Видимый пользователем относительный диагностический выходной сигнал

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическим процессом. Технический результат - повышение точности измерений технологических параметров. Измерительный преобразователь (12) выдает выходной сигнал измерительного преобразователя, представляющий параметр технологического процесса (14), связанный с технологическим процессом. Измерительный преобразователь (12) также выдает видимый пользователем относительный диагностический выходной сигнал (46) как функцию одного входного сигнала или большего числа входных сигналов (44), представляющих условия, связанные с работой измерительного преобразователя (12). 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Настоящее изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическим процессом. В частности, настоящее изобретение относится к измерительному преобразователю и обеспечивает получение видимого пользователем относительного диагностического выходного сигнала, представляющего работу измерительного преобразователя.

Полевые измерительные преобразователи используются в технологических процессах с целью получения информации, связанной с режимами этих технологических процессов. Датчики, расположенные в полевых измерительных преобразователях или подключенные к полевым измерительным преобразователям используются для измерения технологических параметров, представляющих условия, связанные с технологическими процессами. Примеры технологических параметров включают давление, температуру, расход, плотность, вязкость, значение рН, проводимость, уровень жидкого продукта, значение мутности, уровень вибрации, положение и любые другие химические или физические свойства, связанные с технологическим процессом.

Полевые измерительные преобразователи используются, например, для контроля технологических параметров на химических, газовых, нефтяных и фармацевтических заводах. Как правило, измерительные преобразователи устанавливаются на резервуарах, трубах или других сосудах и могут взаимодействовать с технологическими процессами через импульсные линии. Измерительные преобразователи часто выполняются таким образом, чтобы передавать сигнал, представляющий технологический параметр, на пульт управления или в другую технологическую систему. В состав измерительных преобразователей могут также входить дисплеи, обеспечивающие передачу значений технологических параметров или другой информации.

Со временем или при воздействии жестких внешних условий работа измерительных преобразователей может ухудшаться, и компоненты измерительных преобразователей могут работать со сбоями или отказывать. Все электрические компоненты, включая датчики, могут работать со сбоями или отказывать. Кроме того, импульсные линии могут пересыхать или засоряться, что может влиять на точность измерений технологических параметров.

Фирмы-изготовители измерительных преобразователей начали снабжать измерительные преобразователи диагностическими возможностями, что помогает оценить работу измерительных преобразователей и упростить их профилактическое обслуживание. У полевых измерительных преобразователей немного места для области визуального отображения и небольшая мощность для передачи большого количества диагностической информации пользователям в краткой и доступной форме. Кроме того, имеется потребность в улучшенном интерфейсе для обеспечения передачи диагностической информации, представляющей работу полевого измерительного преобразователя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает измерительный преобразователь, выдающий выходной сигнал, представляющий технологический параметр, связанный с технологическим процессом. В состав измерительного преобразователя входит вход датчика для того, чтобы принимать выходной сигнал датчика, представляющий технологический параметр, и средства вывода сигнала измерительного преобразователя на основе сигнала датчика. В состав измерительного преобразователя также входит средство вывода видимого пользователем относительного диагностического выходного сигнала как функции одного входного сигнала или большего количества входных сигналов, представляющих условия, связанные с работой измерительного преобразователя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - блок-схема установки измерительного преобразователя, включающая измерительный преобразователь с дисплеем.

Фиг.2 - перспективный вид варианта осуществления измерительного преобразователя (см. фиг.1), снабженного дисплеем.

Фиг.3 - блок-схема измерительного преобразователя по настоящему изобретению для использования в установке измерительного преобразователя (см. фиг.1).

Фиг.4 - блок-схема, на которой представлен способ по настоящему изобретению для получения относительного диагностического выходного сигнала, представляющего работу установки измерительного преобразователя (см. фиг.1).

Фиг.5 - блок-схема, представляющая алгоритм получения относительного диагностического выходного сигнала (см. фиг.3).

Фиг.6 - график изменения величины диагностических средних во времени относительно диагностического индекса.

Фиг.7 - вид спереди на вариант осуществления дисплея по настоящему изобретению, включающего множество индикаторов относительной диагностики.

Фиг.8 - вид спереди на один индикатор относительной диагностики по настоящему изобретению.

