用于堵塞的导压管线的鲁棒检测的技术的制作方法

用于堵塞的导压管线的鲁棒检测的技术的制作方法
【专利摘要】一种方法包括收集（804）使用传感器（108、204、306、402、500）生成的一组过程变量（PV）测量结果。该传感器被流体耦合到一个或多个导压管线（110?112、206、310）。该方法还包括确定（806）该组PV测量结果中的中值波动以及使用该中值波动和基准中值波动来确定（1002）比率。该方法还包括使用该比率来确定（808）一个或多个导压管线中的至少一个是否被堵塞。确定至少一个导压管线是否被堵塞可以包括确定（1004）该比率是否低于阈值，并且如果那样的话确定（1006）多个导压管线被堵塞。确定至少一个导压管线是否被堵塞还可以包括确定（1008?1010）该比率是否高于第一阈值或者在第二和第三阈值之间，并且如果那样的话，确定（1012）单个导压管线被堵塞。
【专利说明】
用于堵塞的导压管线的鲁棒检测的技术
技术领域
[0001] 本公开总体上涉及测量系统。更具体地，本公开涉及用于堵塞的导压管线 (impulse line)的鲁棒(robust)检测的技术。
【背景技术】
[0002] 在各种各样的应用中使用压力变送器(pressure transmitter)诸如来测量工业 过程中的压力(pressure)、液面或流速率。在一些诸如高温或低温环境或腐蚀过程的应用 中，具有小直径的一个或多个长管或管道(通常称为"导压管线"）将压力信号从过程传输到 压力变送器以用于测量。
[0003] 随着时间的过去，导压管线可能变得堵塞，部分或完全地阻碍压力信号到达压力 变送器。典型的阻塞可以包括固体沉积、蜡沉积、水合物形成、砂堵塞、胶凝、冷冻工艺液体 堵塞和空气或泡沫袋。作为一个特定示例，在造纸厂中，纸浆部分中的导压管线常常变得被 固体沉积阻塞。
[0004]导压管线的堵塞可以导致错误的压力测量结果和基于错误测量结果的非期望控 制动作。例如，过程控制器可以尝试基于错误的测量结果来修改工业过程。这可导致各种不 利影响，诸如差的工业过程控制、生产损失、工厂停工或甚至安全危害。

【发明内容】

[0005] 本公开提供用于堵塞的导压管线的鲁棒检测的技术。
[0006] 在第一实施例中，一种方法包括收集使用传感器生成的一组过程变量(PV)测量结 果，其中该传感器被流体耦合到一个或多个导压管线。该方法还包括确定该组PV测量结果 中的中值波动并且使用该中值波动和基准中值波动来确定比率。该方法还包括使用该比率 来确定一个或多个导压管线中的至少一个是否被堵塞。
[0007]在第二实施例中，一种装置包括至少一个存储器，其被配置成存储使用传感器生 成的一组PV测量结果。该装置还包括至少一个处理设备，其被配置成确定该组PV测量结果 中的中值波动，使用该中值波动和基准中值波动来确定比率，以及使用该比率来确定流体 耦合到传感器的至少一个导压管线是否被堵塞。
[0008] 在第三实施例中，一种非瞬时计算机可读介质包含计算机程序。该计算机程序包 括用于收集使用传感器生成的一组PV测量结果的计算机可读程序代码。该计算机程序还包 括用于确定该组PV测量结果中的中值波动和用于使用该中值波动和基准中值波动来确定 比率的计算机可读程序代码。该计算机程序还包括用于使用该比率来确定流体耦合到传感 器的至少一个导压管线是否被堵塞的计算机可读程序代码。
[0009] 根据下面的图、描述和权利要求，对本领域技术人员来说其他技术特征是显而易 见的。
【附图说明】
[0010]为了更完全地理解本公开，现在结合附图参考下面的描述，其中： 图1到图3图示根据本公开的使用导压管线操作的过程变量(PV)传感器的示例； 图4图示根据本公开的使用至少一个PV传感器的示例系统； 图5图示根据本公开的示例压力传感器； 图6到图10图示根据本公开的用于堵塞的导压管线的鲁棒检测的示例方法;以及 图11到图13图示根据本公开的使用堵塞的导压管线检测器(PILD)因子来检测一个或 多个堵塞的导压管线的示例。
【具体实施方式】
[0011]下面讨论的图1到图13以及用来描述本专利文档中的本发明的原理的各种实施例 仅仅作为例证并且不应该以限制发明范围的任何方式来被解释。本领域技术人员将理解的 是，可以以任何类型的适当布置的设备或系统来实施本发明的原理。
[0012] 图1至I」图3图示根据本公开的使用导压管线操作的过程变量(PV)传感器的示例。特 别地，图1到图3图示在其中可以使用利用导压管线操作的压力传感器的示例系统。还可以 使用其他类型的PV传感器。
