[发明专利]自动确定控制阀的摩擦的方法和装置

说明书

公开了用于自动确定控制阀的摩擦的方法、装置、系统和制品。一种示例装置包括滞后测量控制器，用于确定针对阀在阀的第一行程范围内的平均控制滞后值；比较器，用于比较平均控制滞后值和第二值，第二值与涵盖阀的第一行程范围的阀的第二行程范围相对应；以及步长选择器，用于基于比较来选择针对阀的多个控制步长中的一个控制步长。

技术领域

本公开一般涉及控制阀，具体涉及自动地确定控制阀的摩擦。

背景技术

流体控制阀(例如，滑杆阀、旋转阀、轴流阀、球心阀等)通常用于工业过程，诸如石油和天然气管道分配系统和化学处理厂，以控制过程流体的流动。这些控制阀通常使用流体压力操作(例如，气动)的致动器来自动化，流体压力操作的致动器由远程操作的现场仪器进行控制。现场仪表与过程控制计算机通信，以命令阀内的流体流动发生改变，以实现期望控制策略。

发明内容

一种示例方法包括：在沿第一方向程控阀的状态下，测量与阀的相应第一位置和第二位置相对应的第一压力和第二压力；在沿与第一方向相反的第二方向程控阀的状态下，测量分别与第二位置和第一位置相对应的第三压力和第四压力；确定第二压力与第三压力之间的第一压力差；确定第一压力和第四压力之间的第二压力差；基于第一压力差和第二压力差来确定平均压力；比较平均压力与第三压力差，该第三压力差与包括第一位置和第二位置的致动器的行程范围相对应；以及基于比较来确定针对阀的控制步长。

一种示例方法包括：确定针对阀在阀的第一行程范围内的平均控制滞后值；比较平均控制滞后值与第二值，该第二值与涵盖阀的第一行程范围的阀的第二行程范围相对应；以及基于比较来选择阀的多个控制步长中的一个控制步长。

一种示例装置包括滞后测量控制器，该滞后测量控制器用于确定针对阀在阀的第一行程范围内的平均控制滞后值；比较器，该比较器用于比较平均控制滞后值与第二值，该第二值与涵盖阀的第一行程范围的阀的第二行程范围相对应；以及步长选择器，该步长选择器基于比较来选择阀的多个控制步长中的一个控制步长。

附图说明

图1图示了在过程控制环境中操作的示例阀定位器。

图2图示了图1的示例调谐控制器的框图。

图3至图6图示了代表可以被执行以实现图1和图2的示例调谐控制器的机器可读指令的流程图。

图7是被构造为执行图3至图6的指令以实现图2的示例调谐控制器的示例处理平台的框图。

附图并非按比例绘制。一般而言，贯穿一个或多个附图和随附书面描述，相同附图标记用于是指相同或相似的部件。

具体实施方式

现场仪器(诸如阀定位器)通常用于根据预先确定的过程控制策略来控制流体阀的操作。为了将阀精确控制到命令的设定点，阀定位器将反馈信号(通常与当前阀位置相对应)与设定点进行比较，并且基于所确定的阀位置与设定点之间的差异或误差来调整阀位置。反馈信号可以通过感测阀的杆或轴或由阀定位器控制的致动器(例如，气动致动器)的位置来获得，该致动器经由与阀的杆或轴的直接机械耦合来操作阀。反馈信号与阀内的流动控制构件相对于阀座的位置相对应，并且因此与阀打开或关闭的程度相对应。

实际上，阀和致动器组件内的摩擦会使控制阀和致动器组件的定位器的调谐变得复杂。摩擦可能是由于阀内的填料，流动控制构件抵靠阀体、阀笼和/或阀座的移动，与轴承或衬套摩擦接合的致动器杆或轴等而造成的。这种摩擦可以引起大量控制滞后和/或降低致动器和阀响应设定点微小改变的能力。因此，必须选择定位器的控制步长，该定位器在给定阀组件中的摩擦量的情况下在没有延迟的情况下准确移动阀也能运转良好。这也使得可以随后选择控制回路的增益以使这种滞后和响应性的影响最小，从而使控制回路的准确性和稳定性最大。如果控制步长选择不当，则定位器的调谐过程可能会导致增益选择不当(例如，增益可能设置得太高)。如果增益设置不当，则控制回路的操作可能会导致控制不准确和/或限制围绕设置点的循环，该循环可能会过早磨损致动器和阀组件。