用于在流量計(jì)內(nèi)執(zhí)行驗(yàn)證測試的裝置和設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[00011 本申請是申請日為2013年5月8日、申請?zhí)枮?01320261179.7、發(fā)明創(chuàng)造名稱為"流 量計(jì)算機(jī)"的實(shí)用新型申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本申請整體涉及數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)并且更具體地涉及經(jīng)由流量計(jì)算機(jī)啟 動(dòng)流量計(jì)內(nèi)驗(yàn)證測試的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003] 在石油和煤氣生產(chǎn)工業(yè)中使用的那些數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA)系統(tǒng)常常包括 流量計(jì)算機(jī)作為生產(chǎn)過程系統(tǒng)中（例如在井口生產(chǎn)現(xiàn)場處)的設(shè)備的核心部分。流量計(jì)算機(jī) 用于執(zhí)行流量計(jì)算、控制該系統(tǒng)、優(yōu)化該系統(tǒng)、創(chuàng)建歷史檔案文件和/或與SCADA網(wǎng)絡(luò)通信。 通過將流量計(jì)算機(jī)與被配置用于執(zhí)行控制諸如開啟或關(guān)閉閥以及測量過程參數(shù)之類的功 能的現(xiàn)場設(shè)備(例如閥、閥定位器、開關(guān)、傳感器、發(fā)射器等等)交互，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)由流量計(jì)算 機(jī)監(jiān)視和/或控制過程系統(tǒng)。該現(xiàn)場設(shè)備經(jīng)由模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線中的任意 一個(gè)，經(jīng)由任意希望的通信介質(zhì)（例如硬線、無線等等）和協(xié)議（例如現(xiàn)場總線、 Profibus?、HART?、Modbus?等等)與流量計(jì)算機(jī)交互。
【附圖說明】
[0004] 圖1示出了一個(gè)示例性系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)依照本申請教導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的流量計(jì)算機(jī)；
[0005] 圖2示出了用于實(shí)現(xiàn)示例性流量計(jì)算機(jī)和/或圖1中的示例性系統(tǒng)的示例性過程的 流程圖；
[0006] 圖3A和圖3B分別示出了另一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)示例性流量計(jì)算機(jī)和/或圖1中的示例性 系統(tǒng)的示例性過程的流程圖的第一部分和第二部分；
[0007] 圖4A和圖4B分別示出了另一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)示例性流量計(jì)算機(jī)和/或圖1中的示例性 系統(tǒng)的示例性過程的流程圖的第一部分和第二部分。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 許多實(shí)施診斷工具的已知流量計(jì)的數(shù)據(jù)通常只能通過專有的與流量計(jì)相關(guān)的應(yīng) 用獲取。結(jié)果，流量計(jì)的診斷結(jié)果無法直接被納入整個(gè)過程系統(tǒng)，比如SCADA系統(tǒng)，以使得操 作者獲取對該系統(tǒng)有更完整的認(rèn)識，并通過系統(tǒng)主機(jī)應(yīng)用與流量計(jì)遠(yuǎn)程交互，并通過系統(tǒng) 主機(jī)應(yīng)用遠(yuǎn)程安排和/或開始一個(gè)驗(yàn)證測試，當(dāng)驗(yàn)證測試被運(yùn)行（例如開始和/或終止時(shí)）， 為了隨后的分析、回顧、和/或系統(tǒng)中與其他事件和/或的報(bào)警有聯(lián)系的訓(xùn)練，在與SCADA系 統(tǒng)相關(guān)的審計(jì)跟蹤的事件日志中記錄時(shí)間和建檔。通過本申請所介紹的流量計(jì)算機(jī)可以克 服此障礙
[0009] 本申請公開了一種經(jīng)流量計(jì)算機(jī)啟動(dòng)流量計(jì)內(nèi)驗(yàn)證測試的系統(tǒng)。
