在過程中分析過程設(shè)備的操作的測量系統(tǒng)和過程測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于在過程中分析過程設(shè)備的操作的測量系統(tǒng)和用于過程中的過程測量系統(tǒng)。一種非侵入式傳感器系統(tǒng)包括設(shè)置在過程中以測量不同的輸入過程現(xiàn)象的傳感器陣列以及使用經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛠矸治鰝鞲衅鳒y量值以產(chǎn)生未由該傳感器陣列中的任意一個傳感器直接測量的另一個過程現(xiàn)象的估計值的邏輯單元。該傳感器陣列中的傳感器可以是非侵入式傳感器，該非侵入式傳感器以侵入式或非侵入式的方式測量輸入過程現(xiàn)象但是關(guān)于輸出過程現(xiàn)象是非侵入式的，因為這些傳感器中的任意一個都沒有直接接觸表現(xiàn)該輸出過程現(xiàn)象的過程流體或過程元素。傳感器陣列中的傳感器可以是用于產(chǎn)生過程中的不同或相同位置處的特定過程現(xiàn)象的測量值的任意類型的傳感器。
【專利說明】在過程中分析過程設(shè)備的操作的測量系統(tǒng)和過程測量系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利整體涉及用于采集并且分析過程設(shè)備和控制系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，并且具 體涉及用于實現(xiàn)過程中的增強型非侵入式傳感器系統(tǒng)以用于監(jiān)視、維護和/或控制活動的 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 如在化工、石油或其他過程中使用的那些過程工廠監(jiān)視、維護和控制系統(tǒng)一般包 括一個或多個過程控制器和經(jīng)由模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線可通信地耦接到至少 一個主機或操作員工作站、維護工作站并且耦接到一個或多個現(xiàn)場設(shè)備的輸入/輸出（1/ 〇)設(shè)備?，F(xiàn)場設(shè)備可以是例如閥、閥定位器、開關(guān)和發(fā)射器（例如溫度、壓強和流速傳感 器），其執(zhí)行過程中的過程控制功能，如出于任意原因監(jiān)視過程變量或其他物理現(xiàn)象、執(zhí)行 控制功能如打開或關(guān)閉閥、測量過程變量等等。過程控制器、監(jiān)視和維護應(yīng)用接收用于指示 由現(xiàn)場設(shè)備做出的測量的信號，處理該信息以實現(xiàn)監(jiān)視、控制或維護例程，并且生成控制信 號、維護指令或其他信號，以通過總線或其他通信線路被發(fā)送到操作員或現(xiàn)場設(shè)備，以例如 監(jiān)視過程、控制過程的操作或執(zhí)行維護任務(wù)。這樣，過程控制器、監(jiān)視應(yīng)用和維護應(yīng)用可以 使用現(xiàn)場設(shè)備經(jīng)由總線和/或其他通信鏈路執(zhí)行并且協(xié)調(diào)監(jiān)視、控制和維護策略。類似地， 監(jiān)視和維護應(yīng)用可以認(rèn)識到工廠中的問題并且協(xié)調(diào)工廠中的維護活動，如修理設(shè)備、測試 設(shè)備、檢測執(zhí)行情況較差的設(shè)備、實現(xiàn)校準(zhǔn)和其他維護程序等等。
[0003] 可以使得來自現(xiàn)場設(shè)備和控制器的過程信息對于由操作員或維護工作站（例如 基于處理器的系統(tǒng)）所執(zhí)行的一個或多個應(yīng)用（即軟件例程、程序等等）可用，以使得操作 員或維護人員能夠執(zhí)行關(guān)于過程的希望的功能，如（例如經(jīng)由圖形用戶接口）查看過程的 當(dāng)前狀態(tài)、評估過程、（例如經(jīng)由可視對象圖）修改過程的操作、調(diào)諧或校準(zhǔn)設(shè)備等等。許 多過程工廠儀器系統(tǒng)還包括一個或多個應(yīng)用站（例如工作站），其一般是使用個人計算機、 膝上電腦等等實現(xiàn)的并且其經(jīng)由局域網(wǎng)（LAN)可通信地耦接到過程控制系統(tǒng)中的控制器、 操作員站和其他系統(tǒng)。每個應(yīng)用站可以包括圖形用戶接口，該圖形用戶接口顯示過程控制 信息、監(jiān)視信息和維護信息，其包括過程變量的值、與過程關(guān)聯(lián)的質(zhì)量參數(shù)的值、過程故障 檢測信息和/或過程和設(shè)備狀態(tài)信息。
[0004] 在任意情況中，傳感器（又被稱為發(fā)射器或過程控制設(shè)備）通常設(shè)置在過程工廠 中的任意位置處，以測量不同的過程參數(shù)或過程現(xiàn)象，如溫度、壓強、液體流量、液體液位等 等。在其他情況中，可以在不同的位置從過程取得采樣并且可以離線測試或分析這些采樣 以確定其他類型的過程現(xiàn)象，如PH水平、黏性等等。通常，傳感器或發(fā)射器將測量或確定的 過程參數(shù)值提供或發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的控制例程、維護例程或設(shè)備、用戶接口或其他設(shè)備，以用 于處理和/或顯示。
[0005] 由于過程工廠的復(fù)雜性，過程工廠一般需要做出大量測量來確保過程安全并且提 供足夠的過程控制和監(jiān)視信息給工廠系統(tǒng)和操作/維護人員。通常，可以在越多的測量點 處獲得越多的信息，則可以越好地操作工廠。然而，使用更多儀器的一個障礙在于總安裝成 本。這些成本包括與更多測量設(shè)備的使用相關(guān)聯(lián)的購買價格、安裝成本和系統(tǒng)整合成本。如 果可以降低這些成本，則用戶可以承擔(dān)更多儀器。
[0006] 并且，在如今的過程工廠中使用和安裝的大部分傳感器本質(zhì)上是侵入式的，因為 這些傳感器必須使它們的一些元件被物理地設(shè)置在、連接到或者接觸表現(xiàn)出將被傳感器測 量的物理現(xiàn)象的過程流體或其他過程元素。就這點而言，在許多工廠情況中，當(dāng)構(gòu)造或安 裝工廠設(shè)備時，僅足夠地安裝過程參數(shù)測量設(shè)備例如傳感器是實際可行或可能的。在其他 情況中，在工廠中的特定點處安裝傳感器可能需要工廠設(shè)備的重大成本的重大改造。在其 他情況中，不能將傳感器放置在傳感器可以接觸并且因此測量過程流體或過程設(shè)備的位置 處，其中，將要測量該位置處的現(xiàn)象。
[0007] 為了減輕這些問題并且使得許多情況中的傳感器安裝更容易，已經(jīng)開發(fā)大量非侵 入式傳感器，其在無須與表現(xiàn)過程現(xiàn)象或者過程現(xiàn)象將被測量的過程流體或過程設(shè)備直接 接觸的情況下進行操作以測量過程參數(shù)或過程現(xiàn)象。例如，已經(jīng)開發(fā)了溫度傳感器以使用 紅外光來檢測器皿、壁或流體的溫度，而無需傳感器與器皿、壁或流體直接接觸。當(dāng)然，還存 在其他類型的非侵入式傳感器。結(jié)果，非侵入式傳感器一般更易于安裝并且因此可以降低 與過程工廠中添加更多傳感器關(guān)聯(lián)的安裝成本。
