RU2380732C2 - Технологическое устройство с диагностическим извещением - Google Patents

Технологическое устройство с диагностическим извещением Download PDF

Info

Publication number
RU2380732C2
RU2380732C2 RU2007116117/09A RU2007116117A RU2380732C2 RU 2380732 C2 RU2380732 C2 RU 2380732C2 RU 2007116117/09 A RU2007116117/09 A RU 2007116117/09A RU 2007116117 A RU2007116117 A RU 2007116117A RU 2380732 C2 RU2380732 C2 RU 2380732C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
circuit
process control
control loop
diagnostic
technological
Prior art date
Application number
RU2007116117/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007116117A (ru
Inventor
Рэнди Дж. ЛОНГСДОРФ (US)
Рэнди Дж. ЛОНГСДОРФ
Дейл С. ДЭВИС (US)
Дейл С. ДЭВИС
Original Assignee
Роузмаунт Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роузмаунт Инк. filed Critical Роузмаунт Инк.
Publication of RU2007116117A publication Critical patent/RU2007116117A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2380732C2 publication Critical patent/RU2380732C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0267—Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • G05B23/027—Alarm generation, e.g. communication protocol; Forms of alarm

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике автоматизированного контроля и может быть использовано в промышленных технологических процессах для передачи диагностической информации. Техническим результатом является обеспечение более высокого коэффициента готовности оборудования и повышение его производительности. Технологическое устройство (12) для присоединения к двухпроводному контуру (18) управления технологическим процессом включает в себя схему (64) диагностики, выполненную с возможностью идентификации отказа или пониженного уровня рабочих характеристик, либо предоставления прогноза будущего отказа или пониженного уровня рабочей характеристики. Выход, присоединенный к двухпроводному контуру (18) управления технологическим процессом выполнен с возможностью выдачи выходного сигнала по контуру (18), зависимого от выходного сигнала из схемы (64) диагностики. Также предоставлен способ. 7 н. и 51 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к типу технологических устройств, используемому в промышленных технологических процессах. Более точно, настоящее изобретение относится к передаче диагностической информации.
Полевые устройства, такие как технологические контроллеры, автоматические регуляторы и преобразователи используются в промышленности управления технологическими процессами для удаленного контроля, отслеживания или считывания технологических параметров. Например, технологический параметр может передаваться на диспетчерский пункт преобразователем для использования при управлении технологическим процессом или для предоставления информации о работе технологического процесса в контроллер. Например, информация, имеющая отношение к давлению технологического флюида, может передаваться на диспетчерский пункт и использоваться для управления технологическим процессом, таким как перегонка нефти.
Одна из типичных технологий предшествующего уровня техники для передачи информации, такой как технологический параметр, включает в себя регулирование величины мощности, протекающей по контуру управления технологическим процессом. Ток подается от источника тока в диспетчерском пункте, а преобразователь управляет током со своего местоположения в цехе. Например, сигнал 4 мА может использоваться для указания нулевого показания, а сигнал 20 мА может использоваться для указания показания полной шкалы. Не так давно преобразователи приняли на вооружение цифровую схему, которая поддерживает связь с диспетчерским пунктом с использованием цифрового сигнала, который накладывается на аналоговый токовый сигнал, протекающий через контур управления технологическим процессом. Одним из примеров такой технологии является протокол связи HART®, разработанный компанией Rosemount Inc. Протокол HART® и другие такие протоколы типично включают в себя набор команд или инструкций, которые могут отправляться в преобразователь, чтобы вызывать требуемую реакцию, такую как управление или опрос преобразователя.
Fieldbus (полевая шина) является протоколом связи, предложенным Fieldbus Foundation, и направлен на определение уровня или протокола связи для передачи информации о контуре управления технологическим процессом. В протоколе Fieldbus, ток, протекающий по контуру, не используется для передачи аналогового сигнала. Взамен, вся информация передается в цифровой форме посредством модулирования тока, протекающего в контуре управления технологическим процессом. Кроме того, стандарт Fieldbus и стандарт, известный как Profibus (высокоскоростной шины цифрового технологического оборудования), предоставляют преобразователям возможность конфигурироваться в конфигурации многоточечной линии, при которой более чем один преобразователь присоединены к одному и тому же контуру управления технологическим процессом. Другие протоколы связи включают в себя протокол MODBUS® и Ethernet. В некоторых конфигурациях, два, три, четыре или любое количество проводов может использоваться для присоединения к технологическому устройству, включая в себя и нефизические соединения, такие как РЧ (RF, радиочастотные).
Некоторые технологические преобразователи также способны к передаче аварийного сигнала, который может обеспечивать признак, что измерение технологического параметра достигло предельных значений (то есть технологический процесс нарушается). Один из типов аварийного сигнала фиксирует ток через контур при предопределенных уровнях или за пределами предопределенных пороговых значений. Например, один из типов аварийного сигнала является уровнем тока, который является большим, чем 21 мА, или меньшим, чем 3,8 мА, который может использоваться для отправки соответственно «аварийного сигнала повышения» или «аварийного сигнала понижения». Аварийный сигнал может отправляться преобразователем по возникновению аварийной ситуации.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технологическое устройство для присоединения к двухпроводному контуру управления технологическим процессом включает в себя схему диагностики, выполненную с возможностью диагностики работы технологического устройства. Выход, присоединенный к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, выполнен с возможностью выдачи по контуру выходного сигнала, имеющего отношение к диагностическому состоянию. Также предусмотрены способ и интерфейсная схема.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схема, которая иллюстрирует систему управления технологическим процессом, включающую в себя технологическое устройство, которое присоединяется к контуру управления технологическим процессом.
