过程控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种过程控制系统，包括：流体供应源；调节器；引导设备，其耦接至调节器，引导设备包括：入口，其具有入口阀且可操作地耦接至流体供应源，并被配置用于从流体供应源接收载液供应；排出端口，其具有排出阀；出口端口，其被配置用于向调节器输出受控的压强；以及机载控制器，其通信地耦接至入口阀和排出阀，且可操作用于控制入口阀和排出阀；反馈压强传感器，其连接在调节器的出口和引导设备的机载控制器之间；多个生产线，其连接至调节器的出口并被配置用于使用调节后的压强的流体进行操作；其中，机载控制器包括存储器、处理器以及存储在存储器上的逻辑。

【技术实现步骤摘要】
过程控制系统
本技术涉及过程控制系统，尤其是，过程控制系统中使用的现场设备如压强 调节器和用于压强调节器的引导加载机制。
技术介绍
过程控制系统，如分布式或可扩展的过程控制系统，像是用于化工、石油和其他过 程中的那些，通常包括一个或多个过程控制器，其通过模拟、数字或模拟/数字混合总线通 信耦接至一个或多个现场设备。所述现场设备，其可包括例如控制阀、阀定位器、开关和发 射机（例如温度、压强和流速传感器），在该过程中执行如打开或关闭阀以及测量过程参数 的功能。该过程控制器接收信号，该信号指示现场设备进行的过程测量和/或与该现场设 备有关的其他信息，并使用该信息来执行或实施一个或多个控制例程以产生控制信号，该 控制信号通过总线发送至现场设备以控制该过程的操作。来自每个现场设备和控制器的信 息通常能够提供给由一个或多个其他硬件设备，如主机或用户工作站、个人计算机或计算 设备，所执行的一个或多个应用，以使操作员能够执行与该过程有关的任意期望的功能，如 设置该过程的参数、查看该过程的当前状态、修改该过程的操作等。 压缩气体源通常向过程控制系统供应加压气体。随着该过程控制系统从该压缩气 体源汲取加压气体，供应压强减小。为了确保过程控制系统中的任何过程都不会供应不足， 并为了防止供应中断，过程控制系统的操作员计算气体源的预定重量，这被认为是实现过 程控制系统的需求所必需的。利用刻度，操作员监视该气体源的重量。当该气体源的重量 接近或跌破该预定重量时，操作员更换气体源。 然而，该预定重量是基于同时使用所有过程的假设而计算的，使得所有过程能够 同时运行。然而，在现实中，这是很少见的情况。在许多情况下，只有小部分过程同时运行。 因此，过程控制系统的操作员经常在并不实际需要更换之前就更换气体源。这样既昂贵也 费时。
技术实现思路
因此，本技术针对的技术问题是在上述现有的过程控制系统中操作员经常在 并不实际需要更换之前就更换供应源，从而既昂贵又费时。 为此，根据本技术的一个方面，提供了一种过程控制系统，包括：流体供应源； 调节器，其包括可操作地耦接至所述流体供应源的入口和配置用于以调节后的压强传送流 体的出口；引导设备，其耦接至所述调节器，所述引导设备包括：入口，其具有入口阀且可 操作地耦接至所述流体供应源，并被配置用于从所述流体供应源接收载液供应；排出端口， 其具有排出阀；出口端口，其被配置用于向所述调节器输出受控的压强；以及机载控制器， 其通信地耦接至所述入口阀和所述排出阀，且可操作用于控制所述入口阀和所述排出阀， 所述入口阀可在用于打开所述入口端口以向所述出口端口传送载液供应的打开位置和用 于关闭所述入口阀的关闭位置之间移动，所述排出阀可在用于打开所述排出端口并从所述 调节器中排出流体的打开位置和用于关闭所述排出端口的关闭位置之间移动；反馈压强传 感器，其连接在所述调节器的出口和所述引导设备的所述机载控制器之间，所述反馈压强 传感器被配置用于周期性地感测所述调节器的所述出口处的压强并向所述机载控制器发 送反馈控制信号，所述反馈控制信号指示所感测到的压强的大小；多个生产线，其连接至所 述调节器的所述出口并被配置用于使用调节后的压强的所述流体进行操作；其中，所述机 载控制器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的逻辑，所述存储在所述机载控制 器的所述存储器上的所述逻辑可被所述处理器执行以用于：识别预定最小源压强，所述预 定最小源压强是允许所有生产线同时操作所需的所述流体供应源处的最小压强；确定所述 流体供应源的压强是否小于所述预定所需压强；并且当所述流体供应源的压强小于所述预 定所需压强时，确定需要更换所述流体供应源。 在一种实现中，存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处 理器执行，以用于基于所述调节器的所述出口处的压强，确定所述流体供应源的压强是否 小于所述预定最小源压强。 