JP2016504570A - 制御システム内の野外装置を検証するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

プロセスプラント内の液体レベル制御システムの可用性および動作性を検証するためのシステムおよび方法が提供される。液体レベル制御システムは、バーを含む可動組立体と、近位端および遠位端を含む可動組立体のバーと、バーの遠位端に取り付けられたディスプレーサと、可動組立体に動作可能に接続されたアクチュエータと、アクチュエータに連結され、かつ可動組立体を介してディスプレーサを動かすことができるプロセッサと、入力および出力を含むセンサと、可動組立体に動作可能に結合されてディスプレーサまたは動作環境の特性を表す入力信号を受け取るセンサの入力と、プロセッサに動作可能に連結されて入力信号と関連付けられた出力信号を提供するセンサの出力と、プロセッサに連結されたメモリと、プロセッサ上で実行されると、アクチュエータを作動させる、メモリに記憶された作動モジュールと、プロセッサに連結された出力デバイスと、プロセッサ上で実行されると、出力デバイス上にセンサの出力信号を提示する、メモリに記憶された提示モジュールと、を備える。

Description

本開示は、概して、制御システムに関し、より具体的には、制御システム内の野外装置の動作性および可用性を検証するための方法および装置に関する。

プロセス制御システムおよび安全計装システム（ＳＩＳ）を含む制御システムは、典型的には、プロセスまたは安全システムを制御するために１つ以上の制御装置を含む。これらのシステム内の制御装置は、高い頻度で野外装置を使用して制御環境内の様々な機能を実行する。例えば、液体レベル制御システムにおいて、野外装置を使用して、保持タンク内の液体の量を監視および／または制御することができる。液体のレベルが所定の位置（高位または低位）に達すると、制御システムは、バルブなどの野外装置のうちの１つを利用して応答し、保持タンクに入るか、または保持タンクを出る液体の流れを調整することができる。

プロセスプラントのプロセス制御システムまたはＳＩＳの適切なメンテナンスは、野外装置の動作の監視、野外装置のテスト、および野外装置の修理または交換を含み得る。制御システムを管理する制御人員の重視すべき事柄は、使用されている野外装置が利用可能かつ動作可能であるかを知ることである。高レベルの検出アプリケーションを実装するレベル制御システムでは、野外装置は、液体のレベルが上昇して高レベルの目標または限界に達するまで始動または作動しないため、野外装置は、一般に「ドライ」状態または条件で動作していると考えられる。したがって、野外装置は、液体レベルが高レベルの目標未満にある期間、アイドル状態または静止状態に見えることがある。野外装置の可動部分が長期間にわたって静止状態またはアイドル状態にある場合、液体が高レベルの目標に達するときに、野外装置が機能しないか、またはさもなければ正常な動作を阻止され得るといった懸念がある。したがって、制御人員は、レベル検出野外装置が動作可能かつ利用可能であることを周期的に検証することを好み得る。

レベル検出野外装置の動作性および／または可用性を検証するために一般的に使用される方法は、通常、制御人員が制御システムの現場を訪ね、液体レベルの上昇または下降を再現するか、または野外装置によるレベル検出をシミュレートすることを必要とする。１つの既知の検証方法は、液体レベルを変化させてレベル検出野外装置を連動または始動させ、野外装置が動作可能であることを確認することを含む。しかしながら、液体レベルを変化させることは、野外装置が始動できるように液体を目標レベルまで上昇または下降させるためにかなりの時間量を必要とし得る。別の既知の検証方法は、手動で野外装置を操作して野外装置の始動をシミュレートする制御人員を必要とする。しかしながら、野外装置を手動で操作することは、本質的に機械的でない電子デバイスなどのいくつかのレベル制御装置では可能でない場合もある。

制御プラント内の野外装置の可用性および／または動作性を検証する実施例のシステムおよび方法が本明細書に記載される。プロセスを制御するための制御システムの第１の例示の態様に従って、制御システムは、プロセスに連結されてプロセス条件を制御するように配設された野外装置を含む。センサは、プロセスに連結され、プロセス条件と関連付けられた事象トリガの発生についてプロセスを監視するように配設される。制御装置は、野外装置を制御するためのプロセッサを含み、制御装置は、野外装置に動作可能に連結される。メモリは、制御装置に連結され、診断モジュールは、メモリに記憶され、かつプロセッサに連結される。診断モジュールは、プロセッサ上で実行され、野外装置を動かして事
象トリガの発生をシミュレートすることができる。

第２の例示の態様に従って、１つ以上の液体用の保持タンクを有する制御システムは、保持タンク内の液体に応答するディスプレーサを含む。アクチュエータは、ディスプレーサに動作可能に連結され、プロセッサは、アクチュエータに連結されてディスプレーサを動かすことができる。センサは、入力および出力を含み、センサの入力は、ディスプレーサに動作可能に連結され、ディスプレーサまたは動作環境の特性を表す入力信号を受け取り、センサの出力は、制御装置に動作可能に連結され、入力信号と関連付けられた出力信号を提供する。出力デバイスおよびメモリは、プロセッサに連結される。作動モジュールは、メモリに記憶され、プロセッサ上で実行されると、アクチュエータを作動させ、提示モジュールは、メモリに記憶され、プロセッサ上で実行されると、出力デバイス上にセンサの出力信号を提示する。

第３の例示の態様に従って、レベル制御システムは、近位端および遠位端を含むバーを含む可動組立体を備える。ディスプレーサは、バーの遠位端に取り付けられ、アクチュエータは、可動組立体に動作可能に接続される。プロセッサは、アクチュエータに連結され、可動組立体を介してディプレーサを動かすことができる。センサは、入力および出力を含み、センサの入力は、可動組立体に動作可能に連結され、ディスプレーサまたは動作環境の１つ以上の特性を表す入力信号を受け取り、センサの出力は、プロセッサに動作可能に連結され、入力信号と関連付けられた出力信号を提供する。出力デバイスおよびメモリは、プロセッサに連結される。作動モジュールは、メモリに記憶され、プロセッサ上で実行されると、アクチュエータを作動させ、提示モジュールは、メモリに記憶され、プロセッサ上で実行されると、出力デバイス上にセンサの出力信号を提示する。

第４の例示の態様に従って、アクチュエータおよび可動組立体に連結された制御装置と、可動組立体に接続されたディスプレーサと、可動組立体と制御装置との間に連結されてディスプレーサまたはディスプレーサの動作環境の特性を表す物理的量を計測するセンサと、を有するレベル制御システムを検証するための方法を提供する。この方法は、アクチュエータを作動させて可動組立体を動かすことと、ディスプレーサまたはディスプレーサの動作環境の特性を表す入力信号を受け取ることと、を含む。この方法は、可動組立体に連結されたセンサから出力を受け取ることと、ディスプレーサの状態を提示することと、を含む。

さらに前述の第１、第２、第３、または第４の態様のうちのいずれか１つ以上に従って、制御システムおよび／または方法は、以下の好ましい形態のうちのいずれか１つ以上をさらに含み得る。

１つの好ましい形態では、センサの出力信号は、ディスプレーサまたは動作環境の特性を表す離散値を含む。離散値は、所定のレベル未満に位置付けられたディスプレーサに対応する第１の状態、または所定のレベル以上に位置付けられたディスプレーサに対応する第２の状態を示すことができる。

別の好ましい形態では、センサの出力信号は、ディスプレーサまたは動作環境の特性を表す連続値を含む。

別の好ましい形態では、分析モジュールおよびセンサの少なくとも１つの以前の出力信号がメモリに記憶される。分析モジュールは、プロセッサ上で実行されると、センサの出力信号をセンサの少なくとも１つの以前の出力信号と比較する。

