ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ С УЛУЧШЕННОЙ ДИАГНОСТИКОЙ Российский патент 2017 года по МПК G05B19/42 

Уровень техники

Известны переносные устройства для полевого технического обслуживания. Такие устройства весьма полезны в отрасли управления процессами и измерений, чтобы позволить операторам с удобством осуществлять связь с полевыми устройствами и/или опрашивать такие устройства в конкретной технологической установке. Примерами таких технологических установок являются нефтяные, фармацевтические, химические, целлюлозные и другие технологические установки для текучей среды. В таких установках управление технологическим процессом и измерительная сеть могут содержать десятки или даже сотни различных полевых устройств, периодически требующих технического обслуживания, чтобы гарантировать, что такие устройства функционируют должным образом и/или калиброваны. Кроме того, когда в установке управления технологическим процессом и измерений обнаруживаются одна или более ошибок, использование переносного устройства для полевого технического обслуживания позволяет технику быстро диагностировать такие ошибки в области. Переносные устройства для полевого технического обслуживания обычно используются для создания конфигурации, калибровки и диагностики проблем в отношении интеллектуальных полевых устройств, используя протоколы цифровой технологической связи.

Поскольку по меньшей мере некоторые технологические установки могут содержать сильно летучие или даже взрывоопасные среды, чтобы соблюдать внутренние требования техники безопасности, часто бывают полезными или даже требуются полевые устройства и переносные устройства для полевого технического обслуживания, используемые с такими полевыми устройствами. Эти требования помогают гарантировать, что внутренние электрические устройства не будут создавать источника возгорания даже в условиях неисправности. Один из примеров внутренних требований техники безопасности сформулирован в документе APPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I, II and III, DIVISION NUMBER 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATIONS, CLASS NUMBER 3610, опубликованном Factory Mutual Research в октябре 1998 г. Примером переносного устройства для полевого технического обслуживания, удовлетворяющего внутренним требованиям техники безопасности, служит полевой коммуникатор модели 475, продаваемый под названием Model 475 Field Communicator компанией Emerson Process Management (город Остин, штат Техас).

Раскрытие изобретения

Обеспечивается переносное устройство для полевого технического обслуживания с улучшенными диагностическими функциями. Устройство содержит модуль технологической связи, выполненный с возможностью взаимодействия с полевым устройством. Контроллер соединяется с модулем технологической связи. Контроллер выполнен с возможностью осуществления ряда улучшенных диагностических функций в отношении полевого устройства. Контроллер может получать контекстную информацию относительно текущей операции полевого технического обслуживания и заранее загружать по меньшей мере один ресурс для последующего этапа полевых работ. Контроллер может получать аварийную информацию процесса через модуль беспроводной связи и предупреждающую информацию полевого устройства через модуль технологической связи и обеспечивать на устройстве отображения индикацию в отношении как аварийной информации процесса, так и предупреждающей информации полевого устройства. Контроллер может выполнять последовательность операций технического обслуживания полевого устройства на полевом устройстве в ответ на сигнал от пользовательского устройства ввода. Контроллер может получать информацию, отображающую текущее состояние, в ответ на сигнал от пользовательского устройства ввода.

Краткое описание чертежей

Фиг.1A и 1B – схематичные изображения переносного устройства для полевого технического обслуживания, с которым варианты осуществления изобретения особенно полезны.

Фиг.2 – схематичное изображение переносного устройства для полевого технического обслуживания, с которым варианты осуществления изобретения особенно полезны.

Фиг.3 - блок-схема переносного устройства для полевого технического обслуживания, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 – блок-схема последовательности выполнения операций способа облегчения полевого технического обслуживания с помощью переносного устройства для полевого технического обслуживания, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 - блок-схема последовательности выполнения операций способа обеспечения условий аварийной и предупреждающей сигнализации устройства на переносном устройстве для полевого технического обслуживания, соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 – блок-схема последовательности выполнения операций способа простого выполнения сложной, связанной с конкретным устройством диагностики, используя переносное устройство для полевого технического обслуживания, соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 – блок-схема последовательности выполнения операций способа предоставления диагностической информации удаленной организации, используя переносное устройство для полевого технического обслуживания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 – блок-схема последовательности осуществления операций способа приема удаленной поддержки, используя переносное устройство для полевого технического обслуживания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг.1A и 1B схематично представлено переносное устройство 22 для полевого технического обслуживания, соединенное с полевыми устройствами 20, 23. Как показано на фиг.1A, переносное устройство 22 для полевого технического обслуживания содержит пару выводов 25, 27, которые присоединяются соответственно к проводникам 30, 32 для испытаний, которые затем соединяются с выводами 24 полевого устройства 20. Выводы 24 могут быть специализированными выводами, чтобы позволить такому переносному устройству для полевого технического обслуживания связываться с устройством 20 и взаимодействовать с устройством 20. Использование выводов 25, 27 для соединения с полевым устройством показывает пример проводного соединения между переносным устройством 22 для полевого технического обслуживания и полевым устройством 20.

На фиг.1В показано альтернативное построение, при котором переносное устройство 22 для полевого технического обслуживания напрямую соединяется с контуром 34 управления технологическим процессом, к которому присоединено полевое устройство 23. В любом случае, проводное соединение между переносным устройством для полевого технического обслуживания и полевым устройством позволяет переносному полевому устройству для полевого технического обслуживания взаимодействовать с желаемым полевым устройством 20, 23.

На фиг.2 схематично представлено переносное устройство 102 для полевого технического обслуживания, взаимодействующее с беспроводным полевым устройством 104. Система 100 содержит переносное устройство 102 для полевого технического обслуживания, осуществляющий связь с полевым устройством 104. Переносное устройство 102 для полевого технического обслуживания посредством связи соединяется с полевым устройством 104 через линию связи 114. Линия связи 114 может иметь любую подходящую форму, в том числе быть проводными соединениями, как показано на фиг.1A и 1B, а также использовать способы беспроводной связи, применяемые или разрабатываемые в настоящее время. Переносное устройство 102 для полевого технического обслуживания позволяет технику взаимодействовать с полевым устройством 104, чтобы создавать конфигурацию, проводить калибровку и/или диагностировать проблемы, связанные с полевым устройством 104, используя протокол связи дискретных процессов, такой как FOUNDATION™ и/или протокол HART®. Переносные устройства для полевого технического обслуживания, такие как устройство 102, могут использоваться для запоминания данных конфигурации, получаемых от полевых устройств, таких как полевое устройство 104.

