特許 6568076 正規化されたプロセスダイナミクス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6568076

(24)【登録日】2019年8月9日

(45)【発行日】2019年8月28日

(54)【発明の名称】正規化されたプロセスダイナミクス

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20190819BHJP

   G01D 3/028 20060101ALI20190819BHJP

【ＦＩ】

   G05B23/02 T

   G01D3/028 D

【請求項の数】24

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-544324(P2016-544324)

(86)(22)【出願日】2014年7月31日

(65)【公表番号】特表2016-539437(P2016-539437A)

(43)【公表日】2016年12月15日

(86)【国際出願番号】US2014049017

(87)【国際公開番号】WO2015041757

(87)【国際公開日】20150326

【審査請求日】2016年8月1日

【審判番号】不服2018-5168(P2018-5168/J1)

【審判請求日】2018年4月16日

(31)【優先権主張番号】14/033,884

(32)【優先日】2013年9月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】597115727

【氏名又は名称】ローズマウント インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100092772

【弁理士】

【氏名又は名称】阪本 清孝

(74)【代理人】

【識別番号】100119688

【弁理士】

【氏名又は名称】田邉 壽二

(72)【発明者】

【氏名】ミラー，ジョン，フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】ヘドケ，ロバート，カール

【合議体】

【審判長】 刈間 宏信

【審判官】 青木 良憲

【審判官】 中川 隆司

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５０１１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−６４５９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G05B 23/00-23/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセス変数を示す信号を提供するセンサと、
前記センサの温度を示す信号を提供する温度センサと、
前記センサの信号をセンサ値に変換し、また、前記温度センサの信号を温度値に変換するための変換回路と、
前記センサ値を濾波して濾波されたセンサ値を生成するフィルタを提供し、そして該濾波されたセンサ値から統計的値を計算する統計的プロセス監視命令を実行するプロセッサであって、前記フィルタは、前記温度値の変化に伴って変化する温度依存性であり、前記プロセッサは、前記センサの温度の変化により引き起こされる前記統計的値における周波数応答の変動を補償するためのフィルタパラメータ値を決定し、該フィルタパラメータ値を前記フィルタに設定し、それによって、前記センサの温度にかかわらず前記統計的値における周波数応答を同じにする、プロセッサと
を備えるプロセスフィールド装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、複数のそれぞれの温度値用の前記フィルタのパラメータ値を決定し、該パラメータ値に曲線を適合させて、前記フィルタの別々のパラメータ値をそれぞれ定義する等式を決定し、温度値用のフィルタを、該温度値を前記等式に適用することによって構成する請求項１のプロセスフィールド装置。

【請求項3】

前記複数のそれぞれの温度値用の前記フィルタは、前記統計的値の周波数応答が目標周波数応答に一致するようにそれぞれ構成される請求項２のプロセスフィールド装置。

【請求項4】

前記目標周波数応答は、前記センサと同じレンジで、かつ選択された温度で動作するモデルセンサに関係付けられた周波数応答からなる請求項３のプロセスフィールド装置。

【請求項5】

前記目標周波数応答は、前記センサとは異なるレンジで、かつ選択された温度で動作するモデルセンサに関係づけられた周波数応答からなる請求項３のプロセスフィールド装置。

【請求項6】

前記目標周波数応答は、すべての温度で、コンスタントな周波数応答を有するモデルセンサの周波数応答からなる請求項３のプロセスフィールド装置。

【請求項7】

センサにより生成されたプロセス変数を示すセンサ値を濾波して濾波されたセンサ値を生成するためのフィルタを構成するフィルタ構成モジュールを備え、
前記フィルタ構成モジュールは、前記センサの温度を示す温度値に基づいて、前記センサの温度の変化によって引き起こされる、前記濾波されたセンサ値における統計的値の周波数応答の変動を補償するためのフィルタパラメータ値を決定し、該フィルタパラメータ値を前記フィルタに設定し、それによって、前記センサの温度にかかわらず前記統計的値における周波数応答を同じにする、感知システム。

【請求項8】

前記フィルタ構成モジュールは、複数のそれぞれの温度値用のフィルタのパラメータ値を決定し、該パラメータ値に曲線を適合させて、前記フィルタの別々のパラメータ値をそれぞれ定義する等式を決定し、温度値用のフィルタを、該温度値を前記等式に適用することによって構成する請求項７の感知システム。

【請求項9】

前記複数のそれぞれの温度値用のフィルタは、前記統計的値の周波数応答が目標周波数応答に一致するようにそれぞれ構成される請求項８の感知システム。

【請求項10】

前記目標周波数応答は、前記センサと同じレンジで、かつ選択された温度で動作するモデルセンサに関係付けられた周波数応答からなる請求項９の感知システム。

【請求項11】

前記目標周波数応答は、前記センサとは異なるレンジで、かつ選択された温度で動作するモデルセンサに関係付けられた周波数応答からなる請求項９の感知システム。

【請求項12】

前記目標周波数応答は、すべての温度で、コンスタントな周波数応答を有するモデルセンサに関係付けられた周波数応答からなる請求項９の感知システム。

【請求項13】

センサにより生成された一連のセンサ値を濾波して、濾波された値を生成するフィルタと、
前記濾波された値から統計的値を決定し、該統計的値が閾値を横切ったときに警報を発する統計プロセス監視装置を備え、
前記フィルタは、前記統計的値の周波数応答が、選択されたレンジで動作するモデルセンサによって発生されたセンサ値から生成された前記統計的値の周波数応答を目標周波数応答として、該目標周波数応答に一致するように決定されたフィルタパラメータ値が設定されて構成され、それによって、前記センサの温度の変化によって引き起こされる、前記濾波された値から決定される統計的値の周波数応答の変動が補償され、前記センサの温度にかかわらず前記統計的値における周波数応答が同じにされる、制御システム。

【請求項14】

前記フィルタは、それぞれが前記フィルタの別々のパラメータを定義するそれぞれの等式に、前記センサの温度を示す温度値を適用することによって構成された温度依存フィルタからなる請求項１３の制御システム。

【請求項15】

前記フィルタの別々のパラメータ値を定義するそれぞれの等式は、異なる温度で決定されたフィルタのパラメータ値に曲線を適合させることによって決定される請求項１４の制御システム。

