Способы и устройство для калибровки устройства для обработки

Способы и устройство для калибровки устройства для обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится в целом к системам управления технологическими процессами, конкретнее к способам и устройству для калибровки устройства для обработки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Процессами, такими как, например, промышленными процессами, как правило, управляют с помощью разнообразных устройств управления процессом, таких как приводные механизмы и пневматические клапаны. Во время эксплуатации приборы, подключенные к данным устройствам управления процессом, могут потребовать калибровки и/или повторной калибровки. Например, когда устанавливается новый механизм позиционирования клапана, он может быть откалиброван для использования с клапаном для обеспечения точного действия клапана. В некоторых случаях калибровка механизма позиционирования клапана требует осуществления хода клапана, с которым функционально связан механизм позиционирования, от одного конечного положения (например, полностью закрытого положения) до другого конечного положения (например, полностью открытого положения). Для правильной калибровки механизма позиционирования клапан, возможно, понадобится перевести в автономный режим. Однако это не всегда возможно, поскольку некоторые технологические установки работают в непрерывном режиме и/или клапан не содержит обводной линии. В некоторых известных системах калибровка механизма позиционирования может дополнительно или альтернативно потребовать участия лица или пользователя для ввода информации. Однако такой ввод данных пользователем в механизм позиционирования вводит возможность ошибки в процессе калибровки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Вариант осуществления способа включает в себя определение того, является ли первое положение устройства управления процессом первым конечным положением и, в ответ на первое положение, являющееся первым конечным положением, расчет второго конечного положения устройства управления процессом на основании первого конечного положения и данных конфигурации. Вариант осуществления способа дополнительно включает в себя расчет зоны неполного хода устройства управления процессом на основании первого конечного положения и второго конечного положения, и определение того, когда текущее положение устройства управления процессом находится в пределах зоны неполного хода. Вариант осуществления способа также включает в себя расчет смещения выхода на основании управляющего сигнала и суммарного значения, когда текущее положение находится в пределах зоны неполного хода.

[0004] Вариант осуществления устройства содержит запоминающее устройство и обрабатывающее устройство, соединенное с запоминающим устройством, содержащим команды. Вариант осуществления устройства также включает в себя команды в запоминающем устройстве, вынуждающие обрабатывающее устройство определять, является ли первое положение устройства управления процессом положением неполного хода устройства управления процессом и в ответ на то, что первое положение является положением неполного хода, рассчитывать целевое выходное давление на основании данных конфигурации. Вариант осуществления устройства также включает в себя команды в запоминающем устройстве, вынуждающие обрабатывающее устройство определять, является ли давление обратной связи равным целевому давлению, когда давление обратной связи соответствует выходному сигналу выходного давления от устройства управления процессом. Вариант осуществления устройства также включает в себя команды в запоминающем устройстве, вынуждающие обрабатывающее устройство рассчитывать разность между целевым выходным давлением и давлением обратной связи и изменять выходное давление по этой разности.

[0005] Вариант осуществления материального машиночитаемого носителя для хранения данных включает в себя команды, вынуждающие компьютер определять, является ли первое положение устройства управления процессом первым конечным положением и в ответ на первое положение, являющееся первым конечным положением, вынуждающие компьютер рассчитывать второе конечное положение устройства управления процессом на основании первого конечного положения и данных конфигурации. Вариант осуществления материального машиночитаемого носителя для хранения данных также включает в себя команды, вынуждающие компьютер рассчитывать зону неполного хода устройства управления процессом на основании первого конечного положения и второго конечного положения. Вариант осуществления материального машиночитаемого носителя для хранения данных также включает в себя команды, вынуждающие компьютер рассчитывать, когда текущее положение устройства управления процессом находится в пределах зоны неполного хода и, если текущее положение находится в пределах зоны неполного хода, вынуждающие компьютер рассчитывать смещение выхода на основании управляющего сигнала и суммарного значения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0006] Фиг. 1 иллюстрирует вариант осуществления системы управления процессом, в которой могут быть реализованы принципы настоящего изобретения.

