Способ и устройство для ограничения изменения величины запуска электропневматического регулятора

Способ и устройство для ограничения изменения величины запуска электропневматического регулятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом, к регуляторам и, в частности, к способам и устройству для ограничения изменения величины запуска электропневматического регулятора.

Уровень техники

Электронные управляющие устройства (например, электромеханический регулятор, программируемые контроллеры, аналоговые управляющие схемы и т.д.) обычно используются для управления устройствами контроля рабочих процессов (например, контрольными клапанами, насосами, воздушными клапанами и т.д.). Эти электронные управляющие устройства определяют заданное функционирование устройств контроля рабочих процессов. В целях безопасности, достижения рентабельности и надежности многие пневматические приводы мембранного или поршневого типа используются для приведения в действие устройств контроля рабочих процессов и обычно подключаются к общей системе контроля рабочих процессов с помощью электропневматического регулятора. Электропневматические регуляторы обычно конфигурируются под получение одного или нескольких управляющих сигналов и их преобразование в давление, подаваемое на пневматический привод для вызова нужной операции устройства контроля рабочего процесса, подсоединенного к пневматическому приводу. Например, если согласно стандартной программе контроля рабочего процесса требуется, чтобы пневматически активируемый клапан пропустил больший объем рабочей текучей среды, величина управляющего сигнала, подаваемого на связанный с клапаном электропневматический регулятор, может возрасти (например, от 10 миллиампер (мА) до 15 мА в том случае, когда электропневматический регулятор конфигурируется под получение управляющего сигнала на 4-20 мА).

Электропневматические регуляторы обычно используют сигнал обратной связи, генерируемый системой датчиков обратной связи или элементом (например, датчиком положения), который считывает или обнаруживает рабочий ответный сигнал от пневматически активируемого устройства управления. Например, в случае пневматически активируемого клапана сигнал обратной связи может соответствовать положению клапана при измереннном и определенном положении рабочего органа, сделанным датчиком. Электропневматический регулятор сравнивает сигнал обратной связи с требуемым установочным значением или управляющим сигналом и использует процесс управления положением рабочего органа для формирования величины запуска, основанной на сигнале обратной связи и на управляющем сигнале (например, на разности между ними). Эта величина запуска соответствует давлению, которое должно быть подано на пневматический регулятор для выполнения управляющим устройством, подсоединенным к пневматическому приводу, требуемой работы (например, перемещения клапана в требуемое положение).

Раскрытие изобретения

Описаны приведенные в примере способы и устройства, предназначенные для ограничения изменения величины запуска в электропневматическом регуляторе. Приведенный в примере способ включает прием управляющего сигнала и сигнала обратной связи, вычисление на основании управляющего сигнала и сигнала обратной связи величины запуска и определение, является ли разность между величиной запуска и предыдущей величиной запуска большей, чем предел нарастания запуска электропневматического регулятора. Приведенный в примере способ далее включает изменение вычисленной величины запуска, основанной на пределе нарастания помех.

Приведенное в примере устройство, раскрытое в этой работе, включает ограничитель нарастания тока запуска, предназначенный для получения величины запуска и предыдущей величины запуска, определения превышения разности между величиной запуска и предыдущей величиной предела нарастания электропневматического регулятора, и для изменения вычисленной величины запуска, основанной на пределе нарастания. Приведенное в примере устройство также может включать процессор управления сервомеханизмом для получения управляющего сигнала и сигнала обратной связи, вычисления величины запуска на основании управляющего сигнала и сигнала обратной связи, подачи сигнала этой величины запуска на ограничитель нарастания тока запуска и передачи измененной величины запуска на измерительный преобразователь электропневматического регулятора.

Краткое описание чертежей

На ФИГ.1 показана графическая схема приведенной в примере сборки клапанного управляющего устройства, включая приведенное в примере клапанное управляющее устройство и сам клапан.