Полевое устройство 104 может быть любым устройством, которое считывает переменную процесса и передает информацию, связанную с переменной, такой как давление или температура, по контуру технологической связи. Полевое устройство 104 может также быть устройством, принимающим информацию от контура технологической связи и устанавливающим физический параметр, такой как закрывание клапана, основываясь на этой информации. Полевое устройство 104 изображается как датчик давления текучей среды в производственном процессе, имеющий присоединенный к нему трубопровод 106 под давлением, и корпус 108 для электронных устройств. Полевое устройство 104 показано только для иллюстративных целей. В действительности, полевое устройство 104 может быть любым промышленным устройством, таким как датчик температуры производственной текучей среды, датчик уровня производственной текучей среды, датчик расхода производственной текучей среды, контроллер клапанов или любое другое устройство, полезное при измерении и/или управлении производственными процессами.

Переносное устройство 102 для полевого технического обслуживания обычно содержит интерфейс пользователя, содержащий устройство 120 отображения, а также несколько клавишей 122 для ввода данных пользователем. Устройство 120 отображения может быть любым подходящим устройством отображения, таким как жидкокристаллическое устройство отображения с активной матрицей, или любым другим подходящим устройством отображения, способным предоставлять полезную информацию. Клавиши 122 могут иметь любой соответствующий порядок размещения клавишей в отношении любого количества функций, к которым может обращаться переносное устройство для полевого технического обслуживания. Клавиши 122 могут содержать цифровую клавиатуру, алфавитно-цифровую клавиатуру, любое необходимое количество специализированных функций и/или клавишей навигации или любую их комбинацию.

На фиг.3 приведена блок-схема переносного устройства для полевого технического обслуживания, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения. Предпочтительно, чтобы устройство 52 соответствовало по меньшей мере одним техническим требованиям по внутренней технике безопасности, таким как упомянутые выше, чтобы помочь обеспечивать безопасность в потенциально взрывоопасных средах. Переносное устройство 52 для полевого технического обслуживания предпочтительно содержит по меньшей мере один беспроводной модуль 121 технологической связи. Соответствующим примером модуля 121 беспроводной технологической связи является модуль, создающий и/или принимающий соответствующие сигналы согласно известному протоколу беспроводной связи, такому как известный протокол WirelessHART (IEC 62591). Другой протокол беспроводной технологической связи процесса изложен в ISA100.11a. Хотя на фиг.3 показан одиночный модуль 121 беспроводной технологической связи, явно предполагается, что может использоваться любое соответствующее количество модулей беспроводной технологической связи для связи по различным протоколам беспроводной технологической связи, существующим в настоящее время или разработанным позднее.

Переносное устройство 52 для полевого технического обслуживания также содержит по меньшей мере один вторичный модуль 123 по протоколу беспроводной связи. Модуль 123 по протоколу беспроводной связи может осуществлять связь в соответствии с одним или более вариантами, показанными пунктиром на фиг.3. Конкретно, модуль 123 по протоколу беспроводной связи может осуществлять связь в соответствии с техническими требованиями 124 на Bluetooth (такими как Bluetooth Specification 2.1, с оценкой по классу 2 мощности); техническими требованиями 126 на Wi-Fi (такими как IEEE 802.11.a/b/g/n); известными техническими требованиями 128 на RFID; способами 130 сетевой связи (такими как GSM/CDMA), WiMAX (IEEE 802.16m) и/или способами 132 спутниковой связи. Эти способы и технологии связи позволяют переносному устройству 52 для полевого технического обслуживания осуществлять связь непосредственно с беспроводным межсетевым интерфейсом или другим соответствующим устройством через прямую беспроводную связь или используя Интернет. Хотя на фиг.3 показан один модуль 123 по протоколу беспроводной связи, может использоваться их любое соответствующее количество. Каждый модуль 121 по протоколу беспроводной технологической связи и модуль 123 по протоколу беспроводной связи связывается с контроллером 130, который также связывается с модулем 138 проводной технологической связи.

Варианты осуществления настоящего изобретения обычно поддерживают способность беспроводной связи переносного устройства для полевого технического обслуживания создавать устойчивый путь осуществления передачи данных в реальном времени или канал с сетью технологической установки или с глобальной сетью. Такой доступ может быть предоставлен, используя прямое беспроводное подключение к сети технологической установки или через туннель виртуальной частной сети (VPN) в сеть технологической установки через брандмауэр сети технологической установки. Это обеспечивает переносному устройству для полевого технического обслуживания возможность автоматического взаимодействия и/или синхронизации с системами внутри сети передачи данных технологической установки, такой как система управления активами, компьютеризированная система управления обслуживанием (CMMS), распределенная система управления (DCS) и так далее. В некоторых технологических установках беспроводная связь может быть невозможна из-за помех или отсутствия точки доступа в пределах дальности действия переносного устройства для полевого технического обслуживания. В таких ситуациях контроллер переносного устройства для полевого технического обслуживания предпочтительно выполняется с возможностью сохранения различных данных, подлежащих синхронизации, так чтобы когда обнаруживается соответствующая "горячая точка", где беспроводная связь доступна, переносное устройство для полевого технического обслуживания могло подключиться и синхронизироваться с соответствующими серверами или другими удаленными устройствами.

