用于控制阀定位器的截止转变的制作方法
用于控制阀定位器的截止转变的制作方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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 (Ι/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〇. 5%和/或99. 5%。虽然完全饱和的Ι/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。
[0007] -种用于在阀门接近终点时使阀门的响应减慢的机械装置，通常包括机械气垫和 /或电子软停止。不幸的是，这些潜在实现中的每一种都包括一种或多种缺陷。机械气垫困 住致动器活塞和气缸端盖之间的空气。简言之，机械气垫阻挡排气方向的空气流动，建立气 缸压力，并减缓阀门响应。为了快速地填充气缸和在活塞两端分布空气，可能需要在气缸盖 中附加的止回阀以及活塞面的槽。此外，机械气垫并不可用于所有的致动器设计方案，并且 机械气垫也不能进行现场改装。对于具有重型移动部件（例如，塞子、阀杆和致动器活塞） 的大型阀门来说，气缸内压力增加可能吹出气垫0型密封圈。此外，机械气垫通常在气缸行 程的物理极限附近接合，其在额定阀门行程的大约3%和97%附近奏效。致动器基本上在 这些区域周围进行动态变化，这使得在3%的阈值中的节流控制有问题。最后，由于机械气 垫干扰在定位器处的气缸压力记录，因此行程端点附近的阀门诊断测试值的准确性下降。
[0008] 电子软停止能够克服与机械气垫相关联的很多问题。但是，电子软停止不能使阀 门平滑地转换到硬停止，并且不能用于生成阀座周围的有用诊断。此外，电子软停止包括一 些跳跃不连续性，如果过程控制器在电子软停止阈值附近操作时，则这些跳跃不连续性可 能引入颤动或其它非期望行为，这种情形可能导致不可预知的响应。同样，电子软停止对于 行程校准误差敏感，这可能造成电子软停止在动态响应时实现地过早或者过晚。
[0009] 因此，存在着在设定点信号从截止阈值平滑地、连续地转换到饱和状态的情况下， 提供受控饱和的Ι/P驱动的需求。以这种能力来控制阀门将避免对于行程校准误差的敏 感、卡死或卡住阀门，并且如果过程控制器在硬停止附近操作时，将不会引入颤动。
【发明内容】
[0010] 本发明针对于一种用于对阀门进行控制的方法。该方法包括：由一个或多个处理 器提供第一截止阈值和第二截止阈值；由一个或多个处理器对伺服设定点进行监测；响应 于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，由一个或多个处理器发起第一截止过程；以及 响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，由一个或多个处理器发起第二截止阈值。
[0011] 在另一个实施例中，一种用于对阀门进行控制的系统包括：耦合到存储器的一个 或多个处理器和存储在所述存储器上的一个或多个模块，其中，由所述一个或多个处理器 执行所述一个或多个模块，使得所述系统执行以下各项操作：提供第一截止阈值和第二截 止阈值；对伺服设定点进行监测；响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第 一截止过程；以及响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。
[0012] 在另一个实施例中，一种有形的非临时性计算机可读介质，其具有存储在其上的 用于对阀门进行控制的指令，其中，当所述指令由计算机系统的一个或多个处理器执行时， 使得所述一个或多个处理器执行以下各项操作：提供第一截止阈值和第二截止阈值；对伺 服设定点进行监测；响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截止过程； 以及响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。
【附图说明】
[0013] 图1是位于过程工厂中的过程控制系统的框图，其中该过程控制系统可以在正常 的过程操作期间，对阀门进行控制；
[0014] 图2是结合图1的过程控制系统使用的控制阀以及相关联的设备的正视图，其中 在这些设备上，根据本发明的示例来执行软截止；
[0015] 图3是描绘根据本发明的阀门控制方法的示例的流程图；以及
[0016] 图4描绘了控制阀对于软截止的示例性响应的图形表示。
【具体实施方式】
[0017] 本发明针对于减少和/或消除由于利用阀门定位器进行截止的启动而造成的突 然阀门运动。通常，实现一对截止阈值，其中当伺服设定值跨过第一截止阈值时，控制器 (例如，处理器、微处理器、微控制器）将伺服设定点从第一截止阈值渐变（ramp)到经校准 的设定点范围之外，从而对伺服器进行缓慢地过驱动。一旦伺服设定点达到预先规定的第 二截止阈值，则控制器立即使Ι/P驱动信号饱和。具体而言，当发生完全Ι/P饱和时，在伺 服设定点落入第一截止阈值（例如，软截止阈值）之内的时间和落入第二截止阈值（例如， 硬截止阈值）之内的时间之间，使用过渡的斜坡信号。换言之，当伺服设定点落入第一截止 阈值之内时，处理器将伺服设定点缓慢地渐变到节流范围之外，直到达到硬截止阈值为止。 这种方式将使得在闭环控制之下，对伺服控制器进行过驱动。当阀门最终达到硬停止时，伺 服控制器将进入开环，此时气动装置将饱和。
[0018] 除了提高硬停止瞬变之外，可以使用平滑的、连续的设定点信号来进行处于服务 中的阀座诊断。如今，在截止和特征被禁用的情况下，从-5 %到105 %地运行离线动态扫描 测试。这样做的原因是截止瞬变太快，这在停止时产生了最小的行程数据，并由于压力传感 器的速度效应而在致动器压力读数时带入失真。通过在设定点不会发生跳跃不连续性的情 况下过渡到阀座，可以在设备处于服务时，收集更准确和有用的阀座简档数据。
[0019] 图1描绘了包括各种功能区域的过程工厂10的示例，每一个功能区域可以提供有 根据本发明的阀门控制方法的实施例。过程工厂10包括具有一个或多个控制器12的分布 式过程控制系统，每一个控制器12经由输入/输出（I/O)设备或卡18来连接到一个或多 个现场设备14或者16。此外，控制器12还经由数据高速通道25,耦合到一个或多个主机 或操作者工作站19-23。数据库28耦合到数据高速通道25,并操作成数据历史记录以收集 和存储参数、状态和与工厂10中的控制器和现场设备相关联的其它数据，和/或操作成数 据历史记录数据库，其中随着从控制器12和/或现场设备14和16下载工厂10的当前或 先前测试数据或者将该数据存储在其中，该数据历史记录数据库对该数据进行存储。另外， 数据库28可以存储图形对象，以提供过程 工厂10的各种图形表示。可以将本文所描述的 阀门控制系统的实施例作为软件应用29-33中的任何一个或多个软件应用的例程，存储在 相应的一个或多个主机或操作者工作站19-23上。替代地或另外地，本文所描述的自动的 阀座完整性测试方法的实施例可以存储在控制器12 (例如，软件应用50)处和/或存储在 图2的定位器109的存储设备114处。
[0020] 现场设备14和16可以位于恶劣的过程工厂环境中，而控制器12、1/0卡18、操作 者工作站19-23和数据库28可以位于控制室中，也可以位于维护人员和各种其它过程工厂 人员能进行更加容易地访问的其它不那么恶劣的环境中。在一些情况下，过程工厂人员可 以使用移动的无线手持设备，来访问本文所描述的阀门控制系统和/或方法的实施例所产 生的信息。
[0021] 本文所描述的阀座完整性测试方法可以集成到不同类型的控制系统中。该控制系 统可以是单独的控制系统，也可以是分布式控制系统。分布式控制系统包括在位置上不是 集中的，而是分布在整个系统之中的控制器单元，其中每一个子系统由分布式控制器中的 一个或多个进行控制。在图1中描绘了分布式控制系统的一个例子，其包括在图2中被描 绘成整体的过程控制系统操作的一个子系统的一部分的阀门，其中，系统控制器12对图2 中所示出的阀门102进行控制。例如，模拟现场设备14或者数字现场设备16可以表示图 2中所示出的阀门控制系统的定位器109。替代地，本文所描述的阀门控制方法可以集成到 该阀门控制系统中，其中该阀门控制系统可以完全由阀门本身执行，例如图2中所示出的 阀门控制系统。
[0022] 图2描绘了连接到过程工厂（例如，图1的过程工厂10)的管道101的阀门控制系 统100的实施例。材料105通过管道101的流动受到控制阀102的控制，其中控制阀102包 括阀门关闭元件103,阀门关闭元件103耦合到阀门杆106或者阀杆和阀座104。材料105 可以是液体，也可以是气体。阀门杆106向上或者向下移动关闭元件103,以打开或者关闭 控制阀102。利用阀门致动器107(气动驱动器）所产生的力，来关闭和/或打开阀门102。 致动器107经由辄108,耦合到阀门102的壳体。定位器109(例如，智能定位器）安装在辄 108上，并用于经由阀门移动指示器110 (例如，反馈杆）来检测阀门杆106的移动。阀门移 动指示器110耦合到阀门位置传感器113,阀门位置传感器113耦合到阀门控制单元111， 其中阀门控制单元111可以是诸如中央处理单元（CPU)之类的一个处理器，也可以是一个 以上的处理器。控制单元111从耦合到控制设备（例如，图1中的工作站19、20、21、22、23 或控制器12)的接口 112接收设定点值或者控制信号。例如，控制单元111可以从图1中 的任何控制器12接收该设定点或者控制信号。该设定点是自动控制系统将向其所控制的 设备发送的目标值。