На ФИГ.2 показана блок-схема приведенного в примере блока управления и приведенного в примере ограничителя нарастания тока запуска для электропневматического преобразователя из ФИГ.1.

На ФИГ.3А представлены графики вычисленных и фактических значений тока запуска электропневматического преобразователя применительно к клапанному управляющему устройству из ФИГ.1, необорудованному приведенным в примере ограничителем нарастания тока запуска электропневматического преобразователя из ФИГ.1 и 2.

На ФИГ.3В представлены графики вычисленных и фактических значений тока запуска электропневматического преобразователя применительно к клапанному управляющему устройству из ФИГ.1, включающему приведенный в примере ограничитель нарастания тока запуска электропневматического преобразователя из ФИГ.1 и 2.

ФИГ.4А и 4В - это графики предела нарастания, основанные на средних значениях токов запуска электропневматического преобразователя.

ФИГ. 5, 6 и 7 - это блок-схемы приведенных в примерах способов, которые можно использовать для реализации приведенного в примере ограничителя нарастания тока запуска для электропневматического преобразователя, приведенного в примере процессора управления сервомеханизмом, приведенной в примере печатной платы и/или цифрового клапанного управляющего устройства из ФИГ.1 и 2.

ФИГ.8 - это блок-схема приведенной в примере системы процессора, которая может быть использована для реализации приведенных в примерах способов и устройств, описанных в данной работе.

Осуществление изобретения

Следует отметить, что приведенные ниже в примере способы и устройства, включая среди прочих компонентов программное и/или микропрограммное обеспечения, записанные на аппаратное обеспечение, носят только иллюстративный характер и не должны рассматриваться как ограничительные. Например, предполагается, что любой или все из этих компонентов аппаратного, программного и микропрограммного обеспечения могут быть воплощены исключительно в аппаратное обеспечение, исключительно в программное обеспечение или в любую комбинацию программного и аппаратного обеспечении. Соответственно, приведенные ниже в примере способы и устройства не являются единственным способом реализации таких способов и устройства.

На рабочие характеристики процесса управления положением рабочего органа может отрицательно повлиять высокая индуктивность катушечной обмотки (например, обмотки соленоида), установленной в электропневматическом регуляторе. В частности, эта высокая индуктивность может ограничить скорость возрастания электрического тока в соленоиде или в обмотке электропневматического регулятора в результате изменения характеристик электропитания, подаваемого на обмотку. Однако, когда величина тока, проходящего через обмотку или соленоид, уменьшается, скорость такого снижения может быть ограничена стабилитроном, который можно использовать для установки уровня фиксации напряжения соленоида или обмотки, а не ограничивать такое уменьшение за счет других характеристик, присущих схеме регулирования величины тока. Напряжение обычно фиксируется на более высоком уровне, чем напряжение электропитания, что позволяет величине тока снижаться с более высокой скоростью, чем возрастать.

В результате разности скоростей возрастания или снижения электрического тока в обмотке или в соленоиде, электропневматический регулятор проявляет асимметричное регулирующее воздействие, вызывающее в некоторых условиях изменение или отклонение среднего тока соленоида (которое, например, становится компенсирующим) от предписанной величины тока соленоида или величины запуска, обусловленных процессом управления положением рабочего органа. Другими словами, высокая индуктивность в обмотке или в соленоиде электропневматического регулятора приводит к общему ограничению нарастания для электропневматического регулятора, которое может определяться по скорости возрастания тока в обмотке или в соленоиде. Более низкий предел нарастания, связанный с возрастанием величины тока в обмотке или соленоиде, относительно скорости нарастания выходного напряжения, связанной со снижением величины тока в обмотке или соленоиде, приводит к асимметричному регулирующему воздействию на электропневматический регулятор. Это асимметричное регулирующее воздействие электропневматического регулятора в некоторых условиях может, в конечном счете, привести к постепенному ухудшению точности управления положением пневматического привода, подсоединенного к электропневматическому регулятору.

