控制閥組件的制作方法
【專利摘要】描述了控制閥組件。在此公開的示例性控制閥組件，包括：閥，其具有流量控制元件；致動(dòng)器，其機(jī)械地連接到所述流量控制元件；以及控制器，其可通信地耦接到所述致動(dòng)器，其中所述致動(dòng)器移動(dòng)所述流量控制元件以響應(yīng)于從所述控制器接收的控制信號；其中，當(dāng)所述控制閥組件工作時(shí)，所述控制器根據(jù)位置傳感器靈敏度值和單點(diǎn)位置值在所述控制閥組件工作期間進(jìn)行自我校準(zhǔn)，所述單點(diǎn)位置值表示當(dāng)所述控制器被置于控制模式時(shí)所述流量控制元件的位置。
【專利說明】控制閥組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型總的涉及一種閥，更具體而言，涉及一種控制閥組件。

【背景技術(shù)】
[0002]加工廠元件，例如閥，通常具有相關(guān)的安裝儀器，例如控制元件和/或傳遞關(guān)于元件的信息來實(shí)現(xiàn)加工廠中一個(gè)或多個(gè)要求流程和/或操作的閥位控制器和/或位置傳送器。示例性閥組件包括隔膜型或者活塞型氣動(dòng)致動(dòng)器，其由電動(dòng)氣動(dòng)閥位控制器控制。示例性電動(dòng)氣動(dòng)閥位控制器接收一個(gè)或多個(gè)控制信號(例如4-20毫安(mA)控制信號、0-10伏直流(VDC)控制信號、數(shù)字控制信號等)，并將控制信號轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)供給到氣動(dòng)致動(dòng)器來打開、關(guān)閉或者保持相應(yīng)閥門位置的氣壓。例如，如果過程控制程序確定氣壓驅(qū)動(dòng)的、常閉行程閥將允許通過較大體積和/或流速的過程流體，假設(shè)使用當(dāng)前類型的控制信號，供給到與閥相連的電動(dòng)氣動(dòng)閥位控制器的控制信號的幅值可從4mA增加到8mA。
[0003]在某些實(shí)施例中，電動(dòng)氣動(dòng)閥位控制器使用經(jīng)由反饋感應(yīng)系統(tǒng)或元件，例如位置傳感器，產(chǎn)生的反饋信號。這種反饋信號代表氣動(dòng)致動(dòng)器和相應(yīng)閥門的位置。該閥位控制器比較反饋信號和代表要求設(shè)定點(diǎn)或者要求閥位(例如35%打開)的控制信號，并且確定是否要調(diào)整供給到致動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)氣壓。為了閥位控制器、致動(dòng)器和閥門組合像加工廠內(nèi)部預(yù)計(jì)的那樣工作，該閥位控制器需要按照反饋感應(yīng)元件進(jìn)行校準(zhǔn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中校準(zhǔn)閥門時(shí)需要閥門停止工作或者脫機(jī)以完全驅(qū)動(dòng)閥門的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種可以使用單個(gè)的外部設(shè)置的位置值進(jìn)行自我校準(zhǔn)的控制閥組件。
[0005]公開了一種控制閥組件，其特征在于，包括:閥，其具有流量控制元件；致動(dòng)器，其機(jī)械地連接到所述流量控制元件；以及控制器，其可通信地耦接到所述致動(dòng)器，其中所述致動(dòng)器移動(dòng)所述流量控制元件以響應(yīng)于從所述控制器接收的控制信號；其中，當(dāng)所述控制閥組件工作時(shí)，所述控制器根據(jù)位置傳感器靈敏度值和單點(diǎn)位置值在所述控制閥組件工作期間進(jìn)行自我校準(zhǔn)，所述單點(diǎn)位置值表示當(dāng)所述控制器被置于控制模式時(shí)所述流量控制元件的位置。
[0006]有利的，進(jìn)一步包括在安裝所述控制器之前，當(dāng)所述控制閥組件安裝就位并且與過程控制系統(tǒng)一起運(yùn)行時(shí)，從所述控制閥組件移走另一個(gè)控制器。
[0007]有利的，所述單點(diǎn)位置值表示當(dāng)所述控制器最初安裝在所述控制閥組件中時(shí)所述流量控制元件的最初位置。
[0008]有利的，所述單點(diǎn)位置值表示所述流量控制元件的行程跨度百分比。
[0009]有利的，所述自我校準(zhǔn)還基于第一估算校準(zhǔn)值和第二估算校準(zhǔn)值，其中，所述第一估算校準(zhǔn)值和所述第二估算校準(zhǔn)值分別表示所述流量控制元件的上行程跨度極限和下行程跨度極限。
[0010]有利的，進(jìn)一步包括從所述控制器獲得第一估算校準(zhǔn)值和第二估算校準(zhǔn)值，所述控制器根據(jù)單點(diǎn)校準(zhǔn)位置和位置傳感器靈敏度值確定所述第一估算校準(zhǔn)值和所述第二估算校準(zhǔn)值。
[0011]有利的，將所述控制器置于控制方式包括使所述控制器處于工作狀態(tài)，以使所述控制閥組件控制過程系統(tǒng)的流體流量。
[0012]有利的，將所述控制器置于控制模式包括啟用控制器，而不在將所述控制器置于控制模式之前在所述流量控制元件的一個(gè)行程端點(diǎn)和所述流量控制元件的另一個(gè)行程端點(diǎn)之間驅(qū)動(dòng)所述控制閥組件。
[0013]有利的，進(jìn)一步包括經(jīng)由用戶接口選擇所述控制器的校準(zhǔn)程序。
[0014]公開了一種控制閥組件，其特征在于，包括:控制器，當(dāng)控制閥組件與過程控制系統(tǒng)一起運(yùn)行或者聯(lián)機(jī)時(shí)，控制器耦接至控制閥組件，其中所述控制器包括；位置傳感器靈敏度值；單點(diǎn)位置值，其表示所述控制閥組件的流量控制元件的當(dāng)前位置；基于所述位置傳感器靈敏度值和所述單點(diǎn)位置值，表示所述流量控制元件的第一行程跨度極限的估算上行程極限值和表示所述流量控制元件的第二行程跨度極限的估算下行程極限值；以及其中，所述控制器根據(jù)所述位置傳感器靈敏度值、所述單點(diǎn)位置值、估算上行程極限值和估算下行程極限值在所述控制閥組件工作期間進(jìn)行自我校準(zhǔn)。
[0015]有利的，所述流量控制元件的當(dāng)前位置被固定以阻止所述流量控制元件移動(dòng)。
[0016]有利的，所述單點(diǎn)位置值表示當(dāng)所述流量控制元件被固定時(shí)，所述流量控制元件相對于所述流量控制元件的整個(gè)行程跨度的當(dāng)前位置的估算。
[0017]有利的，進(jìn)一步包括松開所述流量控制元件并且啟用所述控制器。
[0018]有利的，所述位置傳感器靈敏度值和所述單點(diǎn)位置值經(jīng)由輸入接口輸入所述控制器。
[0019]有利的，確定估算上行程極限值和估算下行程極限值包括使所述控制器根據(jù)位置傳感器靈敏度值和單點(diǎn)位置值計(jì)算估算上行程極限值和估算下行程極限值。
[0020]公開了一種控制閥組件，其特征在于，包括:控制器，當(dāng)控制閥組件位于流體系統(tǒng)中時(shí)，所述控制器確定閥的流量控制元件在所述控制閥組件中的位置；預(yù)定的位置傳感器靈敏度值；單點(diǎn)位置值，其表示當(dāng)所述控制器被置于控制模式時(shí)，所述流量控制元件相對于所述流量控制元件的行程跨度的最初位置；基于所述位置傳感器靈敏度值和所述單點(diǎn)位置值估算的上校準(zhǔn)值和下校準(zhǔn)值；以及其中，所述控制器根據(jù)所述單點(diǎn)位置值、所述位置傳感器靈敏度值和估算的上校準(zhǔn)值和下校準(zhǔn)值進(jìn)行自我校準(zhǔn)。
[0021]有利的，所述單點(diǎn)位置值表示在所述控制閥被置于控制模式之前可視地估算所述流量控制元件的位置。
[0022]有利的，所述單點(diǎn)位置值表示為所述流量控制元件的行程跨度百分比。
[0023]有利的，所述單點(diǎn)位置值通過借助于所述控制閥組件的位置傳感器測量所述流量控制元件的位置來獲得。
[0024]有利的，當(dāng)所述控制閥組件聯(lián)機(jī)或者與流體系統(tǒng)一起運(yùn)行時(shí)，所述控制器進(jìn)行自我校準(zhǔn)，而不需驅(qū)動(dòng)所述流量控制元件或者旁通所述控制閥組件。
[0025]根據(jù)提供的測量或者估算的當(dāng)前位置值，本實(shí)用新型的控制閥組件在運(yùn)行加工廠內(nèi)的閥門組件的后續(xù)操作期間學(xué)習(xí)、適應(yīng)和/或自我校準(zhǔn)。根據(jù)本實(shí)用新型的控制閥組件可以使用而不必使加工廠的有關(guān)部分脫機(jī)或者停止運(yùn)行，不需要驅(qū)動(dòng)、調(diào)整或者重新定位閥門，不需要旁通管線，而且不需要實(shí)驗(yàn)臺(tái)、測試或者校準(zhǔn)閥門組件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1圖示出具有閥位控制器的示例性閥設(shè)備，該控制器可使用在此描述的示例性方法和設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0027]圖2A-2C描繪了圖1中示例性閥組件的示例狀態(tài)。
[0028]圖3、4和5圖示出可通過圖1中的示例性閥位控制器實(shí)現(xiàn)的示例性校準(zhǔn)操作。
[0029]圖6圖示出實(shí)現(xiàn)圖1中的示例性閥位控制器的示例性方式。
[0030]圖7圖示出示例性過程，可執(zhí)行該過程來安裝圖1和圖6中的示例性閥位控制器。
[0031]圖8-11圖示出示例性過程，可執(zhí)行該過程來校準(zhǔn)和/或?qū)崿F(xiàn)圖1和圖6中的示例性閥位控制器。
[0032]圖12圖示出具有位置傳送器的示例性閥設(shè)備，該位置傳送器可使用在此描述的示例性方法和設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。.
