回路供电的气动过程控制设备接口的调整制造技术

公开了回路供电的气动过程控制设备接口的调整。公开的用于与气动过程控制设备一起使用的示例性接口包括电力输入，用于从与过程控制系统相关联的回路电力控制信号中提取电力；移动控制器，用于致使由回路电力供电的致动器的移动，其中，致动器操作地耦接到与过程控制设备相关联的可移动控制输入；以及校准器，用于读取致动器在移动期间的位置反馈以计算位置误差，其中，校准器基于位置误差调整回路电力控制信号的设定点，以控制致动器。

【技术实现步骤摘要】
回路供电的气动过程控制设备接口的调整
本专利技术总体上涉及过程控制系统，并且具体而言，涉及回路供电的气动过程控制设备接口的调整。
技术介绍
许多已知的过程控制系统采用气动设备，如气动控制器，以控制过程控制设备(如阀、调节器、流量引导器等)。这些系统中通常采用中间换能器来接收电信号(如，指示设定点变化的电信号)，并将电信号转换为气动信号，以转发给气动控制器，其进而导致过程控制设备的移动。然而，这些系统可能遭受降低的精度，以及相对高的成本和复杂性。在一些已知的过程控制系统中，采用具有相对高电压(例如，110VAC以上)的外部电源为电动机或其它机电致动器供电，以进行对气动控制器输入的设定点调整。然而，这些电源的实现往往需要相对高的成本和复杂性，同时阻碍现场/位置满足与爆炸或火灾传播有关的认证。
技术实现思路
一种用于与气动过程控制设备一起使用的示例性接口包括电力输入，用于从与过程控制系统相关联的回路电力控制信号中提取电力；移动控制器，用于致使由回路电力供电的致动器移动，其中，致动器操作地耦接到与过程控制设备相关联的可移动控制输入；以及校准器，用于读取致动器在移动期间的位置反馈以计算位置误差，其中，校准器基于位置误差调整回路电力控制信号的设定点，以控制致动器。一种校准用于与过程控制系统的气动过程控制设备一起使用的接口的示例性方法包括从回路电力控制信号中提取电力，使致动器移动，其中，致动器操作地耦接到与过程控制设备相关联的可移动控制输入，并且其中，致动器由回路电力控制信号供电，以及测量致动器在移动期间的位置反馈。该方法还包括经由由处理器执行的指令，基于位置反馈来计算致动器的位置误差，以及经由由处理器执行的指令，基于位置误差来调整回路电力控制信号的设定点以控制致动器。一种示例性有形的机器可读介质，其包括指令，该指令在被执行时，使处理器至少执行以下操作：使得电力输入从与过程控制系统相关联的回路电力控制信号中提取电力，并使得致动器移动，其中，致动器操作地耦接到与过程控制系统的气动过程控制设备相关联的可移动控制输入，并且其中，致动器由回路电力控制信号供电。指令进一步使处理器基于移动期间所测量的位置反馈计算致动器的位置误差，并基于位置误差调整回路电力控制信号的设定点以控制致动器。附图说明图1是根据本公开内容的教导的气动设备控制系统的示意性概图。图2A和2B示出了可在本文公开的示例中实现的示例性气动控制器接口。图3是表示可被执行以实现本文公开的示例的机器可读指令的流程图。图4是表示图3的机器可读指令的示例性子例程的流程图。图5是表示图3的机器可读指令的示例性子例程的流程图。图6是表示图3的机器可读指令的替代示例性子例程的流程图。图7是构造成执行图3、4、5和/或6的指令以实现图1的示例性气动设备控制系统的示例性处理平台的框图。附图没有按照比例。一般来说，相同的附图标记将贯穿多个图和所附的书面说明中使用，以指代相同或类似的部分。如本专利中所使用，任何部分以任何方式在(例如，定位于、位于、设置于或形成于等)另一部分上的表述表示所提及的部分与另一部分接触，或所提及的部分在另一部分上方，其中有一个或多个中间部分位于两者之间。任何部分与另一部分接触的表述意味着这两部分之间没有中间部分。当标识可单独指代的多个元素或部件时，本文使用描述词“第一”、“第二”、“第三”等。除非基于其使用上下文另有指明或理解，否则此类描述词并非旨在估算时间上的优先级或排序的任何含义，而仅仅作为标签，用于分别指代多个元素或部件，以便于理解所公开的示例。在一些示例中，描述词“第一”可用于指代具体实施方式中的元素，而相同的元素可以在权利要求中以不同描述词(例如“第二”或“第三”)指代。在这种情况下，应该理解，这样的描述词仅仅是为了便于提及多个元素或部件。具体实施方式公开了回路供电的气动过程控制设备接口的调整。一些已知的过程控制系统采用中间换能器将电信号(例如，电设定点信号)转换为要发送到气动控制器的气动信号。然而，在不同的信号传输设备之间的误差累积，以及信号转换过程，可以显著降低此类系统中的精度。一些已知的系统采用相对高电压(例如110VAC、24VDC等)的外部供电的设备，来转换信号并致使气动控制器的移动。然而，这样的已知系统表现出相对高的功耗，并且可能涉及相当高的成本和复杂性。此外，由于为这些外部供电的设备供电所需的相对高的电压和/或电流，这些已知系统可能增大实现危险区域认证的难度。本文中公开的示例能够准确地调整和/或校准控制气动过程控制系统设备的经济和节能的接口。本文公开的示例采用校准器来校准设备接口(例如，接口、气动控制器接口)，该设备接口与相对低功率的致动器一起工作以致使气动控制器的设定点输入的移动。因此，本文公开的示例能够准确控制对应的一个或多个气动过程控制设备。如本文所使用的，“回路电力”和“回路电力控制信号”是指与过程控制系统(如炼油厂、工厂、工业应用等)的过程控制设备相关联的电流回路信号(如4-20毫安)。如本文所使用的，术语“提取”是指从相对低的电压和/或电流信号(例如，控制过程控制设备的控制信号)中取出电能和/或电力。如本文所使用的，术语“致动器”是指影响物体移动的任何电动设备，包括但不限于电动机、螺线管、电磁设备、带齿轮传动的电动机等。因此，术语“致动器”可指引起线性运动、平移运动、角动和/或转动的设备。如本文所使用的，术语“位置反馈”是指与量化移动相关联的测量结果和/或读数(例如，数字刻度、测量的位移等)，其可以是平移和/或旋转的。图1是根据本公开内容的教导的示例性气动设备控制系统100的示意性概图。所示示例的气动设备控制系统100包括示例性气动控制接口(例如，接口、设备接口)102和操作地耦接到过程控制设备(例如，控制阀)106的气动控制器104。示例性气动设备控制系统100还包括过程传感器110和回路电力控制信号112。在一些其它示例中，气动设备控制系统100包括电力/信号采集器114，其包括太阳能板(例如，辐射光能量采集器、太阳能阵列等)116和信号收发器(例如，无线信号收发器、无线模块)118，该信号收发器可通信地耦合到网络和/或远程过程控制系统(例如，远程过程控制系统)。根据所示示例，气动控制接口102包括控制电路120，其包括移动分析器119、储能器121、电力输入122、信号转换器123、比较器124、移动控制器125和校准器129。此外，示例性气动控制接口102还包括致动器126(在本示例中被实现为电驱动电机)、控制器接口(例如，机械控制器接口)127和传感器(例如，位置传感器)128。示例性气动控制器104包括可移动设定点输入(例如，可移动输入、可移动控制输入、输入杆、输入开关等)130和气动放大器132。具体地，移动可移动设定点输入130(例如，顺时针和/或逆时针旋转)以控制气动放大器132的输出，气动放大器132向与过程控制设备106相关联的气动致动器133提供气动输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与过程控制系统的气动过程控制设备一起使用的接口，所述接口包括：/n电力输入，用于从与所述过程控制系统相关联的回路电力控制信号中提取电力；/n移动控制器，用于致使由所述回路电力供电的致动器的移动，所述致动器操作地耦接到与所述过程控制设备相关联的可移动控制输入；以及/n校准器，用于读取所述致动器在所述移动期间的位置反馈，以计算位置误差，其中，所述校准器基于所述位置误差来调整所述回路电力控制信号的设定点，以控制所述致动器。/n