Кроме того, на процесс управления положением рабочего органа могут оказать отрицательное воздействие помехи сигнала обратной связи и/или управляющего сигнала. Например, при уровне помех, которые приводят к превышению результата вычислений величины запуска на 100%, но не приводят к их падению ниже 0%, или же в случае превышения величиной запуска обоих пределов на асимметричную величину, фактическая средняя выходная величина запуска отличается от средней вычисленной величины запуска. Эта разница приводит к смещению действующего выходного сигнала процесса управления положением рабочего органа, приводя к ошибке управления положением в пневматическом приводе и в управляющем устройстве.

Приведенные в примере способы и устройства, описанные в данной работе, и, в частности клапанное управляющее устройство можно использовать для коррекции асимметричного регулирующего воздействия, возникающего в результате высокой индуктивности соленоида или обмотки электропневматического регулятора и/или по причине помех сигнала обратной связи и/или управляющего сигнала. Более обобщенно, приведенные в примере способы и устройство, описанные в данной работе, можно использовать для коррекци асимметричного регулирующего воздействия электропневматического регулятора, возникающего, например, в результате рабочих ограничений на работу электропневматического регулятора (например, сложности, связанные с запуском индуктивных нагрузок в работу), рабочих ограничений на работу клапана, высокочастотных помех системы, наводок из окружающей среды и/или задержки управления.

Электропневматический регулятор обычно включает блок управления, который обеспечивает подачу тока в электропневматический преобразователь, такой как преобразователь величины тока в пневматическое воздействие (I/P). Блок управления вычисляет сигнал запуска, основанный на управляющем сигнале и сигнале обратной связи. Такой управляющий сигнал соответствует установочному значению управляющего устройства (например, клапана), а сигнал обратной связи - положению и/или давлению со стороны управляющего устройства. Разность или сигнал ошибки между управляющим сигналом и сигналом обратной связи соответствует величине запуска (например, напряжения), которое используется для перемещения привода, подсоединенного к управляющему устройству, преобразователем с целью достижения указанной установочной точки. В частности, блок управления использует величину запуска для генерирования и/или контроля тока, проходящего через соленоид или катушку в электропневматическом преобразователе, в соответствии с которым создается пневматическое давление.

После этого может быть создано пневматическое усилие, используемое в дальнейшем для приведения в действие управляющего устройства (например, клапана).

Электропневматический преобразователь функционирует как измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования тока в пневматическое давление с помощью соленоида (например, посредством катушки или индуктора с высокой индуктивностью). Соленоид магнитным способом управляет дроссельной заслонкой, которая регулирует работу выпускного отверстия с целью изменения объема потока, проходящего через выпускное отверстие/дроссельную заслонку, для обеспечения подачи пневматического давления, изменяемого в соответствии со средним значением тока, проходящего через соленоид. Высокий индуктивный импеданс соленоида и характеристики электропитания, подаваемого на соленоид, ограничивают скорость (то есть определяют скорость нарастания выходного напряжения) возрастания величины тока, проходящего через соленоид электропневматического преобразователя. Однако, как отмечено выше, высокий импеданс не ограничивает таким же образом скорость снижения тока вследствие более высокого напряжения фиксации на стороне соленоида, которая противоположна источнику электропитания. Эта разница в скоростях увеличения и снижения тока, вызванная высоким импедансом электропневматического преобразователя, создает асимметричное ограничение по управлению, поскольку, в условиях вычисления возрастания тока в блоке управления, высокие индукционные ограничения электропневматического преобразователя сдерживают скорость увеличения тока (то есть определяют предел нарастания), которая, в случае непринятия ее во внимание в процессе управления положением рабочего органа, осуществляемого электропневматическим преобразователем, приводит к несоответствию между вычисленной величиной тока в соленоиде, необходимой для управления положением рабочего органа, и фактической величиной тока в соленоиде. Это несоответствие или разница приводят к снижению точности управления положением, например, пневматического привода, подсоединенного к такому управляющему устройству, как клапан.