[0007] Фиг. 2 - блок-схема варианта осуществления прибора по фиг. 1.

[0008] Фиг. 3 - блок-схема варианта осуществления устройства для калибровки по неполному ходу по фиг. 2.

[0009] Фиг. 4 - блок-схема, представляющая вариант осуществления способа, раскрытого в настоящем документе.

[0010] Фиг. 5 - блок-схема, представляющая другой вариант осуществления способа, раскрытого в настоящем документе.

[0011] Фиг. 6 - блок-схема варианта осуществления обрабатывающей платформы, выполненной с возможностью выполнять примеры способов по фиг. 4 и 5 для реализации варианта осуществления прибора по фиг. 1 и 2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0012] На вышеупомянутых чертежах показаны и ниже подробно описаны конкретные варианты осуществления. В описываемых здесь вариантах осуществления для идентификации одинаковых или подобных элементов использованы аналогичные или идентичные ссылочные номера. Для ясности и/или краткости чертежи не обязательно выполнены в масштабе, и конкретные признаки и конкретные виды чертежей могут быть показаны увеличенными в масштабе или схематичными. Кроме того, в настоящем описании раскрыты некоторые варианты осуществления. Какие-либо признаки из какого-либо варианта осуществления могут быть включены, заменены или объединены иным способом с другими признаками из других вариантов.

[0013] Описанные в настоящем документе варианты осуществления связаны с калибровкой прибора, такого как устройство позиционирования или механизм позиционирования устройства управления процессом, такого как клапанный узел, без потребности в переводе в автономный режим, или воздействия иным способом на систему управления процессом, в рамках которой работает прибор, и без потребности ввода данных пользователем (например, автоматически). В частности, раскрытые здесь варианты осуществления могут быть использованы для автоматической калибровки прибора, такого как механизм позиционирования для клапанного узла (например, пневматического клапана и пневматического привода) с помощью сбора информации о клапанном узле. Например, прибор (например, механизм позиционирования), соединенный с узлом привода, может автоматически собирать информацию о типе привода, с которым он соединен, диапазоне давления, необходимом для управления приводом, проценте перемещения или градусе поворота, или о том, соответствует ли входной сигнал низкого уровня тока или напряжения закрытому положению или открытому положению и др. Данная информация дает прибору возможность правильно регулировать или калибровать выходной сигнал от прибора к клапанному узлу для гарантии, что сигнал системы управления от устройства управления соответствует сигналу обратной связи, полученному от датчика положения клапанного узла. Процесс калибровки также может инициировать пользователь. Кроме того, благодаря возможности прибора автоматически собирать вышеупомянутую информацию без необходимости ввода данных пользователем, уменьшается возможность ошибки за счет ввода данных пользователем во время калибровки.

[0014] В некоторых вариантах осуществления, когда прибор установлен и соединен с устройствами управления процессом, такими как клапанный узел, прибор функционально помещается между клапанным узлом и устройством управления (например, системой управления, такой как распределенная система управления (DCS)). В частности, прибор получает управляющий сигнал от устройства управления и выводит соответствующее давление для управления или контроля клапанного узла. Во время работы прибор собирает информацию от клапанного узла (например, тип привода, диапазон давления, диапазон датчика перемещения, длина хода клапана и др.), используя проводную или беспроводную связь (например, с помощью устройства радиочастотной идентификации (RFID) (например, управляющего кода)). Данная информация затем может быть сохранена в запоминающем устройстве (например, энергонезависимой памяти) и использована в расчетах для выполнения калибровки, таких как расчет ожидаемых значений (например, ожидаемого положения клапана) и/или для расчета корректировок на основании сравнений с ожидаемыми значениями.

