专利名称：非侵入获得过程控制设备参数的在线测量结果的方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明一般涉及阀门定位器，尤其涉及测量在线连接于过程环境中的过程控制设备参数的方法和装置。
背景技术：
大规模商业制造和提炼过程通常采用过程控制器来控制诸如阀门机构的一个或多个过程控制设备的操作，阀门机构又控制一个或多个过程变量，例如包括过程中的流体流动、温度、压力等。通常，每个过程控制设备有一个受定位器控制的传动器，传动器响应于过程控制器产生的命令信号使相关控制元件(如阀塞、制动器或一些其它的可变开启构件)移动。过程控制设备的控制元件例如可以响应于弹簧加载隔膜或活塞上的变化液体压力或者响应于轴的转动而移动，每一种情况可以由命令信号中的变化引起。在一种标准阀门机构中，幅度在4至20mA(毫安)范围内变化的命令信号引起定位器以与命令信号的幅度成正比地改变压力腔中的流体量以及流体压力。压力腔中变化的流体压力引起隔膜向偏置弹簧移动，偏置弹簧又引起与隔膜耦合的阀塞的移动。
过程控制设备通常形成或产生一反馈信号，表示过程控制设备对命令信号的响应并将这一反馈信号(或响应指示)提供给过程控制器，用于对过程进行控制。例如，阀门机构通常产生一个反馈信号，表示阀塞的位置(横移)、流体腔体内的压力或与阀塞实际位置有关的一些其它现象的值。
虽然过程控制器通常采用这些反馈信号以及其它信号作为影响过程整个控制的高度调谐、集中控制算法的输入，但是现已发现，由于连接在控制环路中的各个控制设备的工作条件差仍然会引起控制环路性能差。在许多情况下，过程控制器不能在控制环路之外调整一个或多个与过程控制设备相关的问题，结果，性能差的控制环路以手工方式放置或者以手工方式失调至它们有效的点。与这些控制环路相关的过程需要由一个或多个有经验的操作人员坚持进行监管，这是不希望的。
通过监视操作条件或连接于环路内的每个过程控制设备或者连接于环路内的至少最关键的过程控制设备的“正常”，以及修复或替换性能差的过程控制设备，通常可以克服差的控制环路性能。通过测量一个或多个与过程控制设备相关的参数或者确定一个或多个参数是否在可接受范围之外能够确定过程控制设备的正常。
可以用于确定并表示过程控制设备正常的一个过程控制设备参数是静带。一般讲，在过程仪器中，静带是在方向反转时输入信号可以被改变，而没有开始输出信号的可观测变化的范围。当命令信号引起过程控制设备的可移动元件的移动方向反转时能够最好地观察静带，它可以由机械互连的部件之间的物理作用、摩擦和／或其它已知物理现象引起。在这一反转期间，在过程控制设备的可移动元件在新的方向上实际呈现移动前，命令信号经历一离散变化量(静带)。换句话说，过程控制设备元件最后出现在第一方向移动的命令信号值(或其它控制信号)与过程控制设备元件首次出现在第二且不同方向移动的命令值(或其它控制信号)之间的差是过程控制设备的静带的一个测量值。
可以用于确定并表示过程控制设备正常的其他过程控制设备参数是静时间和响应时间。静时间与过程控制设备响应于控制信号的变化而实际开始移动可移动元件所用的时间量有关，可以认为是该时间量的测量结果。响应时间是过程控制设备响应于控制信号的变化达到其最终值的一定百分比(例如63％)所用的时间量。
如果过程控制设备的静带、静时间、响应时间或其它过程控制设备参数的增量明显超过它们的标定值，那么，可能需要修复或替换过程控制设备，建立过程控制环路中的适当控制。然而，当过程控制设备在线连接于控制环路中时，测量这些过程控制设备参数，如静带、静时间和响应时间以监视过程控制设备功能正常通常不是很容易的。
过去，操作人员必须将过程控制设备从控制环路中拆下来，以对设备进行测试，或者另一方面，给控制环路设置旁通阀和冗余过程控制设备，从而有可能使特定的过程控制设备旁通，由此在过程正在工作时对给设备进行测试。另外，操作人员必须等待到过程被中断或者正在进行预定关机，对过程中的各个过程控制设备进行测试。这些方案中每一种都是费时、昂贵且仅提供确定这些过程控制设备正常所需的各个过程控制设备参数的间歇测量结果。