Фиг.9 - вид спереди на другой индикатор относительной диагностики по настоящему изобретению.

На представленных выше фигурах описано только несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, однако рассмотрены и другие варианты осуществления настоящего изобретения, как отмечено в описании. Во всех случаях настоящее изобретение продемонстрировано посредством заявления, а не ограничения. Следует понимать, что специалисты могут разработать и множество других модификаций и вариантов осуществления настоящего изобретения, которые отвечают существу и объему настоящего изобретения. Фигуры могут быть выполнены не в масштабе. На всех фигурах выполнена сквозная нумерация позиций.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг.1 изображена блок-схема установка полевого измерительного преобразователя 10. Установка 10 включает измерительный преобразователь 12 по настоящему изобретению, который взаимодействует с технологическим процессом 14 посредством произвольно применяемой импульсной линии 16. В технологическом процессе 14 участвует технологическая текучая среда, которая может быть жидкостью, газом или смесью жидкости и газа. Импульсная линия 16 обеспечивает жидкостную связь измерительного преобразователя 12 с технологическим процессом 14.

В примере осуществления настоящего изобретения, изображенном на фиг.1, в состав измерительного преобразователя 12 входит дисплей (или интерфейс) 18. Средство связи 20 соединяет измерительный преобразователь 12 с системой управления 22, в качестве которой в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используется пульт управления или другой компонент, или система управления технологическим процессом. В одном примере осуществления настоящего изобретения в качестве средства связи 20 используется замкнутая система автоматического управления технологическим процессом, например, двухпроводная замкнутая система автоматического управления технологическим процессом или четырехпроводная замкнутая система автоматического управления технологическим процессом. Примеры подходящих стандартов замкнутой системы автоматического управления технологическим процессом включают стандарт 4-20 мА, протокол связи HART, протокол полевой шинной связи, протокол связи profibus или любой другой известный стандарт замкнутой системы автоматического управления технологическим процессом. В других вариантах осуществления настоящего изобретения в качестве средства связи 20 используется беспроводная связь или любые другие известные средства связи.

На фиг.2 показан перспективный вид варианта осуществления измерительного преобразователя 12 по настоящему изобретению. Как показано в примере осуществления настоящего изобретения (фиг.2), измерительный преобразователь 12 снабжен кожухом 24, в состав которого входит дисплей 18. В других вариантах осуществления настоящего изобретения дисплей 18 размещается на участке, пространственно отделенном от измерительного преобразователя 12, например, на участке вдоль средства связи 20 (фиг.1) или в системе управления 22 (фиг.1). Примеры подходящих дисплеев включают жидкокристаллический дисплей, аналоговые индикаторы, игольчатые индикаторы аналогового типа, светодиоды, любые другие известные средства отображения и любые их сочетания.

Независимо от местоположения дисплея 18 функция дисплея 18 по настоящему изобретению состоит в передаче диагностического выходного сигнала, производимого измерительным преобразователем 12, как функции входных сигналов, представляющих условия, относящиеся к работе измерительного преобразователя 12. Примеры условий, связанных с работой измерительного преобразователя, включают условия, связанные с работой отдельного компонента измерительного преобразователя, условия, связанные с работой множества компонентов измерительного преобразователя, условия, связанные с работой измерительного преобразователя в целом, условия, связанные с состоянием технологического процесса во взаимодействии с измерительным преобразователем, условия, связанные с работой любой системы управления технологическим процессом или компонента во взаимодействии с измерительным преобразователем для целей подачи напряжения на измерительный преобразователь или передачи информации на измерительный преобразователь или от него, или любое сочетание этих условий.

На фиг.3 показана упрощенная блок-схема, иллюстрирующая пример осуществления измерительного преобразователя 12, изображенного на фиг.1. Как показано на фиг.3, в состав измерительного преобразователя 12 входит множество датчиков 30, схема обработки сигнала 32, процессор данных 34, схема связи 36, схема управления дисплеем 38 и дисплей 40.

