实时实现所有的术语。如上所述，在流率的计算中使用多种流体特性。这些特性包括流体密度、流体粘度 (μ)、焦耳-汤姆逊系数(μ η)、等熵指数(κ)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种对用于计算过程流体流量类型的现场设备进行配置的系统，所述系统包括：流量储存库，包括：现场设备能够使用的过程流体列表；流体方程数据，提供与用于计算过程流体的流体参数的流体方程相关的信息；基本元件列表；基本元件方程数据，提供与用于计算基本元件参数的基本元件方程相关的信息；以及流量应用程序，适于从流量储存库获取数据并且接收用户数据，用户数据包括与所获取的数据相关的用户可选选项，用户可选选项包括用于选择特定基本元件和特定过程流体的至少一个选项，流量应用程序响应于用户数据，基于选择的流体和相应的流体方程数据以及选择的基本元件和相应的基本元件方程数据，来配置现场设备。

【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：马歇尔·利昂·迈耶，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US