【請求項16】

前記目標周波数応答は、選択された温度で動作するモデルセンサに関係付けられた周波数応答からなる請求項１３の制御システム。

【請求項17】

前記目標周波数応答は、前記センサとは異なるレンジで動作するモデルセンサに少なくとも一部が関係付けられた周波数応答からなる請求項１３の制御システム。

【請求項18】

前記目標周波数応答は、前記センサとは別に製作されたモデルセンサに少なくとも一部が関連付けられた周波数応答からなる請求項１３の制御システム。

【請求項19】

温度依存フィルタのパラメータに対する係数をトレーニングすること、
センサ信号と温度信号を受け取ること、
前記温度依存フィルタのパラメータおよび前記温度信号を用いるフィルタを構成すること、
前記センサ信号を前記フィルタに適用して、濾波された信号を生成すること、
前記濾波された信号から統計的値を発生させること、
前記統計的値が閾値を横切ったときに警報を活性化すること、
を有し、
前記温度依存フィルタのパラメータに対する係数をトレーニングすることは、センサの温度の変化によって引き起こされる前記統計的値の周波数応答の変動を補償するための前記温度依存フィルタのパラメータに対する係数を決定し、該係数を前記温度依存フィルタに設定し、それによって、センサの温度の変化による前記統計的値の周波数変動が補償され、前記センサの温度にかかわらず前記統計的値における周波数応答が同じにされる、方法。

【請求項20】

前記温度依存フィルタのパラメータに対する係数をトレーニングすることは、
前記統計的値に対するモデル周波数応答を選択すること、
複数のそれぞれの温度値に対して、前記統計的値に対する周波数応答が前記統計的値に対するモデル周波数応答に一致するようにフィルタパラメータ値を決定すること、
それぞれのフィルタパラメータに対して、複数の温度で、温度の関数である曲線を前記フィルタパラメータ値に適合させて前記温度依存フィルタのパラメータに対する係数を生成すること、を有する請求項１９の方法。

【請求項21】

前記モデル周波数応答は、選択された温度で動作するモデルセンサに少なくとも一部が関係付けられた周波数応答からなる請求項２０の方法。

【請求項22】

前記センサは、選択された動作レンジで動作する請求項２１の方法。

【請求項23】

前記温度信号は、前記センサ信号を発生するセンサに接続されたインパルスラインの温度を表す請求項２０の方法。

【請求項24】

前記インパルスラインは、さらに、弁の近くに接続されていて、前記センサが前記弁でのキャビテーションを感知する請求項２３の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

プロセスプラントにおいて、気体および液体は、種々の導管およびタンクを経由して送られる。プラントの運転を制御するためには、プラントの種々の部分における液体や気体の流れ状態およびバルブやバーナーなどの被制御デバイスの状態を監視する必要がある。これらの状態を決定するために監視される変数は、一般に、プロセス変数と呼ばれ、圧力、差圧、温度、タンク内のレベル、バルブ位置などを含む。これらのプロセス変数は、プロセス変数を示す電気信号を発生する一つ以上のセンサを用いて決定される。プロセスプラントは動的であるので、プロセス変数に対して生成される電気信号も動的であり、時間とともにかなり変動する。

【背景技術】

【0002】

従来では、プロセス信号における変動を除去もしくは低減するためにフィルタリングが用いられていた。より最近では、統計的プロセス監視（ＳＰＭ）が導入され、それでは、プロセス変数のダイナミクス（動特性）がプロセス変数の状態の測度の一つとして用いられる。ＳＰＭの下では、プロセス変数信号の中央値または平均が決定されてプロセス変数自身が表され、また、変動の標準偏差あるいは係数が計算されてプロセス変数の動的性質の測度が提供される。

【0003】

いくつかのプロセス変数は、正規変動量つまり正規標準偏差を有する。標準偏差が、この正規標準偏差の量を上回るか、かなり下回ると、それは、プロセスプラントの一部における異常状態を示す。例えば、差圧センサの標準偏差が低下すると、それは、インパルスラインの詰まりを示す可能性がある。

【0004】

ＳＰＭデータとして集合的に呼ばれる統計値は、一般的に、プロセス環境内に配置されている、センサ、送信機およびバルブ制御器などの、フィールド装置内の電子装置によって決定される。これらのフィールド装置は、ＳＰＭデータが、異常運転を示す閾値を横切ると、警報を発生するように構成される。これらの警報は、ホストシステムに送られ、そこで、オペレータに対して可視的警報がなされる。その代わりに、フィールド装置が、デジタル通信プロトコルを介してホストシステムにＳＰＭデータを送信するようにすることもできる。ホストシステムは、ＳＰＭデータが様々な閾値を横切ったときに、それぞれ警報を発生するように構成することができる。さらに、ホストシステムにおいて、ＳＰＭデータのマルチバリアント統計的分析(multi-variant statistical analysis)を実行することができる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

プロセスフィールド装置は、プロセス変数を示す信号を提供するセンサと、該センサの温度を示す信号を提供する温度センサを含む。変換回路は、前記センサの信号をセンサ値に変換し、そして前記温度センサ信号を温度値に変換する。プロセッサは、前記センサ値を濾波して濾波されたセンサ値を生成するデジタルフィルタを提供し、そして該濾波されたセンサ値から統計的値を計算する統計的プロセス監視命令を実行する。前記デジタルフィルタは、該フィルタが温度値変化に伴って変化する温度依存性である。

【0006】

感知システムは、プロセス変数を示すセンサ値を濾波するためのハイパスフィルタを構成するフィルタ構成モジュールを備え、前記フィルタ構成モジュールは、前記センサ値を生成したセンサの温度を示す温度値に基づいてフィルタのパラメータに対する値を設定する。

【0007】

他の実施形態では、制御システムが、温度値に応答して一連のセンサ値を濾波して、濾波された値を生成する温度依存フィルタを含む。この制御システムは、さらに、前記濾波された値から統計的値を決定し、該統計的値が閾値を横切ったときに警報を発する統計プロセス監視装置を含む。

【0008】

方法では、温度依存フィルタパラメータに対する係数がトレーニングされる。センサ信号と温度信号が受け取られ、前記温度依存フィルタパラメータおよび前記温度信号を用いてフィルタが構成される。前記センサ信号が前記フィルタに適用されて、濾波された信号が生成され、そして該濾波された信号から統計的値が発生される。前記統計的値が閾値を横切ったときに警報が活性化される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】プロセスプラントのブロック図である。