Фиг.2 - вид в перспективе устройства, который иллюстрирует внутренность технологического устройства по фиг.1.
Фиг.3 - упрощенная структурная схема схематики в технологическом устройстве.
Фиг.4 - упрощенная структурная схема, иллюстрирующая интерфейсную схему для присоединения технологического устройства к схеме диспетчерского пункта.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение предоставляет способ и устройство для извещения диагностической информацией благодаря использованию аналоговых сигналов, проводимых по двухпроводному контуру управления технологическим процессом. Типично, двухпроводные контуры управления технологическим процессом применяют сигнал от 4 до 20 миллиампер, который используется для представления технологического параметра. Однако, во многих случаях, технологические устройства также способны к формированию диагностической информации. Изобретение имеет отношение к технологиям для передачи такой информации.
Существует возрастающая потребность в том, чтобы диагностические возможности были включены в технологические устройства. В частности, существует потребность в такой возможности для предоставления прогнозной диагностики, которая выдает признак возможности будущего отказа. Осведомленность о приближающемся отказе предоставляют работам по техническому обслуживанию планироваться и проводиться до окончательного отказа устройства. Это имеет следствием более высокий коэффициент готовности оборудования и повышенную производительность.
Одним из препятствий для реализации диагностических возможностей в технологических устройствах является способ, используемый для извещения результатами диагностики. Более новые технологические устройства могут предусматривать технологии связи, посредством которых диагностическая информация может отправляться в другие устройства или местоположения, к примеру на диспетчерский пункт.Примеры таких технологий связи включают в себя те, которые используют Fieldbus, Profibus, Modbus, сеть Интернет, Ethernet, RS-485, технологии беспроводной связи и другие. Эти технологии предусматривают для технологического устройства возможность инициировать передачу сообщения и передавать диагностическую информацию. Однако значительная часть промышленности управления технологическими процессами продолжает использовать более старые технологии связи, такие как стандарт связи HART® и/или стандарт 4-20 миллиампер.
В настоящее время в некоторых конфигурациях аварийные параметры, которые находятся вне нормального рабочего диапазона тока 4-20 миллиампер, используются для сигнализации аварийной ситуации. Другой способ состоит в том, чтобы опрашивать устройство с использованием технологий последовательного опроса связи HART®. Технологическое устройство, в таком случае, может передавать в цифровой форме результаты диагностики с использованием протокола цифровой связи HART®.
Если ток контура 4-20 миллиампер используется для передачи аварийного сигнала, технологический параметр не может передаваться одновременно, так как функция аналогового вывода превращается из указания технологического параметра в указание диагностической информации. Кроме того, такая технология не очень хорошо приспособлена для прогнозной диагностики, так как аварийный сигнал отправляется только после того, как возникла аварийная ситуация. Кроме того, еще аварийный сигнал не может отправляться непрерывным образом без потери технологического параметра. Хотя сообщение может передаваться из технологического устройства в соответствии со стандартом связи HART®, этот способ ограничен установками, где хост-узлы HART® представлены и выполнены с возможностью приема диагностической информации. Кроме того, в установках, где представлены хост-узлы HART®, дополнительный поток обмена, ассоциативно связанный с имеющим отношение к диагностике последовательному опросу, может неблагоприятно воздействовать на полосу пропускания системы.
Настоящее изобретение предоставляет способ и устройство для отправки диагностической информации из технологического устройства в форме аналогового тока, передаваемого по двухпроводному контуру управления технологическим процессом. Аналоговый выходной сигнал может быть в любом количестве форм. В одном из примеров, в контуре управления технологическим процессом устанавливается или регулируется уровень тока, который является указывающим на диагностические состояния, и уровень тока обладает более чем двумя значениями. Конкретный уровень тока может преобразовываться в конкретное диагностическое состояние для предоставления диагностической информации. Подобным образом, к технологическому устройству может присоединяться дополнительное технологическое устройство, которое обеспечивает диагностику. Это дополнительное технологическое устройство может принимать цифровое представление диагностического состояния и может преобразовывать цифровое представление в аналоговый токовый сигнал 4-20 миллиампер. Токовый сигнал 4-20 миллиампер может использоваться с существующими устройствами диспетчерского пункта. Такое устройство, которое способно к преобразованию цифрового технологического параметра в аналоговый сигнал 4-20 миллиампер, показано и описано в патенте США №5650777, опубликованном 22 июля 1997 г., озаглавленном «CONVERSION CIRCUIT FOR PROCESS CONTROL SYSTEM» («СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ»).
При использовании для обеспечения прогнозной диагностики, уровень тока в контуре может регулироваться, чтобы указывать изменения в результате диагностики. Например, постепенно деградирующий компонент или другой диагностический признак может указываться постепенным увеличением (или уменьшением) аналогового значения в соответствии предопределенному профилю. Когда аналоговое значение превышает предопределенное пороговое значение, аппаратура на диспетчерском пункте может использоваться для предоставления признака, что отказ может быть неминуемым. Подобным образом, хост-система, которая отслеживает диагностический аналоговый токовый выходной сигнал, может быть выполнена с возможностью выполнения стратегии обработки исключительных ситуаций на основании определенного пользователем порогового значения. Если аналоговое значение превышает пороговое значение, может быть реализована конкретная конфигурация управления. Это может использоваться для безопасного прекращения работы технологического процесса. В другом примере технологическое устройство выдает второй аналоговый выходной сигнал в дополнение к аналоговому выходному сигналу технологического параметра. Аналоговый выходной сигнал также может вырабатываться удаленным устройством ввода/вывода, таким как приборный концентратор или подобное устройство. В еще одном примере вместо выдачи одиночного дискретного уровня тока для представления диагностического состояния, технологическое устройство может предоставлять конкретную комбинацию уровней тока для представления конкретного состояния технологического процесса.
