[发明专利]用于控制阀定位器的截止转变

说明书

本发明包括用于对阀门进行控制的方法、装置和计算机可读介质。本文所描述的本发明的示例性实施例使用软截止阈值和软截止过程，此时，控制器对伺服设定点进行单调地渐变，以缓慢地将伺服器过驱动到经校准的设定点范围之外，其中当伺服设定点达到预先规定的过驱动阈值时，伺服器转换到硬截止。

技术领域

概括地说，本发明涉及包括阀门的过程控制系统，更具体地说，本发明涉及用于控制阀门的方法。

背景技术

过程控制系统(如，化工，石油或者其它过程中使用的那些过程控制系统)通常包括管道，其中通过打开或关闭阀门来调整液体或气体通过管道的流动。这些阀门受到一个或多个过程控制器控制，其中所述一个或多个过程控制器经由称为总线的模拟、数字或组合的模拟和数字信号传输链路来通信地耦合到一个或多个现场设备。例如，现场设备可以是阀门定位器、开关和发送器(例如，来自于温度、压力、液体水位、流速和阀杆位置的传感器的信息的发送器)。这些现场设备位于过程工厂环境中，并执行过程功能，例如，打开或关闭阀门、测量过程参数、收集诊断数据等等。

过程控制器(其可以位于过程工厂环境之中，也可以不位于过程工厂环境之中)接收用于表示现场设备所执行的过程测量值和/或关于这些现场设备的其它信息的信号。过程控制器中的一个或多个可以执行控制器应用，其中该控制器应用运行例如不同的控制模块，这些控制模块执行以下操作：(a)进行过程控制决策，(b)基于所接收的信息来生成控制信号，和/或(c)与由位于现场设备中的处理器执行的控制模块进行协调。控制器中的控制模块通过传输链路向现场设备发送这些控制信号，从而控制过程的操作。

来自于现场设备和控制器的信息通常通过通信链路而可用于一个或多个其它硬件或软件设备，例如，操作者工作站、个人计算机、数据历史记录(data historian)、报告生成器、集中式数据库等等，它们通常放置在控制室中或者其它远离更恶劣的工厂环境的位置。这些硬件设备运行应用，这些应用例如可以使操作者能够执行关于过程的功能，诸如，改变过程控制例程的设置，修改控制器或者现场设备中的控制模块的操作，查看过程的当前状态，查看现场设备和控制器所产生的报警、仿真该过程的操作以便训练人员、测试过程控制软件、保持并更新配置数据库等等，或者测试或收集关于过程控制系统中的任何设备(例如，过程控制系统中使用的任何类型的阀门)的数据。

过程控制系统中使用的阀门通常包括作为部件的阀座和阀门关闭元件，其中阀门关闭元件与阀座相接合以关闭阀门。当这些部件恰当地接合时，有适当的阀门关闭，并且阀门有令人满意的阀座(seating)完整性。由于在过程控制系统的操作中进行重复地使用，因此阀门部件可能由于正常的磨损、冲蚀、腐蚀等等而劣化。

传统的智能阀门定位器基于跨过截止阈值的命令信号，迅速地使伺服器饱和，其产生不期望的阀门响应(特别是关于具有容积增压器的大型致动器而言)。对于大型阀门而言，阀杆行程可能明显地滞后于伺服设定点，特别是在跟踪斜坡(ramp)信号时。当伺服设定点进入截止阈值时，阀门微控制器和/或定位器将绕过反馈控制，并驱动电流到气动(I/P)信号，以使气动装置完全饱和。截止是基于伺服设定点信号跨过规定的阈值，其中该规定的阈值通常被设置在0.5％和/或99.5％。虽然完全饱和的I/P驱动是在存在校准偏移的情况下，维持满阀座负荷的期望状态，但对于大型阀门或者处于高压服务的阀门来说，这可能造成阀塞或致动器活塞钉入到行程停止，其干扰过程或者损坏部件。