專利名稱：過程變量變送器的驗證的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量工業(yè)過程中的過程變量的過程變量變 送器。更具體地，本發(fā)明涉及這種過程變量變送器的操作的驗證。
背景技術(shù)：
在工業(yè)過程中，使用過程變量變送器來測量過程變量，如壓力、 溫度、流量等等。這些測量可以用于監(jiān)控工業(yè)過程的操作。在一些配 置中，基于所測量出的過程變量來控制工業(yè)過程。
在一些類型的工業(yè)過程中，如受規(guī)定控制的工業(yè)過程(例如，藥 物或食品制造過程)中，存在要求對過程變量變送器的恰當(dāng)操作進(jìn)行 周期性驗證的規(guī)定。例如，對于測量過程流體的流量的變送器，可以 周期性地要求操作員使已知量的過程流體經(jīng)過流量變送器的傳感器， 并將流量變送器的輸出與實際流量(已知量)進(jìn)行比較。典型地，操 作員手動計算誤差并將數(shù)據(jù)記錄在寫好的日志本中。
用于驗證過程變量變送器操作的另一示例技術(shù)是將變送器的過 程變量輸出與參考過程變量變送器的過程變量輸出進(jìn)行比較。再一次， 必須手動計算誤差并將誤差手動記錄在日志本中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于對過程控制或監(jiān)控系統(tǒng)中的過程變量變送 器的操作進(jìn)行驗證的方法和裝置。使用過程變量變送器來測量過程變 量，以通過將過程變量與參考進(jìn)行比較來驗證過程變量變送器的操作。 將指示過程變量變送器的操作己被驗證的數(shù)據(jù)條目放入數(shù)據(jù)庫中。


圖1是示出了包括可根據(jù)本發(fā)明驗證的過程變量變送器的工業(yè)過
4程控制系統(tǒng)的簡化框圖。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的步驟的簡化框圖。 圖3是示出了測試數(shù)據(jù)條目"被測試儀表"的屏幕截圖。
圖4是示出了測試數(shù)據(jù)條目"設(shè)備"的屏幕截圖。
圖5是示出了測試數(shù)據(jù)條目"參考信息"的屏幕截圖。
圖6是示出了測試數(shù)據(jù)條目"測試流體信息"的屏幕截圖。
圖7是示出了輸入測試數(shù)據(jù)條目的數(shù)據(jù)條目表的屏幕截圖。
圖8是示出了測試數(shù)據(jù)條目"結(jié)果"的屏幕截圖。
圖9是示出了服務(wù)注釋的輸入的屏幕截圖。
圖IO是示出了流量驗證誤差相對于時間的屏幕截圖。
圖11是示出了自動化測試數(shù)據(jù)條目的屏幕截圖。
圖12是示出了示例數(shù)據(jù)庫的配置的屏幕截圖。
圖13是示出了針對特定變送器的檢査追蹤的屏幕截圖。
具體實施例方式
如背景技術(shù)部分所討論的，特定工業(yè)(如藥物和食品以及飲料工 業(yè))要求對過程變量變送器的操作進(jìn)行周期性驗證。這種驗證用于確 保過程變量變送器正在規(guī)范之內(nèi)工作。例如，可以使用"桶測試(bucket test)"來驗證流量變送器正在恰當(dāng)工作。在桶測試中，操作員將已知 量的材料(即，裝滿水的"桶")與過程變量變送器所測量的總值進(jìn)行 比較。本發(fā)明提供了一種用于輔助操作員獲得驗證信息并在數(shù)據(jù)庫中 維護(hù)驗證信息的技術(shù)。這允許隨后對驗證信息進(jìn)行檢索并跟蹤驗證信 息至特定變送器。這提供了變送器在特定時刻被驗證為恰當(dāng)工作的證 據(jù)。
圖1是包括過程變量變送器102的工業(yè)過程控制或監(jiān)控系統(tǒng)100的 簡化框圖，過程變量變送器102通過過程管道104耦合至工業(yè)過程。過 程變量變送器102通過雙線過程控制環(huán)路108耦合至中心位置，如控制 室106。雙線過程控制環(huán)路可以是任何類型的過程控制環(huán)路。示例過程 控制環(huán)路包括依照HART⑧通信標(biāo)準(zhǔn)、FieldBus通信標(biāo)準(zhǔn)、ProfiBus標(biāo) 準(zhǔn)等進(jìn)行操作的過程控制環(huán)路。 一些配置允許僅將單個變送器耦合至過程控制環(huán)路，而其他過程控制環(huán)路可以耦合至多個變送器。在一些 配置中，過程控制環(huán)路還用于對過程變量變送器完全通電。過程控制 環(huán)路也可以采用各種無線技術(shù)。
控制室106包括計算機(jī)系統(tǒng)120，計算機(jī)系統(tǒng)120耦合至輸入/輸出 電路122以與變送器102進(jìn)行通信。計算機(jī)系統(tǒng)120還連接至用戶輸入和 輸出，例如，顯示器124和輸入126 (如鍵盤、鼠標(biāo)等)。數(shù)據(jù)庫130耦 合至計算機(jī)系統(tǒng)120，并且數(shù)據(jù)庫130可以被存儲在例如本地或遠(yuǎn)程永 久性存儲設(shè)備上。數(shù)據(jù)庫130可以采用任何適當(dāng)格式，例如，依照已知 的SQL (結(jié)構(gòu)化査詢語言)技術(shù)。
如更詳細(xì)解釋的，在操作期間，計算機(jī)系統(tǒng)120可以用于對過程 變量變送器102的精確操作進(jìn)行驗證。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的步驟的流程圖200。在框202，該過程 開始，并且在框204，使用過程變量變送器102來測量過程變量。在框 206，將所測量出的過程變量與參考進(jìn)行比較。在框208，基于框206 處的比較步驟，將數(shù)據(jù)條目存儲在圖1所示的數(shù)據(jù)庫130中。該過程在 框210處終止。