[0008] 然而，對于所測量的過程變量而言，非侵入式傳感器不幸地往往不如傳統(tǒng)侵入式 傳感器一樣準(zhǔn)確。因此，雖然使用不需要侵入到過程中而是改為從壓強邊界的外部或者容 納器皿的外部做出測量的測量設(shè)備可以實質(zhì)上降低安裝和改造成本，但是利用該非侵入式 傳感器做出的測量將使得測量較不準(zhǔn)確。該事實將反過來使得測量在多個使用中如對于過 程控制目的、維護決策做出目的而言，更受懷疑并且較不期望。 實用新型內(nèi)容
[0009] 為了解決非侵入式傳感器的上述問題中的至少一個，本實用新型提供了一種更易 于安裝在過程中，如實現(xiàn)在過程工廠中的過程中或者獨立的過程中，并且提供更高的測量 準(zhǔn)確性的非侵入式傳感器架構(gòu)，包括被設(shè)置為測量不同輸入過程現(xiàn)象的傳感器陣列以及分 析傳感器測量值以產(chǎn)生未由傳感器陣列中的每個傳感器直接測量的另一個或輸出過程現(xiàn) 象的經(jīng)驗估計的邏輯單元。傳感器陣列中的至少一個傳感器（并且有可能是傳感器陣列中 的所有傳感器）是非侵入式傳感器，因為雖然它們可以用侵入式或非侵入式的方式測量輸 入過程現(xiàn)象，但是它們關(guān)于輸出過程現(xiàn)象而言是非侵入式的，因為這些傳感器與表現(xiàn)輸出 過程現(xiàn)象的過程流體或過程元素不直接接觸。傳感器陣列中的傳感器可以是任意類型傳感 器（例如溫度、振動、壓強等等），其產(chǎn)生過程中的相同或不同位置處的特定過程現(xiàn)象的測 量值，這些測量值被邏輯單元用于產(chǎn)生輸出過程現(xiàn)象（在本文中又被稱為非侵入式地測量 的過程現(xiàn)象）的估計值。輸入傳感器可以例如全部具有相同類型（例如溫度或振動）以用 于測量例如過程中的不同位置處的相同類型的過程現(xiàn)象，或者可以具有不同類型以用于測 量過程中的相同或不同位置處的不同類型的過程現(xiàn)象。由傳感器系統(tǒng)確定的輸出過程現(xiàn)象 可以與任意或所有輸入傳感器測量的過程現(xiàn)象的類型（例如流體流量）相同或不同。
[0010] 因此，概括而言，傳感器系統(tǒng)包括多個非侵入式傳感器，其被建立為測量一個或多 個類型的過程現(xiàn)象，如溫度、壓強、流量、振動等等并且被耦接到邏輯引擎。邏輯引擎包括基 于模型或邏輯的估計器，該估計器基于測量和接收的輸入過程參數(shù)的值來估計輸出過程現(xiàn) 象，如流量、溫度、壓強等等。邏輯引擎然后提供確定的輸出過程現(xiàn)象變量值給用戶，如控制 例程、用戶顯示器、維護應(yīng)用、警報或警告生成器。如果希望，則邏輯引擎還可以基于提供給 它的輸入傳感器信息來確定多個輸入傳感器中的一個或更多個的故障或問題。
[0011] 在一個實施方式中，用于在過程中分析過程設(shè)備的操作的測量系統(tǒng)包括設(shè)置在過 程中的多個傳感器，其中，該多個傳感器中的至少一個是非侵入式傳感器并且其中，該多個 傳感器中的每個測量過程中的不同物理過程現(xiàn)象以產(chǎn)生用于指示物理過程現(xiàn)象的傳感器 測量值，并且包括可通信地耦接到該多個傳感器中的每個以接收傳感器測量值的邏輯模 塊。在該情況中，邏輯模塊包括邏輯引擎和模型，該模型將不同物理過程現(xiàn)象中的每個的值 的測量值與另一個物理過程現(xiàn)象相關(guān)，并且邏輯模塊在計算機處理器設(shè)備上進行操作以使 用模型和傳感器測量值確定另一個物理過程現(xiàn)象的值。
[0012] 如果希望，則該多個傳感器中的每個設(shè)置在過程設(shè)備集合中的不同過程設(shè)備中， 該過程設(shè)備可以是過程控制設(shè)備、測量設(shè)備或任意其他類型的過程設(shè)備，并且邏輯模塊設(shè) 置在與該過程設(shè)備集合中的每個過程設(shè)備分離的另一個過程設(shè)備中。然而，該多個傳感器 中的每個可以設(shè)置在該過程設(shè)備集合中的不同過程設(shè)備中并且該邏輯模塊可以設(shè)置在該 過程設(shè)備集合中的一個過程設(shè)備中，使得邏輯模塊經(jīng)由該過程設(shè)備集合中的一個過程設(shè)備 中的內(nèi)部通信連接來可通信地耦接到一個傳感器并且經(jīng)由外部通信連接來可通信地耦接 到多個傳感器中的一個或更多個其他傳感器。
[0013] 另外，邏輯模塊可以經(jīng)由過程控制通信網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)由近場通信鏈路或經(jīng)由射頻標(biāo)識 通信鏈路耦接到多個傳感器中的一個或更多個傳感器，并且可以經(jīng)由射頻通信鏈路向一個 或更多個非侵入式傳感器供電。邏輯模塊還可以包括另一個邏輯引擎，以使用模型基于例 如來自多個傳感器的傳感器測量值的比較來檢測多個傳感器中的一個或更多個傳感器的 潛在故障。如果希望，則模型可以是主成分分析模型、部分最小二乘模型或任意其他類型的 經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀?br> [0014] 另一個物理過程現(xiàn)象可以是與由該多個傳感器中的任意一個測量的任意物理過 程現(xiàn)象的類型不同的物理過程現(xiàn)象，并且該多個傳感器中的每個可以測量相同或不同類型 的物理過程現(xiàn)象。并且，另一個物理過程現(xiàn)象可以與由該多個傳感器中的至少一個測量的 物理過程現(xiàn)象的類型相同，但是涉及與由該多個傳感器中的至少一個測量的物理過程現(xiàn)象 不同位置處的物理過程現(xiàn)象類型。類似地，另一個物理過程現(xiàn)象可以是與由該多個傳感器 中的任意一個測量的物理過程現(xiàn)象不同類型的物理過程現(xiàn)象，但是涉及與由該多個傳感器 中的至少一個測量的物理過程現(xiàn)象的相同物理位置。并且，如果希望，則該多個傳感器中的 兩個或更多個可以測量相同物理位置處的不同類型的物理過程現(xiàn)象并且/或者該多個傳 感器中的兩個或更多個可以測量過程中的不同物理位置處的相同類型的物理過程現(xiàn)象。
[0015] 此外，該系統(tǒng)可以包括可通信地連接到邏輯模塊以接收另一個物理過程現(xiàn)象的確 定值的主機設(shè)備，并且，該邏輯模塊可以使用第一通信技術(shù)可通信地耦接到該多個傳感器 中的一個或更多個，并且使用與第一通信技術(shù)相同或不同的第二通信技術(shù)可通信地耦接到 該主機設(shè)備。
[0016] 在另一個實施方式中，一種用于過程中的過程測量系統(tǒng)，包括：設(shè)置在該過程中的 多個非侵入式傳感器，其中，每個非侵入式傳感器測量該過程中的不同物理過程現(xiàn)象，以產(chǎn) 生用于指示物理過程現(xiàn)象的傳感器測量值；并且包括設(shè)置在可通信地耦接到該多個非侵入 式傳感器中的每個非侵入式傳感器的過程設(shè)備中以接收該傳感器測量值的邏輯模塊。在這 里該邏輯模塊包括邏輯引擎以及用于將該不同物理過程現(xiàn)象中的每個物理過程現(xiàn)象的值 的測量值與另一個物理過程現(xiàn)象相關(guān)的模型，并且，該邏輯模塊在計算機處理器設(shè)備上操 作以使用該模型和該傳感器測量值來確定該另一個物理過程現(xiàn)象的值。該系統(tǒng)還包括可通 信的耦接到該邏輯模塊的主機設(shè)備；設(shè)置在該多個非侵入式傳感器中的一個或更多個非侵 入式傳感器與所述邏輯模塊之間的第一通信網(wǎng)絡(luò)；以及設(shè)置在該邏輯模塊與該主機設(shè)備之 間的第二通信網(wǎng)絡(luò)。