[0023] 替代地，阀门移动指示器110可以是无连接的（linkageless)位置反馈设备，其使 用在无需与阀门杆106直接连接的情况下，对阀门杆106进行耦合和/或对阀门杆106移 动进行监测的方法。例如，阀门移动指示器110可以是电磁连接的移动指示器。
[0024] 如上所述，控制单元111可以从控制器12接收设定点值，随后根据所接收的设定 点值来对控制阀102进行控制。该设定点值指示应当将阀门打开或者关闭多少。控制单元 111使得阀门根据所接收的设定点值进行移动。控制单元111对来自于位置传感器113的 反馈信息进行检查，并将来自于传感器113的位置数据存储在存储设备114中。定位器109 还可以包括压力传感器115,根据致动器107的类型，压力传感器115可以是一个或多个压 力传感器。控制单元111还可以将压力传感器115所获得的数据使用成用于根据设定点值 来移动阀门102的基础。此外，还可以将来自于传感器115的压力数据存储在存储设备114 中。此外，如上面所指示的，可以将本文所描述的阀门完整性测试方法的软件应用的一部分 或者全部存储在存储设备114中。
[0025] 仍然参见图1和图2,在包括阀门102的过程控制系统的正常操作期间，按照设定 点来操作该阀门，其中该设定点是图2中的定位器109的控制单元111的输入，如上所述。 同样如上所述，该设定点规定了将阀门打开的程度，其表示成完全打开的阀门的百分比。因 此，100%的设定点值规定了完全打开的阀门，其中在该情况下，阀门关闭元件103与阀座 104具有最大的间隔距离；0%的设定点值对应于完全关闭的阀门，其中在该情况下，关闭 元件103落座在阀座104上；大体上0%和100%之间的设定点值对应于部分打开的阀门。
[0026] 图3描述了能够在图2中所示出的控制阀系统100上执行的一种示例性方法300， 其中，该方法减少和/或消除了硬截止的启动所造成的突然阀门运动。通常，在从阀门的节 流控制（例如，行程控制）转换到压力控制（例如，端点压力控制（EPPC))之前，实现饱和 延迟。这种饱和延迟为阀门提供了足够的时间来在执行端点压力控制之前，达到硬停止与 饱和；因此，防止了在阀门的中间行程期间执行硬截止。在一种配置中，方法300使用一对 的截止阈值（例如，第一截止阈值或者软截止阈值和第二截止阈值或者硬截止阈值）来控 制阀门定位器。关于软截止阈值，对伺服设定点进行监测（方框302)。当伺服设定点跨过 软截止阈值时（方框304)，发起软截止，并且控制器/处理器使伺服器缓慢地过驱动（方框 306)。伺服器的渐进的过驱动继续进行，直到伺服设定点达到预定的过驱动阈值（例如，第 二截止阈值或者硬截止阈值）为止（方框308)，其中在此时，伺服器转换到硬截止（方框 310) 〇
[0027] 图4是控制阀对于软截止的示例性响应的图形视图400。通过包括实心三角形的 线来描述伺服设定点402,通过包括实心圆的线来描述阀门行程404,通过包括实心正方形 的线来描述Ι/P驱动信号406。可以将软截止阈值设置在0.5%和99. 5%。在该示例中， 行程目标（其在伺服设定点的上部）起始于10%，并按照-4%/秒的速率渐变到0%。在 0. 5%截止阈值之外，伺服设定点跟踪行程目标。一旦行程目标下降到低于0. 5%软截止阈 值，伺服设定点按照-1 % /秒的速率从〇. 5%的斜坡信号转变到-25%。一旦伺服设定点达 到-25%，Ι/P驱动转变到第二截止（即，硬截止）。在该示例中，可以观察到，在到达用于 硬截止的-25%设定点阈值之前，Ι/P驱动已完全饱和在100%。因此，可以将向硬截止处 的完全饱和的转变，视作为是无扰动的。
[0028] -种当在软截止阈值附近发起软截止时，从伺服设定点转变到斜坡信号的替代方 案，可以实现时间延迟，并在该时间延迟到期时，发起硬截止。例如，一旦设定点跨过软截止 阈值，则可以发起10秒的时间延迟，并在10秒的延迟完成之后，发起硬截止。在另外的实 施例中，可以利用两个截止阈值来实现斜坡信号和时间延迟的组合。例如，在设定点跨过软 截止阈值时，伺服设定点按照-1 % /秒的速率从0. 5%的斜坡信号转变到-5%，随后当斜坡 信号达到-5%时，实现某个时间延迟，此后可以发起经由硬截止来进行的完全饱和。
[0029] 如上所述，本发明的控制阀系统相对于常规的控制阀系统的优点，包括：一旦命令 信号跨过截止阈值，则可调整的斜坡率以逐渐地将阀门行程转变到机械停止；当处于截止 操作模式时，伺服器的平滑的、连续的操作；从节流控制无扰动地转换到机械的停止时的完 全饱和状态，即消除跳跃不连续性，这将提高阀座诊断；以及可变的斜坡率和在任一种停止 时的可调整的截止阈值，以允许用户将阀门响应精细地调整到硬停止，其消除了非期望的 瞬变。
[0030] 本发明的用于控制阀门定位器的截止转变相对于常规的用于控制阀门定位器的 截止转变的其它优点，可以包括：本发明的截止转变并不需要停止阀门的操作，也不需要停 止使用阀门的过程，也不需要对阀门进行隔离以避免过程的中断，也不需要人工操作者的 分析。不需要用户手动地执行本文所描述的本发明的截止转变实施例，不需要用户手动地 解释本文所描述的本发明的截止转变实施例的结果。因此，本文所描述的本发明的截止转 变的实施例，能够更好地判断阀座完整性是否受到损害，以及何时受到损害。此外，本文所 描述的本发明的截止转变的实施例，能够更好地维持以该阀门为一部分的操作的生产率和 安全水平。
[0031 ] 例如，阀门可以是单一控制环操作的一部分，其中该单一控制环操作本地地受到 阀门定位器1〇9(图2)自身的控制，或者该阀门可以是涉及更复杂的过程控制系统的操作 的一部分，其中该操作由控制器12(图1)进行控制。对两种方式中的任一方式，本文所描 述的本发明的截止转变方法，使截止转变能够在正常的过程控制操作期间进行运行，其中 该正常的过程控制操作涉及要进行测试的阀门。正常的过程工厂操作包括以下的操作：其 中在该操作中，响应于控制例程（其被配置为由控制器来执行）的闭环过程控制操作，控制 器向阀门发送控制信号。此外，正常的过程工厂操作还包括以下的操作：其中在该操作中， 控制器被配置为对作为反馈信息的位置数据进行处理，以便由闭环控制例程（其被配置为 由控制器来执行）使用。
[0032] 下面的讨论主要是参照图1中所描绘的主题。
[0033] 每一个控制器12( 其可以是任何类型的过程控制器或者更特定类型的过程控制 器，例如Emerson Process Management所出售的DeltaVTM控制器）存储并执行控制器应 用，该控制器应用使用任意数量的不同的、独立执行的控制模块或块50来实现控制策略。 每一个控制模块50可以由通常称为功能块的部分来构成，其中每一个功能模块是是整个 的控制例程的一个部分或者子例程，并结合其它功能块（经由称为链路的通信）进行操作 以实现过程工厂10中的过程控制环。功能块可以是面向对象的编程协议中的对象。功能 块可以执行：输入功能，例如与发送器、传感器或者其它过程参数测量设备相关联；或者控 制功能，例如与执行PID、模糊逻辑等等控制的控制例程相关联。功能块可以执行输出功能， 其控制诸如阀门之类的某种设备的操作，以执行过程工厂10中的某种物理功能。存在混 合的复杂功能块和其它类型的复杂功能块，例如，模型预测控制器（MPC)、优化器等等。虽 然Fieldbus协议和DeltaV系统协议使用以面向对象的编程协议来设计和实现的控制模块 和功能块，但这些控制模块可以使用任何期望的控制编程方案（例如，其包括顺序功能块、 梯形逻辑等等）来设计，并不限于使用该功能块或者任何其它特定的编程技术来设计和实 现。控制器12中的每一个还可以支持AMS?应用套件，并可以使用预测智能来提高生产 资产（其包括机械装备、电子系统、过程设备、仪表、现场设备和智能现场设备14、16、以及 阀门）的可用性和性能。
[0034] 在图1中所示出的工厂10中，连接到控制器12的现场设备14和16可以是标准 的4-20mA设备或者智能现场设备（例如，HART、Profibus或FOUNDATION? Fieldbus现场 设备），这些现场设备包括处理器和存储器，也可以是任何其它期望的类型的设备。这些设 备中的一些（例如，Fieldbus现场设备（其每一个在图1中利用附图标记16进行标记）） 可以存储和执行与控制器12中所实现的控制策略相关联的模块或子模块（例如，功能块）。 功能块40 (其在图1中示出为布置在Fieldbus现场设备16中的两个不同现场设备上）可 以结合控制器12中的控制模块50的执行来执行，以实现如所公知的过程控制。当然，现场 设备14和16可以是诸如传感器、阀门、发送器、定位器等等之类的任何类型的设备，并且1/ 〇设备18可以是遵循任何期望的通信或控制器协议（例如，HART、Fieldbus、Profibus等 等）的任何类型的1/0设备。
[0035] 在图1的过程工厂10中，工作站19-23可以包括各种应用，其中这些应用用于工 厂10中的相同或者不同人员所执行的各种不同功能。各个工作站19-23包括存储器和处 理器，其中存储器存储各种应用、程序、数据结构等等，处理器可以用于执行存储器中所存 储的任何应用（例如，包括本文所描述的阀座完整性测试系统和/或方法中的全部或者任 何部分的例程）。
