使用振动数据来确定过程控制设备的状况的方法和装置制造方法
【专利摘要】公开了使用振动数据来确定过程控制设备的状况的方法和装置。一种示例性方法包括在校准期间从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集第一振动数据。该示例性方法还包括基于该第一振动数据计算该过程控制设备的操作门限，以及如果在该校准之后收集的与该过程控制设备相关联的第二振动数据超过该操作门限则确定该过程控制设备的状况。
【专利说明】使用振动数据来确定过程控制设备的状况的方法和装置
【技术领域】
[0001]本公开概括而言涉及过程控制设备，并且更具体而言涉及使用振动数据来确定过程控制设备的状况的方法和装置。
【背景技术】
[0002]过程控制系统通常使用各种各样的过程控制设备来控制过程。这些过程控制设备中的组件的振动在操作期间是固有的。这些过程控制设备中包括的组件随着时间推移，受到应力作用，这种应力导致与组件相关联的振动模式的改变。这些应力可能降低过程控制设备的性能并且降低组件并且从而降低过程控制设备的剩余使用寿命。由于这些应力可能对过程控制设备的影响程度不同，所以过程控制设备的使用寿命也各不相同。
【发明内容】
[0003]一种示例性方法包括在校准期间从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集第一振动数据。该示例性方法还包括基于该第一振动数据计算该过程控制设备的操作门限，以及如果在该校准之后收集的与该过程控制设备相关联的第二振动数据超过该操作门限则确定该过程控制设备的状况。
[0004]另一种示例性方法包括从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集第一振动数据并且从可操作地耦接到与该过程控制设备耦接的管道的第二传感器收集第二振动数据。该示例性方法还包括基于该第一振动数据和该第二振动数据计算比率，以及如果该比率大于门限值则指示该过程控制设备的状况。
[0005]另一种示例性方法包括从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集振动数据。该示例性方法还包括接收与该过程控制设备相关联的诊断振动数据。该示例性方法还包括将该振动数据与该诊断振动数据进行比较，以及基于该比较指示该过程控制设备的状况。
[0006]另一种示例性方法包括从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集第一振动数据。该示例性方法还包括从该第一振动数据识别该过程控制设备的特征。该示例性方法还包括确定该特征是否在已知范围内并且当该特征在该已知范围内时指示该过程控制设备的状况。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1示出了可以实现本公开的教导的一种示例性过程控制系统。
[0008]图2示出了可用于实现本文公开的示例性方法的一种示例性过程控制设备。
[0009]图3示出了图2的阀杆连接器的一个可替换的实例。
[0010]图4是用于表示本文公开的一种示例性方法的流程图。
[0011]图5是用于表示本文公开的另一种示例性方法的流程图。
[0012]图6是用于表示本文公开的另一种示例性方法的流程图。[0013]图7是用于表示本文公开的另一种示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]在上述附图中显示了并且在下文详细描述了特定实例。在描述这些实例时，使用相似的或相同的附图标记来标识相同的或相似的元素。附图不一定是按比例绘制的，某些附图和附图的某些视图可能比例放大或者示意性地显示。另外，在本说明书中描述了多个实例。来自任意实例的任意特征可以与来自其他实例的其他特征包括在一起，被来自其他实例的其他特征替换或者与来自其他实例的其他特征组合。
[0015]虽然结合控制阀组件来描述下文的方法和装置，但是该示例性方法和装置也可以与任意其他过程控制设备一起使用。通常由各种各样的过程控制设备控制过程，例如工业过程。这些过程控制设备可以包括致动器和线性阀。随着时间的推移，一个或多个过程控制设备的结构损坏或磨损可能加剧并且导致诸如控制不稳定和/或过程控制设备的其他性能劣化之类的状况。
