(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス制御ループに結合され、工業用プロセスのシステムの診断に用いるための、フィールドに取り付け可能な専用のプロセス診断装置であって、
センサの選択を通じて、異なるタイプの診断アプリケーションに適応するように構成可能であり、前記工業用プロセスに接続された複数の診断センサから、前記プロセス制御ループを介して、前記工業用プロセスの動作に関連する複数のプロセス信号を受信するように構成された入力回路と、
異なるタイプの診断アプリケーション要件に適応するように構成可能な診断プログラム命令を含み、前記プロセス信号を用いて、前記工業用プロセスに特化した診断アルゴリズムを実施するように構成された診断プログラム命令を格納するメモリと、
前記診断プログラム命令を実行し、前記プロセス信号に基づいて、前記工業用プロセスの動作を応答的に診断するように構成され、診断の結果として、前記プロセス信号とは異なる診断信号を出力するマイクロコントローラと、
を含み、
各々が異なる工業用プロセスに特化された少なくとも２つの診断アルゴリズムを含む複数の診断アルゴリズムを有するプロセス診断装置。
【請求項２】
２線式プロセス制御ループを経由して受けた電力によって完全に電力供給される、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項３】
前記プロセス制御ループが、４−２０ｍＡ電流ループを含む、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項４】
前記プロセス制御ループが、ＨＡＲＴ（登録商標）通信規格に従って動作する、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項５】
前記プロセス制御ループが、フィールドバス通信規格に従って動作する、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項６】
前記プロセス信号が、２線式プロセス制御ループから受信される、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項７】
前記プロセス信号を、マイクロコントローラに準拠したフォーマットに変換するように構成された変換回路を含む、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項８】
前記マイクロコントローラが、前記診断プログラム命令に基づいて無線出力を提供する、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項９】
前記マイクロコントローラが、前記診断プログラム命令に基づいて視覚的な出力を提供する、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項１０】
ローカルオペレータインターフェイスを含む、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項１１】
音響トランスデューサを含む、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項１２】
前記工業用プロセスが熱交換器プロセスを含み、前記診断プログラム命令が、前記熱交換器プロセスの診断に特化されている、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項１３】
前記診断プログラム命令が、前記マイクロコントローラに前記工業用プロセスの動作を学習させるように構成される、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項１４】
前記診断センサが振動センサを含み、前記診断アルゴリズムが、熱交換器の動作の診断に特化されている、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項１５】
前記診断プログラム命令が、設定入力を通して構成される、請求項１記載のプロセス診断装置。
【請求項１６】
前記設定入力が、ローカルオペレータインターフェイスによって行われる、請求項１５記載のプロセス診断装置。
【請求項１７】
前記設定入力が、無線によって行われる、請求項１５記載のプロセス診断装置。
【請求項１８】
前記設定入力が、前記プロセス制御ループを通して受信される、請求項１５記載のプロセス診断装置。