[0010] 根據(jù)本申請的一個(gè)方面，一種用于在流量計(jì)內(nèi)執(zhí)行驗(yàn)證測試的裝置，包括：用于通 信地耦合到所述流量計(jì)的流量計(jì)接口單元，所述流量計(jì)接口單元用于啟動(dòng)所述流量計(jì)的驗(yàn) 證測試并且從所述流量計(jì)接收診斷數(shù)據(jù);和用于記錄所述驗(yàn)證測試的結(jié)果的驗(yàn)證測試結(jié)果 單元，所述結(jié)果基于從所述流量計(jì)接收的所述診斷數(shù)據(jù)。
[0011] 在一種實(shí)現(xiàn)中，所述驗(yàn)證測試結(jié)果單元用于在日志中記錄對應(yīng)于所述驗(yàn)證測試 的啟動(dòng)的開始事件。
[0012] 在一種實(shí)現(xiàn)中，所述流量計(jì)接口單元接收終止所述驗(yàn)證測試的請求，所述驗(yàn)證測 試結(jié)果單元記錄對應(yīng)于終止所述驗(yàn)證測試的所述請求的終止事件。
[0013] 在一種實(shí)現(xiàn)中，所述裝置進(jìn)一步包括:外部接口單元，用于使所述裝置通信耦合到 與所述流量計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制主系統(tǒng)、所述裝置的操作者顯示器或外部設(shè)備中 的至少一個(gè)，所述外部接口單元輸出所述驗(yàn)證測試的結(jié)果。
[0014] 在一種實(shí)現(xiàn)中，如果所述驗(yàn)證測試的結(jié)果對應(yīng)于所述流量計(jì)未通過所述驗(yàn)證測 試，則所述外部接口單元輸出與失敗有關(guān)的警報(bào)、對應(yīng)于確定失敗時(shí)所述驗(yàn)證測試的進(jìn)度 或失敗的理由中的至少一個(gè)。
[0015] 根據(jù)本申請的另一個(gè)方面，公開了一種用于在流量計(jì)內(nèi)執(zhí)行驗(yàn)證測試的設(shè)備，包 括:通信地親合到所述流量計(jì)的流量計(jì)接口電路，所述流量計(jì)接口電路用于啟動(dòng)所述流量 計(jì)的驗(yàn)證測試并且從所述流量計(jì)接收診斷數(shù)據(jù);和記錄所述驗(yàn)證測試的結(jié)果的驗(yàn)證測試結(jié) 果電路，所述結(jié)果基于從所述流量計(jì)接收的所述診斷數(shù)據(jù)。
[0016] 在一種實(shí)現(xiàn)中，所述驗(yàn)證測試結(jié)果電路在日志中記錄對應(yīng)于所述驗(yàn)證測試的啟動(dòng) 的開始事件。
[0017] 在一種實(shí)現(xiàn)中，所述流量計(jì)接口電路接收終止所述驗(yàn)證測試的請求，所述驗(yàn)證測 試結(jié)果電路記錄對應(yīng)于終止所述驗(yàn)證測試的所述請求的終止事件。
[0018] 在一種實(shí)現(xiàn)中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括:外部接口電路，使所述設(shè)備通信耦合到與所 述流量計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制主系統(tǒng)、所述設(shè)備的操作者顯示器或外部設(shè)備中的至 少一個(gè)，所述外部接口電路輸出所述驗(yàn)證測試的結(jié)果。
[0019] 在一種實(shí)現(xiàn)中，如果所述驗(yàn)證測試的結(jié)果對應(yīng)于所述流量計(jì)未通過所述驗(yàn)證測 試，則所述外部接口電路輸出與失敗有關(guān)的警報(bào)、對應(yīng)于確定失敗時(shí)所述驗(yàn)證測試的進(jìn)度 或失敗的理由中的至少一個(gè)。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 圖1示出了一個(gè)示例性系統(tǒng)100,該系統(tǒng)包括一個(gè)依照本申請的教導(dǎo)實(shí)施的流量計(jì) 算機(jī)102。在所示實(shí)例中，流量計(jì)算機(jī)102與流量計(jì)104通信。在一些示例中，流量電腦102還 可以與至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA)主系統(tǒng)106, 一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備108(例如， SCADA系統(tǒng)中的其他組件，一臺(tái)筆記本電腦，一臺(tái)手持現(xiàn)場通信器等），或者一個(gè)或多個(gè)其他 流量計(jì)110通信。
