过程变量变送器的验证

摘要

本发明提供了一种用于对过程控制或监控系统(100)中的过程变量变送器的操作进行验证的方法和装置。使用过程变量变送器(102)来测量过程变量，以通过将过程变量与参考进行比较来验证过程变量变送器(102)的操作。将指示过程变量变送器(102)的操作已被验证的数据条目放入数据库(130)中。

权利要求

1.一种用于对过程控制或监控系统中的过程变量变送器的操作进行验证的方法，包括：使用过程变量变送器来测量过程变量；

使用参考变量变送器来测量参考；

通过将所述过程变量与所述参考进行比较并确保所述过程变量变送器在规范之内工作，来验证所述过程变量变送器的操作；以及基于验证步骤，将指示所述过程变量变送器的操作已被验证的数据条目放入数据库中。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述验证步骤包括：提供通过/失败确定。

3.如权利要求1所述的方法，包括：通过过程控制环路来接收与所述参考相关的信息。

4.如权利要求1所述的方法，包括：通过过程控制环路来传送所述过程变量。

5.如权利要求1所述的方法，包括：接收用户输入，所述用户输入标识所述过程变量变送器。

6.如权利要求1所述的方法，包括：接收用户输入，所述用户输入标识所述过程变量。

7.如权利要求6所述的装置，其中，输入包括单位。

8.如权利要求1所述的方法，包括：从用户接收与所述参考相关的信息。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述信息包括所述参考的单位。

10.如权利要求1所述的方法，包括：从用户接收使所述过程变量与所述参考相关的信息。

11.如权利要求1所述的方法，包括：从用户接收与测试流体相关的信息。

12.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据条目包括对所述过程变量变送器进行标识的信息。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据条目包括与所述验证步骤的日期相关的信息。

14.如权利要求1所述的方法，包括：保护日期条目免遭篡改。

15.如权利要求1所述的方法，包括：恢复所述数据条目。

16.如权利要求15所述的方法，包括：证明所述验证步骤是基于恢复步骤来执行的。

17.如权利要求1所述的方法，其中，所述验证步骤包括：对所述过程变量变送器的百分比误差进行计算。

18.如权利要求17所述的方法，包括：将所计算出的百分比放入所述数据库中。

说明书

过程变量变送器的验证

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于测量工业过程中的过程变量的过程变量变送器。更具体地，本发明涉及这种过程变量变送器的操作的验证。

背景技术

[0002] 在工业过程中，使用过程变量变送器来测量过程变量，如压力、温度、流量等等。这些测量可以用于监控工业过程的操作。在一些配置中，基于所测量出的过程变量来控制工业过程。

[0003] 在一些类型的工业过程中，如受规定控制的工业过程(例如，药物或食品制造过程)中，存在要求对过程变量变送器的恰当操作进行周期性验证的规定。例如，对于测量过程流体的流量的变送器，可以周期性地要求操作员使已知量的过程流体经过流量变送器的传感器，并将流量变送器的输出与实际流量(已知量)进行比较。典型地，操作员手动计算误差并将数据记录在写好的日志本中。

[0004] 用于验证过程变量变送器操作的另一示例技术是：将变送器的过程变量输出与参考过程变量变送器的过程变量输出进行比较。再一次，必须手动计算误差并将误差手动记录在日志本中。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种用于对过程控制或监控系统中的过程变量变送器的操作进行验证的方法和装置。使用过程变量变送器来测量过程变量，以通过将过程变量与参考进行比较来验证过程变量变送器的操作。将指示过程变量变送器的操作已被验证的数据条目放入数据库中。