【請求項１９】
フィールドに取り付け可能な専用のプロセス診断装置で実行される、工業用プロセスのシステムを診断する方法であって、
センサの選択、及び一のタイプの診断アプリケーションを実施するための診断プログラム命令を通じて、前記プロセス診断装置を構成すること、
工業用プロセスのフィールドに前記プロセス診断装置を取り付けることと、
遠隔に設置した複数のプロセス装置から、工業用プロセスの動作に関連する複数のプロセス信号を受信することと、
前記診断プログラム命令と前記プロセス信号とに基づいて、前記工業用プロセスの動作を診断することと、
診断の結果として、前記プロセス信号とは異なる診断信号を出力することと、
２線式プロセス制御ループから受けた電力によって、前記プロセス診断装置に電力供給することと、
を含み、
前記診断プログラム命令は、前記プロセス信号を用いて診断アルゴリズムを実施するように構成され、
前記診断アルゴリズムは、前記工業用プロセスに特化した前記一のタイプの診断アプリケーションに対応し、
各々が異なる工業用プロセスに特化された少なくとも２つの診断アルゴリズムを含む複数の診断アルゴリズムがある方法。
【請求項２０】
工業用プロセスのシステムを診断するための、フィールドに取り付け可能な専用のプロセス診断装置であって、
センサの選択に基づいた一のタイプの診断アプリケーションのための前記診断装置を構成するための手段と、
遠隔に設置した複数のプロセス装置から、前記工業用プロセスの動作に関連する複数のプロセス信号を受信するための手段と、
前記プロセス信号を用いて、前記工業用プロセスに特化した診断アルゴリズムを実施するように構成された診断プログラム命令を格納するための手段と、
前記診断プログラム命令と前記プロセス信号とに基づいて、前記工業用プロセスの動作を診断するための手段と、
２線式プロセス制御ループから受けた電力によって、前記プロセス診断装置に電力供給するための手段と、
を含み、
各々が異なる工業用プロセスに特化された少なくとも２つの診断アルゴリズムを含む複数の診断アルゴリズムを有するプロセス診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用プロセスの動作を監視及び／又は制御するために用いられるタイプのプロセス制御システムに関する。より詳細には、本発明は、そのようなプロセス制御システムの診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールド装置（プロセスコントローラ、モニタ及びトランスミッタ等の装置）は、プロセス制御産業で用いられて、プロセス変数を遠隔的に制御及び感知する。たとえば、プロセス変数は、トランスミッタによって制御室に伝送されて、プロセスの制御に用いられるか、又はコントローラにプロセス動作に関する情報を提供することができる。たとえば、プロセス流体の圧力に関連する情報を制御室に伝送して、プロセス、たとえば精油を制御するために用いることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
工業用プロセスで用いられる装置が故障すると、多くの場合、全プロセスを停止して、故障した装置を修理又は交換することができるようにする必要がある。通常、プロセス装置の近い将来の故障を、発生する前に予測することは困難である。このように、プロセス装置が故障する場合、予期せず又はほとんど警告なく発生し、全プロセスの予期しない停止を必要とすることがある。故障又は近い将来の故障を検出及び／又は予測するさまざまな試みがなされているとはいえ、そのような診断技術に対しては継続的な要望がある。未解決の故障を事前に予測することにより、究極的な故障の前に、故障している装置を所望のとおりに交換することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
工業用制御動作の診断又はシステムの監視に用いられる、フィールドに取り付け可能な専用のプロセス診断装置及び方法が提供される。入力は、工業用プロセスの動作に関連する少なくとも一つのプロセス信号を受信する。メモリは、少なくとも一つのプロセス信号を用いて、診断アルゴリズムを実施するように構成された診断プログラム命令を格納する。診断アルゴリズムは、本装置又は方法が実施される工業用プロセスに特化させてもよい。マイクロコントローラは、診断プログラム命令を実行し、少なくとも一つのプロセス信号に基づいて、プロセスの動作を応答的に診断する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】フィールドに取り付け可能な専用のプロセス診断装置を含むプロセス制御システムの、簡略化された図である。