[0013] 如图1中所示，系统100被用来测量通过导管102的材料的流量。导管102表示流体 (诸如液体或气体)可以通过其流动的任何适当管、管道或其他结构。导管102的一部分104 限定孔口 106位于其中的空间。孔口 106表示比开口位于其中的导管102的周围部分104更小 的开口。
[0014] 压力变送器108被流体耦合到两个导压管线110-112。导压管线110-112被流体耦 合到孔口 106的相对侧上的导管102的一部分104。导压管线110-112将压力信号从导管102 提供到压力变送器108。在此示例中，期望导压管线110传输比导压管线112更高的压力。因 为这个原因，导压管线110被称为"高侧"导压管线，并且导压管线112被称为"低侧"导压管 线。
[0015] 压力变送器108使用导管102的不同空间内的压力来识别跨孔口 106的差压(DP)测 量结果。差压测量结果识别孔口 106的相对侧上压力的差。可以以各种方式来使用差压，诸 如识别通过导管102的材料的流速率。
[0016] 导压管线110-112中的每一个包括任何适当的管、管道或允许压力信号被提供给 压力变送器的其他通道。可以由任何适当（多种)材料且以任何适当方式形成导压管线HO-112 中的每一个。导压管线 110-112 中的每一个还可以具有任何适当的尺度，诸如高达 1.8 米 或更多的长度。
[0017] 如果导压管线110-112中的任一个变得部分或完全被堵塞，则压力变送器108不能 准确测量跨孔口 106的差压。因此，通过导管102的材料的流速率不可被准确地测量和使用。 如下面更详细解释的，压力变送器1〇8(或使用来自压力变送器108的数据操作的外部部件） 可以分析压力或其他PV测量结果以识别一个或二个导压管线110-112何时变得部分或完全 被堵塞。
[0018] 如图2中所示，系统200被用来测量导管202内的压力，在此示例中其表示流体通 道。然而，导管202可以表示测量其中压力的任何其他适当结构。压力变送器204流体耦合到 导压管线206,其流体耦合到导管202。压力变送器204被配置成经由导压管线206来测量导 管202内的压力。压力变送器204可以捕获任何适当的压力测量结果。在一些实施例中，压力 变送器204捕获绝对压力(AP)或仪表压力(GP)测量结果。绝对压力测量结果基于表示真空 中压力的零值(其中仅使用正值）。仪表压力测量结果基于表示大气压力的零值(其中使用 正值和负值两者）。在其他实施例中，压力变送器204捕获差压测量结果。
[0019] 在此示例中，导管202被用来将气体提供给储罐208。储罐208表示可以容纳至少一 种材料210的任何适当结构。储罐208可以在固定位置中或是便携的，诸如在船上。材料210 可以表示任何适当的（多种）物质，诸如化学物质、石油化工产品或水。经由导管202递送的 气体可以被用来在材料210内创建气泡，由此实施"起泡器"。在此示例中，阀212可以被用来 控制气体通过导管202的流动。
[0020] 如果导压管线206变得部分或完全被堵塞，则压力变送器204不能准确测量导管 202内的压力。因此，导管202的阻塞可能未被检测到，或者可能发生其他问题。如下面更详 细解释的，压力变送器204(或使用来自压力变送器204的数据操作的外部部件)可以分析压 力或其他PV测量结果以识别导压管线206何时变得部分或完全被堵塞。
[0021] 如图3中所示，系统300被用来测量储罐302中材料的水平（level)。储罐302表示可 以容纳至少一种材料304的任何适当结构。储罐302可以在固定位置中或是便携的，诸如在 船上。材料304可以表示任何(多种)适当材料，诸如化学物质、石油化工产品或水。
[0022]压力变送器306被流体耦合到导管308,其可以被连接在储罐302底部处或附近。压 力变送器306还可以被流体耦合到导压管线310,其可以在储罐302的顶部处或该顶部附近 流体连接到储罐302。压力变送器306可以测量导管308内的绝对或仪表压力或者导管308和 导压管线310之间的差压。通过以这种方式测量压力，估计储罐302中材料304的水平是可能 的。例如，导压管线310内的压力可以表示储罐302内的基准压力，并且导管308内的压力可 以基于储罐302中材料304的量(连同基准压力）。在本示例中，导压管线310经由阀312流体 连接到压力变送器306,该阀312可以允许压力变送器306在期望的时间下操作(诸如仅在材 料304被装载在储罐302中或在储罐302中卸载的时间期间）。
[0023] 如果导压管线310变得部分或完全被堵塞，则压力变送器306不能准确测量储罐 302中材料304的水平。这可能导致材料溢出、不希望的控制动作或其他问题。如下面更详细 解释的，压力变送器306(或使用来自压力变送器306的数据操作的外部部件)可以分析压力 或其他PV测量结果以识别导压管线310何时变得部分或完全被堵塞。