Эта конфигурация предоставляет существующей аппаратуре диспетчерского пункта возможность использовать диагностические возможности в технологическом устройстве. Существующая аппаратура диспетчерского пункта может легко программироваться, чтобы отслеживать аналоговые уровни тока и предпринимать требуемый этап, такой как сигнализация аварийного сигнала, если превышено пороговое значение. Изобретение может быть выполнено с возможностью предоставления возможности одновременного доступа к измеряемому технологическому параметру, а также результату диагностики. Кроме того, аналоговый выходной сигнал, который может принимать многочисленные значения, может использоваться для предоставления показания по всему диапазону результатов диагностики, таких как результаты диагностики, представляющие общее состояние устройства или компонента. Это предоставляет гораздо больше информации на диспетчерский пункт, чем просто предоставление дискретного значения аварийного сигнала. Кроме того, эта конфигурация не требует дополнительного последовательного опроса устройств или другой сложной инфраструктуры.
Фиг.1 - схема системы 10 управления технологическим процессом, которая включает в себя преобразователь 12, присоединенный к технологической трубе 16. Преобразователь 12 присоединен к двухпроводному контуру 18 управления технологическим процессом, который работает в соответствии с требуемым протоколом, таким как стандарт HART® или аналоговый стандарт 4-20 миллиампер. Однако изобретение не ограничено этими стандартами или двухпроводной конфигурацией. Двухпроводный контур 18 управления технологическим процессом проходит между преобразователем 12 и диспетчерским пунктом 20. В варианте осуществления, в котором контур 18 работает в соответствии с протоколом HART®, контур 18 может нести ток I, который является представляющим считанный технологический параметр. Например, датчик 21 может считывать технологический параметр для передачи по контуру 18. Дополнительно, протокол HART® предоставляет цифровому сигналу возможность накладываться на ток через контур 18, из условия, чтобы цифровая информация могла отправляться в преобразователь 12 или приниматься из него. В одном из вариантов осуществления вместо представления технологического параметра, ток I, переносимый в контуре 18, является представляющим диагностическое состояние. Например, ток I может быть между 4 миллиамперами и 20 миллиамперами и представляющим конкретное диагностическое состояние, определенное схемой в технологическом устройстве 12. В другом примере, ток I может устанавливаться в любое количество значений, в том числе, любое значение в непрерывном диапазоне значений, которые являются представляющими диагностическое решение. Например, ток в 4 миллиампера может представлять конкретное диагностическое состояние, тогда как 5 миллиампер может представлять другое диагностическое состояние, и так далее. Если используется непрерывное значение, ток I может находиться в диапазоне между двумя конечными точками, а его значение быть представляющим непрерывно изменяемое диагностическое состояние. В другом примере ток I может устанавливаться в три или более разных уровней тока, представляющих диагностические состояния. Схема на диспетчерском пункте 20 может отслеживать уровень I тока, переносимого в контуре 18. Например, традиционные компоненты диспетчерского пункта способны к отслеживанию уровней тока и выдаче аварийных сигналов или предоставлению других выходных сигналов, если уровень I тока превышает или достигает конкретного порогового значения.
Фиг.1 также иллюстрирует необязательный второй контур 26 управления технологическим процессом. В варианте осуществления, который использует контур 26 управления технологическим процессом, контур 18 управления технологическим процессом может передавать стандартный технологический параметр, например, измеренный с использованием датчика 21 технологического параметра. Второй контур 26 управления технологическим процессом может нести ток ID, представляющий диагностическую информацию образом, подобным обсужденному выше. Однако другие технологии передачи также могут использоваться. Такая конфигурация предоставляет контуру 18 управления технологическим процессом возможность непрерывно быть готовым для передачи первичного технологического параметра, в то время как диагностическая информация поставляется по второму контуру 26 управления технологическим процессом. В одной из конфигураций второй контур 26 управления технологическим процессом переносит цифровую информацию, имеющую отношение к диагностическому состоянию.
Фиг.2 - вид в перспективе преобразователя 12, который показывает одну примерную конфигурацию схемных блоков, содержащихся в нем. В этом варианте осуществления преобразователь 12 включает в себя модуль 40 признака, который присоединяется к модулю 42 считывания. Модуль 42 считывания присоединяется к технологической трубе 16 (показанной на фиг.1) через коллекторное технологическое соединение 44.
Модуль 40 признака включает в себя электронную схему 50 модуля признака, которая присоединяется к электронной схеме 52 модуля считывания, содержащейся в модуле 42 считывания. Типично, электронная схема 52 модуля считывания присоединяется к датчику технологического параметра, например датчику 21, показанному на фиг.1, который используется для считывания технологического параметра, имеющего отношение к работе технологического процесса. Электронная схема 50 модуля признака включает в себя выходную схему 60, схему 62 технологического параметра и схему 64 диагностики. Схема 60, 62 и 64 может быть реализована аппаратно, программно или в гибридной комбинации этих двух, и может быть расположена где угодно в пределах преобразователя 12. Кроме того, различные схемы 60, 62 и 64 могут совместно использовать компоненты.