【図2】３つの送信機によって生成された生の差圧センサ信号のグラフである。

【図3】図２の差圧信号の標準偏差のグラフである。

【図4】差圧センサの種々の温度における周波数の関数としての標準偏差のグラフである。

【図5】ハイパス差フィルタで濾波された差圧信号についての種々の温度での周波数の関数としての標準偏差のグラフである。

【図6】差圧センサについての動作範囲の集合における周波数の関数としての標準偏差のグラフである。

【図7】ハイパス差フィルタで濾波された差圧センサ信号についての動作範囲の集合における周波数の関数としての標準偏差のグラフである。

【図8】種々の実施形態を実行するために用いられるフィールド装置およびワークステーションにおける回路要素のブロック図である。

【図9】種々の実施形態を実行するために用いられるソフトウェア要素のブロック図である。

【図10】ハイパスフィルタを構成して用いる方法の流れ図である。

【図11】差圧信号の標準偏差のための目標周波数応答のグラフである。

【図12】差圧信号の標準偏差のための第２の目標周波数応答のグラフである。

【図13】温度の関数としてのフィルタパラメータｂ_０のグラフである。

【図14】温度の関数としてのフィルタパラメータｂ_１のグラフである。

【図15】温度の関数としてのフィルタパラメータｂ_２のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、異常状態防止システム３５に結合された要素によって実行される、統計的データの収集や処理、およびある場合での異常状態検出の一手法を説明するための、プロセスプラントの一部５０を示す。異常状態防止システムは、統計的収集および処理ブロックを含むことができる形態およびデータ収集アプリケーション３８、視聴つまりインタフェースアプリケーション４０、および命令エンジン開発実行アプリケーション４２を含む。状態防止システム３５は、さらに、種々のプロセスパラメータから生成される統計的データを蓄える統計プロセス監視データベース４３を格納する。

【0011】

図１に図示されたプロセスプラントの一部５０は、入出力（Ｉ／Ｏ）カードつまりデバイス６８および７０を介して一つ以上のフィールド装置６４，６６に接続された一つ以上のプロセス制御装置６０を有する分散プロセス制御システム５４を含む。その入出力（Ｉ／Ｏ）カードは、どんな所望の通信または制御プロトコルに適合する、どんな所望タイプの入出力装置であってもよい。フィールド装置６４は、ハート（ＨＡＲＴ）フィールド装置として例示され、フィールド装置６６の例示は、フィールドバス（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ）フィールド装置であるが、これらのフィールド装置は、他のどのような通信プロトコルでも用いることができ、例えば、イーサネット（登録商標）、光ファイバおよび無線ＨＡＲＴ（登録商標）などの有線または無線通信構造により通信することができる。さらに、フィールド装置６４と６６は、例えば、センサ、バルブ、送信機、位置決め装置のような、どのようなタイプの装置であってもよく、どのような所望のオープンまたは専用的な、または他の通信、あるいはプログラミングプロトコルに適合させてもよく、Ｉ／Ｏ装置６８と７０は、フィールド装置６４と６６によって用いられる所望のプロトコルと互換性がある。

【0012】

いずれにしても、構造エンジニア、プロセス制御オペレータ、保全要員、プラントマネージャ、管理者などのプラント要員によってアクセス可能な一つ以上のユーザインタフェースまたはコンピュータ７２と７４（これらは、どのようなタイプのパソコン、ワークステーションなどでもよい）が、どのようなものでもよい所望のハードワイヤードあるいはワイヤレス通信構造を使用して、また、所望の、あるいは、例えばイーサネット（登録商標）のような適当な通信プロトコルを用いて実行される通信ラインまたはバスを経由してプロセス制御装置６０に結合される。さらに、データベース７８は、通信バス７６に結合されて、構造情報およびオンラインプロセス変数データ、パラメータデータ、状態データ、およびプロセスプラント１０内のプロセス制御装置６０およびフィールド装置６４と６６に関連する他のデータを収集して蓄えるデータヒストリアンとして動作する。したがって、データベース７８は、プロセス形態モジュールを含む現在の形態を蓄える形態データベースとして動作し、また、プロセス制御装置６０およびフィールド装置６４と６６内にダウンロードされて格納されるプロセス制御システム５４のための制御形態情報を蓄える。同様に、データベース７８は、プロセスプラント内のフィールド装置６４と６６によって収集および／または生成される統計的データ、あるいはフィールド装置６４と６６によって収集されるプロセス変数から決定される統計的データを含む履歴の異常状態防止データを蓄える。

【0013】

プロセス制御装置６０、Ｉ／Ｏ装置６８と７０およびフィールド装置６４と６６は、典型的には、時々、過酷なプラント環境内に配置され、分散される一方、ワークステーション７２と７４およびデータベース７８は、制御室、保全室、またはオペレータや保全要員などによって容易にアクセス可能な、他の過酷度がより低い環境内に位置させられるのが普通である。

【0014】

一般的に言えば、プロセス制御装置６０は、一つ以上の制御装置アプリケーションを格納して実行し、いくつもの異なった、独立に実行される制御モジュールまたはブロックを用いて制御策を実行する。制御モジュールの各々は、一般的に機能ブロックと呼ばれるもので作られ、そこでは、各々の機能ブロックは、全体の制御ルーチンの一部つまりサブルーチンであって、他の機能ブロックと連携して動作し（リンクと呼ばれる通信を経由して）、プロセスプラント内でプロセス制御ループを実施する。周知であるように、オブジェクト指向プログラミングプロトコルにおけるオブジェクトである機能ブロックは、一般的に、送信機、センサまたは他のプロセスパラメータ測定装置に結合される入力機能、ＰＩＤ、ファジー論理などの制御を実行する制御ルーチンと結合されるような制御機能、あるいはプロセスプラント内である物理的機能を実行するための弁などの装置の動作を制御する出力機能、の一つを実行する。もちろん、モデル予測制御装置（ＭＰＣｓ）や最適化器などのような、ハイブリッドや他のタイプの複合機能ブロックも存在する。フィールドバスプロトコルおよびデルタ（ＤｅｌｔａＶ「登録商標」）システムプロトコルは、オブジェクト指向プログラミングプロトコル内で設計されて実施される制御モジュールおよび機能ブロックを使用するが、この制御モジュールは、例えば、逐次的機能ブロックやラダーロジックなどを含む、どんな所望の制御プログラミングスキームを用いて設計されてもよく、機能ブロックまたは他の特別なプログラミング手法を用いて設計されたものに限定されない。

【0015】

図１に図示されているように、メンテナンスワークステーション７４は、プロセッサ７４Ａ、メモリ７４Ｂおよびディスプレイ装置７４Ｃを含む。メモリ７４Ｂは、異常状態防止アプリケーション３８と４０と４２を格納し、プロセッサ７４Ａは、それらのアプリケーションを実行して、ディスプレイ７４Ｃ（または、プリンタなどあらゆるその他のディスプレイ装置）を介してユーザに情報を提供できるようにする。