Приведенные в примере способы и устройство, описанные в данной работе, могут быть использованы для коррекции вышеупомянутого асимметричного регулирующего воздействия электропневматического регулятора за счет ограничения изменения величины запуска в блоке управления электропневматического регулятора, где изменение величины запуска соответствует изменению величины тока в соленоиде электропневматического регулятора. В частности, приведенные в примере способы и устройство, описанные в данной работе, могут быть реализованы получением управляющего сигнала и сигнала обратной связи, вычислением величины запуска на основании управляющего сигнала и сигнала обратной связи, вычислением предела нарастания и определением превышения разностью между величиной запуска и предыдущей величиной запуска вычисленного предела нарастания тока для электропневматического регулятора. После этого приведенный в примере способ и устройство могут изменять вычисленную величину запуска, основанную на вычисленном пределе нарастания.

Предел нарастания может быть предопределенной величиной, основанной на характеристиках и/или предельных величинах электропневматического регулятора, электропневматического преобразователя в составе электропневматического регулятора и/или управляющего устройства, подсоединенного к пневматическому приводу. Предел нарастания может быть взят отдельно значением или в качестве альтернативы - функцией вычисленной величины запуска. Кроме того, предел нарастания может быть функцией уровня помех (например, вычисленные помехи) электропневматического регулятора и/или сигнала обратной связи, и/или управляющего сигнала.

Способы и устройство, раскрытые в этой работе, как правило, имеют отношение к ограничению изменения величины запуска электропневматического регулятора. В то время как способы и устройство, раскрытые в этой работе, описаны в сочетании с примерами, включающими участие пневматически активируемого клапана, они могут быть реализованы с помощью клапанов, активируемых другим способом, и/или с помощью устройств управления рабочим процессом, отличных от других клапанов.

На ФИГ. 1 показана схема сборки регулирующего клапана 100, включающего клапанное управляющее устройство 102 (например, электропневматический регулятор) и клапан 104 (например, устройство управления рабочим процессом). Клапан 104 и клапанное управляющее устройство 102 могут быть физически и/или с помощью средств соединения связаны со сборкой приведенного в примере регулирующего клапана 100. В качестве альтернативы клапан 104 и клапанное управляющее устройство 102 могут быть отдельными компонентами, которые контактно и/или пневматически связаны друг с другом. В других примерах клапанное управляющее устройство 102 может быть подсоединено к одному или нескольким другим клапанам, и/или клапан 104 может быть подсоединен к одному или нескольких клапанным управляющим устройствам 102.

Сборка приведенного в примере регулирующего клапана 100 включает разъем 106, подсоединенный к клапанному управляющему устройству 102. Клапанное управляющее устройство 102 получает силовой и управляющий сигналы через разъем 106. Силовой и/или управляющий сигналы могут быть заведены на разъем 106 через канал связи 107. Питание может быть подано от внешнего источника, системы управления, генератора солнечной энергии, батареи и так далее. Кроме того, управляющие сигналы (например, входные сигналы) могут содержать, например, сигнал в 4-20 мА, сигнал в 0-10 В постоянного тока и/или цифровые управляющие сигналы и так далее. Клапанное управляющее устройство 102 может быть сконфигурировано на прием одного или нескольких управляющих сигналов, полученных от внешнего источника (например, от ведущей системы, расположенной в диспетчерской), с которым оно может поддерживать связь. Управляющие сигналы задаются или соответствуют состоянию клапана, например клапана 104. Например, управляющие сигналы могут вызывать открывание, закрывание или переход в некоторое промежуточное положение пневматического привода 105, подсоединенного к клапану 104.