Во время работы выходная схема 60 управляет значением тока I, протекающего через контур 18, чтобы представлять, например, измеренный технологический параметр или диагностическое состояние. Это может использоваться для отслеживания или управления работой промышленного технологического процесса, в некоторых применениях, выходная схема 60 также используется для подачи энергии на схему в пределах преобразователя 12, которая вырабатывается с использованием энергии, принятой по контуру 18 и/или контуру 26. Если используется вторичный контур 26, выходная схема 60 также выполнена с возможностью управления уровнем тока. Выходная схема 60 может состоять из одиночной выходной цепи или многочисленных выходных цепей.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения схема 64 диагностики выполняет любой тип диагностики, которая используется для выявления или прогнозирования состояний отказа преобразователя 12 и/или других технологических устройств или компонентов. Схема 64 диагностики приводит в действие выходную схему 60, которая устанавливает диагностический уровень тока в контуре 18 или 26. Например, выходная схема 60 может устанавливать ток контура в предопределенное значение. При токе контура 4-20 мА, в одном из примеров, ток I может устанавливаться в значение, меньшее, чем 3,8 мА, или большее, чем 21 мА, выходной схемой 60, чтобы, тем самым, отправлять аварийный сигнал по контуру 18 или 26. Эти уровни тока указываются ссылкой, соответственно, как «аварийный сигнал понижения» и «аварийный сигнал повышения». Однако уровень тока может устанавливаться в любой уровень, который требуется. Например, как обсуждено выше, ток может устанавливаться в более чем три разных уровня, каждый из которых указывает диагностическое состояние. В другом примере уровень тока может устанавливаться в значение между 4 миллиамперами и 20 миллиамперами для представления диагностического состояния. Непрерывное значение уровня тока также может использоваться для выдачи выходного сигнала, указывающего на непрерывное диагностическое состояние. Кроме того, уровень тока может изменяться со временем в определенной комбинации, чтобы указывать конкретное диагностическое состояние.
Фиг.3 - упрощенная структурная схема преобразователя 12. Как показано на фиг.3, преобразователь 12 включает в себя измерительную схему 62, которая присоединяется к датчику 21 технологического параметра. Измерительная схема 62 может быть включена в электронную схему 52 модуля датчика, показанную на фиг.2. Схема 60 присоединяется к измерительной схеме 62 и выполнена с возможностью отправки (и, в некоторых вариантах осуществления, приема) информации по контуру 18 управления технологическим процессом и необязательному контуру 26. Выходная схема 60 включает в себя выходную схему 60A первого контура и выходную схему 60B необязательного второго контура. Однако схемы 60A и 60B могут быть сконфигурированы в соответствии с другими вариантами осуществления. Измерительная схема 62 выполнена с возможностью обеспечения начальной обработки технологического параметра, считанного датчиком 21. Реализация измерительной схемы 62 часто включает в себя микропроцессор. Микропроцессор также может использоваться для реализации других схемных функциональных возможностей, показанных в устройстве.
Во время нормальной работы технологический параметр, считанный датчиком 21, преобразуется в аналоговый уровень тока или цифровой сигнал для передачи по контуру 18 управления технологическим процессом с использованием выходной схемы 60. Однако, когда диагностическое состояние считывается схемой 64 диагностики, выходная схема 60 выполнена с возможностью выдачи уровня тока, выводимого в контур 18 или 26 при предопределенном уровне тока, например, выше или ниже предопределенного порогового уровня. Выходная схема 60A, 60B может быть соединена последовательно или параллельно с другими схемами. Другие конфигурации также могут использоваться. В некоторых вариантах осуществления вторая выходная схема 60B выполнена с возможностью отключения или отсоединения иным образом или выключения питания в течение периодов неиспользования, бездействия или снижения потребляемой мощности.
Фиг.4 - упрощенная структурная схема системы 100 управления технологическим процессом, включающей в себя технологическое устройство 102, интерфейсную схему 104 и схему 106 диспетчерского пункта. Технологическое устройство 102 показано как присоединенное к одиночному контуру 110 управления технологическим процессом. Этот контур управления технологическим процессом выполнен с возможностью переноса более чем одного типа информации. Например, первичный технологический параметр может быть представлен током I, переносимым по контуру 110, а другая информация может модулироваться в контур 110 в цифровой форме. В еще одном примере вся информация модулируется в цифровой форме в контур 110.
Контур 110 управления присоединятся к интерфейсной схеме 104, которая присоединяется к схеме 106 диспетчерского пункта через первый контур 112 управления технологическим процессом и соответствующий второй технологический контур 114. Интерфейсная схема 104 принимает информацию более чем одного типа из технологического устройства 102 по контуру 110. По меньшей мере один тип информации, принимаемой интерфейсной схемы 104, относится к диагностике. Интерфейсная схема 104 выполнена с возможностью выдачи уровня ID тока по контуру 114, который имеет отношение к принимаемой диагностической информации. Уровень тока принимается схемой 106 диспетчерского пункта, из условия, чтобы схема 106 диспетчерского пункта принимала диагностическую информацию. Интерфейсная схема 104 может присоединяться к другому контуру управления технологическим процессом, такому как контур 112, который проиллюстрирован в качестве несущего IPV. Например, уровень тока в контуре 112 может быть представляющим технологический параметр, принимаемый из технологического устройства 102. В некоторых конфигурациях интерфейсная схема 104 выдает в схему 106 диспетчерского пункта только диагностическую информацию. В такой конфигурации информация технологического параметра может предоставляться, например, по независимому контуру, такому как контур 110.
Хотя одиночное технологическое устройство 102 показано присоединенным к контуру 110, а одиночный контур 110 показан присоединенным в качестве входа к интерфейсной схеме 104, любое количество технологических устройств и/или контуров управления технологическим процессом могут присоединяться к интерфейсной схеме 104. Подобным образом, интерфейсная схема 104 может управлять током или цифровыми сигналами, переносимыми в любом количестве контуров управления технологическим процессом. Кроме того, диагностика может выполняться схемой, ассоциативно связанной с интерфейсной схемой 104, например, с использованием входных данных, принятых из контура.