[0016]本文所述的实例涉及处理从过程控制设备收集的振动数据并且基于该振动数据确定过程控制设备的状况。振动数据可以具有和与过程控制设备的组件相关联的频率、加速度、位移和/或速度有关的特征，并且可以提供关于过程控制设备的结构或功能完整性的信息。靠近振动数据中所识别的门限或转折的振动数据可以指示故障的发作，其中可以针对该故障向用户或其他人员提供警告。例如，振动数据可以指示由于控制系统调谐、阀控制器调谐和/或与过程控制设备相关的其他过程问题而导致的控制不稳定。
[0017]在一些实例中，可以处理从可操作地耦接到过程控制设备的一个或多个振动传感器收集的振动数据，以识别与该过程控制设备的状况相关联的门限。例如，从可操作地耦接到过程控制设备的组件的传感器(如加速计)收集的振动数据可以在校准期间被收集并且用于计算该过程控制设备的操作门限。可替换地，操作门限可以是已知的门限，例如工业标准或已接受的极限或门限。可以将在校准之后从传感器收集的振动数据与操作门限进行比较，并且如果超过该操作门限则可以确定过程控制设备的状况。
[0018]在其他实例中，从可操作地耦接到管道的附加传感器收集振动数据，其中该管道耦接到过程控制设备。在该实例中，从可操作地耦接到过程控制设备的传感器收集的振动数据和从可操作地耦接到管道的传感器收集的振动数据可用于计算比率。可以将该比率与门限值进行比较，并且当该比率超过该门限值时可以确定过程控制设备的状况。该门限的值可以依赖于可操作地耦接到该过程控制设备的传感器的位置。
[0019]在其他实例中，诊断振动数据可用于确定过程控制设备的状况。诊断振动数据可以包括操作门限、预先确定的门限、门限值和/或范围。当诊断振动数据包括频率范围时，可以基于从可操作地耦接到过程控制设备的传感器收集的振动数据与该诊断振动数据的比较，来确定过程控制设备的状况。
[0020]图1示出了可用于实现本文公开的示例性方法和装置的一种示例性过程控制系统100。在图1所示的实例中，过程控制设备102、振动监视电路104、控制器106和用户接口 108可以经由例如有线或无线链路进行通信。具体而言，图1的示例性过程控制设备102和示例性控制器106可以经由数据总线(例如FOUNDATION Fieldbus?、HARTTM、Profibus?、Modbus?、Devicenet? 等等)或局域网(LAN)通信。[0021]图1的振动监视电路104收集由过程控制设备102传递的振动数据并且生成向控制器106输出的警告消息。图1的示例性振动监视电路104和/或图1的示例性控制器106可以是数字阀定位器(DVP)、用于数据收集和/或辨别的处理器和/或资产管理软件包。可替换地，图1的示例性振动监视电路104和控制器106可以被组合和/或集成到例如Delta?控制器中。
[0022]示例性控制器106基于从过程控制设备102和/或振动监视电路104接收和/或收集的信息，生成通知、警告消息和/或其他信息。图1的示例性控制器106还向过程控制设备102发送信息(例如指令)和/或向用户接口 108输出信息(例如警告消息)。
[0023]图1的示例性过程控制设备102可以具有任意数量的输入设备和/或输出设备。在一些实例中，输入设备包括阀、泵、风扇、加热器、冷却器、混合器和/或其他设备，输出设备包括加速计、温度计、压力计、浓度计、液面计、流量计、蒸汽传感器、阀定位器和/或其他设备。
[0024]图1的示例性用户接口 108是用于处理输入和输出的任意设备，例如计算机、工作站、服务器和/或移动设备等等。可以由输入设备110，例如键盘、铁笔、鼠标和/或触摸屏等等，向用户接口 108传送用户输入。可以由输出设备112，如监视器(例如通过显示警告消息)和/或扬声器(例如发射可听警告)等等向用户传送输出。
[0025]虽然在图1中显示了单个示例性振动监视电路104和示例性控制器106，但是在图1的示例性过程控制系统100中可以包括一个或多个附加的示例性振动监视电路104和/或控制器106，而不脱离本发明的教导。