Датчики 30 включают любое количество (n) индивидуальных датчиков S_l-S_n, каждый из которых электрически соединен со схемой обработки сигнала 32. В одном примере осуществления настоящего изобретения в состав измерительного преобразователя 12 входит или подключен к нему только один датчик 30. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения некоторые или все датчики 30 расположены вне измерительного преобразователя 12. Каждый датчик 30 выдает выходной сигнал, представляющий считываемый параметр, который обрабатывается схемой обработки сигнала 32 для передачи его на процессор данных 34,

Процессор данных 34 контролирует обработанные выходные сигналы датчика и производит выходной сигнал как функцию обработанных выходных сигналов датчика. Под термином "процессор данных" в данном случае понимается любая схема или сочетание схем, которые могут выполнять логические или вычислительные функции, чтобы управлять работой измерительного преобразователя 12 или выполнять инструкции или необходимые шаги, и обеспечивает получение выходного сигнала как функции обработанных выходных сигналов датчика. Примеры процессоров данных включают микропроцессоры, интегральные схемы прикладной ориентации (ASICs), программируемые матрицы логических элементов (PGAs), компьютеры с сокращенным набором инструкций (reduced instruction set computers), и любые другие подходящие известные вычислительные средства. В типовом примере осуществления настоящего изобретения в качестве процессора данных 34 используется микропроцессор с ассоциативной памятью (не показан).

Для считывания технологического параметра, связанного с технологическим процессом 14, используется один или большее количество датчиков S_l-S_n. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для считывания технологических параметров, связанных с технологическим процессом 14 используется множество датчиков S_l-S_n. Примеры технологических параметров включают давление, температуру, расход, плотность, вязкость, значение рН, проводимость, уровень жидкого продукта, значение мутности, уровень вибрации, положение и любые другие химические или физические свойства, связанные с технологическим процессом 14. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для контроля параметра или множества параметров, представляющих работу импульсных линий 16, работу средства связи 20, работу измерительного преобразователя 12, состояние технологического процесса 14 и/или состояние электропитания, связанного с измерительным преобразователем 12, используется один или большее количество датчиков S_l-S_n. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для корректировки технологического параметра или другого параметра, считываемого другим датчиком, используется один или большее количество датчиков S_l-S_n.

На фиг.4 представлена блок-схема способа 40 по настоящему изобретению для получения относительного диагностического выходного сигнала, представляющего работу измерительного преобразователя 12. Алгоритм 42, выполняемый процессором данных 34 (фиг.3) измерительного преобразователя 12, контролирует один диагностический выходной сигнал 44 или большее их количество и выдает относительный (или масштабированный) диагностический выходной сигнал 46 как функцию диагностических входных сигналов 44. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения алгоритм 42 выдает множество относительных диагностических выходных сигналов 46.

Диагностические входные сигналы 44 могут включать любой тип входного сигнала, который повлиял или может повлиять на работу измерительного преобразователя 12, работу компонента измерительного преобразователя 12, состояние технологического процесса 14 или работу любого компонента или системы, взаимодействующей с измерительным преобразователем 12. Диагностические входные сигналы 44 могут включать информацию, связанную с выходными сигналами датчика, передаваемыми датчиками 30 (фиг.3) и/или информацию, выдаваемую процессором данных 34 (фиг.3). Примеры диагностических входных сигналов 44 включают диагностические входные сигналы измерительного преобразователя, диагностические входные сигналы импульсной линии, диагностические входные сигналы изменения технологических параметров, диагностические входные сигналы энергопитания, любой другой известный диагностический входной сигнал, который представляет условия или множество условий, которые могут повлиять на работу, связанную с измерительным преобразователем 12, и любой другой известный диагностический входной сигнал, который представляет уровень работы, относящейся к измерительному преобразователю 12.

Диагностические входные сигналы измерительного преобразователя представляют условие или множество условий, связанных с измерительным преобразователем 12, которые повлияли или могут повлиять на работу, связанную с измерительным преобразователем 12. Примеры диагностических входных сигналов измерительного преобразователя включают внутренние температуры измерительного преобразователя, возникновение избыточного давления, продолжительность действия избыточного давления, диагностическую информацию по электронике измерительного преобразователя, диагностическую информацию по датчику и любые другие входные сигналы, связанные с работой измерительного преобразователя 12. См., например, патенты США №№6701274, 5828567 и 6473710.