С использованием конфигурации, показанной на фиг.4, схема 106 диспетчерского пункта может работать в соответствии с традиционными технологиями. Например, схема 106 диспетчерского пункта может просто отслеживать уровень ID тока, переносимый в контуре 114 и инициировать аварийный сигнал или другой выходной сигнал, если уровень тока переходит предопределенное пороговое значение. Интерфейсная схема 104 предоставляет возможность доступа, посредством схемы 106 управления, к информации из технологического устройства в традиционном формате в противоположность требованию схемы 106 совершенствоваться в соответствии с новыми стандартами. Интерфейсная схема может отображать диагностическую информацию в конкретные уровни на основании конкретного диагностического состояния. Интерфейсная схема может выдавать уровень тока в качестве непрерывного или полунепрерывного значения или может выдавать комбинацию в выходном сигнале уровня тока для указания диагностического состояния. Интерфейсная схема может располагаться физически в любом подходящем местоположении в системе 100, например в пределах диспетчерского пункта, вне диспетчерского пункта, но в безопасной зоне, или в опасной зоне, в которой схема должна удовлетворять присущим стандартам безопасности. Интерфейсная схема 104 контура может запитываться полностью от одного или более контуров управления технологическим процессом, присоединенных к схеме 104. Однако при такой конфигурации интерфейсная схема может потребовать достаточной мощности для запитывания контура 110 управления технологическим процессом и, в некоторых конфигурациях, технологического устройства 102. В качестве альтернативы отдельный источник питания может использоваться для запитывания интерфейсной схемы 104.
Как используется в материалах настоящей заявки, технологическое устройство может формировать диагностическую информацию, учитывающую контроллеры, манипуляторы, устройства измерения технологических параметров, интерфейсные схемы или другие устройства, которые присоединяются к контуру управления технологическим процессом. Диагностическая информация может формироваться локально и/или формироваться на основании данных, принятых из других источников, например, по контуру управления технологическим процессом. Диагностическая информация может быть любым типом диагностической информации, в том числе диагностической информацией, имеющей отношение к возникновению недавнего события, или прогнозной информацией, имеющей отношение к возможности возникновения будущего события. Любые желательные технологии диагностики могут использоваться с настоящим изобретением.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть сделаны изменения в форме и содержании, не выходя за рамки и объем изобретения.
Вышеприведенное описание иллюстрирует изобретение в одной из примерных конфигураций, и может использоваться любой подходящий контур управления технологическим процессом, такой как 4-20 мА, 2-х, 3-х или 4-проводный контур, многоточечный контур или контур, работающий в соответствии с Fieldbus, Profibus, HART® или другим протоколом связи, который передает имеющую отношение к технологическому процессу информацию посредством регулирования электрического тока в контуре управления технологическим процессом. Настоящее изобретение может быть особенно полезным в конфигурации системы защиты, оборудованной измерительными приборами (SIS), которая предусматривает дополнительный уровень безопасности для контура управления технологическим процессом. Изобретение может предоставить технологию улучшения класса уровня полноты обеспечения безопасности (SIL) технологического устройства посредством предоставления дополнительной возможности диагностического извещения. В одном из примеров уровни аварийного сигнала являются извещениями о диагностических состояниях.

Claims (58)

1. Технологическое устройство для присоединения к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, содержащее: схему диагностики, выполненную с возможностью диагностики работы технологического устройства или технологического процесса; выход, выполненный с возможностью присоединения к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, выполненный с возможностью выдачи по контуру аналогового токового выходного сигнала, отражающего более чем два диагностических состояния.
2. Устройство по п.1, в котором аналоговый токовый выходной сигнал контура находится между 4 и 20 мА.
3. Устройство по п.1, в котором аналоговый токовый выходной сигнал контура отражает прогнозную диагностическую информацию.
4. Устройство по п.1, в котором технологическое устройство содержит преобразователь технологического параметра.
5. Устройство по п.1, в котором технологическое устройство содержит технологический контроллер.
6. Устройство по п.1, в котором технологическое устройство выполнено с возможностью использования в системе защиты, оборудованной измерительными приборами
7. Устройство по п.1, в котором технологическое устройство полностью запитывается энергией, принимаемой через контур управления технологическим процессом.
8. Устройство по п.1, в котором контур управления технологическим процессом работает в соответствии с протоколом HART®.
9. Устройство по п.1, в котором диагностические состояния имеют отношение к стандартизованным диагностическим состояниям, которые отображаются конкретными уровнями тока.
10. Устройство по п.1, включающее в себя второй контур управления технологическим процессом, включающий в себя второй выход, выполненный с возможностью присоединения ко второму двухпроводному контуру управления технологическим процессом, причем второй выход является зависимым от замеренного технологического параметра.
11. Устройство по п.10, в котором схема технологического устройства полностью запитывается энергией, принимаемой через второй контур управления технологическим процессом.
12. Устройство по п.10, в котором схема, ассоциативно связанная с по меньшей мере одним выходом и вторым выходом, выполнена с возможностью отключения питания во время периодов неактивности.
13. Устройство по п.1, в котором схема диагностики реализована в модуле признака, который присоединен к модулю датчика технологического устройства.
14. Устройство по п.1, в котором аналоговый токовый выходной сигнал изменяется со временем в предопределенной комбинации, указывающей на диагностическое состояние.
15. Устройство по п.1, в котором аналоговый токовый уровень заключает в себе полунепрерывное значение.
16. Технологическое устройство для присоединения к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, содержащее: схему диагностики, выполненную с возможностью диагностики работы технологического устройства или технологического процесса; выход, выполненный с возможностью присоединения к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, выполненный с возможностью выдачи аналогового токового выходного сигнала по контуру, отражающего диагностическое состояние и имеющего значение между 4 и 20 мА.