[0017] 該模型可以是經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀⒅鞒煞址治瞿Ｐ突蛘卟糠肿钚《四Ｐ汀?br> [0018] 在一種實現(xiàn)中，該多個非侵入式傳感器中的每個非侵入式傳感器設(shè)置在過程設(shè)備 集合的不同過程設(shè)備中，并且其中，該邏輯模塊設(shè)置在與該過程設(shè)備集合中的每個過程設(shè) 備分離的過程設(shè)備中。
[0019] 在一種實現(xiàn)中，該多個非侵入式傳感器中的每個非侵入式傳感器設(shè)置在過程設(shè)備 集合中的不同過程設(shè)備中，并且，該邏輯模塊設(shè)置在該過程設(shè)備集合的一個過程設(shè)備中，其 中，該邏輯模塊經(jīng)由該過程設(shè)備中的內(nèi)部通信連接可通信地耦接到一個該非侵入式傳感器 并且經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)可通信地耦接到該多個非侵入式傳感器中的一個或更多個其他非 侵入式傳感器。
[0020] 在一種實現(xiàn)中，該第一通信網(wǎng)絡(luò)包括近場通信鏈路或者射頻標(biāo)識通信鏈路。
[0021] 在一種實現(xiàn)中，該過程設(shè)備經(jīng)由射頻通信鏈路向一個或更多個非侵入式傳感器供 電。
[0022] 在一種實現(xiàn)中，該邏輯模塊包括另一個邏輯引擎，以檢測該多個非侵入式傳感器 中的一個或更多個非侵入式傳感器的潛在故障。
[0023] 在一種實現(xiàn)中，該另一個邏輯引擎基于來自該多個非侵入式傳感器的該傳感器測 量值的比較執(zhí)行故障檢測。
[0024] 在一種實現(xiàn)中，該多個非侵入式傳感器中的每個非侵入式傳感器測量不同類型的 物理過程現(xiàn)象。
[0025] 在一種實現(xiàn)中，該多個非侵入式傳感器中的每個非侵入式傳感器測量不同類型的 物理過程現(xiàn)象，并且該另一個物理過程現(xiàn)象是與由該多個非侵入式傳感器測量的任意物理 過程現(xiàn)象不同類型的物理過程現(xiàn)象。
[0026] 在一種實現(xiàn)中，該多個非侵入式傳感器中的兩個或更多個非侵入式傳感器測量相 同物理位置處的不同類型的物理過程現(xiàn)象。
[0027] 在一種實現(xiàn)中，該第一通信網(wǎng)絡(luò)和該第二通信網(wǎng)絡(luò)是不同通信網(wǎng)絡(luò)。
[0028] 在一種實現(xiàn)中，該多個傳感器中的一個傳感器測量用于控制該過程的過程控制參 數(shù)和輔助物理現(xiàn)象，其中，該輔助物理現(xiàn)象是發(fā)送給該邏輯模塊的測量的物理現(xiàn)象。
[0029] 在一種實現(xiàn)中，該多個非侵入式傳感器和該邏輯模塊在該過程中臨近放置。
[0030] 使用本實用新型的技術(shù)，可以將非侵入式傳感器系統(tǒng)容易地安裝在工廠中，該非 侵入式傳感器系統(tǒng)更魯棒，并且易于安裝。并且，非侵入式傳感器系統(tǒng)可以使其傳感器元件 設(shè)置在各種可訪問位置處，以測量以某種方式與正在測量的最終過程現(xiàn)象相關(guān)的現(xiàn)象，并 且可以非侵入式地做出該測量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1是具有用戶接口、過程控制器和現(xiàn)場設(shè)備的過程工廠網(wǎng)絡(luò)的圖，并且其中設(shè) 置有大量非侵入式傳感器系統(tǒng)以測量一個或更多個過程現(xiàn)象。
[0032] 圖2是示出了非侵入式傳感器系統(tǒng)的一個實例的方框圖。
[0033] 圖3是用于圖2的非侵入式傳感器系統(tǒng)中的模型的描述。
[0034] 圖4是示出了圖2的非侵入式傳感器系統(tǒng)的一個實例的方框圖，其以第一配置實 現(xiàn)以非侵入式地測量過程工廠中的特定輸出過程參數(shù)。
[0035] 圖5是示出了圖2的非侵入式傳感器系統(tǒng)的一個實例的方框圖，其以第二配置實 現(xiàn)以非侵入式地測量過程中的特定輸出過程參數(shù)。
[0036] 圖6描述了包括非侵入式傳感器系統(tǒng)的氣井柱塞控制系統(tǒng)。
[0037] 圖7示出了氣井的井筒內(nèi)部的油管壓強在圖6的柱塞控制系統(tǒng)的三個柱塞循環(huán)上 的圖。
[0038] 圖8在一般刻度上示出了各個柱塞循環(huán)的油管壓強的圖。
[0039] 圖9示出了在圖6的控制系統(tǒng)中實現(xiàn)的柱塞循環(huán)的關(guān)停周期中的油管壓強的圖。
[0040] 圖10描述了可以由用作圖6的非侵入式傳感器系統(tǒng)的一部分的非侵入式振動傳 感器做出的振動測量的圖。
[0041] 圖11描述了可以由用作圖6的非侵入式傳感器系統(tǒng)的一部分的非侵入式溫度傳 感器做出的溫度測量的圖。
[0042] 圖12是示出了在過程工廠或?qū)嶒炇噎h(huán)境中在圖2的非侵入式傳感器系統(tǒng)中使用 的分析模型的發(fā)展的數(shù)據(jù)流圖。

【具體實施方式】
[0043] 概括而言，本文所述的非侵入式傳感器系統(tǒng)能夠測量或確定由于例如為了直接測 量需要對過程工廠設(shè)備做出的改造或者因為被測量的過程現(xiàn)象就其本身而言是不可直接 測量的而使直接測量不可能、困難或昂貴的過程現(xiàn)象。該非侵入式傳感器系統(tǒng)包括經(jīng)由邏 輯引擎連接在一起的多個輸入傳感器設(shè)備，其自身可以是非侵入式性質(zhì)的，邏輯引擎使用 基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)的模型來做出未由任意輸入傳感器設(shè)備直接測量的另一個過程現(xiàn)象（又被 稱為輸出過程現(xiàn)象）的測量。在許多情況中，輸入傳感器設(shè)備可以關(guān)于它們正在測量的作 為到非侵入式傳感器系統(tǒng)的邏輯單元的輸入的過程現(xiàn)象而言是非侵入式的，并且做出不同 類型的過程現(xiàn)象的測量以導(dǎo)致輸出過程現(xiàn)象測量值或確定。該配置可以改善系統(tǒng)性能并且 增加冗余。
[0044] 概括而言，該傳感器測量方法在本質(zhì)上是統(tǒng)計的和經(jīng)驗的而不是確定性的。由于 非侵入式傳感器系統(tǒng)是經(jīng)驗的系統(tǒng)，所以可以用定性的術(shù)語如"好/壞"、"低/中/高"、"安 全/小心/危險"、"接近限制"、"0-100%"而不是如一般利用侵入式傳感器的情況中一樣 用例如工程單位所表示的確切的值（例如90度）來確定或表示非侵入式傳感器系統(tǒng)的輸 出。
