用於診斷現場設備的系統和方法

2023-11-08 11:18:22

用於診斷現場設備的系統和方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於在過程控制系統中的壓強調節器的診斷系統和方法。診斷裝置包括處理器，其可操作地耦合至所述壓強調節器；存儲器，其可操作地耦合至所述處理器；以及傳感器，其可操作地耦合至所述壓強調節器的入口閥、所述壓強調節器的洩放閥和所述處理器。診斷模塊存儲在所述存儲器中，當由所述處理器執行時，所述診斷模塊在用戶接口處呈現診斷工具。
【專利說明】用於診斷現場設備的系統和方法

【技術領域】
[0001] 本公開涉及過程控制系統，更具體地，涉及確定現場設備，諸如壓強調節器和其部 件的完整性水平。

【背景技術】
[0002] 過程控制系統，例如與化工、石油或其它過程中使用的那些過程控制系統類似的 分布式或可擴展過程控制系統，一般包括經由模擬、數字或組合的模擬/數字總線可通信 地耦合到至少一個主機或用戶工作站並且耦合到一個或多個現場設備的一個或多個過程 控制器。現場設備可以包括例如控制閥、閥定位器、調節器、開關和發射器（例如溫度、壓強 和流速傳感器），其執行過程中的功能，如打開或關閉閥以及測量過程參數。過程控制器接 收用於指示由現場設備做出的過程測量的信號和/或關於現場設備的其它信息，並且使用 該信息來實現控制例程以生成控制信號，該控制信號通過總線發送到現場設備以控制過程 的操作。一般使來自現場設備和控制器中的每一個的信息對於由用戶工作站執行的一個或 多個應用可用，以使得操作人員能夠執行關於過程的任意希望的功能，例如查看過程的當 前狀態、修改過程的操作等等。在現場設備故障的情況下，整個過程控制系統的操作狀態可 能受損害。


【發明內容】

[0003] 本公開的一個方面包括用於在過程控制系統中診斷壓強調節器的方法。所述方法 包括：在處理器處接收用於執行診斷應用的請求，其中所述請求從用戶接口初始化，所述用 戶接口通信地耦合至所述過程控制系統。該方法包括響應於接收用於執行診斷應用的請 求，顯示診斷頁面，其中所述診斷頁面包括與診斷工具相關聯的可選擇的項目。該方法接收 對所述可選擇的項目的選擇，並且自動執行與所述診斷工具相關聯的命令。
[0004] 本公開的另一方面包括一種用於控制系統的診斷裝置，所述控制系統具有可操作 地連接至壓強調節器的控制器。所述診斷裝置包括：處理器，其可操作地耦合至所述壓強調 節器；存儲器，其可操作地耦合至所述處理器；傳感器，其可操作地耦合至所述壓強調節器 的入口閥、所述壓強調節器的洩放閥和所述處理器；用戶接口，其可操作地耦合至所述處理 器；以及診斷模塊，其存儲在所述存儲器中，當由所述處理器執行時，所述診斷模塊在所述 用戶接口處呈現診斷工具。
[0005] 本公開的又一方面包括一種有形非暫時性計算機可讀介質，其具有存儲在其上的 指令，當由一個或多個處理器執行時，使得所述一個或多個處理器：顯示消息，其請求確認 壓強調節器的出口埠已經被塞住和隔離；接收確認，其確認所述出口埠已經被塞住和 隔離；發送信號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置成入口閥壓強水平； 監控所述入口閥壓強水平；如果所述入口閥壓強水平在第一時間段內處於或高於入口閥壓 強閾值，則執行第一命令；如果所述入口閥壓強水平在所述第一時間段內低於所述入口閥 壓強閾值，則執行第二命令；發送信號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置 成洩放閥壓強水平；監控所述洩放閥壓強水平；如果所述洩放閥壓強水平在第二時間段內 處於或低於洩放閥壓強閾值，則執行第三命令；以及如果所述洩放閥壓強水平在所述第二 時間段內高於所述洩放閥壓強閾值，則執行第四命令。
[0006] 根據上述創造性的方面，下述的實施例中的任意一個或多個科研包括下述形式中 的任意一個或多個。
[0007] 在一個形式中，所述診斷工具是閥洩漏測試，當其由所述處理器執行時自動測試 壓強調節器的入口閥和/或洩放閥。
[0008] 在另一形式中，所述閥洩漏測試包括：顯示消息，其請求確認所述壓強調節器的出 口埠已經被塞住和隔離·，接收確認，其確認所述出口埠已經被塞住和隔離；發送信號， 以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置成入口閥壓強水平；監控所述入口閥壓 強水平；如果所述入口閥壓強水平在第一時間段內處於或高於入口閥壓強閾值，則經由處 理器執行第一命令；如果所述入口閥壓強水平在所述第一時間段內低於所述入口閥壓強閾 值，則經由處理器執行第二命令；發送信號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強 設置成洩放閥壓強水平。監控所述洩放閥壓強水平，如果所述洩放閥壓強水平在第二時間 段內處於或低於洩放閥壓強閾值，則經由處理器執行第三命令；以及如果所述洩放閥壓強 水平在所述第二時間段內高於所述洩放閥壓強閾值，則經由處理器執行第四命令。
[0009] 在另一形式中，執行第一命令包括發送與所述入口閥相關聯的故障消息。
[0010] 在另一形式中，執行第二命令包括發送與所述入口閥相關聯的批准消息。
[0011] 在另一形式中，執行第三命令包括發送與所述洩放閥相關聯的故障消息。
[0012] 在另一形式中，執行第四命令包括發送與所述洩放閥相關聯的批准消息。
[0013] 在另一形式中，所述第一時間段等於所述第二時間段。
[0014] 在另一形式中，所述第一時間段和/或第二時間段為30秒。
[0015] 在另一形式中，所述入口閥閾值水平比設置的入口閥壓強水平高0. 3psi。