[0036] 工作站19-23包括用于从高过程控制系统层级到单一现场设备的较低操作等级， 来向工厂提供操作、配置、仿真以及诊断和/或维护操作的硬件和/或软件。虽然在图1 中将各种相关联的应用29-33描绘成位于专用于这些功能中的一种功能的不同工作站之 中，但将理解的是，根据工厂10的需要和建立，与这些和其它工厂功能相关联的各种应用 29-33可以位于工厂10中的相同或不同工作站或计算机之中，并由其进行执行。因此，例 如，一个或多个控制应用（例如，29)和维护/诊断应用（例如，33)可以在相同的工作站 19-23中执行，而不同的个别维护/诊断应用（例如，33)或者不同的个别控制应用（例如， 29)可以在工作站19-23和/或控制器12中的不同工作站和/或控制器里执行。
[0037] 在图1所示出的例子中，将工作站23描绘成诊断/维护工作站，其包括可以由各 种人员使用以测试或者查看整个工厂10的需求，和/或测试或者查看各个设备12、14、16 等等的操作或工作状况的多个诊断和/或维护应用33。应用33可以包括支持应用33A，例 如，其它维护/诊断应用、校准应用、振动分析应用、报告生成应用或者任何其它支持应用， 例如可以用于帮助过程人员在工厂10中执行维护/诊断功能的测试分析应用。例如，维护 /诊断应用33A可以包括如本文所描述的阀座完整性测试应用33B。替代地或另外地，阀座 完整性测试应用33B可以完全地和/或部分地在任何控制器12或任何现场设备14、16或 者三者的组合处来实现。阀座完整性测试应用33B可以并入功能块40、控制模块50、控制 应用29和维护/诊断应用30-33的任意组合。此外，阀座完整性测试应用33B还可以是完 全嵌入在任何阀门现场设备14、16的本地处理器中的软件算法。
[0038] 如上所述，系统范围应用中的任何应用（例如，应用29、30、31、32、33、33六、338和 /或可以存储在控制单元111或者定位器109的存储设备114 (或者单独功能的本地测试 控制单元111)中的任何本地应用），可以实现本文所描述的方法中的任何方法。可以经由 图2的阀座完整性测试系统100或者经由替代的实施例（例如，阀门定位器与阀座完整性 测试系统的控制单元相分离的实施例），来实现本文所描述的方法。
[0039] 应当理解的是，本文所描述的阀门控制系统、方法和计算机可读介质的实施例， 可以在过程控制系统中的阀门中的任何一个或多个阀门上执行，同时该过程控制系统维 持操作。如本文所讨论的，本发明的实施例可以检测阀门问题，其包括磨损阀座部件、阀 座定位问题、以及阀座冲蚀问题。关于可以使用本文所描述的本发明的实施例来避免的 这些和其它阀门问题的信息，参见（1)转让给Fisher-Rosemount Systems公司的标题 为"Diagnostics in a Process Control System" 的美国专利 Νο·6,298,454;(2)转 让给 Fisher Controls International LLC 的标题为 "Computerized Evaluation of Valve Signature Graphs" 的美国专利 No. 7, 478, 012 ; (3)转让给 Fisher Controls International LLC 的标题为"Automatic Valve Seating Integrity" 的美国专利 No. 8, 421，643 ;故以引用方式将所有这些专利的全部内容并入到本文。
[0040] 当然，本文所描述的系统、方法和技术的应用和益处，并不只限于上面的示例。通 过使用本文所描述的系统、方法和技术，可以实现多种其它应用和益处。
[0041] 此外，还应当理解的是，除非在本专利中使用语句"如本文所使用的，故规定术语 '_'以意味…"或者类似的语句来明确地规定术语，否则并不意图将该术语的含义明 确或隐含地限制超出其平常的或普通的含义，并且此类术语不应当被解释为限制于基于本 专利的任何部分中的任何语句（除了权利要求书的字面语言之外）的范围之中。尽管在 本专利中均以符合单一意义的方式来引用本专利所附的权利要求书中叙述的任何术语，但 这只是为了清晰起见以便不使读者引起混乱，而并不意图隐含地或者相反地将这种权利要 求术语限制为该单一的含义。最后，除非权利要求组成要素是通过描述措辞"单元"和功能 来定义的，而没有描述任何结构，否则并不是意图基于35U. S.C. § 112(f)和/或pre-AIA 35U. S. C. § 112第六款的运用来解释任一权利要求要素的范围。
[0042] 此外，虽然前述的文本阐述了众多不同实施例的【具体实施方式】，但应当理解的是， 本专利的范围由本专利所附的权利要求书来界定。该说明书应被解释为只是示例性的，其 并没有描述每一种可能的实施例，因为描述每一种可能的实施例即使不是不可能的，也是 不切实际的。使用当前的技术或者在本专利提交日之后开发的技术能够实现各种替代的实 施例，这些实施例仍落入本专利权利要求书的范围之内。举例而言而非做出限制，本文的公 开内容至少预期下面的方面：
[0043] 方面1 : 一种用于对阀门进行控制的方法，所述方法包括：由一个或多个处理器提 供第一截止阈值和第二截止阈值；由一个或多个处理器对伺服设定点进行监测；响应于所 述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，由一个或多个处理器发起第一截止过程；响应于所 述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，由一个或多个处理器发起第二截止阈值。
[0044] 方面2 :根据方面1所述的方法，其中，发起第一截止过程包括：通过将所述伺服 设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来使伺服器进行缓慢地过驱 动。
[0045] 方面3 :根据方面1或者2中的任何一个方面所述的方法，其中，对所述伺服设定 点进行渐变包括：指数衰减信号。
[0046] 方面4 :根据方面1-3中的任何一个方面所述的方法，其中，对所述伺服设定点进 行渐变包括：单调递减信号或者单调递增信号。
[0047] 方面5 :根据方面1-4中的任何一个方面所述的方法，其中，发起第一截止过程包 括：设置截止斜坡率以匹配所述设定点的上限或下限的速度。
[0048] 方面6 :根据方面1-5中的任何一个方面所述的方法，其中，发起第二截止过程包 括：从行程控制切换到压力控 制。
[0049] 方面7 :根据方面1-6中的任何一个方面所述的方法，其中，发起第一截止过程包 括：使用闭环控制，以通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点 范围之外，来使伺服器缓慢地过驱动。
[0050] 方面8 :根据方面1-7中的任何一个方面所述的方法，其中，发起第二截止过程包 括：使用开环控制，以使Ι/P驱动信号完全饱和。
[0051] 方面9:一种用于对阀门进行控制的系统，所述系统包括耦合到存储器的一个或 多个处理器和存储在所述存储器上的一个或多个模块，其中，由所述一个或多个处理器执 行所述一个或多个模块使得所述系统执行以下各项操作：提供第一截止阈值和第二截止阈 值；对伺服设定点进行监测；响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截 止过程；以及响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。
[0052] 方面10 :根据方面9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：
[0053] 通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来 使伺服器缓慢地过驱动。
[0054] 方面11 :根据方面10所述的系统，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：指数衰 减信号。
[0055] 方面12 :根据方面10所述的系统，其中，对所述伺服设定点进行渐变，包括：单调 递减信号或者单调递增信号。
[0056] 方面13 :根据方面9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：设置截止斜坡率 以匹配所述设定点的上限或下限的速度。
[0057] 方面14 :根据方面9所述的系统，其中，发起第二截止过程包括：从行程控制切换 到压力控制。
[0058] 方面15 :根据方面9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：使用闭环控制，以 通过将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设定点范围之外，来使伺服器缓慢 地过驱动。
[0059] 方面16 :根据方面15所述的系统，其中，发起第二截止过程包括：使用开环控制， 以使Ι/P驱动信号完全饱和。