別の好ましい形態では、センサは、入力および出力を含み、センサの入力は、野外装置
に動作可能に連結され、野外装置または動作環境の特性を表す入力信号を受け取り、センサの出力は、制御装置に動作可能に連結され、入力信号と関連付けられた出力信号を提供する。

別の好ましい形態では、制御システムは、バーを含む可動組立体と、バーの遠位端に取り付けられたディスプレーサと、可動組立体を介してディスプレーサを動かすことができるプロセッサに連結されたアクチュエータと、を含む。

別の好ましい形態では、制御システムは、プロセッサ上で実行されると、アクチュエータを作動させる、メモリに記憶された作動モジュールを含む。

別の好ましい形態では、制御システムは、制御装置および／またはプロセッサに連結された出力デバイスと、プロセッサ上で実行されると、出力デバイス上に出力信号を提示する、メモリに記憶された提示モジュールと、を含む。

別の好ましい形態では、ディスプレーサまたは動作環境の特性は、ディスプレーサのレベル位置、ディスプレーサの重量、ディスプレーサの質量、液体の密度、液体の浮力、および液体の粘度のうちの少なくとも１つを含む。

別の好ましい形態では、センサの出力信号は、出力デバイス上に視覚的および／または聴覚的に提示される。

別の好ましい形態では、アクチュエータは、ソレノイドを含む。

別の好ましい形態では、センサは、スイッチおよび／またはホール効果センサを含む。

別の好ましい形態では、ゼロばねは、バーの近位端に取り付けられる。

別の好ましい方法の形態では、ディスプレーサの状態を提示することは、ディスプレーサの状態を視覚的および／または聴覚的に提示することを含む。

別の好ましい方法の形態では、ステップは、センサからの出力をメモリに記憶することを含み得る。

別の好ましい方法の形態では、ステップは、センサからの出力を、メモリデバイスに記憶されて記憶装置から読み出されたセンサからの以前の出力と比較することを含み得る。

別の好ましい方法の形態では、ステップは、センサから受け取る出力に応答して警報を送ることを含み得る。

別の好ましい方法の形態では、ステップは、センサからの以前の出力に対するセンサからの出力の比較に応答して警報を送ることを含み得る。

プロセス制御システムおよび安全システムを有する例示のプロセスプラントのブロック図である。 実施例の野外装置に動作可能に接続された本発明の実施形態のブロック図である。 図２に示される実施例の野外装置の動作性および可用性を検証するための実施例のモジュールまたはプロセスフロー図を例証する。 実施例の野外装置に動作可能に接続された本発明の別の実施形態のブロック図である。 図４に示される実施例の野外装置の動作性および可用性を検証するための実施例のモジュールまたはプロセスフロー図を例証する。

図１では、安全システム１６（点線内に示される）と統合されたプロセス制御システム１４を含み得るプロセス制御／安全制御ノード１２を含むプロセスプラント１０を示す。安全システム１６は、概して、安全計装システム（ＳＩＳ）として動作し、プロセス制御システム１４の動作を監視してプロセスプラント１０の安全動作を保証することができる。必要に応じて、安全システム１６は、プロセス制御システム１４の制御を無効にすることができる。

プロセスプラント１０は、例えば任意の種類のコンピュータであり得る１つ以上のホストワークステーション１７またはコンピューティングデバイスも含む。それぞれのワークステーション１７は、プロセッサ１８、メモリデバイス１９、および／または制御人員がアクセスできるディスプレーモニターおよび／またはキーボードなどのユーザーインターフェース２０を含み得る。図１に例証される例示のプロセスプラント１０では、２つのワークステーション１７は、共通の通信ラインまたはバス２２を介して、プロセス制御／安全制御ノード１２と外部メモリデバイス２１に接続されるよう示されている。通信バス２２は、任意の所望のバスベースまたは非バスベースハードウェア、有線または無線通信構造、またはイーサネットプロトコルなどの適切な通信プロトコルを使用して実装することができる。

プロセスプラント１０は、異なるプロセス制御装置および入力／出力デバイスが取り付けられる共通のバックプレーン２４上に設けることができるバス構造を介して共に動作可能に接続されたプロセス制御システムデバイスと安全システムデバイスの両方を含む。図１に示されるプロセスプラント１０は、プロセッサ２８を有する少なくとも１つのプロセス制御装置２６および１つ以上のプロセス制御システム入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス３０、３２、３４を含む。それぞれのプロセス制御システムＩ／Ｏデバイス３０、３２、３４は、図１に示されるように、制御装置野外装置４０、４２などの１組のプロセス制御関連野外装置に通信可能に接続される。制御装置２６、Ｉ／Ｏデバイス３０、３２、３４、および野外装置４０、４２は、概して、プロセス制御／安全制御ノード１２のプロセス制御システム１４を構成する。

プロセス制御装置２６は、ほんの一例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔが販売するＤｅｌｔａＶ（商標）制御装置または任意の他の所望の種類のプロセス制御装置であり得、Ｉ／Ｏデバイス３０、３２、３４および野外装置４０、４２を使用してプロセス制御機能を提供するようにプログラミングされる。特に、制御装置２６のプロセッサ２８は、野外装置４０、４２およびワークステーション１７と連携して１つ以上の制御プロセスまたは制御方式を実装または監視し、任意の所望の方法でプロセスプラント１０またはプロセスプラントの一部を制御する。野外装置４０、４２は、センサ、バルブ、送信機、ポジショナなどの任意の所望の種類であってよく、任意の所望の公開の、占有の、または他の通信もしくはプログラミングプロトコル、例えば、ほんの数例をあげると、ＨＡＲＴまたは４−２０ｍａプロトコル（野外装置４０について示されている）、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ（登録商標）フィールドバスプロトコル（野外装置４２について示されている）、またはＣＡＮ、プロフィバス、およびＡＳインターフェースプロトコルなどの任意のバスプロトコルに適合し得る。同様に、Ｉ／Ｏデバイス３０、３２、３４のそれぞれは、任意の適切な通信プロトコルを使用する任意の既知の種類のプロセス制御Ｉ／Ｏデバイスであり得る。

制御装置２６は、任意の所望の方法で制御プロセスまたは制御方式を実装するように構成され得る。例えば、制御装置２６は、一般に機能ブロックと呼ばれるものを使用して制御方式を実装することができ、それぞれの機能ブロックは、全体の制御ルーチンの一部またはオブジェクトであり、他の機能ブロックと連携（リンクと呼ばれる通信を介して）して動作し、プロセス制御システム１４内にプロセス制御ループを実装する。機能ブロックは、典型的には、送信機、センサ、または他のプロセスパラメータ計測デバイスと関連付けられるような入力機能、またはＰＩＤ、ファジーロジック等の制御を行う制御ルーチンと関連付けられるような制御機能、またはバルブなどのデバイスの動作を制御してプロセス制御システム１４内のある物理的機能を実行する出力機能、のうちの１つを行う。これらの機能ブロックの混成物、ならびに他の種類の機能ブロックも存在し得る。プログラミングパラダイム制御システムの説明が、オブジェクト指向プログラミングパラダイムを具体化する機能ブロック制御方式を使用して本明細書に提供されるが、制御方式または制御ルーチンまたは制御ループまたは制御モジュールも、例えばラダーロジックまたはシーケンシャルファンクションチャートなどの他の技法を使用して、または任意の他の所望のプログラミング言語またはパラダイムを使用して実装または設計することができる。