[0016] 在另一形式中，所述洩放閥閾值水平比設置的洩放閥壓強水平低0. 3psi。
[0017] 在另一形式中，所述診斷工具是系統檢驗，當其由所述處理器執行時在所述用戶 接口處自動顯示與所述壓強調節器的運行參數相關的信息。
[0018] 在另一形式中，所述診斷工具是機械調節器洩漏測試，當其由所述處理器執行時 自動顯示用於測試所述壓強調節器的機械調節器的信息。
[0019] 在另一形式中，所述診斷工具是調節程序，當其由所述處理器執行時自動顯示用 於調節所述壓強調節器的信息。
[0020] 在另一形式中，處理器發送與命令相關聯的警報至工作站。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是表示具有根據本公開的原理構造的一個或多個現場設備的過程控制系統 的示意圖。
[0022] 圖2是根據本公開的原理構造的示例性閥調節器的一種形式的橫截面側視圖。
[0023] 圖3是描述用於確定壓強調節器的完整性的示例性針對工具的列表的截屏；
[0024] 圖4是描述與系統檢驗診斷工具相關聯的示例性信息的截屏；
[0025] 圖5是描述與調節器洩漏檢驗診斷工具相關聯的示例性信息的截屏；
[0026] 圖6是描述與調節建議診斷工具相關聯的示例性信息的截屏；
[0027] 圖7A-7C描述在電磁洩漏測試期間提供給用戶的信息的示例性截屏；
[0028] 圖8是示例性電磁洩漏測試的流程圖。

【具體實施方式】
[0029] 本公開涉及提供用於檢驗過程控制系統的現場設備，諸如壓強調節器的診斷工 具。
[0030] 現在參考圖1，示出了根據本公開的一種形式構造的過程控制系統10,其包括與 過程控制器11通信的一個或多個現場設備15、16、17、18、19、20、21、22和71，過程控制器 11又與數據歷史記錄12以及一個或多個用戶工作站13通信，每個用戶工作站13具有用 戶接口 14,例如鍵盤和顯示屏。通過如此配置，控制器11向現場設備15、16、17、18、19、20、 21、 22和71和工作站13傳遞信號並且從現場設備15、16、17、18、19、20、21、22和71和工作 站13接收信號以控制過程控制系統。
[0031] 更具體而言，圖1中所示的形式的過程控制系統10的過程控制器11經由硬線通 信連接並且經由輸入/輸出（I/O)卡26和28連接到現場設備15、16、17、18、19、20、21和 22。 數據歷史記錄器12可以是任意希望類型的數據採集單元，其具有任意希望類型的存儲 器和任意希望或已知的用於存儲數據的軟體、硬體或固件。此外，雖然在圖1中數據歷史 記錄器I 2被示出為獨立的設備，但是其可以改為或另外是一個工作站13或另一個計算設 備（如伺服器）的一部分。控制器11可以例如是由Emerson Process Management銷售的 DeltaV?控制器，其經由可以例如是乙太網連接的通信網絡29可通信地連接到工作站13和 數據歷史記錄12。
[0032]如上所述，控制器11被示出為使用硬線通信方案可通信地連接到現場設備15、 16、Π 、18、19、20、21和22,其中，該硬線通信方案可以包括使用用於實現硬線通信（包括例 如標準4_2〇mA通信和/或使用任意智能通信協議如FOUNDATION?現場總線通信協 議、HART?通信協議等等的任意通信）的任意希望的硬體、軟體和/或固件。現場設備 15、16、17、18、19、20、21和22可以是任意類型的設備，如傳感器、控制閥組件、發射器、定位 器等等，而I/O卡 26和28可以是符合任意希望的通信或控制器協議的任意類型的〗/〇設 備。在圖1所示的實施方式中，現場設備1 5、16、17、18是通過模擬線路向I/O卡26進行通 信的標準4-20mA設備，而數字現場設備 19、2〇、21和22可以是智能設備，如HART?通信 設備和現場總線現場設備，其使用現場總線協議通信通過數字總線向 1/0卡28進行通信。 當然，現場設備15、16、17、18、19、20、21和22可以符合任意其它希望的標準或協議，包括在 未來開發的任意標準或協議。
[0033]另外，圖1中描述的過程控制系統10包括設置在將要控制的工廠中的多個無線現 場設備6〇、61、62、63、64和71。現場設備6〇、61、 62、63、64被描述為發射器（例如過程變 量傳感器），而現場設備71被描述為控制閥組件，其包括例如控制閥和致動器。可以使用 任意希望的無線通信設備（包括硬體、軟體、固件或現在已知的或以後開發的硬體、軟體、 固件的任意組合）在控制器11與現場設備 60、61、62、63、64和71之間建立無線通信。在 圖1所示的形式中，天線 65耦合到發射器60並且專用於執行發射器60的無線通信，而具 有天線67的無線路由器或其它模塊66被輔合到為集中地處理髮射器61、62、63和64的無 線通信。類似地，天線72耦合到控制閥組件71以執行控制閥組件71的無線通信。現場設 備或相關硬體60、61、62、63、64、66和71可以實現由合適的無線通信協議使用的協議棧操 作以經由天線6δ、 67和72接收、解碼、路由、編碼以及發送無線信號，以實現過程控制器11 與發射器60、61、62、63、64和控制閥組件71之間的無線通信。
[0034] 如果需要的話，則發射器60、61、62、63、64可以構成各種過程傳感器（發射器）與 過程控制器11之間的專門鏈路，並且這樣的話，依賴於發射器60、61、62、63、64發送準確的 信號到控制器11，以確保不危及過程性能。通常被稱為過程變量發射器（PVT)的發射器60、 61、 62、63、64因此可以在總體控制過程的控制中扮演重要的角色。另外，作為控制閥組件 71的控制操作的一部分，控制閥組件71可以提供由控制閥組件71內部的傳感器進行的測 量值或者可以提供由控制閥組件71生成或計算的其它數據給控制器11。當然，如已知的， 控制閥組件71還可以接收來自控制器11的控制信號，以影響總體過程中的物理參數，例如 流量。