发明概要本发明是指一种当过程控制设备在线连接于过程控制环路中时非侵入地确定过程控制设备的一个或多个设备参数(如静带、静时间或响应时间)的方法和装置。本发明的方法和装置的操作能够使过程操作人员能够以连续方式非侵入地监测一个或多个过程控制设备的正常状况，而不用过程控制设备从控制环路中移开，不用控制环路中旁路过程控制设备，不用将外来控制信号引入到控制环路中，以及不用关闭过程或者以任何其它方式干扰过程。
根据本发明的一个方面，一种当过程控制设备在线连接于过程中时确定与过程控制设备相关的设备参数的装置，包括一个测量装置，该测量装置非侵入地检测控制信号的变化以及非侵入地检测或测量当过程控制设备正在在线工作时过程控制设备对控制信号变化的响应的指示。所述装置还包括一个处理单元(它可以以软件或硬件实施)，该处理单元由所检测的控制信号的变化以及响应指示确定或计算设备参数。控制信号可以是传送给设备的命令信号，设定点信号、误差信号或者用于控制过程控制设备的任何其它信号。响应指示可以是位置(例如阀门行程)、过程变量的指示或者任何其它所需信号。根据本发明，如果需要的话，操作人员可以有意识地引入设定点、控制信号的变化等，迫使系统的变化，由此迫使静时间、响应时间或静带中一个或多个的测量。
如果装置确定过程控制设备的静带，那么，处理单元较佳地检测过程控制设备的移动方向的反转并在发生方向反转后立即确定引起响应指示变化所需的控制信号的幅度变化。如果装置检测过程控制设备的静时间或响应时间，那么，处理单元较佳地包括检测控制信号的变化超过预定量的软件或电路和响应于控制信号的变化测量响应指示开始移动或达到其最终值的预定百分比所用的时间量的时钟。
当控制信号以大于指定速率的速率变化时和／或当响应指示落在有效范围之外时，处理单元可以使设备参数的确定失能。此外，处理单元可以包括当所确定的设备参数未能满足预定判据时，例如当设备参数大于预定值时给操作人员报警的软件或电路。
根据本发明的另一个方面，一种确定当过程控制设备在线连接于过程中时与过程控制设备相关的设备参数的方法，包括非侵入地检测用于控制过程控制设备的控制信号的变化、非侵入地测量过程控制设备对控制信号变化的响应指示以及由所检测的控制信号变化和由响应指示确定设备参数的步骤。
附图简述
图1是根据本发明的非侵入确定过程控制设备参数的控制环路和装置的方框图。
图2A和2B是根据本发明的非侵入确定在线过程控制设备静带的方法的流程图。
图3是根据本发明的非侵入确定在线过程控制设备静时间或响应时间的方法的流程图。
详细描述参考图1，典型的单个输入、单个输出过程控制环路10包括过程控制器12，它将例如4-20mA命令信号传送给过程控制设备13，如图所示，过程控制设备包括电流至电压变换器(I／P)14，它通常将3-15psig(磅／英寸2)压力信号传送给阀门定位器15，它又用压力信号(空气)气动控制阀门18。阀门18的操作控制设置在内部的可移动阀门构件(未示出)的关节，可移动阀门构件控制过程20内的过程变量。然而，过程控制设备13可以包括任何其它类型的阀门机构或元件，替代或者增加到图1所示的这些元件，例如包括装在I／P单元内的电子定位器。此外，应当明白，过程控制设备13可以是以任何其它所需或已知方式控制过程变量的任何其它类型的设备(阀控制设备除外)，例如可以是制动器等。
正如图1所示，发射器22测量过程20的过程变量并将所测过程变量的指示发射给求和结点26。求和结点26将过程变量的测量值(转换为归一化百分比)与设定点进行比较，产生一个误差信号，指示二者之间的差，并将这一误差信号提供给过程控制器12。可以由用户、操作人员或其它控制器产生的设定点通常在0与100％之间归一化，表示过程变量的所需值。过程控制器12根据任何所需的技术采用误差信号产生命令信号并将该命令信号传送给过程控制设备13，由此起过程变量的控制作用。