本開示の目的のために、制御方式、制御ルーチン、制御モジュール、制御機能ブロック、安全モジュール、安全ロジックモジュール、および制御ループという用語は、基本的にはプロセスを制御するために実行される制御プログラムを表し、これらの用語は、本明細書において同義に使用することができる。しかしながら、以下の説明の目的のために、制御モジュールという用語を使用する。さらに、本明細書に記載の制御モジュールは、所望であれば異なる制御装置または他のデバイスによって実装されるか、または実行される部分を有してもよいことに留意されたい。さらに、プロセス制御システム１４および／または安全システム１６内に実装される本明細書に記載の制御モジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、およびそれらの任意の組合せを含む任意の形態をとることができる。例えば、制御モジュールは、制御ルーチンまたは、サブルーチンもしくはサブルーチンの部分（コードの行など）などの制御手順の任意の部分であってもよく、ラダーロジック、シーケンシャルファンクションチャート、制御ルーチン図、オブジェクト指向プログラミングもしくは任意の他のソフトウェアプログラミング言語もしくは設計パラダイムを使用するなどのように、任意の所望のソフトウェアフォーマットで実装することができる。同様に、本明細書に記載の制御モジュールは、例えば、１つ以上のＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、または任意の他のハードウェアまたはファームウェア要素にハードコード化することができる。制御モジュールは、グラフィック設計ツールまたは任意の他の種類のソフトウェア／ハードウェア／ファームウェアプログラミングまたは設計ツールを含む任意の設計ツールを使用して設計することができる。

１つ以上の制御モジュール３６は、制御装置２６内のメモリ３８に記憶され、制御装置２６のプロセッサ２８上で実行することができるが、これは、典型的には、これらの機能ブロックが４−２０ｍａ標準デバイスおよびＨＡＲＴデバイスなどのある種類のスマート野外装置と使用されるか、またはそれと関連付けられる場合である。制御モジュール３６は、システム１０内の他のメモリ場所１９、２１に記憶することもできるか、またはフィールドバスデバイスでも同様であるが、野外装置４０、４２自体によって実装することもできる。

プロセス制御／安全制御ノード１２の安全システム１６は、１つ以上の安全システムロジックソルバ５０、５２を含む。それぞれのロジックソルバ５０、５２は、安全ロジックモジュール５８を実行できるプロセッサ５４を有する安全制御装置（また、常にＩ／Ｏデバイスと呼ばれる）である。安全ロジックモジュール５８は、制御モジュール３６と同様
であり、ロジックソルバ５０、５２の一方または両方のメモリ５６の場所に記憶することができる。ロジックソルバ５０、５２は、通信可能に接続され、安全システム野外装置６０、６２に制御信号を提供し、かつ／またはこれらから信号を受け取る。安全制御装置５０、５２および安全システム野外装置６０、６２は、概して、図１の安全システム１６を構成する。

安全野外装置６０、６２は、上述のような任意の既知のまたは所望の通信プロトコルに適合するか、またはそれを使用する任意の所望の種類の野外装置であり得る。具体的には、野外装置６０、６２は、従来、液体レベル検出器または緊急シャットダウン（ＥＳＤ）バルブのような別個の専用の安全関連の制御システムによって制御される種類の安全関連の野外装置であり得る。図１に例証されるプロセスプラント１０では、安全野外装置６０が、ＨＡＲＴまたは４−２０ｍａプロトコルのような専用またはポイントツーポイント通信プロトコルを使用するものとして示されているが、安全野外装置６２は、フィールドバスプロトコルのようなバス通信プロトコルを使用するものとして示されている。概して、安全システム１６の一部として使用される安全デバイス（制御装置５０、５２および安全システム野外装置６０、６２の両方）は、安全デバイスとして評価されることになり、これは、典型的には、これらのデバイスが適切な本体によって安全デバイスとして評価されるための評価手順を経る必要があることを意味する。

バックプレーン２４（プロセス制御装置２６、Ｉ／Ｏデバイス３０、３２、３４、および安全制御装置５０、５２を通る破線で示される）を使用して、プロセス制御装置２６をプロセス制御Ｉ／Ｏカード３０、３２、３４ならびに安全制御装置５０、５２に接続する。プロセス制御装置２６は、バス２２にも通信可能に連結され、バスアービトレータとして動作してＩ／Ｏデバイス３０、３２、３４および安全制御装置５０、５２のそれぞれがバス２２を介してワークステーション１７またはメモリデバイス２１のいずれかと通信することを可能にする。バックプレーン２４は、安全制御装置５０、５２が互いに通信してこれらのデバイスのそれぞれによって実装された安全機能を調整するか、データを互いに通信するか、または他の統合された機能を行うことも可能にする。

ワークステーション１７は、それぞれワークステーションプロセッサ１８およびメモリ１９を含む。１つ以上の制御モジュール３６および／または安全ロジックモジュール５８は、メモリ１９に記憶され、プロセスプラント１０内のプロセッサ１８、２８、５４のうちのいずれかによって実行され得る。概して、モジュール３６、５８のうちの１つ以上は、プロセッサのうちの１つによって実行され、１つ以上の野外装置４０、４２、６０、６２を介して、プロセスを制御および／または監視することができる。表示モジュール４８は、ワークステーション１７のうちの１つのメモリ１９に記憶されているものとして、図１の分解図に例示されている。しかしながら、所望であれば、表示モジュール４８は、異なるワークステーション１７内に、またはプロセスプラント１０と関連付けられた別のコンピューティングデバイス内に、記憶して実行することもできる。表示モジュール４８は、ユーザーがデータ値を操作（例えば、読み取りまたは書き込みを行う）し、それによって制御システム１２および安全システム１４の一方または両方内の制御３６または安全モジュール５８の動作を変更することを可能する任意の種類のインターフェースであり得る。したがって、書き込みが、例えば、制御システム１２と関連付けられた制御モジュール３６に対して、または野外装置４０、４２のうちの１つに対して行われるように指定された場合、表示モジュール４８は、その書き込みが行われることを可能にする。さらに、その書き込みが、例えば、安全システム１４と関連付けられた安全ロジックモジュール５８に対して、または野外装置６０、６２のうちの１つに対して行われるように指定された場合、表示モジュール４８は、その書き込みが行われることを可能にする。

概して、制御システムは、プロセス条件と関連付けられた目標または事象トリガの発生
に応答するように構成された制御装置を含む。１つ以上の制御モジュールは、１つ以上のプロセッサによって実行され、１つ以上の野外装置を介してプロセスを監視および／または制御することができる。プロセスまたは安全情報は、野外装置によって取得されて制御装置に転送され、制御装置は、必要に応じて、プロセスを調整することができる。例えば、レベル制御システムでは、制御装置は、保持タンク内の上限閾値を超える液体レベルに関連する事象トリガの発生についてプロセスを監視することができる。制御装置は、センサを利用して、液体内に位置するフロートまたはディスプレーサのようなデバイスの位置を検出することができる。ディスプレーサが上限値を超える場合、センサが始動して関連の情報を制御装置に提供することができる。制御装置は、その情報を記憶し、かつ／または制御人員に報告し、かつ／またはバルブなどの別の野外装置の設定点または位置を調整して液体が保持タンクに入ることを防ぐことができる。

いくつかの制御システムでは、通常の動作時に、動くことが必要となる１つ以上の要素が存在し、しかもこれらの構成要素のいくつかは、その動作の大部分の間、通常、不活性またはアイドル状態である場合もある。例えば、高レベルのセンサの検出機構と関連付けられた可動構成要素は、液体レベルがめったに上限閾値に達しない場合、相当な時間量にわたってアイドル状態であり得る。しかしながら、液体レベルが上限閾値まで上昇するとき、センサの可動構成要素が、長期間の不活動が原因で、適切に機能しない可能性があることが懸念される。野外装置が利用可能であることを検証してその動作性を確認するために、野外装置の診断点検が行われ、制御装置が、野外装置の可動構成要素を動かすことにより、事象トリガの発生をシミュレートしてセンサ部分を始動させることができる。可動構成要素の周期的な励起は、高レベルの検出野外装置の不活発な性質および動作の通常「ドライ」状態を防ぐことができる。野外装置の可動構成要素の励起後、制御装置は、動作を記録し、観察される適正または不適正な結果に依存して、診断点検と関連付けられた対応する情報の記録および／または送信、ならびに制御システム内の他の野外装置の調整などの必要な措置を講じることができる。