[0021] 圖1所示的流量計(jì)104可以是任何合適的，其內(nèi)部帶有可進(jìn)行診斷以驗(yàn)證流量計(jì) 10 4的性能和整體可靠性功能的流量計(jì)。例如流量計(jì)10 4可以是帶有智能儀表驗(yàn)證(Sma r t Meter Verification)診斷工具的使用科里奧利效應(yīng)(Coriolis Effect)的流量計(jì)，該工具 由艾默生過程控制公司旗下的Mi cro Mot ion所開發(fā)。因此，在示例系統(tǒng)100中，流量計(jì)104包 括一個(gè)或多個(gè)診斷應(yīng)用112以對流量計(jì)104運(yùn)行測試和/或診斷。所示示例中，流量計(jì)104包 括一個(gè)對于流量計(jì)104的元件部分運(yùn)行驗(yàn)證測試的診斷應(yīng)用112。診斷應(yīng)用112產(chǎn)生與所述 驗(yàn)證測試相關(guān)的診斷數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存在內(nèi)部存儲(chǔ)器114上。在一些已知的流量計(jì)104中，存儲(chǔ)診 斷數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括寄存器。所述診斷數(shù)據(jù)包括該測試運(yùn)行狀況的指示(例如測試是 否正在運(yùn)行或未運(yùn)行），以及該驗(yàn)證測試的進(jìn)度和/或完成情況(例如啟動(dòng)中，測量中，分析 中，完成，和/或完成比率），在該驗(yàn)證測試過程中測量和/或計(jì)算的次級參數(shù)值，該驗(yàn)證測試 的結(jié)果(例如流量計(jì)104是否成功通過該驗(yàn)證測試），和/或任何與失敗的驗(yàn)證測試相關(guān)的錯(cuò) 誤。根據(jù)測得的次級參數(shù)是否落入在工廠的技術(shù)規(guī)格所定義的邊界，可以判定流量計(jì)104是 否成功通過驗(yàn)證測試。
[0022] 例如，一個(gè)典型的流量計(jì)可以被用于測量管道中的液體質(zhì)量流率。流量計(jì)可以與 管道連接，并且其包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管或管子，這些導(dǎo)管或管子形成了管道中的液體可以 流經(jīng)的進(jìn)口和出口孔徑。當(dāng)有物質(zhì)流經(jīng)管道的時(shí)候，該流量計(jì)可以通過振動(dòng)激勵(lì)導(dǎo)管從而 確定流量。管道中流動(dòng)物質(zhì)的慣性力可以與振動(dòng)的導(dǎo)管結(jié)合形成科里奧利效應(yīng)，因此在導(dǎo) 管上不同點(diǎn)的振動(dòng)存在著相位偏移，諸如在鄰近進(jìn)口和出口孔徑上的點(diǎn)。利用該流量計(jì)和 科里奧利效應(yīng)，管道中液體的質(zhì)量流率與時(shí)間延遲或者沿著導(dǎo)管分立點(diǎn)上的相位差是成比 例的。如此，將時(shí)間延遲乘以一個(gè)基于物質(zhì)特性和導(dǎo)管形狀的校準(zhǔn)常數(shù)可以確定質(zhì)量流率， 質(zhì)量流率還可能與流量計(jì)的導(dǎo)管硬度參數(shù)有關(guān)。因此，在此示例中，次級參數(shù)包括導(dǎo)管上分 立點(diǎn)上振動(dòng)的相位差和由該相位差計(jì)算出的硬度。從該次級參數(shù)中，通過使流量計(jì)執(zhí)行驗(yàn) 證測試可以確定利用科里奧利效應(yīng)的該流量計(jì)的完整性和性能，所述驗(yàn)證測試為：當(dāng)物質(zhì) 流經(jīng)相應(yīng)管道時(shí)經(jīng)由受控振動(dòng)激勵(lì)導(dǎo)管，測量多點(diǎn)上的導(dǎo)管振動(dòng)響應(yīng)，基于所測得的各點(diǎn) 的相位偏移確定沿著導(dǎo)管上各點(diǎn)的硬度參數(shù)，并且比較該硬度參數(shù)以便在制造時(shí)為流量計(jì) 預(yù)配置限度。超越工廠規(guī)格的硬度參數(shù)表明該流量計(jì)不能精確的測量管道中物質(zhì)的流率。
[0023] 在流量計(jì)104進(jìn)行了驗(yàn)證測試之后，操作者可以獲取所得出的診斷數(shù)據(jù)結(jié)果以基 于該結(jié)果做出任何合適的反應(yīng)(例如如果流量計(jì)沒有通過驗(yàn)證測試，則替換流量計(jì)104)。然 而，許多實(shí)施該診斷工具的已知流量計(jì)的數(shù)據(jù)通常只能通過專有的與流量計(jì)相關(guān)的應(yīng)用獲 取。結(jié)果，流量計(jì)的診斷結(jié)果無法直接被納入整個(gè)過程系統(tǒng)，比如SCADA系統(tǒng)，以使得操作者 獲取對該系統(tǒng)有更完整的認(rèn)識，并通過系統(tǒng)主機(jī)應(yīng)用與流量計(jì)遠(yuǎn)程交互，并通過系統(tǒng)主機(jī) 應(yīng)用遠(yuǎn)程安排和/或開始一個(gè)驗(yàn)證測試，當(dāng)驗(yàn)證測試被運(yùn)行（例如開始和/或終止時(shí)），為了 隨后的分析、回顧、和/或系統(tǒng)中與其他事件和/或的報(bào)警有聯(lián)系的訓(xùn)練，在與SCADA系統(tǒng)相 關(guān)的審計(jì)跟蹤的事件日志中記錄時(shí)間和建檔。
[0024] 通過圖1所示的示例性流量計(jì)算機(jī)102可以克服此障礙，所述流量計(jì)算機(jī)根據(jù)本 申請的教導(dǎo)與流量計(jì)104相交互。所示示例中的示例性流量計(jì)算機(jī)102包括示例性處理器 116