集成到过程控制/安全系统中的在线装置检测块制造方法及图纸

本发明专利技术为集成到过程控制/安全系统中的在线装置检测块。一种加工厂内的过程控制或安全系统，使用一个或多个检测块来影响在过程控制或安全系统中使用的诸如阀门之类的现场装置内的在线检测程序的及时和安全操作。这些检测块易于实现并且易于放置在过程控制或安全系统中，检测块能够使定期或按要求的现场装置的检测能够被集成到正常的和正在进行操作的过程控制或安全系统中而不会导致调度或连接问题，并且不需要依赖于维护员或其它人员，藉此在过程控制和安全系统中对使用的现场装置的操作状态提供较好的监视。这个功能在安全系统中尤其重要，其中当出现不安全的状况时，可期望及时监视或估测被用于关闭过程的装置的操作状态，以便通过实际导致系统关闭的安全系统来确保关闭操作的启动。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及在加工厂(process plant)中使用的过程控制和安全系统，尤其涉及一种用于在加工厂内控制在线装置检测操作的检测主体。
技术介绍
与在化学、原油或其它处理中所使用的过程控制系统类似，过程控制系统通常包括一个或多个过程控制器，其经由模拟、数字或者组合的模拟/数字总线或无线通信地连 接到至少一个主机或操作工作站并且连接到一个或多个现场装置。现场装置可以为例如阀门、阀门定位器、开关和发射器(例如温度、压力和流速传感器)，用于在加工厂中执行诸如打开或关闭阀门以及测量过程参数的功能。过程控制器接收指示由现场装置做出的过程测量的信号和/或关于现场装置的其它信息，使用此信息来实现控制程序，并且随后产生控制信号来控制诸如打开和关闭阀门等的处理操作，所述控制信号通过总线或线被发送至现场装置。来自现场装置和控制器的信息通常可用于由操作工作站执行的一个或多个应用以便使得操作者能够执行与过程有关的任何所期望的功能，诸如配置过程、查看过程的当前状态，更改过程的操作等等。此外，在许多处理中，还提供一种独立的安全系统以便检测加工厂中的重大安全相关问题以及在该厂内自动关闭阀门、取消装置上的电力，换向流动等等。当在厂内发生可能导致或引起严重危险的问题时，诸如溢出有毒化合物、发生爆炸等等。这些安全系统通常具有一个或多个与标准过程控制器分开的独立控制器，也称作逻辑解算器(logicsolver)，它们经由安装在加工厂内的独立总线或通信线连接至安全现场装置。逻辑解算器使用安全现场装置来检测与重要事件相关的处理条件，诸如可靠的安全开关或停机阀的位置、处理中的溢出或下溢、主要电力产生或控制装置的操作、以及故障检测装置的操作等等，以便检测在加工厂内的“事件”。当检测到事件时，安全控制器将采取一些诸如关闭阀门、关闭装置、取消工厂部分的电力等的动作来限制该事件的有害属性。一般地，这些动作包括将安全装置转换到操作的跳闸或“安全”模式，设计这一模式是用于防止加工厂内的严重的或危险的状况。正确操作过程控制系统和安全系统的重要性在于现场装置保持操作以便能够实际地实现使用这些装置执行的过程控制和安全控制操作。相对于具有粘着趋向的可移动元件并因此不能响应由过程控制或安全系统控制器发送的控制信号而正确操作的阀门和其它现场装置，这个事实尤其真实。在过去，一般周期性地从处理中移出阀门和其它装置以离线检测或者当其仍然连接到过程但过程处于异常的操作状态时对其进行检测，例如在生产产品的操作时对其进行检测。不幸的是，这些离线检测技术在检测期间都将阻止过程的操作、消耗大量的时间和人力(移出被检测的替换阀门和其它装置尤其如此)并且不能够按要求地检测现场装置，例如什么时候期望启动这种测试。最近，已研发出一些现场装置检测程序以使得诸如阀门此类之现场装置能够被在线检测，也就是在处理的正操作期间。这些在线检测程序使得能够在测试期间不从处理中移出装置和不停止或中断处理而检测现场装置的操作状况。特别地，某些智能现场装置(也就是具有板载处理器和存储器的现场装置)使在线自诊断检测能够被存储在该装置的存储器中并且使得由发送到该装置的一个或多个命令来启动检测。由Fisher ControlsInternational LLC制造的DVC6000 HART阀门装置就是一个典型阀门装置，该装置可以包括在线检测能力，其中该阀门将经历一个局部冲程以确定该阀门是否不能动弹或者是否具有一些其它的可以阻止或妨碍该阀门正常操作的可检测问题。虽然可以使用诸如由Rosemount公司生产和出售的Asset管理软件此类之维护软件来启动这些在线自检测，但是维护者必须将装置连接起来并且将特定请求发送到需要启 动自检测的装置。结果，当维护者建立了与该装置的特定和典型的临时连接并请求检测时，只对具有这些在线检测能力的现场装置执行检测，这在维护者(无论什么原因)既不充分地或不在适当时间检测装置也不使控制或安全系统知道何时已执行过最后的检测或者知道检测结果时，仍将给易损坏的过程控制系统或安全系统留下装置故障。事实上，在过去还不存在将这些现场装置的在线检测能力与过程控制或安全控制程序集成到一起的方法，该过程控制或安全控制程序使用该等装置来执行处理之内的操作，诸如需要生产产品的操作或者在安全系统中使用的响应危险状况的检测而关闭处理的操作。
