集成到過程控制/安全系統中的在線裝置檢測塊制造方法及圖紙

本發明專利技術為集成到過程控制/安全系統中的在線裝置檢測塊。一種加工廠內的過程控制或安全系統，使用一個或多個檢測塊來影響在過程控制或安全系統中使用的諸如閥門之類的現場裝置內的在線檢測程序的及時和安全操作。這些檢測塊易于實現并且易于放置在過程控制或安全系統中，檢測塊能夠使定期或按要求的現場裝置的檢測能夠被集成到正常的和正在進行操作的過程控制或安全系統中而不會導致調度或連接問題，并且不需要依賴于維護員或其它人員，藉此在過程控制和安全系統中對使用的現場裝置的操作狀態提供較好的監視。這個功能在安全系統中尤其重要，其中當出現不安全的狀況時，可期望及時監視或估測被用于關閉過程的裝置的操作狀態，以便通過實際導致系統關閉的安全系統來確保關閉操作的啟動。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般涉及在加工廠(process plant)中使用的過程控制和安全系統，尤其涉及一種用于在加工廠內控制在線裝置檢測操作的檢測主體。
技術介紹
與在化學、原油或其它處理中所使用的過程控制系統類似，過程控制系統通常包括一個或多個過程控制器，其經由模擬、數字或者組合的模擬/數字總線或無線通信地連 接到至少一個主機或操作工作站并且連接到一個或多個現場裝置。現場裝置可以為例如閥門、閥門定位器、開關和發射器(例如溫度、壓力和流速傳感器)，用于在加工廠中執行諸如打開或關閉閥門以及測量過程參數的功能。過程控制器接收指示由現場裝置做出的過程測量的信號和/或關于現場裝置的其它信息，使用此信息來實現控制程序，并且隨后產生控制信號來控制諸如打開和關閉閥門等的處理操作，所述控制信號通過總線或線被發送至現場裝置。來自現場裝置和控制器的信息通常可用于由操作工作站執行的一個或多個應用以便使得操作者能夠執行與過程有關的任何所期望的功能，諸如配置過程、查看過程的當前狀態，更改過程的操作等等。此外，在許多處理中，還提供一種獨立的安全系統以便檢測加工廠中的重大安全相關問題以及在該廠內自動關閉閥門、取消裝置上的電力，換向流動等等。當在廠內發生可能導致或引起嚴重危險的問題時，諸如溢出有毒化合物、發生爆炸等等。這些安全系統通常具有一個或多個與標準過程控制器分開的獨立控制器，也稱作邏輯解算器(logicsolver)，它們經由安裝在加工廠內的獨立總線或通信線連接至安全現場裝置。邏輯解算器使用安全現場裝置來檢測與重要事件相關的處理條件，諸如可靠的安全開關或停機閥的位置、處理中的溢出或下溢、主要電力產生或控制裝置的操作、以及故障檢測裝置的操作等等，以便檢測在加工廠內的“事件”。當檢測到事件時，安全控制器將采取一些諸如關閉閥門、關閉裝置、取消工廠部分的電力等的動作來限制該事件的有害屬性。一般地，這些動作包括將安全裝置轉換到操作的跳閘或“安全”模式，設計這一模式是用于防止加工廠內的嚴重的或危險的狀況。正確操作過程控制系統和安全系統的重要性在于現場裝置保持操作以便能夠實際地實現使用這些裝置執行的過程控制和安全控制操作。相對于具有粘著趨向的可移動元件并因此不能響應由過程控制或安全系統控制器發送的控制信號而正確操作的閥門和其它現場裝置，這個事實尤其真實。在過去，一般周期性地從處理中移出閥門和其它裝置以離線檢測或者當其仍然連接到過程但過程處于異常的操作狀態時對其進行檢測，例如在生產產品的操作時對其進行檢測。不幸的是，這些離線檢測技術在檢測期間都將阻止過程的操作、消耗大量的時間和人力(移出被檢測的替換閥門和其它裝置尤其如此)并且不能夠按要求地檢測現場裝置，例如什么時候期望啟動這種測試。最近，已研發出一些現場裝置檢測程序以使得諸如閥門此類之現場裝置能夠被在線檢測，也就是在處理的正操作期間。這些在線檢測程序使得能夠在測試期間不從處理中移出裝置和不停止或中斷處理而檢測現場裝置的操作狀況。特別地，某些智能現場裝置(也就是具有板載處理器和存儲器的現場裝置)使在線自診斷檢測能夠被存儲在該裝置的存儲器中并且使得由發送到該裝置的一個或多個命令來啟動檢測。由Fisher ControlsInternational LLC制造的DVC6000 HART閥門裝置就是一個典型閥門裝置，該裝置可以包括在線檢測能力，其中該閥門將經歷一個局部沖程以確定該閥門是否不能動彈或者是否具有一些其它的可以阻止或妨礙該閥門正常操作的可檢測問題。雖然可以使用諸如由Rosemount公司生產和出售的Asset管理軟件此類之維護軟件來啟動這些在線自檢測，但是維護者必須將裝置連接起來并且將特定請求發送到需要啟 動自檢測的裝置。結果，當維護者建立了與該裝置的特定和典型的臨時連接并請求檢測時，只對具有這些在線檢測能力的現場裝置執行檢測，這在維護者(無論什么原因)既不充分地或不在適當時間檢測裝置也不使控制或安全系統知道何時已執行過最后的檢測或者知道檢測結果時，仍將給易損壞的過程控制系統或安全系統留下裝置故障。事實上，在過去還不存在將這些現場裝置的在線檢測能力與過程控制或安全控制程序集成到一起的方法，該過程控制或安全控制程序使用該等裝置來執行處理之內的操作，諸如需要生產產品的操作或者在安全系統中使用的響應危險狀況的檢測而關閉處理的操作。
