用于校准定位器的装置、过程控制系统和计算机设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及用于校准定位器的装置、过程控制系统和计算机设备。一种过程控制系统包括致动器和耦合到该致动器的定位器。定位器被配置为：在计算定位器的偏置的同时控制致动器，其中定位器通过以下操作来确定偏置：根据设定点压力来控制致动器内的压力，其中在致动器内控制压力的同时保持致动器的特定状态，接收所测量的值，所测量的值指示致动器内的实际压力，以及基于所测量的值和该设定点压力来确定定位器的偏置。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及一种用于校准和测试定位器的方法，并且更具体地说，涉及用于利用压力控制技术来确定定位器的偏置并且执行测试(例如，部分冲程测试)的方法和装置。
技术介绍
在某些行业(例如，石油行业)中，监管机构越来越多地要求紧急关断阀(ESV)的部分冲程测试(PST)。但是，作为“安全仪表系统”(SIS)的一部分的ESV和/或其它阀组件通常被设计用于开/关操作。阀杆与致动器之间的连接不紧密，从而导致显著的空动。此外，ESV通常以高密封摩擦和突出的粘滑动力学(dynamics)为特征。所有这些因素致使差的节流控制和复杂的部分冲程测试。此外，ESV和/或SIS的其它部件通常是高增益设备。例如，SIS致动器通常是具有弹簧复位的单作用活塞。致动器的室内压力的非常小的变化会引起活塞的大移动。因此，当将SIS致动器或者其它SIS部件耦合到过程控制设备(例如，以执行PST或其它测试)时，过程控制设备的偏置(例如，I/P(电流到压力(currenttopressure))偏置)会对SIS部件的校准具有显著影响。如果对SIS部件的校准偏离显著的量，则对SIS部件的测试(例如，部分冲程测试)的结果将会没有意义。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在差的节流控制和复杂的部分冲程测试的问题，本技术公开了一种用于校准和测试定位器的装置。在一个实施例中，一种用于校准定位器的装置，包括：压力确定单元，其用于确定与致动器的特定状态相对应的压力值，其中，所述致动器由所述定位器来控制；以及压力控制单元，其用于利用所述定位器、根据设定点压力来控制所述致动器内的压力，其中，所述设定点压力是基于所述压力值的，以使得保持所述致动器的所述特定状态。所述装置还包括：测量值接收单元，其用于接收所测量的值，所测量的值指示所述致动器内的实际压力；以及定位偏置确定单元，其用于基于所测量的值和所述设定点压力来确定所述定位器的偏置。在一个示例中，所述装置还包括：利用所述定位器来控制所述致动器执行一个或多个过程控制功能，其中，控制所述致动器执行所述一个或多个过程控制功能包括执行控制逻辑，所述控制逻辑计算所述定位器的所确定的偏置。在一个示例中，所述致动器的所述特定状态是由所述致动器的恒定容积来定义的，并且其中，确定与所述致动器的所述恒定容积相对应的所述压力值包括：确定所述致动器的工作台设定的压力上限。在一个示例中，基于所述压力值的所述设定点压力大于所述压力上限。在一个示例中，所述致动器的所述特定状态是由所述致动器的恒定容积来定义的，并且其中，确定与所述致动器的所述恒定容积相对应的所述压力值包括：确定所述致动器的工作台设定的压力下限。在一个示例中，基于所述压力值的所述设定点压力低于所述压力下限。在一个示例中，所述致动器的所述特定状态是由所述致动器内或者供应给所述致动器的压力值的范围来定义的，并且其中，确定所述压力值包括：确定所述压力值在所述压力值的所述范围内。在一个示例中，当所述致动器在端点压力控制下时，所述致动器的所述特定状态发生，并且其中，确定所述压力值包括：确定所述压力值用在所述端点压力控制中。在一个示例中，所述致动器是安全仪表系统的一部分。在一个示例中，所述装置还包括：内部测量值接收单元，其用于接收内部测量值，所述内部测量值指示所述定位器内的滑阀或者气动继动器的行程；以及小回路反馈偏置确定单元，其用于基于所述内部测量值来确定所述滑阀或者所述气动继动器的小回路反馈偏置。在另一个实施例中，一种过程控制系统，包括：致动器以及耦合到所述致动器的定位器。所述定位器被配置为：在计算所述定位器的偏置的同时控制所述致动器。所述定位器通过以下操作来确定所述偏置：根据设定点压力来控制所述致动器内的压力，其中，在所述致动器内控制所述压力的同时保持所述致动器的特定状态；在所述控制器处接收所测量的值，所测量的值指示所述致动器内的实际压力；以及由所述控制器基于所测量的值和所述设定点压力来确定所述定位器的偏置。在一个示例中，控制所述致动器内的所述压力包括：基于所述设定点压力来生成电流信号；以及将所述电流信号转换为提供给所述致动器的输出压力，其中，所述定位器的所述偏置是电流到压力偏置。在一个示例中，基于所测量的值和所述设定点压力来确定所述定位器的所述偏置包括：对所测量的值相对于所述设定点压力的偏移的测量结果进行累加。在一个示例中，计算所述定位器的所述偏置包括使用所述定位器的控制逻辑，所述控制逻辑通过将所述偏移的所述测量结果添加到所述定位器的默认偏置来计算所述定位器的所述偏置。在一个示例中，所述定位器包括实现压力控制回路的至少一部分的控制逻辑，并且其中，所述偏移的所述测量结果是由所述压力控制回路使用的压力积分器项。在另一个实施例中，一种计算机设备包括一个或多个处理器以及一个或多个非暂时性存储器。所述非暂时性存储器具有存储在其上的计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令由所述一个或多个处理器执行时，使得所述计算机设备执行以下操作：确定与致动器的特定状态相对应的压力值；以及根据设定点压力来控制所述致动器内的压力，其中，所述设定点压力是基于所述压力值的，以使得保持所述致动器的所述特定状态。所述计算机可执行指令还使得所述计算机设备执行以下操作：接收所测量的值，所测量的值指示所述致动器内的实际压力；以及基于所测量的值和所述设定点压力来确定定位器的偏置。