Контроллер 130 предпочтительно является микропроцессором, выполняющим последовательность команд, хранящихся в нем или в запоминающем устройстве, соединенном с контроллером 130, чтобы выполнить задачи переносного устройства для полевого технического обслуживания. Модуль 138 проводной технологической связи позволяет переносному устройству 52 для полевого технического обслуживания быть физически подключенным через проводное соединение на выводах 142, 144 к полевому устройству. Примерами соответствующей проводной технологической связи являются протокол взаимодействия с удаленным датчиком с шинной адресацией (HART®), протокол FOUNDATION™ Fieldbus, Profibus и другие.

Переносное устройство 52 для полевого технического обслуживания содержит модуль 156 интерфейса пользователя для создания интерфейса пользователя, используя устройство 120 отображения и клавиши 122. Модуль 156 может содержать соответствующую электрическую схему 158 драйвера устройства отображения и/или запоминающее устройство для взаимодействия с устройством 120 отображения. Модуль 156 также содержит входную электрическую схему 160, выполненную с возможностью взаимодействия с клавишами 122 для приема ввода данных от пользователя. Дополнительно, в вариантах осуществления, где устройство 120 отображения содержит сенсорный экран, модуль 160 может содержать электрическую схему для создания ввода данных пользователем на контроллер 130, основанную на прикосновении пользователя и/или на жестах, принимаемых сенсорным экраном.

Переносное устройство 52 для полевого технического обслуживания может содержать много дополнительных позиций, облегчающих дополнительные функциональные возможности. Конкретно, устройство 52 может содержать модуль обнаружения положения, такой как модуль 150 GPS. Модуль 150 GPS может быть выполнен с возможностью дополнительного использования системы панорамного обзора (WAAS) для повышенной точности и/или может быть выполнен с возможностью работы с использованием дифференциальных способов GPS по мере необходимости. Модуль 150 связывается с контроллером 130, чтобы предоставлять контроллеру 130 индикацию о географическом положении устройства 52. Хотя модуль 150 обнаружения положения предпочтительно является внутренним компонентом устройства 52, он может быть внешним по отношению к устройству и посредством связи быть соединен с ним, используя соответствующий протокол беспроводной или проводной связи, такой как Bluetooth 124, RFID 128 и так далее. И еще дополнительно, хотя модуль 150 обнаружения положения обычно описывается как модуль 150 GPS, могут использоваться другие способы выполнения триангуляции положения переносного устройства для полевого технического обслуживания, основанные на относительной надежности беспроводной связи с беспроводными приемопередатчиками, имеющими известные фиксированные положения. К примерам таких способов беспроводной триангуляции относится триангуляция положения переносного устройства 52 для полевого технического обслуживания на основе связи с тремя или более фиксированными положениями точки связи Wi-Fi или точки доступа. Дополнительно, как указано выше, варианты осуществления настоящего изобретения могут содержать возможность использования одного или более модулей по протоколу беспроводной технологической связи, таких как модуль 121. Такие способы триангуляции могут также использоваться, если может быть достигнуто соответствующее количество беспроводных взаимодействий с беспроводными полевыми устройствами в фиксированном положении. Наконец, хотя выше описаны различные способы, предусмотренные для получения информации о положении переносного устройства 52 для полевого технического обслуживания, они могут также использоваться в сочетании друг с другом, чтобы обеспечить дополнительную точность и/или избыточность. Кроме того, устройство 52 также предпочтительно содержит модуль 152 компаса, соединенный с контроллером 130, так что устройство 52 может указывать направление по компасу, которое он указывает. Наконец, устройство 52 может также содержать модуль 154 наклона, соединенный с контроллером 130, чтобы предоставлять контроллеру 130 показания в отношении угла наклона устройства 52 относительно центра тяжести. Однако предполагаются также дополнительные оси считывания.

Когда одно или более полевых устройств не функционируют должным образом, это может влиять на всю технологическую установку. Таким образом, при проблемах с такими устройствами очень важно их идентифицировать и устранить как можно быстрее. Кроме того, с повышением сложности современных интеллектуальных полевых устройств нахождение первопричины конкретной проблемы становится более трудным.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, переносное устройство для полевого технического обслуживания предоставляет полевому технику прогрессивные диагностические функции и функции поиска и устранения неисправностей. Кроме того, такие прогрессивные функциональные возможности предпочтительно обеспечиваются, используя упрощенные способы общения с пользователем, так что общая диагностическая задача для полевого техника упрощается, хотя фактическая диагностика, выполняемая при использовании переносного устройства для полевого технического обслуживания, становится более сложной или прогрессивной.

Один из способов, упрощающих полевое техническое обслуживание, обеспечивается применением переносного устройства для полевого технического обслуживания, поддерживающего потоки выполнения технологических операций. Задачи полевого технического обслуживания предпочтительно группируются с заявками и другой информацией в логическом устройстве, совместимом с потоками технологических операций, используемыми техническим персоналом в полевых условиях. В режиме "потока технологических операций" переносное устройство для полевого технического обслуживания считывает, измеряет или как-либо иначе получает информацию о том, что делает в настоящее время техник, и о следующем этапе(-ах), который, вероятно, должен предпринять техник. Получив такую информацию, переносное устройство для полевого технического обслуживания легко может сделать соответствующую информацию и заявки доступными для техника. Примеры такой контекстной информации, которая может информировать переносное устройство для полевого технического обслуживания о том, что делает в настоящий момент техник, содержат, в частности, цифровые взаимодействия с подключенным полевым устройством, ошибки или другую диагностическую информацию, предоставляемую полевым устройством, информацию о состоянии полевого устройства, полевую информацию об аудиторской проверке полевого устройства (предпочтительно полученную с помощью беспроводных технологий от системы управления активами в реальном времени), архивную информацию об активах (хранящуюся на месте в переносном устройстве для полевого технического обслуживания или полученную с помощью беспроводных технологий от удаленного главного компьютера), параметры процесса, относящиеся к технологической установке, предоставляемые одним или более другими полевыми устройствами или контроллером технологического процесса, предупреждающую информацию устройства (предоставляемую присоединенным полевым устройством или другим полевым устройством), аварийные режимы процесса, локальные условия окружающей среды (такие как температура окружающей среды, атмосферное давление, влажность и так далее), результаты измерения электромагнитных помех, используя любой из модулей беспроводной связи внутри переносного устройства для полевого технического обслуживания, результаты измерения вибрации, время суток, информацию о технике (такую как фамилия или идентификатор техника, категория допуска техника и так далее). Любые такие параметры, один или в комбинации с другими параметрами, могут сообщать переносному устройству для полевого технического обслуживания о том, что в настоящий момент делает техник. Хотя результат анализа такой информации предпочтительно указывает конкретную задачу для каких-то последующих этапов, может быть обеспечена информация и/или заявка, причем явно подразумевается, что многие жизнеспособные результаты могут быть определены со статистическим весом для упорядочивания результатов. Таким образом, информация о следующем этапе, заявке и так далее может обеспечиваться не только для максимального результата, но и даже для максимального множества результатов. Кроме того, хотя такая разнообразная информация предпочтительно анализируется автоматически переносным устройством для полевого технического обслуживания, чтобы помочь технику на следующем логическом этапе(-ах) при его или ее полевом обслуживании, также предполагается, что вся такая информация может также быть сделана доступной для техника.