【図２】図１に示す、フィールドに取り付け可能な専用のプロセス診断装置のブロック図である。
【図３】フィールド取り付け型診断装置のブロック図である。
【図４】熱交換器と併せて用いられる、フィールド取り付け型診断装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明は、工業用プロセス制御又は監視システムの動作の診断に用いるための専用のプロセス診断装置及び方法を提供する。専用のプロセス診断装置は、プロセス制御システムでの診断以外の機能は実行しない。言い換えれば、本装置は、プロセス制御の実行又は監視に用いられるプロセス変数を測定するためには用いられず、またこれを用いてプロセス動作を制御することもない。いくつかの実施形態では、本装置は診断の実行専用であり、その計算能力は、実質上この作業に集中させることができる。本装置は、本質的な安全要件及び「フィールド用に強化される」装置に必要とされる要件を含む、フィールド内の遠隔した場所に取り付けるための要件に適合するように構成することができる。
【０００７】
図１は、専用のフィールド取り付け型診断装置８を含むプロセス制御システム１０の図である。また、プロセス制御システム１０は、プロセスパイプ１６に結合されたトランスミッタ１２及びバルブポジショナ２２を含む。センサ２１は、図１に包括的に示され、トランスミッタ１２に結合する。図１はまた、制御要素２４、たとえばバルブに結合されたバルブポジショナ２２を示す。また、プロセスモニタ２６（ハンディ型装置として図示される）は、ループ１８に結合されて示される。
【０００８】
情報を伝送するための一つの一般的な技術は、プロセス制御ループを通って流れる電力量を制御することを含む。制御室内の電流源から電流が供給され、トランスミッタはフィールド内のその場所から電流を制御する。たとえば、４ｍＡの信号を用いて読み取り値がゼロであることを示すことができ、２０ｍＡの信号を用いてフルスケールの読み取り値であることを示すことができる。最近では、トランスミッタは、プロセス制御ループを通って流れるアナログ電流信号の上に重畳されたディジタル信号を用いて制御室と通信するディジタル回路を使用している。このような技術の一例は、Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ社により提案されたＨＡＲＴ（登録商標）通信プロトコルである。一般的に、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル及び他のそのようなプロトコルは、コマンド又は命令のセットを含み、これらをトランスミッタに送り、所望の応答、たとえばトランスミッタ制御又は問い合わせを引き出すことができる。
【０００９】
フィールドバス（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ）は、フィールドバス協会により提案された通信プロトコルであり、プロセス制御ループに関する情報を送信するための通信層またはプロトコルを画定することに向けられる。フィールドバスプロトコルでは、ループを通って流れる電流は、アナログ信号を送信するためには用いられない。代わりに、すべての情報はディジタル的に送信される。さらに、フィールドバス規格、およびプロフィバスとして既知である規格により、トランスミッタを、同じプロセス制御ループに一つ以上のトランスミッタが接続されるマルチドロップ構成で構成することが可能になる。他の通信プロトコルは、ＭＯＤＢＵＳ（登録商標）プロトコルおよびイーサネットを含む。いくつかの構成は、２本、３本、４本または任意の数のワイヤを用いてプロセス装置を接続することができ、非物理的な接続、たとえばＲＦ（無線周波数）を含む。
【００１０】