[0035] 過程控制器11被耦合到一個或多個I/O設備73和74, I/O設備73和74中的每 一個連接到相應的天線75和76,並且這些I/O設備73、74和天線75、76作為發射器/接收 器來操作以經由一個或多個無線通信網絡執行與無線現場設備61、62、63、64和71的無線 通信。可以使用一個或多個已知無線通信協議，例如無線HART?協議、Ember協議、WiFi 協議、IEEE無線標準等等執行現場設備（例如發射器60、61、62、63、64和控制閥組件71)之 間的無線通信。此外，I/O設備73和74可以實施由這些通信協議使用的協議棧操作以經由 天線 75和77接收、解碼、路由、編碼以及發送無線信號，以實施控制器11與發射器60、61、 62、 63、64與控制閥組件71之間的無線通信。
[0036] 如圖1中所示，控制器11通常包括處理器77,其實施或監管存儲在存儲器78中的 一個或多個過程控制例程和/或診斷例程（或它的任意模塊、塊或子例程）。存儲在存儲 器78中的過程控制例程可以包括或者與在過程工廠中實現的控制環路相關。整體而言並 且通常已知，過程控制器11執行一個或多個控制例程和/或診斷例程並且與現場設備15、 16、17、18、19、20、21、22、60、61、62、63、64和71、用戶工作站13以及數據歷史記錄12通信， 以用任意希望的方式控制和/診斷過程或設備。另外，圖1中的現場設備18、22和71中的 每一個被描述為控制閥組件，其可以包括根據本公開的原理構造的智能控制閥致動器，以 用於與過程控制器11進行通信，以助於監視致動器的健康性和完整性。
[0037] 現在參考圖2,為了便於說明，圖1的現場設備71被示為根據本公開的原理構成的 智能調節器組件100。在圖2中，智能調節器組件100包括調節器102、先導設備104和反 饋壓強傳感器106。此外，如將要描述的，圖2描繪了可選的個人計算設備108,其通信地耦 合於先導設備104,以使用戶和先導設備104交互，如下文所述。
[0038] 調節器102包括閥體110和控制組件112。閥體110限定了入口 114、出口 116和 限定座表面120的通道118。控制組件112被支撐在在閥體110內，並且包括可操作地連 接到隔膜組件124的控制元件122。控制元件122能夠在與座表面120密封接合的關閉位 置和遠離座表面120以響應於通過隔膜組件124的壓強變化的打開位置之間移動。如圖所 示，隔膜組件124包括設置在調節器102的閥體110的隔膜空腔128內的隔膜126。隔膜 I26的底表面130與閥體110的出口 116流體連通並且隔膜126的頂表面132經由隔膜空 腔128和閥體110中的先導孔150與先導設備104流體連通。
[0039] 先導設備104包括閥體134、入口閥136、洩放閥138、壓強傳感器140和出口適配 器142。閥體1M限定了入口端144、排放端146和出口端148。如將要描述的，入口端144 適於被連接到用於加載隔膜1況上方的調節器1〇 2的圓頂I52的氣體供應源。如圖所示，入 口閥136鄰近入口端144布置，洩放閥138鄰近排放端146布置，並且出口適配器142從出 口端148延伸並且至閥體110的先導孔150。因此，出口適配器142提供了先導設備104和 調節器102之間的流體連通。壓強傳感器140設置在先導設備104的閥體134內在入口閥 136和洩放（出口）閥138之間的位置。這樣，壓強傳感器140可操作以感測入口閥136和 洩放閥138之間的壓強以及在出口端148、出口適配器142和鄰近隔膜126的頂表面132的 隔膜空腔128中的壓強。隔膜空腔128的這部分也被稱作調節器102的圓頂152。在先導 設備104的一個形式中，入口閥136和洩放閥138可以是電磁閥，例如脈衝寬度調製（PWM) 電磁閥，並且壓強傳感器140可以是壓強變送器。此外，入口閥136、洩放閥138和壓強傳感 器140可通信地耦合於板載控制器154,如下所述，該板載控制器154可以存儲邏輯和/或 指示先導設備104的一些或全部的功能。
[0040] 仍然參照圖2,組件1〇〇的反饋壓強傳感器1〇6包括壓強變送器，其被用於探測在 調節器102的出口 lie的壓強並發送信號到先導設備104,並且更具體地，發送到先導設備 104的板載控制器154。基於由板載控制器1δ4從反饋壓強傳感器106接收到的信號，先導 設備104打開和/或關閉入口閥136和洩放閥138以控制調節器102的圓頂152內的壓強， 其反過來控制控制元件122的位置以及最終控制在調節器102的出口 116的壓強。
[0041] 具體地，在正常操作期間，通過調整在調節器102的圓頂152中的壓強，在調節器 1〇2的出口 lie的壓強被理想地控制並保持著。這是通過先導設備104的操作和反饋壓強 傳感器106來實現的。例如，在一種形式中，反饋壓強傳感器106每隔25毫秒探測在出口 116的壓強並發送信號到先導設備104的板載控制器154。板載控制器154將表示出口 116 的壓強的這個信號和理想的設定點壓強進行比較，並判定出口壓強是小於、等於或大於設 定點壓強。基於此判定，先導設備104操縱入口閥136和洩放閥138中的一個或兩個來調 節圓頂152內的壓強。也就是說，如果所探測的出口壓強低於所希望的設定點壓強時，板載 控制器154致動入口閥136 (例如，指示入口閥136打開並且洩放閥138關閉）。在此配置 中，氣體進入先導設備104的入口端144並增加圓頂152內的壓強，這導致隔膜組件124相 對於圖2的方向向下推動控制元件122,打開調節器102並增加流量，最終增加在出口 116 的壓強。相反，如果由反饋壓強傳感器106所探測的在出口 116的壓強被確定為高於所希 望的設定點壓強，那麼板載控制器154致動洩放閥138 (例如，指示洩放閥138打開並且入 口閥136關閉）。在此配置中，圓頂152中的氣體通過先導設備104的排放端146排出以減 少隔膜126的頂表面132上的壓強。這允許出口壓強相對於圖2中的方向向上推動隔膜組 件124和控制元件122,以關閉調節器102並減小流量，最終減小在出口 116的壓強。