[0024] 尽管图1到图3图示使用导压管线操作的PV传感器的若干个示例，但是可以对图1 到图3作出各种改变。例如，图1到图3仅仅意味着图示可以在其中使用过程变量传感器连同 一个或多个导压管线的不同操作环境。下面描述的用于分析PV测量结果以识别一个或多个 导压管线何时被堵塞的技术可以与任何适当传感器一起并且在任何适当系统中被使用。 [0025]图4图示出根据本公开的使用至少一个PV传感器402的示例系统400。图4中的PV传 感器402可以表示图1的压力变送器108、图2的压力变送器204或图3的压力变送器306。然 而，要注意，可以使用任何其他适当的（多个)PV传感器。
[0026]传感器402诸如经由一个或多个有线或无线通信链路来向一个或多个外部设备或 系统提供压力或其他过程变量测量结果。在此示例中，传感器402可以向过程控制器404和/ 或堵塞的导压管线检测器(PILD)414提供PV测量结果。
[0027]过程控制器404可以使用PV测量结果来生成用于调整被控制的过程的一个或多个 特性的控制信号。可以使用至少一个处理设备406、至少一个存储器408和至少一个接口 410 来实施过程控制器404。过程控制器404还可以经由一个或多个人机接口（HMI)412(诸如图 形显示器）向操作员呈现信息（诸如PV测量结果）。如下面所描述的，过程控制器404可以被 配置成分析来自一个或多个PV传感器402的PV测量结果并且识别流体连接到每个传感器 402的一个或多个导压管线何时部分或全部被堵塞。如果被检测到，则过程控制器404可以 采取任何适当的（多个)校正动作，诸如生成警报(其可以被呈现在HMI 412上)或安排维护。 [0028] PV测量结果还可以或替代地直接或间接(诸如经由过程控制器404)被提供给PILD 4141ILD 414可以分析来自传感器402的PV测量结果并且识别流体连接到传感器402的一 个或多个导压管线何时部分或全部被堵塞。如果被检测到，则PILD 414可以采取任何适当 的（多个)校正动作，诸如生成警报或安排维护。可以使用至少一个处理设备416、至少一个 存储器418和至少一个接口420来实施PILD 414 JILD 414还可以分析来自任何数目的传感 器402的数据并且识别该任何数目的传感器402的问题。
[0029] 尽管图4图示出使用至少一个PV传感器402的系统400的一个示例，但是可以对图4 作出各种改变。例如图4中示出的功能划分仅用于说明。图4中的各种部件可以被组合、进一 步再分、或省略，并且可以根据特定需要来添加另外的部件。
[0030]图5图示根据本公开的示例压力传感器500。压力传感器500可以例如被用作图1的 压力变送器108、图2的压力变送器204、图3的压力变送器306或图4的PV传感器402。还可以 在任何其他适当系统中使用压力传感器500。
[0031 ]如图5中所不，压力传感器500包括位于外壳构件504-506内的压力传感器组件 502。压力传感器组件502测量差压，并且外壳构件504-506包住并保护压力传感器组件502。 外壳构件504-506表示被配置成容纳压力传感器500的其他部件的任何适当结构。在此示例 中，插头508可以被附着到外壳构件506。插头508包括可以被附着到外壳构件的任何适当结 构。
[0032]压力传感器组件502包括具有压力输入端口 512的顶部保护盖510和具有压力输入 端口 516的底部保护盖514。保护盖510、514帮助保护至少部分位于保护盖510、514之间的基 底518。压力输入端口 512、516允许多个压力信号被递送给安装在基底518上的压阻式膜片 520。保护盖510、514包括用于保护基底的至少一部分的任何适当结构。压力输入端口 512、 516可以具有任何适当尺寸、形状和尺度。
[0033]压阻式膜片520取决于在膜片520顶部和底部上的压力而弯曲，这改变膜片520的 电阻。基底518可以包括检测膜片520的电阻的这些变化的电路，诸如通过跨膜片520施加电 压并测量所产生的电流。要注意，压阻式膜片520的使用仅用于说明，并且可以使用任何其 他(多个)感测元件来检测压力或差压。
[0034] 粘性环522-524将保护盖510、514固定到外壳构件504-506。这里可以使用任何适 当的（多种)粘合剂。然而，要注意，可以使用其他技术来将保护盖510、514固定到外壳构件 504-506或传感器500的其他部件。