Диагностические входные сигналы импульсной линии представляют условия или множество условий, связанных с работой произвольно применяемой импульсной линии 16. В одном примере осуществления настоящего изобретения диагностические входные сигналы импульсной линии представляют условия появления (или количество) пробок, засоров и/или пересыханий импульсной линии 16. В других вариантах осуществления настоящего изобретения диагностические входные сигналы импульсной линии представляют любые другие условия или множество условий, связанных с импульсной линией 16, которые повлияли или могут повлиять на работу импульсной линии 16. См., например, патент США №6654697.

Диагностические входные сигналы об изменении технологического процесса представляют состояние технологического процесса 14. Примеры входных сигналов об изменении технологического процесса включают стандартные отклонения технологических параметров, степень изменения технологических параметров, выборочные дисперсии технологических параметров, разбросы считываемых технологических параметров, среднеквадратические значения технологических параметров, любой статистический показатель изменения известного технологического процесса и любые их сочетания. См., например, патент США №6017143, 6539267 и 6047220.

Диагностические входные сигналы о потребляемой мощности представляют условия или множество условий, которые повлияли или могут повлиять на электропитание, связанное с измерительным преобразователем 12. В примере осуществления настоящего изобретения, в котором измерительный преобразователь 12 находится во взаимодействии с замкнутой системой автоматического управления технологическим процессом, диагностические входные сигналы 44 включают диагностический входной сигнал о потребляемой мощности, представляющий условия, которые повлияли или могут повлиять на связь по линии замкнутой системы автоматического управления технологическим процессом, включающей в свой состав измерительный преобразователь 12. Эти условия могут быть внутренними по отношению к измерительному преобразователю 12, внешними по отношению к измерительному преобразователю 12 или могут быть сочетанием внутренних и внешних условий по отношению к измерительному преобразователю 12. Примеры диагностических входных сигналов о потребляемой мощности включают шунтовые токи измерительного преобразователя, токи технологического контура, напряжение на клеммах измерительного преобразователя и данные самоконтроля схемы измерительного преобразователя. См., например, патент США №6859755 и 5481200.

В качестве диагностических входных сигналов 44 могут использоваться входные сигналы датчика, входные сигналы, получаемые при анализе входных сигналов датчика процессором данных 34 или их сочетание. В одном примере осуществления настоящего изобретения диагностические входные сигналы 44 включают один диагностический входной сигнал измерительного преобразователя или большее количество диагностических входных сигналов измерительных преобразователей, один диагностический входной сигнал импульсной линии или большее количество диагностических входных сигналов импульсной линии, один диагностический входной сигнал об изменении технологических параметров или большее количество диагностических входных сигналов об изменении технологических параметров, или один диагностический входной сигнал о потребляемой мощности или большее количество диагностических входных сигналов о потребляемой мощности. В других вариантах осуществления настоящего изобретения диагностические входные сигналы 44 включают любое сочетание и количество вышеупомянутых типов диагностических входных сигналов 44, а также любое сочетание и количество других известных типов диагностических входных сигналов. В других вариантах осуществления настоящего изобретения используется только одиночный диагностический входной сигнал 44.

Примеры относительного диагностического выходного сигнала 46 включают относительную индикацию работы измерительного преобразователя 12, относительную индикацию состояния технологического процесса 14, относительную индикацию работы импульсной линии 16, относительную индикацию работы средства связи 20, относительную индикацию состояния электропитания, связанного с измерительным преобразователем 12, или относительную индикацию условий, связанных с любыми другими известными технологического процессами, способными повлиять на работу измерительного преобразователя 12. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения относительный диагностический выходной сигнал 46 является совокупностью двух или большего количества вышеупомянутых относительных индикаций.

В примере осуществления настоящего изобретения, изображенном на фиг.4, алгоритм 42 автоматически выдает относительный диагностический выходной сигнал 46 как функцию диагностических входных сигналов 44. В других вариантах осуществления настоящего изобретения алгоритм 42 выдает относительный диагностический выходной сигнал 46 как функцию диагностических входных сигналов 44, только если решено, что диагностические входные сигналы 44 представляют заданные условия или совокупность условий, гарантирующих генерирование диагностических входных сигналов 44.