圖2所示的步驟可以由圖1所示的計算機(jī)系統(tǒng)120來執(zhí)行，并且可 以例如使用用戶輸入126來發(fā)起。可以在中心位置、遠(yuǎn)程位置、便攜式 設(shè)備處或在其他配置中實現(xiàn)圖l所示的計算機(jī)系統(tǒng)。使用輸入/輸出電 路102，通過過程控制環(huán)路108，來接收來自過程變量變送器102的過程 變量?？梢允褂檬謩蛹夹g(shù)，例如通過提供已知流量并將其與變送器102 輸出的總流量進(jìn)行比較，來確定圖2的框206中使用的參考。在這種配 置中，可以在輸入126上輸入?yún)⒖贾?，計算機(jī)系統(tǒng)120執(zhí)行框208的比較， 將參考輸入與由變送器102提供的過程變量進(jìn)行比較。
在另一示例配置中，由參考變量變送器，例如圖l所示的變送器 140來提供參考206。環(huán)路108和142可以是如圖1所示的分離的環(huán)路，或 者可以包括單個一對線。在這種配置中，不需要使用輸入126來輸入?yún)⒖贾怠?br> 上述配置可以不需要手動記錄，并且可以在手動計算驗證時不引 入誤差?，F(xiàn)在，將這些過程自動化，從而減小人為誤差的可能性。此外，輸入、保存和調(diào)用驗證信息的能力提供了在一些工業(yè)(如藥物和 食品以及飲料制造工業(yè))中使用的驗證過程的可跟蹤性。
可以通過在顯示器124上顯示的、由輸入126控制的圖形用戶界 面，向計算機(jī)系統(tǒng)120輸入數(shù)據(jù)。例如，圖3示出了在手動輸入驗證數(shù) 據(jù)時使用的屏幕截圖(screen dump) 300。在圖3中，在標(biāo)識字段302 中標(biāo)識特定變送器。在字段304中可以選擇變送器的特定單位(imit)。 在圖4(屏幕截圖400)中，可以在字段402處輸入測試設(shè)備的特定類型。 在圖4的示例中，測試設(shè)備是特定類型的伏特計。如圖5所示，在屏幕 截圖500中，輸入關(guān)于參考的信息，該參考是在圖4所示的用戶輸入中 選擇的。特別地，圖5在字段502中提供了對特定單位的選擇。如果該 單位是例如脈沖，則字段504可以用于提供多個脈沖與參考過程變量之 間的關(guān)系。
在圖6的屏幕截圖600中，可以輸入關(guān)于測試流體的信息。在該示 例中，測試流體包括水，在602處的字段中輸入"水"。可以在604處輸 入測試流體的特定條件(溫度和壓力)。在確定圖2所示的步驟206中所 使用的參考時使用該信息。
圖7所示的屏幕截圖700是在輸入?yún)⒖夹畔r使用的。圖7的示例 中存在針對以不同過程變量水平(即，不同流速)運行的3組測試的輸 入。被測試儀表(MUT)讀取過程變量，可以將該過程變量輸入圖7 的表702中，或可以通過圖1所示的雙線過程控制環(huán)路108來傳送該過程 變量。該特定測試中的過程變量值是特定時段上的流量的總量。表702 還包括用于輸入過程變量參考(在這種情況下是脈沖)以及實際參考 過程變量(在這種情況下是加侖每分鐘)的字段。
圖8示出了屏幕截圖800，屏幕截圖800示意了測試數(shù)據(jù)條目結(jié)果。 基于圖7中輸入的數(shù)據(jù)，在欄802中輸出與參考值相比的被測試儀表實 際輸出以及百分比誤差。在表804中，將實際誤差與變送器的可接受限 制進(jìn)行比較。如果變送器處于可接受限制范圍之外，則該單元將不會 通過該特定驗證測試。
圖9是屏幕截圖900，屏幕截圖900示出了用于輸入與驗證過程相 關(guān)的服務(wù)注釋的字段902。如上所述，可以將服務(wù)注釋存儲在數(shù)據(jù)庫中以便以后恢復(fù)。
一旦收集到數(shù)據(jù)，就可以保存數(shù)據(jù)以用于將來參考。
例如，圖io是示出了在一個時間段上收集到的、針對特定流量計的、
最大誤差相對于時間的圖。
盡管未示出，但其他的輸入可以包括例如，與以例如圖之類的 形式表示的驗證數(shù)據(jù)相對于時間有關(guān)的信息。
圖11是屏幕截圖1100，屏幕截圖1100中顯示了來自被測試儀表和 參考儀表的值。盡管可以通過過程控制環(huán)路(例如，過程控制環(huán)路142) 來得到來自參考儀表(例如，圖1所示的變送器140)的數(shù)據(jù)。該參考 儀表可以用于驗證被測試儀表的操作，例如通過提供關(guān)于圖8所示的通 過/失敗指示。
一旦確定了驗證數(shù)據(jù)，就將驗證數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫130中。數(shù)據(jù) 庫130可以是本地數(shù)據(jù)庫，或者可以位于遠(yuǎn)程位置。圖12是這種數(shù)據(jù)庫 1200的簡化圖，其中，TAG條目用于標(biāo)識特定過程變量變送器。數(shù)據(jù) 庫條目還包括驗證信息，例如，通過/失敗信息和/或在驗證過程中產(chǎn) 生的特定值。其他示例條目包括驗證日期、用于標(biāo)識對信息進(jìn)行驗證 的操作員的信息、被測試的變送器的位置、測試的位置或定向、或任 何其他相關(guān)或所需信息。在一個配置中，以防止篡改的方式來保護(hù)所 存儲的數(shù)據(jù)庫。這允許隨后對數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)并將該數(shù)據(jù)用作已對特定 變送器的操作進(jìn)行了驗證的證據(jù)。例如，圖13是示出了特定變送器(標(biāo) 識為ftFT305)的檢查追蹤的屏幕截圖，示出了驗證日期和時間、用戶、 特定事件和測試原因的結(jié)果。
盡管以上描述針對測量流量的過程變量變送器的驗證，但可以對 任何類型的過程變量變送器進(jìn)行驗證。其他示例包括溫度、電平、壓 力等。