【0016】

さらに、図１に示されているように、フィールド装置６４と６６のいくつか（すべての場合もある）は、データ収集および処理ブロック８０と８２を含む。一方、ブロック８０と８２は、図１では、進歩した診断ブロック（ＡＤＢｓ）として記載されおり、これらのブロックは、フィールドバス装置内で統計的データを収集し処理するためにフィールドバス装置に付加することができるファンデーションフィールドバス機能ブロックとして知られている。こここで、ブロック８０と８２は、装置データを収集して、このデータに対する一つ以上の統計的測度またはパラメータを算出もしくは決定するプロセス装置内に位置された、どのようなタイプのブロックつまりモジュールであってもよく、これらを含んでもよく、これらのブロックがフィールドバス装置内に位置されるかどうか、フィールドバスプロトコルに適合するかどうかは問題でない。図１のブロック８０と８２は、装置６４の一つと装置６６の一つの中に位置するものとして図示されているが、これら、あるいは同様のブロックは、どのような数のフィールド装置６４と６６内に位置させることができ、プラント内に位置されて複数のセンサもしくは送信機および制御装置６０と通信する中間装置内またはワークステーション７２または７４内の制御装置６０、Ｉ／Ｏ装置６８，７０などの他の装置内に位置させることができる。さらに、ブロック８０と８２は、どのようなサブセットの装置６４と６６内にあってもよい。

【0017】

一般的に言えば、ブロック８０と８２またはこれらブロックのサブ要素は、プロセス変数データなどのデータを収集して、データを統計的処理もしくは解析する。例えば、ブロック８０は、４つの統計的処理監視装置（ＳＰＭ）ブロックすなわちユニットＳＰＭ１〜ＳＰＭを含み、それらは、プロセス変数または他のデータを収集し、収集されたデータに一つ以上の統計的計算を施して、例えば、収集されたデータの平均、中央値、標準偏差、二乗平均平方根（ＲＭＳ）、変化速度、範囲、最小値、最大値などを決定し、および／または収集されたデータにおけるドリフト、バイアス、スパイクなどを検出する。生成された特定の統計データも、それが生成される方法も、決定的なものではない。したがって、上記した特定のタイプに加えて、またはこれらに代えて、異なるタイプの統計データが生成されてもよい。さらに、これらのデータを生成するために、周知の手法を含む種々の手法が用いられてもよい。ここでは、少なくとも一つのプロセス変数または他のプロセスパラメータで統計的プロセス監視を実行する機能を表現するために、統計的プロセス監視（ＳＰＭ）ブロックという用語が用いられている。しかし、それは、その装置内またはデータを収集する装置外で、どのような所望のソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアによって実行されてもよい。

【0018】

別の例では、図１で送信機８２に結合して図示されているブロック８２は、プロセス変数または送信機内の他のデータを収集し、収集されたデータに対して一つ以上の統計的計算を実行して、例えば、収集されたデータの平均、中央値、標準偏差などを決定する４つのＳＰＭブロックつまりユニットＳＰＭ1~ＳＰＭ４を含む。ブロック８０と８２は、それぞれが４つのＳＰＭブロックを含むように図示されているが、ブロック８０と８２は、その中に、データを収集してそのデータに関連する統計的測度を決定するために、どのような数のＳＰＭブロックを有してもよい。ここで議論されたＳＰＭブロックは、既知のファンデーションフィールドバスＳＰＭブロックでよいが、統計的プロセス監視（ＳＰＭ）ブロックという用語は、ここでは、プロセス変数データなどのデータを収集し、そして、このデータに、ある統計的処理を施して、平均、標準偏差などの統計的測度を決定するあらゆるタイプのブロックまたは要素を意味するために用いられている。その結果として、この用語は、この機能を実行するソフトウェアまたはファームウェアまたは他の要素をカバーするものであり、これらの要素は、機能ブロックまたは他のタイプのブロック、プログラム、ルーチンまたは要素の形態であり、ファンデーションフィールドバスプロトコル、または、例えば、プロファイバス（ＰＲＯＦＩＢＵＳ）、ワールドフィップ（ＷＯＲＬＤＦＩＰ）、デバイスネット（Ｄｅｖｉｃｅ−Ｎｅｔ）、エーエスインタフェース（ＡＳ−Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ハート（ＨＡＲＴ）、キャン（ＣＡＮ）プロトコルなどの他のプロトコルに適合してもよいし、適合しなくてもよい。

【0019】

フィールド装置内のＳＰＭブロックのパラメータは、バスまたは通信ネットワーク７６および制御装置６０を通してワークステーション７４のような外部クライアントで利用できるように作成される。さらに、または代替的に、ブロック８０と８２内のＳＰＭブロックによって収集あるいは生成されるパラメータや他の情報は、例えば、通信サーバ８９を介してワークステーション７４で利用できるよう作成される。この接続は、無線接続、ハードワイヤード接続、断続（intermittent）接続（一つ以上の携帯装置を用いるもの）、あるいはどのような所望または適当な通信プロトコルを用いる、どのような他の所望の通信接続でもよい。もちろん、ここで記述された通信接続のどれでも、普通または調和したフォーマットで異なるタイプの装置から受け取ったデータを統合させるために通信サーバを用いることができる。

【0020】

現在のＳＰＭベースの設備では、中央値／平均、および標準偏差のような種々のＳＰＭパラメータに対して閾値を定めることによって警報が設定される。様々な感知範囲で動作するように設定されるフィールド装置では、それらの警報制限値のための様々な閾値が用いられなければならないことが知られている。一般的に、プロセス変数の値における、より小さい変化を検出するために用いられるレンジで動作するセンサは、より大きなレンジで動作するセンサよりも、小さい警告制限値を有しなければならない。

【0021】

本発明者等は、ＳＰＭをフル活用するために、送信機温度、レンジ、および製造バラツキの影響、並びにインパルスライン温度の影響が最小化されるべきであることを、さらに見つけ出した。これは、複数の異なる動作条件の下で、より多くの反復可能性のある測定、および、より良好なＳＰＭ警報を提供する。

【0022】

図２は、３つの別々の送信機に対する生の差圧センサ信号の一例を示している。図３は、図２の差圧センサ信号のそれぞれの標準偏差を示している。図３に示されているように、送信機３と送信機１，２の間での標準偏差の変動は、送信機３が、送信機１，２でのピーク３０４よりも極端に低い標準偏差ピークを有する立ち上がり不安定点３００の期間で重大である。このように、図３は、同じレンジかつ同じ温度で動作する送信機間で、標準偏差に変動があることを示している。

【0023】

標準偏差の値は、また、導管またはタンク内のプロセス変動の周波数によっても影響される。より高い周波数では、センサは、プロセス変数の変化を感知するほど十分に素早く応答することができず、その結果、より高い周波数でのプロセス信号の標準偏差は低下する傾向にある。言い換えれば、標準偏差は、コンスタントでない周波数応答を有する。さらに、標準偏差は、センサの温度とともに変化する。一般に、センサは、それらが、より冷たくて、全周波数に亘って、より低い温度でより低い標準偏差をもたらすとき、よりゆっくりと応答する。