设备参数测量单元30(它可以在定位器15的内部或外部)测量或检测传送至此或者用于控制过程控制设备13的控制信号，对过程控制设备13对控制信号的响应的表示(响应表示)进行检测，它可以由例如位置传感器31产生，位置传感器可以在过程控制设备13的内部或外部。正如图1所示，测量单元30可以对经电流传感器32传送给I／P单元14(它可以与定位器一体化)的命令信号进行检测，作为控制信号以及在阀18的输出端(经位置传感器31)可以对阀位置进行检测，作为响应指示。另一方面或者另外，测量单元30可以对设定点信号、求和结点26输出处的误差信号、由I／P单元14(经压力传感器34)产生的压力命令信号、由定位器15(经压力传感器36)产生的传动器命令信号和／或指定或与过程控制设备13控制相干的其它信号进行检测，作为控制信号。同样，测量单元30可以测量定位器15的压力命令信号，过程变量、发射器22的输出或表示过程控制设备13响应于控制信号中变化而运动或操作的任何其它信号或现象，作为响应指示。还应当注意，其它类型的过程控制设备可以具有与其相关的其它信号或现象，表示可以被测量单元30采用的控制信号的变化，作为响应指示。
显然，测量单元30可以读出命令信号、压力信号、传动器命令信号或者如果定位器15能够通知测量单元由定位器15已经提供的阀位置的指示，和／或测量单元30可以检测由压力传感器36或者由位置传感器31所指示的阀位置。位置传感器31可以包括任何所需的运动或位置测量设备，例如包括电位计、线性变量微分变换器(LVDT)、旋转变量微分变换器(RVDT)、霍尔效应运动传感器、磁限制运动传感器、可变电容器运动传感器等。
将会明白，测量装置30能够以非侵入方式在线测量过程控制设备13的静带、静时间或响应时间，因为它能够基于过程控制设备13的很小移动而检测这些参数，移动通常出现在过程20的操作的控制期间。换句话说，测量单元30并不要求过程控制设备13进行全行程或测试行程序列以确定静带、静时间或响应时间。此外，由于测量单元30与过程控制环路10连接并测量过程控制环路10的正常操作期间的控制信号和响应指示，测量单元30连续地确定过程控制设备参数，而不干扰过程20的操作。
如果需要的话，测量单元30可以将所确定的过程控制设备参数与一个或多个所存储的值进行比较，以确定所测量的参数是否可以接受或者在指定范围之内。如果所测量的参数不在指定范围之内，那么，测量单元30经显示器38向用户报警，过程控制设备13可能需要修复或替换，显示器38例如包括CRT显示屏、打印机、语音发生器、报警器、或任何其它所需通信设备。此外，如果需要的话，测量单元30可以经显示器38向用户提供一张所测量的设备参数的清单。
为了在线测量过程控制设备13的静带，测量单元30首先检测或测量控制所述设备13的控制信号和过程控制设备13对这些控制信号的响应。然后，测量单元30搜索控制信号的反转，即控制信号指定过程控制设备13的可移动元件的移动方向的变化的各点。反转出现在例如过程控制器12引起过程控制设备13增大阀门位置、传送离散时间量的恒定信号、然后传送引起过程控制设备13减小阀门位置的信号的时候。检测到控制信号反转时，测量单元30等待到在反方向(例如减小方向)阀门移动实际发生并将静带确定为阀门移动最后出现在第一(例如增大)方向上的控制信号与阀门移动首次出现在反(减小)方向上的控制信号之间的差。
如果需要的话，测量单元30能够识别控制信号的每一次反转，确定与该反转相关的静带、以及将每一个所检测的反转和静带作为过程控制设备13的静带的分别测量结果存储起来，给操作人员提供过程控制设备13的静带的连续历史。此外，如果需要的话，测量单元30例如通过将一个或多个静带测量合在一起取平均能够将静带的各个测量结果合并成一个总静带测量结果。另外，测量单元30能够将每个静带测量结果与规定静带有效范围的一个或多个极限进行比较，当测量的静带超出有效范围之外时，能够给操作人员报警，过程控制设备13需要修复或替换，以保证过程控制环路10的有效操作。