На фиг.4 схематично представлен способ облегчения полевого технического обслуживания с помощью переносного устройства для полевого технического обслуживания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ 200 начинается с этапа 202, где переносное устройство для полевого технического обслуживания с помощью средства связи соединяется с полевым устройством. Такое связное соединение может быть проводным соединением (напрямую к полевому устройству или через контур или сегмент технологической связи) или беспроводным соединением. Затем, на этапе 204 переносное устройство для полевого технического обслуживания используется для выполнения по меньшей мере одной функции полевого технического обслуживания в отношении полевого устройства. На этапе 206 переносное устройство для полевого технического обслуживания получает контекстную информацию в отношении текущей деятельности по полевому техническому обслуживанию. Этот этап предпочтительно делается автоматически без участия техника. Основываясь на информации, полученной на этапе 206, контроллер 130 в переносном устройстве 52 для полевого технического обслуживания определяет, какие действия выполняет техник в настоящий момент. Основываясь на текущей деятельности техника, контроллер 130 определяет один или более следующие этапов и определяет ресурсы, необходимые для одного или более следующих этапов. Ресурсы загружаются на этапе 208, так что когда техник завершает текущую деятельность, ресурс(-ы), требующийся для вероятного следующего этапа, уже доступен. На этапе 210 наиболее вероятный следующий этап указывается пользователю через устройство 120 отображения. Техник может выбрать указанный этап или может указать, что предложенный следующий этап не принимается. В таком случае способ 200 может предоставить технику следующий, наиболее вероятный этап или может просто позволить технику прекратить зависящую от контекста предварительную загрузку ресурсов.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут также использоваться для облегчения документирования этапов обслуживания, выполняемых техником. Например, после завершения каждого выполненного этапа, результаты этого этапа могут быть сохранены в переносном устройстве для полевого технического обслуживания, в системе управления активами, в системе CMMS и так далее, чтобы вести архивную запись работы, выполняемой на конкретном полевом устройстве. Такая информация может содержать описание проделанной работы, была ли работа успешной или нет, соотношение успеха/отказа при контроле, замечания и так далее. Переносное устройство для полевого технического обслуживания предпочтительно автоматизирует сбор такой информации, но варианты осуществления настоящего изобретения также содержат прием вручную введенных данных от техника на переносном устройстве для полевого технического обслуживания в отношении любой перечисленной выше информации. Результаты для индивидуальных этапов обслуживания предпочтительно объединяются, чтобы создать обобщающую информацию обо всей процедуре. Эта обобщающая оценка/информация может содержать отметку о проверке или другой соответствующий флаг для завершения, оценки данных успеха/отказа, замечаний и т.д. Результаты предпочтительно хранятся в переносном устройстве для полевого технического обслуживания и загружаются в систему управления активами или в информационную систему более высокого уровня и так далее для анализа и/или архивации. Результаты могут затем использоваться руководителем обслуживания, чтобы гарантировать, что работа была завершена так, как это ожидалось.

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения обычно получают и обрабатывают значительные объемы диагностической и/или контекстной информации, предпочтительно, чтобы по меньшей мере некоторые варианты осуществления настоящего изобретения предоставляли технику упрощенное устройство отображения, объединяющее такие данные. Такая упрощенная индикация может предоставляться на устройстве 120 отображения автоматически или может быть выбрана или как-либо иначе вызвана техником. Например, одной такой упрощенной диагностической индикацией является простой индикатор "хорошо/плохо", который предоставляет обобщенную индикацию в отношении исправности полевого устройства. Она может быть совсем простой, как флаг или значок "хорошо/плохо", или она может указывать промежуточное состояние между "хорошо" и "плохо". Кроме того, технику при необходимости также предоставляется справочная информация для конкретного устройства. Например, техник может выбрать функцию или клавишу "help" (справка) и переносное устройство для полевого технического обслуживания автоматически создает запрос удаленному главному компьютеру или системе в отношении конкретного полевого устройства, с которым переносное устройство для полевого технического обслуживания соединен посредством связи. Результаты запроса принимаются с помощью беспроводных технологий и отображаются на экране технику. Предпочтительно результаты справки анализируются, основываясь на текущей контекстной информации полевого устройства и более конкретные позиции справочной информации предлагаются технику, основываясь на контекстной информации. Результаты справки могут содержать любую информацию, полезную для техника, полученную из любого источника, местного или удаленного. Примеры результатов справки содержат справочную информацию из руководства для полевого устройства, список задач (со связями с задачами DD), которые должны выполняться, основываясь на состоянии, а также один или более ресурсов для приведения в порядок полевого устройства. Результаты справки могут также содержать связи с видеоматериалом, в котором технику показывается, как диагностировать/отыскивать и устранять неисправности/приводить в порядок полевое устройство. В вариантах осуществления, в которых переносное устройство для полевого технического обслуживания обладает достаточной емкостью накопителя, вся справочная информация для конкретного устройства может фактически храниться локально. Однако в таких вариантах осуществления все же остается предпочтительным, чтобы результаты по запросу справки заказывались или организовывались на основе контекстной информации. Таким образом, если техник выполняет специальную градуировочную операцию на конкретном полевом устройстве и нажимает клавишу справки, то результатом будет справочная информация для конкретного устройства и технику, выполняющему в данный момент операцию калибровки, будет направлен наилучший результат для запроса по калибровке.