[0026]图2示出了可以用于实现本文公开的示例性方法和装置的示例性过程控制设备200。图2中所示的示例性过程控制设备200是线性阀。然而，其他过程控制设备也可用于实现本文公开的示例性方法和装置。示例性过程控制设备200包括致动器204、致动器杆206、阀杆连接器208、阀杆210、阀体212和阀塞214。图2的示例性阀体212也可以耦接到上游管道216和下游管道218。第一到第五传感器220、222、224、226和228分别耦接到示例性致动器204、示例性致动器杆206、示例性阀杆连接器208、示例性阀杆210和示例性上游管道216。在图2的实例中，传感器220-228可以包括一个或多个加速计和/或其他振动或运动传感器。虽然未显示，但是一个或多个传感器也可以耦接到下游管道218。另外，虽然示例性过程控制设备200包括传感器220-228，但是在图2中所示的位置中或者在一个或多个不同的位置中能够使用更少的传感器或附加的传感器。
[0027]在示例性过程控制设备200的操作期间，示例性过程控制设备200的组件之间的机械连接可能振动。这些振动可能由于各种各样的来源，如电动机或致动器操作、液体流经过程控制设备200、一个或多个机械连接松动等等。在一些实例中，振动或振动模式可以指示过程控制设备200的特定状况。例如，从耦接到致动器杆206的传感器(例如致动器杆传感器222)、耦接到阀杆连接器208的传感器(例如阀杆连接器传感器224)或耦接到阀杆210的传感器(例如阀杆传感器226)获取的振动数据可能指示对应组件的松动、磨损或其他劣化。
[0028]在图2所示的实例中，将经由传感器220-228中的一个或多个传感器收集的振动数据(例如经由有线或无线链路)传送到示例性振动监视电路104。例如，由致动器外壳传感器220测量或收集与示例性致动器204相对应的振动数据。可以将该振动数据从致动器外壳传感器220传送到示例性振动监视电路104以便进一步处理。
[0029]从示例性传感器220-228接收的振动数据可以被示例性振动监视电路104使用以指示过程控制设备200的状况。振动监视电路104确定从耦接到过程控制设备200的对应组件的传感器220-228收集的与频率、加速度、位移和/或速度相关的振动数据的特征。在一些实例中，振动监视电路104还识别该振动数据的来源(例如获得的数据所来自的传感器)。在一些实例中，振动监视电路104识别与振动数据相关联的移动的轴。例如，从传感器接收的振动数据可以对应于过程控制设备200的组件沿水平轴和/或垂直轴的位移。
[0030]示例性振动监视电路104将振动数据的识别特征与已知门限值和/或范围进行比较。例如，可以将振动数据的位移、速度和/或加速度特征与一个已知门限值或多个门限值进行比较。当振动数据超过已知门限值时，该示例性振动监视电路104可以识别过程控制设备200的状况，例如松动的阀帽紧固件230。另外或可替换地，可以将振动数据的频率特征与门限值和/或与一个范围或多个范围进行比较。例如，当振动的基频超过100赫兹(Hz)时，可以由示例性振动监视电路104识别破坏或损坏的阀塞214。另外或可替换地，当振动的基频在IHz到IOHz之间时，示例性振动监视电路104可以例如识别示例性过程控制设备200中由于控制系统调谐或阀控制器调谐所造成的控制不稳定。
[0031 ] 示例性振动监视电路104用来与振动数据进行比较的已知门限值和/或范围可以被存储在示例性振动监视电路104中的本地存储器中和/或经由有线或无线链路从远程存储器获取。已知门限值和/或范围可以基于在实验室中进行产品测试期间收集的信息或者可以由工业标准来设置。例如，实验室测试可以识别与过程控制设备200的组件相关联的对应于过程控制设备200的特定状况的振动数据特征。另外或可替换地，示例性振动监视电路104可以例如在初始设置时段期间进行校准。在校准期间，示例性振动监视电路104可以在一个时间段(例如10分钟)上从示例性传感器220-228收集振动数据并且对振动数据进行标准化。可以存储该标准化的振动数据(例如存储在本地存储器中)并且可以将其与由振动监视电路104后续接收的振动数据进行比较以识别过程控制设备200的状况。
[0032]在一些实例中，振动监视电路104将从例如示例性阀杆连接器传感器224接收的振动数据与对应于与阀杆连接器208相关的状况的门限值进行比较。例如，当从阀杆连接器传感器224收集的振动数据(例如与频率相关的特征)超过门限值时，振动监视电路104可以识别与过程控制设备200的结构和/或功能完整性的折中相关联的状况。例如，从阀杆连接器传感器224接收的振动数据大于IOOHz可以指示阀体212的内部损坏，如阀塞214或活塞制动器(未显示)中的活塞环破损。