在一种实现中，存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处 理器执行，以用于：从所述反馈压强传感器接收第一反馈控制信号；将所述第一反馈控制 信号和设定点控制值进行比较，以确定所述调节器的所述出口处的压强是否大于设定点压 强；当所述第一反馈控制信号被确定小于所述设定点控制值时，打开所述引导设备的所述 入口阀，使得载液进入所述引导设备的所述入口端口；从所述反馈压强传感器接收第二反 馈控制信号；并且将所述第二反馈控制信号和所述第一反馈控制信号进行比较，以确定所 述调节器的所述出口处的压强是否已经增加；其中存储在所述机载控制器的所述存储器上 的所述逻辑能够由所述处理器执行，从而当所述调节器的所述出口处的压强没有增加时确 定所述流体供应的压强小于所述预定最小源压强。 在一种实现中，所述预定所需压强由所述过程控制系统的操作员确定。 在一种实现中，所述预定最小源压强由所述机载控制器自动确定。 在一种实现中，存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处 理器执行，以用于当确定应该更换所述流体供应源时，更换所述流体供应源。 在一种实现中，存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑可以由所述处 理器执行，以用于当所述机载控制器确定所述流体供应源的压强是否小于所述预定最小源 压强时，记录关于所述过程控制系统的信息。 在一种实现中，所述关于所述过程控制系统的信息包括所述流体供应源的压强、 所述调节器的所述出口处的压强、关于所述流体供应源的信息、所述流体供应源已经被可 操作地耦接至所述引导设备和所述调节器的时间，或以上的组合。 在一种实现中，存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处 理器执行，以用于基于所记录的信息，预测何时需要更换所述流体供应源。 在一种实现中，存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处 理器执行，以用于通知所述过程控制系统的操作员需要更换所述流体供应源。 在一种实现中，存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处 理器执行，以用于在确定需要更换所述流体供应源时，记录关于所述过程控制系统的信息。 在一种实现中，所述关于所述过程控制系统的信息包括所述流体供应源的压强、 所述调节器的所述出口处的压强、关于所述流体供应源的信息、所述流体供应源已经被可 操作地耦接至所述引导设备和所述调节器的时间，或以上的组合。 根据本技术的另一个方面，提供了一种过程控制系统，包括：流体供应源；调 节器，其包括入口、出口、控制元件以及隔膜组件，所述入口可操作地耦接至所述流体供应 源，所述出口被配置用于以调节后的压强传输流体，并且所述隔膜组件具有可操作地耦接 至所述控制元件的隔膜和被配置用于检测所述隔膜处的压强的隔膜传感器，所述隔膜被配 置用于响应于所述隔膜上的压强的变化而移动所述控制元件以控制从所述入口流向所述 出口的流体的流量；引导设备，其耦接至所述调节器，用于加载所述隔膜的顶表面，所述引 导设备包括：入口端口，其具有入口阀并且可操作地耦接至所述流体供应源，并被配置用于 接收来自所述流体供应源的载流供应；排出端口，其具有排出阀；出口端口，其与所述调节 器的所述隔膜的所述顶表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过程控制系统，其特征在于，包括： 流体供应源； 调节器，其包括可操作地耦接至所述流体供应源的入口和配置用于以调节后的压强传送流体的出口； 引导设备，其耦接至所述调节器，所述引导设备包括：入口，其具有入口阀且可操作地耦接至所述流体供应源，并被配置用于从所述流体供应源接收载液供应；排出端口，其具有排出阀；出口端口，其被配置用于向所述调节器输出受控的压强；以及机载控制器，其通信地耦接至所述入口阀和所述排出阀，且可操作用于控制所述入口阀和所述排出阀，所述入口阀可在用于打开所述入口端口以向所述出口端口传送载液供应的打开位置和用于关闭所述入口阀的关闭位置之间移动，所述排出阀可在用于打开所述排出端口并从所述调节器中排出流体的打开位置和用于关闭所述排出端口的关闭位置之间移动； 反馈压强传感器，其连接在所述调节器的出口和所述引导设备的所述机载控制器之间，所述反馈压强传感器被配置用于周期性地感测所述调节器的所述出口处的压强并向所述机载控制器发送反馈控制信号，所述反馈控制信号指示所感测到的压强的大小； 多个生产线，其连接至所述调节器的所述出口并被配置用于使用调节后的压强的所述流体进行操作； 其中，所述机载控制器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的逻辑，所述存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑可被所述处理器执行以用于： 识别预定最小源压强，所述预定最小源压强是允许所有生产线同时操作所需的所述流体供应源处的最小压强； 确定所述流体供应源的压强是否小于所述预定所需压强；并且 当所述流体供应源的压强小于所述预定所需压强时，确定需要更换所述流体供应源。...