Примеры алгоритма 42 для получения относительного диагностического выходного сигнала 46 включают модели уравнений первого порядка, регрессионные модели, системы нечеткой логики, модели нейронной сети, полиномиальную аппроксимацию, пороговую схему, любое другое сочетание известных инструкций или логических шагов, и любые их сочетания. Патент США №6701274, который включает также обсуждение, связанное с некоторыми из этих понятий, включен в данном случае в качестве ссылочного материала.

На фиг.5 показана блок-схема варианта осуществления алгоритма 42, изображенного на фиг.4. Через блок 60 алгоритм 42 получает диагностические входные сигналы 44, в число которых входит любое количество (х) входных сигналов (до входного сигнала "input_x"), и группирует диагностические входные сигналы 44 с целью получения диагностического среднего 62. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения перед получением диагностического среднего 62 каждый диагностический входной сигнал 44 взвешивается. В некоторых из этих примеров осуществления настоящего изобретения каждый диагностический входной сигнал 44 получает один вес по отношению к другим диагностическим входным сигналам, в то время как в других из этих примеров осуществления настоящего изобретения, по крайней мере, некоторые из диагностических входных сигналов 44 получают другой вес. Затем с помощью блока 66 алгоритм 42 сравнивает диагностическое среднее 62 с базовым диагностическим индексом измерительного преобразователя и обеспечивает получение относительного диагностического выходного сигнала 46. В одном примере осуществления настоящего изобретения базовый диагностический индекс определяется посредством эмпирической проверки, например, путем сильноускоренного испытания на долговечность, и сохраняется в измерительном преобразователе 12 так, чтобы он был доступен для алгоритма 42. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения базовый диагностический индекс изменяется измерительным преобразователем 12 в предельный момент, так как измерительный преобразователь 12 отработал определенное время в конкретном применении.

На фиг.6 показан график изменения величины диагностических средних 62 во времени относительно базового диагностического индекса 68. Величина диагностического среднего 62 в конкретный момент времени представлена как точка 70 на графике 72. Если величина диагностического среднего 62 превышает диагностический индекс 68, как на участках 74 и 76 графика 72, алгоритм 42 выдает относительный диагностический выходной сигнал 46, который представляет работу измерительного преобразователя с ухудшенными характеристиками. Когда величина диагностического среднего 62 ниже диагностического индекса 68, как на участках 78, 80 и 82 графика 72, алгоритм 42 выдает относительный диагностический выходной сигнал 46, который представляет приемлемую работу измерительного преобразователя или работу измерительного преобразователя с неухудшенными характеристиками.

Как описано выше, относительный диагностический выходной сигнал 46 выводится на дисплей 18 для того, чтобы его мог видеть пользователь. Относительный диагностический выходной сигнал 46 выводится на шкалу (или эталон) так, что пользователь может эффективно получать информацию, связанную с работой измерительного преобразователя 12. Затем пользователь может использовать эту информацию, чтобы определить или спрогнозировать, когда следует выполнять ремонтные или профилактические работы. В типовом примере осуществления настоящего изобретения относительный диагностический выходной сигнал 46 выводится на шкалу, имеющую первый относительный предел, представляющий ухудшенный уровень работы измерительного преобразователя, и второй относительный предел, представляющий оптимальный уровень работы измерительного преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения наряду с относительным диагностическим выходным сигналом 46 на дисплее 18 высвечивается шкала. В других вариантах осуществления настоящего изобретения относительный диагностический выходной сигнал 46 выводится на дисплей 18 без сопровождающей его на дисплее 18 шкалы. Когда сопровождающая шкала не отображается, эта шкала либо известна, либо легко определяется пользователем. Например, в одном примере осуществления настоящего изобретения относительный диагностический выходной сигнал 46 выводится как относительное числовое значение на известной относительной числовой шкале, например, от 1 до 10. В другом примере осуществления настоящего изобретения относительный диагностический выходной сигнал 46 отображается как относительное буквенное значение на известной относительной шкале, например от А до F. В другом примере осуществления настоящего изобретения относительный диагностический выходной сигнал 46 отображается как процент на известной относительной шкале - от 0% до 100%.