[0060] 方面17 : -种有形的非临时性计算机可读介质，其具有存储在其上的用于对阀门 进行控制的指令，当所述指令由计算机系统的一个或多个处理器执行时，使得所述一个或 多个处理器执行以下各项操作：提供第一截止阈值和第二截止阈值；对伺服设定点进行监 测；响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截止过程；以及响应于所述 伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。
[0061] 方面18 :根据方面17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截 止过程包括：通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之 外，来使伺服器缓慢地过驱动。
[0062] 方面19 :根据方面18所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，对所述伺服 设定点进行渐变包括：指数衰减信号。
[0063] 方面20 :根据方面18所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，对所述伺服 设定点进行渐变包括：单调递减信号或者单调递增信号。
[0064] 方面21 :根据方面17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截 止过程包括：设置截止斜坡率以匹配所述设定点的上限或下限的速度。
[0065] 方面22 :根据方面17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第二截 止过程包括：从行程控制切换到压力控制。
[0066] 方面23 :根据方面17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截 止过程包括：使用闭环控制，以通过将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设 定点范围之外，来使伺服器缓慢地过驱动。
[0067] 方面24 :根据方面23所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第二截 止过程包括：使用开环控制，以使Ι/P驱动信号完全饱和。
【主权项】
1. 一种用于对阀门进行控制的方法，所述方法包括： 由一个或多个处理器提供第一截止阈值和第二截止阈值； 由一个或多个处理器对伺服设定点进行监测； 响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，由一个或多个处理器发起第一截止过 程；以及 响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，由一个或多个处理器发起第二截止阈 值。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，发起第一截止过程包括： 通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来使所 述伺服器缓慢地过驱动。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：指数衰减信 号。4. 根据权利要求2所述的方法，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：单调递减信号 或者单调递增信号。5. 根据权利要求1所述的方法，其中，发起第一截止过程包括：设置截止斜坡率以匹配 所述设定点的上限或下限的速度。6. 根据权利要求1所述的方法，其中，发起第二截止过程包括：从行程控制切换到压力 控制。7. 根据权利要求1所述的方法，其中，发起第一截止过程包括：使用闭环控制，以通过 将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设定点范围之外来使所述伺服器缓慢 地过驱动。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，发起第二截止过程包括：使用开环控制，以使1/ P驱动信号完全饱和。9. 一种用于对阀门进行控制的系统，所述系统包括耦合到存储器的一个或多个处理器 和存储在所述存储器上的一个或多个模块，其中，由所述一个或多个处理器执行所述一个 或多个模块使得所述系统执行以下各项操作： 提供第一截止阈值和第二截止阈值； 对伺服设定点进行监测； 响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截止过程；以及 响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。10. 根据权利要求9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括： 通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来使所 述伺服器缓慢地过驱动。11. 根据权利要求10所述的系统，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：指数衰减信 号。12. 根据权利要求10所述的系统，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：单调递减信 号或者单调递增信号。13. 根据权利要求9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：设置截止斜坡率以匹 配所述设定点的上限或下限的速度。14. 根据权利要求9所述的系统，其中，发起第二截止过程包括：从行程控制切换到压 力控制。15. 根据权利要求9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：使用闭环控制，以通过 将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设定点范围之外，来使所述伺服器缓慢 地过驱动。16. 根据权利要求15所述的系统，其中，发起第二截止过程包括：使用开环控制，以使 Ι/P驱动信号完全饱和。17. -种有形的非临时性计算机可读介质，其具有存储在其上的用于对阀门进行控制 的指令，当所述指令由计算机系统的一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理 器执行以下各项操作： 提供第一截止阈值和第二截止阈值； 对伺服设定点进行监测； 响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截止过程；以及 响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。18. 根据权利要求17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截止过 程包括： 通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来使所 述伺服器缓慢地过驱动。19. 根据权利要求18所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，对所述伺服设定 点进行渐变包括：指数衰减信号。20. 根据权利要求18所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，对所述伺服设定 点进行渐变包括：单调递减信号或者单调递增信号。21. 根据权利要求17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截止过 程包括：设置截止斜坡率以匹配所述设定点的上限或下限的速度。22. 根据权利要求17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第二截止过 程包括：从行程控制切换到压力控制。23. 根据权利要求17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截止过 程包括：使用闭环控制，以通过将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设定点 范围之外，来使所述伺服器缓慢地过驱动。24. 根据权利要求23所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第二截止过 程包括：使用开环控制，以使Ι/P驱动信号完全饱和。
【专利摘要】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。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105487432
【申请号】CN201510646358
【发明人】K·W·琼克, M·K·洛弗尔, J·L·斯诺巴里耶, J·D·塞列尔