技术实现思路
一种加工厂内的过程控制或安全系统，使用一个或多个检测块来影响在过程控制或安全系统中使用的诸如阀门之类的现场装置内的在线检测程序的及时和安全操作。这些易于实现且易于放置在过程控制或安全系统中的检测块可以不导致调度或连接问题以及不需要依赖于维护人员或其它人员而使现场装置的周期性或按需求检测能够集成到过程控制或安全系统的正常的和正在进行的操作中，藉此能够较好地监视在过程控制和安全系统内使用的现场装置的操作状态。这些检测块也可以监视现场装置的状态以检测该现场装置的所具有的问题。这个检测和监视功能在安全系统中尤其重要，其中期望其在出现不安全的状况时及时地监视或访问用于关闭处理的装置的操作的状态，以便保证由安全系统启动的关闭能够导致真正地关闭系统。在一个具体实现中，检测块可以存储在安全或过程控制输入/输出装置中并且设定其从一个或多个其它的过程控制或安全程序或者从诸如操作者的用户处接受指令，以允许和启动对诸如阀门此类制之现场装置进行周期性或按要求的检测。检测块监视该检测以便确定检测是否执行，探获该检测的结果并可以将这些结果传回给控制或其它程序，或者传回给用户以藉此监视现场装置的操作状态。如果检测显示出诸如阻塞阀门此类之有故障的状况，那么接收检测结果的检测块或其它块可以自动地将警报或通知信号发送给过程控制或安全操作人员，可以停止该处理的操作，或者可以在过程控制或安全系统中以任何期望的方式来使用。作为附加或替换，检测块可以监视由现场装置发送的信号以检测现场装置所带有的问题并且响应检测的不良的、坏的、异常等等状态而产生警报或其它信号。附图说明图I为具有集成了过程控制系统的安全系统的典型加工厂的结构图，该集成了过程控制系统的安全系统使用一个或多个检测块启动和监视在加工厂内的现场装置上执行的或由现场装置执行的在线自检测；图2为图I集成在过程控制/安全系统中的实例检测块的逻辑图；图3为图I和图2的实例检测块的结构图；和图4为说明可以与图3的检测块中的状态机相关的一组状态的状态图。具体实施方式·请参考图1，加工厂10包括集成了安全系统14(由虚线表示)的过程控制系统12，该安全系统14通常作为安全测量系统(SIS)来操作以监视和超越(override)由过程控制系统12提供的控制，以便最大可能地使加工厂10安全操作。该加工厂10 (也可以称为过程控制/安全系统10)还包括一个或多个主机工作站、计算机或用户接口 16(可以为任何类型的个人计算机、工作站，PDA等等)，其可由工厂人员访问，工厂人员诸如过程控制操作员、维护人员，安全工程师等等人员。在图I说明的实例中，示出的两个用户接口经由通用通信线或总线22连接至两个独立的过程控制/安全控制节点18和20并连接至配置数据库21。可以使用任何期望的基于总线或非总线的硬件，使用任何期望的硬连接或无线通信结构以及使用任何期望的或适当的通信协议来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在加工厂中的检测系统，所述检测系统包括：多个过程控制和安全系统实体，包括安全模块、控制模块、I/O模块和应用；现场装置，用于存储和执行自检程序；过程控制器；以及与所述控制器相关联的I/O装置，该I/O装置实现用于启动在所述现场装置中执行的自检程序的检测单元，该检测单元包括第一通信单元，适于从在与所述现场装置中存储和执行的自检程序相关的加工厂内的所述安全模块、控制模块、I/O模块和包括多个过程控制和安全系统实体的应用中的一个或多个中接收第一通信，并向所述安全模块、控制模块、I/O模块和包括多个过程控制和安全系统实体的应用中的该一个或多个发送第二通信；第二通信单元，适于与所述现场装置通信以在该现场装置中启动自检程序；以及状态机，用于响应于经由第一通信单元接收到的第一通信启动自检程序，以便经由第二通信单元从所述自检程序接收检测结果，并且使用第二通信经由第一通信单元件来提供检测结果的指示，所述状态机包括多种状态，其中所述多种状态包括与启动自检程序相关联的第一状态以及与监视自检程序的结果相关联的第二状态，并且所述状态机将自检程序的结果提供给所述安全模块、控制模块、I/O模块和包括多个过程控制和安全系统实体的应用之一。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔G奥特，加里劳，丹尼斯史蒂文森，里亚兹阿里，马克尼克松，蒂姆福塞特，
申请(专利权)人：费舍柔斯芒特系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：