[0042] 基於上面的描述，應當理解的是，先導設備104和反饋壓強傳感器106彼此組合操 作，以間歇地，但經常地，監視在調節器102的出口 116的壓強，並調節圓頂152中的壓強， 直到在出口 116的壓強等於設定點壓強。
[0043]調節器組件100的準確性對於過程控制系統是關鍵的。為了保證調節器組件100 的整體的操作性，可以周期性地實施對調節器組件的診斷檢驗。診斷模塊可以由過程控制 器11板載控制器154的處理器執行來向系統人員提供診斷工具，從而維護調節器組件100 的可操作性。診斷模塊可以存儲在系統1〇的存儲器設備12、78中的任意一個中，或被從遠 程設備下載至系統。當由多個處理器中的一個執行時，診斷模塊可以呈現診斷工具的列表， 其被控制人員使用來在工作站13的用戶接口上顯示。圖3中示例性地示出了示例性頁面 3〇〇,其包括診斷工具302的列表，並且頁面300可以響應於對診斷工具標籤304的選擇來 被呈現，以在工作站13的用戶接口 14處顯示。可用於控制人員的診斷工具302的示例性 列表可以包括：系統檢驗、調節器洩漏檢驗、調節建議312和電磁洩漏檢驗308。
[0044] -旦選擇系統檢驗標籤306,系統檢驗信息可以在工作站13的用戶接口 14處被顯 示給用戶。系統檢驗信息可以以列表或一系列幻燈片的形式被提供。在圖4中示出了幻燈 片/頁面400的示例。系統檢驗信息可以包括對與檢驗供應壓強有關的控制人員的提示； 檢驗系統壓強；部件的配置和/或操作；控制模式設置，例如外部和/或內部反饋；繪圖或 圖形化系統信息；傳感器設置和顯示；以及調節器比率。
[0045] -旦選擇調節器洩漏檢測標籤310,調節器洩漏檢驗信息可以在工作站13的用戶 接口 14處顯示給用戶。調節器洩漏檢驗信息可以以列表或一系列幻燈片的形式被提供。在 圖5中示出了幻燈片/頁面5〇〇的示例。調節器洩漏檢驗信息可以包括域調節器組件的主 閥、排放閥、0-環、圓頂、和空氣致動器有關的可能的洩漏路徑。
[0046] -旦選擇調節建議標籤312,用於調節調機器組件1〇〇的信息可以在工作站13的 用戶接口 14處被顯示給用戶。調節信息可以以列表或一系列幻燈片的形式被提供。在圖6 中示出了幻燈片/頁面600的示例。調節信息可以包括觀察的對於參數和/或設定點變化 的響應；用於選擇參數和/或設定點的指導；和用於實現特定響應的步驟，例如類型、時間、 穩定性、振鈴、過調、偏置/穩定狀態、實施時間、上升時間、反饋、設定點、設定點源、振蕩、 結局、死區、積分、求導、比例、積分、積分最大值、積分最小值和頻率。
[0047] -旦選擇電磁洩漏檢驗308,電磁洩漏測試可以自動地由控制器執行和/或響應 於控制人員來執行。在執行電磁洩漏測試期間，各種信息將出現在工作站的顯示屏上，以關 於測試過程和/或測試結果地提示和/或警告用戶。在圖7A-7C中示出了有關電磁洩漏測 試的示例性信息，並且包括彈出式窗口 700,其通知用戶洩漏測試將開始並且請求確認電磁 是否與過程調節器隔尚；並且彈出式窗口 704指不入口閥測試開始。一些在此未示出的其 他信息可以包括：彈出式窗口，其指示入口閥測試已經批准或故障；彈出式窗口，其指示出 口閥測試開始；彈出式窗口，其指示出口閥測試已經批准或故障。
[0048] 在圖8中示出了能夠由調節器組件的控制器執行的示例性電磁洩漏測試的流程 圖800。來自工作站的用於運行電磁洩漏測試的請求可以在處理器處被接收（塊802)。雖 然電磁洩漏測試可以自動地由一個或多個處理器執行，但是測試也可以被配置為允許用戶 幹預。在電磁洩漏測試期間，入口閥136和洩放閥138可以處於關閉位置，並且可以測試 其中一個閥或兩個閥。為了測試入口閥，從處理器發送信號以清空受控制的出口埠（塊 804)。在清空出口埠之後，與出口埠相關聯的入口閥壓強水平優選接近 0psi。與出口 埠 148相關聯的壓強傳感器監控出口埠的入口閥壓強水平一段時間，例如30秒（塊 806)。受監控的入口閥壓強水平被與入口閥壓強閾值比較（塊808)。如果受監控的入口閥 壓強水平上升至或超過入口閥壓強閾值，則入口閥可能在洩漏（塊810)。入口閥壓強閾值 可以被設置為比在入口閥測試開始時測量的入口閥壓強水平高0· 3psi。如果受監控的入口 閥壓強水平在整個測試期間低於入口閥壓強閾值，則入口閥被視為通過測試（塊812)。一 旦完成入口閥測試，則可以測試洩放閥。從處理器發出信號來填充受控的出口埠值大約 lOOpsi的洩放閥壓強水平（塊814)。與出口埠 148相關聯的壓強傳感器監控洩放閥壓 強水平一段時間，例如30秒（塊816)。出口埠的受監控的洩放閥壓強水平與洩放閥壓強 閾值比較（塊818)，並且當受監控的洩放閥壓強水平下降至或低於洩放閥壓強閾值時，洩 放閥可能在洩漏（塊820)。洩放閥壓強閾值水平可以設置為比在洩放閥測試開始時的洩放 閥壓強水平低0. 3psi。如果受監控的洩放閥壓強水平在整個測試期間高於洩放閥壓強閾 值，則洩放閥被視為通過測試（塊822)。