【0024】

図４は、温度ごとの差圧センサの標準偏差の周波数応答を示している。図４において、周波数は、水平軸４００に沿って示され、差圧の標準偏差は、縦軸４０２に沿って示されている。周波数応答曲線４０４、４０６、４０８、４１０および４１２はそれぞれ、１８５°Ｆ、１３０°Ｆ、７５°Ｆ、２０°Ｆおよび−４０°Ｆでの差圧センサの標準偏差周波数応答を表している。図４は、また、大きさ１のサイン波の標準偏差を表す理想標準偏差４１４を示している。理想標準偏差は、全ての周波数および温度に対して０．７１の値を有する。

【0025】

センサによって生成される標準偏差の周波数応答は、０ヘルツで有意な値を有するので、好ましくない。このために、標準偏差の周波数応答が直接的に用いられたとすると、プロセスにおける段階的な変化は、標準偏差がこのような段階的変化に強く応答するので、警報をトリガすることになる。この技術では、これを回避するため、標準偏差の周波数応答が０ヘルツで０になるように、標準偏差を計算する前にセンサ信号に対してハイパスフィルタを適用する。

【0026】

図５は、複数の異なる温度での、濾波されたセンサ信号の標準偏差のグラフを示している。図５において、周波数は、水平軸５００に沿って示され、ハイパスフィルタで濾波された値の標準偏差は、縦軸５０２に沿って示されている。図５において、グラフ５０４、５０６、５０８、５１０、および５１２は、それぞれ華氏１８５°、１３０°、７５°、２０°、および−４０°で動作するセンサに対する、濾波された信号の標準偏差の周波数応答を表している。図５から分かるように、ハイパスフィルタを適用した後でも、標準偏差の周波数応答は、センサの温度に依存して大きく変化する。その結果、センサの温度が変化することがあるか、または、同様のセンサが異なる動作温度下のプロセスプラント内で用いられる環境では、標準偏差に対して警報を設定することが困難である。

【0027】

図６および７は、差圧センサの動作レンジの変化による差圧センサ信号の標準偏差の周波数応答の変化を示している。図６において、周波数は、水平軸６００に沿って示され、標準偏差は、縦軸６０２に沿って示されている。グラフ６０４、６０６および６０８はそれぞれ、レンジ０、レンジ１およびレンジ２で動作するセンサに対する標準偏差の周波数応答を示している。図６に見られるように、差圧センサは、異なるレンジで動作したとき、極端に異なる標準偏差周波数応答を有する。図７は、標準偏差が決定される前にハイパス差フィルタによって信号が濾波されたときの、図６の周波数応答のグラフを示している。図７において、周波数は、水平軸７００に沿って示され、標準偏差の値は、縦軸７０２に沿って示されている。グラフ７０４、７０６および７０８はそれぞれ、レンジ０、レンジ１およびレンジ２で動作するセンサによって生成された、濾波された信号の標準偏差の周波数応答を示している。図７に見られるように、濾波された信号の標準偏差周波数応答もまた、異なるレンジで動作する複数の差圧センサに対して極端に異なる。

【0028】

ここで説明される実施形態は、温度、センサレンジ、および製造バラツキによる変動を除去するために、標準偏差周波数応答を正規化するように設計された動的ハイパスフィルタを提供する。標準偏差周波数応答を正規化することによって、ここで説明される実施形態は、複数の異なる温度、複数の異なるレンジで動作するセンサおよび複数の異なる方法で製造されたセンサに対して共通の標準偏差警報閾値を設定することを可能にする。

【0029】

図８は、本発明の一実施形態に従う、図１の装置６４およびワークステーション７４の回路図を示している。装置６４は、センサモジュール２３２および回路モジュール２３４を含むように示されている。センサモジュール２３２は、センサ２４６、アナログ電子回路およびセンサプロセッサ電子回路を含む。装置回路モジュール２３４は、出力電子回路を含む。センサモジュール２３２内のアナログ電子回路は、調整回路２５２、変換回路２５４および白金抵抗温度計（ＰＲＴ）２５６を含む。センサプロセッサ電子回路は、センサマイクロプロセッサ２５８、メモリ２６０およびクロック２６２を含む。出力電子回路は、出力マイクロプロセッサ２６４、メモリ２６６および通信回路２６８を含む。ワークステーション７４は、マイクロプロセッサ２７０、入力部２７２、出力部２７４、メモリ２７６、周辺機器２７８および通信インタフェース２８０を含む。電源２２２は、ワークステーション７４に電力を供給するとともに、ワークステーション７４を通して装置６４に電力を供給する。

【0030】

本実施形態では、センサ２４６は、例えば、静圧、差圧、温度、およびバルブ位置のようなプロセス変数を感知する。簡単化のために一つだけのセンサが示されているが、装置６４は、複数の異なったセンサを有する場合がある。センサ２４６からのアナログ出力は、調整回路２５２に送信されて、増幅および調整（例えば濾波）される。変換回路２５４は、センサ２４６によって生成されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、マイクロプロセッサ２５８によって使用可能にする。図８に示されているように、変換回路は、電圧−デジタル（Ｖ／Ｄ）および容量−デジタル（Ｃ／Ｄ）変換器の両方を含む。ＰＲＴ２５６は、センサ２４６の近くの温度を示す温度信号を変換回路２５４に提供し、これによって、センサ信号は、温度変化に対して補償されることが可能となる。マイクロプロセッサ２５８は、変換回路２５４から、ＰＲＴ２５６からのデジタル化された温度信号を含むデジタル化かつ調整されたセンサ信号を受け取る。マイクロプロセッサ２５８は、メモリ２６０内に格納された補正定数を用いて、センサ特有の誤差および非直線性に対してセンサ信号を補償し、そして直線化する。クロック２６２は、マイクロプロセッサ２５８にクロック信号を提供する。デジタル化され、補償かつ訂正されたセンサ信号は、それからマイクロプロセッサ２６４に伝送される。

【0031】

マイクロプロセッサ２６４は、センサ信号を解析してプロセス状態を決定する。特に、メモリ２６６（不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）である場合がある）は、感知されたプロセス変数の大きさに基づいて、質量流量のようなプロセス状態の特定値を決定するために用いられるアルゴリズム係数が格納されたルックアップテーブルを含む。さらに、プロセス流体を搬送する管のタイプや内径、およびプロセス流体の粘性や密度のようなハードウェアパラメータおよび流体パラメータが、制御ループ２１８を通してメモリ２６６内にアップロードされる。他の実施形態では、ハードウェアパラメータおよび流体パラメータに関連するデータが、ユーザインタフェース（図８には示されていない）を通して送信機２６４へ直接的に入力される。さらに、種々のプロセス流体パラメータがルックアップテーブルに格納される。このプロセス流体パラメータは、他の流体パラメータおよび感知されたプロセス変数に基づいて選択されるように、プロセス変数の関数であってもよい。