[0033]圖13圖示出實(shí)現(xiàn)圖12中的示例性位置傳送器的示例性方式。
[0034]圖14圖示出示例性過程，可執(zhí)行該過程來安裝圖12和圖13中的示例性位置傳送器。
[0035]圖15圖示出示例性過程，可執(zhí)行該過程來校準(zhǔn)和/或?qū)崿F(xiàn)圖12和圖13中的示例性位置傳送器。
[0036]圖16是示例性處理器平臺(tái)的示意圖，可以使用該平臺(tái)和/或?qū)υ撈脚_(tái)進(jìn)行編程來實(shí)現(xiàn)圖7-11，圖14和圖15中的示例性過程，和/或，更普遍地說，實(shí)現(xiàn)圖1和圖6中的示例性閥位控制器和/或圖12和圖13中的示例性位置傳送器。

【具體實(shí)施方式】
[0037]為了校準(zhǔn)某些閥門，必須使閥門在一個(gè)末端行程端點(diǎn)或位置(例如完全打開位置)和另一個(gè)末端行程端點(diǎn)或位置(例如完全關(guān)閉位置)之間驅(qū)動(dòng)(stroke)閥門。然而，這種方法是不利的，因?yàn)檫@要求使閥門停止工作或者脫機(jī)以完全驅(qū)動(dòng)閥門。然而，在有些情況下，過程系統(tǒng)不能中斷或關(guān)閉以便于閥位控制器和/或位置傳送器校準(zhǔn)。即使在過程系統(tǒng)可以中斷時(shí)，這種中斷會(huì)帶來不希望的金錢和/或效率影響。雖然可以使用旁通管線來隔離閥門并且保持過程系統(tǒng)聯(lián)機(jī)，旁通管線也不總是合乎需要的、有效的或者可行的。
[0038]另外地或者可選擇地，某些閥位控制器和/或位置傳送器可使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)(bench)、測試或者校準(zhǔn)閥門、致動(dòng)器和位置傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，所述閥門、致動(dòng)器和位置傳感器具有與要安裝閥位控制器和/或位置傳送器的閥門、致動(dòng)器和位置傳感器大體類似或者相同的特征(例如，行程長度、行程端點(diǎn)等等)。舉例來說，測試閥、致動(dòng)器和位置傳感器位于遠(yuǎn)離實(shí)際加工廠設(shè)置的保養(yǎng)車間內(nèi)或者實(shí)驗(yàn)室中。在實(shí)驗(yàn)室或者車間內(nèi)，測試閥、致動(dòng)器和位置傳感器可以完全或者徹底驅(qū)動(dòng)，以便校準(zhǔn)新的和/或替換閥位控制器和/或位置傳送器。校準(zhǔn)之后，校準(zhǔn)的閥位控制器和/或位置傳送器從試驗(yàn)裝備移開并且可操作地連接或者安裝到加工廠內(nèi)的目標(biāo)閥致動(dòng)器。盡管有效，但是這種校準(zhǔn)方法是費(fèi)時(shí)的并且要求有合適的試驗(yàn)設(shè)備可用。
[0039]至少為了克服這些缺陷，在此描述的示例性閥位控制器和位置傳送器可以使用單個(gè)的外部設(shè)置的位置值進(jìn)行自我校準(zhǔn)，該位置值表示閥位控制器被安裝、安裝過和/或?qū)⒁惭b的閥門組件(即，閥門、致動(dòng)器和位置傳感器被組合考慮)的當(dāng)前位置(例如70%關(guān)閉)的估算。在此描述的實(shí)施例中，在加工廠內(nèi)的閥位控制器或者位置傳送器工作之前，不需要給閥位控制器或者位置傳送器提供另外的位置值。單個(gè)的位置值可以由安裝者容易和/或輕易地確定和/或估算，例如通過在閥位控制器安裝期間可視地檢驗(yàn)和/或測量閥門組件的當(dāng)前位置。安裝者例如使用用戶接口將測量的或者估算的當(dāng)前位置值輸入和/或提供至閥位控制器或者位置傳送器。根據(jù)提供的測量或者估算的當(dāng)前位置值，在此描述的示例性閥位控制器和位置傳送器在運(yùn)行加工廠內(nèi)的閥門組件的后續(xù)操作期間學(xué)習(xí)、適應(yīng)和/或自我校準(zhǔn)。因此，在此描述的用來校準(zhǔn)閥位控制器和位置傳送器的方法和設(shè)備可以使用而不必使加工廠的有關(guān)部分脫機(jī)或者停止運(yùn)行，不需要驅(qū)動(dòng)、調(diào)整或者重新定位閥門，不需要旁通管線，而且不需要實(shí)驗(yàn)臺(tái)、測試或者校準(zhǔn)閥門組件。
[0040]圖1圖示出示例性閥門設(shè)備100，包括閥門組件102和根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)構(gòu)造的閥位控制器104。雖然參考圖1中的示例性閥門組件102描述了用來校準(zhǔn)閥位控制器的示例性方法和設(shè)備，應(yīng)當(dāng)理解的是，在此描述的示例性方法和設(shè)備可被用來校準(zhǔn)供任何數(shù)量和/或類型的其他或者可選用的閥門組件使用的閥位控制器。例如，雖然圖1中描繪的閥門106是滑動(dòng)桿式控制閥，但是用來校準(zhǔn)閥位控制器的示例性方法和設(shè)備可與任何一種其他類型的閥門一起使用，閥門包括但不限于旋轉(zhuǎn)控制閥、直角回轉(zhuǎn)控制閥等等。另外地或者可選擇地，雖然圖1中的示例性致動(dòng)器108被描繪為雙作用活塞式致動(dòng)器，但是任何一種其他類型的致動(dòng)器，諸如轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器、單作用彈簧回程隔膜或者活塞式致動(dòng)器都可以使用。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解的是，在此描述的單個(gè)位置值校準(zhǔn)方法和設(shè)備可與任何數(shù)量和/或類型的其他可控裝置一起使用，可控裝置例如包括但不限于緩沖器、升降機(jī)、提升設(shè)備、天平等。因此，圖1的實(shí)施例僅僅是出于論述目的的例證性實(shí)施例，本專利所涵蓋的范圍不限于此。
[0041]圖1中的示例性閥門組件102包括閥門106、氣動(dòng)致動(dòng)器108和位置傳感器110。圖1的示例性閥門106具有布置在其中的閥座112，其限定出在開口 116和118之間提供位于閥門106內(nèi)的流體流動(dòng)通道的孔114。圖1中的示例性致動(dòng)器108可通過閥桿122可操作地連接到流量控制元件120，其可在第一方向上(例如遠(yuǎn)離閥座112)移動(dòng)流量控制元件120以允許開口 116和118之間的更大流體流量，以及在第二方向上(例如朝向閥座112)移動(dòng)流量控制元件120以進(jìn)一步限制或者阻止開口 116和118之間的流體流量。
[0042]圖1中的示例性氣動(dòng)致動(dòng)器108包括活塞130，其設(shè)在外殼132內(nèi)以限定出第一腔室136和第二腔室137。致動(dòng)器輸出桿138連接到活塞130并且通過具有相關(guān)行程指示器140的連接器139可操作地連接到閥桿122。經(jīng)過閥門106的流速通過調(diào)整活塞130相對于外殼132的位置進(jìn)行控制，以調(diào)整流量控制元件120相對于閥座112的位置以及閥門106的位置。
[0043]為了控制示例性活塞130的位置，圖1中示例性電動(dòng)氣動(dòng)閥位控制器104將控制流體(例如壓縮空氣、液壓流體等等)從流體供給源150通過第一通道152供給到第一腔室136，并通過第二通道154供給到第二腔室137。示例性活塞130上存在的壓差，如果有，決定了活塞130是靜止的還是移動(dòng)的。例如，為了在第一方向上(例如圖1中向下方向)移動(dòng)活塞130，閥位控制器104將控制流體以大于供給到第二腔室137的壓力供給到第一腔室136，由此在活塞130上施加凈向下的力?；钊?30在第一向下方向上的運(yùn)動(dòng)使致動(dòng)器輸出桿138、閥桿122以及流量控制元件120移向閥座112，因此進(jìn)一步阻止或者限制通過孔114的流體流量。相反地，為了在第二方向上(例如，圖1中向上方向)移動(dòng)活塞130，閥位控制器104將控制流體以小于供給到第二腔室137的壓力供給到第一腔室136，由此在活塞130上施加凈向上的力?；钊?30在第二向上方向上的運(yùn)動(dòng)使致動(dòng)器輸出桿138、閥桿122以及流量控制元件120遠(yuǎn)離閥座112移動(dòng)，因此允許更大流體流量通過孔114。
[0044]在圖1的圖示實(shí)施例中，致動(dòng)器108包括行程限位件160和162。示例性行程限位件160對應(yīng)于致動(dòng)器108的完全打開或者100%行程跨度位置(見圖2A)，即最大或者最高行程端點(diǎn)。示例性行程限位件162對應(yīng)于致動(dòng)器108的完全關(guān)閉或者0%行程位置(見圖2C)，即最小或者最低行程端點(diǎn)。圖2B描繪了活塞130位于限位件160和162中間，因而對應(yīng)于50%行程位置。在某些實(shí)施例中，行程限位件160和/或162是可調(diào)節(jié)的。
[0045]轉(zhuǎn)向圖1，為了測量致動(dòng)器108的位置，圖1中示例性閥門組件102包括示例性位置傳感器110。圖1中的示例性位置傳感器110測量和/或感應(yīng)行程指示器140相對于靜止的位置傳感器110的位置并且輸出和/或提供信號170，該信號表示行程指示器140的當(dāng)前位置以及閥門106的位置(例如作為百分比形式的開度或者跨度)。示例性位置傳感器110是線性排列的霍爾效應(yīng)傳感器，其輸出具有對應(yīng)行程指示器140的不同位置的不同數(shù)值(例如電壓或者電流)的模擬信號170。圖1中示例性模擬信號170表示行程指示器140的絕對行程或者位置。舉例來說，假設(shè)致動(dòng)器108具有100毫米(mm)的行程長度，并且位置信號170在O到40毫伏(mV)之間變換，當(dāng)閥桿122移動(dòng)10%時(shí)，模擬信號170變化4mV,即40mV的10%。模擬信號170在行程指示器140處于與活塞130接觸限位件162相對應(yīng)的第一位置時(shí)(圖2C)具有第一行程值和/或電壓(PTV)，在行程指示器140處于與活塞130接觸限位件160相對應(yīng)的第二位置時(shí)(圖2A)具有第二 PTV，并且在行程指示器140處于第一和第二位置之間時(shí)具有在第一 PTV和第二 PTV之間的可能的PTV范圍。舉例來說，如果活塞130處于限位件160和162之間的中點(diǎn)(圖2B)，模擬信號170具有位于第一和第二 PTV之間的中點(diǎn)的PTV。在某些實(shí)施例中，位置傳感器110可以測量比致動(dòng)器108物理支持的活動(dòng)范圍更大的活動(dòng)范圍，也就是說，位置傳感器110的長度大于致動(dòng)器108的總行程長度。雖然圖1中的示例性位置傳感器110輸出模擬信號170，另外地或者可選擇地，位置傳感器可以輸出具有表示行程指示器140的相對位置的計(jì)數(shù)值的數(shù)字信號。進(jìn)一步地，通過位置傳感器110輸出的模擬信號170可在處理前通過閥位控制器104轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0046]圖1中的示例性閥位控制器104可根據(jù)表示致動(dòng)器108的當(dāng)前位置(例如，70%打開)的單個(gè)外部提供的位置值PPP或其估算值和/或近似值進(jìn)行自我校準(zhǔn)。正如在此所述，在加工廠內(nèi)的閥位控制器104開始運(yùn)行之前，閥位控制器104不需要附加的外部提供的位置值。進(jìn)一步地，在加工廠內(nèi)圖1中的示例性閥門設(shè)備100工作之前，致動(dòng)器108的位置不需要調(diào)整、改變或者驅(qū)動(dòng)。舉例來說，單個(gè)位置值PPP可以通過例如在閥位控制器104安裝期間可視地檢驗(yàn)(例如，估算)和/或測量位置指示器140的當(dāng)前位置由安裝者容易地和/或輕易地確定和/或估算。安裝者例如通過閥位控制器104的輸入設(shè)備640 (圖6)將估算的或者測量的位置值PPP提供至和/或輸入閥位控制器104。雖然示例性閥位控制器104可在附加的位置值有效時(shí)以單個(gè)估算位置值為基礎(chǔ)進(jìn)行自我校準(zhǔn)，或者以安裝者提供的和/或通過驅(qū)動(dòng)閥門106確定的估算或者測量值為基礎(chǔ)進(jìn)行自我校準(zhǔn)，這種附加值例如可用來改進(jìn)校準(zhǔn)精度。
