基于实验测试的阀预测的制作方法.docx

基于实验测试的阀预测的制作方法基于实验测试的阀预测的制作方法要求保护的方法和系统制定了用于诸如阀等过程控制装置的组件的使用寿命配置文件，并使用所述寿命配置文件来确定操作中的装置组件的预期剩余寿命所述寿命配置文件使用相似过程控制装置的真实世界数据来制定，相似过程控制装置在与操作中将要经历的基本相同的操作条件下使用配置文件可被制定用于多个装置组件，由此制定整个过程控制装置的预期寿命配置文件基于预期剩余寿命，通知警告可被发送到远程计算机，并且可以自动地实现维护计划专利说明】基于实验测试的阀预测【技术领域】 [0001]本公开涉及过程工厂中的过程控制装置，更具体地，涉及一种对过程控制装置进行寿命预测的技术背景技术】 [0002]现有的过程控制系统可对例如阀等过程控制装置进行周期诊断，以确定这些装置的操作和性能确定过程控制装置的操作可允许更好地安排过程控制装置的维护，由此减少失效发生和中断时间这可引起增强的效率、安全和收益该过程控制系统可使用不同传感器和其它的测量装置来观察过程控制装置的特性例如，一些现有控制系统可使用数字阀控制器来测量和收集来自控制阀上的不同传感器的数据 [0003]在使用从控制阀收集的数据的过程中，用户希望该数据为他们的处理工厂安排预防性维护，希望避免由意外失效而引起的非计划的维护和产品的损耗。

例如，用户希望了解在需要维护之前阀的预期寿命以及哪些修理步骤和替换选择是可用的或推荐的对于制造商来说，由于实际的过程条件在不同用户之间、或不同设施之间、甚至在一个过程工厂中也会发生很大变化，所以提供精确的寿命预测是具有挑战性的说明书可被提供给用户，以提供一些预测数据，并有时基于设计条件来反馈用户但是，例如温度和压力等因素通常与来自用户的设计条件中提供的因素明显不同，总之，例如流体状态(液体或水汽)和杂质(固体、液体或水汽)等其它变化条件典型地没有提供在设计条件中，或者与其它因素一样在实际使用中显著地变化 [0004]常规地，来自用户的服务和修理历史数据将被收集来建立平均失效时间(MTTF)和平均无故障时间(MTBF)然后，MTTF和MTBF数据可用来预测阀的使用寿命然而，由于维护记录可能不完整或者不存在，所以使用历史数据是有限制的而且，用户考虑到他们的操作条件可能公开给他们的竞争对手，所以不希望分享这些信息结果是基于历史数据的MTTF和MTBF数据通常不完整并且不能充分提供信息 [0005]用来预测MTTF和MTBF的另一种技术是通过使用尽可能接近实际寿命条件的条件中产生的实验数据。

压力和温度条件通常在完备的实验室中能够轻易获得但是，流体特性和污染物是很难模拟的，尽管基本的流体特性通常是可以获得的，即，氧化、非氧化、潮湿、干燥、润滑或者非润滑有时候，例如通过流体流中的颗粒甚至能够获得已知的污染物特别是在表示特定阀使用应用的例如在相同温度、压力和流体特性下的实验周期测试可以是实际现场数据的有效替代对于受到正常机械磨损或疲劳的阀组件更是如此 [0006]虽然对于前述和其它原因使用了实验测试，但缺乏确定MTTF和MTBF的常规测试方法这些方法不能说明特别是与滑杆阀和旋转阀相关的影响装置寿命的变化的条件和不同因素，其中可能磨损或疲劳引起阀失效的不同组件是很多的，每个组件对于诸如温度、压力、流体等操作条件可能具有不同的反应发明内容】 [0007]根据一个实施例，提供一种用来制定过程控制装置的组件的预期寿命配置文件(profile)的方法所述方法可包括接收组件的识别，以及接收与所述组件相对应的操作参数，所述组件能够在过程控制装置的操作过程中随着时间经受机械磨损或疲劳由于操作参数的变化的值，所述组件的性能随着时间而下降所述方法可包括接收先前记录的参考组件的性能数据，所述性能数据在与操作所述过程控制装置的条件一致的条件下在所述参考组件的操作过程中收集。