同样，测量单元30通过检测过程控制器12所传送的命令信号的变化，然后测量响应于该命令信号变化出现任何阀门移动前的时间量，可以确定过程控制设备13的静时间。再有，测量单元30通过检测过程控制器12所传送的命令信号变化，然后测量阀门18达到由于命令信号变化的结果出现的阀门位置完全变化最终值的预定百分比(例如63％)所用的时间量，可以测量过程控制设备13的响应时间。预定百分比可以由例如操作人员或控制环路设计人员指定。当然，测量单元30可以测量过程控制设备13正在通过静带上下移动时或者过程控制设备13不是正在通过静带移动时的静时间或响应时间。如果需要的话，测量单元30可以以任何方式将这些不同测量结果合并起来，以提供过程控制设备13的静时间或响应时间的统计测量。显然，测量单元30包括测量静时间或响应时间的时钟或其它定时装置。
与静带的测量结果一样，如果例如命令信号的变化幅度或变化率太小或太大，所测量的时间量太小或太大(可能指示在过程控制环路10或测量单元30内存在一些其它问题)等，测量单元30可以放弃一些数据。同样，相对于设定点变化、求和结点26的输出、或过程变量，或者相对于与过程控制设备13相关的任何其它控制信号或响应指示，同样可以测量过程控制设备13的静带、静时间或响应时间。
另外，测量单元30可以在线测量任何其它所需过程控制设备参数，只要这些其它过程控制设备可以由一个或多个控制信号值或一个或多个指示过程控制设备对控制信号的响应的信号值确定。
测量单元30可以作为能够检测或存储控制信号和响应指示以及能够确定过程控制设备13一个或多个设备参数(如静带、静时间和响应时间)的任何所需硬件逻辑装置或者软件控制处理装置(如微处理器)而实施。图2A、2B和3是流程图，表明当测量单元30用于确定过程控制设备13的静带、静时间或响应时间时测量单元30的操作，将会明白，图2A、2B和3所示流程图中的步骤可以以任何所需方式以软件、硬件、固件或其任何组合来实施。
现在参考图2A，为了测量过程控制设备13的静带，块40记录从处理控制器12提供给I／P单元14的一系列命令信号，在图2A中表示为输入(I)。块40还可以记录与所记录命令信号相关的阀门位置18的值，在图2A中表示为位置(Z)。此外，块40设定I(高)和I(低)捕获标志为假。块42分别将输入(I)和位置(Z)的以前值记录为I(过去的)和Z(过去的)，用于以后的比较。
接着，块44检测并记录命令信号I和阀门位置Z的当前值。如果需要的话，块44可以等待到命令信号或阀门位置达到记录这些值之前的接近静止条件。
块46检查当前读数与以前读数之间的位置变化ΔZ，即Z-Z(过去的)是否大于某一阈值，ε(这里ε大于或等于零)。如果位置变化ΔZ大于ε，那么块50将命令信号记录为I(高)并将该I(高)捕获标志设定为真，表示I(高)已经被捕获。另一方面，块48检查当前读数与以前读数之间的位置变化ΔZ是否小于某一阈值，-ε(这里-ε小于或等于零)。如果位置变化ΔZ小于-ε，那么，块52将命令信号记录为I(低)并将该I(低)捕获标志设定为真，表示I(低)已经被捕获。很清楚，如果所述的值继续在一个方向上移动，那么，根据需要更新I(高)和I(低)的值。
接着，块54确定I(高)和I(低)是否已经被捕获。如果I(高)和I(低)二者已经被捕获，那么，块56计算静带，作为I(高)与I(低)之间的差，即过程控制设备13从退出静带到进入的命令信号之间的差。否则的话，在块42捕获新的命令和位置信号。
当I(高)和I(低)在块54已经被捕获时，块58确定命令信号是否正在以大于MaxRate变量所表示的规定速率的速率下变化。如果命令信号正在以大于MaxRate变量所规定的速率下变化，那么，控制返回到块42，在构造下的静带计算被放弃。当命令信号的变化太快以致于不能提供静带的准确指示时，块58的操作可阻止静带的测量。更具体地说，当处理控制器12正在以大于过程控制设备13能够对命令信号作出响应速率的速率下(即在大于过程控制设备13的自然输入／输出响应特性的速率下)改变命令信号时，块58阻止过程控制设备13的静带的测量。在这些时间中确定静带则导致测量单元30过高地估测退出静带所需的命令信号。当然，可以以任何方式设定MaxRate变量的值，但是，较佳地与过程控制设备13的输入／输出响应特性有关。