[0047]基于單個(gè)的估算位置值PPP和表示位置指示器140的每個(gè)行程單元上PTV170的變化的靈敏度數(shù)值SENSITIVITY以及閥門的整個(gè)行程距離值，圖1中的示例性閥位控制器104估算出預(yù)期和/或預(yù)計(jì)與閥門致動(dòng)器108的行程端點(diǎn)相對應(yīng)的PTV170?？蛇x擇地，數(shù)值SENSITIVITY表示顯示閥門106整個(gè)行程的計(jì)數(shù)值。更進(jìn)一步地，數(shù)值SENSITIVITY表示閥門106整個(gè)行程上PTV170的變化。參考圖3，在時(shí)間點(diǎn)Tl，圖1中的示例性閥門組件102為75%打開并且具有與當(dāng)前75%位置相對應(yīng)的PTV170，在致動(dòng)器108處于完全打開的100%位置時(shí)具有HI_ACT的PTV170，而在致動(dòng)器108處于完全關(guān)閉的O %位置時(shí)具有L0_ACT的PTV170。在時(shí)間點(diǎn)T2，閥位控制器104計(jì)算對應(yīng)于致動(dòng)器108的估算或者預(yù)期完全打開位置的第一數(shù)值HI_CAL，并且計(jì)算對應(yīng)于致動(dòng)器108的估算或者預(yù)期完全關(guān)閉位置的第二數(shù)值L0_CAL。如果PPP和SENSITIVITY的值基本準(zhǔn)確，HI_CAL的值基本等于HI_ACT并且L0_CAL的值基本等于L0_ACT。然而，實(shí)際上，PPP的值是致動(dòng)器108的位置估算值(例如，帶有誤差的測量值)，并且/或者由于制造公差和/或安裝定位變化，SENSITIVITY值是不準(zhǔn)確的。因此，在某些實(shí)施例中，圖1中的示例性閥位控制器104自覺地調(diào)節(jié)估算端點(diǎn)值，使得由HI_ACT和L0_ACT表示的估算和/或預(yù)計(jì)行程范圍包括致動(dòng)器108的更大的行程范圍，如時(shí)間點(diǎn)T3所示。
[0048]HI_ACT和L0_ACT的值可使用下列數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)反饋信號170在閥門104打開時(shí)增加:
[0049]HI_CAL=PTV+(100-PPP) * (I+RAF) ^SENSITIVITY,等式(I)，并且
[0050]L0_CAL=PTV-PPP* (，I+RAF) ^SENSITIVITY,等式(2)
[0051]其中，RAF是范圍調(diào)整系數(shù)，例如0.1，其導(dǎo)致HI_CAL的值增加10%而L0_CAL的值減少10%，并且PPP值表示為致動(dòng)器108的行程范圍的百分比。如果反過來，反饋信號170在閥門104打開時(shí)減小，那么使用下列數(shù)學(xué)表達(dá)式計(jì)算HI_ACT和L0_ACT的值:
[0052]HI_CAL=PTV+PPP* (I+RAF) ^SENSITIVITY,等式⑶，并且
[0053]L0_CAL=PTV-(100-PPP) *(1+RAF)*SENSITIVITY，等式(4)
[0054]使用大量和/或各種類型的方法、算法和/或邏輯，圖1中的示例性閥位控制器104比較由位置傳感器110生成的PTV170和來源于程序控制器185的、表示閥門106的要求位置和/或設(shè)定值(SP)(例如40%打開)的控制信號180，以確定應(yīng)當(dāng)如何根據(jù)估算的端點(diǎn)值HI_CAL和L0_CAL調(diào)節(jié)和/或保持供給到腔室136和137的控制流體的壓力。舉例來說，根據(jù)HI_CAL和L0_CAL，示例性閥位控制器104計(jì)算與閥門106的要求位置相對應(yīng)的位置信號170的值TARGET。然后該閥位控制器104調(diào)節(jié)腔室136和137內(nèi)的壓力直到實(shí)際PTV170基本上符合或者等于值TARGET。值TARGET可以使用下列數(shù)學(xué)表達(dá)式計(jì)算:
[0055]TARGET=LO_CAL+SP*(HI_CAL-LO_CAL) / 100，等式(5)
[0056]當(dāng)圖1中的示例性閥門設(shè)備100在加工廠內(nèi)運(yùn)行時(shí)，示例性閥位控制器104使用大量和/或各種類型的算法、邏輯、標(biāo)準(zhǔn)和/或方法適應(yīng)、調(diào)節(jié)和/或修正估算的端點(diǎn)值HI_CAL和L0_CAL。當(dāng)活塞130在加工廠運(yùn)行期間到達(dá)任何一個(gè)物理行程限位件160、162時(shí)，示例性閥位控制器104調(diào)節(jié)相應(yīng)的校準(zhǔn)端點(diǎn)值HI_CAL、L0_CAL?；钊?30何時(shí)到達(dá)限位件160、162的檢測可以通過檢測即使施加到活塞130上的壓力應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致活塞130運(yùn)動(dòng)PTV170也不再變化來進(jìn)行。舉例來說，在圖3中的時(shí)間點(diǎn)T4，到達(dá)100%完全打開的限位件160，閥位控制器104修正HI_CAL值以符合當(dāng)前的PTV170的值，該值等于HI_ACT。同樣，在時(shí)間點(diǎn)T5時(shí)，到達(dá)0%完全關(guān)閉的限位件162，閥位控制器104修正LO_CAL值以符合當(dāng)前的PTV170的值，該值等于LO_ACT。
[0057]在某些情況下，使用圖3中圖示的示例性校準(zhǔn)方法，可能出現(xiàn)不利的閥門定位效果。在圖3的圖示實(shí)施例中，校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL是可充分調(diào)節(jié)的，只要活塞130到達(dá)相應(yīng)的行程限位件160、162，潛在地導(dǎo)致閥門106遠(yuǎn)離相應(yīng)的端點(diǎn)160，162移動(dòng)。舉例來說，如果活塞130在5%打開的位置SP180到達(dá)完全關(guān)閉限位件162，并且L0_CAL的值如上所述地立即完全調(diào)節(jié)，閥位控制器104將立即通過將閥門106打開至5%進(jìn)行響應(yīng)，造成過程流體流量的躍變。閥位的這種變化會(huì)打斷正在進(jìn)行的工作和/或帶來其他負(fù)面結(jié)果。
[0058]轉(zhuǎn)向圖1，為了減小這種效果的可能性，另一種示例性自動(dòng)校準(zhǔn)方法只在程序控制器104將SP180移動(dòng)到超出某值時(shí)，這時(shí)閥門106到達(dá)其一個(gè)行程極限，調(diào)節(jié)校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL。在這種情況下，適當(dāng)?shù)腍I_CAL或者L0_CAL值可以被調(diào)節(jié)而不造成閥門106的位置變化。當(dāng)SP信號180實(shí)際到達(dá)O %和100%時(shí)，相應(yīng)的端點(diǎn)HI_CAL、L0_CAL的校準(zhǔn)才完成。不然，端點(diǎn)HI_CAL、L0_CAL的校準(zhǔn)仍舊部分未完成。
[0059]假設(shè)L0_CAL和HI_CAL的初始值被計(jì)算為表示擴(kuò)展的行程范圍，正如上結(jié)合圖3所述，當(dāng)閥門控制器104檢測到閥門106已經(jīng)到達(dá)0%時(shí)，例如通過檢測致動(dòng)器壓力將活塞130加載至限位件162，L0_CAL的值可以使用下列數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行修正:
[0060]L0_CAL=HI_CAL-(HI_CAL-PTV)*100 / (100-SP)，等式(6)
[0061]如果SP180的值小于0%，SP180的值應(yīng)當(dāng)在等式(6)-(9)中設(shè)為0%。為了減少由于例如位置反饋信號170中存在的不準(zhǔn)確的信號偏移造成的合理控制誤差，使用下列數(shù)學(xué)表達(dá)式來修正L0_CAL的值以包括I %的安全系數(shù):
[0062]L0_CAL=HI_CAL-(HI_CAL-PTV)*101 / (100-SP)，等式(7)
[0063]當(dāng)閥門控制器104檢測到閥門106已經(jīng)到達(dá)其100%打開的物理限位件時(shí)，例如通過檢測致動(dòng)器壓力已將活塞130加載至限位件160，HI_CAL的值可以同樣使用下列數(shù)學(xué)表達(dá)式中的一個(gè)進(jìn)行修正。
[0064]HI_CAL=L0_CAL+(PTV-L0_CAL)*100 / SP，等式(8)
[0065]HI_CAL=L0_CAL+(PTV-L0_CAL)*101 / SP，等式(9)
[0066]如同等式(7) —樣，等式(9)包括I %的安全系數(shù)。
[0067]圖4圖示出使用等式(6)或者等式(7)的示例性表達(dá)式的L0_CAL的示例性修正。在圖4的實(shí)施例中，致動(dòng)器壓力405在正常工作過程中減小。在某個(gè)時(shí)間410，SP180降到低于致動(dòng)器108到達(dá)完全關(guān)閉的0%位置的值。然而，由于不準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，SP180仍舊高于0%。由于控制器增益，致動(dòng)器壓力405在SP180繼續(xù)減小時(shí)迅速降低。圖1中的示例性閥位控制器104由低的致動(dòng)器壓力405識別出致動(dòng)器108完全關(guān)閉，并且使用等式(6)或者等式(7)中的一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式將L0_CAL修正到新的最小值，因此在圖4的實(shí)施例中使L0_CAL值的精度改進(jìn)5%。如果SP180已經(jīng)全程驅(qū)動(dòng)至O %位置，L0_CAL的校準(zhǔn)已經(jīng)基本理想。在某些實(shí)施例中，當(dāng)致動(dòng)器108保持在完全關(guān)閉的O %位置并且SP180變化時(shí)，等式(6)或者等式(7)被重復(fù)使用。另外或者可選擇地，對于在致動(dòng)器108處于完全關(guān)閉的0%位置時(shí)出現(xiàn)的SP180的最小值使用等式(6)或者等式(7)。
[0068]轉(zhuǎn)向圖1，在某些實(shí)施例中，每次和/或在活塞130處于相應(yīng)的行程限位件160、162處時(shí)，都會(huì)使用等式(6)-(9)中所示的任何一個(gè)適當(dāng)修正。
[0069]在又一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)SP180到達(dá)閥門106到達(dá)其一個(gè)行程極限的值時(shí)，圖1中的示例性閥位控制器104記錄PTV170。爾后，只要SP180變化了消除噪音影響(activat1n)的量，示例性閥位控制器104就將少量修正應(yīng)用到相應(yīng)的校準(zhǔn)值L0_CAL、HI_CAL，這將減少所記錄的PTV170與相應(yīng)的校準(zhǔn)值L0_CAL、HI_CAL之間的差值。通過在SP180變化的一段時(shí)間內(nèi)慢慢改變校準(zhǔn)值L0_CAL和HI_CAL，可以降低、減小和/或消除任何一個(gè)正在進(jìn)行的過程的中斷。在某些實(shí)施例中，校準(zhǔn)修正的使用率限制為每分鐘總行程跨度的0.1%或者每分鐘一個(gè)行程計(jì)數(shù)。根據(jù)SP180的動(dòng)力特性(例如，SP180變化多少和/或以什么速度進(jìn)行變化)，校準(zhǔn)修正的速度需要降低和/或增加。
[0070]雖然如上所述的實(shí)施例是基于最初地、有目的地?cái)U(kuò)展的校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL，做為選擇，閥位控制器104最初可以低估致動(dòng)器108的行程范圍，如圖5所示。舉例來說，可以使用帶有-0.1的RAF的等式(1)-(4)計(jì)算壓縮的校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL。當(dāng)位于時(shí)間點(diǎn)T4時(shí)，致動(dòng)器108由于腔室136、137的壓差仍舊移動(dòng)，但是PTV170的值已經(jīng)超過當(dāng)前的HI_CAL值，調(diào)節(jié)HI_CAL的值來反映當(dāng)前的PTV值。低估的行程極限L0_CAL也同樣調(diào)節(jié)，正如在時(shí)間點(diǎn)T5所示。在SP180未超過與0%到100%的閥位相對應(yīng)的值的情況下，閥門106可能未到達(dá)其行程端點(diǎn)，因此如圖5中所示的HI_CAL和L0_CAL值的校準(zhǔn)是不可能的。