[0045] 然而，由經(jīng)驗得出的定性的測量值是有價值的，因為這些測量值仍然可以廣泛地 使得用戶能夠知道過程正在正確地操作還是存在或即將存在不希望的條件。該方法可以用 于補充一般在過程工廠中需要用于閉環(huán)控制和安全關(guān)停邏輯的高度確定性的測量。此外， 通過在工廠中安裝大量容易安裝的例如非侵入式輸入傳感器并且經(jīng)由邏輯單元將這些傳 感器耦接在一起，可以容易地確定這些由經(jīng)驗得出的測量值，其中，邏輯單元基于由輸入傳 感器做出的測量產(chǎn)生輸出過程現(xiàn)象的基于經(jīng)驗的估計或測量。
[0046] 圖1示出了示例性工業(yè)過程工廠5,其中，可以在工業(yè)過程工廠5中安裝并且使用 非侵入式傳感器系統(tǒng)。過程工廠5包括具有一個或多個過程控制器（圖1中的11A和11B) 的在線過程控制系統(tǒng)10,該過程控制器在主工廠通信網(wǎng)絡(luò)中連接到數(shù)據(jù)歷史庫12并且連 接到一個或多個主機工作站或計算機13 (其可以是任意類型的個人計算機、工作站等等）， 每個主機工作站或計算機13具有顯示器屏幕14。計算機13可以關(guān)聯(lián)并且運行涉及過程 控制活動、維護活動、過程配置活動、商務(wù)活動等等的應(yīng)用?？刂破?1A和11B還經(jīng)由輸入 /輸出（I/O)卡28A、28B和29A、29B連接到現(xiàn)場設(shè)備15-27,并且可進行操作以使用現(xiàn)場設(shè) 備15-27中的一些或全部實現(xiàn)批量過程的一個或多個批次運行或者可以實現(xiàn)連續(xù)過程?？?制器11、數(shù)據(jù)歷史庫12、計算機13、1/0設(shè)備28和29以及現(xiàn)場設(shè)備15-27都是過程控制設(shè) 備、過程設(shè)備或過程儀器，其可通信地耦接到又被稱為在線控制網(wǎng)絡(luò)的主控制通信網(wǎng)絡(luò)30。
[0047] 數(shù)據(jù)歷史庫12可以與工作站13分離（如圖1中所示）或者是其中一個工作站 13的一部分，其中，數(shù)據(jù)歷史庫12可以是任意希望類型的數(shù)據(jù)采集單元，該數(shù)據(jù)采集單元 具有任意希望類型的存儲器或任意希望的或已知的用于存儲數(shù)據(jù)的軟件、硬件或固件?？?制器11經(jīng)由例如作為通信網(wǎng)絡(luò)30的一部分的以太網(wǎng)連接或任意其他希望的通信線路可通 信地連接到主計算機13和數(shù)據(jù)歷史庫12,其中，控制器11可以是例如由Emerson Press Management銷售的DeltaV?,控制器?？刂破?1A和11B可以使用與例如標(biāo)準(zhǔn)4-20ma通 信協(xié)議和/或任意智能通信協(xié)議如FOUNDATION ?現(xiàn)場總線協(xié)議、HART ?協(xié)議、 WirelessHART?協(xié)議等等關(guān)聯(lián)的任意希望的硬件和軟件可通信地連接到現(xiàn)場設(shè)備 15-27。
[0048] 在圖1的系統(tǒng)中，控制器11A被示出為經(jīng)由I/O設(shè)備28A連接到4_20ma設(shè)備或經(jīng) 由標(biāo)準(zhǔn)接線如有線HART通信線路連接到HART設(shè)備15-18。類似地，在圖1中控制器11A被 示出為經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)有線現(xiàn)場總線鏈路或總線，經(jīng)由I/O設(shè)備28B連接到FUNDATION?現(xiàn) 場總線設(shè)備19-22。并且，在圖1的系統(tǒng)中，控制器11B被示出為經(jīng)由I/O設(shè)備29A和實現(xiàn) 無線HART通信協(xié)議的發(fā)射器連接到wireiessHART_ :I<'現(xiàn)場設(shè)備23-25,而控制器11B經(jīng) 由任意其他無線通信協(xié)議如基于IEEE過程控制的無線協(xié)議連接到其他現(xiàn)場設(shè)備26、27。然 而，控制器11可以使用任意其他希望的有線或無線通信協(xié)議或技術(shù)與任意其他數(shù)量和類 型的現(xiàn)場設(shè)備通信。當(dāng)然，現(xiàn)場設(shè)備15-27可以是任意類型的設(shè)備如傳感器、閥、發(fā)射器、定 位器等等。甚至更具體地，現(xiàn)場設(shè)備15-27可以包括任意類型的過程控制組件，其能夠接收 輸入、生成輸出并且/或者控制過程。現(xiàn)場設(shè)備15-27的形式可以例如是控制或過程控制輸 入設(shè)備，如例如用于控制過程的閥、泵、風(fēng)扇、加熱器、冷卻器和/或混合器。另外，現(xiàn)場設(shè)備 15-27的形式可以是過程控制輸出設(shè)備或發(fā)射器，如例如溫度計、壓強計、濃度計、液位計、 流量計和/或蒸汽傳感器，其測量與過程的一個或多個部分中的各種不同過程現(xiàn)象相關(guān)聯(lián) 的過程變量?？刂戚斎朐O(shè)備可以接受來自控制器11的指令以執(zhí)行一個或多個指定的指令 并且導(dǎo)致過程改變。此外，控制輸出設(shè)備測量過程數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和/或輸入設(shè)備數(shù)據(jù)并且 將測量數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器11或其他設(shè)備如維護設(shè)備，作為過程控制或維護信息。該過程控 制或維護信息可以包括與來自每個現(xiàn)場設(shè)備的測量輸出相對應(yīng)的變量（例如測量的過程 變量和/或測量的質(zhì)量變量）的值。并且，測量的過程變量可以與源自用于測量現(xiàn)場設(shè)備 的過程和/或特征的一部分的現(xiàn)場設(shè)備的過程控制信息相關(guān)聯(lián)。測量的質(zhì)量變量可以與涉 及該過程的測量特征的過程控制信息相關(guān)聯(lián)，其中，該測量特征與完成的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品 的至少一部分相關(guān)聯(lián)。
[0049] 此外，I/O卡28和29可以是符合任意希望的通信或控制器協(xié)議的任意類型的1/ 0設(shè)備。并且，雖然在圖1中示出了兩個控制器11A和11B，但是任意其他數(shù)量的控制器可 用于使用任意希望的通信協(xié)議如Profibus、AS-接口等等協(xié)議來連接到并且控制任意數(shù)量 的現(xiàn)場設(shè)備。