[0015] В некоторых вариантах осуществления прибор может быть установлен и соединен с устройствами управления процессом, таким как клапанный узел, когда клапан находится на одном конце перемещения (например, полностью открытом или полностью закрытом положении). В некоторых подобных случаях прибор может автоматически выполнять калибровку в режиме управления перемещением, в котором для управления клапаном используется сигнал обратной связи, представляющий положение клапана. В других вариантах осуществления, в которых клапан не находится в конце перемещения, когда прибор установлен, он может автоматически выполнять калибровку в режиме управления давлением, в котором для управления положением клапана прибор используется сигнал обратной связи, представляющий давление привода.

[0016] Для вариантов осуществления, в которых прибор находится в режиме управления перемещением, прибор рассчитывает другое конечное положение (например, другое полностью открытое положение или полностью закрытое положение), используя информацию о длине хода, полученную от клапанного узла, детали механизма обратной связи по перемещению, а также рассчитывает положение неполного хода и/или зону неполного хода (т.е., диапазон положений неполного хода). В процессе работы, когда положение клапана находится в зоне неполного хода, сигнал системы управления и оценка накопления интегрирующего устройства прибора остаются по существу постоянными, прибор подстраивает смещение выхода за счет оценки накопления интегрирующего устройства прибора, а затем сбрасывает оценку накопления интегрирующего устройства прибора на ноль. Оценка накопления интегрирующего устройства прибора представляет собой величину, рассчитанную интегрирующим устройством в приборе, которая показывает корректировки интегрирующего устройства, выполненные, чтобы привести положение клапана в соответствие с сигналом системы управления. Прибор также сохраняет новое смещение выхода в запоминающем устройстве, чтобы завершить калибровку, без необходимости в выполнении какого-либо процесса, управляемого по меньшей мере частично клапанным узлом в автономном режиме, или влияния на процесс иным образом.

[0017] В других вариантах осуществления, когда клапан не находится в конце перемещения при установке, прибор выполняет ряд операций, чтобы согласовать сигнал обратной связи по давлению с рассчитанным целевым выходным сигналом давления в режиме управления процессом. В процессе текущего контроля сигнала обратной связи по давлению прибор увеличивает и уменьшает выходное давление, пока не будет обнаружено направление перемещения. На основании информации о текущем перемещении клапана, диапазоне перемещения и обратной связи по перемещению регулирующего клапана прибор рассчитывает концы перемещения и положение неполного хода или зону неполного хода. Прибор также корректирует скорость изменения сигнала системы управления для изменения режима работы клапана, когда сигнал системы управления находится в области отсечки, а затем переключается в режим управления перемещением. Используя оценку накопления интегрирующего устройства прибора, прибор корректирует смещение выхода, когда оценка накопления интегрирующего устройства прибора и сигнал системы управления по существу постоянны. После окончания перемещения вводится сигнал системы управления, прибор выполняет корректировку расчетных конечных положений, а затем восстанавливает скорость изменения сигнала системы управления для завершения калибровки прибора.

[0018] На фиг. 1 показан вариант осуществления системы 100 управления процессом, которая может быть использована для реализации вариантов осуществления способов и устройства, раскрытых в настоящем документе. В показанном на фиг. 1 примере устройство 102 управления процессом, прибор 104, устройство 106 управления и пользовательский интерфейс 108 могут сообщаться посредством, например, проводных или беспроводных линий. В частности, вариант осуществления устройства 102 управления процессом, вариант осуществления прибора 104 и/или вариант осуществления устройства 106 управления по фиг. 1 могут сообщаться посредством шины данных (например, FOUNDATION Fieldbus™, HART™, Profibus™, Modbus™, Devicenet™ и др.) или локальной компьютерной сети (LAN).

[0019] Прибор 104 на фиг. 1 получает сигнал системы управления от устройства 106 управления и передает откорректированный выходной сигнал (например, давления) к устройству 102 управления процессом. Прибор 104 может быть цифровым клапанным механизмом позиционирования (DVP) и/или цифровым клапанным управляющим устройством (DVC). Как вариант, прибор 104 и устройство 106 управления могут быть объединены и/или встроены, например, в устройство управления DeltaV™.