[0071]假設(shè)SP180超過與0%到100%的閥位相對應(yīng)的值，另外或者可選擇地，HI_CAL和L0_CAL校準(zhǔn)值可以通過檢測SP180何時(shí)超出O到100%范圍來進(jìn)行調(diào)節(jié)。在某些實(shí)施例中，閥位控制器104實(shí)施切斷，這是在SP180到達(dá)相應(yīng)的各個(gè)預(yù)定值(例如5%或者95% )時(shí)故意將致動(dòng)器108完全加載到這組機(jī)械限位件160、162中的一個(gè)上。在這種實(shí)施例中，可能有利的是在使用最初壓縮的校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL時(shí)撤消切斷。當(dāng)SP180超出該范圍并且移動(dòng)了消除噪音影響的量，并且致動(dòng)器壓力未將活塞130加載到相應(yīng)的限位件160、162時(shí)，示例性閥位控制器104少量調(diào)節(jié)相應(yīng)的校準(zhǔn)值HI_CAL、L0_CAL，使致動(dòng)器108移向和/或加載到限位件160、162上。經(jīng)過一段時(shí)間，上述條件中的一個(gè)或多個(gè)將不再滿足，校準(zhǔn)將基本完成。在某些實(shí)施例中，當(dāng)活塞130未被加載并且SP180變化且位于O到100%范圍之外時(shí)，反復(fù)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)值HI_CAL、L0_CAL。另外地或者可選擇地，使用活塞130未被加載時(shí)出現(xiàn)的最大限度的SP180范圍值來調(diào)節(jié)校準(zhǔn)值HI_CAL、L0_CAL。
[0072]在又一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)SP180到達(dá)閥門106到達(dá)其一個(gè)行程極限的值時(shí)，圖1中的示例性閥位控制器104記錄PTV170。爾后，只要SP180變化了消除噪音影響(activat1n)的量，示例性閥位控制器104就將少量修正應(yīng)用到相應(yīng)的校準(zhǔn)值L0_CAL、HI_CAL，這將減少所記錄的PTV170與相應(yīng)的校準(zhǔn)值L0_CAL、HI_CAL之間的差值。通過在SP180變化的一段時(shí)間內(nèi)慢慢改變校準(zhǔn)值L0_CAL、HI_CAL，可以降低、減小和/或消除任何一個(gè)正在進(jìn)行的過程的中斷。在某些實(shí)施例中，校準(zhǔn)修正的使用率限制為每分鐘總行程跨度的0.1%或者每分鐘一個(gè)行程計(jì)數(shù)。根據(jù)SP180的動(dòng)力特性(例如，SP180變化多少和/或以什么速度進(jìn)行變化)，校準(zhǔn)修正的速度需要降低和/或增加。
[0073]雖然如上所述的任何一種示例性閥門校準(zhǔn)方法可在計(jì)算時(shí)自動(dòng)地應(yīng)用和/或啟動(dòng)新的L0_CAL和HI_CAL值，另外或者可選擇地，新的L0_CAL和/或HI_CAL值被存儲(chǔ)并且只有在閥位控制器104受到明確指令和/或指引時(shí)啟動(dòng)和/或使用。舉例來說，閥位控制器104可在顯示器645 (圖6)上顯示標(biāo)記，標(biāo)明一個(gè)或多個(gè)新的校準(zhǔn)值LO_CAL、HI_CAL可被啟動(dòng)。例如，當(dāng)用戶通過示例性輸入設(shè)備640表示新的和/或修正的校準(zhǔn)值LO_CAL、HI_CAL將被使用時(shí)，閥位控制器104開始在后續(xù)的閥門控制操作過程中使用啟動(dòng)的校準(zhǔn)值LO_CAL、HI_CAL。
[0074]在又一個(gè)實(shí)施例中，如上所述的校準(zhǔn)方法的組合是能實(shí)現(xiàn)的。舉例來說，當(dāng)檢測到活塞130通過位于O到100%范圍內(nèi)的SP180加載至限位件160、162時(shí)，可以使用如上所述的用于最初擴(kuò)展范圍的一個(gè)校準(zhǔn)方法。然而，當(dāng)檢測到SP180未在O到100%范圍內(nèi)時(shí)，可以使用如上所述的用于最初壓縮范圍的一個(gè)校準(zhǔn)方法。在其他更多實(shí)施例中，利用如上所述的取決于檢測條件使用的一個(gè)合適的校準(zhǔn)方法盡可能準(zhǔn)確地估算和/或計(jì)算校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL，而不是有目的地?cái)U(kuò)大或者壓縮最初的校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL。
[0075]轉(zhuǎn)向圖1，為了在閥位控制器104安裝、配置、啟動(dòng)和/或計(jì)算最初估算端點(diǎn)值HI_CAL和L0_CAL時(shí)固定閥門組件102的位置，圖1中示例性設(shè)備100包括任何數(shù)量和/或類型的用來固定、保持和/或維持閥門組件當(dāng)前位置的固定器，其中一個(gè)用參考數(shù)字190標(biāo)示。示例性固定器190包括但不限于夾子、擋塊和/或流體圈閉(fluid trap)。
[0076]圖6圖示出使用圖1中示例性閥位控制器104的示例性方式。為了接收反饋位置信號170，圖6中的示例性閥位控制器104包括位置傳感器接口 605。使用任何數(shù)量和/或類型的電路、部件和/或裝置，圖6中示例性位置傳感器接口 605將反饋信號170調(diào)整和/或轉(zhuǎn)換為適合于閥門控制器610和/或校準(zhǔn)器615處理的形式。舉例來說，位置傳感器接口 605可將模擬反饋信號605轉(zhuǎn)換為表示行程指示器140的當(dāng)前位置PTV的計(jì)數(shù)值607。另外或者可選擇地，如果由于行程指示器140位于位置傳感器110的中線上方或者下方，使得反饋信號170具有不同極性，位置傳感器接口 605可彌補(bǔ)反饋信號170以便例如在轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)值607之前僅僅具有正值。
[0077]為了接收控制信號180，圖6中的示例性閥位控制器104包括控制信號接口 620。使用任何數(shù)量和/或類型的電路、部件和/或裝置，圖6中的示例性控制信號接口 620將控制信號180調(diào)整和/或轉(zhuǎn)換為適合于示例性閥門控制器610處理的形式。舉例來說，控制信號接口 620可將控制信號180轉(zhuǎn)換為表示致動(dòng)器108的要求設(shè)定值和/或位置SP的數(shù)字控制值622。
[0078]為了控制供給到腔室136和137的氣壓，圖6中示例性閥位控制器104包括壓力控制器625。使用任何數(shù)量和/或類型的電路、部件和/或裝置，并且根據(jù)示例性閥門控制器610提供的壓力控制值627，示例性壓力控制器625確定是增加還是減少通過管線152和154供給的氣壓。
[0079]使用任何數(shù)量和/或類型的方法、算法和/或邏輯，圖6中示例性閥門控制器610比較數(shù)字位置值607和要求的設(shè)定值和/或位置值622，以確定壓力控制值627，也就是說，供給到腔室136和137的控制流體壓力應(yīng)當(dāng)如何調(diào)節(jié)。正如上面結(jié)合圖1和等式(5)所述，閥門控制器610根據(jù)估算的端點(diǎn)值HI_CAL和L0_CAL確定壓力控制值627。
[0080]為了確定和修正與致動(dòng)器108的預(yù)期行程端點(diǎn)相對應(yīng)的計(jì)數(shù)值607的估算值HI_CAL和L0_CAL，圖6中的示例性閥位控制器104包括示例性校準(zhǔn)器615。為了根據(jù)單個(gè)的外部提供的位置值PPP計(jì)算最初的一對估算值HI_CAL和L0_CAL，示例性校準(zhǔn)器615包括端點(diǎn)估算器617。舉例來說，使用等式(1)-(4)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，示例性端點(diǎn)估算器617計(jì)算初始值 HI_CAL 和 LO_CAL。
[0081]在圖1中的示例性閥門設(shè)備100在加工廠內(nèi)工作期間，為了修正與致動(dòng)器108的預(yù)期行程端點(diǎn)相對應(yīng)的值HI_CAL和L0_CAL，示例性校準(zhǔn)器615包括端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619。舉例來說，使用如上結(jié)合圖1和3-5所述的任何一個(gè)示例性方法和/或等式￠)-(9)的示例性數(shù)學(xué)表達(dá)式，示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619在閥位控制器104的聯(lián)機(jī)工作期間修正HI_CAL和L0_CAL的值。應(yīng)當(dāng)理解，另外地或者選擇性地，示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619可以用來計(jì)算和/或修正HI_CAL和L0_CAL，閥門106是出于校準(zhǔn)目的而有目的地驅(qū)動(dòng)。
[0082]為了存儲(chǔ)控制變量，圖6中示例性閥位控制器104包括存儲(chǔ)器630?？刂谱兞渴褂萌魏螖?shù)量和/或類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器630中，并且存儲(chǔ)器630可使用任何數(shù)量和/或類型的非永久性的和/或永久性存儲(chǔ)器、記憶設(shè)備和/或諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)在示例性存儲(chǔ)器630中的示例性控制變量包括但不限于，外部提供的位置值PPP、靈敏度值SENSITIVITY和估算的行程端點(diǎn)值HI_CAL和L0_CAL。
[0083]為了允許用戶提供位置值PPP和/或靈敏度值SENSITIVITY，圖6中的示例性閥位控制器104包括任何類型的用戶接口 635、任何數(shù)量和/或類型的輸入設(shè)備640和任何類型的顯示器645。在某些實(shí)施例中，用戶接口 635經(jīng)由顯示器645給出提示，該顯示器指示和/或提示用戶提供和/或輸入值PPP和/或SENSITIVITY。示例性輸入設(shè)備640包括但不限于數(shù)字通訊接口和/或按鍵。在某些實(shí)施例中，觸屏可被用來用作顯示器645和輸入設(shè)備640。