Силовой и/или управляющий сигналы могут проходить по одному проводу в пределах канала связи 107, или в качестве альтернативы силовой и/или управляющий сигналы могут быть приняты на разъем 106 через многочисленные провода в составе канала связи 107. Например, в том случае, когда управляющий сигнал составляет 4-20 мА, для связи с клапанным управляющим устройством 102 можно использовать известный протокол предачи цифровых данных Дистанционного Преобразователя с Адресацией по Магистральному Каналу (HART). Такую связь для передачи цифровых данных можно использовать в общей системе управления рабочими процессами для извлечения из клапанного управляющего устройства 102 идентификационной информации, информации о статусе операций и диагностической информации. Например, в случае использования связи по протоколу HART и двухпроводной конфигурации канала, управляющий сигнал в виде цифровых данных комбинируется с силовым сигналом от клапанного управляющего устройства 102, поступающим через отдельную скрученную пару проводов. Силовой сигнал, подаваемый на клапанное управляющее устройство 102 и цифровые данные, накладываемые на аналоговый управляющий сигнал в 4-20 мА, могут быть переданы из ведущей системы, такой как, например, система, расположенная в диспетчерской, и отфильтрованы для разделения силового и управляющего сигналов. В качестве альтернативы или дополнительной возможности цифровая связь может быть использована для контроля или управления работой клапанного управляющего устройства 102 с целью исполнения им одной или нескольких управляющих функций.

В других примерах управляющим сигналом может быть сигнал в 0-10 В постоянного тока. Помимо этого, канал связи 107 может содержать отдельные силовые провода или линии электропередачи (например, 24 В постоянного тока или 24 В переменного тока) на подачи электропитания на клапанное управляющее устройство 102. В других примерах силовой и/или управляющий сигнал может разделять провода и/или линии электропередачи с сигналами цифровых данных. Например, двухпроводная конфигурация может быть реализована с помощью приведенного в примере регулирующего клапана 100, использующего цифровой протокол связи для промышленной шины, где передача цифровых данных комбинируется с силовым сигналом в двухпроводной конфигурации.

Помимо этого, разъем 106 может быть заменен или дополнен одним или несколькими беспроводными каналами связи. Например, клапанное управляющее устройство 102 может содержать один или несколько узлов приемопередатчиков для возможности клапанному управляющему устройству 102 обмениваться управляющей информацией (установочным значением (значениями), информацией о рабочем состоянии и т.д.) с общей системой управления рабочими процессами. В том случае, когда клапанное управляющее устройство 102 использует один или несколько приемопередатчиков, электропитание может быть подано на клапанное управляющее устройство через, например, провода, подсоединенные к местному или удаленному источнику питания.

Приведенный в примере клапан 104 включает седло клапана, определяющее положение измерительной диафрагмы, которая формирует перепускной канал для протекания потока текучей среды между впускным и выпускным отверстиями. Клапаном 104 может быть, например, поворотный клапан, клапан на четверть оборота, клапан с электроприводом, заслонка или другое управляющее устройство или блок. Пневматический привод 105, подсоединенный к клапану 104, во время работы подключается к элементу управления потоком текучей среды с помощью штока клапана, который передвигает элемент управления потоком текучей жидкости в первом направлении (например, в сторону от гнезда клапана) для придания возможности движения выше указанному потоку между впускным и выпускным отверстиями и во втором направлении (например, в направлении седла клапана) с целью ограничения протекания потока текучей среды между впускным и выпускным отверстиями.