診断装置８、トランスミッタ１２及びポジショナ２２は、フィールドバス、プロフィバス又はＨＡＲＴ（登録商標）規格に従って動作する２線式プロセス制御ループ１８に結合される。しかし、本発明はこれらの規格又は２線式構成に限定されない。２線式制御ループ１８はフィールド内の場所と制御室２０との間に通る。ループ１８がＨＡＲＴ(登録商標）プロトコルに従って動作する実施形態では、ループ１８は、感知されたプロセス変数を表す電流Ｉを運ぶことができる。加えて、ＨＡＲＴ(登録商標）プロトコルにより、ループ１８を通る電流にディジタル信号を重畳させて、ディジタル情報をトランスミッタ１２に送信又はトランスミッタ１２から受信することができるようにすることが可能になる。ループ１８は、フィールドバス規格に従って動作するとき、ディジタル信号を運び、複数のフィールド装置、たとえば他のトランスミッタに結合されることができる。任意の数の２線式プロセス制御ループ１８を用いたり、フィールド取り付け型装置に適宜結合したりすることができる。本明細書に示される構成は、例示のみを目的としている。
【００１１】
一般的に、プロセス変数は、プロセス内で制御されている一次変数である。本明細書で用いられるプロセス変数は、プロセスの状態、たとえば圧力、流れ、温度、製品レベル、ｐＨ、濁度、振動、位置、モータ電流、プロセスの任意の他の特性等を表現する任意の変数を意味する。制御信号は、プロセスを制御するために用いられる任意の信号（プロセス変数以外）を意味する。たとえば、制御信号は、たとえば所望の温度、圧力、流れ、製品レベル、ｐＨ又は濁度等の、コントローラによって調節されるか又はプロセスを制御するために用いられる所望のプロセス変数値（すなわち、設定点）を意味する。加えて、制御信号は、較正値、警告、警告状態、バルブアクチュエータに与えられるバルブ位置信号等の制御要素に与えられる信号、加熱要素に与えられるエネルギレベル、ソレノイドオン／オフ信号等、又はプロセスの制御に関連する任意の他の信号を意味する。本明細書で用いられる診断信号は、プロセス制御ループ内の装置及び要素の動作に関連する情報を含むが、プロセス変数又は制御信号を含まない。たとえば、診断信号は、バルブステム位置、加えられたトルク又は力、アクチュエータ圧力、バルブを作動させるために用いられる加圧ガスの圧力、電圧、電流、電力、抵抗、静電容量、インダクタンス、装置温度、静摩擦、摩擦、フルオン及びオフ位置、移動量、周波数、振幅、スペクトル及びスペクトル成分、剛性、電界又は磁界強度、期間、強さ、動き、電動機逆起電力、モータ電流、ループ関連パラメータ（たとえば制御ループ抵抗、電圧、又は電流）又はシステムで検出又は測定することがある任意の他のパラメータを含む。さらに、プロセス信号は、プロセス又はプロセス内の要素、たとえばプロセス変数、制御信号、又は診断信号に関連する任意の信号を意味する。プロセス装置は、プロセス制御ループの一部を形成するか又はプロセス制御ループに結合し、プロセスの制御又は監視に用いられる任意の装置を含む。
【００１２】
上述のとおり、図１はプロセス制御システム１０の一例を示す図であり、プロセス流体を運ぶプロセス配管１６と、ループ電流Ｉを運ぶ２線式プロセス制御ループ１８とを含む。トランスミッタ１２、コントローラ２２（ループ内の最終制御要素、たとえばアクチュエータ、バルブ、ポンプ、モータ又はソレノイドに結合する）、プロセスモータ２６及び制御室２０は、全てプロセス制御ループ１８の一部である。ループ１８は一つの構成で示され、任意の適切なプロセス制御ループ、たとえば４−２０ｍＡループ、２線、３線又は４線式ループ、マルチドロップループ、及びＨＡＲＴ（登録商標）、フィールドバス又は他のディジタル又はアナログ通信プロトコルに従って動作するループを用いてもよいことが理解される。動作中、トランスミッタ１２は、センサ２１を用いてプロセス変数、たとえば流れを感知し、感知されたプロセス変数を、ループ１８を介して伝送する。プロセス変数は、コントローラ／バルブアクチュエータ２２、診断装置８、制御室機器２０及び／又はプロセスモニタ２６によって受信されてもよい。コントローラ２２は、バルブ２４に結合されて示され、バルブ２４を調節してパイプ１６内の流れを変えることによってプロセスを制御することが可能である。コントローラ２２は、たとえば制御室２０又はトランスミッタ１２から、ループ１８を介して制御入力を受信し、応答的にバルブ２４を調節する。別の実施形態では、コントローラ２２は、ループ１８を介して受信されたプロセス信号に基づいて、制御信号を内部に生成する。プロセス装置は、たとえば図１に示すトランスミッタ１２（たとえばＲｏｓｅｍｏｕｎｔ社から入手可能な３０５１Ｓトランスミッタ）、コントローラ２２、ハンディ型プロセスモニタ２６、診断装置８及び制御室２０を含む。別のタイプのプロセス装置は、ＰＣ、プログラマブル論理ユニット（ＰＬＣ）、又は適切なＩ／Ｏ回路を用いてループに結合され、ループ上の監視、管理及び／又は伝送を可能にする他のコンピュータである。