所述方法还包括基于先前记录的性能数据来制定组件的预期寿命配置文件，其中，所述预期寿命配置文件根据所述操作参数的值表明所述组件的预期寿命O [0008]根据另一个实施例，提供一种用于确定过程控制装置的组件的预期剩余寿命的方法所述方法可包括接收组件的预期寿命配置文件，其中所述预期寿命配置文件基于先前记录的性能数据来制定，所述性能数据在与操作所述过程控制装置的条件一致的条件下在参考组件的操作过程中收集，并且所述预期寿命配置文件根据操作参数表明所述组件的预期寿命所述方法可包括接收在所述过程控制装置的操作过程中所述组件的操作参数的当前数据所述方法还包括分析当前数据和所述预期寿命配置文件来确定组件的预期剩余寿命所述方法还包括基于确定的预期剩余寿命来确定组件的操作员通知状态在一些实施例中，通知状态数据被通信到远程操作人员，例如过程控制装置操作员或维护操作人员，以安排组件的维护专利附图】【附图说明】 [0009]图1是被配置成接收和协调在工厂的多个功能区域之间的数据传递的过程工厂的不意图； [0010]图2是过程控制系统中使用的示例性的过程控制装置的框图，其中，示例性的过程控制装置是具有嵌入的集成诊断模块的阀组件； [0011]图3是过程控制系统中使用的另一示例性的过程控制装置的框图，其中示例性的过程控制装置是阀组件，并且远程计算机包括集成的诊断模块； [0012]图4示出了图2和图3的阀组件的实施例，显示了可被配置文件的不同的阀组件； [0013]图5示出了用来对图4的阀组件的寿命配置文件的集成的诊断模块的框图； [0014]图6A-6D是通过集成的诊断模块来制定用于图3中所示的每个阀组件的预期寿命配置文件的曲线图。

具体实施方式】 [0015]尽管下文给出了多个不同实施例的详细描述，但是应理解该描述的法律范围由本申请的权利要求的词语来限定如果可能，描述各个可能的实施例将是不切实际的，所以该详细描述仅被解释为示例性的，并没有描述每个可能的实施例使用当前技术或在本申请的申请日以后发展的技术，还可实施多种可替换的实施例，这些实施例仍落入权利要求的范围内 [0016]现参见图1，过程工厂10包括多个商业和其它的计算机系统，这些计算机系统通过一个或多个通信网络与多个控制和维护系统互连 [0017]过程控制系统12、14可以是例如德克萨斯州奥斯汀的费希尔一罗斯蒙德系统公司(Fisher-Rosemount Systems, Inc.)销售的DeltaVTM控制器,或任何其它理想类型的控制器，或DCS，DCS可包括耦接到控制器12B和输入/输出(I/O)卡12C的操作员界面12A，输入/输出(I/O)卡12C然后被耦接到不同的现场装置，例如，模拟和高速可寻址远程发射机(HART)现场装置15过程控制系统14可包括通过例如以太网总线等总线耦接到一个或多个分布式控制器14B的一个或多个操作员界面14A控制器14B通过I/O装置连接到一个或多个现场装置16，例如HART或现场总线等现场装置或任何其它智能或非智能现场装置，包括例如使用PROFIBUS?、WORLDFIP?、Device-Net?、AS-接口和 CAN协议中任一个的现场装置。