На фиг.7-9 изображены различные варианты осуществления настоящего изобретения для обеспечения передачи относительного диагностического выходного сигнала 46 в контексте сопровождающей шкалы пользователю, смотрящему на дисплей 18. В вариантах осуществления настоящего изобретения, изображенных на фиг.7-9, относительный диагностический выходной сигнал 46 передается в форме относительной исправности, относящейся к измерительному преобразователю 12, изображенному на фиг.1. В данном случае термин "относительная исправность" означает относительную индикацию настоящего и/или будущего качества, надежности или уровня, работы (или работ), относящихся к измерительному преобразователю 12.

На фиг.7 показан дисплей 100, в состав которого входит диагностический индикатор 102, диагностический индикатор 103, возможно аналоговый индикатор технологического параметра 104, возможно жидкокристаллический индикатор технологического параметра 105, возможно идентификатор измерительного преобразователя 106 и возможно сигнальное устройство 108. Каждый из диагностических индикаторов 102 и 103 включает указательный элемент 110 и шкалу 112. Как показано в примере осуществления настоящего изобретения, изображенном на фиг.7, каждый указательный элемент 110 выполнен в виде указателя 114. В других вариантах осуществления настоящего изобретения каждый указательный элемент 110 включает графический элемент, множество графических элементов, светящееся изображение на множестве светоизлучающих элементов, или любой другой указательный элемент 110, который перемещается или изменяется относительно шкалы 112, чтобы указать изменение относительной исправности.

Как показано на фиг.7, каждый указатель 114 поворачивается вокруг оси 116, чтобы перемещаться по сопровождающей шкале 112, в зависимости от величины конкретного относительного диагностического выходного сигнала 46. Местоположение или конфигурация каждого указателя 114 относительно сопровождающей шкалы 112 указывает на взаимосвязанную относительную исправность. В одном примере осуществления настоящего изобретения указатель (указатели) 114, шкала (шкалы) 112 или как указатель (указатели) 114, так и шкала (шкалы) 112 являются графическими представлениями, отображаемыми на жидкокристаллическом дисплее или других видеосредствах отображения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для того, чтобы относительная исправность была видна, с дополнительной точностью шкала 112 снабжается делением шкалы (не показано). В других вариантах осуществления настоящего изобретения деления шкалы заменены или дополнены любыми другими знаками, которые также описывают или указывают взаимоотношения указательных элементов 110 относительно шкалы 112.

Как показано на фиг.7, диагностический индикатор 102 показывает относительную исправность импульсной линии 16, а диагностический индикатор 103 показывает относительную исправность технологического процесса 14. В других вариантах осуществления настоящего изобретения дисплей 18 включает единственный диагностический индикатор, который показывает относительную исправность хода технологического процесса 14, относительную исправность импульсной линии 16, относительную исправность измерительного преобразователя 12, относительную исправность средства связи 20, относительную исправность электропитания, связанного с измерительным преобразователем 12 или совокупную относительную исправность одного элемента или большего их количества. В других вариантах осуществления настоящего изобретения дисплей 100 включает множество вышеупомянутых диагностических индикаторов в любом сочетании, чтобы выводить множество показателей относительной исправности, связанных с измерительным преобразователем 12.

На фиг.8 показан диагностический индикатор 120 для использования с дисплеями по настоящему изобретению. Диагностический индикатор 120 снабжен шкалой 112, в состав которой входит множество светоизлучающих элементов 122, расположенных в ряд. Диагностический индикатор 120 также включает указательный элемент в форме светящегося изображения 124, образованного выборочным свечением светоизлучающих элементов 122. В одном примере осуществления настоящего изобретения в качестве светоизлучающих элементов 122 используются светодиоды.

Как показано на фиг.8, относительная исправность передается выборочным свечением светоизлучающих элементов 122 в зависимости от относительного диагностического выходного сигнала 46. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, чем больше количество светящихся светоизлучающих элементов 122, тем хуже относительная исправность, в то время как в других вариантах осуществления настоящего изобретения, чем меньше количество освещенных светоизлучающих элементов 122, тем лучше относительная исправность.