[0020] Устройство 106 управления выводит сигналы системы управления на основании данных, принятых и/или полученных от устройства 102 управления процессом, прибора 104 и/или пользовательского интерфейса 108. В некоторых вариантах осуществления устройство 106 управления также передает информацию (например, команды) к прибору 104 и/или выводит информацию (например, предупредительные сообщения) на пользовательский интерфейс 108.

[0021] Вариант осуществления устройства 102 управления процессом на фиг. 1 может быть любым количеством устройств ввода и/или устройств вывода. В некоторых вариантах осуществления устройство ввода содержит клапанный узел (например, пневматический клапан и пневматический привод) и/или другие устройства, а устройства вывода содержат механизмы позиционирования клапана, устройства управления клапаном и/или другие устройства.

[0022] Вариант осуществления пользовательского интерфейса 108 на фиг. 1 представляет собой любое устройство, которое обрабатывает входные и выходные сигналы, такое как, например, компьютер, рабочая станция, сервер и/или мобильное устройство и др. Введенные пользователем данные могут передаваться к пользовательскому интерфейсу 108 с помощью устройства 110 ввода данных, такого как, например, клавиатура, электронное перо, мышь и/или сенсорный экран и др. Выходной сигнал от пользовательского интерфейса 108 может сообщаться пользователю с помощью устройства 112 вывода данных, такого как, например, монитор (например, отображение предупредительного сообщения) и/или динамик (например, создание звукового предупредительного сигнала), и др.

[0023] Хотя на фиг. 1 показан один вариант осуществления прибора 104 и вариант осуществления устройства 106 управления, в вариант осуществления системы 100 управления процессом на фиг. 1 может быть включен один или больше дополнительных приборов 104 и/или устройств 106 управления, без отклонения от принципов настоящего изобретения.

[0024] Фиг. 2 - блок-схема варианта осуществления прибора 104 по фиг. 1. В показанном примере прибор 104 откалиброван для устройства управления процессом, такого как клапанный узел, для обеспечения точного действия устройства управления процессом в рамках процесса. Прибор 104 (например, механизм позиционирования, такой как цифровой клапанный механизм позиционирования или цифровое клапанное управляющее устройство) содержит информационный интерфейс 202, устройство 204, считывающее положение, устройство 206 управления режимом, калькулятор 208 положения, интегрирующее устройство 210, устройство 212 калибровки, устройство 214 калибровки по неполному ходу и запоминающее устройство 216.

[0025] После установки (например, функционального подключения к устройству управления процессом и к устройству управления), прибор 104 автоматически собирает информацию об устройстве управления процессом, к которому он подключен через информационный интерфейс 202. Процесс калибровки прибора может также инициироваться вручную. Например, прибор 104 может получать информацию от клапанного узла (например, клапана и привода) относительно клапана и привода, такую как тип привода (например, пневматический привод), диапазон давления привода (например, 3 фунт/кв. дюйм - 15 фунт/кв. дюйм), длина хода клапана (например, два дюйма), диапазон датчика перемещения, отклонение реле и др., через информационный интерфейс 202. В некоторых вариантах осуществления информационный интерфейс 202 получает вышеупомянутую информацию через устройство радиочастотной идентификации (RFID) (например, управляющий код). В других вариантах осуществления информационный интерфейс 202 получает информацию через устройство считывания штрих-кода или через систему Bluetooth. Однако информация может быть передана от устройства управления процессом к прибору 104, используя любую другую подходящую технологию. Кроме того, в некоторых случаях пользователь может ввести информацию прямо в прибор 104 с помощью, например, интерфейса ввода (например, клавиатуры или мобильного устройства), включенного в информационный интерфейс 202. В некоторых вариантах осуществления информационный интерфейс 202 записывает собранную информацию в регистр, локальную память/или запоминающее устройство, такое как запоминающее устройство 216. В некоторых вариантах осуществления запоминающее устройство 216 представляет собой энергонезависимую память. Как более подробно описано ниже, записанная информация может быть использована в расчетах для выполнения калибровки, например, для расчета корректировок на основании сравнений с ожидаемым значением.