【００１３】
図２は、フィールド取り付け型の専用診断装置８のブロック図である。装置８は、図１のプロセス制御システム１０に結合するように構成され、プロセス制御システム１０からの一つ又はそれ以上のプロセス信号を受信するように構成されたプロセス信号入力４０を含む。マイクロプロセッサ４２は、プロセス信号を受信し、メモリ４４に結合される。メモリ４４は、マイクロプロセッサ４２で診断アルゴリズムを実施するように構成された診断プログラム命令を格納する。診断アルゴリズムは、プロセスから入力４０によって受信された少なくとも一つのプロセス信号を用いる。マイクロプロセッサで実施される診断アルゴリズムは、監視されている特定のプロセス及び構成に特化される。たとえば、タンク内のプロセス流体のレベルを制御する、プロセスの動作を監視するために用いられるアルゴリズムは、パイプを通るプロセス流体の流れを制御する制御システムプロセスの動作を診断するために用いられるアルゴリズムとは異なる場合がある。アルゴリズム及びこのプロセス信号に基づいて、マイクロプロセッサ４２は、いくつかのタイプの診断出力４６を提供する。診断出力４６は、装置８によって内部のみで用いられる出力であることができるか、又は、たとえば図１に示すプロセス制御ループ１８を介して、遠隔した場所に伝送される出力であることができる。また、装置８は電源５０を含み、電源５０は、いくつかの実施形態では、２線式プロセス制御ループ１８から電力を受け、装置８内部のすべての電子部品に完全に電力供給するように構成される。
【００１４】
概して、本発明は、新しい種類のフィールドに取り付け可能なプロセス装置を提示し、これを用いてプロセス状態を監視し、プロセスの異常及び変化を検出し、プロセス動作及び最適化に関連する診断を提供する。生産性を高め、質を改善し、コストを下げ、工業用プロセスの規則に適合するための継続的な要望がある。一般的なプロセス装置は、複雑な診断の追加をサポートするための計算能力を有していない。この制限は、電力抑制、及び装置をフィールド用に強化して危険な場所及び過酷な環境条件に耐えるための要件に起因する。診断を実行するための専用の装置を用いることにより、専用のプロセス診断装置の限られた資源を、診断の実行という単一の作業に集中させ、プロセスに関連する他の作業を実行する必要をなくすことができる。専用の装置は、プロセス状態及び署名、傾向、変化、不調、又は分析してシステム動作のトラブルに対処することができる他の異常を監視する機能性を、作業者に提供する。そして、ホストシステムに診断情報を適宜用いるために通信することができ、制御されたプラントの停止を含む。さらに、制御室内に位置付けられた装置ではなく、専用のプロセス装置を用いて診断を実施することにより、専用の装置は、プロセス情報へのリアルタイムのアクセスを有する。一方、遠隔した場所、たとえば制御室に位置付けられた機器を用いて診断を実行する場合、遠隔した機器のプロセス信号へのアクセスが制限されるため、診断性能が制限される。たとえば、制御室機器は、制限された入出力性能、制限されたスキャン又はアップデート時間、及び制限された帯域幅を有する。本装置をフィールド用に強化することにより、危険な環境での又は装置が過酷な状態にさらされる環境での動作が可能になる。好ましくは、本装置は、十分に低い電力消費を用いて動作し、完全に２線式プロセス制御ループから受けた電力を用いて動作することが可能になる。しかし、いくつかの実施形態では、他の構成、たとえば４線構成が用いられる。メモリ４４を用いて、さらなる性能、たとえばロギング、トレンディング、及び分析を提供することができる。また、専用装置８は、他のプロセス装置にそのような機能性を付加する前に、診断アルゴリズム及び技術を試験するために用いることもできる。装置８によって用いられるプロセス信号は、プロセス制御ループ上の伝送を監視することによって受信することができる。しかし、プロセス信号はまた、診断装置８に直接結合された専用センサを経由して受信することもできる。本装置によって実行される診断は、追加情報、たとえば設定点、バルブ位置等の制御情報に基づいて、より高レベルのループ又は装置に特化した診断を実行することができる。装置８は、複数のタイプの診断出力を、個別に又は一緒に提供することができ、報知、警報信号、制御信号等を含む。プロセス装置との通信は、標準的な通信技術を用いてプロセス制御ループを経由することができ、又は無線通信を含むかあるいはウェブ接続を用いる他の技術を経由することができる。