技術實現思路
一種加工廠內的過程控制或安全系統，使用一個或多個檢測塊來影響在過程控制或安全系統中使用的諸如閥門之類的現場裝置內的在線檢測程序的及時和安全操作。這些易于實現且易于放置在過程控制或安全系統中的檢測塊可以不導致調度或連接問題以及不需要依賴于維護人員或其它人員而使現場裝置的周期性或按需求檢測能夠集成到過程控制或安全系統的正常的和正在進行的操作中，藉此能夠較好地監視在過程控制和安全系統內使用的現場裝置的操作狀態。這些檢測塊也可以監視現場裝置的狀態以檢測該現場裝置的所具有的問題。這個檢測和監視功能在安全系統中尤其重要，其中期望其在出現不安全的狀況時及時地監視或訪問用于關閉處理的裝置的操作的狀態，以便保證由安全系統啟動的關閉能夠導致真正地關閉系統。在一個具體實現中，檢測塊可以存儲在安全或過程控制輸入/輸出裝置中并且設定其從一個或多個其它的過程控制或安全程序或者從諸如操作者的用戶處接受指令，以允許和啟動對諸如閥門此類制之現場裝置進行周期性或按要求的檢測。檢測塊監視該檢測以便確定檢測是否執行，探獲該檢測的結果并可以將這些結果傳回給控制或其它程序，或者傳回給用戶以藉此監視現場裝置的操作狀態。如果檢測顯示出諸如阻塞閥門此類之有故障的狀況，那么接收檢測結果的檢測塊或其它塊可以自動地將警報或通知信號發送給過程控制或安全操作人員，可以停止該處理的操作，或者可以在過程控制或安全系統中以任何期望的方式來使用。作為附加或替換，檢測塊可以監視由現場裝置發送的信號以檢測現場裝置所帶有的問題并且響應檢測的不良的、壞的、異常等等狀態而產生警報或其它信號。附圖說明圖I為具有集成了過程控制系統的安全系統的典型加工廠的結構圖，該集成了過程控制系統的安全系統使用一個或多個檢測塊啟動和監視在加工廠內的現場裝置上執行的或由現場裝置執行的在線自檢測；圖2為圖I集成在過程控制/安全系統中的實例檢測塊的邏輯圖；圖3為圖I和圖2的實例檢測塊的結構圖；和圖4為說明可以與圖3的檢測塊中的狀態機相關的一組狀態的狀態圖。具體實施方式·請參考圖1，加工廠10包括集成了安全系統14(由虛線表示)的過程控制系統12，該安全系統14通常作為安全測量系統(SIS)來操作以監視和超越(override)由過程控制系統12提供的控制，以便最大可能地使加工廠10安全操作。該加工廠10 (也可以稱為過程控制/安全系統10)還包括一個或多個主機工作站、計算機或用戶接口 16(可以為任何類型的個人計算機、工作站，PDA等等)，其可由工廠人員訪問，工廠人員諸如過程控制操作員、維護人員，安全工程師等等人員。在圖I說明的實例中，示出的兩個用戶接口經由通用通信線或總線22連接至兩個獨立的過程控制/安全控制節點18和20并連接至配置數據庫21。可以使用任何期望的基于總線或非總線的硬件，使用任何期望的硬連接或無線通信結構以及使用任何期望的或適當的通信協議來本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用在加工廠中的檢測系統，所述檢測系統包括：多個過程控制和安全系統實體，包括安全模塊、控制模塊、I/O模塊和應用；現場裝置，用于存儲和執行自檢程序；過程控制器；以及與所述控制器相關聯的I/O裝置，該I/O裝置實現用于啟動在所述現場裝置中執行的自檢程序的檢測單元，該檢測單元包括第一通信單元，適于從在與所述現場裝置中存儲和執行的自檢程序相關的加工廠內的所述安全模塊、控制模塊、I/O模塊和包括多個過程控制和安全系統實體的應用中的一個或多個中接收第一通信，并向所述安全模塊、控制模塊、I/O模塊和包括多個過程控制和安全系統實體的應用中的該一個或多個發送第二通信；第二通信單元，適于與所述現場裝置通信以在該現場裝置中啟動自檢程序；以及狀態機，用于響應于經由第一通信單元接收到的第一通信啟動自檢程序，以便經由第二通信單元從所述自檢程序接收檢測結果，并且使用第二通信經由第一通信單元件來提供檢測結果的指示，所述狀態機包括多種狀態，其中所述多種狀態包括與啟動自檢程序相關聯的第一狀態以及與監視自檢程序的結果相關聯的第二狀態，并且所述狀態機將自檢程序的結果提供給所述安全模塊、控制模塊、I/O模塊和包括多個過程控制和安全系統實體的應用之一。...

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：邁克爾G奧特，加里勞，丹尼斯史蒂文森，里亞茲阿里，馬克尼克松，蒂姆福塞特，
申請(專利權)人：費舍柔斯芒特系統股份有限公司，
類型：發明
國別省市：