プロセスプラントの制御システム１２で使用される野外装置２４０の可用性および動作性を検証するための本発明の一実施例の実装形態が図２に示される。この実装形態では、野外装置２４０は、図２に仮想線で示され、かつ概して入口９２および出口９４を含む保持タンク９０内の液体のレベルを監視および制御するために使用される。しかしながら、バルブなどの可動部分を有する任意の他の種類の野外装置、または任意の他の種類の対応する機能のために使用されるスイッチが、本発明のシステムおよび方法と統合されてもよいことを理解されたい。野外装置２４０は、支点８２に動作可能に取り付けられたバーまたはロッド７２のような細長い部材を有する可動組立体７０を含む。ディスプレーサまたはフロートデバイス７４は、バー７２の遠位端に接続される。バー７２は、ディスプレーサ７４の動きに応答して支点８２を中心に動くまたは回転することができる。ゼロばね７６は、バー７２の近位端に取り付けることができ、ディスプレーサ７４の特性および／または予測される動作環境に対する動作について野外装置２４０を調整するために、制御人員によって所望通りに使用され得る。

ディスプレーサ７４は、例えば、質量、体積、および浮力などの１つ以上の特性を有し、保持タンク９０の液体内に位置する。ディスプレーサ７４は、その動作環境に、具体的には、例えば、レベル、粘度、密度、および温度などの液体の１つ以上の性質または特性に応答する。ディスプレーサ７４は、本質的に保持タンク９０内に保持された液体内に浮き、液体の変動するレベルに適応可能である。保持タンク９０の液体内のディプレーサ７４の位置は、通信リンクまたはバス２２２を介してプロセッサ２２８によって監視され、関連情報は、プラント内のワークステーステーションのうちのいずれかの制御人員に提供され得る。

アクチュエータ７８は、可動組立体７０に動作可能に接続される。図２に示される実施例の実施形態では、アクチュエータ７８は、バー７２と制御ノード１２との間に接続される。アクチュエータ７８は、変化する液体レベルに起因するディスプレーサ７４の動きを再現するように、可動組立体７０に動きを与えることができる任意の種類のデバイスであり得る。アクチュエータ７８は、例えば、ソレノイドまたは電磁石のような電気的、機械的、または電気機械的デバイスであり得る。プロセッサ２２８は、通信ラインまたはバス２２２を介してアクチュエータ７８に連結され、アクチュエータ７８を作動させ、ディスプレーサ７４の動きを促進することができる。

制御モジュール２５０は、１つ以上の診断モジュールを含み、プロセッサ２２８に通信可能に連結されたメモリ２１９に記憶される。診断モジュールは、プロセッサ２２８上で実行されると、野外装置２４０に、診断点検または診断点検の一部を行うことができる。例えば、診断モジュールは、アクチュエータ７８を作動させることを促進する作動モジュール２５２と、診断点検の結果を出力デバイス２４８に提示することを促進する提示モジュール２５４と、１つ以上の診断点検の結果を分析して比較することができる分析モジュール２５６と、を備えることができる。診断モジュールは、ディスプレーサ７４に動きを与えるためにプロセッサ２２８を介してアクチュエータ７８に送ることができるコマンドまたは命令を含む。コマンドは、制御人員によって起動され、必要に応じてプロセッサ２２８を介して離散的に送ることができ、かつ／あるいはコマンドは、周期的な送信のために、または例えば野外装置２４０の不活動の期間の経過のような事象トリガに応答してプログラミングされ得る。制御人員は、野外装置２４０の保全に高められた融通性を提供できるレベル制御野外装置２４０の診断点検を実行するための時間および／または事象トリガを指定することができる。診断点検およびその後の応答行動を含む全ての策定、比較、および決定は、制御ノード１２の連携を介して管理することができる。

センサ８０は、センサが野外装置２４０の特性および／またはその動作環境を表す量を測定できる任意の所望の構成で、可動組立体７０に機械的に接続され、かつ／または動作可能に連結される。野外装置２４０または動作環境の特性は、例えば液体のレベル、液体の粘度、液体の浮力、液体の密度、ディスプレーサの質量、ディスプレーサの重量、またはディスプレーサの浮力を含み得る。センサ８０は、測定された量を、例えば機械的信号またはアナログもしくはデジタル電圧のような電気的信号の形態であり得る情報の信号に変換することができる。

図２に示される実施例の実装形態では、センサ８０は、アクチュエータ７８に機械的に接続することができる、または動作可能に連結することができるバー７２を介してディスプレーサ７４の動きを測定および／または検出することができる。アクチュエータ７８によって促進されるディスプレーサ７４の動きは、したがってバー７２の動きを介してセンサ８０によって検出することができる。ディスプレーサ７４の動きは、測定されてセンサ８０の出力に提供される情報に変換することができる。情報は、例えばアナログまたはデジタル電圧のような電気的信号の形態、またはスイッチの位置であってもよく、観察者またはプロセッサ２２８のような動作可能に接続されたデバイスによって読み取り可能である。プロセッサ２２８は、センサ８０によって提供される情報に応答してさらなる行動をとることができ、かつ／または情報は、出力デバイス２４８に視覚的および／もしくは聴覚的に表示され得、かつ／または制御ノード１２内のメモリ２１９に記憶され得る。

図３は、図２に示される構成で使用することができる本発明の実施例の方法のフローチャート３００を示し、野外装置２４０の動作性および／または可用性は、離散的または周期的に検証することができる。具体的には、野外装置２４０は、ディスプレーサ７４が動作可能であり、かつ適切に機能できることを保証するために点検することができる。ディスプレーサ７４の動きは、センサ８０を介してプロセッサ２２８によって監視される（ブ
ロック３０２）。センサ８０の出力は、１つ以上の状態を含み得る。例えば、第１の状態は、ディスプレーサ７４が所定のレベル未満の位置にあるような第１の位置にある野外装置２４０の一部と関連付けることができ、第２の状態は、所定のレベル以上の第２の位置にあるディスプレーサ７４と関連付けられる。アクチュエータ７８は、プロセッサ２２８によって作動モジュール２５０の実行を介して作動される（ブロック３０４）。作動モジュール２５０は、制御システム内のメモリ場所のうちの１つに記憶することができる。アクチュエータ７８がプロセッサ２２８によって作動された後、センサ８０の状態、またはセンサのその状態が変化したかは、プロセッサ２２８によって決定される（ブロック３０６）。センサ８０の状態が変化した場合、プロセッサ２２８は、第１のコマンドを実行することができる（ブロック３０８）。第１のコマンドは、結果として得られた状態を１つ以上のメモリデバイスに記録すること、および／またはその結果を提示モジュール２５４の実行を介して提示することを含み得る。結果として得られた状態は、制御システム内の１つ以上のユーザーインターフェースまたはワークステーションの出力デバイス２４８で視覚的および／または聴覚的に表示することができる。あるいは、センサ８０の状態が変化しなかった場合、プロセッサ２２８は、第２のコマンドを実行することができる（ブロック３１０）。第２のコマンドは、結果として得られた状態を１つ以上のメモリデバイスに記録すること、および／またはその結果を、提示モジュール２５４を介して、制御システム内の１つ以上のユーザーインターフェースまたはワークステーションの出力デバイス２４８で視覚的および／または聴覚的に表示することを含み得る。