【申请人】费希尔控制产品国际有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月8日
【公告号】US20160098044, WO2016057442A2, WO2016057442A3
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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 (Ι/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〇. 5%和/或99. 5%。虽然完全饱和的Ι/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。
[0007] -种用于在阀门接近终点时使阀门的响应减慢的机械装置，通常包括机械气垫和 /或电子软停止。不幸的是，这些潜在实现中的每一种都包括一种或多种缺陷。机械气垫困 住致动器活塞和气缸端盖之间的空气。简言之，机械气垫阻挡排气方向的空气流动，建立气 缸压力，并减缓阀门响应。为了快速地填充气缸和在活塞两端分布空气，可能需要在气缸盖 中附加的止回阀以及活塞面的槽。此外，机械气垫并不可用于所有的致动器设计方案，并且 机械气垫也不能进行现场改装。对于具有重型移动部件（例如，塞子、阀杆和致动器活塞） 的大型阀门来说，气缸内压力增加可能吹出气垫0型密封圈。此外，机械气垫通常在气缸行 程的物理极限附近接合，其在额定阀门行程的大约3%和97%附近奏效。致动器基本上在 这些区域周围进行动态变化，这使得在3%的阈值中的节流控制有问题。最后，由于机械气 垫干扰在定位器处的气缸压力记录，因此行程端点附近的阀门诊断测试值的准确性下降。
[0008] 电子软停止能够克服与机械气垫相关联的很多问题。但是，电子软停止不能使阀 门平滑地转换到硬停止，并且不能用于生成阀座周围的有用诊断。此外，电子软停止包括一 些跳跃不连续性，如果过程控制器在电子软停止阈值附近操作时，则这些跳跃不连续性可 能引入颤动或其它非期望行为，这种情形可能导致不可预知的响应。同样，电子软停止对于 行程校准误差敏感，这可能造成电子软停止在动态响应时实现地过早或者过晚。
[0009] 因此，存在着在设定点信号从截止阈值平滑地、连续地转换到饱和状态的情况下， 提供受控饱和的Ι/P驱动的需求。以这种能力来控制阀门将避免对于行程校准误差的敏 感、卡死或卡住阀门，并且如果过程控制器在硬停止附近操作时，将不会引入颤动。
【发明内容】
[0010] 本发明针对于一种用于对阀门进行控制的方法。该方法包括：由一个或多个处理 器提供第一截止阈值和第二截止阈值；由一个或多个处理器对伺服设定点进行监测；响应 于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，由一个或多个处理器发起第一截止过程；以及 响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，由一个或多个处理器发起第二截止阈值。
[0011] 在另一个实施例中，一种用于对阀门进行控制的系统包括：耦合到存储器的一个 或多个处理器和存储在所述存储器上的一个或多个模块，其中，由所述一个或多个处理器 执行所述一个或多个模块，使得所述系统执行以下各项操作：提供第一截止阈值和第二截 止阈值；对伺服设定点进行监测；响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第 一截止过程；以及响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。
[0012] 在另一个实施例中，一种有形的非临时性计算机可读介质，其具有存储在其上的 用于对阀门进行控制的指令，其中，当所述指令由计算机系统的一个或多个处理器执行时， 使得所述一个或多个处理器执行以下各项操作：提供第一截止阈值和第二截止阈值；对伺 服设定点进行监测；响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截止过程； 以及响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。
【附图说明】
[0013] 图1是位于过程工厂中的过程控制系统的框图，其中该过程控制系统可以在正常 的过程操作期间，对阀门进行控制；
[0014] 图2是结合图1的过程控制系统使用的控制阀以及相关联的设备的正视图，其中 在这些设备上，根据本发明的示例来执行软截止；
[0015] 图3是描绘根据本发明的阀门控制方法的示例的流程图；以及
[0016] 图4描绘了控制阀对于软截止的示例性响应的图形表示。
【具体实施方式】
[0017] 本发明针对于减少和/或消除由于利用阀门定位器进行截止的启动而造成的突 然阀门运动。通常，实现一对截止阈值，其中当伺服设定值跨过第一截止阈值时，控制器 (例如，处理器、微处理器、微控制器）将伺服设定点从第一截止阈值渐变（ramp)到经校准 的设定点范围之外，从而对伺服器进行缓慢地过驱动。一旦伺服设定点达到预先规定的第 二截止阈值，则控制器立即使Ι/P驱动信号饱和。具体而言，当发生完全Ι/P饱和时，在伺 服设定点落入第一截止阈值（例如，软截止阈值）之内的时间和落入第二截止阈值（例如， 硬截止阈值）之内的时间之间，使用过渡的斜坡信号。换言之，当伺服设定点落入第一截止 阈值之内时，处理器将伺服设定点缓慢地渐变到节流范围之外，直到达到硬截止阈值为止。 这种方式将使得在闭环控制之下，对伺服控制器进行过驱动。当阀门最终达到硬停止时，伺 服控制器将进入开环，此时气动装置将饱和。
[0018] 除了提高硬停止瞬变之外，可以使用平滑的、连续的设定点信号来进行处于服务 中的阀座诊断。如今，在截止和特征被禁用的情况下，从-5 %到105 %地运行离线动态扫描 测试。这样做的原因是截止瞬变太快，这在停止时产生了最小的行程数据，并由于压力传感 器的速度效应而在致动器压力读数时带入失真。通过在设定点不会发生跳跃不连续性的情 况下过渡到阀座，可以在设备处于服务时，收集更准确和有用的阀座简档数据。
[0019] 图1描绘了包括各种功能区域的过程工厂10的示例，每一个功能区域可以提供有 根据本发明的阀门控制方法的实施例。过程工厂10包括具有一个或多个控制器12的分布 式过程控制系统，每一个控制器12经由输入/输出（I/O)设备或卡18来连接到一个或多 个现场设备14或者16。此外，控制器12还经由数据高速通道25,耦合到一个或多个主机 或操作者工作站19-23。数据库28耦合到数据高速通道25,并操作成数据历史记录以收集 和存储参数、状态和与工厂10中的控制器和现场设备相关联的其它数据，和/或操作成数 据历史记录数据库，其中随着从控制器12和/或现场设备14和16下载工厂10的当前或 先前测试数据或者将该数据存储在其中，该数据历史记录数据库对该数据进行存储。另外， 数据库28可以存储图形对象，以提供过程 工厂10的各种图形表示。可以将本文所描述的 阀门控制系统的实施例作为软件应用29-33中的任何一个或多个软件应用的例程，存储在 相应的一个或多个主机或操作者工作站19-23上。替代地或另外地，本文所描述的自动的 阀座完整性测试方法的实施例可以存储在控制器12 (例如，软件应用50)处和/或存储在 图2的定位器109的存储设备114处。
[0020] 现场设备14和16可以位于恶劣的过程工厂环境中，而控制器12、1/0卡18、操作 者工作站19-23和数据库28可以位于控制室中，也可以位于维护人员和各种其它过程工厂 人员能进行更加容易地访问的其它不那么恶劣的环境中。在一些情况下，过程工厂人员可 以使用移动的无线手持设备，来访问本文所描述的阀门控制系统和/或方法的实施例所产 生的信息。
[0021] 本文所描述的阀座完整性测试方法可以集成到不同类型的控制系统中。该控制系 统可以是单独的控制系统，也可以是分布式控制系统。分布式控制系统包括在位置上不是 集中的，而是分布在整个系统之中的控制器单元，其中每一个子系统由分布式控制器中的 一个或多个进行控制。在图1中描绘了分布式控制系统的一个例子，其包括在图2中被描 绘成整体的过程控制系统操作的一个子系统的一部分的阀门，其中，系统控制器12对图2 中所示出的阀门102进行控制。例如，模拟现场设备14或者数字现场设备16可以表示图 2中所示出的阀门控制系统的定位器109。替代地，本文所描述的阀门控制方法可以集成到 该阀门控制系统中，其中该阀门控制系统可以完全由阀门本身执行，例如图2中所示出的 阀门控制系统。
[0022] 图2描绘了连接到过程工厂（例如，图1的过程工厂10)的管道101的阀门控制系 统100的实施例。材料105通过管道101的流动受到控制阀102的控制，其中控制阀102包 括阀门关闭元件103,阀门关闭元件103耦合到阀门杆106或者阀杆和阀座104。材料105 可以是液体，也可以是气体。阀门杆106向上或者向下移动关闭元件103,以打开或者关闭 控制阀102。利用阀门致动器107(气动驱动器）所产生的力，来关闭和/或打开阀门102。 致动器107经由辄108,耦合到阀门102的壳体。定位器109(例如，智能定位器）安装在辄 108上，并用于经由阀门移动指示器110 (例如，反馈杆）来检测阀门杆106的移动。阀门移 动指示器110耦合到阀门位置传感器113,阀门位置传感器113耦合到阀门控制单元111， 其中阀门控制单元111可以是诸如中央处理单元（CPU)之类的一个处理器，也可以是一个 以上的处理器。控制单元111从耦合到控制设备（例如，图1中的工作站19、20、21、22、23 或控制器12)的接口 112接收设定点值或者控制信号。例如，控制单元111可以从图1中 的任何控制器12接收该设定点或者控制信号。该设定点是自动控制系统将向其所控制的 设备发送的目标值。