Привод 105, подсоединенный к приведенному в примере клапану 104, может включать привод с поршнем двустороннего действия, мембрану с пружинным возвратом однократного действия или поршневой исполнительный механизм либо любой другой исполнительный привод или устройство управления рабочим процессом. Для управления скоростью прохождения потока текучей среды через клапан 104 последний охватывает систему датчиков сигналов обратной связи 111 (например, датчик положения, датчик давления, и/или передающее устройство сигнала положения), таких как, например, потенциометр, матрица магнитных датчиков и так далее. Система датчиков сигналов обратной связи 111 обнаруживает положение привода 105 и позиционирует элемент управления потоком текучей среды относительно гнезда клапана (например, в открытое положение, закрытое положение, промежуточное положение и так далее). Система датчиков сигналов обратной связи 111 конфигурируется для обеспечения подачи или генерирования сигнала обратной связи, такого как, например, механический сигнал, электрический сигнал и т.д., в клапанное управляющее устройство 102 посредством клапанного канала сигнала обратной связи 103. Сигнал обратной связи может отражать положение привода 105, подсоединенного к клапану 104, и, таким образом, положение самого клапана 104. Сигнал давления, поданный на привод 105, управляет положением клапана 104. Сигнал давления может включать сигналы выходных давлений 116 и 118.

Приведенное в примере клапанное управляющее устройство 102 из ФИГ.1 включает блок управления 108, ограничитель нарастания тока запуска электропневматического преобразователя 110, электропневматический преобразователь 112 и пневматическое реле 114. В других примерах клапанное управляющее устройство 102 может включать любые другие компоненты для контроля и/или подачи давления на исполнительный механизм клапана 105. В качестве дополнительной возможности или альтернативы, хотя и без отображения на фигурах, блок управления 108 и/или клапанное управляющее устройство 102 может охватывать другие компоненты обработки сигнала, такие как, например, аналого-цифровые преобразователи, фильтры (например, низкочастотные фильтры, высокочастотные фильтры и цифровые фильтры), усилители и так далее. Например, управляющий сигнал может быть отфильтрован (например, с помощью низко/высокочастотного фильтра) до обработки ограничителем нарастания тока запуска электропневматического преобразователя 110.

Приведенные в примере блок управления 108, ограничитель нарастания тока запуска электропневматического преобразователя 110, электропневматический преобразователь 112 и/или пневматическое реле 114 могут быть подсоединены друг к другу с помощью канала связи так, как показано, или иным другим подходящим образом. Приведенное в примере клапанное управляющее устройство 102 показано в виде электропневматического регулятора. Однако в других примерах клапанное управляющее устройство 102 может быть датчиком давления или любым другим подходящим регулирующим устройством или оборудованием, предназначенным для управления клапаном 104.

Блок управления 108 получает сигнал обратной связи, сгенерированный клапаном 104, через канал для передачи сигнала обратной связи о перемещении клапана 103, и управляющий сигнал, сгенерированный регулятором системы управления рабочими процессами. Блок управления 108 может использовать управляющий сигнал в качестве установочного или опорного сигнала, соответствующего требуемой работе (например, перемещению рабочего органа в положение, соответствующее проценту открывания/закрывания управляющего клапана 104) клапана 104. Блок управления 108 сравнивает этот сигнал обратной связи с управляющим или опорным сигналом посредством использования управляющего сигнала и сигнала обратной связи в качестве значений для алгоритма или процесса контроля положения рабочего органа с целью определения величины запуска (например, величины запуска электропневматического преобразователя), который необходимо подать на электропневматический преобразователь 112. Процесс управления положением рабочего органа, осуществляемый блоком управления 108, определяет (например, вычисляет) величину запуска, основанную на разности между сигналом обратной связи и управляющим сигналом. Эта вычисленная разность соответствует величине, на которую клапанное управляющее устройство 102 должно изменить положение привода 105, подсоединенного к клапану 104. Вычисленная величина запуска также соответствует току, сгенерированному блоком управления 108 для активации электропневматического преобразователя 112 на создание пневматического давления, которое должно быть подано на пневматическое реле 114. Ток может быть сгенерирован, например, одним или несколькими транзисторами, установленными в блоке управления 108. Вычисленная величина запуска (например, напряжение) может быть подана на транзистор, регулирующий протекание тока через транзисторы. Соленоид 113, установленный в электропневматическом преобразователе 112, подсоединяется к этому транзистору через канал связи 109 таким образом, чтобы через соленоид 113 и транзистор протекал ток одинаковой величины. Посредством этого величина запуска управляет величиной тока, протекающего через соленоид 113.