На фиг.9 показан диагностический индикатор 130 для использования с дисплеями по настоящему изобретению. В состав диагностического индикатора 130 входит указательный элемент в форме множества графических элементов 132, которые выборочно отображаются на шкале 112, чтобы показывать относительную исправность. Диагностический индикатор 130 является графическим представлением на видеодисплее 134, например, на жидкокристаллическом дисплее или любом другом известном типе видеодисплея или видеомонитора. В одном примере осуществления настоящего изобретения диагностический индикатор 130 отображается на компьютерном экране пульта управления.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, специалисты понимают, что возможны изменения, которые могут быть сделаны по форме и в деталях, что, однако, не является отступлением от существа и объема настоящего изобретения.

Надписи к фигурам

Фиг.1

12 - измерительный преобразователь

14 - технологический процесс

16 - импульсная линия

18 - дисплей

20 - средство связи

22 - система управления

Фиг.3

S_l - датчик

S_n - датчик

32 - схема обработки сигнала

34 - процессор данных

36 - схема связи

38 - схема управления дисплеем

40 - дисплей

Фиг.4

42 - алгоритм

46 - относительный диагностический выходной сигнал

48 - диагностический входной сигнал измерительного преобразователя

50 - диагностический входной сигнал импульсной линии

52 - диагностический входной сигнал об изменении технологического процесса

54 - диагностический входной сигнал об электропитании

Фиг.5

Input_l - вход 1

Input_x - вход x

46 - относительный диагностический выходной сигнал

60 - группирование диагностических входных сигналов

62 - диагностическое среднее

64 - сравнение диагностического среднего с базовым диагностическим индексом

Фиг.6

62 - величина диагностического среднего

time - время

Фиг.7

Units - блоки

Process variation - изменение технологического процесса

Impulse health - исправность импульной линии

ID tag - Идентификатор

Фиг.8

Relative health - относительная исправность

Фиг.9

Relative health - относительная исправность

1. Измерительный преобразователь для получения выходного сигнала, представляющего технологический параметр, связанный с технологическим процессом, в состав которого входят:
вход датчика для приема выходного сигнала датчика, представляющего технологический параметр;
средство получения выходного сигнала измерительного преобразователя на основе выходного сигнала датчика, представляющего технологический параметр;
характеризуемый:
средством получения видимого пользователем относительного диагностического выходного сигнала как функции одного входного сигнала или большего количества входных сигналов, представляющих условия, связанные с работой измерительного преобразователя;
при этом относительный диагностический выходной сигнал представляет относительный уровень работы относительно шкалы, включающей первый относительный предел и второй относительный предел, при этом первый относительный предел представляет ухудшенный уровень работы, а второй относительный предел представляет оптимальный уровень работы.

2. Измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что относительный диагностический выходной сигнал является функцией множества входных сигналов, представляющих условия, связанные с работой измерительного преобразователя.

3. Измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что средство получения выходного сигнала измерительного преобразователя включает процессор данных.

4. Измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что средство получения относительного диагностического выходного сигнала включает процессор данных, использующий алгоритм получения относительного диагностического выходного сигнала.

5. Измерительный преобразователь по п.4, отличающийся тем, что алгоритм отобран из группы алгоритмов, состоящих из нейронных сетей, нечеткой логики, небольшой волны, преобразований Фурье и полиномиальной аппроксимации.

6. Измерительный преобразователь по п.1, в состав которого также входит дисплей для передачи относительного диагностического выходного сигнала, при этом данный дисплей взаимодействует со средством получения относительного диагностического выходного сигнала.

7. Измерительный преобразователь по п.6, отличающийся тем, что в состав дисплея входят:
шкала, включающая первый относительный предел и второй относительный предел, при этом первый относительный предел представляет ухудшенный уровень работы, а второй относительный предел представляет оптимальный уровень работы; и
диагностический индикатор для установления связи относительного диагностического выходного сигнала с первым и вторым относительными пределами шкалы, при этом относительный диагностический выходной сигнал представляет относительный уровень работы измерительного преобразователя.

8. Измерительный преобразователь по п.7, отличающийся тем, что в состав дисплея диагностического индикатора входит указательный элемент, помещаемый на шкале для указания относительного диагностического выходного сигнала.

9. Измерительный преобразователь по п.7, отличающийся тем, что диагностический индикатор включает один из элементов, составляющих группу элементов, в состав которой входят указатель, графический элемент, отображаемый на жидкокристаллическом дисплее, и множество светоизлучающих диодов.