如果命令信号不是正在以大于MaxRate变量所规定的速率下变化，那么，块60确定阀门位置是否大于上限或小于下限，以检测阀门18的可移动元件是否位于静带测量可能是不可靠的位置上。例如当阀门18的可移动构件处于其行程极限的端头，或者相反地处于承受非正常的高摩擦力时，会出现这种不可靠的静带计算结果。如果阀门位置不落在有效范围内，那么，控制返回到块42，当前在构造下的静带计算被放弃。
然而，当阀门位置在有效范围之内时，块62将静带计算结果与上限和下限进行比较，以确定算出的静带是否在合理或有效范围之内，以致于保证静带计算不会不合理地小或大。如果静带计算结果太小或太大，按照由预定范围极限所确定的，那么，可能已出现误差。在这种情况下，块64向操作人员报警存在电位误差，控制返回到块42，再次放弃或使正在形成的静带计算失能。
如果块62确定静带在有效范围之内，那么，块66增大反转计数，表示另一次反转已经出现并在存储器中记录或存储静带计算结果与属于静带的任何其它所需信息(如与静带相关的时间、阀门位置等)。然后，块68确定静带是否大于极限，如果是的话，块70向操作人员发出一警报或者表示存在高的静带测量结果。而后，过程重复进行，以确定下一个静带测量结果。
如果需要的话，块66可以存储一个或多个算出的静带并计算这些静带测量结果的平均或一些其它组合，以产生过程控制设备13的静带的统计测量结果。当然，通过操作人员或者基于一组预定条件自动地选择使块58、60、62或68失能。再有，可以进行其它测试以确定静带，将特定静带计算结果组合起来的其它方法可以与这里所描述的方法结合使用。
现在参考图3，图中示出可以由测量单元30计算或确定过程控制设备13的静时间或响应时间所实施的流程图。块80自身重复直至它检测到用以控制过程控制设备13的命令信号或其它控制信号的变化。当检测到变化时，块82确定该变化是否大于规定的量，规定的量可以是例如最近算出或观测到的静带加上一定的预定百分比，如一个百分点。如果命令信号的变化不大于规定的量，那么，控制返回到块80。
然而，当块82检测到命令信号的变化大于规定量时，块84记录下时间以及记录响应指示(例如阀门位置)的值。然后，块86确定是否已经出现响应指示的变化。如果不是的话，块88确定自检测到命令信号的变化大于规定量起所消逝的时间，图3中示为MaxTime变量。如果消逝的时间大于MaxTime变量，这表示很可能没有出现响应指示的变化，因为例如过程控制设备13在静带之内，那么，控制返回到块80，当前构造下的静时间数据被放弃。然而，如果在块88上消逝的时间不大于MaxTime变量，控制返回到块84，它记录新的时间和响应指示。以这种方式，块84、86和88等待响应指示出现变化或者等待到在继续之前预定量的时间已经消逝为止。当然，如果需要的话，块86可以确定所检测的变化是否大于预定量和／或在预期的方向上，以防止响应指示中的噪声引起静时间或响应时间的不准确测量结果。
当块86检测响应指示的变化时，那么，块90测量静时间，作为收到命令信号的变化与作为命令信号变化的结果检测到响应指示的首次变化之间所消逝的时间。然后，块90将这一静时间计算结果存储起来。
如果正在测量响应时间，块84记录响应指示的逐个值，它对命令信号变化而改变响应。块86检测响应指示是否已经达到命令信号的预定百分比变化(如63％)，如果不是，块88检测消逝时间是否大于MaxTime变量(它可以设定为不同于静时间测量所采用的相同变量的值)。如果块88检测到消逝时间大于MaxTime变量，表示自从块80上检测命令信号的首次变化以来命令信号可能已经经过一次或多次变化，响应时间计算结果被放弃，控制返回到块80。然而，如果在块88上消逝时间不大于MaxTime变量，响应指示还未达到命令信号变化的预定百分比，那么，控制返回到块84，这里响应指示和时间被再次记录。块84、86和88重复进行，以记录响应指示的历史，它对命令信号的变化而改变响应。