[0049] 應當理解可以以任意順序實施入口和洩放閥測試中的任意一個或兩個。也即，可 以僅實施入口閥測試，可以僅實施洩放閥測試，或可以實施兩個測試，其中入口閥測試可以 在洩放閥測試之前或之後實施。入口和/或洩放閥測試的結構可以被提供給各個位置處的 用戶。例如，測試結果可以被呈現在工作站13的用戶接口 14處，或計算設備108的顯示屏 上。附加地，測試結果可以經由有線或無線通信被發送至移動計算設備，諸如電話、平板電 腦、筆記本等。
[0050] 通過上述說明顯而易見的是控制人員的產能可以通過利用在此所述的診斷工具 被改善，以評估內閥的完整性。控制人員能夠快速地確定和識別故障和/或性能差的閥，並 且確定控制系統內的其他區域是否將被調查。
[0051] 在整個說明書中，複數情況可以實現組件，操作或結構被描述為一個實例。雖然一 個或多個方法的各個操作被示出和描述為單獨的操作中，一個單獨的或多個操作可以同時 進行，並沒有要求，在示出的順序來執行的操作。結構和功能表現為在示例配置單獨的部件 可以被實現為組合的結構或組件。同樣，結構和功能作為一個單獨的組件可被實現為單獨 的組件。這些和其他變化，修改，添加和改進都落入本主題的範圍內。
[0052] 例如，控制系統10可包括，但不限於，區域網，城域網，廣域網，移動，有線的任意 組合，或無線網絡，專用網絡或虛擬專用網絡。此外，雖然只有兩個工作站都示於圖1，以簡 化並闡明的描述中，應該理解，任何數量的工作站或用戶界面的支持並可以實施。
[0053] 此外，在某些實施例在這裡被描述為包括邏輯或若干組件，模塊或機制。模塊可構 成或軟體模塊（例如，代碼體現在機器可讀介質中或在傳輸信號）或硬體模塊。硬體模塊是 能夠執行某些操作的有形單元和可以被配置或布置在一定的方式進行。在示例實施例中， 一個或多個計算機系統（例如，一個獨立的，客戶端或伺服器計算機系統）或計算機系統 (例如，一個處理器或一組處理器）中的一個或多個硬體模塊可通過軟體（例如，被配置，一 個應用程式或應用程式的一部分）配置為如本文所述的來執行某些操作的硬體模塊。
[0054] 在各種實施例中，硬體模塊可以機械地或電子地實現。例如，硬體模塊可以包括專 用電路或邏輯，其被永久地配置（例如，作為專用處理器，諸如現場可編程門陣列（FPGA)或 者應用程式專用集成電路(ASIC))，以執行特定的操作。一種硬體模塊也可以包括可編程邏 輯或電路（例如，通用處理器或其它可編程處理器內包含），其暫時由軟體配置以執行某些 操作。但應當理解，將硬體模塊機械地，在專用的和永久配置電路實施，或在臨時配置的電 路實施（例如，通過軟體配置）的決定可以由成本和時間的考慮來驅動。
[0055] 因此，術語硬體應該被理解為包含有形實體，無論是在物理上構成一個實體，永久 配置（例如，硬連接），或者臨時配置（例如，編程）操作以某種方式或執行某些操作本文中 所描述。考慮到如下實施例，其中硬體模塊被臨時配置（例如，編程）中，每個硬體模塊不 需要被及時配置或實例化在任何一個實例中。例如，當硬體模塊包括用軟體配置的通用處 理器，通用處理器可以在不同的時間設定為各自不同的硬體模塊。軟體可以相應地配置處 理器，例如，以構成一個特定的硬體模塊在時間的一個實例，並構成不同的硬體模塊在不同 的時間實例。
[0056]硬體和軟體模塊能夠提供信息，並從其他硬體和/或軟體模塊接收信息。因此，所 描述的硬體模塊可以被認為是通信地或可通信地，或可操作地耦接。當多個這樣的硬體或 軟體模塊同時存在時，通信可通過連接硬體或軟體模塊的信號傳輸（例如，過適當的電路 和總線）來實現。在其中多個硬體模塊或軟體在不同的時間配置或實例化的實施方案中， 可以實現這樣的硬體或軟體模塊之間的通信例如，通過存儲器結構中的存儲器和檢索信 息，其中所述多個硬體或軟體模塊訪問存儲器結構。例如，一個硬體或軟體模塊可以執行一 個操作，而操作的輸出存儲在存儲裝置中，該存儲裝置與它通信地耦合。另一個硬體或軟體 模塊可然後，在稍後的時間，存取存儲器裝置中檢索和處理所存儲的輸出。硬體和軟體模塊 也可以發起通信的輸入或輸出設備，並能對資源（例如，信息的集合）進行操作。
[0057] 此處所描述的實施例的方法的各種操作至少部分地由被臨時配置（例如，通過軟 件）或永久地配置的一個或多個處理器來執行，以執行相關操作。不論是暫時或永久地被 配置，這樣的處理器可以構成處理器實現的模塊，其執行一個或多個操作或功能。本文提及 的可能的模塊，在某些示例實施例中，包括處理器實現的模塊。
[0058] 類似地，本文描述的方法或例程可以至少部分地由處理器實現。例如，至少一些的 方法的操作可以由一個或多個處理器或者處理器實現的硬體模塊執行。某些操作的性能可 以在一個或多個處理器，不僅駐留在單個機器中之間分配，但在多臺計算機的部署。在一些 示例實施例中，一個或多個處理器可以位於一個單獨的位置（例如，在一個工廠環境，辦公 室環境中，或作為一個伺服器群），而在其它實施例中，處理器可以分布在多個位置。
[0059] 在一個或多個處理器也可以進行操作以支持在"雲計算"環境中的相關操作的性 能或作為"軟體即服務"(SaaS)。例如，至少一些操作可以由一組計算機（如機器，包括處理 器的例子）執行，這些操作可經由網絡（例如，網際網路）和一個或多個適合的接口（例如， 應用程式接口，API)訪問。
[0060] 某些操作的性能可以在一個或多個處理器，不僅駐留在單個機器中之間分配，而 在多臺計算機之間部署。在一些示例實施例中，所述一個或多個處理器或者處理器實現的 模塊可以位於單一地理位置（例如，在一個工廠或辦公室環境）。在其他示例實施例中，所 述一個或多個處理器或者處理器實現的模塊可以分布在若干地理位置。