Одна из трудностей, с которой сталкиваются техники, когда занимаются поиском, устранением и диагностикой проблем в текущем процессе, состоит в том, что они не видят одновременно предупреждений полевого устройства и аварийных режимов процесса. Чтобы диагностировать проблемы, техник должен обычно находиться в постоянном контакте с другим рабочим в диспетчерской, который следит за аварийными надписями на экране оператора.

На фиг.5 представлена блок-схема последовательности выполнения операций способа обеспечения показа предупреждений устройства и аварийных режимов процесса на переносном устройстве для полевого технического обслуживания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ 250 начинается с этапа 252, где переносное устройство для полевого технического обслуживания посредством связи соединяется с полевым устройством. Предпочтительно всякий раз, когда переносное устройство для полевого технического обслуживания посредством связи соединяется с полевым устройством, устройство автоматически опознает полевое устройство и загружает или как-либо иначе получает описание устройства для присоединенного полевого устройства. На этапе 254 полевое устройство опрашивается и от полевого устройства принимаются одно или более предупреждений устройства. Такие предупреждения могут указывать возникновение определенного события или условия, которое произошло или происходит в настоящий момент. На этапе 256 переносное устройство для полевого технического обслуживания связывается с главным компьютером диспетчерской или системой, которые в настоящий момент управляют процессом. Такая связь предпочтительно является беспроводной. Главный компьютер диспетчерской или система предоставляют переносному устройству для полевого технического обслуживания информацию в отношении одного или более аварийных сигналов процесса. Аварийный сигнал процесса является индикацией, что конкретное условие аварийной сигнализации было удовлетворено и еще не устранено. Аварийная сигнализация процесса может быть связана со многими технологическими режимами. Например, аварийная сигнализация процесса может быть связана с переменной процесса, такой как давление в процессе, отказ или ухудшение работы полевого устройства, трудности с технологической связью и так далее. На этапе 258 переносное устройство для полевого технического обслуживания создает на устройстве 120 отображения индикацию, которая одновременно показывает предупреждения устройства и аварийную сигнализацию процесса. Это дает технику в полевых условиях отображение условий аварийной сигнализации процесса, которые оператор процесса видит, наряду со сводкой обнаруженных предупреждений полевого устройства. Используя оба устройства отображения, техник в полевых условиях может быстро и точно определить источник проблемы и прийти к диагнозу для решения. Хотя приведенное выше описание относится к аварийной сигнализации процесса и предупреждениям устройства, системой управления технологическим процессом может предоставляться любая соответствующая информация о процессе. Примерами являются переменные процесса, аналоговые выходные значения, установочные точки и так далее.

На фиг.6 представлена блок-схема последовательности выполнения операций способа простого выполнения сложной диагностики конкретного устройства, используя переносное устройство для полевого технического обслуживания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ 270 начинается на этапе 272, где переносное устройство для полевого технического обслуживания посредством связи соединяется с полевым устройством. На этапе 274 переносное устройство для полевого технического обслуживания принимает входные данные от техника, выбирающего функцию автоматической диагностики. Этот выбор может быть сделан любым соответствующим способом, однако, предпочтительно, чтобы функция автоматической диагностики выбиралась одним нажатием клавиши. Например, среди клавишей 122 может содержаться физическая клавиша включения конкретной функции. Кроме того, как только переносное устройство для полевого технического обслуживания посредством связи соединяется с полевым устройством, может быть доступна программируемая клавиша, позволяющая вызвать функцию автоматической диагностики одним нажатием клавиши. Программируемая клавиша может быть программируемой клавишей 122 вблизи устройства 120 отображения, так чтобы устройство 120 отображения могло индицировать рядом с программируемой клавишей метку, указывающую функцию программируемой клавиши.

На этапе 276 переносное устройство для полевого технического обслуживания получает схему испытаний конкретного полевого устройства, с которым он был соединен посредством связи на этапе 272. Схема испытаний может быть выполнена любым подходящим способом, но предпочтительно выполняется такой, как указано блоками, обозначенными пунктиром. Конкретно, переносное устройство для полевого технического обслуживания сначала идентифицирует полевое устройство, с которым он соединен. Эта идентификация может содержать получение информации о признаке устройства или некоего другого идентификатора. Полевое устройство может также предоставлять индикацию номера модели, производителя, номера версии устройства и номера версии описания устройства. В случаях, когда полевое устройство не в состоянии предоставить такую информацию, переносное устройство для полевого технического обслуживания может предпочтительно использовать свое беспроводное соединение для взаимодействия с системой управления активами, чтобы получить такую информацию, основываясь на поиске признака устройства. В любом случае, на этапе 280 переносное устройство для полевого технического обслуживания получает доступ к файлу описания электронного устройства (EDD), соответствующему точному производителю полевого устройства, номеру модели и номеру версии, который был получен на этапе 278. Такой доступ может быть выполнен, используя беспроводное соединение и/или используя локальный поиск в базе данных (в вариантах осуществления, где переносное устройство для полевого технического обслуживания хранит один или более файлов EDD). Описание электронного устройства (EDD) написано, используя язык описания электронного устройства (EDDL), и содержит исчерпывающий список всех испытаний, которые должно выдержать конкретное полевое устройство, чтобы считаться не имеющим ошибок и дефектов. Полевые устройства содержат или им предоставляется такая информация, но она малопригодна для использования техником. Таким образом, на этапе 282 переносное устройство для полевого технического обслуживания заставляет контроллер анализировать или как-либо иначе обрабатывать файл EDD, чтобы создать один или более автоматизированных сценариев испытаний, которые содержат схему испытаний, как указано на этапе 284. Хотя предусмотренное выше описание конкретно относится к файлам EDD, любой считываемый компьютером носитель данных, обеспечивающий описание соответствующего полевого устройства, может использоваться согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. К соответствующим примерам относятся Field Device Tool/Device Type Manager (устройство для полевого устройства/диспетчер типов устройств) (FDT/DTM), соответствующие техническим требованиям FDT, принятым FDT Group AISBL, Field Device Integration (FDI) и так далее.

