[实用新型]过程现场设备、传感系统和控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业过程的控制，并且具体地，涉及归一化过程动态的过程现场设备、传感系统和控制系统。

背景技术

在过程工厂中，气体和液体被发送通过各种管道和储罐。为了控制工厂的运作，必须监控在工厂的各个部分中的液体和气体的当前状态，以及例如阀和燃烧器之类的受控装置的状态。被监控以确定这些状态的变量统称为过程变量，并且可以包括压力、压差、温度、罐的液位、阀的位置等等。使用产生表示过程变量的电信号的一个或多个传感器来确定这些过程变量。因为过程工厂是动态的，为过程变量产生的电信号也是动态的，而且往往随着时间的推移显著变化。

在过去，滤波已被用于去除或抑制过程信号中的变化。最近，统计过程监控(SPM)已被引入，其中，过程变量的动态被用作过程变量的状态的量度。根据SPM，过程变量信号的中值或平均值可以被确定为代表过程变量本身，而标准偏差或变量系数可以计算出来，以提供过程变量的动态性质的量度。

有些过程变量具有正常变化量或正常标准偏差。当标准偏差增加高于或明显低于标准偏差的正常量时，这可以表示在过程工厂的一部分中的异常情况。例如，如果压差传感器的标准偏差下降，这可以表示堵塞的脉冲管线。

一般是由现场设备内的电子元件，例如定位在过程环境内的传感器、变送器和阀控制器，确定统称为SPM数据的统计值。这些现场设备可以被配置为在SPM的数据超过表示异常操作的阈值时产生警报。这些警报被发送到主机系统，主机系统可以使警报对于操作者可见。可代替地，现场设备可以通过数字通信协议发送SPM数据到主机系统。主机系统可以被配置为当SPM数据跨过多个阈值时产生警报。此外，可以在主机系统处对SPM数据上进行多变量统计分析。

实用新型内容

一种过程现场设备，包括提供表示过程变量的信号的传感器和提供表示该传感器的温度的信号的温度传感器。转换器电路用于将传感器信号转换成传感器值和将温度传感器信号转换成温度值。处理器实现对传感器值进行滤波以生成滤波传感器值，并执行从滤波传感器值计算统计值的统计过程监控指令，其中数字滤波器是随温度变化的，使得该滤波器随着温度值变化而变化。

在上述过程现场设备中，处理器可以通过将温度值应用于一方程式来构造所述数字滤波器，所述方程式是通过将一曲线与多个参数值相拟合确定的，所述多个参数值是为针对多个温度值而构造的多个滤波器确定的。

在上述过程现场设备中，处针对多个温度值构造的所述多个滤波器中的每一个可以被构造成用于产生目标频率响应。

在上述过程现场设备中，处目标频率响应可以包括已被滤波的传感器值的标准偏差的频率响应。

在上述过程现场设备中，处目标频率响应可以包括与模型传感器相关联的频率响应，所述模型传感器在与传感器不同的范围中并且在选定的温度处操作。

在上述过程现场设备中，处所述目标频率响应可以包括在所有温度处都具有恒定频率响应的模型传感器的频率响应。

一种传感系统包括构造滤波器的滤波器构造模块，所述滤波器用于对表示过程变量的传感器值进行滤波，滤波器构造模块基于温度值设定用于滤波器的参数的值，所述温度值表示传感器的产生所述传感器值的温度。

在上述传感系统中，滤波器构造模块可以通过将温度值应用于一方程式来设定用于参数的值，所述方程式是通过将一曲线与多个参数值相拟合确定的，所述多个参数值是为针对多个温度值而构造的多个滤波器确定的。

在上述传感系统中，针对多个温度值构造的所述多个滤波器中的每一个可以被构造成用于产生目标频率响应。

在上述传感系统中，目标频率响应可以包括已被滤波的传感器信号的标准偏差的频率响应，其中传感器信号由在与传感器相同的范围内并且在选定的温度处操作的模型传感器产生。

在上述传感系统中，目标频率响应可以包括已被滤波的传感器信号的标准偏差的频率响应，其中传感器信号由在与传感器不相同的范围内并且在选定的温度处操作的模型传感器产生。

在上述传感系统中，目标频率响应可以包括已被滤波的传感器信号的标准偏差的频率响应，其中传感器信号由在全部温度处都具有恒定频率响应的模型传感器产生。

在进一步的实施例中，一种控制系统包括随温度变化的滤波器，该响应于温度值对一系列传感器值进行滤波以产生滤波后的值。控制系统进一步包括统计过程监控单元，该统计过程监控单元从所述滤波后的值确定统计值，并且在统计值超过阈值时发出警报。