[0026] В некоторых вариантах осуществления информационный интерфейс 202 определяет, записывало ли ранее запоминающее устройство 216 информацию относительно устройства управления процессом. Если запоминающее устройство 216 содержит ранее записанную информацию, информационный интерфейс 202 сравнивает вновь полученную информацию с ранее записанной информацией. Если вновь полученная информация и ранее записанная информация одинакова, информационный интерфейс 202 выводит указание, что прибор 104 был предварительно калиброван и остается откалиброванным для устройства управления процессом. В противном случае, если запоминающее устройство 216 не содержит ранее записанной информации, или ранее записанная информация не такая же, как новая информация, информационный интерфейс 202 выводит указание, чтобы продолжить калибровку прибора 104 для устройства управления процессом. В некоторых случаях информационный интерфейс 202 может выводить указание, что калибровка устройства управления процессом является безопасной.

[0027] В показанном примере прибор 104 также определяет, находится ли клапан на одном конце перемещения (например, в полностью открытом или полностью закрытом положении), когда он установлен. Например, устройство 204, считывающее положение, получает сигнал системы управления от устройства управления (например, системы управления, такой как распределенная система управления (DCS) и/или вариант осуществления устройства 106 управления). Устройство 204, считывающее положение, также получает данные о диапазоне выходного сигнала устройства управления от запоминающего устройства 216. Например, устройство 106 управления может действовать в диапазоне от 4 миллиампер до 20 миллиампер (мА). В показанном примере устройство 204, считывающее положение, сравнивает сигнал системы управления с диапазоном и определяет, находится ли клапан в конце перемещения. Например, сигнал системы управления 4 мА или 20 мА соответствует положению клапана, находящегося в конце перемещения, тогда как сигнал системы управления между 4 мА и 20 мА показывает, что положение клапана не находится в конце перемещения. В показанном примере, поскольку прибор установлен, находясь под ручным управлением (например, пользователь удерживает клапан в одном положении для замены прибора), прибор имеет возможность полагаться на сравнение сигнала системы управления с диапазоном, чтобы определить, находится ли положение клапана в конце перемещения. В некоторых вариантах осуществления устройство 204, считывающее положение, записывает положение клапана в регистр, локальную память и/или вариант осуществления запоминающего устройства 216.

[0028] В некоторых вариантах осуществления устройство 204, считывающее положение, получает сигнал обратной связи, представляющий положение (например, сигнал обратной связи по перемещению) устройства управления процессом, от датчика, функционально связанного с устройством управления процессом. Например, датчик перемещения, функционально связанный с клапанным узлом, может сообщать сигнал обратной связи по перемещению, полученный устройством 204, считывающим положение.

[0029] В показанном на фиг. 2 примере устройство 206 управления режимом получает показание положения и использует это показание положения для определения рабочего режима варианта осуществления прибора 104. Например, устройство 206 управления режимом получает показание положения устройства управления процессом от сигнала системы управления, соответствующего концу перемещения. В некоторых вариантах осуществления, когда положение устройства управления процессом (например, клапанного узла) находится в конце перемещения (например, полностью открытое или полностью закрытое положение), прибор 104 выполняет калибровку в режиме управления перемещением, в котором сигнал обратной связи, представляющий положение клапана, используется для управления клапаном. В других вариантах осуществления, где клапан не находится в конце перемещения, прибор 104 может выполнять калибровку в режиме управления давлением, в котором прибор 104 для управления положением клапана использует сигнал обратной связи, представляющий давление, создаваемое для привода.