制御システムに統合された野外装置の動作性および可用性を検証するための本発明の別の実施例の実施形態が図４に示される。この実施例の実施形態の野外装置４４０は、図４の仮想線で示される保持タンク４９０内の液体のレベルを監視し、制御するために使用され、概して、入口４９２および出口４９４を含む。しかしながら、野外装置は、本発明のシステムおよび方法と統合することができるバルブまたはスイッチのような可動部分を有する任意の他の種類の野外装置であり得ることを理解されたい。野外装置４４０は、支点４８２に動作可能に取り付けられたバーまたはロッド４７２のような細長い部材を有する可動組立体４７０を含む。ディスプレーサまたはフロートデバイス４７４は、バー４７２の遠位端に接続される。バー４７２は、ディスプレーサ４７４の動きに応答して支点４８２を中心に動く、または回転することができる。ゼロばね４７６は、バー４７２の近位端に取り付けることができ、ディスプレーサ４７４の特性および／または予測される動作環境に対して野外装置４４０を調整するために使用することができる。

ディスプレーサ４７４は、例えば、質量、体積、および浮力のような１つ以上の特性を含み、保持タンク４９０の液体内に位置する。ディスプレーサ４７４は、その動作環境に、具体的には、例えば、レベル、粘度、密度、および温度のような液体の１つ以上の性質または特性に、応答する。ディスプレーサ４７４は、本質的に保持タンク４９０内に保持された液体内に浮き、液体の変動するレベルに適応可能である。保持タンク４９０の液体内のディスプレーサ４７４の位置は、通信リンクまたはバス４２２を介してプロセッサによって監視され、関連の情報は、プラント内のワークステーションのうちのいずれかの制御人員に提供することができる。

アクチュエータ４７８は、可動組立体４７０に動作可能に接続され、バー４７２と制御ノード４１２のプロセッサ４２８との間に接続することができる。アクチュエータ４７８は、可動組立体４７０に対して動きを与え、最終的にディスプレーサ４７４に対して動きを発生することができる任意の種類のデバイスであり得る。アクチュエータ４７８は、例えば、ソレノイドまたは電磁石のような電気的、機械的、または電気機械的デバイスであり得る。プロセッサ４２８は、通信ラインまたはバス４２２を介してアクチュエータ４７８に連結され、アクチュエータ４７８を作動させ、ディスプレーサ４７４の動きを促進することができる。

制御モジュール４５０は、１つ以上の診断モジュールを含むことができ、プロセッサ４２８に通信可能に連結されたメモリ４１９に記憶される。プロセッサ４２８上で実行されると、診断モジュールは、診断点検、または診断点検の一部を野外装置４４０に行うことができる。例えば、診断モジュールは、アクチュエータ４７８を作動させることを促進する作動モジュール４５２と、診断点検の結果を出力デバイス４４８で提示することを促進する提示モジュール４５４と、１つ以上の診断点検の結果を分析し、比較することができる分析モジュール４５６と、を含み得る。診断モジュールは、ディスプレーサ４７４に対して動きを与えるために、プロセッサ４２８を介してアクチュエータ４７８に送ることができるコマンドまたは命令を含む。コマンドは、制御人員によって起動され、必要に応じてプロセッサ４２８を介して離散的に送信することができるか、かつ／あるいは周期的な送信のために、または例えば野外装置４４０の不活動の期間の経過などの事象トリガに応答してプログラミングされ得る。制御人員は、野外装置４４０の保全に高められた融通性を提供することができるレベル制御野外装置４４０の診断点検を実行するための１つ以上の時間または事象トリガを指定することができる。診断点検および任意のその後の応答行動を含む全ての策定、比較、および決定は、制御ノード４１２の連携を介して管理することができる。

ディスプレーサ４７４の動作環境および／または１つ以上の特性は、可動組立体４７０に機械的に接続され、かつ／または電気的に連結されたセンサ４８０を介して、プロセッサ４２８によって監視することができる。センサ４８０は、野外装置４４０の動作環境または１つ以上の特性を表す量の１つ以上の測定値を受け取り、かつ／または取得することができる離散的またはデジタル式のセンサであり得る。あるいは、センサ４８０は、野外装置４４０の動作環境または１つ以上の特性を表す量を連続的に受け取り、かつ／または測定することができる比例的またはアナログ式のセンサであり得る。野外装置４４０の特性またはその動作環境は、例えば、液体のレベル、液体の粘度、液体の浮力、液体の密度、ディスプレーサの質量、ディスプレーサの重量、またはディスプレーサの浮力を含み得る。センサ４８０は、受け取ったかつ／または測定した量を、機械的信号または、例えばアナログまたはデジタル電圧のような電気的信号の形態であり得る情報の信号に、変換することができる。

センサ４８０によって提供される情報は、制御プロセッサ４２８によって分析され、ディスプレーサ４７４の動作条件を決定することができる。分析は、測定により得られた情報に対する基準情報の比較を含み得る。さらに、分析は、異なる時間に行われた複数の測定により得られた情報の比較を含み得る。基準情報および測定により得られた情報は、制御システムのメモリ４１９に記憶することができる。比較の結果に依存して、制御プロセッサ４２８は、結果として得られた分析を制御システム４１２内のメモリ４１９に記憶し、かつ／または結果として得られた分析を出力デバイス４４８で視覚的および／または聴覚的に表示することができる。

図４に示される実施形態では、プロセッサ４２８は、アクチュエータ４７８を作動させてディスプレーサ４７４を液体の外に持ち上げることができる。ディスプレーサ４７４が液体に戻ると、ホール効果センサを含む連続式のセンサ４８０は、液体内のディスプレーサ４７４の位置に関する連続的な測定値を受け取ることができる。具体的には、液体内に戻った後、ディスプレーサ４７４は、上下に揺れ動き、最終的に液体内のより安定した位置に達する。この間に、センサ４８０は、ディスプレーサ４７４の揺れ動きに関する情報、例えば、揺れ動くディスプレーサの周波数、振幅、減衰、および／または共振を取得することができる。この情報は、ディスプレーサ４７４の特性および／またはその動作環境に関連することができる。センサ４８０は、可動組立体４７０から受け取った情報を、制御プロセッサ４２８に出力信号として提供される表現信号に変換することができる。表現
信号の情報は、メモリ４１９に記憶され、かつ／または分析モジュール４５６によって分析され、メモリに記憶された他の関連の情報と比較されて、ディスプレーサ４７４の動作特性および／または動作環境に変化が発生したかを決定することができる。情報はまた、情報基準と比較され、ディスプレーサの特性のうちの１つ以上が適切な運転状態にあるか、または動作環境が変化したかを決定することを補助することができる。

情報の分析は、ディスプレーサ４７４の１つ以上の特性が初期状態から変化したことを明らかにすることができる。ディスプレーサの特性のどんな変化も、野外装置４４０の測定能力および精度に影響することがあり、ディスプレーサ４７４の修理または交換が必要になることもある。例えば、ディスプレーサの浮力特性に影響を与えることができるパラフィンおよび他の異物が、使用中にディプレーサに付着することが知られている。ディスプレーサの浮力特性の変化は、揺れ動くディスプレーサの周波数、振幅、減衰、および／または共振の観察される変化によって推測することができる。