[0033]在一些实例中，振动监视电路104将接收到的振动数据与所存储的对应于与过程控制设备200相关的状况的范围进行比较。例如，当从例如致动器杆传感器222接收的振动数据的(例如基础)频率在10赫兹到100赫兹之间时，振动监视电路104可以识别与例如组件由于往复运动零件的导向套损坏而松动相关联的状况，其中该往复运动零件的导向套损坏是由于致动器导向套232磨损引起的。
[0034]在其他实例中，振动监视电路104可以在使用从传感器220-228收集的振动数据来识别过程控制设备200的状况之前进行校准。例如，当过程控制设备200被安装在过程控制系统(如图1的过程控制系统100)中时，振动监视电路104在一个时间段上从可操作地耦接到过程控制设备200的组件的传感器(例如示例性传感器220-228)收集振动数据。例如，振动监视电路104可以在24小时的时间段上从图2的示例性阀杆连接器传感器224收集振动数据。然后可以标准化收集的振动数据，并且可以由示例性振动监视电路104识别示例性阀杆连接器208在操作期间的振动模式(例如本征频率)(例如操作门限和/或范围)。例如，计算接收到的振动数据的正态分布。
[0035]在校准之后，振动监视电路104监视从示例性阀杆连接器传感器224收集的振动数据。当振动监视电路104接收的振动数据偏离所确定的校准期间的标准化的振动模式(例如操作门限和/或范围)时，示例性振动监视电路104识别过程控制设备的状况，如阀杆连接器208松动。
[0036]在其他实例中，振动监视电路104持续地(例如周期性地、非周期性地)收集来自示例性阀杆连接器传感器224的振动数据并且识别阀杆连接器208的新的振动模式。当新的振动模式与标准化的振动模式(例如阀杆连接器208在操作期间的本征频率)不同时，示例性振动监视电路104可以识别例如阀元件的移动组件由于与示例性阀塞214相关联的密封的磨损或损坏而导致的松动。
[0037]在一些实例中，振动监视电路104收集并且处理来自耦接到过程控制设备200的多个组件的传感器的振动数据。例如,振动监视电路104分别经由示例性传感器220和228，收集来自阀内件(例如过程控制设备200中的内部组件，如致动器204)以及来自外部主体(例如示例性管道216)的振动数据。示例性振动监视电路104可以基于经由示例性传感器220和228收集的振动数据计算传输率比率。传输率比率是输出幅度与输入幅度之间的比率。因此，在所示实例中，该比率表示从管道216到致动器204的移动的放大。例如,可以通过由致动器传感器220测量的位移的量除以由管道传感器228测量的位移的量来计算该传输率比率。可以将该比率与门限比较，并且当该比率超过门限时，振动监视电路104可以识别由于致动器204的重力中心移动远离管道216的中心线而产生的过度的放大量。可替换地，示例性振动监视电路104可以计算从过程控制设备200的阀内件和外部主体收集的振动数据之间的差。例如，振动监视电路104可以计算从示例性传感器220与228收集的频率之间的差。当该差超过门限时，振动监视电路104可以识别由于由过程流引起的密封磨损或过度振动而导致的不稳定的调谐(例如导向套松动)。
[0038]在图2所示的实例中，当振动监视电路104识别过程控制设备200的状况时，振动监视电路104向图1的示例性控制器106和/或图1的示例性用户接口 108输出指示。例如，当振动监视电路104识别过程控制设备200中的结构损坏时，振动监视电路104向示例性控制器106输出指示。在一些实例中，当事件发生(例如状况被识别)时，振动监视电路104向示例性控制器106输出指示。在一些实例中，振动监视电路104持续地(例如周期性地、非周期性地)输出与过程控制设备200的状况相关的指示。
[0039]在一些实例中，数字阀定位器(DVP)也可以耦接到过程控制设备200以从过程控制设备收集信息。例如，DVP可以收集并且确定诸如致动器杆206和/或阀杆210的位置、行进的方向、从传感器接收的信息(例如振动数据)之类的信息和/或其他信息。在操作期间，DVP向图1的控制器106发送信息并且从示例性控制器106接收信息。
