[发明专利]过程控制和监测系统中的诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工业过程的过程控制和监测系统的诊断方法。更 具体地，本发明涉及在工业过程中识别部件的磨损或退化的诊断方法。

背景技术

过程控制装置用在工业过程控制系统中以监测和/或控制过程。控制装 置是用于控制所述过程的现场装置，并且包括泵、阀门、致动器、螺线管、 马达、混合器、搅动器、断路器、压碎机、压辊、磨碎机、球磨机、混捏 机、搅拌机、过滤器、旋流器、离心分离机、塔架、干燥器、输送机、 分离器、升降机、起重机、加热器、冷却器和其他。过程变量变送器是现 场装置，其用于测量例如温度、流量、压力、浑浊度、pH值等过程变量。

在执行工业过程期间，用在所述工业过程中或用于控制或监测所述工 业过程的多种部件通过连续的使用倾向于退化。多种诊断技术已经用来在 部件最终失效前识别部件，使得不中断所述过程的正常运转就能够替换所 述部件。

一种用来在失效前替换部件的技术是识别所述部件的正常寿命。然后 所述部件在其预期的寿命期满前能够被更换掉。

发明内容

本发明提供一种用于诊断工业过程的状态的方法和设备，且所述方法 和设备包括获得测出的过程变量。确定与所测出的过程变量的值相关的过 程变量信息。根据所述确定的过程变量信息和与所述测出的过程变量具有 一个值所持续的时间相关的时间信息重新计算直方图信息。根据所计算的 直方图信息诊断所述工业过程的状态。

附图说明

图1是显示可以实现本发明的过程控制系统的简化图；

图2是显示图1中过程现场装置的简化的方框图；

图3是过程变量值随时间变化的图；

图4是时间(总的持续时间)随过程变量值变化的图，其中多个范围 以直方图示出；

图5是磨损比例因子随过程变量值变化的图；

图6是另一个磨损比例因子随流速(英尺/秒)变化的图；

图7是顺着整个有效磨损、有效磨损随过程变量值(对应各个过程变 量范围)变化的直方图的；

图8是根据本发明显示步骤的简化的流程图。

具体实施方式

本发明提供用于根据部件的总寿命识别工业过程部件中的磨损或其 它退化的诊断方法。更具体地，根据部件暴露在不同过程条件中所持续的 时间，增加或减少所预期的部件寿命。根据本发明，监测所述暴露的持续 时间，所述持续时间与量化所述暴露的变量一起用于确定所述部件的预期 寿命的增加或减少。在一个例子中，用比例因子加权所述暴露的持续时间。 一般情况下，制作连续的或离散的直方图，在所述直方图中测出的过程变 量的值与过程变量在那个值或值的范围内所持续的时间相关。作为特定例 子，如果过程流体缓慢地流过管道，所述管道的特定部分会以低的速度磨 损，但随着过程流体的流速增加，磨损速度会增大。此外，在更高流速时， 所述磨损速度实际上会开始下降，因为流动变成了层流。因此，以低流速 或高流速长期运行可能不缩短所述过程管道的寿命，但长期以中等流速使 用会显著缩短寿命。

图1是示出包括连接到过程管道14的过程装置12的过程控制或监测 系统10的简化图。所述过程装置12可以是任何类型的过程装置12，例如 过程变量变送器、控制器或独立的装置。所述装置12通过两金属线过程 控制回路18连接到远程位置，例如过程控制室16。例如，回路18可以包 括4-20mA电流回路，所述4-20mA电流回路也可以用于连接到所述回路 18上的功率器件。根据任何适当的协议可以在回路18上传送数据，例如， 在4到20mA之间变化的模拟电流水平，根据4-20mA电流调制数字信息 的哈特(HART)通信协议、现场总线或Profibus通信协议等，包括无线 通信技术。