【0032】

マイクロプロセッサ２６４は、ハードウェアパラメータ、プロセス流体パラメータ、感知されたプロセス変数およびアルゴリズム係数を用いて、実行時計算を実行する。実行時計算は、プロセス状態式を評価し、プロセス状態または質量流量のような流体の状態を決定する。計算されたプロセス状態を表しているプロセス状態信号およびセンサ信号は、通信回路２６８を用いる制御ループ２１８を通してワークステーション７４に伝送される。通信回路２６８は、電圧調整器２６８Ａ、変調器回路２６８Ｂ、ループ電流制御装置２６８Ｃおよび４−２０ｍAハート（ＨＡＲＴ「登録商標」）受信機または送受信機２６８Ｄのようなプロトコル受信機を含み、送信機回路モジュール２３４がワークステーション７４の通信インタフェースを用いて通信することを可能にする。

【0033】

ＮＶＲＡＭ２６６はまた、統計的プロセス監視（ＳＰＭ）のための命令を格納する。これらの命令は、プロセス状態を生成するために用いられる命令と並列的に実行される。ＳＰＭ命令は、一つ以上のセンサ信号の平均／中央値、標準偏差のような統計値をセンサ信号から計算する。特に、そして以下に詳細に示されるように、ＳＰＭ命令は、マイクロプロセッサ２６４に、ハイパスフィルタを動的に構成するステップを実行させて、ＳＰＭによって作り出された統計値に所望の周波数応答を与える。いくつかの実施形態では、構成されるハイパスフィルタは、センサの温度変化、センサのレンジ設定によるセンサ周波数応答の変動、およびセンサの製造バラツキを補償する。

【0034】

いくつかの実施形態では、ＮＶＲＡＭ２６６はまた、警報閾値を保持し、マイクロプロセッサ２６４は、統計値が閾値を横切ったときを決定することができ、これが起こったとき、マイクロプロセッサは、通信回路２６８を用いてタイムスタンプとともにワークステーション７４へ警報を伝達することができる。

【0035】

それに代えて、またはそれに追加して、マイクロプロセッサ２６４によって生成された統計値は、通信回路２６８を通してワークステーション７４に送られる。ワークステーション７４は、メモリ２７６に統計値を格納することができ、また、出力モニタ２７４上に履歴統計値を表示することができる。ワークステーション７４のマイクロプロセッサ２７０は、統計値をメモリ２７６内に格納された閾値と比較することができ、統計値が閾値を横切ったときに警報を出すことができる。閾値は、与えられた閾値を上方向に、または下方向に横切られることがあることが留意されるべきである。

【0036】

ワークステーション７４は、一般的には、工業プロセスの近くに設置されるポータブルコンピュータのようなパソコンであって、工業プロセスのプロセス変数およびプロセス状態を監視し、かつ調整する。ワークステーション７４は、オペレータがプロセス制御入力をメモリ２７６に入力するのを可能にする、キーボード、マウスまたは他のユーザインタフェースのような入力部を含む。ワークステーション７４は、また、ワークステーション７４からデータが抽出されるのを可能にする、モニタのような出力部を含む。プリンタまたは他の一般的に用いられる装置のような周辺機器２７８がまた、マイクロプロセッサ２６４にデータを入力し、またマイクロプロセッサ２６４からデータを抽出するためにワークステーション７４に接続されてもよい。ワークステーション７４は、マイクロプロセッサ２６４からデータを送信し、また受信する通信インタフェース２８０を含む。ワークステーション７４は、モジュール２３４の能力およびセンサ２４６によって発生されたセンサ信号の完全な評価および分析を提供するように構成される。

【0037】

図９は、標準偏差を計算し、かつ標準偏差を正規化するハイパスフィルタを動的に構成して用いるため、マイクロプロセッサ２６４によって実行されるソフトウェア要素のブロック図である。図９において、図８のマイクロプロセッサ２５８によって提供されるデジタルセンサ値のシリーズまたはシーケンスを表すセンサ測定値９００は、マイクロプロセッサ２６４によって受け取られ、ハイパスフィルタ９０２に与えられて、濾波されたセンサ値９０４が生成される。濾波されたセンサ値９０４は、標準偏差計算９０６に与えられて、ＳＰＭ標準偏差９０８が生成される。

【0038】

図１０は、ハイパスフィルタ９０２を動的に構成して、標準偏差９０８の周波数応答を目標つまり所望の周波数応答に一致させる方法の流れ図である。ステップ１０００では、センサ周波数応答測定部９１０が、複数の温度でセンサ周波数応答を決定する。これを行うため、センサ周波数応答測定部９１０は、まず、センサ温度制御部９１２を用いてセンサ温度を設定する。種々の実施形態では、センサ温度制御部９１２は、センサの温度を調整することができる。一つの実施形態によれば、センサ温度制御部９１２は、５つの異なる温度、１８５°Ｆ、１３０°Ｆ、７５°Ｆ，２０°Ｆ、および−４０°Ｆにセンサを設定することができる。センサ周波数応答測定部９１０は、複数の温度のうちの一つをセンサに設定するように、センサ温度制御部９１２に指示する。それから、周波数応答測定部９１０は、例えば、流体の圧力またはレベルのような、センサによって測定される流体の特徴の中に、正弦波変化を生じさせる変換部９１４を活性化する。特に、センサ周波数応答測定部９１０は、変換部９１４に、特定周波数の正弦波変化を発生させる。変換部９１４によって与えられる入力信号に応答して生成されるセンサ信号は、それから、濾波されることなしにハイパスフィルタをバイパスする測定値９００として提供される。濾波されていないセンサ値は、濾波されていないセンサ測定値の標準偏差を計算する標準偏差計算部９０６に供給される。それから、濾波されていないセンサ測定値の標準偏差は、センサ周波数応答測定部９１０に与えられる。周波数応答測定部９１０は、変換器９１４によって導入された正弦波変化の周波数に対する標準偏差値を、センサ周波数応答９１６の一部として格納する。

【0039】

それから、周波数応答測定部９１０は、流体変化の周波数を変えるように変換部９１４に指示し、その結果のセンサ測定値は、再び標準偏差に変換される。この新たな標準偏差は、周波数応答測定部９１０によって格納される。このように、周波数応答測定部９１０は、複数の周波数に対する標準偏差を決定することができ、これにより、与えられた温度でセンサに対する標準偏差の周波数応答を決定することができる。選択された温度で完全な周波数応答が決定されると、周波数応答測定部９１０は、センサの温度を新たな温度値に変えるようにセンサ温度制御部９１２に指示する。新たな温度値で、周波数応答測定部９１０は、新たな温度で標準偏差の周波数応答を得るため、種々の異なる周波数で流体を変化させるように変換部９１４に再び指示する。各温度に対してこれらのステップを繰り返すことにより、周波数応答測定部９１０は、選択された各温度に対するセンサの周波数応答を含むセンサ周波数応答９１６を生成する。