【技术特征摘要】
2013.06.03 US 61/830,5741. 一种过程控制系统，其特征在于，包括： 流体供应源； 调节器，其包括可操作地耦接至所述流体供应源的入口和配置用于以调节后的压强传 送流体的出口； 引导设备，其耦接至所述调节器，所述引导设备包括：入口，其具有入口阀且可操作地 耦接至所述流体供应源，并被配置用于从所述流体供应源接收载液供应；排出端口，其具有 排出阀；出口端口，其被配置用于向所述调节器输出受控的压强；以及机载控制器，其通信 地耦接至所述入口阀和所述排出阀，且可操作用于控制所述入口阀和所述排出阀，所述入 口阀可在用于打开所述入口端口以向所述出口端口传送载液供应的打开位置和用于关闭 所述入口阀的关闭位置之间移动，所述排出阀可在用于打开所述排出端口并从所述调节器 中排出流体的打开位置和用于关闭所述排出端口的关闭位置之间移动； 反馈压强传感器，其连接在所述调节器的出口和所述引导设备的所述机载控制器之 间，所述反馈压强传感器被配置用于周期性地感测所述调节器的所述出口处的压强并向所 述机载控制器发送反馈控制信号，所述反馈控制信号指示所感测到的压强的大小； 多个生产线，其连接至所述调节器的所述出口并被配置用于使用调节后的压强的所述 流体进行操作； 其中，所述机载控制器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的逻辑，所述存储 在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑可被所述处理器执行以用于： 识别预定最小源压强，所述预定最小源压强是允许所有生产线同时操作所需的所述流 体供应源处的最小压强； 确定所述流体供应源的压强是否小于所述预定所需压强；并且 当所述流体供应源的压强小于所述预定所需压强时，确定需要更换所述流体供应源。2. 如权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，存储在所述机载控制器的所述存 储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，以用于基于所述调节器的所述出口处的压强， 确定所述流体供应源的压强是否小于所述预定最小源压强。3. 如权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，存储在所述机载控制器的所述存 储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，以用于： 从所述反馈压强传感器接收第一反馈控制信号； 将所述第一反馈控制信号和设定点控制值进行比较，以确定所述调节器的所述出口处 的压强是否大于设定点压强； 当所述第一反馈控制信号被确定小于所述设定点控制值时，打开所述引导设备的所述 入口阀，使得载液进入所述引导设备的所述入口端口； 从所述反馈压强传感器接收第二反馈控制信号；并且 将所述第二反馈控制信号和所述第一反馈控制信号进行比较，以确定所述调节器的所 述出口处的压强是否已经增加； 其中存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，从而 当所述调节器的所述出口处的压强没有增加时确定所述流体供应的压强小于所述预定最 小源压强。4. 如权利要求1至3中任一项所述的过程控制系统，其特征在于，所述预定所需压强由 所述过程控制系统的操作员确定。5. 如权利要求1至3中任一项所述的过程控制系统，其特征在于，所述预定最小源压强 由所述机载控制器自动确定。6. 如权利要求1至3中任一项所述的过程控制系统，其特征在于，存储在所述机载控制 器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，以用于当确定应该更换所述流体供 应源时，更换所述流体供应源。7. 如权利要求1至3中任一项所述的过程控制系统，其特征在于，存储在所述机载控制 器的所述存储器上的所述逻辑可以由所述处理器执行，以用于当所述机载控制器确定所述 流体供应源的压强是否小于所述预定最小源压强时，记录关于所述过程控制系统的信息。8. 如权利要求7所述的过程控制系统，其特征在于，所述关于所述过程控制系统的信 息包括所述流体供应源的压强、所述调节器的所述出口处的压强、关于所述流体供应源的 信息、所述流体供应源已经被可操作地耦接至所述引导设备和所述调节器的时间，或以上 的组合。9. 如权利要求7所述的过程控制系统，其特征在于，存储在所述机载控制器的所述存 储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，以用于基于所记录的信息，预测何时需要更换 所述流体供应源。