[0030] Калькулятор 208 положения рассчитывает положение устройства управления процессом, используя, например, информацию, полученную от устройства управления процессом (например, длина хода клапана). Например, калькулятор 208 положения получает показание от устройства 206 управления режимом, что прибор 104 действует в режиме управления перемещением. Используя информацию о длине хода, полученную, например, от клапанного узла, калькулятор 208 положения использует известное конечное положение от устройства 204, считывающего положение, и рассчитывает другое конечное положение (например, другое полностью открытое положение или полностью закрытое положение). В некоторых случаях калькулятор 208 положения рассчитывает положение неполного хода и/или зону неполного хода (например, диапазон, включающий положение неполного хода) на основании известного конечного положения и другого конечного положения. Например, калькулятор 208 положения рассчитывает положение середины хода, используя два конечных положения клапана, и рассчитывает зону неполного хода в пределах, например, двух процентов от положения середины хода (например, плюс или минус два процента от положения середины хода). В некоторых случаях калькулятор 208 положения записывает зону неполного хода в регистр, локальную память и/или вариант осуществления запоминающего устройства 216.

[0031] В некоторых случаях калькулятор 208 положения получает сигнал системы управления от устройства управления, такого как вариант осуществления устройства 106 управления на фиг. 1. В показанном примере положение устройства управления процессом соответствует сигналу системы управления, который может быть получен с помощью информационного интерфейса 202, когда прибор 104 установлен. Используя информацию о сигнале системы управления, известном диапазоне сигнала системы управления и длине хода, полученную от устройства управления процессом (например, варианта осуществления устройства 102 управления процессом), калькулятор 208 положения рассчитывает ожидаемое положение устройства управления 102 процессом. Например, калькулятор 208 положения может получать сигнал системы управления 12 мА от устройства 106 управления, получать информацию от запоминающего устройства 216, что диапазон сигнала системы управления от варианта осуществления устройства 106 управления составляет 4-20 мА, и информацию, показывающую, что длина хода устройства 102 управления процессом составляет два дюйма. В этом случае калькулятор 208 положения сравнивает сигнал системы управления (12 мА) с диапазоном сигнала системы управления (4-20 мА) и рассчитывает положение (например, ожидаемое положение) устройства управления процессом, являющееся положением середины хода (например, при пятидесяти процентах от максимального перемещения).

[0032] В показанном на фиг. 2 примере интегрирующее устройство 210 контролирует положения, соответствующие сигналу системы управления, и сигнал обратной связи по перемещению, и показывает, когда два положения равны. Интегрирующее устройство 210 рассчитывает разность между ожидаемым положением и текущим положением и добавляет разность к оценке накопления интегрирующего устройства прибора. Интегрирующее устройство 210 суммирует рассчитанные разности, пока два положения не будут равны (например, разность равна нулю). Таким образом, оценка накопления интегрирующего устройства прибора представляет корректировку для минимизации разности во время следующего расчета. Оценка накопления интегрирующего устройства прибора показывает, что два положения равны, когда величина оценки накопления интегрирующего устройства прибора не изменяется (например, прибавление нулей). Оценка накопления интегрирующего устройства прибора сохраняется в запоминающем устройстве 216. В некоторых вариантах осуществления оценка накопления интегрирующего устройства прибора сбрасывается (например, устанавливается на ноль), как только оценка накопления интегрирующего устройства прибора записана.

[0033] В показанном на фиг. 2 примере устройство 212 калибровки рассчитывает корректировку смещения выхода, необходимую для завершения калибровки прибора для устройства управления процессом. Если положение клапана находится в пределах зоны неполного хода, сигнал системы управления и оценка накопления интегрирующего устройства прибора являются по существу постоянными, смещение выхода (например, корректировка сигнала системы управления для согласования сигнала системы управления и сигнала обратной связи по перемещению) регулируется на основании оценки накопления интегрирующего устройства прибора, и интегрирующее устройство 210 устанавливается (или сбрасывается) на ноль. Устройство 212 калибровки не пытается рассчитывать смещение выхода, в то время как сигнал системы управления изменяется, и/или текущее положение не согласовано с положением, соответствующим сигналу системы управления, и оценка накопления интегрирующего устройства прибора изменяется. Новое значение смещения выхода затем сохраняется в запоминающем устройстве 216 для завершения калибровки варианта осуществления прибора 104 для устройства управления процессом.