【0040】

ステップ１００２では、マイクロプロセッサ２６４によって目標周波数応答が検索または計算される。一つの実施形態によれば、目標周波数応答は、選択された温度およびフィールド装置内のセンサと同じレンジで動作する一つのモデルセンサによって生成され、そしてハイパス差フィルタによって濾波されたセンサ信号の標準偏差周波数応答である。このような目標周波数応答の一例が図１１に示され、そこでは、周波数が水平軸１１００に沿って示され、選択された温度でモデルセンサによって発生された濾波されたセンサ信号の標準偏差が縦軸１１０２上に示される。一つの実施形態によれば、選択された温度は、室温である。標準偏差周波数応答が、図１１の目標周波数応答と一致するようにフィルタを構成することによって、異なる温度で得られたセンサ測定値を濾波して、複数の温度での標準偏差の周波数応答を正規化することができる。これは、温度が変化したときにフィルタを動的に変化させることによって遂行され、センサ温度にかかわらず、同じ標準偏差周波数応答が達成される。

【0041】

他の実施形態では、目標周波数応答は、選択された温度、かつ現在のセンサのレンジに関係なく選択されたレンジで動作するモデルセンサによって発生され、そしてハイパス差フィルタによって濾波された濾波済み信号の標準偏差周波数応答である。モデルセンサは、選択されたレンジで動作するので、モデルセンサのレンジは、フィールド装置におけるセンサのレンジと異なることが時々ある。選択された温度およびフィールド装置内のセンサのレンジに関係なしに選択されたレンジで動作するモデルセンサによって発生された目標周波数応答を選択することによって、標準偏差の周波数応答を正規化することができ、それにより、装置内におけるセンサの温度および動作レンジによる変化が除去される。

【0042】

さらに他の実施形態では、目標周波数応答は、一つのコンスタントな周波数応答を有するモデルセンサとハイパス差フィルタのようなモデルハイパスフィルタとの組み合わせによって構成される標準偏差周波数応答である。図１２は、全動作温度でコンスタントな周波数応答を有するモデルセンサと差ハイパスフィルタとの組み合わせによって生成される目標周波数応答１２００のグラフである。図１２の目標周波数応答が用いられると、温度、動作レンジ、および周波数によるセンサ応答の変化が正常化される。

【0043】

ステップ１００４では、フィルタ適合部９２２が、各温度で目標周波数応答およびセンサ周波数応答から構成されたハイパスフィルタに対するフィルタパラメータを構成する。このようにして、フィルタ適合部９２２は、各温度に対して個別のハイパスフィルタを構成する。

【0044】

フィルタ適合部９２２は、まず、次のようなフィルタの周波数応答を発生してフィルタを構成する。

【0045】

【数1】

【0046】

ここで、Ｄ（ω）は、目標標準偏差周波数応答であり、Ａ（ω，Ｔ）は、温度Ｔでのセンサ周波数応答であり、Ｈ（ω，Ｔ）は、温度Ｔで構成されたフィルタの周波数応答である。

【0047】

上記の式１を用いて、フィルタの周波数応答が一旦決定されると、ハイパスフィルタに対するパラメータが決定されて、そのフィルタの周波数応答が達成される。一つの実施形態によれば、そのハイパスフィルタは、次の形態をとる有限インパルス応答フィルタとして構成される。

【0048】

【数2】

【0049】

ここで、Ｎは、フィルタの次数であり、ｂ_０、ｂ_１、ｂ_２、・・・ｂ_Ｎは、フィルタの係数である。

【0050】

ＦＩＲフィルタのクラス内には、汎用線形相（ＧＬＰ：Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｈａｓｅ）フィルタとして知られている一組のフィルタがある。線形相特性は、例えば、音声信号中の歪量を低減するので、しばしばデジタルフィルタで必要とされる。４つのタイプのＧＬＰフィルタがある。ＧＬＰタイプ４（IV）のフィルタは、ＤＣ（０ヘルツ）で厳密に０応答を有するので、診断用に、一般的によく適するが、サンプリング周波数の１／２であるナイキスト周波数で、どのような任意の応答でも与えることができる。ＧＬＰタイプ４（IV）のフィルタは、偶数のフィルタ係数に帰着する奇数次数Ｎを必要とする。ＧＬＰタイプ４（IV）のフィルタは、また、ｂ_ｉ＝ｂ_Ｎ−ｉを意味する係数において非対称の特性を有する。ハイパス差フィルタｙ_ｋ＝（ｘ_ｋ−ｘ_ｋ−１）／２は、実際は、次数Ｎ＝１の非常に単純なＧＬＰタイプ４（IV）のフィルタである。帰納的なアプローチを用いて、本発明者等は、異なる温度の各々で、次数５のＧＬＰタイプ４（IV）のフィルタが、等式１を用いて計算された標準偏差周波数応答に適合する良好な曲線を提供することを見つけ出した。

【0051】

次数５のＧＬＰタイプ４（IV）のフィルタは、次のように表現される。

【0052】

【数3】

【0053】

ここで、ｙ_ｋは、フィルタｘ_ｋ，ｘ_ｋ−１，ｘ_ｋ−２，ｘ_ｋ−３，ｘ_ｋ−４およびｘ_ｋ−５における出力であり、それぞれ、ｘ_ｋ，ｘ_ｋ−１，ｘ_ｋ−２，ｘ_ｋ−３，ｘ_ｋ−４およびｘ_ｋ−５におけるセンサ測定値である。また、ｂ_０，ｂ_１およびｂ_２は、ハイパスフィルタのパラメータである。等式３中に６つの乗算操作があるが、３つの独特の係数ｂ_０，ｂ_１およびｂ_２だけがあることに留意すべきである。結果的に、フィルタ適合部９２２は、等式１によって計算される標準偏差周波数応答が達成されるようにフィルタを構成するとき、ｂ_０，ｂ_１およびｂ_２を決定しなければならないだけである。

【0054】

ウィンドウ設計、周波数サンプリング、加重最小二乗、等リップル、レムズ交換、およびパークス・マクレランのような、公知のどのような数値デジタルフィルタ設計アルゴリズムが、フィルタに最良に適合する、等式１内で計算される値を識別するために用いられてもよい。