[0050] 在任意情況中，通常的情況是控制器11A和11B包括處理器31，處理器31實現(xiàn)或 監(jiān)督一個或多個（存儲在存儲器32中的）可以包括控制環(huán)路的過程控制例程并且與現(xiàn)場 設(shè)備15-27、主機計算機13和數(shù)據(jù)歷史庫12通信，以用任意希望的方式控制過程。應(yīng)該注 意到，如果希望，則本文所述的任意控制例程或模塊可以使其一部分由不同的控制器或其 他設(shè)備實現(xiàn)或執(zhí)行。類似地，將要在過程控制系統(tǒng)10中實現(xiàn)的本文所述的控制例程或模塊 可以具有任意形式，包括軟件、固件、硬件等等。可以用任意希望的軟件格式如使用面向?qū)?象編程、梯形邏輯、順序功能圖或者功能塊圖或使用任意其他軟件編程語言或設(shè)計范例來 實現(xiàn)控制例程。類似地，控制例程可以被硬編碼到例如一個或更多個EPROM、EEPR0M、專用 集成電路（ASIC)或任意其他硬件或固件元件中。因此，控制器11可以被配置為用任意希 望的方式實現(xiàn)一個或更多個控制策略或控制例程。
[0051] 在一些實施方式中，控制器11使用通常被稱為功能塊的東西實現(xiàn)一個或更多個 控制策略，其中，每個功能塊是總控制例程的對象或其他部分（例如子例程）并且（經(jīng)由被 稱為鏈路的通信）結(jié)合其他功能塊來操作，以實現(xiàn)過程控制系統(tǒng)10中的過程控制環(huán)路。功 能塊一般執(zhí)行以下功能之中的一個：輸入功能，如與發(fā)射器、傳感器或其他過程參數(shù)測量設(shè) 備相關(guān)聯(lián)的輸入功能；控制功能，如與用于執(zhí)行PID、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等控制的控制 例程相關(guān)聯(lián)的控制功能；或者用于控制一些設(shè)備如閥的操作以執(zhí)行過程控制系統(tǒng)10中的 一些物理功能的輸出功能。當(dāng)然，還存在混合和其他類型的功能塊。功能塊可以存儲在控 制器11中并且由控制器11執(zhí)行，這是當(dāng)功能塊用于或者關(guān)聯(lián)于標(biāo)準(zhǔn)4-20ma設(shè)備和一些類 型的智能現(xiàn)場設(shè)備如HART設(shè)備時的典型情況，或者可以存儲在智能現(xiàn)場設(shè)備自身中并且 由智能現(xiàn)場設(shè)備自身實現(xiàn)，這可能是利用現(xiàn)場總線設(shè)備時的情況。
[0052] 如圖1的分解塊40所示的，控制器11A可以包括被示出為例程42和44的多個單 環(huán)控制例程，并且如果希望則可以實現(xiàn)一個或更多個高級控制環(huán)路，如多輸入多輸出控制 例程，其被示出為控制環(huán)路46。每個這種環(huán)路一般被稱為控制模塊。單環(huán)控制例程42和 44被示出為使用分別連接到合適的模擬輸入（AI)和模擬輸出（A0)功能塊的單輸入單輸出 模糊邏輯控制塊和單輸入單輸出PID控制塊執(zhí)行單環(huán)路控制，這可能與過程控制設(shè)備如閥 相關(guān)聯(lián)、與測量設(shè)備如溫度和壓強發(fā)射器相關(guān)聯(lián)，或者與過程控制系統(tǒng)10中的任意其他設(shè) 備相關(guān)聯(lián)。高級控制環(huán)路46被示出為包括可通信地連接到一個或更多個AI功能塊的輸入 和可通信地連接到一個或更多個A0功能塊的輸出，但是高級控制塊48的輸入和輸出可以 連接到任意其他希望的功能塊或者控制元件以接收其他類型的輸入并且提供其他類型的 控制輸出。高級控制塊48可以例如是任意類型的模型預(yù)測控制（MPC)塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建?；?控制塊、多變量模糊邏輯控制塊、實時優(yōu)化器塊、自適應(yīng)調(diào)諧控制塊等等。要理解，圖1中示 出包括高級控制塊48的功能塊可以由控制器11A執(zhí)行或者可替換地可以位于任意其他處 理設(shè)備如其中一個工作站13或者甚至一個現(xiàn)場設(shè)備19-22中的一個現(xiàn)場設(shè)備中或者由其 執(zhí)行。如我們將理解的，控制環(huán)路或控制模塊42、44和46可以關(guān)聯(lián)或者用于實現(xiàn)過程控制 系統(tǒng)10中的批量過程或者連續(xù)的過程。
[0053] 此外，如圖1中所示的，一個或更多個非侵入式傳感器系統(tǒng)50可以設(shè)置在工廠5 中的不同位置處，以測量或確定工廠中的各種過程現(xiàn)象如溫度、壓強、流量、液位等等。各 種非侵入式傳感器50可以設(shè)置在或者使其組件設(shè)置在各種不同過程控制設(shè)備中如在各種 現(xiàn)場設(shè)備15-27 (如閥、發(fā)射器等等）、I/O設(shè)備28和29、控制器11、工作站13以及甚至數(shù) 據(jù)歷史庫12中。如果希望，則一個或更多個非侵入式傳感器50可以是獨立的設(shè)備或者可 以被實現(xiàn)為使用圖1中示出的各種類型的通信網(wǎng)絡(luò)中的任意一種可通信地連接在一起的 多個設(shè)備，其中，該通信網(wǎng)絡(luò)包括例如有線和無線通信網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)準(zhǔn)過程控制協(xié)議通信網(wǎng)絡(luò)如 HART、無線HART或現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)、近場通信（NFC)網(wǎng)絡(luò)、射頻標(biāo)識（RFID)通信網(wǎng)絡(luò)、以 太網(wǎng)或無線以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)、任意因特網(wǎng)協(xié)議通信網(wǎng)絡(luò)等等。此外，圖1中示出的各種傳感 器系統(tǒng)50的輸出可以提供給任意的控制器11以用于控制例程42、44、46中的一個或更多 個，也可以提供給任意操作員工作站13以用于控制或維護應(yīng)用51或提供給該數(shù)據(jù)的任意 其他用戶。
[0054] 現(xiàn)在參考圖2,非侵入式傳感器系統(tǒng)50被示出為連接到維護/控制系統(tǒng)54,其可 以是或包括例如圖1中所示的任意工作站13或者其他維護或控制設(shè)備如控制器、I/O設(shè)備、 手持維護設(shè)備等等，其可以被連接為接收并且使用非侵入式傳感器系統(tǒng)50的輸出。維護/ 控制系統(tǒng)54可以在任意希望類型的計算機處理設(shè)備如關(guān)于圖1所示的那些計算機處理設(shè) 備中的任意一個中存儲或者實現(xiàn)的任意希望類型的維護或控制應(yīng)用。
[0055] 概括而言，非侵入式傳感器系統(tǒng)50包括耦接到邏輯單元62的多個輸入傳感器 60A-60N (在本文又被稱為發(fā)射器）。多個輸入傳感器60A-60N中的每一個測量過程中的過 程現(xiàn)象如溫度、振動、壓強等等并且產(chǎn)生用于指示測量的過程變量或過程現(xiàn)象的測量信號。 多個傳感器60A-60N中的每一個是非侵入式傳感器，因為其不直接測量正在由分析傳感器 50確定的過程現(xiàn)象。然而，如果希望，則傳感器60A-60N中的一個或更多個也可以關(guān)于它們 正在測量的作為到傳感器50的輸入的過程現(xiàn)象是非侵入式的，因為在該情況中這些傳感 器關(guān)于過程非侵入式地測量輸入過程現(xiàn)象或過程參數(shù)。概括而言，非侵入式傳感器可以連 接在過程中而不接觸或者直接接觸與被測量的過程現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)或位于被測量的過程現(xiàn)象 所處的位置處的過程元素，如過程流體，或者無需以必須關(guān)?；蛘咄Ｖ惯^程流量來安裝傳 感器的方式安裝在過程工廠中。