[0040]图3示出了可与图2的示例性过程控制设备200 —起使用的可替换的示例性阀杆连接器302。图3的示例性阀杆连接器302耦接到上文结合图2所述的示例性致动器杆206和示例性阀杆210。第一到第三传感器304、306和308可操作地耦接到示例性阀杆连接器208。传感器304-308中的每一个在相互垂直的轴上测量来自阀杆连接器302的振动数据。例如，第一传感器304沿相对于阀杆连接器302的第一轴，测量与示例性阀杆连接器302相关的振动数据(例如阀杆连接器302的位移)，第二传感器306沿相对于阀杆连接器302的第二轴，测量与示例性阀杆连接器302相关的振动数据(例如阀杆连接器302的位移)，第三传感器308沿相对于阀杆连接器302的第三轴，测量与示例性阀杆连接器302相关的振动数据(例如阀杆连接器302的位移)。
[0041]在图3所示的实例中，示例性振动监视电路104收集来自耦接到示例性阀杆连接器302的每个传感器(例如传感器304-308)的振动数据，处理该振动数据并且将该振动数据与已知门限和/或范围进行比较。例如，振动监视电路104基于从第一传感器304和第二传感器306接收到的振动数据来计算比率。在所示实例中，当计算的比率超过与来自阀杆连接器302的振动数据相关联的门限时，振动监视电路104识别图2的过程控制设备200的状况。
[0042]图4、5和6是用于表示本文公开的示例性方法的流程图。可以由处理器、控制器106和/或任意其他合适的处理设备执行图4、5和6的示例性方法中的一些或全部。在一些实例中，可以将图4、5和6的示例性方法中的一些或全部实现在编码指令中，该编码指令存储在有形的机器可访问或可读介质上，如与处理器相关联的闪存、ROM和/或随机访问存储器RAM。可替换地，可以使用专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、分立逻辑、硬件、固件等等的任意组合实现图4、5和6的示例性方法中的一些或全部。并且，图4、5和6的示例性方法中的一些或全部也可以被手动地实现或者被实现为任意前述技术的任意组合，例如固件、软件、分立逻辑和/或硬件的任意组合。此外，虽然参考图4、5和6中所示的流程图描述示例性方法，但是可以应用许多其他方法来实现示例性方法。例如，可以改变方框的执行次序，和/或可以改变、排除、再分割或者组合所述方框中的一些方框。另外，可以例如由独立的处理线程、处理器、设备、分立逻辑、电路等等顺序地执行和/或并行地执行图4、5和6的示例性方法中的一些或全部。
[0043]参考图1-3，图4的示例性方法或过程400通过收集与过程控制设备200的组件相关联的振动数据来开始(方框405)。在一些实例中，过程控制设备200的组件之间的机械连接可能在过程控制设备200的操作期间引起振动。在操作期间，可操作地耦接到过程控制设备200的组件的传感器(图2的示例性传感器220-228)测量与组件相对应的振动。将该振动数据(例如经由有线或无线链路)传送到示例性振动监视电路104。示例性振动监视电路104持续(例如周期性地、非周期性地)收集(例如从传感器220-228传送的)与过程控制设备200的组件相对应的振动数据。
[0044]在方框410处，将接收的或收集的振动数据跟与过程控制设备200的组件相关联的已知门限进行比较。在一些实例中，振动监视电路104识别接收的振动数据所来自的传感器以及该振动数据(例如频率、位移、加速度和/或速度)的特征。振动监视电路104将该振动数据或特征跟与接收到的振动数据相对应的已知门限进行比较。在一些实例中，从振动监视电路104中的本地存储器获取该已知门限。在其他实例中，振动监视电路104从远程存储器获取该已知门限。例如，可以经由数据总线从控制器106或者从中央设施获取该已知门限。
[0045]如果振动数据超过该已知门限，则发送警告消息(方框415)。例如，振动监视电路104和/或控制器106生成并且向用户接口 108发送该警告消息，用户接口 108经由输出设备112显示警告消息。如果接收到的振动数据没有超过该已知门限，则该示例性方法返回方框405。否则，该过程结束。
[0046]在一些实例中，振动监视电路104将振动数据或振动数据的特征与多个门限进行比较。例如，超过第一门限但小于第二门限的振动数据可以指示机械连接松动(例如由于阀塞214上的活塞环破损)，超过第二门限的振动数据可以指示组件损坏(例如致动器弹簧234破损)。