【0055】

ステップ１００４で決定されるｂ_０，ｂ_１およびｂ_２の値は、ステップ１００６において、各温度に対するフィルタパラメータとして格納される。

【0056】

図１３、１４および１５は、種々の温度で標準偏差に対する所望の周波数応答を達成するために必要なｂ_０，ｂ_１およびｂ_２の値のグラフである。図１３、１４および１５において、正規化された温度が、−１から１まで変化する水平軸に沿って示される。ここで、正規化された温度の値は、次のように計算される。

【0057】

【数4】

【0058】

図１３、１４および１５における縦軸は、パラメータの値を表している。室温において、ｂ_０およびｂ_１は、０に設定され、ｂ_２は、−０．５に設定される。これを達成するため、すべてのパラメータの値は、ｂ_０，ｂ_１およびｂ_２が、室温でこれらの値を持つように、必要とする量によってシフトされる。ｂ_０＝０，ｂ_１＝０、そしてｂ_２＝−０．５を確実にすることによって、ここで説明された実施形態では、ハイパスフィルタは、室温で差フィルタとして確実に動作するようになる。

【0059】

ステップ１００８で、パラメータ曲線適合部９２６は、曲線を、図１３、１４および１５に示されたパラメータ値に適合させる。一実施形態によれば、正規化された温度の関数である第３次曲線が、次の式に従って各パラメータ値セットに適合される。

【0060】

【数5】

【0061】

ここで、ｔは、正規化された温度であり、ａ_ｉ,_０，ａ_ｉ,_１，ａ_ｉ,_２，およびａ_ｉ,_３は、フィルタパラメータ曲線に対する係数であり、そして、ｂ_ｉは、フィルタパラメータである。

【0062】

ステップ１０１０では、温度曲線から係数行列が構成され、係数行列９２８が生成される。この係数行列の一例は、次の等式である。

【0063】

【数6】

【0064】

係数行列は、必須でないが、フィルタパラメータの理解および計算の助けとなる点が留意されるべきである。

【0065】

係数行列が構成された後、フィールド装置は、センサのあらゆる温度に対してステップ１００２で選択された目標周波数応答に到達するように、温度依存ハイパスフィルタを動的に構成するように準備される。ステップ１０１２では、ＰＲＴ２５６によって測定されたセンサの温度を表す温度値９３２が、フィルタ構成部９３０に与えられる。ステップ１０１４では、フィルタ構成部９３０は、等式４を用いて、正規化された温度を決定する。ステップ１０１６では、フィルタ構成部９３０は、係数行列９２８および正規化された温度を用いて、フィルタパラメータの値ｂ_０，ｂ_１およびｂ_２を計算する。特に、等式６の係数行列は、次の温度行列を乗算する。

【0066】

【数7】

【0067】

ここで、Ｔは、温度行列であり、ｔは、正規化された温度である。

【0068】

ステップ１０１８では、フィルタパラメータがハイパスフィルタ９０２として格納されて測定値９００に適用される。その測定値９００は、ＮＶＲＡＭ２６６内に格納されることがあり、あるいはプロセッサ２６４がプロセッサ２５８から取るときに処理されることがある。測定値９００は、一連のセンサ値からなり、それらは、一緒になってセンサ信号を表す。ハイパスフィルタ９０２の出力は、濾波された信号９０４であって、ステップ１０２０で、標準偏差計算部９０６に適用されて、目標周波数応答を有する標準偏差９０８を形成する。ステップ１０２２では、標準偏差が、警報閾値と比較されて、標準偏差が警報閾値を横切ったならば、警報が活性化される。

【0069】

上記では、標準偏差への言及がなされたが、標準偏差に代えて、例えば、最大値および最小値のような、他の統計的計量が用いられてもよい。

【0070】

以上ではセンサの温度が用いられたが、他の実施形態では、システムの異なる部分の温度がセンサの温度に代えて用いられることがある。例えば、ある実施形態では、ハイパスフィルタを構成するため、センサに接続されたインパルスラインの温度が用いられることがある。一つの特定の実施形態によれば、バルブのキャビテーションを感知するために、バルブの近くに圧力センサが位置させられる。このような実施形態では、圧力センサは、インパルスラインを通してバルブに接続される。インパルスラインの温度を測定することにより、圧力センサ信号から生成されるＳＰＭデータに影響するインパルスライン中の温度変化を補償するように、ハイパスフィルタを構成することができる。これは、送信機またはフィールド装置上に代わるシステムレベル上の補償の一例である。

【0071】

本発明は、好ましい実施形態を参照して記述されたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形式および詳細を変化することができることを認識するであろう。

【符号の説明】

【0072】

３５・・・異常状態防止システム、３８・・異常状態防止アプリケーション、４０・・・インタフェースアプリケーション、４２・・・命令エンジン開発実行アプリケーション、４３・・・統計プロセス監視データベース、５０・・・プロセスプラント（一部分）、５４・・・分散プロセス制御システム、６０・・・プロセス制御装置、６４，６６・・・フィールド装置、６８，７０・・・入出力（Ｉ／Ｏ）装置、７２，７４・・・ワークステーション、７４Ａ・・・プロセッサ、７４Ｂ・・・メモリ、７４Ｃ・・・ディスプレイ装置、７６・・・通信バス、７８・・・データベース、８０，８２・・・データ収集および処理ブロック、８９・・・通信サーバ、２２２・・・電源、２３２・・・センサモジュール、２３４・・・回路モジュール、２４６・・・センサ、２５２・・・調整回路、２５４・・・変換回路、２５６・・・白金抵抗温度計（ＰＲＴ）、２５８・・・センサマイクロプロセッサ、２６０，２６６，２７６・・メモリ、２６２・・・クロック、２６４・・・出力マイクロプロセッサ、２６８・・・通信回路、２６８Ａ・・・電圧調整器、２６８Ｂ・・・変調器回路、２６８Ｃ・・・ループ電流制御装置、２６８Ｄ・・・ハート（ＨＡＲＴ「登録商標」）受信機、２７０・・・マイクロプロセッサ、２７２・・・入力部、２７４・・・出力部、２７８・・・周辺機器、２８０・・・通信インタフェース、９００・・・測定値、９０２・・・ハイパスフィルタ、９０４・・・濾波された信号、９０６・・・標準偏差計算部、９０８・・・目標周波数応答を有する標準偏差、９１０・・・センサ周波数応答測定部、９１２・・・センサ温度制御部、９１４・・・変換部、９１６・・・センサ周波数応答、９１８・・・目標周波数応答、９２２・・・フィルタ適合部、９２４・・・フィルタパラメータ、９２６・・・パラメータ曲線適合部、９２８・・・係数行列、９３０・・・フィルタ構成部、９３２・・・温度値、ＳＰＭ１〜ＳＰＭ・・・統計的処理監視装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】