10. Измерительный преобразователь по п.7, отличающийся тем, что шкала включает видимую пользователем шкалу, отображаемую на дисплее.

11. Измерительный преобразователь по п.1, в состав которого также входит:
схема выходного сигнала во взаимодействии со средством получения видимого пользователем относительного диагностического выходного сигнала, при этом схема выходного сигнала обеспечивает передачу диагностического выходного сигнала на вход системы, связанной с измерительным преобразователем.

12. Измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что датчик располагается в измерительном преобразователе.

13. Измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что видимый пользователем относительный диагностический выходной сигнал является функцией, по крайней мере, одного из следующих сигналов: (а) входных сигналов, представляющих работу импульсной линии, (b) входных сигналов, представляющих изменения технологического процесса, (с) входных сигналов, представляющих работу электроники измерительного преобразователя, и (d) входных сигналов, представляющих работу замкнутой системы автоматического управления технологическим процессом.

14. Измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в состав средства получения видимого пользователем относительного диагностического выходного сигнала входит:
процессор данных, обеспечивающий контроль множества входных сигналов, представляющих работу измерительного преобразователя, и исполнение алгоритма для получения масштабированного диагностическую выходного сигнала как функции множества входных сигналов, при этом процессор данных взаимодействует со входом датчика.

15. Способ выработки сигнала, представляющего условия, связанные с работой измерительного преобразователя по п.1, включающий:
получение диагностических входных сигналов на входе измерительного преобразователя, при этом диагностические входные сигналы основаны на выходных сигналах датчика и представляют условия, связанные с работой измерительного преобразователя;
обработку диагностических входных сигналов для получения измерительным преобразователем масштабированного диагностического выходного сигнала как функции диагностических входных сигналов;
передачу масштабированного диагностического выходного сигнала на видимый пользователем дисплей; и
при этом масштабированный диагностический выходной сигнал выводится на шкалу, включающую первый относительный предел и второй относительный предел, при этом первый относительный предел представляет ухудшенный уровень работы измерительного преобразователя, а второй относительный предел представляет оптимальный уровень работы измерительного преобразователя.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что один диагностический входной сигнал или большее количество диагностических входных сигналов включают полученный измерительным преобразователем диагностический входной сигнал, основанный на одном выходном сигнале датчика или на большем количестве выходных сигналов датчиков.

17. Способ по п.15, включающий также:
отображение масштабированного диагностического выходного сигнала на видимом пользователем дисплее.

18. Измерительный преобразователь для осуществления способа по п.15, отличающийся тем, что масштабированный диагностический выходной сигнал является функцией, по крайней мере, одного из следующих сигналов: (а) диагностический входной сигнал, представляющий работу импульсной линии, (b) диагностический входной сигнал, представляющий изменения технологического процесса, (с) диагностический входной сигнал, представляющий работу электроники измерительного преобразователя, и (d) диагностический входной сигнал, представляющий работу замкнутой системы автоматического управления технологическим процессом.

19. Дисплей для отображения относительного диагностического выходного сигнала, принятого от измерительного преобразователя по п.1, в состав которого входят:
шкала, включающая первый относительный предел и второй относительный предел, при этом первый относительный предел представляет ухудшенный уровень работы измерительного преобразователя, а второй относительный предел представляет оптимальный уровень работы измерительного преобразователя; и
диагностический индикатор для установления связи относительного диагностического выходного сигнала с первым и вторым относительными пределами шкалы, при этом относительный диагностический выходной сигнал включает полученный измерительным преобразователем выходной сигнал и представляет относительный уровень работы измерительного преобразователя.

20. Дисплей по п.19, в состав которого также входит:
индикатор технологического параметра для того, чтобы указывать величину технологического параметра.

21. Дисплей по п.19, отличающийся тем, что в состав диагностического индикатора входит указательный элемент, помещаемый относительно шкалы для указания относительного диагностического выходного сигнала.

22. (Первоначальный) Дисплей по п.19, отличающийся тем, что указательный элемент включает один из элементов, составляющих группу, в состав которой входят указатель и графический элемент.

23. Дисплей по п.19, отличающийся тем, что шкала включает видимую пользователем шкалу, отображаемую на дисплее.