当响应指示达到稳定状态时，块90确定命令信号改变的时间与响应指示达到命令信号规定百分比变化所用的时间之间的差。然后，块92可以将这一确定时间存储起来，作为过程控制设备13的响应时间。当然，如果必要的话，块90可以在记录点之间内插，确定响应时间。此外，块90可以确定在块84、86和88操作期间是否已经出现另一命令信号的变化(例如由块84记录)，如果是的话，可以放弃算出的响应时间，因为它是基于命令信号的两个或多个变化。
块94确定记录的静时间或响应时间是否大于最大可允许量，图3中示出为MaxDT和MaxRT变量。如果静时间或响应时间中的一个或二者分别高于MaxDT或MaxRT量，那么，块96给用户或操作者发出一警报，表示静时间或响应时间大于最大所需量，因此过程控制设备13或其一些部件可能需要修复或替换。然后，控制返回到块80，进行下一个静时间或响应时间的计算。
同静带计算相似，可以将过程控制设备13的特定测得的静时间或响应时间进行平均，或者统计组合，以提供过程控制设备13在任何给定时刻的总静时间或响应时间。此外，如果需要的话，可以周期性地或者在操作人员请求时将静带、静时间或响应时间通过显示屏、打印机或一些其它输出设备提供给操作人员。当然，可以将图2A、2B和3所示的步骤组合起来，以致于当一个或多个静带、静时间和／或响应时间测量结果的任何组合表示过程控制设备13正在非正常响应或者超出技术规范之外，可能需要修复或替换时向操作人员报警。
尽管图2A、2B和3示出测量单元30使用命令信号和阀门位置测量或确定过程控制设备13的静带、静时间和响应时间的情况，如上所述，但是也可以采用其它的控制信号和响应指示。
虽然已经参考特定的例子描述了本发明，希望这些例子仅仅是说明性的，而不是对本发明的限制，本领域的普通专业技术人员显然能够对这里所揭示的实施例作出变化、增加或减少，而不会背离本发明的精神和范围。
权利要求
1．一种当过程控制设备在线连接于过程中时确定与过程控制设备相关的设备参数的装置，其特征在于所述装置包括检测控制过程控制设备的控制信号的变化的装置；测量过程控制设备对控制信号变化的响应的指示的装置；和由所检测的控制信号变化和响应指示计算设备参数的装置。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的设备参数是静带，这里，所述的计算装置包括确定过程控制设备的静带的装置。
3．如权利要求2所述的装置，其特征在于所述的确定装置包括检测一组指定所述过程控制设备方向反转的相继控制信号的第二装置和观测由于所述过程控制设备方向反转的结果引起响应指示变化所需的控制信号幅度变化的装置。
4．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述过程控制设备为阀门，这里，响应指示表示阀门位置。
5．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述过程控制设备控制过程中的过程变量，这里，响应指示表示过程变量的值。
6．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述计算装置包括当控制信号以大于规定速率的速率变化时使所述计算装置失能的装置。
7．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述计算装置包括将响应指示与规定有效范围的极限进行比较的装置和当响应指示超出有效范围之外时使所述计算装置失能的装置。
8．如权利要求1所述的装置，其特征在于进一步包括检测所计算的设备参数是否满足预定判据的检测器和当所计算的设备参数未能满足预定判据时向用户报警的装置。
9．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的设备参数是静时间，这里所述计算装置包括确定过程控制设备的静时间的装置。