На этапе 286 переносное устройство для полевого технического обслуживания начинает автоматически выполнять схему испытаний. Предпочтительно схема испытаний выполняется без какого-либо вмешательства техника. Однако предполагается, что определенные испытания или сценарии требуют физических действий (таких как подключение эталонного резистора к паре выводов датчика полевого устройства). Даже при вмешательстве техника, последовательность сценариев индивидуальных испытаний, а также связь с полевым устройством, все же предпочтительно выполняются автоматически. Когда все сценарии испытаний в схеме проведены, переносное устройство для полевого технического обслуживания предпочтительно предоставляет технику сводку результатов, как указано на этапе 290. Сводка предпочтительно перечисляет все сценарии испытаний и результат каждого сценария. Результаты могут содержать индикацию для полевого устройства того, что оно выдержало испытание, не выдержало испытание или что результат неопределенен. Кроме того, сводка результатов может также содержать условия предупреждения и/или обнаруженные проблемы. Предпочтительно автоматическая диагностика должна также содержать фактические данные, которые были зарегистрированы перед проведением испытаний по схеме. Кроме того, если полевое устройство имеет проблемы или отказы, конечная сводка или отчет могут одним нажатием предоставить доступ к справке для конкретного устройства в отношении конкретной встретившейся проблемы(-м) и/или к этапам для техника, чтобы устранить или дополнительно исследовать проблему. Кроме того, переносное устройство для полевого технического обслуживания может также получить доступ к руководству по ремонту в отношении конкретной проблемы, так что с руководством можно проконсультироваться непосредственно на переносном устройстве для полевого технического обслуживания. Руководства для полевых устройств обычно доступны в диалоговом режиме в стандартном формате, таком как известный формат .pdf. На этапе 292 при необходимости могут также быть предоставлены результаты. Такое предоставление включать содержать печать бумажного документа (например, печать через принтер Bluetooth) или посылку электронной почтой результатов на адрес, указанный техником.

Описанные выше варианты осуществления обычно помогают технику выполнять множество задач или операций, чтобы установить причину проблемы в полевом устройстве. Однако, иногда, после того, как были проведены все испытания и информация была изучена, проблема все еще не идентифицируется. В таких случаях варианты осуществления настоящего изобретения также облегчают взаимодействие с организацией третьего лица, осуществляющего поддержку, такой как группа поддержки клиентов производителя полевого устройства.

На фиг.7 представлена блок-схема последовательности выполнения операций способа предоставления диагностической информации удаленной организации, используя переносное устройство для полевого технического обслуживания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ 300 начинается на этапе 302, на котором техник вводит входные данные, указывающие запрос удаленной поддержки. Ввод данных пользователем может также быть показателем конкретного удаленного поставщика услуг технической поддержки из числа множества таких поставщиков услуг. Например, один из поставщиков услуг может быть экспертной группой, расположенной на технологической установке, тогда как другой поставщик услуг может быть группой производителя по поддержке клиентов. Для каждого такого поставщика услуг переносное устройство для полевого технического обслуживания предпочтительно содержит или как-либо иначе получает указатель или индикатор. Одним из примеров такого индикатора является адрес электронной почты. Однако указатель или индикатор могут также быть унифицированным указателем ресурса (URL) безопасного ftp-сервера, выполненного с возможностью приема диагностической информации от переносных устройств для полевого технического обслуживания. Кроме того, варианты осуществления настоящего изобретения также предполагают способность технического специалиста делать выбор многочисленных поставщиков услуг.

На этапе 304 переносное устройство для полевого технического обслуживания собирает информацию, отображающую текущее состояние. Термин "информация, отображающая текущее состояние", как он используется здесь, содержит любую информацию, относящуюся к полевому устройству, взаимодействию с полевым устройством и/или контекстную информацию. Информация, отображающая текущее состояние, может содержать фактическую фотографическую информацию, видеоинформацию и/или аудиоинформацию, о работе полевого устройства или, в противном случае, в полевых условиях, как указано на этапе 306. Информация, отображающая текущее состояние, может также содержать конкретные результаты электрических измерений, полученные или как-либо иначе определенные в отношении полевого устройства, как указано на этапе 310. Информация, отображающая текущее состояние, может также содержать копию любого или всех сообщений между переносным устройством для полевого технического обслуживания и полевым устройством, как указано на этапе 312. Информация, отображающая текущее состояние, может также содержать журнал регистрации слежения, чтобы прослеживать шаги, предпринятые техником, как указано на этапе 314. Информация, отображающая текущее состояние, может дополнительно содержать любую соответствующую информацию об устройстве, такую как признак устройства, номер модели, номер версии, заводской номер, код партии и так далее. Дополнительно, информация, отображающая текущее состояние, может содержать любую контекстную информацию, упомянутую выше, в отношении варианта осуществления, в котором ресурсы загружаются заранее, основываясь на том, что в настоящий момент делает техник. Хотя описание способа 300 обеспечивает описание этапа 302 раньше, чем этапа 304, на деле порядок может быть полностью изменен. Таким образом, техник может собрать информацию, отображающую текущее состояние, до того, как подать запрос на удаленную поддержку. Сбор информации, отображающей текущее состояние, может производиться автоматически, когда система просто собирает данные в ожидании запроса службы удаленной поддержки, или он может быть инициирован техником.