盡管己經(jīng)參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn) 識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以做出形式和細(xì)節(jié) 上的改變。在另一示例配置中，圖4所示的測試數(shù)據(jù)條目"設(shè)備"可以 是另一變送器，例如，參考變送器。
8
權(quán)利要求
1.一種用于對過程控制或監(jiān)控系統(tǒng)中的過程變量變送器的操作進(jìn)行驗證的方法，包括使用過程變量變送器來測量過程變量；通過將所述過程變量與參考進(jìn)行比較，來驗證所述過程變量變送器的操作；以及基于驗證步驟，將指示所述過程變量變送器的操作已被驗證的數(shù)據(jù)條目放入數(shù)據(jù)庫中。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述參考包括另一過程變量變送器的輸出。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述驗證步驟包括提供通 過/失敗確定。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述參考包括已知的過程變量值。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括通過過程控制環(huán)路來接收與 所述參考相關(guān)的信息。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括通過過程控制環(huán)路來傳送所 述過程變量。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括接收用戶輸入，所述用戶輸 入標(biāo)識所述過程變量變送器。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括接收用戶輸入，所述用戶輸 入標(biāo)識所述過程變量。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，輸入包括單位。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括從用戶接收與所述參考相關(guān) 的信息。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述信息包括所述參考的 單位。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括從用戶接收使所述過程變量 與所述參考相關(guān)的信息。
13. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括從用戶接收與測試流體相關(guān) 的信息。
14. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)條目包括對所述過 程變量變送器進(jìn)行標(biāo)識的信息。
15. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)條目包括與所述驗 證步驟的日期相關(guān)的信息。
16. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括保護(hù)日期條目免遭篡改。
17. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括恢復(fù)所述數(shù)據(jù)條目。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，包括證明所述驗證步驟是基于 恢復(fù)步驟來執(zhí)行的。
19. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述驗證步驟包括對所述 過程變量變送器的百分比誤差進(jìn)行計算。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，包括將所計算出的百分比放入 所述數(shù)據(jù)庫中。
21. —種計算機(jī)系統(tǒng)，包括被配置為實現(xiàn)如權(quán)利要求l所述的方法 的軟件。
22. 如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述計算機(jī)系統(tǒng)耦合至雙 線過程控制環(huán)路。
23. 如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述計算機(jī)系統(tǒng)包括用戶 輸入。
24. 如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述計算機(jī)系統(tǒng)包括顯示器。
25. 如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述計算機(jī)系統(tǒng)包括用于 存儲所述數(shù)據(jù)庫的存儲器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于對過程控制或監(jiān)控系統(tǒng)(100)中的過程變量變送器的操作進(jìn)行驗證的方法和裝置。使用過程變量變送器(102)來測量過程變量，以通過將過程變量與參考進(jìn)行比較來驗證過程變量變送器(102)的操作。將指示過程變量變送器(102)的操作已被驗證的數(shù)據(jù)條目放入數(shù)據(jù)庫(130)中。
文檔編號G01D18/00GK101600944SQ200880002858
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者帕特里克·M·多布羅夫斯基, 沃爾特·H·西格特曼斯 申請人:費希爾-羅斯蒙德系統(tǒng)公司