17. Устройство по п.16, в котором аналоговый токовый выходной сигнал контура указывает на более чем два диагностических состояния.
18. Устройство по п.16, в котором аналоговый токовый выходной сигнал контура отражает прогнозную диагностическую информацию.
19. Устройство по п.16, в котором технологическое устройство содержит преобразователь технологического параметра.
20. Устройство по п.16, в котором технологическое устройство содержит технологический контроллер.
21. Устройство по п.16, в котором технологическое устройство выполнено с возможностью использования в системе защиты, оборудованной измерительными приборами.
22. Устройство по п.16, в котором технологическое устройство полностью запитывается энергией, принимаемой через контур управления технологическим процессом.
23. Устройство по п.16, в котором контур управления технологическим процессом работает в соответствии с протоколом HART®.
24. Устройство по п.16, в котором диагностические состояния имеют отношение к стандартным диагностическим состояниям, которые отображаются конкретными уровнями тока.
25. Устройство по п.16, включающее в себя второй контур управления технологическим процессом, включающее в себя второй выход, выполненный с возможностью присоединения ко второму двухпроводному контуру управления технологическим процессом, причем второй выход является зависимым от считанного технологического параметра.
26. Устройство по п.25, в котором схема технологического устройства полностью запитывается энергией, принимаемой через второй контур управления технологическим процессом.
27. Устройство по п.25, в котором схема, ассоциативно связанная с по меньшей мере одним выходом и вторым выходом, выполнена с возможностью отключения питания во время периодов неактивности.
28. Устройство по п.16, в котором схема диагностики реализована в модуле признака, который присоединен к модулю датчика технологического устройства.
29. Устройство по п.16, в котором аналоговый токовый выходной сигнал контура изменяется со временем в предопределенной комбинации, указывающей на диагностическое состояние.
30. Устройство по п.16, в котором аналоговый токовый уровень заключает в себе полунепрерывное значение.
31. Технологическое устройство для присоединения к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, содержащее: схему диагностики, выполненную с возможностью диагностики работы технологического устройства или процесса; выход, выполненный с возможностью присоединения к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, выполненный с возможностью выдачи по контуру аналогового токового выходного сигнала, отражающего прогнозную диагностическую информацию.
32. Устройство по п.31, в котором аналоговый токовый выходной сигнал контура имеет значение между 4 и 20 мА.
33. Устройство по п.31, в котором технологическое устройство является преобразователем технологического параметра.
34. Устройство по п.31, в котором технологическое устройство является технологическим контроллером.
35. Устройство по п.31, в котором технологическое устройство выполнено с возможностью использования в системе защиты, оборудованной измерительными приборами.
36. Устройство по п.31, в котором технологическое устройство полностью запитывается энергией, принимаемой через контур управления технологическим процессом.
37. Устройство по п.31, в котором контур управления технологическим процессом работает в соответствии с протоколом HART®.
38. Устройство по п.31, в котором диагностические состояния имеют отношение к стандартным диагностическим состояниям, которые отображаются конкретными уровнями тока.
39. Устройство по п.31, включающее в себя второй контур управления технологическим процессом, включающее в себя второй выход, выполненный с возможностью присоединения ко второму двухпроводному контуру управления технологическим процессом, причем второй выход является зависимым от замеренного технологического параметра.
40. Устройство по п.31, в котором схема технологического устройства полностью запитывается энергией, принимаемой через второй контур управления технологическим процессом.
41. Устройство по п.31, в котором схема, ассоциативно связанная с по меньшей мере одним выходом и вторым выходом, выполнена с возможностью отключения питания во время периодов неактивности.
42. Устройство по п.41, в котором схема технологического устройства полностью запитывается энергией, принимаемой из двухпроводного контура управления технологическим процессом.
43. Устройство по п.31, в котором схема диагностики реализована в модуле признака, который присоединен к модулю датчика технологического устройства.
44. Устройство по п.31, в котором аналоговый токовый выходной сигнал изменяется со временем в предопределенной комбинации, отражающей диагностическое состояние.
45. Устройство по п.31, в котором аналоговый токовый уровень заключает в себе полунепрерывное значение.
46. Интерфейсная схема для использования при диагностике промышленного технологического процесса, содержащая: соединение первого контура, выполненное с возможностью присоединения к первому двухпроводному контуру управления технологическим процессом, который присоединяется к технологическому устройству, причем первый двухпроводный контур управления технологическим процессом выполнен с возможностью переноса информации, имеющей отношение к диагностическому состоянию и к технологическому параметру; соединение второго контура, выполненное с возможностью присоединения ко второму контуру управления технологическим процессом, при этом интерфейсная схема регулирует уровень тока во втором контуре управления технологическим процессом как функцию технологического параметра; и соединение третьего контура, выполненное с возможностью присоединения к третьему контуру управления технологическим процессом, при этом интерфейсная схема регулирует уровень тока в третьем контуре управления технологическим процессом как функцию диагностического состояния.
47. Устройство по п.46, в котором интерфейсная схема расположена на диспетчерском пункте.
48. Устройство по п.46, в котором интерфейсная схема расположена в безопасной зоне.
49. Устройство по п.46, в котором интерфейсная схема расположена в безопасной зоне и соответствует действующим стандартам безопасности.
50. Устройство по п.46, в котором, интерфейсная схема отображает различные диагностические состояния при помощи уровня тока, переносимого в третьем контуре управления технологическим процессом.
51. Устройство по п.46, в котором уровень тока в третьем контуре управления технологическим процессом заключает в себе полунепрерывное значение, отражающее диагностические состояния.