[0061] 本說明書中的某些部分可以被以算法或符號的形式呈現，該算法或符號表示作為 比特或二進位數位訊號存儲在機器存儲器（例如，計算機存儲器）中的數據的操作。這些 算法或符號表示是數據處理領域中使用本領域普通技術人員傳達他們的工作實質給其他 本領域技術人員的技術的例子。如本文所用，"算法"或"例程"是自相一致的操作或類似的 處理，其導致期望結果。在這種情況下，算法，例程，以及操作涉及對物理量的物理控制。典 型地，但不是必須的，這些量可採取能夠被存儲，訪問，傳輸，組合，比較或以其他方式由機 器操作的電，磁或光信號的形式。為了方便，有時，主要是為了通用的原因，使用了諸如"數 據"，"內容"，"比特"，"值"，"元素"，"符號"，"特徵"，"數字"，"標號"，等等。這些詞，但是，僅 僅是方便的標記並應與適當的物理量相關聯。
[0062] 除非特別說明，否則本文中使用諸如"處理"，"計算"計算"，"確定，，，"呈現"，"顯 不"等的討論可以指一臺機器的動作或過程（如一臺計算機），該動作或過程控制或轉換以 物理（例如，電子的，磁的，或光學的）數量表示的數據，這些數據位於一個或多個存儲器 (例如，易失性存儲器，非易失性存儲器，或它們的組合），寄存器，或其它機械部件中，這些 機械部件數據接收，存儲，傳輸，或顯示信息。
[0063] 如本文中所使用的任何參考"一個實施例"或"實施例"意味著一個特定的元素， 特徵，結構，或結合該實施例描述的特徵被包括在至少一個實施例。在說明書中各個地方的 "在一個實施例中"的短語的出現不一定全部指的是同一實施例。
[0064] 一些實施例可以使用"耦合"的表達來描述和"連接"以及它們的衍生物。例如， 一些實施例可使用術語"耦合"來表示兩個或多個元件直接物理或電接觸進行說明。然而， 術語"耦合"還可以意味著兩個或更多元件不是相互直接接觸，但仍協作或彼此交互。本實 施例不限於該上下文。
[0065] 如本文所用，術語"包括"，"包含"，"包括"，"包含"，"具有"或其任何其它變型均旨 在涵蓋非排他性的包括。例如，過程，方法，物品或裝置，其包含的元素的列表不一定僅限 於那些要素，而是可以包括未明確列出的其他的元素或所固有的這些過程，方法，物品或裝 置。此外，除非明確相反地說明，"或"是指包含性或，而不是排他性或。例如，條件八或8是 由滿足以下任一操作：A為真（或存在）和B是假（或不存在），A是假（或不存在）和B 為真（或存在），A和B都是真的（或存在）。
[0066]另外，使用"一個"或"一種"來描述本文所述的實施例的元件和組件。這僅僅是 為了方便和得到描述的一般意義。這種描述應被理解為包括一個或至少一個，並且單數也 包括複數，除非很明顯，它是指以其他方式。
[0067]再有，僅用於說明的目的，圖中描繪了為診斷過程控制系統中的現場設備的系統 和方法的優選實施方案。本領域技術人員將容易地從上文的討論中得出在不脫離本文描述 的原理的情況下可以採用在此所述的結構和方法的替代實施例。
[0068]還應當理解，除非一術語在本專利中使用句子"如本文所用，術語，_'特此 被定義為意指......"或者類似的句子，則沒有任何意圖限制本這個術語的含義超出其平 常或普通含義，無論是明示或暗示，並且該術語不應被理解為限於基於本專利的任何部分 作出的任何陳述（除了權利要求）的範圍。在本專利的末尾權利要求中所述的任何術語 是指在本專利中符合單一的意思，也即做到這一點僅為清楚起見，以不使讀者感到混淆，並 且它不意在權利要求中的術語被隱含地或其他方式地限制至該單一的意思。最後，除非權 利要求要素是通過敘述單詞"裝置"，並沒有任何結構的功能定義，它並不意味著任何權利 要求要素的範圍將根據35U_S.C§ 112(f)和/或pre-AIA35U.S.C§ 112中的第六段來被解 釋。
[0069]當然，本文所述的系統，方法，以及技術的和應用優點不局限於僅僅上述例子。通 過使用在此所述的系統，方法和技術可以實現許多其它應用和優點。此外，雖然在上述文本 陳述了眾多不同實施例的詳細描述，但應理解，本專利的範圍由在本專利的末尾的權利要 求書的言辭來限定。詳細描述應被解釋為僅是示例性的，且不描述每一可能的實施例，因為 如果不是不可能的，描述每一可能的實施方案將是不現實的。許多替代的實施例可以被實 施，使用現有技術或本專利的申請日後的技術，而這仍落入權利要求的範圍之內。通過示例 的方式，而非限制，本文的公開內容考慮了至少在以下幾個方面。
[0070] 方面1- 一種用於在過程控制系統中診斷壓強調節器的方法，所述方法包括：在處 理器處接收用於執行診斷應用的請求，所述請求從用戶接口初始化，所述用戶接口通信地 耦合至所述過程控制系統；響應於接收用於執行診斷應用的請求，在所述用戶接口處顯示 診斷頁面，所述診斷頁面包括與診斷工具相關聯的可選擇的項目；在處理器處接收對所述 可選擇的項目的選擇；以及在處理器處自動執行與所述診斷工具相關聯的命令。
[0071] 方面2-根據方面1所述的方法，其中，所述診斷工具是閥洩漏測試，當其由所述處 理器執行時自動測試壓強調節器的入口閥和/或洩放閥。
[0072] 方面3-根據方面1-2中任一項所述的方法，其中，所述閥洩漏測試包括：經由用 戶接口顯示消息，其請求確認所述壓強調節器的出口埠己經被塞住和隔離；經由處理器 接收確認，其確認所述出口埠已經被塞住和隔離；經由處理器發送信號，以將在與所述出 口埠相關聯的位置處的壓強設置成入口閥壓強水平；經由處理器監控所述入口閥壓強水 平；如果所述入口閥壓強水平在第一時間段內處於或高於入口閥壓強閾值，則經由處理器 執行第一命令；如果所述入口閥壓強水平在所述第一時間段內低於所述入口閥壓強閾值， 則經由處理器執行第二命令；經由處理器發送信號，以將在與出口埠相關聯的位置處的 壓強設置成洩放閥壓強水平；經由處理器監控所述洩放閥壓強水平；如果所述洩放閥壓強 水平在第二時間段內處於或低於洩放閥壓強閾值，則經由處理器執行第三命令；以及如果 所述洩放閥壓強水平在所述第二時間段內高於所述洩放閥壓強閾值，則經由處理器執行第 四命令。