在一个示例中，所述计算机可执行指令还使得所述计算机设备控制所述致动器执行一个或多个过程控制功能，其中，控制所述致动器执行所述一个或多个过程控制功能包括执行控制逻辑，所述控制逻辑计算所述定位器的所确定的偏置。在一个示例中，所述控制逻辑通过在所述控制逻辑中所实现的控制回路内将所述定位器的所述偏置添加到所述定位器的默认偏置来计算所述定位器的所述偏置。在一个示例中，所述致动器是紧急关断阀的活塞，并且其中，所述压力值对应于所述活塞的硬止动。在一个示例中，所述致动器对被配置为防止压缩机处的喘振的阀进行致动。本技术与现有技术相比的有益效果在于，本公开内容的技术可以减轻由松弛连接、显著的空动、高密封摩擦以及显著的粘滑动力学(这些是许多紧急关断阀(ESV)的特征)引起的某些困难，有助于对除了耦合到ESV的定位器(例如，耦合到并控制压缩机防喘振阀、排泄阀等等的定位器)之外的任何适当的定位器的校准和测试。附图说明图1是示例性过程控制系统的图；图2A是相对行程与时间的关系的曲线图；图2B是实际压力与时间的关系的曲线图；图2C是行程和压力的参数曲线图；图3是示例性定位器的图；图4是用于确定定位器的偏置的示例性方法的流程图；图5是示例性压力控制回路的框图；图6A是相对行程与时间的关系的曲线图；图6B是压力与时间的关系的曲线图；图6C是压力与相对行程的关系的参数曲线图；图7A是相对行程与时间的关系的曲线图；图7B是压力与时间的关系的曲线图；图7C是气动阀致动器的对称并平滑的压力和行程响应的曲线图；图8是用于利用压力控制技术来测试致动器/阀组件的示例性方法的流程图；图9A是压力(以及压力设定点)与时间的关系的曲线图；图9B是相对行程与时间的关系的曲线图；图9C是压力与相对行程的关系的曲线图；图10A是压力(以及压力设定点)与时间的关系的曲线图；图10B是相对行程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校准定位器的装置，其特征在于，所述装置包括：压力确定单元，其用于确定与致动器的特定状态相对应的压力值，其中，所述致动器由所述定位器来控制；压力控制单元，其用于利用所述定位器、根据设定点压力来控制所述致动器内的压力，其中，所述设定点压力是基于所述压力值的，以使得所述致动器的所述特定状态被保持；测量值接收单元，其用于接收所测量的值，所测量的值指示所述致动器内的实际压力；以及定位偏置确定单元，其用于基于所测量的值和所述设定点压力来确定所述定位器的偏置。

【技术特征摘要】
2015.03.19 US 62/135,3711.一种用于校准定位器的装置，其特征在于，所述装置包括：压力确定单元，其用于确定与致动器的特定状态相对应的压力值，其中，所述致动器由所述定位器来控制；压力控制单元，其用于利用所述定位器、根据设定点压力来控制所述致动器内的压力，其中，所述设定点压力是基于所述压力值的，以使得所述致动器的所述特定状态被保持；测量值接收单元，其用于接收所测量的值，所测量的值指示所述致动器内的实际压力；以及定位偏置确定单元，其用于基于所测量的值和所述设定点压力来确定所述定位器的偏置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：利用所述定位器来控制所述致动器执行一个或多个过程控制功能，其中，控制所述致动器执行所述一个或多个过程控制功能包括执行控制逻辑，所述控制逻辑计算所述定位器的所确定的偏置。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述致动器的所述特定状态是由所述致动器的恒定容积来定义的，并且其中，确定与所述致动器的所述恒定容积相对应的所述压力值包括：确定所述致动器的工作台设定的压力上限。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，基于所述压力值的所述设定点压力大于所述压力上限。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述致动器的所述特定状态是由所述致动器的恒定容积来定义的，并且其中，确定与所述致动器的所述恒定容积相对应的所述压力值包括：确定所述致动器的工作台设定的压力下限。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，基于所述压力值的所述设定点压力低于所述压力下限。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述致动器的所述特定状态是由所述致动器内或者供应给所述致动器的压力值的范围来定义的，并且其中，确定所述压力值包括：确定所述压力值在所述压力值的所述范围内。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述致动器在端点压力控制下时，所述致动器的所述特定状态发生，并且其中，确定所述压力值包括：确定所述压力值用在所述端点压力控制中。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述致动器是安全仪表系统的一部分。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：内部测量值接收单元，其用于接收内部测量值，所述内部测量值指示所述定位器内的滑阀或者气动继动器的行程；以及小回路反馈偏置确定单元，其用于基于所述内部测量值来确定所述滑阀或者所述气动继动器的小回路反馈偏置。11.一种过程控制系统，其特征在于，包括：致动器；以及定位器，所述定位器耦合到所述致动器，并且其中，所述定位器被配置为：在计算所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·W·琼克，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US