[0084]雖然實(shí)現(xiàn)圖1中示例性閥位控制器104的示例性方式已經(jīng)圖示于圖6，圖6中圖示的一個(gè)或多個(gè)接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、元件、程序和/或裝置可以任何一種方式結(jié)合、分割、重新排列、省略、去除和/或?qū)嵤?。進(jìn)一步地，示例性位置傳感器接口 605、示例性校準(zhǔn)器615、示例性端點(diǎn)估算器617、示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619、示例性控制信號接口 620、示例性壓力控制器625、示例性存儲(chǔ)器630、示例性用戶接口 635、示例性輸入設(shè)備640、示例性顯示器645和/或，更廣泛地說，圖6中的閥位控制器104，它們可通過硬件，軟件、固件和/或硬件、軟件和/或固件的任一組合實(shí)現(xiàn)。因此，舉例來說，示例性位置傳感器接口 605、示例性校準(zhǔn)器615、示例性端點(diǎn)估算器617、示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619、示例性控制信號接口 620、示例性壓力控制器625、示例性存儲(chǔ)器630、示例性用戶接口 635、示例性輸入設(shè)備640、示例性顯示器645和/或，更廣泛地說，閥位控制器104，它們中的任何一個(gè)可通過一個(gè)或多個(gè)電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程序邏輯設(shè)備(PLD)、現(xiàn)場可編程序邏輯設(shè)備(FPLD)、和/或現(xiàn)場可編程序門陣列(FPGA)等等來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)包括這些元件中的一個(gè)或多個(gè)的本專利的任何一個(gè)權(quán)利要求被理解為包括單純的軟件和/或固件工具時(shí)，示例性位置傳感器接口 605、示例性校準(zhǔn)器615、示例性端點(diǎn)估算器617、示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619、示例性控制信號接口 620、示例性壓力控制器625、示例性存儲(chǔ)器630、示例性用戶接口 635、示例性輸入設(shè)備640、示例性顯示器645和/或，更廣泛地說，閥位控制器104中的至少一個(gè)在此被明確限定為包括有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。示例性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括但不限于，閃存、光盤(CD)、DVD、軟盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、電子可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)和/或電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、光存儲(chǔ)盤、光存儲(chǔ)器設(shè)備、磁盤、磁存儲(chǔ)器和/或任何一種如下的有形介質(zhì)，其可用來存儲(chǔ)程序代碼和/或機(jī)器可讀指令或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的指令并且可通過處理器、計(jì)算機(jī)和/或具有處理器的其他設(shè)備訪問，例如接下來結(jié)合圖16論述的示例性處理器平臺(tái)P100。上述元件的組合也包括在有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。更進(jìn)一步地，示例性閥位控制器104包括代替圖6所示的或者除圖6所示的那些之外的接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、元件、程序和/或設(shè)備，和/或包括圖示接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、元件、程序和/或設(shè)備中的一個(gè)以上的任意數(shù)量或全部。
[0085]圖7圖示出示例性程序，其可被用來安裝圖1和6中的示例性閥位控制器104。圖8-11圖示出用來實(shí)現(xiàn)圖6中的示例性校準(zhǔn)器615和/或，更廣泛地說，圖1和6中的閥位控制器104的示例性程序。處理器、控制器和/或任何一種其他合適的處理設(shè)備都可以被用來和/或進(jìn)行編程來執(zhí)行圖7-11的示例性程序。舉例來說，圖7-11中的程序可具體表現(xiàn)為存儲(chǔ)在例如有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任何一種制品上的代碼和/或機(jī)器可訪問的指令，有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)為例如閃存、⑶、DVD、軟盤、ROM、RAM、PROM、EPROM和/或EEPR0M、光存儲(chǔ)盤、光存儲(chǔ)器設(shè)備、磁盤、磁存儲(chǔ)器和/或任何其他的有形介質(zhì)，其可用來存儲(chǔ)程序代碼和/或機(jī)器可讀指令或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的指令并且可通過處理器、計(jì)算機(jī)和/或具有處理器的其他設(shè)備訪問，例如接下來結(jié)合圖16論述的示例性處理器平臺(tái)P100。上述制品的組合也包括在有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范疇內(nèi)。機(jī)器可讀指令包括，例如，使處理器、計(jì)算機(jī)和/或具有處理器的設(shè)備執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)特定程序的指令和數(shù)據(jù)?？蛇x擇地，圖7-11中的一些或所有示例性操作都可使用ASIC、PLD、FPLD, FPGA、離散邏輯元件、硬件、固件等等的任意組合來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，圖7-11中的一個(gè)或多個(gè)示例性操作可以手動(dòng)實(shí)現(xiàn)或者以任何上述技術(shù)的任意組合實(shí)現(xiàn)，例如固件、軟件、離散邏輯元件和/或硬件的任意組合。進(jìn)一步地，可以采用許多其他方法實(shí)現(xiàn)圖7-11中的示例性操作。舉例來說，模塊的執(zhí)行順序可以改變，和/或一個(gè)或多個(gè)模塊可以改變、取消、細(xì)分或者組合。另外，圖7-11中的任何一個(gè)或者所有示例性處理程序可順序執(zhí)行和/或例如通過單獨(dú)的處理線程、處理器、設(shè)備、離散邏輯元件、電路等等并聯(lián)執(zhí)行。
[0086]圖7的示例性程序從操作者和/或安裝者用示例性固定器190確定或者固定(例如手動(dòng)固定)閥門組件102的位置開始(模塊705)。舉例來說，操作者可以使用夾子和/或擋塊手動(dòng)固定閥門106，或者通過阻止控制流體在致動(dòng)器108內(nèi)的運(yùn)動(dòng)(例如，圈閉)來固定致動(dòng)器108的位置。
[0087]移除待替換的閥位控制器(模塊710)，安裝替換件和/或新的閥位控制器104 (模塊715)。安裝者啟動(dòng)閥位控制器104 (例如提供動(dòng)力)并且訪問用戶接口 635 (模塊720)。舉例來說，安裝者輸入例如位置傳感器110的靈敏度值SENSITIVITY(例如由位置傳感器110上的銘牌或標(biāo)簽獲得)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(模塊725)。然后安裝者輸入位置指示器140的單點(diǎn)位置PPP (模塊730)。在某些實(shí)施例中，輸入位置PPP作為致動(dòng)器108的行程跨度百分比(例如50%打開)。
[0088]根據(jù)輸入的信息，閥位控制器104計(jì)算校準(zhǔn)值L0_CAL和HI_CAL，并且安裝者使用這些值(模塊740)。
[0089]安裝者使閥位控制器104處于工作狀態(tài)(模塊745)并且松開或者釋放閥門組件102的位置(模塊750)。
[0090]每當(dāng)閥位控制器104接到指令經(jīng)由控制信號180改變閥門組件102的位置，并且閥位控制器104根據(jù)這種指令改變閥門組件102的位置時(shí)執(zhí)行圖8-11的示例性程序。圖8中的示例性程序?qū)?yīng)于圖3和5的圖示實(shí)施例。圖9中的示例性程序?qū)?yīng)于以示例性等式(6)-(9)為基礎(chǔ)的校準(zhǔn)值修正。圖10中的示例性程序?qū)?yīng)于到達(dá)行程限位件時(shí)以存儲(chǔ)的PTV170為基礎(chǔ)的校準(zhǔn)值修正。圖11中的示例性程序?qū)?yīng)于SP180范圍外的校準(zhǔn)值修正。在第一次執(zhí)行圖8-11的示例性程序之前(例如，當(dāng)閥位控制器104啟動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)控制模式時(shí))，圖6中的示例性端點(diǎn)估算器617計(jì)算初始估算的HI_CAL和LO_CAL，如上結(jié)合圖1和6所述。
[0091]在圖8的示例性程序中，論述一對0%和100%的修正狀態(tài)位和單點(diǎn)校準(zhǔn)狀態(tài)位。當(dāng)單點(diǎn)校準(zhǔn)完成時(shí)，清除0%和100%的修正狀態(tài)位并且設(shè)置單點(diǎn)校準(zhǔn)狀態(tài)位。因?yàn)檫M(jìn)行了單點(diǎn)校準(zhǔn)，0%和100%的修正狀態(tài)位表明閥門106和致動(dòng)器108是否已經(jīng)分別到達(dá)0%和100%行程限位件。單點(diǎn)校準(zhǔn)狀態(tài)位表明進(jìn)行了單點(diǎn)校準(zhǔn)(可能不準(zhǔn)確)(例如圖7中的模塊塊740)但還未矯正。在圖8的實(shí)施例中，NEW_L0_CAL和NEW_HI_CAL值是已經(jīng)經(jīng)過計(jì)算和/或設(shè)定但是直至用戶選擇使用前未使用的新的校準(zhǔn)值。圖8中的示例性程序從示例性閥門控制器610確定致動(dòng)器108是否已經(jīng)達(dá)到完全關(guān)閉的0%位置開始(模塊805)。如果已經(jīng)到達(dá)完全關(guān)閉的0%位置(例如已經(jīng)到達(dá)0%行程限位件162)(模塊805)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619確定與完全關(guān)閉或0%位置相對應(yīng)的狀態(tài)位是否已經(jīng)設(shè)定(例如0%修正狀態(tài)位)(模塊810)。如果已經(jīng)設(shè)定完全關(guān)閉的0%狀態(tài)位(模塊810)，控制返回到模塊805檢查是否已經(jīng)達(dá)到O %行程限位件。
[0092]如果還未設(shè)定完全關(guān)閉狀態(tài)位(例如還未設(shè)定NEW_L0_CAL值)(模塊810)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619將反饋信號170的當(dāng)前L0_ACT值記錄為NEW_L0_CAL(模塊815)并設(shè)定完全關(guān)閉狀態(tài)位(模塊820)。校準(zhǔn)器615通知用戶(例如經(jīng)由示例性顯示器645)新的和/或矯正的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)隨時(shí)可以使用(模塊835)。如果用戶未使用新值(模塊840)，用戶將被反復(fù)告知可用的矯正數(shù)據(jù)并且控制返回到模塊805檢查是否已經(jīng)到達(dá)0%行程限位件。
[0093]如果用戶只使用一個(gè)新值(模塊845)，用戶將被反復(fù)告知可用的矯正數(shù)據(jù)并且控制返回到模塊805檢查是否已經(jīng)到達(dá)0%行程限位件。如果使用NEW_L0_CAL和NEW_HI_CAL (模塊845)，修正的端點(diǎn)值L0_CAL、HI_CAL存儲(chǔ)在示例性存儲(chǔ)器630中，并且清除單點(diǎn)校準(zhǔn)狀態(tài)位，標(biāo)明所有可能錯(cuò)誤已經(jīng)被更正(模塊845)。停止運(yùn)行示例性校準(zhǔn)器615 (模塊850)，然后控制從圖8的示例性程序中退出。
[0094]返回模塊805，如果還未到達(dá)完全關(guān)閉的0%行程限位件(模塊810)，閥門控制器610確定是否已經(jīng)到達(dá)完全打開的100%行程限位件(模塊860)。
[0095]如果已經(jīng)到達(dá)完全打開的100%行程限位件(模塊860)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619確定是否已經(jīng)設(shè)定完全打開的100%狀態(tài)位(模塊865)。如果已經(jīng)設(shè)定完全打開的100%狀態(tài)位(模塊865)，控制返回到模塊805檢查是否已經(jīng)達(dá)到0%行程限位件。