52. Устройство по п.46, в котором уровень тока в третьем контуре управления технологическим процессом регулируется в соответствии с комбинацией, отражающей диагностическое состояние.
53. Устройство по п.46, в котором уровень тока в третьем контуре управления технологическим процессом отражает прогнозную диагностическую информацию.
54. Устройство по п.46, в котором, интерфейсная схема выполняет диагностику.
55. Устройство по п.46, включающее в себя соединение четвертого контура для присоединения ко второму технологическому устройству.
56. Способ извещения диагностической информацией, имеющей отношение к технологическому устройству или технологическому процессу, присоединенным к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, содержащий этапы, на которых: диагностируют работу технологического устройства или технологического процесса; выводят аналоговый уровень тока по двухпроводному контуру управления технологическим процессом, отражающий более чем два диагностических состояния.
57. Способ извещения диагностической информацией, имеющей отношение к технологическому процессу или технологическому устройству, присоединенным к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, содержащий этапы, на которых: диагностируют работу технологического устройства или технологического процесса; выводят аналоговый уровень тока по двухпроводному контуру управления технологическим процессом, отражающий диагностическое состояние и имеющий значение между 4 и 20 мА.
58. Способ извещения диагностической информацией, имеющей отношение к технологическому процессу или технологическому устройству, присоединенным к двухпроводному контуру управления технологическим процессом, содержащий этапы, на которых: диагностируют работу технологического устройства или технологического процесса; выводят аналоговый уровень тока по двухпроводному контуру управления технологическим процессом, отражающий прогнозную диагностическую информацию.
RU2007116117/09A 2004-09-30 2005-09-20 Технологическое устройство с диагностическим извещением RU2380732C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/955,790 US7991582B2 (en) 2004-09-30 2004-09-30 Process device with diagnostic annunciation
US10/955,790 2004-09-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007116117A RU2007116117A (ru) 2008-11-20
RU2380732C2 true RU2380732C2 (ru) 2010-01-27

Family

ID=35645556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007116117/09A RU2380732C2 (ru) 2004-09-30 2005-09-20 Технологическое устройство с диагностическим извещением

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7991582B2 (ru)
EP (1) EP1803041B1 (ru)
JP (1) JP4916445B2 (ru)
CN (1) CN101031852B (ru)
BR (1) BRPI0515937A (ru)
RU (1) RU2380732C2 (ru)
WO (1) WO2006039170A2 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0323178D0 (en) * 2003-10-03 2003-11-05 Rogoll Gunther Physical layer diagnostics
US8180466B2 (en) * 2003-11-21 2012-05-15 Rosemount Inc. Process device with supervisory overlayer
US7464721B2 (en) * 2004-06-14 2008-12-16 Rosemount Inc. Process equipment validation
US7835295B2 (en) * 2005-07-19 2010-11-16 Rosemount Inc. Interface module with power over Ethernet function
WO2007012074A1 (en) * 2005-07-20 2007-01-25 Rosemount Inc. Field device with power over ethernet
US7321846B1 (en) * 2006-10-05 2008-01-22 Rosemount Inc. Two-wire process control loop diagnostics
US7808379B2 (en) * 2007-03-05 2010-10-05 Rosemount Inc. Mode selectable field transmitter
US7590511B2 (en) * 2007-09-25 2009-09-15 Rosemount Inc. Field device for digital process control loop diagnostics
JP5468080B2 (ja) * 2008-10-01 2014-04-09 ローズマウント インコーポレイテッド プロセス制御のための近似的な計算を実行しうるプロセス制御システム
DE102008060005A1 (de) 2008-11-25 2010-06-10 Pilz Gmbh & Co. Kg Sicherheitssteuerung und Verfahren zum Steuern einer automatisierten Anlage mit einer Vielzahl von Anlagenhardwarekomponenten
US9182256B2 (en) * 2009-07-09 2015-11-10 Rosemount Inc. Process variable transmitter with two-wire process control loop diagnostics
JP5656713B2 (ja) * 2011-03-30 2015-01-21 アズビル株式会社 フィールド機器
CN102288849B (zh) * 2011-06-29 2013-10-02 上海工业自动化仪表研究院 一种hart回路故障诊断仪及诊断方法
WO2013180591A1 (en) 2012-05-29 2013-12-05 Rosemount Inc. Process control loop current verification
US9337650B2 (en) 2013-08-28 2016-05-10 Fisher Controls International Llc Current loop input protection
US10942046B2 (en) 2014-09-23 2021-03-09 Infineon Technologies Ag Sensor system using safety mechanism
US10367612B2 (en) * 2015-09-30 2019-07-30 Rosemount Inc. Process variable transmitter with self-learning loop diagnostics
US10371129B2 (en) * 2016-02-26 2019-08-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and sensor system
DE102017121923B4 (de) * 2017-09-21 2019-12-19 Vega Grieshaber Kg Messanordnung mit einem Bediengerät und Verfahren zum Betreiben einer solchen Messanordnung
US11533055B2 (en) * 2018-09-07 2022-12-20 Cypress Semiconductor Corporation Ultra-low power adaptively reconfigurable system
US11156584B2 (en) 2018-09-21 2021-10-26 Rosemount Inc. Predictive lifespan of analytical sensors