[0073] 方面4-根據方面1-3中任一項所述的方法，其中，執行第一命令包括發送與所述 入口閥相關聯的故障消息。
[0074] 方面5-根據方面1-4中任一項所述的方法，其中，執行第二命令包括發送與所述 入口閥相關聯的批准消息。
[0075] 方面6-根據方面1-5中任一項所述的方法，其中，執行第三命令包括發送與所述 洩放閥相關聯的故障消息。
[0076] 方面7-根據方面1-6中任一項所述的方法，其中，執行第四命令包括發送與所述 洩放閥相關聯的批准消息。
[0077] 方面8-根據方面1-7中任一項所述的方法，其中，所述第一時間段等於所述第二 時間段。
[0078] 方面9-根據方面1-8中任一項所述的方法，其中，所述第一時間段為30秒。
[0079] 方面10-根據方面1-9中任一項所述的方法，其中，所述第二時間段為30秒。 [0080] 方面11-根據方面1-10中任一項所述的方法，其中，所述入口閥閾值水平比設置 的入口閥壓強水平高〇· 3psi。
[0081] 方面12-根據方面i-n中任一項所述的方法，其中，所述洩放閥閾值水平比設置 的洩放閥壓強水平低〇.3psi。
[0082] 方面I3-根據方面卜12中任一項所述的方法，其中，所述診斷工具是系統檢驗，當 其由所述處理器執行時在所述用戶接口處自動顯示與所述壓強調節器的運行參數相關的 信息。
[0083] 方面14-根據方面1-13中任一項所述的方法，其中，所述診斷工具是機械調節器 洩漏測試，當其由所述處理器執行時自動顯示用於測試所述壓強調節器的機械調節器的信 息。
[0084] 方面15-根據方面1-14中任一項所述的方法，其中，所述診斷工具是調節程序，當 其由所述處理器執行時自動顯示用於調節所述壓強調節器的信息。
[0085] 方面16--種用於控制系統的診斷裝置，所述控制系統具有可操作地連接至壓 強調節器的控制器，所述診斷裝置包括：處理器，其可操作地耦合至所述壓強調節器；存儲 器，其可操作地耦合至所述處理器；傳感器，其可操作地耦合至所述壓強調節器的入口閥、 所述壓強調節器的洩放閥和所述處理器；用戶接口，其可操作地耦合至所述處理器；以及 診斷模塊，其存儲在所述存儲器中，當由所述處理器執行時，所述診斷模塊在所述用戶接口 處呈現診斷工具。
[0086] 方面17-根據方面16所述的診斷裝置，其中，所述診斷裝置是閥洩漏測試，當其由 所述處理器執行時自動測試所述壓強調節器的入口閥和/或洩放閥。
[0087] 方面18-根據方面16-17中任一項所述的診斷裝置，其中，所述診斷工具是系統檢 驗，當其由所述處理器執行時在所述用戶接口處自動顯示與所述壓強調節器的運行參數相 關的信息。
[0088] 方面19-根據方面16-18中任一項所述的診斷裝置，其中，所述診斷工具是機械調 節器洩漏測試，當其由所述處理器執行時自動顯示用於測試所述壓強調節器的機械調節器 的信息。
[0089] 方面20-根據方面16-19中任一項所述的診斷裝置，其中，所述診斷工具是調節程 序，當其由所述處理器執行時自動顯示用於調節所述壓強調節器的信息。
[0090] 方面21--種有形非暫時性計算機可讀介質，其具有存儲在其上的指令，當由一 個或多個處理器執行時，使得所述一個或多個處理器：顯示消息，其請求確認壓強調節器的 出口埠已經被塞住和隔離；接收確認，其確認所述出口埠已經被塞住和隔離；發送信 號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置成入口閥壓強水平；監控所述入口 閥壓強水平；如果所述入口閥壓強水平在第一時間段內處於或高於入口閥壓強閾值，則執 行第一命令；如果所述入口閥壓強水平在所述第一時間段內低於所述入口閥壓強閾值，則 執行第二命令；發送信號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置成洩放閥壓 強水平；監控所述洩放閥壓強水平；如果所述洩放閥壓強水平在第二時間段內處於或低於 洩放閥壓強閾值，則執行第三命令；以及如果所述洩放閥壓強水平在所述第二時間段內高 於所述洩放閥壓強閾值，則執行第四命令。
[0091] 方面22-根據方面21所述的形非暫時性計算機可讀介質，具有存儲在其上的另一 指令，當由一個或多個處理器執行時，使得所述一個或多個處理器發送與命令相關聯的警 報至工作站。
[0092]雖然在此描述了一些示例性方法、裝置和製造品，但是本專利的覆蓋範圍並不限 於此。相反，本專利覆蓋任何文字上或等同原則下落入所附權利要求的範圍內的所有方法、 裝置和製造品。
【權利要求】
1. 一種用於在過程控制系統中診斷壓強調節器的方法，所述方法包括： 在處理器處接收用於執行診斷應用的請求，所述請求從用戶接口初始化，所述用戶接 口通信地耦合至所述過程控制系統； 響應於接收用於執行診斷應用的請求，在所述用戶接口處顯示診斷頁面，所述診斷頁 面包括與診斷工具相關聯的可選擇的項目； 在處理器處接收對所述可選擇的項目的選擇；以及 在處理器處自動執行與所述診斷工具相關聯的命令。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述診斷工具是閥洩漏測試，當其由所述處理器 執行時自動測試壓強調節器的入口閥和/或洩放閥。