[0023] 替代地，阀门移动指示器110可以是无连接的（linkageless)位置反馈设备，其使 用在无需与阀门杆106直接连接的情况下，对阀门杆106进行耦合和/或对阀门杆106移 动进行监测的方法。例如，阀门移动指示器110可以是电磁连接的移动指示器。
[0024] 如上所述，控制单元111可以从控制器12接收设定点值，随后根据所接收的设定 点值来对控制阀102进行控制。该设定点值指示应当将阀门打开或者关闭多少。控制单元 111使得阀门根据所接收的设定点值进行移动。控制单元111对来自于位置传感器113的 反馈信息进行检查，并将来自于传感器113的位置数据存储在存储设备114中。定位器109 还可以包括压力传感器115,根据致动器107的类型，压力传感器115可以是一个或多个压 力传感器。控制单元111还可以将压力传感器115所获得的数据使用成用于根据设定点值 来移动阀门102的基础。此外，还可以将来自于传感器115的压力数据存储在存储设备114 中。此外，如上面所指示的，可以将本文所描述的阀门完整性测试方法的软件应用的一部分 或者全部存储在存储设备114中。
[0025] 仍然参见图1和图2,在包括阀门102的过程控制系统的正常操作期间，按照设定 点来操作该阀门，其中该设定点是图2中的定位器109的控制单元111的输入，如上所述。 同样如上所述，该设定点规定了将阀门打开的程度，其表示成完全打开的阀门的百分比。因 此，100%的设定点值规定了完全打开的阀门，其中在该情况下，阀门关闭元件103与阀座 104具有最大的间隔距离；0%的设定点值对应于完全关闭的阀门，其中在该情况下，关闭 元件103落座在阀座104上；大体上0%和100%之间的设定点值对应于部分打开的阀门。
[0026] 图3描述了能够在图2中所示出的控制阀系统100上执行的一种示例性方法300， 其中，该方法减少和/或消除了硬截止的启动所造成的突然阀门运动。通常，在从阀门的节 流控制（例如，行程控制）转换到压力控制（例如，端点压力控制（EPPC))之前，实现饱和 延迟。这种饱和延迟为阀门提供了足够的时间来在执行端点压力控制之前，达到硬停止与 饱和；因此，防止了在阀门的中间行程期间执行硬截止。在一种配置中，方法300使用一对 的截止阈值（例如，第一截止阈值或者软截止阈值和第二截止阈值或者硬截止阈值）来控 制阀门定位器。关于软截止阈值，对伺服设定点进行监测（方框302)。当伺服设定点跨过 软截止阈值时（方框304)，发起软截止，并且控制器/处理器使伺服器缓慢地过驱动（方框 306)。伺服器的渐进的过驱动继续进行，直到伺服设定点达到预定的过驱动阈值（例如，第 二截止阈值或者硬截止阈值）为止（方框308)，其中在此时，伺服器转换到硬截止（方框 310) 〇
[0027] 图4是控制阀对于软截止的示例性响应的图形视图400。通过包括实心三角形的 线来描述伺服设定点402,通过包括实心圆的线来描述阀门行程404,通过包括实心正方形 的线来描述Ι/P驱动信号406。可以将软截止阈值设置在0.5%和99. 5%。在该示例中， 行程目标（其在伺服设定点的上部）起始于10%，并按照-4%/秒的速率渐变到0%。在 0. 5%截止阈值之外，伺服设定点跟踪行程目标。一旦行程目标下降到低于0. 5%软截止阈 值，伺服设定点按照-1 % /秒的速率从〇. 5%的斜坡信号转变到-25%。一旦伺服设定点达 到-25%，Ι/P驱动转变到第二截止（即，硬截止）。在该示例中，可以观察到，在到达用于 硬截止的-25%设定点阈值之前，Ι/P驱动已完全饱和在100%。因此，可以将向硬截止处 的完全饱和的转变，视作为是无扰动的。
[0028] -种当在软截止阈值附近发起软截止时，从伺服设定点转变到斜坡信号的替代方 案，可以实现时间延迟，并在该时间延迟到期时，发起硬截止。例如，一旦设定点跨过软截止 阈值，则可以发起10秒的时间延迟，并在10秒的延迟完成之后，发起硬截止。在另外的实 施例中，可以利用两个截止阈值来实现斜坡信号和时间延迟的组合。例如，在设定点跨过软 截止阈值时，伺服设定点按照-1 % /秒的速率从0. 5%的斜坡信号转变到-5%，随后当斜坡 信号达到-5%时，实现某个时间延迟，此后可以发起经由硬截止来进行的完全饱和。
[0029] 如上所述，本发明的控制阀系统相对于常规的控制阀系统的优点，包括：一旦命令 信号跨过截止阈值，则可调整的斜坡率以逐渐地将阀门行程转变到机械停止；当处于截止 操作模式时，伺服器的平滑的、连续的操作；从节流控制无扰动地转换到机械的停止时的完 全饱和状态，即消除跳跃不连续性，这将提高阀座诊断；以及可变的斜坡率和在任一种停止 时的可调整的截止阈值，以允许用户将阀门响应精细地调整到硬停止，其消除了非期望的 瞬变。
[0030] 本发明的用于控制阀门定位器的截止转变相对于常规的用于控制阀门定位器的 截止转变的其它优点，可以包括：本发明的截止转变并不需要停止阀门的操作，也不需要停 止使用阀门的过程，也不需要对阀门进行隔离以避免过程的中断，也不需要人工操作者的 分析。不需要用户手动地执行本文所描述的本发明的截止转变实施例，不需要用户手动地 解释本文所描述的本发明的截止转变实施例的结果。因此，本文所描述的本发明的截止转 变的实施例，能够更好地判断阀座完整性是否受到损害，以及何时受到损害。此外，本文所 描述的本发明的截止转变的实施例，能够更好地维持以该阀门为一部分的操作的生产率和 安全水平。
[0031 ] 例如，阀门可以是单一控制环操作的一部分，其中该单一控制环操作本地地受到 阀门定位器1〇9(图2)自身的控制，或者该阀门可以是涉及更复杂的过程控制系统的操作 的一部分，其中该操作由控制器12(图1)进行控制。对两种方式中的任一方式，本文所描 述的本发明的截止转变方法，使截止转变能够在正常的过程控制操作期间进行运行，其中 该正常的过程控制操作涉及要进行测试的阀门。正常的过程工厂操作包括以下的操作：其 中在该操作中，响应于控制例程（其被配置为由控制器来执行）的闭环过程控制操作，控制 器向阀门发送控制信号。此外，正常的过程工厂操作还包括以下的操作：其中在该操作中， 控制器被配置为对作为反馈信息的位置数据进行处理，以便由闭环控制例程（其被配置为 由控制器来执行）使用。
[0032] 下面的讨论主要是参照图1中所描绘的主题。
[0033] 每一个控制器12( 其可以是任何类型的过程控制器或者更特定类型的过程控制 器，例如Emerson Process Management所出售的DeltaVTM控制器）存储并执行控制器应 用，该控制器应用使用任意数量的不同的、独立执行的控制模块或块50来实现控制策略。 每一个控制模块50可以由通常称为功能块的部分来构成，其中每一个功能模块是是整个 的控制例程的一个部分或者子例程，并结合其它功能块（经由称为链路的通信）进行操作 以实现过程工厂10中的过程控制环。功能块可以是面向对象的编程协议中的对象。功能 块可以执行：输入功能，例如与发送器、传感器或者其它过程参数测量设备相关联；或者控 制功能，例如与执行PID、模糊逻辑等等控制的控制例程相关联。功能块可以执行输出功能， 其控制诸如阀门之类的某种设备的操作，以执行过程工厂10中的某种物理功能。存在混 合的复杂功能块和其它类型的复杂功能块，例如，模型预测控制器（MPC)、优化器等等。虽 然Fieldbus协议和DeltaV系统协议使用以面向对象的编程协议来设计和实现的控制模块 和功能块，但这些控制模块可以使用任何期望的控制编程方案（例如，其包括顺序功能块、 梯形逻辑等等）来设计，并不限于使用该功能块或者任何其它特定的编程技术来设计和实 现。控制器12中的每一个还可以支持AMS?应用套件，并可以使用预测智能来提高生产 资产（其包括机械装备、电子系统、过程设备、仪表、现场设备和智能现场设备14、16、以及 阀门）的可用性和性能。
[0034] 在图1中所示出的工厂10中，连接到控制器12的现场设备14和16可以是标准 的4-20mA设备或者智能现场设备（例如，HART、Profibus或FOUNDATION? Fieldbus现场 设备），这些现场设备包括处理器和存储器，也可以是任何其它期望的类型的设备。这些设 备中的一些（例如，Fieldbus现场设备（其每一个在图1中利用附图标记16进行标记）） 可以存储和执行与控制器12中所实现的控制策略相关联的模块或子模块（例如，功能块）。 功能块40 (其在图1中示出为布置在Fieldbus现场设备16中的两个不同现场设备上）可 以结合控制器12中的控制模块50的执行来执行，以实现如所公知的过程控制。当然，现场 设备14和16可以是诸如传感器、阀门、发送器、定位器等等之类的任何类型的设备，并且1/ 〇设备18可以是遵循任何期望的通信或控制器协议（例如，HART、Fieldbus、Profibus等 等）的任何类型的1/0设备。