[0034] В показанном примере, когда устройство 206 управления режимом определяет, что положение устройства 102 управления процессом не находится в конце перемещения, устройство 206 управления режимом запускает устройство 214 калибровки по неполному ходу. Устройство 214 калибровки по неполному ходу выполняет калибровку в режиме управления давлением. Как описано ниже со ссылками на фиг. 3, тогда как прибор 104 находится в режиме управления давлением, прибор 104 выполняет калибровку, используя сигналы обратной связи по давлению, а не сигналы обратной связи по перемещению.

[0035] Фиг. 3 - блок-схема варианта реализации устройства 214 калибровки по неполному ходу по фиг. 2. В иллюстрируемом примере устройство 214 калибровки по неполному ходу изменяет выходное давление, не принимая во внимание сигнал обратной связи по перемещению, полученный прибором 104. Таким образом, прибор 104 управляет давлением, получаемым устройством 102 управления процессом, и выполняет регулировки для корректировки любых несоответствий между целевым выходным давлением и сигналом обратной связи по давлению. Например, выходное давление от прибора 104 может отличаться от давления, полученного устройством 102 управления процессом, вследствие свойств системы управления процессом. Например, расстояние между прибором 104 и устройством 102 управления процессом может приводить к тому, что выходное давление будет отличаться от давления, получаемого устройством 102 управления процессом. Устройство 214 калибровки по неполному ходу содержит регулятор 302 давления, монитор 304 положения, калькулятор 306 отклонения обратной связи по перемещению, калькулятор 308 положения перемещения и регулятор 310 области отсечки.

[0036] При выполнении калибровки в режиме управления давлением вариант осуществления регулятора 302 давления регулирует давление, получаемое устройством 102 управления процессом (например, клапанным узлом). Например, путем получения сохраненного диапазона давления клапанного узла от запоминающего устройства 216, регулятор 302 давления может рассчитывать выходной сигнал (например, целевое выходное давление), соответствующий сигналу системы управления, полученному прибором 104. Например, когда принимаемый диапазон давления привода составляет 3-15 фунт/кв. дюйм, а прибор 104 принимает сигнал системы управления 4 мА (например, от устройства 106 управления), регулятор 302 давления рассчитывает целевое выходное давление 3 фунт/кв. дюйм. Кроме того, при выполнении калибровки регулятор 302 давления может увеличивать и/или уменьшать выходное давление для определения того, вызывает ли новое выходное давление изменение положения клапана.

[0037] Монитор 304 положения обнаруживает любые изменения в устройстве 102 управления процессом (например, положении клапана) на основании выходного давления. Например, монитор 304 положения контролирует положение клапана, в то время как регулятор 302 давления увеличивает выходное давление. Как вариант, монитор 304 положения может контролировать положение клапана, в то время как регулятор 302 давления уменьшает выходное давление. Если обнаружено изменение в положении клапана, монитор 302 положения записывает направление изменения в положении клапана и выходное давление, вызывающее изменение. В некоторых случаях монитор 304 положения может оценивать зону нечувствительности (например, диапазон сигнала, за пределами которого изменение положения не обнаруживается) и/или уровень трения клапанного узла в процессе текущего контроля выходного давления и положения клапана.

[0038] В показанном на фиг. 3 примере монитор 304 положения определяет, превышает ли выходное давление предел безопасности, рассчитанный для устройства 102 управления процессом. Например, выходное давление, превышающее предел безопасности, может указывать на неисправно работающий компонент в системе управления давлением. Если выходное давление превышает предел безопасности, устройство 214 калибровки по неполному ходу прерывает калибровку и подает предупредительный или тревожный сигнал.