情報の分析はまた、ディスプレーサの動作環境が初期状態から変化したことを明らかにすることができる。具体的には、保持タンク４９０内の液体のどんな変化も、ディスプレーサ４７４の初期に測定された特性に対する変化によって検出可能であり得る。すなわち、保持タンク４９０に異なる液体が添加された場合、液体の粘度、密度、または液体の等級の変化は、ディスプレーサ４７４の周波数、振幅、減衰、および／または共振の変化によって検出可能であり得る。したがって、ディスプレーサ４７４およびディスプレーサが動作すると予測される環境の特徴的な性質（複数可）を知ることにより、ディスプレーサのどんな特徴的な性質（複数可）の検出された変化は、液体のレベルまたは密度などのディスプレーサの動作条件またはディスプレーサの動作環境の変化を表すことができる。

図５は、センサ４８０の動作性を比例的なセンサ４８０によって連続的に検証することができる図４に示される実施形態に利用することができる本発明の実施例の方法のフローチャート５００を示す。具体的には、制御装置のプロセッサが比例的なセンサを介して野外装置を連続的に監視する（ブロック５０２）。アクチュエータ４８０を制御装置によって作動させ（ブロック５０４）、ディスプレーサ４７４を液体から持ち上げ、液体に戻ることが可能にされる。連続的な信号をセンサ４８０で受け取り、変換し、分析のために制御装置に提供する（ブロック５０６）。分析は、直近で受け取った出力信号を、ディスプレーサの特性および／またはディスプレーサの動作特性と関連付けられた情報の基準と比較することを含み得る、または、分析は、直近で受け取った出力信号を、以前に受け取った出力信号、または以前に受け取った出力信号の編集したものと比較することを含み得る（ブロック５０８）。制御装置４１２は、プロセッサ４２８上の分析モジュールの実行によって、ディスプレーサの初期に測定された特性および／または動作環境に変化が発生したかを決定する（ブロック５１０）。ディスプレーサの特性および／または動作環境のうちの１つ以上に大きな変化が存在した場合、プロセッサ４１２は、第１のコマンドを実行することができる（ブロック５１２）。第１のコマンドは、この結果をメモリ４１９に記録すること、および／またはその結果をユーザーインターフェース４４８で視覚的および／または聴覚的に表示することを含み得る。さらに、第１のコマンドは、変化した信号と関連付けられた警報を表示すること、および／または記録することを含み得る。ディスプレーサの特性に十分な変化が存在しなかった場合、プロセッサ４２８は、第２のコマンドを実行することができる（ブロック５１４）。第２のコマンドは、この結果をメモリ４１９に記録すること、および／またはその結果を制御プラント内の１つ以上のユーザーインターフェースで視覚的および／または聴覚的に表示することを含み得る。デバイスの状態を表示することは、表示モジュールを実行するプロセッサのうちの１つ以上によって促進することができる。

レベル制御野外装置を組み込む液体保持タンクのための過去の検証方法は、制御人員が
野外装置の現場に存在することが必要であった。さらに、統合されたブライドルを備えた保持タンクでは、ブライドルを除去し、排水し、再充填し、点検する間、レベル制御システムを吊り下げる必要がある。本発明が既存の電気機械的レベル制御システムに容易に適用可能であり、制御システムを中断することなく、かつ制御人員が野外装置の現場に存在することを必要せずに、遠隔の野外装置の構成要素および動作環境の迅速かつ正確な評価を提供することができることが上述の説明から明らかである。

ある特定の例示の方法、装置、および物品が本明細書に記載されているが、本特許の適用範囲はこれらに限定されない。それとは逆に、本特許は、文字通り、または均等論に従うかのいずれかで、添付の特許請求の範囲に公正に含まれる全ての方法、装置、および物品を包含する。

本明細書を通して、複数の事例は、単一の事例として記載された構成要素、操作、または構造を実装することができる。１つ以上の方法の個別の操作が別々の操作として示され、説明されているが、個別の操作の１つ以上は同時に行うことができ、操作が示された順序で行われることを要求しない。実施例の構成で別々の構成要素として示された構造および機能は、組み合わせられた構造または構成要素として実装することができる。同様に、単一の構成要素として示された構造および構成要素は、別々の構成要素として実装することができる。これらのおよび他の変形、修正、追加、および改善は、本明細書の主題の範囲内に入る。

例えば、制御システム１０は、限定されないが、ＬＡＮ、ＭＡＮ、ＷＡＮ、モバイル、有線または無線ネットワーク、プライベートネットワーク、または仮想プライベートネットワークの任意の組合せを含み得る。さらに、説明を単純化かつ明確化するために２つのワークステーションだけが図１に示されているが、任意の数のワークステーションまたはユーザーインターフェースをサポートして実装できることを理解されたい。

さらに、本明細書では、特定の実施形態がロジックまたは複数の構成要素、モジュール、または機構を含むものとして記載されている。モジュールは、ソフトウェアモジュール（例えば、機械可読媒体上に、または送信信号内に具現化されたコード）またはハードウェアモジュールのいずれかを構成することができる。ハードウェアモジュールは、特定の操作を行うことができる有形のユニットであり、特定の方式で構成または配設することができる。実施例の実施形態では、１つ以上のコンピュータシステム（例えばスタンドアロン、クライアント、またはサーバーコンピュータシステム）またはコンピュータシステムの１つ以上のハードウェアモジュール（例えば、プロセッサまたはプロセッサのグループ）は、本明細書で記載したような特定の操作を行うように動作するハードウェアモジュールとして、ソフトウェア（例えば、アプリケーションまたはアプリケーション部分）によって構成することができる。

様々な実施形態では、ハードウェアモジュールは、機械的または電気的に実装することができる。例えば、ハードウェアモジュールは、特定の操作を行うために、恒久的に構成された専用回路またはロジック（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような専用プロセッサなど）を備えることができる。ハードウェアモジュールはまた、特定の操作を行うためにソフトウェアによって一時的に構成されたプログラマブルロジックまたは回路（例えば、汎用プロセッサまたは他のプログラマブルプロセッサ内に包含されるように）を備えることができる。ハードウェアモジュールを専用かつ恒久的に構成された回路に、または一時的に構成された回路（例えば、ソフトウェアによって構成される）に機械的に実装するための決定は、コストおよび時間の考慮によって行うことができることを理解されたい。

したがって、ハードウェアという用語は、本明細書に記載された特定の方式で動作するように、または特定の操作を行うように、物理的に構築される、恒久的に構成される（例えば、実配線される）、または一時的に構成される（例えば、プログラミングされる）エンティティである、有形のエンティティを包含することを理解されたい。ハードウェアが一時的に構成された（例えば、プログラミングされた）実施形態を考慮すると、それぞれのハードウェアモジュールは、任意の一時点で、構成する、またはインスタンス化する必要がない。例えば、ハードウェアモジュールがソフトウェアを使用して構成された汎用プロセッサを含む場合、汎用プロセッサは、異なる時点でそれぞれの異なるハードウェアモジュールとして構成することができる。ソフトウェアは、例えば一時点で特定のハードウェアモジュールを構成し、異なる時点では異なるハードウェアモジュールを構成するように適宜にプロセッサを構成することができる。

ハードウェアおよびソフトウェアモジュールは、他のハードウェアおよびソフトウェアモジュールに情報を提供し、かつ情報を受け取ることができる。したがって、記載されたハードウェアモジュールは、通信可能に連結されているとみなすことができる。複数のそのようなハードウェアまたはソフトウェアモジュールが同時に存在する場合、通信は、ハードウェアまたはソフトウェアモジュールを接続する信号伝送（例えば、適切な回路およびバスを介して）によって達成することができる。複数のハードウェアモジュールまたはソフトウェアが異なる時点に構成される、またはインスタンス化される実施形態では、そのようなハードウェアまたはソフトウェアモジュール間の通信は、例えば、複数のハードウェアまたはソフトウェアモジュールがアクセスするメモリ構造内の情報の保存および検索によって、達成することができる。例えば、１つのハードウェアまたはソフトウェアモジュールは、操作を行い、その操作の出力をそれが通信可能に連結されたメモリデバイスに記憶することができる。別のハードウェアまたはソフトウェアモジュールは、次に後の時点で、メモリデバイスにアクセスし、記憶された出力を検索して処理することができる。ハードウェアおよいソフトウェアモジュールはまた、入力または出力デバイスと通信を開始することができ、リソース（例えば、収集された情報）を操作することができる。