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述閥洩漏測試包括： 經由用戶接口顯示消息，其請求確認所述壓強調節器的出口埠已經被塞住和隔離； 經由處理器接收確認，其確認所述出口埠已經被塞住和隔離； 經由處理器發送信號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置成入口閥壓 強水平； 經由處理器監控所述入口閥壓強水平； 如果所述入口閥壓強水平在第一時間段內處於或高於入口閥壓強閾值，則經由處理器 執行第一命令； 如果所述入口閥壓強水平在所述第一時間段內低於所述入口閥壓強閾值，則經由處理 器執行第二命令； 經由處理器發送信號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置成洩放閥壓 強水平； 經由處理器監控所述洩放閥壓強水平； 如果所述洩放閥壓強水平在第二時間段內處於或低於洩放閥壓強閾值，則經由處理器 執行第三命令；以及 如果所述洩放閥壓強水平在所述第二時間段內高於所述洩放閥壓強閾值，則經由處理 器執行第四命令。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，執行第一命令包括發送與所述入口閥相關聯的 故障消息。
5. 根據權利要求3所述的方法，其中，執行第二命令包括發送與所述入口閥相關聯的 批准消息。
6. 根據權利要求3所述的方法，其中，執行第三命令包括發送與所述洩放閥相關聯的 故障消息。
7. 根據權利要求3所述的方法，其中，執行第四命令包括發送與所述洩放閥相關聯的 批准消息。
8. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一時間段等於所述第二時間段。
9. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一時間段為30秒。
10. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述第二時間段為30秒。
11. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述入口閥閾值水平比設置的入口閥壓強水平 尚 〇· 3psi。
12. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述洩放閥閾值水平比設置的洩放閥壓強水平 低 0.3psi。
13. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述診斷工具是系統檢驗，當其由所述處理器 執行時在所述用戶接口處自動顯示與所述壓強調節器的運行參數相關的信息。
14. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述診斷工具是機械調節器洩漏測試，當其由 所述處理器執行時自動顯示用於測試所述壓強調節器的機械調節器的信息。
15. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述診斷工具是調節程序，當其由所述處理器 執行時自動顯示用於調節所述壓強調節器的信息。
16. -種用於控制系統的診斷裝置，所述控制系統具有可操作地連接至壓強調節器的 控制器，所述診斷裝置包括： 處理器，其可操作地耦合至所述壓強調節器； 存儲器，其可操作地耦合至所述處理器； 傳感器，其可操作地耦合至所述壓強調節器的入口閥、所述壓強調節器的洩放閥和所 述處理器； 用戶接口，其可操作地耦合至所述處理器；以及 診斷模塊，其存儲在所述存儲器中，當由所述處理器執行時，所述診斷模塊在所述用戶 接口處呈現診斷工具。
17. 根據權利要求16所述的診斷裝置，其中，所述診斷裝置是閥洩漏測試，當其由所述 處理器執行時自動測試所述壓強調節器的入口閥和/或洩放閥。
18. 根據權利要求16所述的診斷裝置，其中，所述診斷工具是系統檢驗，當其由所述處 理器執行時在所述用戶接口處自動顯示與所述壓強調節器的運行參數相關的信息。
19. 根據權利要求16所述的診斷裝置，其中，所述診斷工具是機械調節器洩漏測試，當 其由所述處理器執行時自動顯示用於測試所述壓強調節器的機械調節器的信息。
20. 根據權利要求16所述的診斷裝置，其中，所述診斷工具是調節程序，當其由所述處 理器執行時自動顯示用於調節所述壓強調節器的信息。
21. -種有形非暫時性計算機可讀介質，其具有存儲在其上的指令，當由一個或多個處 理器執行時，使得所述一個或多個處理器： 顯示消息，其請求確認壓強調節器的出口埠已經被塞住和隔離； 接收確認，其確認所述出口埠已經被塞住和隔離； 發送信號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置成入口閥壓強水平； 監控所述入口閥壓強水平； 如果所述入口閥壓強水平在第一時間段內處於或高於入口閥壓強閾值，則執行第一命 令； 如果所述入口閥壓強水平在所述第一時間段內低於所述入口閥壓強閾值，則執行第二 命令； 發送信號，以將在與所述出口埠相關聯的位置處的壓強設置成洩放閥壓強水平； 監控所述洩放閥壓強水平； _ > 如果所述洩放閥壓強水平在第二時間段內處於或低於洩放閥壓強閾值，則執行第三命 令；以及 如果所述洩放閥壓強水平在所述第二時間段內高於所述洩放閥壓強閾值，則執行第四 命令。
22.根據權利要求21所述的有形非暫時性計算機可讀介質，具有存儲在其上的另一指 令，當由一個或多個處理器執行時，使得所述一個或多個處理器發送與命令相關聯的警報 至工作站。
【文檔編號】G05B23/02GK104216394SQ201410240442
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2013年6月3日
【發明者】L·R·撒拉爾德森, G·C·繆爾, J·A·韋克菲爾德 申請人:泰思康公司