[0035]经由限定第一通道528的压力端口526将第一压力朽提供给压力传感器组件502。 经由限定第二通道532的压力端口 530并且经由第三通道534将第二压力提供给压力传 感器组件502。第三通道534在进入第二通道32的开口 536和到压力传感器组件502的开口 538之间延伸。第三通道534可以至少部分由插头508限定，可以调整该插头508以改变第三 通道534。
[0036] 压力端口 526、530中的一个或二个可以被耦合到一个或多个导压管线。在一些实 施例中，第一和第二压力朽和/2两者可以表示通过导压管线接收到的压力。在其他实施 例中，压力朽和没中的一个可以表示通过导压管线接收到的压力，并且压力朽和没中 的另一个可以表示另一压力(诸如真空压力或大气压力）。在任一种情况下，传感器500可以 操作用来识别朽和/2之间的差压(然而如果一个压力是真空压力或大气压力，则所产生 的压力测量结果可以分别是AP或GP测量结果）。
[0037] 一个或多个信号引线540可以将基底518耦合到一个或多个外部设备或系统。在此 示例中，至少一个信号引线540将基底518耦合到至少一个处理设备542。（多个)处理设备 542可以分析来自基底518的信号以识别压力测量结果。（多个)处理设备542可以使用任何 适当的技术来识别压力测量结果，诸如将压阻式膜片520的电阻转换成压力测量结果的算 法）。至少一个存储器544可以被用来存储由（多个)处理设备542使用、生成或收集的指令和 数据。至少一个接口 546促进与外部设备或系统的通信，诸如压力测量结果的传输。
[0038] 如下面更详细描述的，压力传感器500的处理设备542可以实施一种技术来检测至 少一个堵塞的导压管线的存在。然而，如上文指出的，此功能还可以在压力传感器500的外 部执行。
[0039] 尽管图5图示压力传感器500的一个示例，但是可以对图5作出各种改变。例如，存 在各种各样的压力传感器，并且图5并不将本公开的范围限制到任何特定类型的压力传感 器。
[0040] 每个处理设备406、416、542包括任何适当处理或计算设备，诸如微处理器、微控制 器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路或分立的逻辑设备。每个存储器 408、418、544包括任何适当的存储和检索设备，诸如随机存取存储器(RAM)或者闪存或其他 只读存储器(ROM)。每个接口 410、420、546包括被配置成通过通信链路进行通信的任何适当 结构，诸如高速通道可寻址远程换能器(HART)接口、以太网收发器或射频(RH接口。
[0041] 如可以在图4和图5中看到的，检测流体耦合到PV传感器的一个或多个导压管线何 时部分或完全堵塞的能力可以以多种方式来被实施。此功能可以在PV传感器自身之内通过 过程控制器或通过PILD(其自身可以被结合到PV传感器、过程控制器或其他设备中）实施。 本公开意图包括此功能的所有此类可能的实施方式。在特定实施例中，此功能可以被结合 到来自HONEYWELL国际有限公司的SMARTLINE ST800智能压力变送器的ADI 360多点控制单 元(MCU)中并且经由SMARTLINE ST800变送器的HMI来被配置。
[0042] 如上文所指出的，PV传感器所使用的导压管线的堵塞可产生各种问题，包括工业 设施的安全问题。处理此问题的一种传统方法包括以周期性间隔来对导压管线执行维护。 然而，根据此方法，可以清洁没有被堵塞的导压管线，并且不可能检测到何时在维护操作之 间产生问题。另一传统技术包括产生"检查脉冲"，其促使过程控制器调整工业过程并核实 PV传感器检测到变化。虽然此方法可以为静态压力系统工作，但是在动态压力系统中过程 控制器可以忽略检查脉冲。
[0043] 根据本公开，提供一种用于堵塞的导压管线的鲁棒检测的技术。虽然此技术在下 面被描述为由PILD 414执行，但是相同或相似的技术可以由PV传感器、过程控制器或任何 其他(多个)适当设备来执行。而且，尽管被描述为在图4的系统400中使用，但是此技术可以 在具有任何适当设备的任何适当系统中使用。
[0044]图6到图10图示根据本公开的用于堵塞的导压管线的鲁棒检测的示例方法。更具 体地，图6图示用于检测堵塞的导压管线的示例方法600,并且图7到图10图示可以被用来实 施图6的方法600中的各种步骤的示例方法。
[0045] 如图6中所示，在步骤602处执行初始化。这可以包括例如PILD 414的处理设备416 启动和建立与其他设备(诸如至少一个PV传感器402)的通信。在步骤604处作出是否为PV传 感器启用堵塞的导压管线检测的确定。如果没有，则方法600可以结束。