[0096]如果還未設(shè)定完全打開的100%狀態(tài)位(例如還未設(shè)定NEW_HI_CAL值)(模塊865)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619將反饋信號170的當(dāng)前HI_ACT值記錄為NEW_HI_CAL (模塊870)并設(shè)定完全打開的100%狀態(tài)位(模塊875)。然后控制前行到模塊835，通知用戶新的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0097]圖9的示例性程序從示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619等待活塞130加載到任何一個(gè)限位件160、162開始(模塊905)。當(dāng)活塞130加載時(shí)(模塊905)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619確定SP180是否朝向限位件160、162變化(模塊910)。如果SP180朝向加載的限位件160、162變化(模塊910)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619使用等式(6)-(9)中相應(yīng)的一個(gè)修正相應(yīng)的校準(zhǔn)值HI_CAL、LO_CAL (模塊 915)。
[0098]當(dāng)SP180不再朝向加載的限位件160、162變化時(shí)(模塊910)，控制返回模塊905確定是否活塞130加載到機(jī)械限位件160、162上。在圖9的實(shí)施例中，修正的校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL是自動(dòng)應(yīng)用的。另外或者可選擇地，如果修正的校準(zhǔn)值HI_CAL、L0_CAL不能自動(dòng)應(yīng)用，執(zhí)行與如上結(jié)合圖8中的模塊835、840、845、850和855所述基本類似的通知和新的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。
[0099]圖10的示例性程序從示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619確定活塞130是否加載到任何一個(gè)限位件160、162開始(模塊1005)。如果活塞130加載(模塊1005)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619保存當(dāng)前PTV170(模塊1010)并且確定SP180是否朝向限位件160、162變化(模塊1015)。如果SP180朝向加載的限位件160、162變化(模塊1015)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619使相應(yīng)的校準(zhǔn)值HI_CAL、L0_CAL修正為接近但不一定等于各自保存的PTV170 (模塊1020)。舉例來說，修正校準(zhǔn)值HI_CAL，L0_CAL作為介于校準(zhǔn)值HI_CAL，L0_CAL和各自保存的PTV170之間的差值百分比。當(dāng)修正的校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL等于其各自的保存PTV值時(shí)(模塊1025)，控制退出圖10的示例性程序，因?yàn)闆]有進(jìn)一步校準(zhǔn)值調(diào)整的可能和/或需要了。如果修正校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL中的任何一個(gè)都不等于其各自的保存PTV (模塊1025)，控制回到模塊1015。
[0100]回到模塊1005，如果活塞130未加載(模塊1005)，控制前行至模塊1015以確定SP180是否變化。
[0101]在圖10的實(shí)施例中，修正的校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL是自動(dòng)應(yīng)用的。另外或者可選擇地，如果修正的校準(zhǔn)值不能自動(dòng)應(yīng)用，執(zhí)行與如上結(jié)合圖8中的模塊835、840、845、850和855所述基本類似的通知和新的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。
[0102]圖11的示例性程序從示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619等待SP180落到0-100%范圍之外開始(模塊1105)。當(dāng)SP180位于0-100%范圍之外時(shí)(模塊1105)，端點(diǎn)分析儀619確定活塞130是否加載至限位件160、162中的任何一個(gè)(模塊1110)。如果活塞130加載(模塊1110)，控制返回模塊1105。
[0103]如果活塞130未加載(模塊1110)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器619調(diào)節(jié)相應(yīng)的校準(zhǔn)值HI_CAL、L0_CAL,因此活塞130朝向相應(yīng)的限位件160、162運(yùn)動(dòng)(模塊1120)。
[0104]當(dāng)SP180未變化時(shí)(模塊1115)，活塞130加載至機(jī)械限位件160、162(模塊1110)，或者當(dāng)SP180返回到0-100%范圍內(nèi)(模塊1105)，控制返回模塊1105以等待SP180再次移至0-100%范圍之外。
[0105]在圖11的實(shí)施例中，修正的校準(zhǔn)值是自動(dòng)應(yīng)用的。另外或者可選擇地，如果修正的校準(zhǔn)值不能自動(dòng)應(yīng)用，執(zhí)行與如上結(jié)合圖8中的模塊835、840、845、850和855所述基本類似的通知和新的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。
[0106]圖12圖示出示例性閥門設(shè)備1200，其包括示例性閥門組件1202和根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)構(gòu)造的位置傳送器1205。因?yàn)閳D12中示例性設(shè)備1200的元件與如上結(jié)合圖1中的示例性設(shè)備100論述的那些一致，相同元件的描述就不在此重復(fù)了。替代的是，相同元件在圖1和12中用相同的參考數(shù)字標(biāo)示，并且對于相同編號元件的完整說明，有興趣的讀者可回頭查閱如上結(jié)合圖1給出的描述。
[0107]為了向例如示例性程序控制器185和/或監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控裝置、自動(dòng)停機(jī)系統(tǒng)和/或程序聯(lián)鎖裝置1215提供表示閥門組件102位置的位置信號(P0S_SIG) 1210，圖12的示例性閥門設(shè)備1200包括示例性位置傳送器1205。圖12的示例性位置傳送器1205由PTV170計(jì)算和/或確定P0S_SIG1200的值。舉例來說，位置傳送器1205可以使用下列數(shù)學(xué)表達(dá)式計(jì)算P0S_SIG1200:

PTV -TD C1Al
[0108]POS — SIG= HI C:LH^max_M恥 + MIN執(zhí) αο)
[0109]其中，MAX是與完全打開閥門相對應(yīng)的P0S_SIG1210的值，而MIN是與完全關(guān)閉閥門相對應(yīng)的P0S_SIG1200的值。在某些實(shí)施例中，MIN是4mA而MAX是20mA。L0_CAL和HI_CAL的值如下所述地通過位置傳送器1205計(jì)算、選擇和/或修正。
[0110]圖12中的示例性位置傳送器1205可根據(jù)表示致動(dòng)器108的當(dāng)前位置(例如70%打開)的單個(gè)外部提供位置值PPP或其估算值和/或近似值進(jìn)行自我校準(zhǔn)。正如在此所述，在加工廠內(nèi)的閥門設(shè)備1200開始運(yùn)行之前，位置傳送器1205不需要附加的外部提供的位置值。進(jìn)一步地，致動(dòng)器108的位置在加工廠內(nèi)圖12中的示例性閥門設(shè)備1200工作之前不需要調(diào)整、改變或者驅(qū)動(dòng)。舉例來說，單個(gè)位置值PPP可以由安裝者容易和/或輕易地確定和/或估算，例如通過在位置傳送器1205安裝期間可視地檢驗(yàn)(例如估算)和/或測量位置指示器140的當(dāng)前位置。例如，安裝者通過位置傳送器1205的輸入設(shè)備640將估算的或者測量的位置值PPP提供至和/或輸入位置傳送器1205 (圖13)。雖然示例性位置傳送器1205可在附加的位置值有效時(shí)以單個(gè)估算位置值PPP、安裝者提供和/或通過驅(qū)動(dòng)閥門106確定的估算值或者測量值為基礎(chǔ)進(jìn)行自我校準(zhǔn)，這種附加值例如可用來改進(jìn)校準(zhǔn)精度。
[0111]基于單個(gè)的估算位置值PPP和表示位置指示器140的每個(gè)行程單元上PTV170的變化的靈敏度數(shù)值SENSITIVITY，以及閥門和致動(dòng)器的總行程距離，圖12中的示例性位置傳送器1205估算出預(yù)期和/或預(yù)計(jì)與閥門致動(dòng)器108的行程端點(diǎn)相對應(yīng)的PTV170?？蛇x擇地，數(shù)值SENSITIVITY表示顯示閥門106整個(gè)行程的計(jì)數(shù)值。更進(jìn)一步地，數(shù)值SENSITIVITY表示閥門106整個(gè)行程上PTV170的變化。參考圖5，在時(shí)間點(diǎn)Tl，圖12中的示例性閥門組件102為75%打開并且具有與當(dāng)前75%位置相對應(yīng)的PTV170，在致動(dòng)器108處于完全打開的100%位置時(shí)具有HI_ACT的PTV170，而在致動(dòng)器108處于完全關(guān)閉的0%位置時(shí)具有L0_ACT的PTV值170。在時(shí)間點(diǎn)T2，位置傳送器1205計(jì)算對應(yīng)于致動(dòng)器108的估算或者預(yù)期完全打開位置的第一數(shù)值HI_CAL，并且計(jì)算對應(yīng)于致動(dòng)器108的估算或者預(yù)期完全關(guān)閉位置的第二數(shù)值L0_CAL。如果PPP和SENSITIVITY的值基本準(zhǔn)確，HI_CAL的值大體等于HI_ACT并且L0_CAI的值大體等于L0_ACT。然而實(shí)際上，PPP值是致動(dòng)器108的位置估算值(例如帶有誤差的測量值)和/或由于制造公差和/或安裝定位變化SENSITIVITY值是不準(zhǔn)確的。因此，在某些實(shí)施例中，圖12中的示例性位置傳送器1205有目的地調(diào)節(jié)估算端點(diǎn)值，因而由HI_ACT和L0_ACT表示的估算和/或預(yù)計(jì)行程范圍包括致動(dòng)器108的較小行程范圍，如圖5中時(shí)間點(diǎn)T3所示。
[0112]HI_ACT和L0_ACT的值可使用下列數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)反饋信號170在閥門104打開時(shí)增加:
[0113]HI_CAL=PTV+ (100-0FF-PPP) *SENSITIVITY*TRAVEL* (100-GAIN)，等式(I I)，和
[0114]L0_CAL=PTV-(PPP-OFF) *SENSITIVITY*TRAVEL* (100-GAIN)，等式(12)
[0115]其中，OFF是PPP估算中的公差(為行程跨度的百分比)，TRAVEL是以工程單位計(jì)的閥門106的實(shí)際行程長度或者轉(zhuǎn)動(dòng)角度，GAIN是傳感器140校準(zhǔn)、傳感器140擾動(dòng)、傳感器輸出170的增幅和/或過濾和/或傳感器輸出170的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換中的公差(為行程跨度的百分比)。
[0116]使用等式(10)-(12)中的示例性數(shù)學(xué)表達(dá)式，示例性位置傳送器1205試圖在加工廠內(nèi)示例性閥門設(shè)備1200的后續(xù)工作過程中輸出與0%和100%閥位對應(yīng)的P0S_SIGN1210的值。在圖12的圖示實(shí)施例中，示例性位置傳送器1205傳送MAX作為閥門106實(shí)際到達(dá)完全打開的100%位置之前表示100%打開閥門的輸出1210，并傳送MIN作為閥門106實(shí)際到達(dá)完全關(guān)閉的0%位置之前表示0%打開閥門的輸出1210。