附图说明

[0006] 图1是示出了包括可根据本发明验证的过程变量变送器的工业过程控制系统的简化框图。

[0007] 图2是示出了根据本发明的步骤的简化框图。

[0008] 图3是示出了测试数据条目“被测试仪表”的屏幕截图。

[0009] 图4是示出了测试数据条目“设备”的屏幕截图。

[0010] 图5是示出了测试数据条目“参考信息”的屏幕截图。

[0011] 图6是示出了测试数据条目“测试流体信息”的屏幕截图。

[0012] 图7是示出了输入测试数据条目的数据条目表的屏幕截图。

[0013] 图8是示出了测试数据条目“结果”的屏幕截图。

[0014] 图9是示出了服务注释的输入的屏幕截图。

[0015] 图10是示出了流量验证误差相对于时间的屏幕截图。

[0016] 图11是示出了自动化测试数据条目的屏幕截图。

[0017] 图12是示出了示例数据库的配置的屏幕截图。

[0018] 图13是示出了针对特定变送器的检查追踪的屏幕截图。

具体实施方式

[0019] 如背景技术部分所讨论的，特定工业(如药物和食品以及饮料工业)要求对过程变量变送器的操作进行周期性验证。这种验证用于确保过程变量变送器正在规范之内工作。例如，可以使用“桶测试(buckettest)”来验证流量变送器正在恰当工作。在桶测试中，操作员将已知量的材料(即，装满水的“桶”)与过程变量变送器所测量的总值进行比较。本发明提供了一种用于辅助操作员获得验证信息并在数据库中维护验证信息的技术。这允许随后对验证信息进行检索并跟踪验证信息至特定变送器。这提供了变送器在特定时刻被验证为恰当工作的证据。

[0020] 图1是包括过程变量变送器102的工业过程控制或监控系统100的简化框图，过程变量变送器102通过过程管道104耦合至工业过程。过程变量变送器102通过双线过程控制环路108耦合至中心位置，如控制室106。双线过程控制环路可以是任何类型的过程控制环路。示例过程控制环路包括依照 通信标准、FieldBus通信标准、ProfiBus标准等进行操作的过程控制环路。一些配置允许仅将单个变送器耦合至过程控制环路，而其他过程控制环路可以耦合至多个变送器。在一些配置中，过程控制环路还用于对过程变量变送器完全通电。过程控制环路也可以采用各种无线技术。

[0021] 控制室106包括计算机系统120，计算机系统120耦合至输入/输出电路122以与变送器102进行通信。计算机系统120还连接至用户输入和输出，例如，显示器124和输入126(如键盘、鼠标等)。数据库130耦合至计算机系统120，并且数据库130可以被存储在例如本地或远程永久性存储设备上。数据库130可以采用任何适当格式，例如，依照已知的SQL(结构化查询语言)技术。

[0022] 如更详细解释的，在操作期间，计算机系统120可以用于对过程变量变送器102的精确操作进行验证。

[0023] 图2是示出了根据本发明的步骤的流程图200。在框202，该过程开始，并且在框204，使用过程变量变送器102来测量过程变量。在框206，将所测量出的过程变量与参考进行比较。在框208，基于框206处的比较步骤，将数据条目存储在图1所示的数据库130中。该过程在框210处终止。

[0024] 图2所示的步骤可以由图1所示的计算机系统120来执行，并且可以例如使用用户输入126来发起。可以在中心位置、远程位置、便携式设备处或在其他配置中实现图1所示的计算机系统。使用输入/输出电路102，通过过程控制环路108，来接收来自过程变量变送器102的过程变量。可以使用手动技术，例如通过提供已知流量并将其与变送器102输出的总流量进行比较，来确定图2的框206中使用的参考。在这种配置中，可以在输入126上输入参考值，计算机系统120执行框208的比较，将参考输入与由变送器102提供的过程变量进行比较。

[0025] 在另一示例配置中，由参考变量变送器，例如图1所示的变送器140来提供参考206。环路108和142可以是如图1所示的分离的环路，或者可以包括单个一对线。在这种配置中，不需要使用输入126来输入参考值。

[0026] 上述配置可以不需要手动记录，并且可以在手动计算验证时不引入误差。现在，将这些过程自动化，从而减小人为误差的可能性。此外，输入、保存和调用验证信息的能力提供了在一些工业(如药物和食品以及饮料制造工业)中使用的验证过程的可跟踪性。