[0046] 如果PILD被启用，则在步骤606处作出是否为PV传感器启用训练模式的确定。训练 模式可以被用来识别被存储且稍后被用来检测一个或多个堵塞的导压管线的一个或多个 基线基准值。在一些实施例中，每当PILD 414首先开始操作或当所监测的过程经历状态改 变(诸如设置点改变)时可以使用训练模式。然而，可以以其他方式来计算或识别一个或多 个基线基准值，诸如当操作员提供要使用的（多个)基线基准值时或当历史值被用来识别 (多个)基线基准值时。在这些和其他情况下，可能不需要训练模式。
[0047] 如果训练模式被启用，则在步骤608处执行训练模式。这可以包括例如PILD 414的 处理设备416从PV传感器402接收过程变量测量结果。理想地，这可以在PV传感器402的"正 常"状态期间发生，其中不存在其(多个)导压管线的阻塞(与其中至少一个导压管线被堵塞 的PV传感器402的"异常"状态相反）。在训练模式期间，PILD 414可以从传感器402收集PV测 量结果并且为传感器402创建基线。可以以任何适当频率获得PV测量结果，诸如以50Hz采样 率或更低。而且，可以在训练模式期间获得任何数目的测量结果。PV测量结果可以（诸如通 过高通、低通或带通滤波器)被滤波并且(诸如通过将每个测量结果除以PV传感器402的范 围上限)被归一化。PILD 414可以将中值归一化的PV值和经归一化的PV值中的中值波动识 别为基线。
[0048]在步骤610处作出是否训练模式已失败的确定。如果训练模式被中断或者如果在 训练模式期间收集的PV测量结果没有展示波动的至少阈值水平，则训练模式失败。如果那 样的话，方法600可以返回到步骤608。
[0049] 在训练模式之后，在步骤612处执行监测模式。在监测模式期间，PILD 414的处理 设备416可以在一个或多个采样窗口期间从PV传感器402收集额外的传感器测量结果。在每 个采样窗口中，PILD 414的处理设备416可以识别经中值归一化的PV值和经归一化的PV值 的中值波动。可以将当前采样窗口的经归一化的PV值的中值波动与基线值相比较以便识别 PILD因子，它被用作一个或多个导压管线的堵塞是否正在发生的指示符。在某点处(诸如响 应于设置点改变或被监测的过程的其他状态改变），PILD 414可以退出监测模式并返回到 训练模式以用于再训练。
[0050] 如图6中所示，训练模式可以被重复，诸如在过程中的状态改变之后。这是因为过 程常常以稳定状态或临时状态操作。在一个或多个操作点(诸如压力或流速率)随着时间通 常保持相同时(诸如当栗、阀或其他设备没有被频繁打开和关闭时)发生稳定状态。当至少 一个操作点被显著改变时(诸如在非常短的时间段中）发生临时状态。此类变化可以可度量 地影响由PV传感器402监测的（多个)变量，并且在这种情况下PILD 414应该并不将PV测量 结果中的波动识别为堵塞的导压管线。因为这个，训练模式可以在临时状态之后被重复，并 且训练模式可以仅在该过程具有正常稳定状态的时间期间发生。要注意，可以以任何适当 方式来检测要被监测的过程中的状态改变。例如，当除以基线归一化的PV值的基线归一化 的PV值和当前归一化的PV值之间的差的绝对值超过阈值时，可以检测状态改变。当被0.5除 的0.5和当前PILD因子之间的差的绝对值超过阈值时也可以检测状态改变。在任一种情况 下，超过阈值可以指示被监测的潜在过程已经显著改变，因为训练模式是最后被执行的。然 而，如果那个功能不是期望的或者如果训练模式的手动触发是需要或期望的，则PILD 414 的自动再训练也可以被禁用。
[0051]要注意，上面使用中值(诸如中值归一化的PV值和归一化的PV值的中值波动)来帮 助增加方法600的鲁棒性。对于过程的稳定状态，可以使用所采样的PV测量结果的各种统计 (诸如均值或标准偏差)来描述过程的状态。然而，在临时状态期间获得的PV测量结果包括 异常数据，其可极大歪曲均值或标准偏差。使用一组值的中值提供对异常数据的强容限(例 如，如果存在50%异常数据值，则中值可以仍是鲁棒的）。
[0052]图7图示用于执行训练模式的示例方法700。该方法700可以例如作为图6中的步骤 608的一部分被执行。如图7中所示，在步骤702处PILD的当前模式被设置成"训练"。在步骤 704处对PV测量结果采样。这可以包括例如PILD 414的处理设备416识别在指定的采样窗口 期间由PV传感器402输出的PV测量结果。如上文所指出的，可以使用任何适当的采样率，包 括较低采样率(诸如50Hz或更少）。而且，可以收集任何数目的所采样的PV测量结果。在一些 实施例中，PILD 414收集3000和6000之间个样本。