На этапе 318 информация, отображающая текущее состояние, передается поставщику услуг удаленной службы технической поддержки. В вариантах осуществления, в которых переносное устройство для полевого технического обслуживания обладает средством беспроводной связи в реальном времени, передача может производиться в то время, когда переносное устройство для полевого технического обслуживания все еще соединен посредством связи с полевым устройством. Дополнительно или альтернативно, передача может быть задержана и храниться, пока переносное устройство для полевого технического обслуживания не имеет беспроводной или проводной связи. Дополнительно, информация, отображающая текущее состояние, может также быть передана системе управления активами для архивации информации, относящейся к полевому устройству.

На фиг.8 представлена блок-схема последовательности выполнения операций способа приема удаленной поддержки, используя переносное устройство для полевого технического обслуживания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ 320 предпочтительно выполняется после описанного выше способа 300. Однако это не всегда может быть необходимым. Хотя вероятно, что информация, отображающая текущее состояние, очень информативна для способа предоставления удаленной поддержки, на практике варианты осуществления настоящего изобретения могут применяться так, что техник просто выбирает удаленную службу технической поддержки, относящуюся к конкретному полевому устройству, и принимает один или более сценариев испытаний или ресурсы от поставщика услуг удаленной технической поддержки. На этапе 322 переносное устройство для полевого технического обслуживания устанавливает соединение связи с выбранным поставщиком услуг удаленной технической поддержки. На этапе 324 переносное устройство для полевого технического обслуживания принимает сценарий 326 испытаний и/или сценарий 328 ремонта. Как было изложено выше, сценарии, принятые от поставщика услуг удаленной технической поддержки предпочтительно являются ответом или предоставляются после передачи информации, отображающей текущее состояние, поставщику услуг удаленной технической поддержки, как описано выше со ссылкой на фиг.7. Затем на этапе 330 переносное устройство для полевого технического обслуживания автоматически выполняет на полевом устройстве один или более сценариев испытаний/ремонта, полученных от поставщика услуг удаленной технической поддержки. На этапе 340 переносное устройство для полевого технического обслуживания определяет результаты выполнения удаленно предложенного сценария. Эти результаты могут быть предоставлены на месте 342 на устройстве 120 отображения переносного полевого ремонтного устройства и/или дистанционно 344 поставщику услуг удаленной технической поддержки. После предоставления результатов поставщику услуг удаленной технической поддержки могут быть приняты один или более дополнительных сценариев испытаний или ремонта, возвращая, таким образом, управление на этап 324 по линии 346.

Изобретение относится к переносному устройству для полевого технического обслуживания с улучшенными диагностическими функциями. Технический результат заключается в повышении эффективности диагностических функций. Результат достигается за счет того, что контроллер может получать контекстную информацию в отношении текущей операции полевого технического обслуживания и заранее загружать по меньшей мере один ресурс в отношении следующего этапа выполнения полевых работ. Контроллер может получать аварийную информацию процесса через модуль беспроводной связи и предупреждающую информацию полевого устройства через модуль технологической связи и предоставлять на устройстве отображения индикацию аварийной информации процесса и предупреждающей информации полевого устройства. Контроллер может исполнять последовательность операций обслуживания полевого устройства на полевом устройстве в ответ на сигнал от пользовательского устройства ввода. Контроллер может получать информацию, отображающую текущее состояние, в ответ на сигнал от пользовательского устройства ввода. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Переносное устройство для полевого технического обслуживания, содержащее:

модуль проводной технологической связи, выполненный с возможностью взаимодействия с полевым устройством, причем модуль технологической связи выполнен с возможностью физического соединения с полевым устройством для взаимодействия с полевым устройством; и

контроллер, соединенный с модулем технологической связи, причем контроллер выполнен с возможностью:

осуществления текущего этапа в операции полевого технического обслуживания на полевом устройстве, используя модуль технологической связи для взаимодействия с полевым устройством;

получения контекстной информации относительно текущего этапа в операции полевого технического обслуживания, причем контекстная информация содержит, по меньшей мере, информацию относительно полевого устройства и запись связи между переносным устройством для полевого технического обслуживания и полевым устройством;

определения исполняемой операции полевого технического обслуживания на основе полученной контекстной информации;

определения возможного следующего этапа в операции полевого технического обслуживания на основе результата определения исполняемой операции полевого технического обслуживания;

загрузки по меньшей мере одного ресурса на основе результата определения возможного следующего этапа, причем по меньшей мере один ресурс представляется автоматически пользователю переносного устройства для полевого технического обслуживания после определения возможного следующего этапа в операции полевого технического обслуживания;

определения, что текущий этап в операции полевого технического обслуживания был завершен; и

предоставления возможного следующего этапа и по меньшей мере одного ресурса в ответ на результат определения, что текущий этап в операции полевого технического обслуживания был завершен.

2. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 1, при этом переносное устройство для полевого технического обслуживания соответствует требованиям внутренней безопасности.

3. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 1, дополнительно содержащее модуль беспроводной связи, соединенный с контроллером, причем некоторая часть из контекстной информации получается от удаленного устройства через модуль беспроводной связи.

4. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 1, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью предоставления справочной информации в отношении полевого устройства.

5. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 1, дополнительно содержащее устройство отображения, соединенное с контроллером, причем устройство отображения выполнено с возможностью отображения возможного следующего этапа и по меньшей мере одного ресурса, при этом контроллер выполнен с возможностью предоставления на устройстве отображения индикации в отношении общей работоспособности полевого устройства.

6. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 1, в котором модуль проводной технологической связи взаимодействует с полевым устройством, используя протокол HART.

7. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 1, в котором модуль проводной технологической связи взаимодействует с полевым устройством, используя протокол FOUNDATION Fieldbus.