[0117]當(dāng)圖12的示例性位置傳送器1205在加工廠內(nèi)運(yùn)行時(shí)，示例性位置傳送器1205適應(yīng)、調(diào)整和/或修正估算的端點(diǎn)值HI_CAL和L0_CAL。在加工廠運(yùn)行期間，位置傳送器1205內(nèi)的軟件計(jì)算位于范圍[ΜΙΝ,ΜΑΧ]之外的P0S_SIG1210的值，示例性位置傳送器1205調(diào)節(jié)相應(yīng)的校準(zhǔn)端點(diǎn)值HI_CAL、L0_CAL。舉例來說，當(dāng)計(jì)算出P0S_SIG1200大于MAX時(shí)，位置傳送器1205修正HI_CAL值以符合當(dāng)前PTV170的值。同樣，當(dāng)計(jì)算出P0S_SIG1210小于MIN時(shí)，位置傳送器1205修正L0_CAL值以符合當(dāng)前PTV170。通過每次修正HI_CAL和L0_CAL值，計(jì)算出P0S_SIG1210位于范圍[MIN，MAX]之外，示例性位置傳送器1205的校準(zhǔn)在一段時(shí)間內(nèi)得以矯正。當(dāng)閥門106實(shí)際到達(dá)完全打開的100%或者完全關(guān)閉的0%位置時(shí)，相應(yīng)的HI_CAL或者L0_CAL校準(zhǔn)值基本上完美。優(yōu)選地，過濾位置反饋170以減少噪音影響，這樣校準(zhǔn)誤差不會(huì)由噪音引入和/或引起。
[0118]圖12的示例性位置傳送器1205可在計(jì)算時(shí)自動(dòng)應(yīng)用和/或啟用新的L0_CAL和HI_CAL值，正如前一段落所述，和/或新的L0_CAL和/或HI_CAL值可被存儲(chǔ)并且只有在位置傳送器1205受到明確指令和/或指引時(shí)啟用和/或使用。舉例來說，位置傳送器1205可在顯示器645上顯示標(biāo)記(圖13)，標(biāo)明一個(gè)或多個(gè)新的校準(zhǔn)值L0_CAL、HI_CAL可被使用。例如，當(dāng)用戶通過示例性輸入設(shè)備640 (圖13)表示新的和/或修正的校準(zhǔn)值L0_CAL、HI_CAL將被使用時(shí)，位置傳送器1205開始使用啟用的校準(zhǔn)值L0_CAL、HI_CAL計(jì)算后續(xù)值P0S_SIG1210。
[0119]圖13圖示出實(shí)現(xiàn)圖12中示例性位置傳送器1205的示例性方式。因?yàn)閳D13中示例性位置傳送器1205的元件與如上結(jié)合圖6中的示例性閥位控制器104論述的那些一致，相同元件的描述就不在此重復(fù)了。替代的是，相同元件在圖6和13中用相同的參考數(shù)字標(biāo)示，并且對于相同編號元件的完整說明，有興趣的讀者可回頭查閱如上結(jié)合圖6給出的描述。
[0120]為了確定、計(jì)算和修正估算值HI_CAL和L0_CAL，圖13的示例性位置傳送器1205包括校準(zhǔn)器1305。為了根據(jù)單個(gè)的外部提供的位置值PPP計(jì)算最初的一對估算值HI_CAL和L0_CAL,圖13的示例性校準(zhǔn)器1305包括端點(diǎn)估算器1310。舉例來說，使用等式(11)-(12)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，圖13的示例性端點(diǎn)估算器1310計(jì)算初始值HI_CAL和L0_CAL。
[0121]為了在加工廠內(nèi)在圖12中的示例性閥門設(shè)備1200工作期間修正值HI_CAL和L0_CAL,圖13的示例性校準(zhǔn)器1305包括端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315。圖13的示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315在位置傳送器1205的聯(lián)機(jī)操作期間修正值HI_CAL和L0_CAL。在操作期間，計(jì)算出P0S_SIG1210位于范圍[MIN，MAX]之外，示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315將相應(yīng)的校準(zhǔn)端點(diǎn)值HI_CAL、LO_CAL調(diào)整為計(jì)數(shù)值607的當(dāng)前值。應(yīng)當(dāng)理解，示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315可以另外或者選擇性地用來計(jì)算和/或修正HI_CAL和LO_CAL，閥門106是出于校準(zhǔn)目的而有目的地驅(qū)動(dòng)。
[0122]為了計(jì)算P0S_SIG1210的數(shù)字表示1320，圖13的示例性位置傳送器1205包括位置值確定器1325。圖13的示例性位置值確定器1325例如通過采用等式(10)的示例性數(shù)學(xué)表達(dá)式根據(jù)校準(zhǔn)值HI_CAL和L0_CAL計(jì)算數(shù)字信號1320的值。
[0123]為了將P0S_SIG1210發(fā)送和/或提供至程序控制器185和/或程序聯(lián)鎖裝置1215，圖13的示例性位置傳送器1205包括任何一種傳送器或收發(fā)器1330。圖13的示例性傳送器1330使用任何數(shù)量和/或類型電路、設(shè)備和/或方法將計(jì)數(shù)值1320轉(zhuǎn)換為模擬信號，例如4-20mA信號。另外或者可選擇地，收發(fā)器1330可以數(shù)字和/或無線傳送計(jì)數(shù)值1320作為信號1210。
[0124]雖然實(shí)現(xiàn)圖12中示例性位置傳送器1205的示例性方式已經(jīng)圖示于圖13，圖13中圖示的一個(gè)或多個(gè)接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、元件、程序和/或裝置可以任何一種方式結(jié)合、分割、重新設(shè)置、省略、去除和/或?qū)嵤?。進(jìn)一步地，示例性位置傳感器接口 605、示例性校準(zhǔn)器1305、示例性端點(diǎn)估算器1310、示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315、示例性存儲(chǔ)器630、示例性用戶接口 635、示例性輸入設(shè)備640、示例性顯示器645、示例性位置值確定器1325、示例性傳送器/收發(fā)器1330和/或，更廣泛地說，圖13中的位置傳送器1205，可通過硬件、軟件、固件和/或硬件、軟件和/或固件的任意組合實(shí)現(xiàn)。因此，舉例來說，示例性位置傳感器接口605、示例性校準(zhǔn)器1305、示例性端點(diǎn)估算器1310、示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315、示例性存儲(chǔ)器630、示例性用戶接口 635、示例性輸入設(shè)備640、示例性顯示器645、示例性位置值確定器1325、示例性傳送器/收發(fā)器1330和/或，更廣泛地說，位置傳送器1205，它們中的任何一個(gè)可通過一個(gè)或多個(gè)電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯設(shè)備(PLD)、現(xiàn)場可編程邏輯設(shè)備(FPLD)、和/或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等等來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)包括這些元件中的一個(gè)或多個(gè)的本專利的任何一個(gè)權(quán)利要求被理解為包括單純的軟件和/或固件工具時(shí)，示例性位置傳感器接口 605、示例性校準(zhǔn)器1305、示例性端點(diǎn)估算器1310、示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315、示例性存儲(chǔ)器630、示例性用戶接口 635、示例性輸入設(shè)備640、示例性顯示器645、示例性位置值確定器1325、示例性傳送器/收發(fā)器1330和/或，更廣泛地說，位置傳送器1205中的至少一個(gè)在此被明確限定為包括有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。示例性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括但不限于，閃存、光盤(⑶)、DVD、軟盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、電子可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)和/或電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、光存儲(chǔ)盤、光存儲(chǔ)器設(shè)備、磁盤、磁存儲(chǔ)器和/或任何一種如下的有形介質(zhì)，其可用來存儲(chǔ)程序代碼和/或機(jī)器可讀指令或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的指令并且可通過處理器、計(jì)算機(jī)和/或具有處理器的其他設(shè)備訪問，例如接下來結(jié)合圖16論述的示例性處理器平臺(tái)P100。上述元件的組合也包括在有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范疇內(nèi)。更進(jìn)一步地，示例性位置傳送器1205包括代替圖12所示的或者除圖12中所示那些之外的接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、元件、程序和/或設(shè)備，和/或包括圖示接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、元件、程序和/或設(shè)備中的任意或全部中的一個(gè)以上。
[0125]圖14圖示出示例性程序，可執(zhí)行該程序來安裝圖12和13中的示例性位置傳送器1205。圖15圖示出示例性程序，可執(zhí)行該程序來實(shí)現(xiàn)圖13中的示例性校準(zhǔn)器1305和/或，更廣泛地說，圖12和13的示例性位置傳送器1205。處理器、控制器和/或任何一種其它合適的處理設(shè)備都可被使用和/或編程來執(zhí)行圖14和15的示例性程序。舉例來說，圖14和15的程序具體表現(xiàn)為存儲(chǔ)在例如有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任何一種制品上的代碼和/或機(jī)器可訪問的指令，這種介質(zhì)可通過處理器、計(jì)算機(jī)和/或具有處理器的其他設(shè)備訪問，例如接下來結(jié)合圖16論述的示例性處理器平臺(tái)P100。可選擇地，圖14和15中的一些或所有示例性操作都可使用ASIC、PLD、FPLD、FPGA、離散邏輯元件、硬件、固件等等的任一組合來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，圖14和15中的一個(gè)或多個(gè)示例性操作可以手動(dòng)實(shí)現(xiàn)或者以任何一種上述技術(shù)的任意組合實(shí)現(xiàn)，例如固件、軟件、離散邏輯元件和/或硬件的任意組合。進(jìn)一步地，可以采用許多其他方法實(shí)現(xiàn)圖14和15中的示例性操作。舉例來說，模塊的執(zhí)行順序可以改變，和/或所述的一個(gè)或多個(gè)模塊可以改變、取消、細(xì)分或者組合。另外，圖14和15中的任何一個(gè)或者所有示例性處理程序可順序執(zhí)行和/或例如通過單獨(dú)的處理線程、處理器、設(shè)備、離散邏輯元件、電路等等并聯(lián)執(zhí)行。
[0126]圖14的示例性程序從操作者和/或安裝者用示例性固定器190確定或者固定(例如手動(dòng)固定)閥門組件102的位置開始(模塊1405)。舉例來說，操作者可以使用夾子和/或擋塊手動(dòng)固定閥門106，或者通過阻止控制流體在致動(dòng)器108內(nèi)的運(yùn)動(dòng)(例如，圈閉)來固定致動(dòng)器108的位置。