[0053]在步骤706处识别经中值归一化的PV值和经归一化的PV测量结果的中值波动。这 可以包括例如PILD 414的处理设备416如下计算经归一化的PV值(被表示为/Ψμ皿iij)以及 经归一化的PV值的波动(被表示为)。在一些实施例中，经归一化的PV值可 以被定义为：
其中/TiiJ表示第i个过程变量测量结果并且表示PV传感器402的范围上限。经归 一化的PV值的波动指示（除了别的事物之外)过程变量中的噪声变化。在一些实施例中，波 动A/viiJ可以被定义为：
[0054]为了帮助提供堵塞的导压管线的鲁棒检测，在训练模式期间识别的基线值 可以表示经中值归一化的P V值和经归一化的P V值的中值波动。对于一组有序的值 分_，中值可以被定义为：
[0055]此方法可以被用来从使用等式（1)在训练模式期间获得的一组有序的经归一化的 PV值中选择经中值归一化的PV值。此方法还可以被用来从使用等式(2 )在训练模式期间获 得的一组有序的波动中选择中值波动。
[0056]在步骤708处作出训练是否成功的确定。这可以包括例如PILD 414的处理设备416 确定经归一化的PV值的中值波动是否超过某一最小阈值。如果没有，则在步骤710处启用训 练标志，其中训练标志可以被用来指示训练模式需要被再次执行。否则，在步骤712处禁用 训练标志，并且在步骤714处存储一个或多个基线值。这可以包括例如PILD 414的处理设备 416将经中值归一化的PV值和经归一化的PV值的中值波动作为基线值存储在存储器418中。 [0057]图8图示用于执行监测模式的示例方法800。方法800可以例如作为图6中的步骤 612的一部分被执行。如图8中所示，在步骤802处PILD的当前模式被设置成"监测"。在步骤 804处对PV测量结果采样。这可以包括例如PILD 414的处理设备416识别在指定的采样窗口 期间由PV传感器402输出的PV测量结果。如上文所指出的，可以使用任何适当的采样率，并 且可以收集任何数目的所采样的PV测量结果。
[0058]在步骤806处识别经中值归一化的PV值和经过归一化的PV值的中值波动。这可以 包括例如PILD 414的处理设备416使用上面的等式（1)-(3)来为在当前采样窗口期间收集 的样本识别经中值归一化的PV值和经归一化的PV值的中值波动。
[0059]在步骤808处，作出与PV传感器相关联的一个或多个导压管线是否被阻塞的检查。 如上文所指出的，这可以包括PILD 414的处理设备416计算PILD因子并且使用PILD因子作 为一个或多个导压管线的堵塞是否发生的指示符。在步骤810处，如果与PV传感器相关联的 两个导压管线被识别为被堵塞，则在步骤812处启用训练标志，并且在步骤814处返回两个 导压管线被堵塞的指示。可以以任何适当方式来使用该指示符，诸如以触发警报或安排维 护。否则，在步骤816处，如果与PV传感器相关联的单个导压管线被识别为被堵塞，则在步骤 818处启用训练标志，并且在步骤820处返回一个导压管线被堵塞的指示。此时，可以为随后 的采样窗口重复方法800,并且这可以继续直到监测模式结束为止。
[0060]图9图示用于计算中值PV值和PV值的中值波动的示例方法900。该方法900可以例 如被执行为图7中的步骤704-706的一部分或图8中的步骤804-806的一部分。如图9中所示， 在步骤902处中间变量被初始化。该中间变量表示要被用来识别中值PV值和PV值的中值波 动的变量。
[0061 ] 在步骤904处读取PV测量结果。这可以包括例如PILD 414的处理设备416识别PV传 感器402输出的当前PV测量结果。在步骤906处作出是否已读取足够测量结果的确定。这可 以包括例如PILD 414的处理设备416确定指定数目的PV测量结果是否已经被PILD 414采 样。如果没有，则该过程返回到步骤904。
[0062] 在步骤908处识别PV测量结果的中值。在步骤910处对PV测量结果滤波(诸如利用 高通、低通或带通滤波器），在步骤912处识别PV值中的波动，并且在步骤914处识别中值波 动。可以例如使用上面的等式（1)-(3)来执行这些计算。
[0063]在步骤916处作出收集过程是否应该被重复的确定。在一些实施例中，可以获得多 组PV测量结果并且对其进行分析以识别多个中值PV值和多个中值波动。如果这样的话，该 过程返回到步骤904以重复步骤904-914。否则，在步骤918处识别中值PV值，并且在步骤920 处识别中值波动。中值PV值可以表示为通过步骤904-916的所有迭代确定的中值PV值，并且 中值波动可以表示为通过步骤904-916的所有迭代确定的中值波动。然而，要注意，如果仅 获得单组PV测量结果，则可以使用在步骤908和914中找到的中值。还要注意，尽管这里没有 示出，但是PV值可以被归一化(诸如在步骤904期间），并且所识别的中值可以表示经中值归 一化的PV值和经归一化的PV值中的中值波动。