[0047]图5是用于表示本文公开的另一个示例性过程或方法500的流程图。该示例性过程或方法500通过计算与过程控制设备200组件相关联的标准化的振动模式而开始(方框505)。例如，振动监视电路104可以处理振动数据并且基于振动数据计算标准化的振动模式。该标准化的振动模式表示在操作期间(例如在安全操作期间)与过程控制设备200组件相关联的操作门限或范围(例如本征频率范围)。
[0048]在方框510处，示例性振动监视电路104监视随后(例如在校准之后)从可操作地耦接到过程控制设备200组件的传感器收集的振动数据。在一些实例中，振动监视电路104持续地(例如周期性地、非周期性地等等)收集与过程控制设备200相关联的振动数据。
[0049]在方框515处，示例性振动监视电路104或示例性控制器106确定振动数据是否与标准化的振动模式有所偏离。例如，振动监视电路104确定振动数据是否落入操作范围之外。如果振动数据落入该操作范围之外，则发送警告消息(方框520)。如果振动数据在该操作范围之内，则示例性方法返回方框510。否则，该过程结束。
[0050]在一些实例中，振动监视电路104周期性地校准(例如重校准)。例如，振动监视电路104每24小时校准与过程控制设备200组件相关联的标准化的振动模式。在一些该实例中，当振动数据在该操作范围之内时(例如没有发送警告消息)，示例性方法或过程500包括进行检查以查看是否应该开始重校准。例如，振动监视电路104检查定时器是否已经到期。如果应该开始重校准，则该示例性方法返回到方框505而不是方框510。
[0051]在其他实例中，振动监视电路104非周期性地重校准。例如当发送了警告消息时，方法或过程500返回方框505。
[0052]图6是用于表示本文公开的另一个示例性过程或方法600的流程图。该示例性过程或方法600通过收集与过程控制设备200的组件相关联的振动数据以及来自可操作地耦接到管道(例如图2的示例性上游管道216或示例性下游管道218)的传感器的振动数据而开始(方框605)，其中该管道耦接到过程控制设备200。例如，振动监视电路104从致动器外壳传感器220和管道传感器228收集振动数据。示例性振动监视电路104基于从致动器外壳传感器220和管道传感器228收集的振动数据计算传输率比率(方框610)。该传输率比率将与致动器相关联的振动数据(例如振动数据的位移特征)跟与管道相关联的振动数据(例如振动数据的位移特征)进行比较。
[0053]在方框615处，示例性振动监视电路104或控制器106确定该传输率比率是否超过门限。如果该传输率比率超过该门限，则发送警告消息(方框620)。如果该传输率比率未超过该门限，则该示例性方法返回方框605。否则，该过程结束。
[0054]图7是用于表示本文公开的另一个示例性过程或方法700的流程图。该示例性过程或方法700通过收集关于过程控制设备200的使用信息而开始(方框705)。例如，振动监视电路104与数字阀定位器(DVP)通信并且接收例如关于运行周期或行进距离的信息。示例性振动监视电路104基于使用信息更新该门限值和/或范围(方框710)。例如，在每个运行周期期间，与示例性阀塞214相关联的密封受到负荷并且从而受到应力。结果，消耗了使用寿命的一部分。该示例性振动监视电路104基于该降低的使用寿命信息调整(例如更新)该门限值和/或范围。可以基于存储在示例性振动监视电路104中的本地存储器中的经验或实验数据来调整该门限值和/或范围。因此，振动监视电路104调整该门限值和/或范围，以反映由于在正常操作期间的预计的磨损或损坏而预计的改变(例如运行周期期间阀杆210行进的距离)。
[0055]在方框715处，示例性振动监视电路104收集与过程控制设备200的组件相关联的振动数据。在方框720处，将收集的振动数据跟与过程控制设备200的组件相关联的已更新的门限值和/或范围进行比较。
[0056]在方框725处，示例性振动监视电路104或示例性控制器106确定该振动数据是否超过该已更新的门限值和/或范围。如果该振动数据超过(或者偏离)该已更新的门限，则发送警告消息(方框730)。如果该振动数据未超过(例如偏离)该已更新的门限，则该示例性方法返回方框705。否则，该过程结束。
[0057]虽然在本文已经描述了特定示例性方法、装置和制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖完全落入本专利的权利要求的范围中的全部方法、装置和制品。