本明細書に記載の実施例の方法の様々な操作は、関連の操作を行うように一時的に構成された（例えば、ソフトウェアによって）または恒久的に構成された１つ以上のプロセッサによって、少なくとも部分的に行うことができる。一時的または恒久的に構成されるいずれの場合でも、そのようなプロセッサは、１つ以上の操作または機能を行うように動作するプロセッサ実装モジュールを構成することができる。本明細書で言及されるモジュールは、いくつかの実施例の実施形態では、プロセッサ実装モジュールを含み得る。

同様に、本明細書に記載の方法またはルーチンは、少なくとも部分的にプロセッサ実装することができる。例えば、方法の操作の少なくとも一部は、１つまたは複数のプロセッサまたはプロセッサ実装ハードウェアモジュールによって行うことができる。ある操作の履行は、１つ以上のプロセッサに分散され、単一のマシン内のみに存在しないで、複数のマシンに展開することができる。いくつかの実施例の実施形態では、プロセッサまたは複数のプロセッサは、単一の場所に（例えば、プラント環境、オフイス環境内に、またはサーバーファームとして）配置することができ、他の実施形態では、プロセッサは、複数の場所に分散することができる。

１つ以上のプロセッサはまた、「クラウドコンピューティング」環境内で、または「サービスとしてのソフトウェア」（ＳａａＳ）として、関連の操作の履行をサポートするように動作することができる。例えば、操作の少なくとも一部は、コンピュータのグループ（プロセッサを含むマシンの実施例として）によって行うことができ、これらの操作は、ネットワーク（例えば、インターネット）を介して、および１つ以上の適切なインターフェース（例えば、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ））を介してア
クセス可能である。

ある操作の履行は、１つ以上のプロセッサに分散され、単一のマシン内のみに存在しないで、複数のマシンに展開することができる。いくつかの実施例の実施形態では、１つ以上のプロセッサまたはプロセッサ実装モジュールは、単一の地理的場所（例えば、プラントまたはオフィス環境内）に配置することができる。他の実施例の実施形態では、１つ以上のプロセッサまたはプロセッサ実装モジュールは、複数の地理的場所に分散することができる。

本明細書のいくつかの部分は、マシンメモリ（例えば、コンピュータメモリ）内にビットまたはバイナリデジタル信号として記憶されたデータ上にアルゴリズムまたは操作の記号表現の表現で示される。これらのアルゴリズムまたは記号表現は、他の当業者に仕事の内容を伝えるためにデータ処理分野の当業者によって使用される方法の実施例である。本明細書で使用されているように、「アルゴリズム」または「ルーチン」は、所望の結果をもたらす操作または類似の処理の首尾一貫したシーケンスである。本明細書の文脈において、アルゴリズム、ルーチン、および操作は、物理的量の物理的操作を伴う。典型的には、必ずしもではないが、そのような量は、保存、アクセス、転送、組合せ、比較、またはそれ以外のマシンによって操作することが可能である電気的、磁気的、または光学的信号の形態をとることができる。「データ」、「コンテンツ」、「ビット」、「値」、「要素」、「記号」、「文字」、「用語」、「番号」、「数字」などの単語を使用してそのような信号を参照することは、主に一般的な使用という理由から時には便利である。しかしながら、これらの単語は、単に便利なラベルであり、適切な物理量と関連付けられるべきである。

別途明確に記述されない限り、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」、「提示」、「表示」などの単語を使用する本明細書の考察は、１つ以上のメモリ（例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、またはそれらの組合せ）、レジスタ、または情報を受信、記憶、送信、または表示する他のマシン構成要素内で、物理的（例えば、電気的、磁気的、または光学的）量として表されるデータを操作する、または変換するマシン（例えば、コンピュータ）の動作または処理を指すことができる。

本明細書で使用されているように、「一実施形態」または「実施形態」の任意の参照は、実施形態に関連して記載される特定の要素、特徴、または特性は、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な個所における「一実施形態において」という語句の掲載は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているとは限らない。

いくつかの実施形態は、「連結」および「接続」という表現をそれらの派生語とともに使用して説明することができる。例えば、いくつかの実施形態は、２つ以上の要素が直接に物理的または電気的に接触していることを示すために「連結」という用語を使用して説明することができる。しかしながら、「連結」という用語はまた、２つ以上の要素が互いに直接に接触していないが、依然として互いに協働または相互作用することを意味することができる。実施形態は、この文脈に限定されない。

本明細書で使用されているように、「備える」、「備えること」、「含む」、「含むこと」、「有する」、「有すること」、またはそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図する。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもこれらの要素のみに限定されないが、明示的に記載されていない、またはそのようなプロセス、方法、物品、または装置に固有でない他の要素を含み得る。さらに、断らない限り、「または」は包括的論理和を指し、排他的論理和を指さない。例えば、ＡまたはＢという条件は、以下のいずれか１つによって満たされ、Ａが真（または存
在する）かつＢが偽（または存在しない）、Ａが偽（または存在しない）かつＢが真（または存在する）、およびＡおよびＢの両方が真（または存在する）。

さらに、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書では実施形態の要素および構成要素を記述するために利用される。これは、単に便宜上および記述の一般的な意味を与えるために行われる。この記述は、１つまたは少なくとも１つを含むように読まれるべきであり、そうでないことを意味することが明らかでない限り、単数形は複数も含む。

さらに、例示の目的だけのために、図は、制御システム内の野外装置のための検証システムの好ましい実施形態を描いている。当業者は、本明細書に記載の構造および方法の代替の実施形態が本明細書に記載の原理から逸脱することなく利用できることを、上記の説明から容易に認識するであろう。

Claims (32)