Величины запуска, которые увеличивают значение тока, генерируемого блоком управления 108, могут активировать пневматическое реле 114 с целью повышения значения пневматического давления, подаваемого на пневматический привод 105, для активации привода 105 на позиционирование клапана 104 в направлении закрытого положения. Аналогично этому величины запуска, которые уменьшают величину тока, сгенерированного блоком управления 108, могут вынудить пневматическое реле 114 уменьшить пневматическое давление, прилагаемое к пневматическому приводу 105 для его активации на позиционирование клапана 104 в направлении открытого положения. После вычисления величины запуска, приведенный в примере ограничитель нарастания тока запуска электропневматического преобразователя 110 определяет, посредством вычитания вычисленной величины запуска из предыдущей величины запуска, не превышает ли вычисленный сигнал запуска предел нарастания.

Разность между вычисленной и предыдущей величинами запуска является изменением величины запуска. Значительные изменения в вычисленной величине запуска в течение относительно небольших периодов времени приводят к возникновению ошибок управления положением рабочего органа в результате большего временного интервала, необходимого для повышения величины тока в пределах соленоида 113 электропневматического преобразователя 112 (например, в результате вышеотмеченного нарастания тока). Высокая индуктивность соленоида 113 и характеристики (например, выходной импеданс, напряжение и так далее) источника питания, подающего напряжение на соленоид, ограничивают увеличение тока в соленоиде 113 таким образом, чтобы в процессе управления рабочим органом, выполняемым блоком управления 108, можно было вычислить величины запуска и скорости увеличения тока в соленоиде 113, превышающие данный предел нарастания. Однако уменьшения величины тока не возникают подобно тому, как это происходит в результате высокой индуктивности соленоида 113 и/или характеристик источника питания. В результате на практике электропневматический преобразователь 112 может снизить фактическое значение тока так же быстро, как блок управления 108 - вычисленный ток.

Соленоид 113, расположенный внутри электропневматического преобразователя 112, использует ток запуска, сгенерированный блоком управления 108 для формирования магнитного поля. Это магнитное поле используется для управления дроссельной заслонкой, которая контролирует ограничение потока текучей среды через сливной наконечник. По мере увеличения тока запуска в соленоиде 113 магнитное поле, образованное соленоидом 113, увеличивается, вынуждая дроссельную заслонку отклоняться в направлении сливного наконечника. Дроссельная заслонка, отклоняемая в направлении сливного наконечника в соленоиде 113, приводит к повышению пневматического давления, образуемого электропневматическим преобразователем 112 и подаваемого на пневматическое реле 114. Например, электропневматический преобразователь 112 может быть сконфигурирован таким образом, чтобы ток запуска величиной 0,75 мА преобразовывался в давление 42 фунта на квадратный дюйм (PSI), ток запуска величиной 1,25 мА - в давление величиной 57 фунтов на квадратный дюйм.

Кроме того, поскольку электропневматический преобразователь 112 преобразует ток в пневматическое давление с помощью соленоида 113, ответное действие на подачу тока находит свое более точное отражение в среднем токе, проходящем через соленоид 113. Например, наиболее быстрые изменения фактического тока от 0.9 до 1.10 мА в течение определенного периода времени могут соответствовать протеканию через соленоид 113 среднего тока 1.0 мА. Таким образом, если для тока запуска используется напряжение затвора транзистора, необходимое для генерирования тока, изменяющегося между 0.9 и 1.1 мА, то через соленоид 113, расположенный в электропневматическом преобразователе 112, может проходить ток средней величины, равный 1.0 мА.