[0039] Вариант осуществления калькулятора 306 отклонения обратной связи по перемещению рассчитывает среднее выходное давление (например, средний сигнал) на основании выходного давления, записанного монитором 304 положения. Калькулятор 306 отклонения обратной связи по перемещению сравнивает среднее выходное давление с диапазоном давления привода и оценивает положение клапана. Калькулятор 306 отклонения обратной связи по перемещению также рассчитывает текущее положение клапана на основании сигнала обратной связи по перемещению и отклонения перемещения по умолчанию, равного нулю. Разность между оценочным положением клапана и текущим положением клапана записывается (например, сохраняется в запоминающем устройстве 216), как отклонение обратной связи по перемещению. Отклонение обратной связи по перемещению является корректировкой прибора 104, выполненной для выходного давления таким образом, чтобы положение клапана, соответствующее выходному давлению, совпадало с положением клапана, полученным, например, от сигнала обратной связи по перемещению датчиком перемещения, соединенным с устройством 102 управления процессом.

[0040] В показанном примере калькулятор 308 положения перемещения рассчитывает полностью открытое и полностью закрытое положения устройства 102 управления процессом, используя текущее положение, длину хода клапана, диапазон давления привода и отклонение обратной связи по перемещению. Как описано выше, выходное давление соответствует положению клапана. Регулируя текущее положение с помощью отклонения обратной связи по перемещению, калькулятор 308 положения перемещения рассчитывает выходное давление, соответствующее положению клапана. Затем положение клапана может сравниваться с длиной хода клапана для определения конечного положения клапана. Используя соответствующий диапазон давления привода, калькулятор 308 положения перемещения рассчитывает выходное давление, соответствующее конечному положению. Калькулятор 308 положения перемещения использует конечное положение для расчета другого конечного положения и соответствующего выходного давления.

[0041] В показанном примере, тогда как прибор 104 выполняет калибровку, регулятор 310 области отсечки определяет, как действует устройство управления процессом, когда сигнал системы управления находится в переделах области отсечки. Область отсечки используется для предотвращения, например, эрозии седла клапана, которая возникает, если клапан остается частично открытым, когда положение клапана должно быть в полностью закрытом положении. Соответственно, когда сигнал системы управления находится в пределах области отсечки, регулятор 310 области отсечки изменяет сигнал системы управления таким образом, что положение клапана находится в полностью открытом или полностью закрытом положении. Во время нормальной работы (например, без выполнения калибровки), когда сигнал системы управления достигает области отсечки, скорость изменения сигнала системы управления является резкой. Это происходит потому, что прибор 104 калибруется, и прибор 104 рассчитывает корреляцию между сигналом обратной связи по перемещению и сигналом системы управления. Иначе говоря, конечное положение известно, и прибор 104 может точно определять выходной сигнал, соответствующий конечному положению, без соударения, например, запирающего элемента клапана с седлом клапана в устройстве 102 управления процессом.

[0042] Однако при выполнении калибровки прибора, когда прибор 104 находится в зоне неполного хода, корреляция сигнала системы управления с сигналом обратной связи по перемещению неизвестна (например, рассчитанные конечные точки в концах перемещения могут быть неточными). В показанном примере область отсечки действует как буфер для предотвращения, например, соударения запирающего элемента клапана с седлом и возможного повреждения связанных компонентов. Итак, калькулятор 310 области отсечки корректирует скорость изменения сигнала системы управления до сравнительно большей постепенной скорости изменения, таким образом, предотвращая случайное столкновение запирающего элемента клапана с седлом из-за неточно рассчитанных конечных точек.

[0043] В показанном примере область отсечки рассчитана, используя заранее заданное процентное отношение. Например, применяя об