【权利要求】
1.一种方法，包括:在校准期间从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集第一振动数据；基于所述第一振动数据计算所述过程控制设备的操作门限；以及如果在所述校准之后收集的与所述过程控制设备相关联的第二振动数据超过所述操作门限，则确定所述过程控制设备的状况。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一振动数据和所述第二振动数据包括加速度数据、速度数据、位移数据或频率数据。
3.如权利要求1所述的方法，还包括:从可操作地耦接到管道的第二传感器收集第三振动数据，该管道耦接到所述过程控制设备；基于所述第二振动数据和所述第三振动数据，计算比率；以及当所述比率超过门限值时确定所述过程控制设备的状况。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述门限值取决于所述第一传感器的位置。
5.如权利要求3所述的方法，还包括:基于所述第三振动数据与所述第二振动数据计算差；以及当所述差超过门限值时确定所述过程控制设备的状况。
6.如权利要求1所述的方法，还包括:将所述第二振动数据与已知门限值进行比较；以及`如果所述第二振动数据超过所述已知门限值，则确定所述过程控制设备的状况。
7.一种方法，包括:从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集第一振动数据并且从可操作地耦接到管道的第二传感器收集第二振动数据，其中所述管道耦接到所述过程控制设备；基于所述第一振动数据和所述第二振动数据计算比率；以及如果所述比率大于门限值则指示所述过程控制设备的状况。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一振动数据和所述第二振动数据包括加速度数据、速度数据、位移数据或频率数据。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述门限值取决于所述第一传感器的位置。
10.一种方法，包括:从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集振动数据；接收与所述过程控制设备相关联的诊断振动数据；将所述振动数据与所述诊断振动数据进行比较；以及基于所述比较指示所述过程控制设备的状况。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述诊断振动数据包括已知振动数据范围。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述振动数据包括加速度数据、速度数据、位移数据或频率数据。
13.如权利要求10所述的方法，还包括:从可操作地耦接到管道的第二传感器收集第二振动数据，该管道耦接到所述过程控制设备；计算与所述过程控制设备相关联的振动数据与所述第二振动数据之间的比率；以及当所述比率超过门限值时确定所述过程控制设备的状况。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述门限值取决于所述第一传感器的位置。10所述的方法,其中所述诊断振动数据包括频率范围。15所述的方法，其中所述频率范围指示所述过程控制设备的控制不稳
15.如权利要求
16.如权利要求所述的方法，其中所述频率范围包括I赫兹到10赫兹。所述的方法，其中所述频率范围指示与所述过程控制设备相关联的所述的方法，其中所述频率范围包括10赫兹到100赫兹。所述的方法，其中所述频率范围指示与所述过程控制设备的阀内件
17.如权利要求16
18.如权利要求15过程流程的状况。
19.如权利要求18
20.如权利要求15相关联的状况。
21.如权利要求20所述的方法,其中所述频率范围包括大于100赫兹的频率。
22.—种方法,包括:从可操作地耦接到过程控制设备的第一传感器收集第一振动数据；从所述第一振动数据识别所述过程控制设备的特征；确定所述特征是否在已知范围内；以及当所述特征在所述已知范围内时指示所述过程控制设备的状况。