【００１５】
図３は、専用のフィールド取り付け型プロセス診断装置１００の一例の実施形態のブロック図である。概して、装置１００は、入力１０２、変換回路１０４、計算回路１０６、特定用途向けデータ１０８及び出力回路１１０を含む。入力１０２は、任意の数の診断センサ１１２Ａ、１１２Ｂ…１１２Ｎに結合することができる。センサは、装置１００に直接結合される専用センサであることができ、又はデータバス、たとえばプロセス制御ループを通して装置１００に結合されるセンサであることができる。診断変数センサ１１２Ａ〜１１２Ｎは、プロセス又はプロセスに関連付けられた装置の動作に関連する任意の変数を測定することができる。図３の例では、診断センサは、圧力、温度、流れ、振動又は音響信号を提供しているとして示されている。診断センサと装置１００の入力ブロック１０２との間の接続は、データバスを通して、センサが遠隔して又は直接の接続を通して位置付けられるようにすることができる。データバスは、任意のタイプのデータバス、たとえば２線式プロセス制御ループにすることができる。さらに、他のタイプのデータバス、たとえばＣＡＮバス、ＳＰＩバス等にすることができる。変換回路１０４を必要に応じて用いて、受信されたプロセス信号を、計算回路１０６による使用に好適なフォーマットに変換する。計算回路１０６は、ディジタル信号処理、ファジー論理、ニューラルネットワーク又は他の計算を提供するとして図示されている。しかし、本回路は、所望の形式の診断計算を実行することができる。アプリケーションデータ１０８は、メモリ内に記憶することができ、ＬＯＩ（ローカルオペレータインターフェイス）又は他の技術を用いて、設定されて、設定された特定用途向け定数を提供することができる。たとえば、データは、ウェブインターフェイスを用いて又は他の技術を通じて構成される無線通信リンクを用いて送信されるプロセス制御ループを介してダウンロードすることができる。出力回路１１０は、ディジタル又はアナログ信号を提供するための制御室への接続を含むとして図示されている。フィールドバス、ＨＡＲＴ（登録商標）、アナログデータ、ディジタルデータ、コンタクトクロージャ等が例に含まれる。また、無線通信出力を提供することができる。任意の音響トランスデューサ１１６が図示されている。音響トランスデューサ１１６を用いて、たとえばプロセスの構成要素に音響信号を与えて、入力回路１０２を通した応答を観察することによって、さらなる診断情報を得ることができる。
【００１６】
診断装置１００は、フィールド内の、正常でない活動について監視されている機器又はプロセス付近の場所向けに構成される。装置１００は、既存のプロセス変数測定装置、及び／又は診断機能を実行するために有用である他の変数を監視する他のセンサに接続することができる。診断装置１００の出力は、所望のように構成することができる。実施例の出力は、ハンディ型装置、たとえば無線又はクリップオン型装置へのローカルな出力を含む。また、視覚的なインジケータを提供することができ、たとえば警報状態を示す赤、注意状態を示す黄色、及び正常な動作を示す緑によって色分けされた出力を提供する。また、インターネットを経由して、又は制御室への接続を通して、出力を提供することができる。ローカルオペレータインターフェイス（ＬＯＩ）もまた、装置の構成に用いるために、及び／又は診断出力を提供するために設けることができる。
【００１７】
図４は、専用のフィールド取り付け型診断装置１５２を含む、熱交換システム１５０の簡略化された構成図である。システム１５０は、オリフィス板１５６を有する熱交換器１５４、一次流動入力１５８及び対向流１６０を含む。流動測定トランスミッタ１６２は、オリフィス板１５６をまたいで結合されて示され、差圧、ゲージ圧力または絶対圧力及び温度を測定するように構成される。トランスミッタ１６２からの出力は、診断装置１５２によって受信される。加えて、トランスミッタ１６４及び１６６は、熱交換システム１５０に沿い、ゲージ圧力を測定するとして図示されている。また、フィールド取り付け型診断装置１５２は、トランスミッタ１６４及び１６６からのゲージ圧力測定を監視する。２線式プロセス制御ループ接続１６８は、遠隔制御室に診断装置１５２を結合させて示される。動作中、診断装置１５２は、さまざまなプロセス変数を監視することができる。たとえば、熱交換器内の流管全体の差圧は、トランスミッタ１６４及びトランスミッタ１６６によって測定されたゲージ圧力間の差を観察することによって監視することができる。