В тех случаях, когда в сигнале обратной связи и/или в управляющем сигнале присутствуют помехи, блок управления 108 может усилить некоторую часть этих помех во время вычисления величины запуска для процесса управления положением рабочего органа. Такое усиление помех может привести к вычислениям величин запуска, которые превышают предельные значения величины запуска. Если уровень помех превышает предельные значения величины запуска асимметричным образом (например, присутствие помех при средних смещениях постоянного тока), то среднее значение величин запуска выходного сигнала тока может отличаться от средней вычисленной величины запуска. Такая разность между фактической средней величиной запуска и вычисленной средней величиной также может привести к ошибке управления положением клапана 104.

Приведенный в примере ограничитель возрастания тока запуска электропневматического преобразователя 110 может скорректировать асимметрию от помех и/или асимметричные увеличения силы тока в соленоиде 113 электропневматического преобразователя 112 посредством сравнения изменения вычисленной величины запуска с пределом нарастания клапанного управляющего устройства 102. Предел нарастания может быть пределом изменения предопределенной величины запуска, установленной в ограничителе нарастания тока запуска электропневматического ограничителя 110. Предел нарастания может быть сконфигурирован или выставлен на основе увеличения максимальной силы фактического тока, достижимого в электропневматическом преобразователе 112. В качестве альтернативы предел нарастания может быть функцией вычисленного среднего значения тока запуска в соленоиде. Например, предел нарастания может основываться, по меньшей мере, на одном из следующего: на квадратичном соотношении, линейном соотношении, экспоненциальном соотношении, логарифмическом соотношении или на пошаговом соотношении с вычисленной средней величиной тока запуска. Кроме того, в других реализациях предел нарастания может основываться на предыдущей величине запуска, разности между величиной запуска и предыдущей величиной запуска, на управляющем сигнале, сигнале обратной связи, среднем вычисленном значении тока или на среднем значении фактического тока.

Приведенный в примере блок управления 108 из ФИГ.1 может контролировать уровень помех в сигнале обратной связи и/или в управляющем сигнале. Если блок управления 108 обнаруживает помехи выше предопределенного порогового значения, то блок управления 108 может реализовать предельную величину нарастания помех и/или отрегулировать ее с учетом уровня обнаруженных помех. В других примерах нарастания может включать коррекцию помех, основанную на измерениях среднего уровня помех в тех случаях, когда клапанное управляющее устройство 102 находится в тех или иных рабочих состояниях.

Если вычисленное изменение величины запуска выше предела нарастания, то ограничитель нарастания тока запуска электропневматического преобразователя 110 изменяет вычисленную величину запуска на величину, которая основана на пределе нарастания. Например, в тех случаях, когда вычисленная величина тока возрастает, а изменение величины запуска соответствует превышающему предел нарастания изменению тока в соленоиде 113, то ограничитель нарастания тока запуска электропневматического преобразователя 110 снижает величину запуска таким образом, чтобы разность между измененной величиной запуска и предыдущей величиной запуска привела к скорости увеличения тока в соленоиде 113, которая окажется меньше и/или равной пределу нарастания. Аналогично в тех случаях, когда вычисленное значение тока снижается, абсолютное значение изменения величины запуска может превысить предел нарастания. Если абсолютное значение изменения величины запуска превышает предел нарастания, то ограничитель нарастания тока запуска электропневматического преобразователя 110 может увеличить величину запуска с тем, чтобы изменение величины запуска соответствовало изменению тока, которое меньше и/или равно пределу нарастания.

После сравнения и/или увеличения величины запуска, основанного на пределе нарастания, блок управления 108 преобразует величину запуска в сигнал запуска (например, в ток, проходящий через транзистор) и подает его на соленоид 113, расположенный в электропневматическом преобразователе 112, через канал связи 109. Величина тока соответствует величине запуска. Электропневматический преобразователь 112 может быть измерительным преобразователем типа «ток-давление», в котором сигнал запуска является током, который изменяется, например, с помощью тиристора, установленного в блоке управления 108, для достижения требуемого состояния (например, положения) клапана 104. В качестве альтернативы электропневматический преобразователь 112 может быть измерительным преобразователем типа «ток-давление», в котором сигнал