[0056] 在任意情況中，輸入傳感器60A-60N中的每一個關(guān)于由傳感器50確定或測量的輸 出過程現(xiàn)象均是非侵入式的，因為輸入傳感器60A-60N中的沒有一個將與展現(xiàn)正由傳感器 50最終測量或確定的特定過程現(xiàn)象的過程元素或過程流體進行直接物理接觸來測量該物 理過程現(xiàn)象。非侵入式傳感器60A-60N中的任意一個或全部可以例如是溫度傳感器、振動 傳感器、流量傳感器、熱量傳感器、火焰檢測器或用于感測一些過程現(xiàn)象的任意其他檢測器 或傳感器。此外，多個輸入傳感器60A-60N中的一些或全部可以被配置為測量工廠中的相 同或不同位置處的過程現(xiàn)象。因此傳感器60A-60N中的每一個可以例如測量不同類型的過 程現(xiàn)象如溫度、壓強、火焰等等或者輸入傳感器60A-60N中的一個或更多個可以測量工廠 中的不同位置處或者甚至工廠中的相同位置處的相同過程現(xiàn)象。
[0057] 傳感器60A-60N通?？梢园惭b在過程工廠中，在展現(xiàn)出不能被直接測量或者不被 直接測量的過程現(xiàn)象供非侵入式傳感器50估計的物理位置附近或周圍的各種不同位置 處。因此，在一些實例中，輸入傳感器60A-60N可以位于器皿上以測量要確定其流體參數(shù) (如液位、液體溫度、液體壓強等等）的器皿壁的溫度或濕度含量或振動。此外，輸入傳感 器60A-60N可以設(shè)置在要由傳感器系統(tǒng)50測量或確定輸出過程現(xiàn)象的位置的上游和/或 下游的各種位置處。在一些情況中，輸入傳感器60A-60N可以通過與器皿壁進行接觸，侵入 式地測量特定過程參數(shù)，如器皿壁的溫度或振動。然而，在這些情況中，傳感器60A-60N仍 然是非侵入式的，因為它們沒有侵入式地測量最終由傳感器50測量的輸出過程參數(shù)或過 程現(xiàn)象，例如器皿中的流體的溫度、流量或壓強。因此，傳感器60A-60N可以是已經(jīng)安裝在 工廠中用于其他目的的傳感器（如圖1的現(xiàn)場設(shè)備中的傳感器中的任意一個）或者可以安 裝在過程工廠中用于作為傳感器系統(tǒng)50的一部分。
[0058] 此外，如圖2中所示的，輸入傳感器60A-60N中的每一個耦接到邏輯單元62,其可 以與輸入傳感器60A-60N中的一個或更多個處于相同或不同物理過程設(shè)備中。在一些實施 方式中，輸入傳感器60A-60N可以經(jīng)由一個或更多個無線通信網(wǎng)絡(luò)、有線通信網(wǎng)絡(luò)或線路 或者任意其他類型或性質(zhì)的希望的通信網(wǎng)絡(luò)，與邏輯單元62通信。在一些情況中，這些通 信網(wǎng)絡(luò)可以是在過程工廠中已經(jīng)建立或設(shè)立的通信網(wǎng)絡(luò)如圖1的任意通信網(wǎng)絡(luò)或線路。在 其他情況中，輸入傳感器60A-60N中的一個或更多個可以安裝并且使用為傳感器系統(tǒng)50設(shè) 立或作為其一部分的獨立的通信網(wǎng)絡(luò)。傳感器系統(tǒng)50的輸入傳感器60A-60N可以例如在 無線類型的通信網(wǎng)絡(luò)中與邏輯單元62連接，并且可以經(jīng)由例如近場通信（NFC)網(wǎng)絡(luò)、紅外 通信網(wǎng)絡(luò)、射頻標(biāo)識（RFID)通信網(wǎng)絡(luò)、蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙通信網(wǎng)絡(luò)、任意典型的RF通信網(wǎng) 絡(luò)、無線HART網(wǎng)絡(luò)等等將傳感器測量值提供給邏輯單元62。在一些實例中，邏輯單元62可 以經(jīng)由例如RFID通信信號或者經(jīng)由有線通信網(wǎng)絡(luò)如HART或現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)所提供給傳 感器60A-60N的功率信號，向傳感器60A-60N中的一個或更多個供電或提供功率。
[0059] 如圖2中所示的，經(jīng)由一個或更多個傳感器輸入接收來自傳感器60A-60N的各種 傳感器信號的邏輯單元62包括邏輯引擎64和模型66。邏輯引擎64可以在被示出為部分 邏輯單元62的處理器68上執(zhí)行，以實現(xiàn)存儲在其中的邏輯規(guī)則或者邏輯例程，其使用由輸 入傳感器60A-60N提供的傳感器測量值和模型66來產(chǎn)生未由任意輸入傳感器60A-60N直 接測量的輸出過程現(xiàn)象的當(dāng)前值或狀態(tài)的估計或預(yù)測。該過程現(xiàn)象可以是與由輸入傳感器 60A-60N中的一個或更多個測量的類型相同的過程現(xiàn)象如溫度、壓強、振動、流量、熱量等 等，或者可以是不同的過程現(xiàn)象。此外，由邏輯單元62確定的輸出過程現(xiàn)象可以與由任意 輸入傳感器60A-60N測量的過程現(xiàn)象處于相同或不同的位置。因此，輸入傳感器60A-60N 中的每一個可以測量與由邏輯單元62在其輸出處估計或產(chǎn)生的過程現(xiàn)象相同類型或不同 類型的過程現(xiàn)象，或者輸入傳感器60A-60N中的一些可以測量與由邏輯單元62估計或產(chǎn)生 的過程現(xiàn)象相同類型的過程現(xiàn)象，而輸入傳感器60A-60N中的其他輸入傳感器可以測量與 由邏輯單元62估計或產(chǎn)生的過程現(xiàn)象不同類型的過程現(xiàn)象。在任意情況中，邏輯單元62 取得傳感器測量值，并且使用以前生成的模型66產(chǎn)生輸出過程現(xiàn)象的估計值并且將該估 計值或測量值提供給邏輯單元62的輸出70。邏輯單元62可以經(jīng)由有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)或 任意其他類型的通信網(wǎng)絡(luò)（包括使用典型的過程控制通信協(xié)議如HART、無線HART、現(xiàn)場總 線、Profibus等等通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)、基于因特網(wǎng)協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)等等）耦接到維護 /控制系統(tǒng)54。