[0064]图10图示用于确定是否检测到至少一个导压管线中的阻塞的示例方法1000。该方 法1000可以例如被执行为图8中步骤808的一部分。如图8中所示，在步骤1002处识别用于当 前一组PV样本的PILD因子。这可以包括例如PILD 414的处理设备416使用用于当前该组PV 样本的中值波动和在训练模式期间识别的基准中值波动来计算PILD因子。在一些实施例 中，PILD因子可以被定义为：
[0065] 在这里，Θ可以被定义为：
其中§￥表示(在监测模式期间收集的）当前采样窗口中的经归一化的PV值的中值波 动，并且寫《康示(在训练模式期间识别的）经归一化的PV值的基线中值波动。根据等式 (4)，？10)因子可以在0和1之间变动(包括0和1)(被表示为[0，1])。
[0066] 在步骤1004处，作出PILD因子是否小于阈值邊感.的确定。戌级阈值可以被设置成相 对地接近零并且指示两个导压管线被堵塞。因此，如果PILD因子小于阈值，则在步骤 1006处作出两个导压管线被堵塞的确定。
[0067] 否则，在步骤1008处作出PILD因子是否大于阈值或j、的确定。|^|￡阈值可以被设置 成大于〇. 5并且指示单个导压管线被堵塞。如果不是那样，则在步骤1010处作出PILD因子是 否小于阈值&|;的确定。务&阈值可以被设置成小于0.5并且高于且还指示单个导压管 线被堵塞。如果PILD因子大于杏 €阈值或者在阈值之间，则在步骤1012处作出单 个导压管线被堵塞的确定。否则，在步骤1014处作出没有导压管线被堵塞的确定。
[0068] 下面的表1总结在检测一个或多个堵塞的导压管线中PILD因子的使用。
表1， 注意，&;/、、:|^和_3￡.阈值可以取决于被监测的系统的类型而变化。在一些实施例中， 可以以实验方式来确定或通过建模来估计这些阈值。在特定实施例中，ilk:阈值可以具有 0.1和0.2之间的值(包括0.1和0.2)，务欲阈值可以具有0.4的值，并且|^阈值可以具有0.6 和0.8之间的值(包括0.6和0.8)。
[0070] 图11到图13图示根据本公开的使用PILD因子来检测一个或多个堵塞的导压管线 的示例。图11到图13都绘制随着时间(在水平轴上)的PILD因子值(在垂直轴上）。在图11中， PILD因子下降到.阈值以下但是仍在阈值之上，这指示单个导压管线被堵塞。在图12 中，PILD因子下降到阈值以下（其在在^阈值以下），这指示两个导压管线被堵塞。在图 13中，PILD因子针对一个时间上升到阈值以上并且还针对一个时间下降到阈值以 下，这指示单个导压管线被堵塞。
[0071] 要注意，在上述流程图中，假设PV传感器是差压传感器或者具有多个导压管线的 其他传感器。然而，可以通过省略各种步骤来容易地修改这些流程图以供具有单导压管线 的PV传感器使用。例如，图8中可以省略步骤810-814,并且图10中可以省略步骤1004-1006。
[0072] 尽管图6到图10图示用于堵塞的导压管线的鲁棒检测的方法的一个示例，但是可 以对图6到图10作出各种改变。例如，每个图中的各种步骤可以被组合、移动或省略，并且可 以根据特定需要来添加另外步骤。而且，虽然每个图示出一系列步骤，但是每个图中的各种 步骤可以重叠、并行发生或发生任何次数。此外，要注意，图7-9都示出被采用的PV测量结果 的样本。图7-9中捕获的样本可以是(多个)相同采样窗口中捕获的相同样本，在不同采样窗 口期间捕获的不同样本或者其组合。尽管图11到图13图示使用PILD因子来检测一个或多个 堵塞的导压管线的示例，但是可以对图11到图13作出各种改变。例如，这里示出的PILD因子 值与导压管线堵塞的特定实例有关，并且导压管线堵塞的其他实例可以具有不同序列的 PILD因子值。
[0073]要注意，虽然上面将各种特性描述为被用来识别堵塞的导压管线，但是另外的特 性还可以被用来促进堵塞的导压管线的识别。例如，在某些情况下，导压管线中的温度可以 连同PV测量结果一起用来识别任何堵塞的导压管线。还要注意，虽然常常描述压力测量结 果的使用，但是可以使用任何其他适当的PV测量结果。
