[实用新型]阀定位器

说明书

技术领域

本实用新型通常涉及过程控制系统，并且更具体地涉及使用压力控制进行阀的部分行程测试的装置。

背景技术

过程控制系统(如在化学、石油或其他过程中使用的系统)通常包括一个或多个过程控制器和输入/输出(I/O)设备，其通过使用任何所需的通信介质(例如，硬接线、无线等)和协议(例如，现场总线、等)的模拟、数字或组合的模拟/数字总线通信地耦接到至少一个主机或操作员工作站以及一个或多个现场设备或仪器。例如，所述现场设备可以是阀、阀定位器、开关和发射机(例如，温度、压力和流速传感器)，其在过程中执行过程控制功能，例如打开或关闭阀以及测量过程控制参数。控制器接收指示由现场设备所进行的过程测量值，处理该信息以实现控制例程，并且生成控制信号，该控制信号通过总线或其他通信线路发送到现场设备以控制过程的操作。以这种方式，控制器可以通过可通信地耦接现场设备的总线和/或其他通信链路执行和协调使用现场设备的控制策略或例程。

实用新型内容

然而，在对阀进行部分行程测试时，在许多情况下，控制阀的行程位置是困难的，并且开环的控制方式使得有可能导致阀意外关断。因此，本实用新型针对现有技术中的上述问题而提出。

一种示例性阀定位器包括用于将定位器的输出压力朝向压力设定点控制的压力控制器。所述压力控制器实现用于跟踪累积误差的积分器。所述示例性阀定位器还包括用于将来自压力控制器的电信号转换为气动信号的电流-压力转换器。所述电流-压力转换器基于初始电流-压力偏置进行偏移。当输出压力收敛到压力设定点时，所述压力控制器基于累积误差计算校准的电流-压力偏置来代替初始电流-压力偏置。

在一种实现中，所述校准的电流-压力偏置对应于所述初始电流-压力偏置和所述累积误差的总和。

在一种实现中，所述定位器耦接到致动器以致动阀，在控制所述输出压力以计算所述校准的电流-压力偏置时，所述致动器被保持在硬停止处。

另一种示例性阀定位器包括用于限定阀的目标行程位置的行程控制器，所述阀通过致动器耦接到定位器。所述目标行程位置与部分行程测试相关联。所述示例性阀定位器还包括压力控制器，用于将定位器的输出压力朝向第一压力设定点控制。所述第一压力设定点是基于目标行程位置的。当输出压力被朝向第一压力设定点控制时，第一压力设定点在第一方向上倾斜以将阀朝向目标行程位置致动。

在一种实现中，所述行程控制器监控所述阀的位置。

在一种实现中，所述阀定位器进一步包括：限制器，其用于限定与所述第一压力设定点相关的压力阈值，如果在所述阀的位置达到所述目标行程位置之前所述输出压力超过所述压力阈值，那么所述压力控制器将产生指示所述阀被卡住的警告。

在一种实现中，在所述阀的位置达到所述目标行程位置之后，所述压力控制器将所述定位器的输出压力朝向第二压力设定点控制，所述第二压力设定点用于将所述阀朝向所述阀的初始位置致动，所述初始位置与所述部分行程测试之前所述阀的位置相关。

在一种实现中，所述阀定位器进一步包括：限制器，其用于限定与所述第二压力设定点相关的压力阈值，并且限定所述阀距所述初始位置的阈值位移，如果所述输出压力超过所述压力阈值同时所述阀的位置在距所述初始位置的所述阈值位移之外，那么所述压力控制器产生指示所述阀被卡住的警告。

利用本实用新型的阀定位器，基于对应于致动器的压力输出而不是阀的行程的反馈对阀进行控制，阀的粘滑移动问题以及其他运动损失不再影响控制反馈，从而克服了现有的部分行程测试的问题。

附图说明

图1是对应于示例性截止球阀的行程控制的示例性压力曲线100。

图2是根据本文所公开的教导构造的一种示例性定位器200的示意图。

图3是根据本文所公开的教导构造的另一种示例性定位器300的示意图。

图4示出了进行如本文所述的示例性部分行程测试的阀的示例性压力特征。

图5-7是表示用于实现图2和/或3的示例性定位器以校准用于实现在气动致动阀上的定位器的示例性方法的流程图。

图8是表示用于实现图2和/或3的示例性定位器以在气动致动阀上执行部分行程测试的示例性方法的流程图。

图9是表示用于实现图2和/或3的示例性定位器以在气动致动阀上执行部分行程测试的示例性方法的流程图。