[0060] 作為一個實例，非侵入式傳感器系統(tǒng)可以使用不需要定位器與閥桿之間的物理接 觸的閥位置指示器以及用于指示經(jīng)過疏水閥的蒸汽流量的存在的振動傳感器，作為一個或 更多個輸入傳感器。這兩個設(shè)備可以通過發(fā)送它們的信息給邏輯單元或者邏輯解算器來一 起工作，該邏輯單元或者邏輯解算器使用該輸入來推斷流體流量。在這里，只要兩個測量值 都在它們的儀器范圍之內(nèi)，就可以通過進行輸入測量值與存儲在邏輯解算器之中的模型的 比較，憑經(jīng)驗斷定流速。雖然該經(jīng)驗?zāi)Ｐ头治霰容^方法利用一個測量值就可行，但是其不夠 健壯或高性能。增加測量值并且將它們與經(jīng)驗?zāi)Ｐ捅容^將提高系統(tǒng)性能。可以例如在上述 系統(tǒng)中增加溫度傳感器測量值，并且可以根據(jù)三維模型表面推斷或確定流量。
[0061] 因此，概括而言，圖2中示出的模型66是基于來自操作過程或者實驗室設(shè)置中采 集的過程數(shù)據(jù)來提前預(yù)先確定的，其中，該數(shù)據(jù)用于限定由傳感器系統(tǒng)50正在測量或確定 的輸出過程現(xiàn)象與由輸入傳感器60A-60N測量的各種輸入過程現(xiàn)象之間的關(guān)系。這樣，邏 輯單元62使用經(jīng)驗?zāi)Ｐ?6和來自傳感器60A-60N的輸入來估計未由傳感器60A-60N中的 任意一個直接地或侵入式地測量的輸出過程現(xiàn)象或者估計的過程現(xiàn)象。然而，在一些實例 中，將要理解可以由傳感器60A-60N中的一個或更多個間接地或非侵入式地測量由傳感器 系統(tǒng)50估計或產(chǎn)生的過程現(xiàn)象。
[0062] 如我們將理解的，實際上當(dāng)今所有過程監(jiān)視和控制都是基于確定性數(shù)學(xué)模型執(zhí)行 的。例如以下提供用于基于差分壓強進行流量測量的方程來給出確定性過程流量系統(tǒng)的實 例?？梢允褂眠B續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）Qm= pAVi= p2A2v2和伯努利方程（能量守 恒定律）

【權(quán)利要求】
1. 一種用于在過程中分析過程設(shè)備的操作的測量系統(tǒng)，其特征在于，包括： 包括設(shè)置在所述過程中的至少一個非侵入式傳感器的多個傳感器，其中，所述多個傳 感器中的每個傳感器測量所述過程中的不同物理過程現(xiàn)象以產(chǎn)生用于指示物理過程現(xiàn)象 的傳感器測量值；以及 可通信地耦接到所述多個傳感器中的每個傳感器以接收所述傳感器測量值的邏輯模 塊，所述邏輯模塊包括邏輯引擎以及用于將所述不同物理過程現(xiàn)象中的每個物理過程現(xiàn)象 的值的測量值與另一個物理過程現(xiàn)象相關(guān)的模型，其中，所述邏輯模塊在計算機處理器設(shè) 備上操作以使用所述模型和所述傳感器測量值來確定所述另一個物理過程現(xiàn)象的值。
2. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器中的每個傳感器設(shè)置 在過程設(shè)備集合中的不同過程設(shè)備中，并且其中，所述邏輯模塊設(shè)置在與所述過程設(shè)備集 合中的每個過程設(shè)備分離的另一個過程設(shè)備中。
3. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器中的每個傳感器設(shè)置 在過程設(shè)備集合中的不同過程設(shè)備中，并且，所述邏輯模塊設(shè)置在所述過程設(shè)備集合中的 一個過程設(shè)備中，其中，所述邏輯模塊經(jīng)由所述過程設(shè)備集合中的所述一個過程設(shè)備中的 內(nèi)部通信連接可通信地耦接到一個所述傳感器并且經(jīng)由外部通信連接可通信地耦接到所 述多個傳感器中的其他傳感器中的一個或更多個傳感器。
4. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯模塊經(jīng)由過程控制協(xié)議通信 網(wǎng)絡(luò)耦接到所述多個傳感器中的一個或更多個傳感器。
5. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯模塊經(jīng)由近場通信鏈路耦接 到所述多個傳感器中的一個或更多個傳感器。
6. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯模塊經(jīng)由射頻標(biāo)識通信鏈路 耦接到所述多個傳感器中的一個或更多個傳感器。
7. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯模塊經(jīng)由射頻通信鏈路向一 個或更多個所述傳感器供電。
8. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯模塊包括另一個邏輯引擎以 檢測所述多個傳感器中的一個或更多個傳感器的潛在故障。
9. 如權(quán)利要求8所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個邏輯引擎使用所述模型基 于來自所述多個傳感器的所述傳感器測量值的比較來執(zhí)行故障檢測。
10. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述模型是主成分分析模型。
11. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述模型是部分最小二乘模型。
12. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述模型是經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀?br> 13. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個物理過程現(xiàn)象是與由所述 多個傳感器中的任意一個傳感器測量的任意物理過程現(xiàn)象不同類型的物理過程現(xiàn)象。
14. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器中的每個傳感器測量 不同類型的物理過程現(xiàn)象。
15. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個物理過程現(xiàn)象與由所述多 個傳感器中的至少一個傳感器測量的物理過程現(xiàn)象的類型相同，但是與由所述多個傳感器 中的所述至少一個傳感器測量的物理過程現(xiàn)象不同位置處的該類型物理過程現(xiàn)象相關(guān)。
16. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個物理過程現(xiàn)象與由所述多 個傳感器中的至少一個傳感器測量的物理過程現(xiàn)象的類型相同，并且與由所述多個傳感器 中的所述至少一個傳感器測量的物理過程現(xiàn)象相同位置處的該類型物理過程現(xiàn)象相關(guān)。
17. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個物理過程現(xiàn)象是與由所述 多個傳感器中的任意一個傳感器測量的物理過程現(xiàn)象不同類型的物理過程現(xiàn)象，但是與由 所述多個傳感器中的至少一個傳感器測量的物理過程現(xiàn)象相同的物理位置相關(guān)。
18. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器中的每個傳感器測量 不同類型的物理過程現(xiàn)象。
19. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器中的兩個或更多個傳 感器測量相同物理位置處的不同類型的物理過程現(xiàn)象。
20. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器中的兩個或更多個傳 感器測量所述過程中的不同物理位置處的相同類型的物理過程現(xiàn)象。
21. 如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括可通信的連接到所述邏輯 模塊的主機設(shè)備，以接收所述另一個物理過程現(xiàn)象的確定值。
22. 如權(quán)利要求21所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯模塊使用第一通信技術(shù)可 通信地耦接到所述多個傳感器中的一個或更多個傳感器，并且所述邏輯模塊使用與所述第 一通信技術(shù)不同的第二通信技術(shù)可通信地耦接到所述主機設(shè)備。
23. -種用于過程中的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，包括： 設(shè)置在所述過程中的多個非侵入式傳感器，其中，所述多個非侵入式傳感器中的每個 非侵入式傳感器測量所述過程中的不同物理過程現(xiàn)象，以產(chǎn)生用于指示物理過程現(xiàn)象的傳 感器測量值； 設(shè)置在可通信地耦接到所述多個非侵入式傳感器中的每個非侵入式傳感器的過程設(shè) 備中以接收所述傳感器測量值的邏輯模塊，所述邏輯模塊包括邏輯引擎以及用于將所述不 同物理過程現(xiàn)象中的每個物理過程現(xiàn)象的值的測量值與另一個物理過程現(xiàn)象相關(guān)的模型， 其中，所述邏輯模塊在計算機處理器設(shè)備上操作以使用所述模型和所述傳感器測量值來確 定所述另一個物理過程現(xiàn)象的值； 可通信的耦接到所述邏輯模塊的主機設(shè)備； 設(shè)置在所述多個非侵入式傳感器中的一個或更多個非侵入式傳感器與所述邏輯模塊 之間的第一通信網(wǎng)絡(luò)；以及 設(shè)置在所述邏輯模塊與所述主機設(shè)備之間的第二通信網(wǎng)絡(luò)。
24. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述模型是經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀?br> 25. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述模型是主成分分析模型。
26. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述模型是部分最小二乘模型。
27. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個非侵入式傳感器中的 每個非侵入式傳感器設(shè)置在過程設(shè)備集合的不同過程設(shè)備中，并且其中，所述邏輯模塊設(shè) 置在與所述過程設(shè)備集合中的每個過程設(shè)備分離的過程設(shè)備中。
28. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個非侵入式傳感器中的 每個非侵入式傳感器設(shè)置在過程設(shè)備集合中的不同過程設(shè)備中，并且，所述邏輯模塊設(shè)置 在所述過程設(shè)備集合的一個過程設(shè)備中，其中，所述邏輯模塊經(jīng)由所述過程設(shè)備中的內(nèi)部 通信連接可通信地耦接到一個所述非侵入式傳感器并且經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)可通信地耦接 到所述多個非侵入式傳感器中的一個或更多個其他非侵入式傳感器。
29. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信網(wǎng)絡(luò)包括近場通 信鏈路。
30. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信網(wǎng)絡(luò)包括射頻標(biāo) 識通信鏈路。
31. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述過程設(shè)備經(jīng)由射頻通信鏈 路向一個或更多個非侵入式傳感器供電。
32. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯模塊包括另一個邏輯 引擎，以檢測所述多個非侵入式傳感器中的一個或更多個非侵入式傳感器的潛在故障。
33. 如權(quán)利要求32所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個邏輯引擎基于來自 所述多個非侵入式傳感器的所述傳感器測量值的比較執(zhí)行故障檢測。
34. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個非侵入式傳感器中的 每個非侵入式傳感器測量不同類型的物理過程現(xiàn)象。
35. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個非侵入式傳感器中的 每個非侵入式傳感器測量不同類型的物理過程現(xiàn)象，并且所述另一個物理過程現(xiàn)象是與由 所述多個非侵入式傳感器測量的任意物理過程現(xiàn)象不同類型的物理過程現(xiàn)象。
36. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個非侵入式傳感器中的 兩個或更多個非侵入式傳感器測量相同物理位置處的不同類型的物理過程現(xiàn)象。
37. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信網(wǎng)絡(luò)和所述第二 通信網(wǎng)絡(luò)是不同通信網(wǎng)絡(luò)。
38. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器中的一個傳感 器測量用于控制所述過程的過程控制參數(shù)和輔助物理現(xiàn)象，其中，所述輔助物理現(xiàn)象是發(fā) 送給所述邏輯模塊的測量的物理現(xiàn)象。
39. 如權(quán)利要求23所述的過程測量系統(tǒng)，其特征在于，所述多個非侵入式傳感器和所 述邏輯模塊在所述過程中臨近放置。
【文檔編號】G05B23/02GK204065826SQ201420307707
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】M·S·舒馬赫 申請人:羅斯蒙特公司