[0035] 在图1的过程工厂10中，工作站19-23可以包括各种应用，其中这些应用用于工 厂10中的相同或者不同人员所执行的各种不同功能。各个工作站19-23包括存储器和处 理器，其中存储器存储各种应用、程序、数据结构等等，处理器可以用于执行存储器中所存 储的任何应用（例如，包括本文所描述的阀座完整性测试系统和/或方法中的全部或者任 何部分的例程）。
[0036] 工作站19-23包括用于从高过程控制系统层级到单一现场设备的较低操作等级， 来向工厂提供操作、配置、仿真以及诊断和/或维护操作的硬件和/或软件。虽然在图1 中将各种相关联的应用29-33描绘成位于专用于这些功能中的一种功能的不同工作站之 中，但将理解的是，根据工厂10的需要和建立，与这些和其它工厂功能相关联的各种应用 29-33可以位于工厂10中的相同或不同工作站或计算机之中，并由其进行执行。因此，例 如，一个或多个控制应用（例如，29)和维护/诊断应用（例如，33)可以在相同的工作站 19-23中执行，而不同的个别维护/诊断应用（例如，33)或者不同的个别控制应用（例如， 29)可以在工作站19-23和/或控制器12中的不同工作站和/或控制器里执行。
[0037] 在图1所示出的例子中，将工作站23描绘成诊断/维护工作站，其包括可以由各 种人员使用以测试或者查看整个工厂10的需求，和/或测试或者查看各个设备12、14、16 等等的操作或工作状况的多个诊断和/或维护应用33。应用33可以包括支持应用33A，例 如，其它维护/诊断应用、校准应用、振动分析应用、报告生成应用或者任何其它支持应用， 例如可以用于帮助过程人员在工厂10中执行维护/诊断功能的测试分析应用。例如，维护 /诊断应用33A可以包括如本文所描述的阀座完整性测试应用33B。替代地或另外地，阀座 完整性测试应用33B可以完全地和/或部分地在任何控制器12或任何现场设备14、16或 者三者的组合处来实现。阀座完整性测试应用33B可以并入功能块40、控制模块50、控制 应用29和维护/诊断应用30-33的任意组合。此外，阀座完整性测试应用33B还可以是完 全嵌入在任何阀门现场设备14、16的本地处理器中的软件算法。
[0038] 如上所述，系统范围应用中的任何应用（例如，应用29、30、31、32、33、33六、338和 /或可以存储在控制单元111或者定位器109的存储设备114 (或者单独功能的本地测试 控制单元111)中的任何本地应用），可以实现本文所描述的方法中的任何方法。可以经由 图2的阀座完整性测试系统100或者经由替代的实施例（例如，阀门定位器与阀座完整性 测试系统的控制单元相分离的实施例），来实现本文所描述的方法。
[0039] 应当理解的是，本文所描述的阀门控制系统、方法和计算机可读介质的实施例， 可以在过程控制系统中的阀门中的任何一个或多个阀门上执行，同时该过程控制系统维 持操作。如本文所讨论的，本发明的实施例可以检测阀门问题，其包括磨损阀座部件、阀 座定位问题、以及阀座冲蚀问题。关于可以使用本文所描述的本发明的实施例来避免的 这些和其它阀门问题的信息，参见（1)转让给Fisher-Rosemount Systems公司的标题 为"Diagnostics in a Process Control System" 的美国专利 Νο·6,298,454;(2)转 让给 Fisher Controls International LLC 的标题为 "Computerized Evaluation of Valve Signature Graphs" 的美国专利 No. 7, 478, 012 ; (3)转让给 Fisher Controls International LLC 的标题为"Automatic Valve Seating Integrity" 的美国专利 No. 8, 421，643 ;故以引用方式将所有这些专利的全部内容并入到本文。
[0040] 当然，本文所描述的系统、方法和技术的应用和益处，并不只限于上面的示例。通 过使用本文所描述的系统、方法和技术，可以实现多种其它应用和益处。
[0041] 此外，还应当理解的是，除非在本专利中使用语句"如本文所使用的，故规定术语 '_'以意味…"或者类似的语句来明确地规定术语，否则并不意图将该术语的含义明 确或隐含地限制超出其平常的或普通的含义，并且此类术语不应当被解释为限制于基于本 专利的任何部分中的任何语句（除了权利要求书的字面语言之外）的范围之中。尽管在 本专利中均以符合单一意义的方式来引用本专利所附的权利要求书中叙述的任何术语，但 这只是为了清晰起见以便不使读者引起混乱，而并不意图隐含地或者相反地将这种权利要 求术语限制为该单一的含义。最后，除非权利要求组成要素是通过描述措辞"单元"和功能 来定义的，而没有描述任何结构，否则并不是意图基于35U. S.C. § 112(f)和/或pre-AIA 35U. S. C. § 112第六款的运用来解释任一权利要求要素的范围。
[0042] 此外，虽然前述的文本阐述了众多不同实施例的【具体实施方式】，但应当理解的是， 本专利的范围由本专利所附的权利要求书来界定。该说明书应被解释为只是示例性的，其 并没有描述每一种可能的实施例，因为描述每一种可能的实施例即使不是不可能的，也是 不切实际的。使用当前的技术或者在本专利提交日之后开发的技术能够实现各种替代的实 施例，这些实施例仍落入本专利权利要求书的范围之内。举例而言而非做出限制，本文的公 开内容至少预期下面的方面：
[0043] 方面1 : 一种用于对阀门进行控制的方法，所述方法包括：由一个或多个处理器提 供第一截止阈值和第二截止阈值；由一个或多个处理器对伺服设定点进行监测；响应于所 述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，由一个或多个处理器发起第一截止过程；响应于所 述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，由一个或多个处理器发起第二截止阈值。
[0044] 方面2 :根据方面1所述的方法，其中，发起第一截止过程包括：通过将所述伺服 设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来使伺服器进行缓慢地过驱 动。
[0045] 方面3 :根据方面1或者2中的任何一个方面所述的方法，其中，对所述伺服设定 点进行渐变包括：指数衰减信号。
[0046] 方面4 :根据方面1-3中的任何一个方面所述的方法，其中，对所述伺服设定点进 行渐变包括：单调递减信号或者单调递增信号。
[0047] 方面5 :根据方面1-4中的任何一个方面所述的方法，其中，发起第一截止过程包 括：设置截止斜坡率以匹配所述设定点的上限或下限的速度。
[0048] 方面6 :根据方面1-5中的任何一个方面所述的方法，其中，发起第二截止过程包 括：从行程控制切换到压力控 制。
[0049] 方面7 :根据方面1-6中的任何一个方面所述的方法，其中，发起第一截止过程包 括：使用闭环控制，以通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点 范围之外，来使伺服器缓慢地过驱动。
[0050] 方面8 :根据方面1-7中的任何一个方面所述的方法，其中，发起第二截止过程包 括：使用开环控制，以使Ι/P驱动信号完全饱和。
[0051] 方面9:一种用于对阀门进行控制的系统，所述系统包括耦合到存储器的一个或 多个处理器和存储在所述存储器上的一个或多个模块，其中，由所述一个或多个处理器执 行所述一个或多个模块使得所述系统执行以下各项操作：提供第一截止阈值和第二截止阈 值；对伺服设定点进行监测；响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截 止过程；以及响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。
[0052] 方面10 :根据方面9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：
[0053] 通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来 使伺服器缓慢地过驱动。
[0054] 方面11 :根据方面10所述的系统，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：指数衰 减信号。
[0055] 方面12 :根据方面10所述的系统，其中，对所述伺服设定点进行渐变，包括：单调 递减信号或者单调递增信号。
[0056] 方面13 :根据方面9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：设置截止斜坡率 以匹配所述设定点的上限或下限的速度。
[0057] 方面14 :根据方面9所述的系统，其中，发起第二截止过程包括：从行程控制切换 到压力控制。
[0058] 方面15 :根据方面9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：使用闭环控制，以 通过将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设定点范围之外，来使伺服器缓慢 地过驱动。
[0059] 方面16 :根据方面15所述的系统，其中，发起第二截止过程包括：使用开环控制， 以使Ι/P驱动信号完全饱和。