10．如权利要求9所述的装置，其特征在于所述的确定装置进一步包括检测控制信号变化超过预定量的装置和观测控制信号变化超过预定量后响应指示对变化所用的时间量的装置。
11．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述设备参数是响应时间，这里，所述计算装置包括确定过程控制设备的响应时间的装置。
12．如权利要求11所述的装置，其特征在于所述确定装置进一步包括检测控制信号变化超过预定量的装置和响应指示达到最终值的预定百分比所用的时间量的装置。
13．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述过程控制设备包括与阀门耦合的定位器。
14．一种当过程控制设备在线连接于过程中以控制过程变量时确定过程控制设备的静带的装置，其特征在于所述装置包括检测控制过程控制设备的控制信号的逐个值的装置，而过程控制设备在线连接于过程中；测量过程控制设备对控制信号逐个值中每个值的响应指示的装置；和与所述检测装置和测量装置耦合的用于由控制信号的逐个值和与控制信号逐个值相关的响应指示确定过程控制设备静带的装置。
15．如权利要求14所述的装置，其特征在于所述确定装置进一步包括由检测到的控制信号的逐个值检测控制信号方向反转的装置。
16．如权利要求15所述的装置，其特征在于所述过程控制设备包括响应于控制信号的变化改变位置的构件，这里，所述确定装置进一步包括由于控制信号方向反转的结果计算过程控制设备构件的位置变化的装置。
17．如权利要求15所述的装置，其特征在于过程控制设备响应于控制信号的变化引起过程变量的变化，这里，所述确定装置进一步包括由于控制信号方向反转的结果计算过程变量变化的装置。
18．如权利要求14所述的装置，其特征在于进一步包括检测所确定的静带是否满足预定判据的检测器和当所述静带未能满足预定判据时给用户报警的装置。
19．一种当过程控制设备在线连接于过程中并受控制信号控制时确定与过程控制设备相关的设备参数的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤检测控制信号的变化；测量过程控制设备对控制信号变化的响应指示；及由检测的控制信号的变化和响应指示计算设备参数。
20．如权利要求19所述的方法，其特征在于所述设备参数是指静带，这里，所述的计算步骤包括确定过程控制设备的静带的步骤。
21．如权利要求20所述的方法，其特征在于所述的确定步骤包括检测一组逐个控制信号的步骤，所述逐个控制信号规定导致响应指示变化的方向反转并观测引起响应指示变化的所检测这组控制信号的幅度变化。
22．如权利要求19所述的方法，其特征在于进一步包括检测算出的设备参数是否满足预定判据以及当算出的设备参数未能满足预定判据时给用户报警的步骤。
23．如权利要求19所述的方法，其特征在于所述设备参数是指静时间，这里，所述的计算步骤包括确定过程控制设备的静时间的步骤。
24．如权利要求19所述的方法，其特征在于所述设备参数是指响应时间，这里，所述的计算步骤包括确定过程控制设备的响应时间的步骤。
25．如权利要求24所述的方法，其特征在于所述的确定步骤包括检测控制信号的变化以及测量控制信号的变化超过预定量后响应指示达到最终值的一定百分比的时间量的步骤。
全文摘要
一种非侵入地确定在线连接于过程控制环路中的过程控制设备的一个或多个参数(如静带、静时间、或响应时间)的装置,包括一测量单元和一处理单元(30)。测量单元与过程控制环路相耦合,检测传送给过程控制设备的控制信号的随机变化,以及当过程控制设备正在在线操作时检测过程控制设备对控制信号变化的响应的指示。处理单元由一组或多组所检测的控制信号变化以及所检测的响应指示计算设备参数。
文档编号F16K37/00GK1278930SQ98811109
公开日2001年1月3日 申请日期1998年9月17日 优先权日1997年9月29日
发明者J·L·斯诺巴格, 小E·R·泰勒, B·F·格鲁姆斯特拉普, K·W·容克 申请人:费希尔控制产品国际公司