トランスミッタ１６２によって質量流量が測定される場合、ゲージ１６４及び１６６間の予想される差圧は、診断装置１５２によって算出することができる。熱交換器１５４内部の配管が詰まった場合、トランスミッタ１６４及び１６６間で測定される予想される差圧は、予想値から外れる。これを、ローカルな出力のための診断標示、又は制御室への伝送のトリガに用いることができる。一般的には、熱交換器１５４内部の管は、同じ割合で詰まることはない。ゲージ圧力測定トランスミッタ１６４及び１６６を用いて、交換器の配管の長さに沿って圧力を測定することができる。また、トランスミッタ１６４及び１６６を用いて、他よりも早い割合で詰まっている管を識別することができる。これにより、詰まりの度合に相関させた保守が可能になる。たとえば、完全に詰まっている管の群は、熱交換器の管の群全体にわたる圧力低下を生じさせ、早急な清掃が必要になる場合がある。一方、すべての配管の間での均一な堆積は同じ圧力低下を生じさせるかもしれないが、早急な対応を必要としない場合がある。
【００１８】
図４は一例の実施形態であり、本発明は、すべてのタイプのプロセス制御システムに適用可能である。他の例は、全タイプの交換器、リアクタ、プロセスのオーバフロー及び漏れ検出、キャビテーション感知及び／又は予測、腐食監視、磨耗監視、特定の限度外であるプロセス動作の識別、又は他の特化された用途を含む。
【００１９】
フィールド取り付け型診断装置は、同じ場所に位置付けられた専用の診断性能を提供し、プロセス内に異常状態が存在するか、またもしそうならばどの程度かを判断する。本装置は、多くのタイプのセンサ入力を受け入れることができ、プロセス制御ループ上で運ばれる情報、たとえば設定点情報を認識して、診断の誤りを減らすことができる。本装置は、センサの選択及びソフトウェアによって、多くの異なるタイプの診断アプリケーション要件に適応するように構成可能であるようにすることができる。本装置は、診断下にある目的のシステムと同じ場所に位置付けられているため、ローカルなアクセス及び問い合わせが可能である。ローカルな出力診断は、操作者によるシステムの物理的な観察で用いることができる。本装置は、観察されている特定のシステムに要求される監視センサ及びプロセス変数のみを必要とする。本装置は、所望の適切なレベルの詳細での警報及びサポートを視認するための複数の出力を提供することができる。同様の装置を、異なるソフトウェア構成の使用を通して、多くの異なるアプリケーションに用いることができる。本装置は、モデム等を介した通信を含む既存のネットワークを経由して監視することができる。好ましくは、診断装置は、フィールド取り付け用途向けに物理的に強化される。そのような構成では、本装置は特定の設置のために、振動、腐食性の化学薬品、静電放電等に耐えることができることが望ましい。本装置からの出力は、有線又は無線技術を用いた遠隔した場所への伝送、ローカルな出力、仮想ウェブページをサポートする出力又はインターネットを通じた伝送、もしくは他のタイプの出力の形式にすることができる。本装置内部では、ファジー論理技術、ニューラルネットワーク技術、ルールベース技術等の任意のタイプの診断技術を用いることができる。本装置はまた、たとえば音響信号のアプリケーションを介して、プロセスに特定の入力又はスティミュラスを提供するように構成することができる。本装置内部のセンサは、与えられた信号に対する構成要素の反応を監視することができ、この反応を、本装置によって実行される診断に用いることができる。
【００２０】
好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、当業者においては、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく、形状及び詳細に変更を加えてもよいことが認識されよう。本明細書で用いられる「診断センサ」は、診断測定を得るための専用のセンサであり、プロセスの制御には用いられない。さらに、いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサによって実行されるプログラム命令は、プロセスの動作を監視することによって、監視されるプロセスの動作を学習する能力を有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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