[0127]移除待替換的位置傳送器(模塊1410)，安裝替換件和/或新的位置傳送器1205 (模塊1415)。安裝者啟動(dòng)位置傳送器1205 (例如提供動(dòng)力)并且訪問用戶接口 635 (模塊1420)。舉例來說，安裝者輸入例如位置傳感器110的靈敏度值SENSITIVITY (例如由位置傳感器110上的銘牌或標(biāo)簽上獲得)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(模塊1425)。然后安裝者輸入位置指示器140的單點(diǎn)位置PPP (模塊1430)。在某些實(shí)施例中，輸入位置PPP作為致動(dòng)器108的行程跨度百分比(例如50%打開)。
[0128]根據(jù)輸入的信息，位置傳送器1205計(jì)算校準(zhǔn)值L0_CAL和HI_CAL，并且安裝者使用這些值(模塊1440)。
[0129]安裝者使位置傳送器1205處于工作狀態(tài)(模塊1445)并且松開或者釋放閥門組件102的位置(模塊1450)。
[0130]圖15的示例性程序從示例性端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315等待P0S_SIG1210的計(jì)算值落至范圍[ΜΙΝ,ΜΑΧ]之外開始(模塊1505)。當(dāng)P0S_SIG1210的計(jì)算值落至范圍[ΜΙΝ,ΜΑΧ]之外(模塊1505)并且校準(zhǔn)矯正將自動(dòng)應(yīng)用時(shí)(模塊1510)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315將相應(yīng)的校準(zhǔn)值HI_CAL、L0_CAL修正為當(dāng)前PTV170的值(模塊1515)。
[0131]如果校準(zhǔn)矯正未被自動(dòng)應(yīng)用(模塊1510)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315通知用戶(例如經(jīng)由示例性顯示器645)新的和/或矯正的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)隨時(shí)可用(模塊1520)，并且確定PTV170是否位于上述NEW_CAL值范圍之外(模塊1525)。如果PTV170位于上述范圍之外(模塊1525)，端點(diǎn)調(diào)節(jié)器1315存儲(chǔ)修正的校準(zhǔn)值NWE_HI_CAL、NEW_L0_CAL用于后續(xù)恢復(fù)和/或啟用(模塊1530)。然后控制返回模塊1505，等待P0S_SIG1210落至范圍[ΜΙΝ,ΜΑΧ]之外。
[0132]圖16是示例性處理器平臺(tái)PlOO的示意圖，該平臺(tái)可被使用和/或編程來實(shí)現(xiàn)任何一種示例性設(shè)備和/或方法以校準(zhǔn)在此公開的閥位控制器。舉例來說，一個(gè)或多個(gè)通用處理器、處理器內(nèi)核、微型控制器等等可實(shí)現(xiàn)處理器平臺(tái)P100。
[0133]圖16的實(shí)施例中的處理器平臺(tái)PlOO包括至少一個(gè)可編程處理器Ρ105。處理器Ρ105執(zhí)行存在于處理器Ρ105的主存儲(chǔ)器(例如RAM Pl 15和/或ROM Ρ120)內(nèi)的編碼指令PllO和/或P112。處理器P105可以是任何一種處理部件，例如處理器內(nèi)核、處理器和/或微型控制器。除了其他方面之外，處理器P105可以執(zhí)行圖7-11、14的示例性程序和/或，更廣泛地說，實(shí)現(xiàn)圖1和6的示例性閥位控制器104和/或圖12和13的示例性位置傳送器 1205。
[0134]處理器P105經(jīng)由總線P125與任何數(shù)量和/或類型的有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(包括ROM P120和/或RAM P115)相連。RAMP115可通過動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SDRAM)和/或任何一種其他類型的RAM設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，并且ROM可通過閃存和/或任何一種其他要求類型的存儲(chǔ)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。對存儲(chǔ)器Pl 15和存儲(chǔ)器P120的訪問可由存儲(chǔ)控制器(未示出)進(jìn)行控制。示例性存儲(chǔ)器P115和P120例如可被用來實(shí)現(xiàn)圖6和13的示例性存儲(chǔ)器630。
[0135]處理器平臺(tái)PlOO還包括接口電路P130。任何一種接口標(biāo)準(zhǔn)，例如外存儲(chǔ)接口、串行端口、通用輸入/輸出等等，都能實(shí)現(xiàn)接口電路P130。一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備P135和一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備P140連接到接口電路P130。輸入設(shè)備P135可被用來實(shí)現(xiàn)示例性輸入設(shè)備640，而輸出設(shè)備P140可被用來實(shí)現(xiàn)圖6和13的示例性顯示器645。
[0136]盡管某些示例性方法、設(shè)備和系統(tǒng)已經(jīng)在此進(jìn)行描述，本專利的覆蓋范圍不限于此。相反，本專利涵蓋文字上或者等同原則下清楚落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有方法、設(shè)備、系統(tǒng)和制品。
【權(quán)利要求】
1.一種控制閥組件，其特征在于，包括: 閥，其具有流量控制元件； 致動(dòng)器，其機(jī)械地連接到所述流量控制元件；以及 控制器專用集成電路，其可通信地耦接到所述致動(dòng)器，其中所述致動(dòng)器移動(dòng)所述流量控制元件以響應(yīng)于從所述控制器專用集成電路接收的控制信號； 其中，當(dāng)所述控制閥組件工作時(shí)，所述控制器專用集成電路根據(jù)位置傳感器靈敏度值和單點(diǎn)位置值在所述控制閥組件工作期間進(jìn)行自我校準(zhǔn)，所述單點(diǎn)位置值表示當(dāng)所述控制器專用集成電路被置于控制模式時(shí)所述流量控制元件的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，進(jìn)一步包括在安裝所述控制器專用集成電路之前，當(dāng)所述控制閥組件安裝就位并且與過程控制系統(tǒng)一起運(yùn)行時(shí)，從所述控制閥組件移走另一個(gè)控制器專用集成電路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制閥組件，其特征在于，所述單點(diǎn)位置值表示當(dāng)所述控制器專用集成電路最初安裝在所述控制閥組件中時(shí)所述流量控制元件的最初位置。
4.如權(quán)利要求1或2所述的控制閥組件，其特征在于，所述單點(diǎn)位置值表示所述流量控制元件的行程跨度百分比。
5.如權(quán)利要求1或2所述的控制閥組件，其特征在于，所述自我校準(zhǔn)還基于第一估算校準(zhǔn)值和第二估算校準(zhǔn)值，其中，所述第一估算校準(zhǔn)值和所述第二估算校準(zhǔn)值分別表示所述流量控制元件的上行程跨度極限和下行程跨度極限。
6.如權(quán)利要求5所述的控制閥組件，其特征在于，進(jìn)一步包括從所述控制器專用集成電路獲得第一估算校準(zhǔn)值和第二估算校準(zhǔn)值，所述控制器專用集成電路根據(jù)單點(diǎn)校準(zhǔn)位置和位置傳感器靈敏度值確定所述第一估算校準(zhǔn)值和所述第二估算校準(zhǔn)值。
7.如權(quán)利要求1或2所述的控制閥組件，其特征在于，將所述控制器專用集成電路置于控制方式包括使所述控制器專用集成電路處于工作狀態(tài)，以使所述控制閥組件控制過程系統(tǒng)的流體流量。
8.如權(quán)利要求1或2所述的控制閥組件，其特征在于，將所述控制器專用集成電路置于控制模式包括啟用控制器專用集成電路，而不在將所述控制器專用集成電路置于控制模式之前在所述流量控制元件的一個(gè)行程端點(diǎn)和所述流量控制元件的另一個(gè)行程端點(diǎn)之間驅(qū)動(dòng)所述控制閥組件。
9.如權(quán)利要求1或2所述的控制閥組件，其特征在于，進(jìn)一步包括經(jīng)由用戶接口專用集成電路選擇所述控制器專用集成電路的校準(zhǔn)。
10.一種控制閥組件，其特征在于，包括: 控制器專用集成電路，當(dāng)控制閥組件與過程控制系統(tǒng)一起運(yùn)行或者聯(lián)機(jī)時(shí)，控制器專用集成電路耦接至控制閥組件，其中所述控制器專用集成電路包括； 位置傳感器靈敏度值； 單點(diǎn)位置值，其表示所述控制閥組件的流量控制元件的當(dāng)前位置； 基于所述位置傳感器靈敏度值和所述單點(diǎn)位置值，表示所述流量控制元件的第一行程跨度極限的估算上行程極限值和表示所述流量控制元件的第二行程跨度極限的估算下行程極限值；以及 其中，所述控制器專用集成電路根據(jù)所述位置傳感器靈敏度值、所述單點(diǎn)位置值、估算上行程極限值和估算下行程極限值在所述控制閥組件工作期間進(jìn)行自我校準(zhǔn)。
11.如權(quán)利要求10所述的控制閥組件，其特征在于，所述流量控制元件的當(dāng)前位置被固定以阻止所述流量控制元件移動(dòng)。
12.如權(quán)利要求10或11所述的控制閥組件，其特征在于，所述單點(diǎn)位置值表示當(dāng)所述流量控制元件被固定時(shí)，所述流量控制元件相對于所述流量控制元件的整個(gè)行程跨度的當(dāng)前位置的估算。
13.如權(quán)利要求10或11所述的控制閥組件，其特征在于，進(jìn)一步包括松開所述流量控制元件并且啟用所述控制器專用集成電路。
14.如權(quán)利要求10或11所述的控制閥組件，其特征在于，所述位置傳感器靈敏度值和所述單點(diǎn)位置值經(jīng)由輸入接口專用集成電路輸入所述控制器專用集成電路。
15.如權(quán)利要求10或11所述的控制閥組件，其特征在于，確定估算上行程極限值和估算下行程極限值包括使所述控制器專用集成電路根據(jù)位置傳感器靈敏度值和單點(diǎn)位置值計(jì)算估算上行程極限值和估算下行程極限值。
16.一種控制閥組件，其特征在于，包括: 控制器專用集成電路，當(dāng)控制閥組件位于流體系統(tǒng)中時(shí)，所述控制器專用集成電路確定閥的流量控制元件在所述控制閥組件中的位置； 預(yù)定的位置傳感器靈敏度值； 單點(diǎn)位置值，其表示當(dāng)所述控制器專用集成電路被置于控制模式時(shí)，所述流量控制元件相對于所述流量控制元件的行程跨度的最初位置； 基于所述位置傳感器靈敏度值和所述單點(diǎn)位置值估算的上校準(zhǔn)值和下校準(zhǔn)值；以及 其中，所述控制器專用集成電路根據(jù)所述單點(diǎn)位置值、所述位置傳感器靈敏度值和估算的上校準(zhǔn)值和下校準(zhǔn)值進(jìn)行自我校準(zhǔn)。
17.如權(quán)利要求16所述的控制閥組件，其特征在于，所述單點(diǎn)位置值表示在所述控制器專用集成電路被置于控制模式之前可視地估算所述流量控制元件的位置。
18.如權(quán)利要求16或17所述的控制閥組件，其特征在于，所述單點(diǎn)位置值表示為所述流量控制元件的行程跨度百分比。
19.如權(quán)利要求16或17所述的控制閥組件，其特征在于，所述單點(diǎn)位置值通過借助于所述控制閥組件的位置傳感器測量所述流量控制元件的位置來獲得。
20.如權(quán)利要求16或17所述的控制閥組件，其特征在于，當(dāng)所述控制閥組件聯(lián)機(jī)或者與流體系統(tǒng)一起運(yùn)行時(shí)，所述控制器專用集成電路進(jìn)行自我校準(zhǔn)，而不需驅(qū)動(dòng)所述流量控制元件或者旁通所述控制閥組件。
【文檔編號】F16K17/20GK203979570SQ201320821186
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月22日
【發(fā)明者】P·K·卡特, S·G·西伯杰 申請人:費(fèi)希爾控制國際公司