[0027] 可以通过在显示器124上显示的、由输入126控制的图形用户界面，向计算机系统120输入数据。例如，图3示出了在手动输入验证数据时使用的屏幕截图(screen dump)300。在图3中，在标识字段302中标识特定变送器。在字段304中可以选择变送器的特定单位(unit)。在图4(屏幕截图400)中，可以在字段402处输入测试设备的特定类型。在图4的示例中，测试设备是特定类型的伏特计。如图5所示，在屏幕截图500中，输入关于参考的信息，该参考是在图4所示的用户输入中选择的。特别地，图5在字段502中提供了对特定单位的选择。如果该单位是例如脉冲，则字段504可以用于提供多个脉冲与参考过程变量之间的关系。

[0028] 在图6的屏幕截图600中，可以输入关于测试流体的信息。在该示例中，测试流体包括水，在602处的字段中输入“水”。可以在604处输入测试流体的特定条件(温度和压力)。在确定图2所示的步骤206中所使用的参考时使用该信息。

[0029] 图7所示的屏幕截图700是在输入参考信息时使用的。图7的示例中存在针对以不同过程变量水平(即，不同流速)运行的3组测试的输入。被测试仪表(MUT)读取过程变量，可以将该过程变量输入图7的表702中，或可以通过图1所示的双线过程控制环路108来传送该过程变量。该特定测试中的过程变量值是特定时段上的流量的总量。表702还包括用于输入过程变量参考(在这种情况下是脉冲)以及实际参考过程变量(在这种情况下是加仑每分钟)的字段。

[0030] 图8示出了屏幕截图800，屏幕截图800示意了测试数据条目结果。基于图7中输入的数据，在栏802中输出与参考值相比的被测试仪表实际输出以及百分比误差。在表804中，将实际误差与变送器的可接受限制进行比较。如果变送器处于可接受限制范围之外，则该单元将不会通过该特定验证测试。

[0031] 图9是屏幕截图900，屏幕截图900示出了用于输入与验证过程相关的服务注释的字段902。如上所述，可以将服务注释存储在数据库中以便以后恢复。一旦收集到数据，就可以保存数据以用于将来参考。例如，图10是示出了在一个时间段上收集到的、针对特定流量计的、最大误差相对于时间的图。

[0032] 尽管未示出，但其他的输入可以包括：例如，与以例如图之类的形式表示的验证数据相对于时间有关的信息。

[0033] 图11是屏幕截图1100，屏幕截图1100中显示了来自被测试仪表和参考仪表的值。尽管可以通过过程控制环路(例如，过程控制环路142)来得到来自参考仪表(例如，图1所示的变送器140)的数据。该参考仪表可以用于验证被测试仪表的操作，例如通过提供关于图8所示的通过/失败指示。

[0034] 一旦确定了验证数据，就将验证数据存储在数据库130中。数据库130可以是本地数据库，或者可以位于远程位置。图12是这种数据库1200的简化图，其中，TAG条目用于标识特定过程变量变送器。数据库条目还包括验证信息，例如，通过/失败信息和/或在验证过程中产生的特定值。其他示例条目包括验证日期、用于标识对信息进行验证的操作员的信息、被测试的变送器的位置、测试的位置或定向、或任何其他相关或所需信息。在一个配置中，以防止篡改的方式来保护所存储的数据库。这允许随后对数据进行恢复并将该数据用作已对特定变送器的操作进行了验证的证据。例如，图13是示出了特定变送器(标识为ftFT305)的检查追踪的屏幕截图，示出了验证日期和时间、用户、特定事件和测试原因的结果。

[0035] 尽管以上描述针对测量流量的过程变量变送器的验证，但可以对任何类型的过程变量变送器进行验证。其他示例包括温度、电平、压力等。

[0036] 尽管已经参照优选实施例描述了本发明，但本领域技术人员应认识到，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以做出形式和细节上的改变。在另一示例配置中，图4所示的测试数据条目“设备”可以是另一变送器，例如，参考变送器。