23.如权利要求22所述的方法，还包括:从可操作地耦接到管道的第二传感器收集第二振动数据，该管道耦接到所述过程控制设备；基于所述第一振动数据和所述第二振动数据计算比率；以及当所述比率超过门限值时确定所述过程控制设备的状况。
24.一种过程控制设备，其特征在于包括:阀；可操作地耦接到所述阀的致动器；耦接到所述阀和所述致动器之一的第一振动传感器，其中所述第一振动传感器被配置为感测对应的阀或致动器的振动并且产生振动数据；以及可操作地耦接到所述振动传感器以从所述第一振动传感器接收所述振动数据的振动监控电路。
25.如权利要求24所述的过程控制设备，其特征在于，所述第一振动传感器耦接到所述致动器，并且所述过程控制设备还包括:耦接到所述阀并且可操作地耦接到所述振动监控电路的第二振动传感器，其中所述第二振动传感器感测所述阀的振动并且将从所述阀收集的振动数据提供给所述振动监控电路。
26.如权利要求24所述的过程控制设备，其特征在于，所述致动器包括致动器杆，并且所述第二振动传感器耦接到所述致动器杆。
27.如权利要求26所述的过程控制设备，其特征在于，所述阀包括阀杆，阀杆连接器将所述阀杆耦接到所述致动器杆，并且所述过程控制设备还包括:耦接到所述阀杆连接器并且可操作地耦接到所述振动监控电路的第三振动传感器，其中所述第三振动传感器感测所述阀杆连接器的振动并且将从所述阀杆连接器收集的振动数据提供给所述振动监控电路。
28.如权利要求26所述的过程控制设备，其特征在于还包括:耦接到所述阀杆并且可操作地连接到所述振动监控电路的第四振动传感器，其中所述第四振动传感器感测所述阀杆的振动并且将从所述阀杆收集的振动数据提供给所述振动监控电路 。
29.如权利要求26所述的过程控制设备，其特征在于，管道耦接到所述阀的主体上，并且所述过程控制设备还包括:耦接到所述管道并且可操作地连接到所述振动监控电路的第五振动传感器，其中所述第五振动传感器感测所述管道的振动并且将从所述管道收集的振动数据提供给所述振动监控电路。
30.如权利要求24所述的过程控制设备，其特征在于，所述阀包括阀杆，所述致动器包括致动器杆，并且所述过程控制设备还包括:将所述阀杆耦接到所述致动器杆的阀杆连接器，所述第一振动传感器耦接到所述阀杆连接器；耦接到所述阀杆连接器的第二振动传感器；以及耦接到所述阀杆连接器的第三振动传感器；其中所述振动监控电路可操作地连接到所述第一振动传感器、所述第二振动传感器和所述第三振动传感器中的每一个，以接收从所述阀杆连接器收集的振动数据；并且其中所述第一振动传感器、所述第二振动传感器和所述第三振动传感器中的每一个被配置为在三个互相垂直的轴的对应一个上测量振动数据。
31.如权利要求24所述的过程控制设备，其特征在于，所述振动传感器中的一个或多个包括加速计。
32.如权利要求24所述的过程控制设备，其特征在于，所述振动监控电路包括数字阀控制器。
33.如权利要求24至32中的任意一项所述的过程控制设备，其特征在于还包括:可操作地连接到所述阀控制电路以从所述控制器接收基于所述振动信息的信息的控制器。
34.一种过程控制系统，其特征在于包括:产生振动数据的过程控制设备；可操作地耦接到所述过程控制设备以收集由所述过程控制设备传送的振动数据的振动监控电路；可操作地连接到所述振动监控电路和所述过程控制设备以接收基于所述振动数据的信息的控制器；以及可操作地连接到所述控制器以从所述控制器接收信息的用户接口。
35.如权利要求34所述的过程控制系统，其中所述振动监控电路包括数字阀定位器。
36.如权利要求34所述的过程控制系统，其特征在于，所述过程控制设备包括振动传感器，并且还包括阀、泵、风扇、加热器、冷却器和混合器中的至少一个。
37.如权利要求36所述的过程控制系统，其特征在于，所述振动传感器包括加速计。
38.如权利要求34所述的过程控制系统，其特征在于，所述用户接口包括计算机。
39.如权利要求34-38中的任意一项所述的过程控制系统，其特征在于，所述控制器基于从所述过程控制设备和/或所述振动监控电路接收的信息来产生通知，并且其中所述控制器向所述过程控制设备发送指令。
【文档编号】G05B19/418GK103513633SQ201310262785
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2012年6月27日
【发明者】S·W·安德森, R·安德斯, T·D·格雷博 申请人:费希尔控制国际公司