8. Переносное устройство для полевого технического обслуживания, содержащее:

модуль беспроводной технологической связи, выполненный с возможностью взаимодействия с полевым устройством;

устройство отображения;

модуль беспроводной связи; и

контроллер, соединенный с модулем технологической связи, устройством отображения и модулем беспроводной связи, причем контроллер выполнен с возможностью:

получения аварийной информации процесса через модуль беспроводной связи и предупреждающей информации полевого устройства из полевого устройства через модуль беспроводной технологической связи;

предоставления на устройстве отображения индикации полевого устройства и аварийной индикации процесса, при этом индикация полевого устройства указывает предупреждающую информацию, принятую из полевого устройства, а аварийная индикация процесса указывает аварийную информацию процесса, принятую через модуль беспроводной связи;

осуществления текущего этапа в операции полевого технического обслуживания на полевом устройстве, используя модуль технологической связи для взаимодействия с полевым устройством;

получения контекстной информации относительно текущего этапа в операции полевого технического обслуживания;

определения исполняемой операции полевого технического обслуживания на основе полученной контекстной информации;

определения возможного следующего этапа в операции полевого технического обслуживания на основе результата определения исполняемой операции полевого технического обслуживания;

загрузки по меньшей мере одного ресурса на основе результата определения возможного следующего этапа, причем по меньшей мере один ресурс загружается автоматически после определения возможного следующего этапа;

определения, что текущий этап в операции полевого технического обслуживания был завершен; и

предоставления возможного следующего этапа и по меньшей мере одного ресурса в ответ на результат определения, что текущий этап в операции полевого технического обслуживания был завершен, причем возможный следующий этап и по меньшей мере один ресурс предоставляются автоматически пользователю переносного устройства для полевого технического обслуживания после определения завершения текущего этапа в операции полевого технического обслуживания.

9. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 8, в котором устройство отображения выполнено с возможностью одновременного предоставления аварийной информации процесса и предупреждающей информации полевого устройства.

10. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 8, в котором модуль беспроводной технологической связи взаимодействует с полевым устройством, используя протокол Wireless HART.

11. Переносное устройство для полевого технического обслуживания, содержащее:

модуль технологической связи, выполненный с возможностью взаимодействия с полевым устройством;

по меньшей мере одно пользовательское устройство ввода; и

контроллер, соединенный с модулем технологической связи и пользовательским устройством ввода, причем контроллер выполнен с возможностью:

приема запроса на осуществление автоматической диагностики на полевом устройстве из пользовательского устройства ввода;

приема схемы испытаний для полевого устройства в ответ на запрос на осуществление автоматической диагностики на полевом устройстве;

осуществления доступа к файлу описания электронного устройства (EDD) для полевого устройства в ответ на прием схемы испытаний;

обработки файла EDD в ответ на осуществление доступа к файлу EDD;

создания набора сценариев испытаний для полевого устройства;

исполнения набора сценариев испытаний;

предоставления набора результатов для набора сценариев испытаний, причем каждый сценарий испытаний имеет по меньшей мере один результат, при этом этапы приема схемы испытаний, осуществления доступа к EDD, обработки EDD, создания набора сценариев испытаний, исполнения набора сценариев испытаний и предоставления набора результатов автоматически совершаются контроллером в ответ на прием запроса на осуществление автоматической диагностики на полевом устройстве; и

предоставления набора инструкций по ремонту для полевого устройства на основе набора результатов для набора сценариев испытаний.

12. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 11, в котором контроллер выполнен с возможностью анализа файла EDD для полевого устройства, чтобы автоматически создавать сценарии испытаний, при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью получения информации идентификации полевого устройства и запроса удаленной системы, используя информацию идентификации полевого устройства, чтобы получить файл EDD.

13. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 11, в котором запрос создается после одного нажатия клавиши на пользовательском устройстве ввода.

14. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 11, в котором по меньшей мере одно пользовательское устройство ввода включает в себя специально назначенную клавишу функции.

15. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 11, дополнительно содержащее устройство отображения, соединенное с контроллером, причем устройство отображения выполнено с возможностью отображения индикации набора результатов для набора сценариев испытаний.

16. Переносное устройство для полевого технического обслуживания, содержащее:

модуль технологической связи, выполненный с возможностью взаимодействия с полевым устройством;

по меньшей мере одно пользовательское устройство ввода; и

контроллер, соединенный с модулем технологической связи и пользовательским устройством ввода, причем контроллер выполнен с возможностью:

приема запроса на осуществление автоматической диагностики на полевом устройстве из пользовательского устройства ввода;

приема схемы испытаний для полевого устройства в ответ на запрос на осуществление автоматической диагностики на полевом устройстве;

осуществления доступа к файлу описания электронного устройства (EDD) для полевого устройства в ответ на прием схемы испытаний;

обработки файла EDD в ответ на осуществление доступа к файлу EDD;

создания набора сценариев испытаний для полевого устройства;

исполнения набора сценариев испытаний;

предоставления набора результатов для набора сценариев испытаний, причем каждый сценарий испытаний имеет по меньшей мере один результат, при этом этапы приема схемы испытаний, осуществления доступа к EDD, обработки EDD, создания набора сценариев испытаний, исполнения набора сценариев испытаний и предоставления набора результатов автоматически совершаются контроллером в ответ на прием запроса на осуществление автоматической диагностики на полевом устройстве;

приема запроса удаленной поддержки в ответ на набор результатов для набора сценариев испытаний;

получения информации, отображающей текущее состояние, в ответ на запрос удаленной поддержки, причем информация, отображающая текущее состояние, содержит, по меньшей мере, электрическое измерение в отношении полевого устройства;

приема сценария в ответ на информацию, отображающую текущее состояние; и

исполнения сценария в отношении полевого устройства.

17. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 16, дополнительно содержащее модуль беспроводной связи, соединенный с контроллером, причем модуль беспроводной связи выполнен с возможностью передачи удаленному объекту поддержки информации, отображающей текущее состояние.

18. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 17, в котором контроллер выполнен с возможностью функционирования в соответствии с протоколом внутренней безопасности.

19. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 18, в котором сценарий является набором сценариев испытаний.

20. Переносное устройство для полевого технического обслуживания по п. 18, в котором сценарий является сценарием ремонта.