已知地，现场装置16可向控制器14B提供与过程变量相关的模拟或数字信息以及其它装置信息操作员界面14A可存储并执行过程控制操作员可用的工具以控制过程的操作，包括例如控制优化程序、诊断专家、神经网络、调谐器等 [0018]进一步地，例如执行资产管理应用程序或其它装置监测和通信应用程序的计算机等维护系统可被连接到过程控制系统12、14或其中的各个装置，以执行维护和监视工作例如，维护计算机18可通过任何理想的通信线路或网络(包括无线或手持装置网络)连接到控制器12B和/或装置15，以在装置15上进行通信，并在一些情形下进行重新配置或其它维护工作相似地，资产管理应用程序可安装在与分布式过程控制系统14相关的一个或多个用户界面14A中，并通过用户界面14A来执行，以实施维护和监视功能，包括与装置16的操作状态相关的数据收集 [0019]过程工厂10还包括不同的旋转设备20，例如涡轮机、马达等，其通过永久或临时通信线路(例如，总线、无线通信系统或连接到设备20进行读取然后被移除的手持装置)连接到维护计算机22维护计算机22可存储并执行由例如来自田纳西州诺克斯维尔的CSI计算系统公司(CS1-Computational Systems, Inc.)的CSI2140机械诊断采集器提供的已知的监视和诊断应用程序23或其它任何已知的应用程序，以诊断、监视和优化旋转设备20的操作状态。

维护操作人员通常使用应用程序23来维护和监视工厂10中的旋转设备20的性能，以确定关于旋转设备20的问题并确定何时以及是否必须修理或更换旋转设备20 [0020]为了便于有关不同设备(即，过程控制装置)的维护的通信，在所示实施例中，提供计算机系统30，其通信地连接到与工厂10中的不同功能系统相关的计算机或界面，包括过程控制功能12和14以及例如在计算机18、14A、22和26以及商业功能中实施的那些维护功能特别地，计算机系统30被通信地连接到过程控制系统12和与该控制系统相关的维护接口 18、被连接到过程控制系统14的过程控制和/或维护界面14A、并被连接到旋转装置维护计算机22，所有连接通过总线32总线32可使用任何理想的或适当的局域网(LAN)或广域网(WAN)协议来提供通信 [0021]如图1中所示，计算机30还通过相同或不同的网络总线32连接到商业系统计算机35和维护计划计算机36，这些计算机可执行例如企业资源计划(ERP)、物料需求计划(MRP)、账目、生产和客户定购系统、维护计划系统，或者任何其它所需的商业应用程序，例如零件、供给和原材料定购应用程序、生产调度应用程序等等。

计算机30还可通过例如总线32连接到工厂范围局域网37、公司广域网38以及允许从远程位置远程监测或通信工厂10的计算机系统40 [0022]一般来说，计算机30存储并执行资产管理系统50，资产管理系统50收集通过过程控制系统12和14、维护系统18、22和26以及商业系统35和36产生的数据和其它信息以及通过在这些系统中各自实施的数据分析工具而产生的信息 [0023]同样，一般而言，一个或多个用户界面程序58可由过程工厂10中的一个或多个计算机来存储和执行例如，计算机30、用户界面14A、商业系统计算机35或任何其它的计算机可运行用户界面程序58每个用户界面程序58可接收或预定来自资产管理系统50的信息，相同或不同组的数据可发送到每一个用户界面程序58任一个用户界面程序58可使用不同的屏幕向不同的用户提供不同类型的信息例如，一个用户界面程序58可提供屏幕或一组屏幕给控制操作员或商业人员，使其能够设定限制或选择用于标准控制程序或控制优化器程序的最优化变量用户界面程序58可提供控制引导工具，该控制引导工具允许以一些协调的方式看见由索引生成软件51建立的索引操作员引导工具还允许操作员或任何其它人员获得关于设备状态、控制环路、单元等的信息，并且该信息已经被过程工厂10中的其它软件检测到，所以容易地看到与这些实体的问题相关的信息。

用户界面程序58还可使用由工具23、27、诸如资产管理应用程序等维护程序或任何其它维护程序提供或产生、或由模型与资产管理系统50—起产生的性能监视数据来提供性能监视屏幕当然，用户界面程序58可提供任何用户访问并允许用户改变在工厂10的一些或所有功能区域中使用的参数选择或其它变量 [0024]工厂10示出了不同的过程控制装置(例如，装置14、15、16、20和25)，这些装置的性能随着时间下降并需要维护在过程控制系统12和14的控制下，诸如控制阀或其它装置等某些过程控制装置被用来调整或控制过程控制系统中的流体流动。