[0060] 方面17 : -种有形的非临时性计算机可读介质，其具有存储在其上的用于对阀门 进行控制的指令，当所述指令由计算机系统的一个或多个处理器执行时，使得所述一个或 多个处理器执行以下各项操作：提供第一截止阈值和第二截止阈值；对伺服设定点进行监 测；响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截止过程；以及响应于所述 伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。
[0061] 方面18 :根据方面17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截 止过程包括：通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之 外，来使伺服器缓慢地过驱动。
[0062] 方面19 :根据方面18所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，对所述伺服 设定点进行渐变包括：指数衰减信号。
[0063] 方面20 :根据方面18所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，对所述伺服 设定点进行渐变包括：单调递减信号或者单调递增信号。
[0064] 方面21 :根据方面17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截 止过程包括：设置截止斜坡率以匹配所述设定点的上限或下限的速度。
[0065] 方面22 :根据方面17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第二截 止过程包括：从行程控制切换到压力控制。
[0066] 方面23 :根据方面17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截 止过程包括：使用闭环控制，以通过将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设 定点范围之外，来使伺服器缓慢地过驱动。
[0067] 方面24 :根据方面23所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第二截 止过程包括：使用开环控制，以使Ι/P驱动信号完全饱和。
【主权项】
1. 一种用于对阀门进行控制的方法，所述方法包括： 由一个或多个处理器提供第一截止阈值和第二截止阈值； 由一个或多个处理器对伺服设定点进行监测； 响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，由一个或多个处理器发起第一截止过 程；以及 响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，由一个或多个处理器发起第二截止阈 值。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，发起第一截止过程包括： 通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来使所 述伺服器缓慢地过驱动。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：指数衰减信 号。4. 根据权利要求2所述的方法，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：单调递减信号 或者单调递增信号。5. 根据权利要求1所述的方法，其中，发起第一截止过程包括：设置截止斜坡率以匹配 所述设定点的上限或下限的速度。6. 根据权利要求1所述的方法，其中，发起第二截止过程包括：从行程控制切换到压力 控制。7. 根据权利要求1所述的方法，其中，发起第一截止过程包括：使用闭环控制，以通过 将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设定点范围之外来使所述伺服器缓慢 地过驱动。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，发起第二截止过程包括：使用开环控制，以使1/ P驱动信号完全饱和。9. 一种用于对阀门进行控制的系统，所述系统包括耦合到存储器的一个或多个处理器 和存储在所述存储器上的一个或多个模块，其中，由所述一个或多个处理器执行所述一个 或多个模块使得所述系统执行以下各项操作： 提供第一截止阈值和第二截止阈值； 对伺服设定点进行监测； 响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截止过程；以及 响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。10. 根据权利要求9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括： 通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来使所 述伺服器缓慢地过驱动。11. 根据权利要求10所述的系统，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：指数衰减信 号。12. 根据权利要求10所述的系统，其中，对所述伺服设定点进行渐变包括：单调递减信 号或者单调递增信号。13. 根据权利要求9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：设置截止斜坡率以匹 配所述设定点的上限或下限的速度。14. 根据权利要求9所述的系统，其中，发起第二截止过程包括：从行程控制切换到压 力控制。15. 根据权利要求9所述的系统，其中，发起第一截止过程包括：使用闭环控制，以通过 将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设定点范围之外，来使所述伺服器缓慢 地过驱动。16. 根据权利要求15所述的系统，其中，发起第二截止过程包括：使用开环控制，以使 Ι/P驱动信号完全饱和。17. -种有形的非临时性计算机可读介质，其具有存储在其上的用于对阀门进行控制 的指令，当所述指令由计算机系统的一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理 器执行以下各项操作： 提供第一截止阈值和第二截止阈值； 对伺服设定点进行监测； 响应于所述伺服设定点跨过所述第一截止阈值，发起第一截止过程；以及 响应于所述伺服设定点跨过所述第二截止阈值，发起第二截止阈值。18. 根据权利要求17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截止过 程包括： 通过将所述伺服设定点从所述第一截止阈值渐变到经校准的设定点范围之外，来使所 述伺服器缓慢地过驱动。19. 根据权利要求18所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，对所述伺服设定 点进行渐变包括：指数衰减信号。20. 根据权利要求18所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，对所述伺服设定 点进行渐变包括：单调递减信号或者单调递增信号。21. 根据权利要求17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截止过 程包括：设置截止斜坡率以匹配所述设定点的上限或下限的速度。22. 根据权利要求17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第二截止过 程包括：从行程控制切换到压力控制。23. 根据权利要求17所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第一截止过 程包括：使用闭环控制，以通过将所述伺服设定点从所述第一截止渐变到经校准的设定点 范围之外，来使所述伺服器缓慢地过驱动。24. 根据权利要求23所述的有形的非临时性计算机可读介质，其中，发起第二截止过 程包括：使用开环控制，以使Ι/P驱动信号完全饱和。
【专利摘要】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。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105487432
【申请号】CN201510646358
【发明人】K·W·琼克, M·K·洛弗尔, J·L·斯诺巴里耶, J·D·塞列尔
【申请人】费希尔控制产品国际有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月8日
【公告号】US20160098044, WO2016057442A2, WO2016057442A3
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