1. 液体レベル制御システムであって、
   バーを含む可動組立体であって、前記可動組立体の前記バーが近位端および遠位端を含む、可動組立体と、
   前記バーの前記遠位端に取り付けられたディスプレーサと、
   前記可動組立体に動作可能に接続されたアクチュエータと、
   前記アクチュエータに連結され、かつ前記可動組立体を介して前記ディスプレーサを動かすことができるプロセッサと、
   入力および出力を含むセンサであって、前記センサの前記入力が前記可動組立体に動作可能に連結されてディスプレーサまたは動作環境の特性を表す入力信号を受け取り、前記センサの前記出力が前記プロセッサに動作可能に連結されて前記入力信号と関連付けられた出力信号を提供する、センサと、
   前記プロセッサに連結されたメモリと、
   前記プロセッサ上で実行されると、前記アクチュエータを作動させる、前記メモリに記憶された作動モジュールと、
   前記プロセッサに連結された出力デバイスと、
   前記プロセッサ上で実行されると、前記出力デバイス上に前記センサの前記出力信号を提示する、前記メモリに記憶された提示モジュールと、を備える、液体レベル制御システム。
2. 前記センサの前記出力信号が前記ディスプレーサまたは前記動作環境の前記特性を表す離散値を含む、請求項１に記載のレベル制御システム。
3. 前記離散値が、所定のレベル未満に位置付けられた前記ディスプレーサに対応する第１の状態、または前記所定のレベル以上に位置付けられた前記ディスプレーサに対応する第２の状態を示す、請求項１〜２のいずれかに記載のレベル制御システム。
4. 前記センサの前記出力信号が前記ディスプレーサまたは前記動作環境の前記特性を表す連続値を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のレベル制御システム。
5. 前記メモリに記憶された前記センサの少なくとも１つの以前の出力信号と、
   プロセッサ上で実行されると、前記センサの前記出力信号を前記センサの前記少なくとも１つの以前の出力信号と比較する、前記メモリに記憶された分析モジュールと、をさらに備える、請求項１〜４に記載のレベル制御システム。
6. 前記ディスプレーサまたは前記動作環境の前記特性が、前記ディスプレーサのレベル位置、前記ディスプレーサの重量、前記ディスプレーサの質量、液体の密度、前記液体の浮力、および前記液体の粘度のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のレベル制御システム。
7. 前記センサの前記出力信号が前記出力デバイス上に視覚的に提示される、請求項１〜６のいずれかに記載のレベル制御システム。
8. 前記センサの前記出力信号が前記出力デバイス上に聴覚的に提示される、請求項１〜７のいずれかに記載のレベル制御システム。
9. 前記アクチュエータがソレノイドを含む、請求項１〜８のいずれかに記載のレベル制御システム。
10. 前記センサがスイッチを含む、請求項１〜９のいずれかに記載のレベル制御システム。
11. 前記センサがホール効果センサを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載のレベル制御システム。
12. 前記バーの前記近位端に取り付けられたゼロばねをさらに備える、請求項１〜１１のいずれかに記載のレベル制御システム。
13. プロセスを制御するための制御システムであって、
    前記プロセスに連結され、かつプロセス条件を制御するように配設された野外装置と、
    前記プロセスに連結され、かつ前記プロセス条件と関連付けられた事象トリガの発生について前記プロセスを監視するように配設されたセンサと、
    前記野外装置を制御するためのプロセッサを含む制御装置であって、前記野外装置に動作可能に連結される、制御装置と、
    前記制御装置に連結されたメモリと、
    前記メモリに記憶され、かつ前記プロセッサに連結された診断モジュールであって、前記プロセッサ上で実行されて前記野外装置を動かし、かつ前記事象トリガの前記発生をシミュレートすることができる、診断モジュールと、を備える、制御システム。
14. 前記センサが入力および出力を含み、前記センサの前記入力が前記野外装置に動作可能に連結されて前記野外装置または動作環境の特性を表す入力信号を受け取り、前記センサの前記出力が前記制御装置に動作可能に連結されて前記入力信号と関連付けられた出力信号を提供する、請求項１３に記載の制御システム。
15. 前記メモリに記憶された前記センサの少なくとも１つの以前の出力信号と、
    プロセッサ上で実行されると、前記出力信号を前記センサの前記少なくとも１つの以前の出力信号と比較する、前記メモリに記憶された分析モジュールと、をさらに備える、請求項１３または１４のいずれかに記載の制御システム。
16. 前記野外装置が、
    バーを含む可動組立体と、
    前記バーの遠位端に取り付けられたディスプレーサと、
    前記プロセッサに連結され、前記可動組立体を介して前記ディスプレーサを動かすことができるアクチュエータと、を備える、請求項１３〜１５のいずれかに記載の制御システム。
17. 前記プロセッサ上で実行されると、前記アクチュエータを作動させる、前記メモリに記憶された作動モジュールと、
    前記制御装置に連結された出力デバイスと、
    前記プロセッサ上で実行されると、前記出力デバイス上に前記出力信号を提示する、前記メモリに記憶された提示モジュールと、をさらに備える、請求項１３〜１６のいずれかに記載の制御システム。
18. 前記出力デバイスが前記出力信号を視覚的に提示することができる表示画面である、請求項１３〜１７のいずれかに記載の制御システム。
19. 前記出力デバイスが前記出力信号を聴覚的に提示することができるスピーカーである、請求項１３〜１８のいずれかに記載の制御システム。
20. １つ以上の液体用の保持タンクを含む液体レベル制御システムであって、
    前記保持タンク内の前記液体に応答するディスプレーサと、
    前記ディスプレーサに動作可能に連結されたアクチュエータと、
    前記アクチュエータに連結され、かつ前記ディスプレーサを動かすことができるプロセッサと、
    入力および出力を含むセンサであって、前記センサの前記入力が前記ディスプレーサに動作可能に連結されて前記ディスプレーサまたは動作環境の特性を表す入力信号を受け取り、前記センサの前記出力が前記プロセッサに動作可能に連結されて前記入力信号と関連付けられた出力信号を提供する、センサと、
    前記プロセッサに連結されたメモリと、
    前記プロセッサ上で実行されると、前記アクチュエータを作動させる、前記メモリに記憶された作動モジュールと、
    前記制御装置に連結された出力デバイスと、
    前記プロセッサ上で実行されると、前記出力デバイス上に前記センサの前記出力信号を提示する、前記メモリに記憶された提示モジュールと、を備える、液体レベル制御システム。
21. 前記センサの前記出力信号が前記ディスプレーサまたは前記動作環境の特性を表す離散値を含む、請求項２０に記載のレベル制御システム。
22. 前記離散値が所定のレベル未満に位置付けられた前記ディスプレーサに対応する第１の状態、または所定のレベル以上に位置付けられた前記ディスプレーサに対応する第２の状態を示す、請求項２０または２１のいずれかに記載のレベル制御システム。
23. 前記センサの前記出力信号が前記ディスプレーサまたは前記動作環境の前記特性を表す連続値を含む、請求項２０〜２２のいずれかに記載のレベル制御システム。
24. 前記メモリに記憶された前記センサの少なくとも１つの以前の出力信号と、
    前記プロセッサ上で実行されると、前記センサの前記出力信号を前記センサの前記少なくとも１つの以前の出力信号と比較する、前記メモリに記憶された分析モジュールと、をさらに備える、請求項２０〜２３のいずれかに記載のレベル制御システム。
25. 前記ディスプレーサまたは前記動作環境の前記特性が、前記ディスプレーサのレベル位置、前記ディスプレーサの重量、前記ディスプレーサの質量、液体の密度、前記液体の浮力、および前記液体の粘度のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０〜２４のいずれかに記載のレベル制御システム。
26. アクチュエータおよび可動組立体に連結された制御装置と、前記可動組立体に接続されたディスプレーサと、前記可動組立体と前記制御装置との間に連結された前記ディスプレーサまたは前記ディスプレーサの動作環境の特性を表す物理的量を測定するためのセンサと、を含むレベル制御システムを検証する方法であって、
    前記アクチュエータを作動させて前記可動組立体を動かすことと、
    前記ディスプレーサまたは前記ディプレーサの動作環境の特性を表す入力を受け取ることと、
    前記可動組立体に連結されたセンサから出力信号を受け取ることと、
    前記ディスプレーサの状態を提示することと、を含む、方法。
27. 前記ディスプレーサの状態を提示することが、前記ディスプレーサの前記状態を視覚的に提示することを含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記ディスプレーサの状態を提示することが、前記ディスプレーサの前記状態を聴覚的に提示することを含む、請求項２６または２７のいずれかに記載の方法。
29. 前記センサからの前記出力信号をメモリに記憶することをさらに含む、請求項２６〜２８のいずれかに記載の方法。
30. 前記センサからの前記出力信号を、メモリデバイスに記憶され、かつ前記メモリデバイスから読み出された前記センサからの以前の出力信号と比較することをさらに含む、請求項２６〜２９のいずれかに記載の方法。
31. 前記センサからの前記出力信号と前記センサからの前記以前の出力信号との比較に応答して警報を送ることをさらに含む、請求項２６〜３０のいずれかに記載の方法。
32. 前記センサから受け取られた前記出力信号に応答して警報を送ることをさらに含む、請求項２６〜３１のいずれかに記載の方法。

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