[0074] 在一些实施例中，通过从计算机可读程序代码形成的且在计算机可读介质中包含 的计算机程序来实施或支持上述各种功能。短语"计算机可读程序代码"包括任何类型的计 算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。短语"计算机可读介质"包括能够被计算机 访问的任何类型的介质，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、压缩 盘(CD)、数字视频盘(DVD)、或任何其他类型的存储器。"非瞬时"计算机可读介质排除有线、 无线、光学或传输瞬时电气或其他信号的其他通信链路。非瞬时计算机可读介质包括其中 数据可以被永久存储的介质和其中数据可以被存储且随后被覆写的介质，诸如可重写光盘 或可擦除存储器设备。
[0075] 阐述遍及此专利文档所使用的某些词和短语的定义可以是有利的。术语"应用"和 "程序"指的是一个或多个计算机程序、软件部件、指令集、程序、功能、对象、等级、实例、有 关数据或适于以适当计算机代码(包括源代码、目标代码或可执行代码)实施的其一部分。 术语"通信"以及其派生词包括直接和间接通信两者。术语"包括"和"包含"以及其派生词意 味着包括但没有限制。术语"或"是包括性的，意味着和/或。短语"与……相关联"以及其派 生词可以意味着包括、被包括在内、与……互连、包含、被包含在内、与或和……连接、与或 和……耦合、与……通信、与……合作、交错、并置、接近、绑定到……或与……绑定、具有、 具有……的性质、与或和……具有关系等等。当与条目列表一起使用时，短语"……中的至 少一个"意味着可以使用所列条目中的一个或多个的不同组合，并且可能需要列表中的仅 一个条目。例如，"A、B和C中的至少一个"包括以下组合中的任何一个：A、B、C、A和B、A和C、B 和C、以及A和B和C。
[0076]虽然本公开已经描述了某些实施例以及总体上相关联的方法，但是对本领域技术 人员来说，这些实施例和方法的改变和置换将是显而易见的。因此，示例实施例的上述描述 并不限定或约束本公开。在不偏离本公开的精神和范围的情况下，其他改变、替代和变化也 是可能的，如由下面的权利要求所限定的那样。
【主权项】
1. 一种方法，包括： 收集使用传感器生成的一组过程变量(PV)测量结果，该传感器被流体耦合到一个或多 个导压管线； 确定该组PV测量结果中的中值波动； 使用该中值波动和基准中值波动来确定比率；以及 使用该比率来确定一个或多个导压管线中的至少一个是否被堵塞。2. 根据权利要求1所述的方法，其中确定一个或多个导压管线中的至少一个是否被堵 塞包括： 确定该比率是否低于阈值；以及 响应于确定该比率低于阈值，确定多个导压管线被堵塞。3. 根据权利要求1所述的方法，其中确定一个或多个导压管线中的至少一个是否被堵 塞包括： 确定该比率是否高于第一阈值或者在第二和第三阈值之间；以及 响应于确定该比率高于第一阈值或者在第二和第三阈值之间，确定单个导压管线被堵 塞。4. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 使用传感器的范围上限来对PV测量结果进行归一化； 其中中值波动包括经归一化的PV测量结果的中值波动。5. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 响应于确定一个或多个导压管线中的至少一个被堵塞来生成警报。6. -种装置，其包括： 至少一个存储器，其被配置成存储使用传感器生成的一组过程变量(PV)测量结果；以 及 至少一个处理设备，其被配置成： 确定该组PV测量结果中的中值波动； 使用该中值波动和基准中值波动来确定比率；以及 使用该比率来确定流体耦合到传感器的至少一个导压管线是否被堵塞。7. 根据权利要求6所述的装置，其中该至少一个处理设备还被配置成：当过程正以稳定 状态操作时使用传感器在训练模式期间生成的PV测量结果来确定基准中值波动。8. 根据权利要求7所述的装置，其中该至少一个处理设备还被配置成响应于确定该过 程已经历状态改变而重复训练模式。9. 根据权利要求6所述的装置，其中该至少一个存储器和至少一个处理设备形成以下 各项中的一个的一部分： 传感器；以及 堵塞的导压管线检测器，其被配置成与传感器通信。10. 根据权利要求6所述的装置，其中该组PV测量结果包括一组压力测量结果。11. 一种包含计算机程序的非瞬时计算机可读介质，该计算机程序包括计算机可读程 序代码以用于： 收集使用传感器生成的一组过程变量(PV)测量结果； 确定该组PV测量结果中的中值波动； 使用该中值波动和基准中值波动来确定比率；以及 使用该比率来确定流体耦合到传感器的至少一个导压管线是否被堵塞。
【文档编号】G01F1/34GK106030253SQ201480076692
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年3月3日
【发明人】张建
【申请人】霍尼韦尔国际公司