WO2020061919A1 (zh) * 2018-09-27 2020-04-02 西门子股份公司 用于hart控制回路监测的方法、装置、设备、介质及程序
EP4242597B1 (en) * 2022-03-07 2024-10-09 Rosemount Tank Radar AB Alarm handling in loop-powered field device

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7106855A (ru) 1971-05-19 1972-11-21
US3872389A (en) 1974-02-12 1975-03-18 Westinghouse Electric Corp Signal processor
US4206443A (en) 1978-02-17 1980-06-03 Westinghouse Electric Corp. Protective load disconnect unit for remote load control systems
US4356475A (en) 1980-09-12 1982-10-26 Siemens Aktiengesellschaft System containing a predetermined number of monitoring devices and at least one central station
US4484190A (en) 1981-05-26 1984-11-20 General Electric Company System for load output level control
US4672529A (en) 1984-10-26 1987-06-09 Autech Partners Ltd. Self contained data acquisition apparatus and system
JPS6229247A (ja) 1985-07-29 1987-02-07 Nippon Soken Inc 車両用ロ−カル・エリア・ネツトワ−ク
US4816825A (en) 1987-02-27 1989-03-28 Zenith Electronics Corporation Method and apparatus for power level control in area networks
US4818994A (en) 1987-10-22 1989-04-04 Rosemount Inc. Transmitter with internal serial bus
CA1338459C (en) 1987-10-27 1996-07-16 Toshiaki Tokizane Remote supervisory and controlling system
US5223826A (en) 1988-08-26 1993-06-29 Nakamura Kiki Engineering Co., Ltd. Control/supervisory signal transmission system
FR2637107B1 (fr) 1988-09-26 1994-05-13 Alcatel Cit Systeme de collecte des alarmes d'un ensemble de stations
EP0490864B1 (en) 1990-12-11 1996-08-14 Fisher Controls International, Inc. Process controller with modular I/O units
IT226922Z2 (it) 1992-09-22 1997-07-22 Elcon Instr Srl Dispositivo circuitale per il colloquio fra trasmettitori smart ed elaboratori
CA2107519C (en) 1992-10-05 2002-04-09 Stephen George Seberger Communication system and method
FR2700436B1 (fr) 1993-01-08 1995-03-31 Merlin Gerin Système de contrôle commande de sécurité.
JPH07248801A (ja) 1994-03-09 1995-09-26 Toshiba Corp プロセス制御装置
US5650777A (en) * 1995-06-07 1997-07-22 Rosemount Inc. Conversion circuit for process control system
US6006338A (en) * 1996-10-04 1999-12-21 Rosemont Inc. Process transmitter communication circuit
WO1998014854A1 (en) 1996-10-04 1998-04-09 Rosemount Inc. Process transmitter communications circuit
US6601005B1 (en) * 1996-11-07 2003-07-29 Rosemount Inc. Process device diagnostics using process variable sensor signal
FI116587B (fi) * 1997-10-17 2005-12-30 Metso Automation Oy Menetelmä ja laitteisto turvalaitteen toimintakunnon todentamiseksi
RU2159457C1 (ru) 1999-06-07 2000-11-20 Ермачков Вячеслав Владимирович Контрольный процессор с информационным резервированием
US7010459B2 (en) * 1999-06-25 2006-03-07 Rosemount Inc. Process device diagnostics using process variable sensor signal
US6701274B1 (en) * 1999-08-27 2004-03-02 Rosemount Inc. Prediction of error magnitude in a pressure transmitter
US6452493B1 (en) * 2000-01-19 2002-09-17 Sor, Inc. Process control instrument with multiple functions
US6970003B2 (en) * 2001-03-05 2005-11-29 Rosemount Inc. Electronics board life prediction of microprocessor-based transmitters
US6859755B2 (en) * 2001-05-14 2005-02-22 Rosemount Inc. Diagnostics for industrial process control and measurement systems
US7018800B2 (en) * 2003-08-07 2006-03-28 Rosemount Inc. Process device with quiescent current diagnostics
US7248058B2 (en) * 2003-10-17 2007-07-24 Clarridge Ronald P Testing and calibration device with diagnostics
US8180466B2 (en) * 2003-11-21 2012-05-15 Rosemount Inc. Process device with supervisory overlayer
US7464721B2 (en) * 2004-06-14 2008-12-16 Rosemount Inc. Process equipment validation
US7262693B2 (en) * 2004-06-28 2007-08-28 Rosemount Inc. Process field device with radio frequency communication

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006039170A2 (en) 2006-04-13
WO2006039170A3 (en) 2006-06-01
CN101031852B (zh) 2012-01-11
EP1803041A2 (en) 2007-07-04
US7991582B2 (en) 2011-08-02
EP1803041B1 (en) 2019-06-26
US20060069455A1 (en) 2006-03-30
RU2007116117A (ru) 2008-11-20
CN101031852A (zh) 2007-09-05
BRPI0515937A (pt) 2008-08-12
JP4916445B2 (ja) 2012-04-11
JP2008515098A (ja) 2008-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2380732C2 (ru) Технологическое устройство с диагностическим извещением
US7098798B2 (en) Process device with loop override
US8217782B2 (en) Industrial field device with reduced power consumption
JP4792851B2 (ja) フィールド機器
EP2067088B1 (en) Two-wire process control loop diagnostics
US8949665B2 (en) Integrated bus controller and power supply device for use in a process control system
US20120035749A1 (en) Seamless integration of process control devices in a process control environment
JP2007501980A5 (ru)
EP1936456A2 (en) Method and apparatus to facilitate logic control and interface communication
JP2006039892A (ja) フィールド機器
EP1652160B1 (en) Process device with loop override
JP2005128699A (ja) 電気機器診断システム
CN100410974C (zh) 智能仪表多种故障的模拟信号指示方法
JP2002063676A (ja) フィールドバス用端末接続ユニットおよびコントローラ
Ochoa Hidalgo Sensor diagnostic HART overlay 4-20mA

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120921