【技术特征摘要】
20190220 US 16/280,5321.一种用于与过程控制系统的气动过程控制设备一起使用的接口，所述接口包括：
电力输入，用于从与所述过程控制系统相关联的回路电力控制信号中提取电力；
移动控制器，用于致使由所述回路电力供电的致动器的移动，所述致动器操作地耦接到与所述过程控制设备相关联的可移动控制输入；以及
校准器，用于读取所述致动器在所述移动期间的位置反馈，以计算位置误差，其中，所述校准器基于所述位置误差来调整所述回路电力控制信号的设定点，以控制所述致动器。


2.根据权利要求1所述的接口，其中，所述移动控制器使所述致动器移动到低范围位置和高范围位置，并且其中，所述位置误差基于与所述低范围位置和所述高范围位置相关联的位置测量结果来计算。


3.根据权利要求2所述的接口，其中，所述校准器基于验证所述高范围位置和所述低范围位置在可接受的对应公差范围内来储存所述高范围位置和所述低范围位置。


4.根据权利要求2所述的接口，其中，所述校准器经由过程控制传感器确定分别与所述高范围位置和所述低范围位置相关联的第一数据点和第二数据点，所述校准器进一步基于所述第一数据点和所述第二数据点来调整所述设定点。


5.根据权利要求1所述的接口，其中，所述致动器在所述回路电力控制信号未被提供给所述电力输入时防止所述可移动控制输入的移动。


6.根据权利要求1所述的接口，其中，所述回路电力控制信号包括4-20毫安(mA)的信号。


7.根据权利要求1所述的接口，还包括储能器，用于储存从所述回路电力控制信号中提取的电能。


8.一种校准用于与过程控制系统的气动过程控制设备一起使用的接口的方法，所述方法包括：
从回路电力控制信号中提取电力；
使致动器移动，所述致动器操作地耦接到与所述过程控制设备相关联的可移动控制输入，所述致动器由所述回路电力控制信号供电；
测量所述致动器在所述移动期间的位置反馈；
经由由处理器执行的指令，基于所述位置反馈来计算所述致动器的位置误差；以及
经由由所述处理器执行的指令，基于所述位置误差来调整所述回路电力控制信号的设定点以控制所述致动器。


9.根据权利要求8所述的方法，还包括：使所述致动器移动到低范围位置和高范围位置，并且其中，所述位置误差基于与所述低范围位置和所述高范围位置相关联...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·K·詹森，T·科克，B·科克，D·尼古拉斯，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US