10. 如权利要求1至3中任一项所述的过程控制系统，其特征在于，存储在所述机载控 制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，以用于通知所述过程控制系统的 操作员需要更换所述流体供应源。11. 如权利要求1至3中任一项所述的过程控制系统，其特征在于，存储在所述机载控 制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，以用于在确定需要更换所述流体 供应源时，记录关于所述过程控制系统的信息。12. 如权利要求11所述的过程控制系统，其特征在于，所述关于所述过程控制系统的 信息包括所述流体供应源的压强、所述调节器的所述出口处的压强、关于所述流体供应源 的信息、所述流体供应源已经被可操作地耦接至所述引导设备和所述调节器的时间，或以 上的组合。13. -种过程控制系统，其特征在于，包括： 流体供应源； 调节器，其包括入口、出口、控制元件以及隔膜组件，所述入口可操作地耦接至所述流 体供应源，所述出口被配置用于以调节后的压强传输流体，并且所述隔膜组件具有可操作 地耦接至所述控制元件的隔膜和被配置用于检测所述隔膜处的压强的隔膜传感器，所述隔 膜被配置用于响应于所述隔膜上的压强的变化而移动所述控制元件以控制从所述入口流 向所述出口的流体的流量； 引导设备，其耦接至所述调节器，用于加载所述隔膜的顶表面，所述引导设备包括：入 口端口，其具有入口阀并且可操作地耦接至所述流体供应源，并被配置用于接收来自所述 流体供应源的载流供应；排出端口，其具有排出阀；出口端口，其与所述调节器的所述隔膜 的所述顶表面流体连通；载压传感器，其置于所述入口阀和所述出口阀之间，并且与所述出 口端口和所述隔膜的所述顶表面流体连通；以及机载控制器，其通信地耦接至所述流体供 应源、所述入口阀、所述出口阀和所述载压传感器，所述入口阀可在用于打开所述入口端口 以向所述出口端口和所述隔膜的所述顶表面传递所述载流供应的打开位置和用于关闭所 述入口端口的关闭位置之间移动，所述排出阀可在用于打开所述排出端口并从所述隔膜的 所述顶表面排出流体的打开位置和用于关闭所述排出端口的关闭位置之间移动； 反馈压强传感器，其连接于所述调节器的所述出口和所述引导设备的所述机载控制器 之间，所述反馈压强传感器被配置用于周期性地感测所述调节器的所述出口处的压强并向 所述机载控制器发送反馈控制信号，所述反馈控制信号指示所感测到的压强的大小； 多个生产线，其连接至所述调节器的所述出口并被配置用于使用调节后的压强的所述 流体进行操作； 其中所述机载控制器包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的逻辑，存储在所述 机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行以用于： 识别预定最小源压强，所述预定最小源压强是允许所有生产线同时操作所需的所述流 体供应源处的最小压强； 基于所述调节器的所述出口处的压强和/或所述隔膜处的压强，确定所述流体供应源 的压强是否小于所述预定最小源压强；以及 当所述流体供应的压强小于所述预定最小源压强时，确定需要更换所述流体供应源。14. 如权利要求13所述的过程控制系统，其特征在于，存储在所述机载控制器的所述 存储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，以用于： 从所述反馈压强传感器接收第一反馈控制信号； 将所述第一反馈控制信号和设定点控制值进行比较以确定所述调节器的所述出口处 的压强是否大于设定点压强； 在所述第一反馈控制信号被确定小于所述设定点控制值时，打开所述引导设备的所述 入口阀，使得所述载流进入所述引导设备的所述入口端口； 从所述反馈压强传感器接收第二反馈控制信号；并且 将所述第二反馈控制信号和所述第一反馈控制信号进行比较以确定所述调节器的所 述出口处的压强是否已经增加； 其中，存储在所述机载控制器的所述存储器上的所述逻辑能够由所述处理器执行，以 用于当所述调节器的所述出口处的压强没有增加时，确定所述流体供应源的压强小于所述 预定最小源压强。15. 如权利要求13至14中任一项所述的过程控制系统，其特征在于，所述预定最小源 压强由所述过程控制系统的操作员确定。16. 如权利要求13至14...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·C·缪尔，
申请(专利权)人：泰思康公司，
类型：新型
国别省市：美国;US